雷山天麻的農(nóng)藝性狀及其相關(guān)性與因子分析

黃曉潤(rùn),黃萬兵*,楊通靜,朱國(guó)勝,桂 陽,李 彪

（1.貴州省農(nóng)作物品種資源研究所，貴州 貴陽 550006；2.貴州省食用菌育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽 550006；3.貴州省食用菌現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系資源育種功能實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽 550006；4.貴州省食用菌工程技術(shù)研究中心資源育種實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽 550006）

20世紀(jì)50年代初，我國(guó)開始天麻的人工種植研究，直至20世紀(jì)70年代，天麻栽培技術(shù)才逐步走向成熟。貴州省藥用天麻除從陜西、四川等地進(jìn)貨外，大多為采集野生天麻加工而來。雷山縣的雷公山，地境錯(cuò)綜復(fù)雜，林木種類繁多，自古盛產(chǎn)天麻，因人為挖取導(dǎo)致野生天麻幾乎挖絕，1979年開始大量人工栽培[1]。近年來，天麻在化學(xué)成分、遺傳多樣性、指紋圖譜等領(lǐng)域己有相應(yīng)研究報(bào)道[2-4]，但對(duì)雷山天麻的農(nóng)藝性狀及評(píng)價(jià)的研究鮮見報(bào)道。為雷山天麻品質(zhì)控制和品種選育提供參考，對(duì)雷山天麻箭麻11 個(gè)地上部分農(nóng)藝性狀和8個(gè)塊莖農(nóng)藝性狀進(jìn)行觀察與測(cè)量，利用變異系數(shù)、相關(guān)性、多元回歸和因子分析等方法，探明雷山天麻單個(gè)塊莖鮮重與各農(nóng)藝性狀間的相互關(guān)系，綜合評(píng)價(jià)影響雷山天麻塊莖品質(zhì)的性狀指標(biāo)。

1 材料與方法

1.1 材料

天麻箭麻來源于雷山縣方祥鄉(xiāng)世章天麻開發(fā)有限公司種植基地。

1.2 方法

對(duì)每株天麻地上部分和塊莖的農(nóng)藝性狀進(jìn)行拍照、稱量和測(cè)量。記錄從箭麻萌動(dòng)、抽薹、開花到果實(shí)成熟完整生長(zhǎng)過程的天麻共132 株，參考《天麻》（NY/T 2593—2014）并結(jié)合雷山天麻實(shí)際生長(zhǎng)情況，觀察與測(cè)量雷山天麻地上部分農(nóng)藝性狀，包括花莖高度、花莖粗度、花被筒長(zhǎng)度、花被筒寬度、子房長(zhǎng)度、花序軸長(zhǎng)、果實(shí)長(zhǎng)度、果實(shí)寬度、果實(shí)長(zhǎng)寬比、果實(shí)鮮重、果實(shí)數(shù)量共11個(gè)。參照文獻(xiàn)[5-7]并結(jié)合實(shí)際生長(zhǎng)觀察與測(cè)量雷山天麻塊莖的農(nóng)藝性狀，包括單個(gè)塊莖鮮重、縱長(zhǎng)、橫長(zhǎng)、縱橫比、環(huán)紋數(shù)、中間環(huán)紋間距、鸚哥嘴直徑、鸚哥嘴長(zhǎng)度共8個(gè)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 22.0分別對(duì)雷山天麻地上部分農(nóng)藝性狀及塊莖農(nóng)藝性狀進(jìn)行變異系數(shù)、相關(guān)性、多元回歸和因子分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)藝性狀

2.1.1 雷山天麻地上部分農(nóng)藝性狀 由表1可知，雷山天麻地上部分的花莖高度、花序軸長(zhǎng)、果實(shí)長(zhǎng)度、果實(shí)鮮重、果實(shí)數(shù)量變異系數(shù)較大，分別為16.30%、27.16%、19.52%、28.19%、21.31%；花莖粗度、花被筒長(zhǎng)度、花被筒寬度、子房長(zhǎng)度、果實(shí)寬度、果實(shí)長(zhǎng)寬比的變異系數(shù)較小，分別為12.47%、4.36%、6.27%、7.47%、11.67%、8.97%?；ㄇo粗度為6.45～11.62 mm，均值為8.74 mm；花被筒長(zhǎng)度為9.23～11.74 mm，均值為10.77 mm；花被筒寬度為6.23～9.15 mm，均值為7.34 mm；子房長(zhǎng)度為8.63～13.32 mm，均值為10.71 mm；果實(shí)寬度為4.74～10.91 mm，均值為8.31 mm；果實(shí)長(zhǎng)寬比為2.24～3.79，均值為3.01。

