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對(duì)吉林省種植的晚熟玉米雜交種的8個(gè)主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行主成分分析，結(jié)果表明在所有的主成分構(gòu)成中，信息主要集中在前5個(gè)主成分，其累積貢獻(xiàn)率達(dá)到87.95%，主成分1貢獻(xiàn)率最大，為32.39%，其次為主成分2、3、4、5，貢獻(xiàn)率分別為20.51%、14.65% 、11.63%、8.77%，可以概括這些雜交種農(nóng)藝性狀的絕大部分信息。
關(guān)鍵詞：玉米；農(nóng)藝性狀；主成分分析
中圖分類(lèi)號(hào)：S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
玉米是吉林省主要糧食作物之一，提高玉米產(chǎn)量具有十分重要的意義。主成分分析在小麥，水質(zhì)評(píng)價(jià)等方面都有很大的應(yīng)用[1-2]。玉米產(chǎn)量是一個(gè)是多個(gè)農(nóng)藝性狀共同作用的結(jié)果。而這些性狀之間又相互作用、相互影響，對(duì)玉米產(chǎn)量的貢獻(xiàn)各不相同。本研究采用主成分分析法對(duì)其主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析，找出對(duì)育種目標(biāo)有益的綜合指標(biāo)，為玉米育種和生產(chǎn)提供理論依據(jù)[3-9]。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
對(duì)29