表1 雷山天麻地上部分農(nóng)藝性狀的描述性統(tǒng)計(jì)

2.1.2 雷山天麻塊莖農(nóng)藝性狀 由表2 可知，天麻單個(gè)塊莖鮮重、縱橫比、中間環(huán)紋間距和鸚哥嘴長(zhǎng)度的變異系數(shù)分別為29.14%、16.55%、16.70%和15.70%，變異稍大；塊莖縱長(zhǎng)、橫長(zhǎng)、環(huán)紋數(shù)和鸚哥嘴直徑的變異系數(shù)分別為12.31%、11.62%、12.39% 和9.12%，變異較小，屬于比較穩(wěn)定的性狀，可作為雷山天麻品質(zhì)控制的性狀指標(biāo)?？v長(zhǎng)66.57～121.57 mm，均值為85.39 mm；橫長(zhǎng)42.28～78.65 mm，均值為62.31 mm；環(huán)紋數(shù)7～13 個(gè)，均值為10.33 個(gè)；鸚哥嘴直徑11.22～19.50 mm，均值為14.32 mm。

表2 雷山天麻塊莖農(nóng)藝性狀的描述性統(tǒng)計(jì)

2.2 雷山天麻塊莖農(nóng)藝性狀的相關(guān)性

由表3可知，雷山天麻塊莖農(nóng)藝性狀之間存在一定的相關(guān)性。單個(gè)塊莖鮮重與縱長(zhǎng)、橫長(zhǎng)、環(huán)紋數(shù)、中間環(huán)紋間距、鸚哥嘴直徑存在極顯著正相關(guān)性；縱長(zhǎng)與橫長(zhǎng)、縱橫比存在極顯著負(fù)相關(guān)性，與中間環(huán)紋間距、鸚哥嘴直徑存在極顯著正相關(guān)性；橫長(zhǎng)與縱橫比、環(huán)紋數(shù)、中間環(huán)紋間距、鸚哥嘴直徑、鸚哥嘴長(zhǎng)度存在極顯著正相關(guān)性；縱橫比與環(huán)紋數(shù)存在極顯著正相關(guān)性，與中間環(huán)紋間距存在顯著正相關(guān)性；環(huán)紋數(shù)與鸚哥嘴直徑存在極顯著正相關(guān)性；鸚哥嘴直徑與鸚哥嘴長(zhǎng)度存在極顯著正相關(guān)性。

表3 雷山天麻塊莖農(nóng)藝性狀的相關(guān)系數(shù)

2.3 雷山天麻單個(gè)塊莖鮮重與其他農(nóng)藝性狀的多元回歸分析

對(duì)雷山天麻單個(gè)塊莖鮮重（Y）實(shí)施正態(tài)性檢驗(yàn)，n 屬于大樣本，利用Kolmogorov-Smirnova 輸出值Sig.為0.059＞0.05，其變量Y符合正太分布，故可以對(duì)雷山天麻單個(gè)塊莖鮮重與塊莖縱長(zhǎng)、塊莖橫長(zhǎng)、塊莖縱橫比、環(huán)紋數(shù)、中間環(huán)紋間距、鸚哥嘴直徑、鸚哥嘴長(zhǎng)度等7 個(gè)農(nóng)藝性狀間的關(guān)系進(jìn)行逐步回歸分析，建立雷山天麻單個(gè)塊莖鮮重（Y）、縱長(zhǎng)（X1）、橫長(zhǎng)（X2）、縱橫比（X3）、環(huán)紋數(shù)（X4）、中間環(huán)紋間距（X5）、鸚哥嘴直徑（X6）、鸚哥嘴長(zhǎng)度（X7）的最優(yōu)回歸方程為Y=4.428X1-1.253X7（n=132，F(xiàn)=198.565）。表明，塊莖縱長(zhǎng)和鸚哥嘴長(zhǎng)度是影響雷山天麻單個(gè)塊莖鮮重的主要因子。

2.4 因子分析

以雷山天麻塊莖8個(gè)農(nóng)藝性狀作變量，分別進(jìn)行KMO 和Bartlett 球形度檢驗(yàn)，其KMO 檢驗(yàn)值和Bartlett球形度對(duì)應(yīng)值分別為0.561 和0.00，表明這些變量間具有極顯著相關(guān)性。對(duì)這8個(gè)變量指標(biāo)進(jìn)行因子分析，得到因子特征值及貢獻(xiàn)率（表4），前3 個(gè)因子特征值的累積貢獻(xiàn)率達(dá)81.057%，說明前3 個(gè)因子對(duì)總信息量的解釋度達(dá)到81.057%，故取前3個(gè)因子建立因子載荷值矩陣，最大方差法進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，得到旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣（表5）。以因子載荷值大于0.5 的原則得出，因子1包括單個(gè)塊莖鮮重、縱長(zhǎng)、橫長(zhǎng)、中間環(huán)紋間距；因子2 包括縱長(zhǎng)、縱橫比、環(huán)紋數(shù)；因子3包括鷹哥嘴直徑、鷹哥嘴長(zhǎng)度。

表5 雷山天麻塊莖因子載荷矩陣

由表4 還可知，因子1 的累積貢獻(xiàn)率為42.718%，因子 2 的累積貢獻(xiàn)率為64.382%，前2 個(gè)因子的貢獻(xiàn)率均大于20%，表明單個(gè)塊莖鮮重、縱長(zhǎng)、橫長(zhǎng)、中間環(huán)紋間距、縱橫比、環(huán)紋數(shù)對(duì)于天麻的生長(zhǎng)具有重要意義。

表4 雷山天麻塊莖8個(gè)農(nóng)藝性狀的因子特征值及累積貢獻(xiàn)率

3 結(jié)論與討論

研究結(jié)果表明，雷山天麻地上部分花莖粗度、花被筒長(zhǎng)度、花被筒寬度、子房長(zhǎng)度、果實(shí)寬度、果實(shí)長(zhǎng)寬比屬于較為穩(wěn)定的性狀。雷山天麻平均塊莖縱長(zhǎng)85.39 mm；平均塊莖橫長(zhǎng)62.31 mm；平均環(huán)紋數(shù)10.33 個(gè)；平均鸚哥嘴直徑14.32 mm，這些指標(biāo)的變異較小，是相對(duì)較為穩(wěn)定的性狀。

相關(guān)分析表明，雷山天麻單個(gè)塊莖鮮重與其縱長(zhǎng)、橫長(zhǎng)、環(huán)紋數(shù)、中間環(huán)紋間距和鸚哥嘴直徑間存在極顯著正相關(guān)性，多元回歸分析也證明縱長(zhǎng)、鸚哥嘴長(zhǎng)度對(duì)單個(gè)塊莖鮮重具有較大的直接作用。因子分析表明，單個(gè)塊莖鮮重、縱長(zhǎng)、橫長(zhǎng)、中間環(huán)紋間距、縱橫比、環(huán)紋數(shù)對(duì)天麻生長(zhǎng)有重要意義。綜合而言，雷山天麻生產(chǎn)上可將塊莖縱長(zhǎng)作為高產(chǎn)品種選育的性狀指標(biāo)，可將環(huán)紋數(shù)比作為品質(zhì)控制的性狀指標(biāo)。

鷹哥嘴長(zhǎng)度對(duì)單個(gè)塊莖鮮重?zé)o顯著影響，但多元回歸分析表明，鷹哥嘴長(zhǎng)度對(duì)單個(gè)塊莖鮮重具有較大的直接作用，這可能是因?yàn)槔咨教炻楦鬓r(nóng)藝性狀間的相關(guān)分析只是兩兩分析，沒有綜合考慮各性狀間的相互作用，各農(nóng)藝性狀與單個(gè)塊莖鮮重之間的關(guān)系比較復(fù)雜，但相關(guān)、多元回歸和因子分析結(jié)果均表明，塊莖縱長(zhǎng)、環(huán)紋數(shù)和中間環(huán)紋間距是影響雷山天麻單個(gè)塊莖鮮重的主要因子，是雷山天麻單個(gè)塊莖鮮重高產(chǎn)較佳的農(nóng)藝性狀指標(biāo)。藥食用菌品質(zhì)控制和品種選育不僅要考慮農(nóng)藝性狀的影響還應(yīng)該側(cè)重其他因素，如品種特異性、生長(zhǎng)環(huán)境和栽培方式等，因此，下一步開展雷山天麻品種選育和品質(zhì)控制工作時(shí)，可將農(nóng)藝性狀與其他影響因素結(jié)合深入研究，從而系統(tǒng)評(píng)價(jià)各農(nóng)藝性狀對(duì)雷山天麻品質(zhì)的影響，以期科學(xué)指導(dǎo)雷山天麻育種與栽培。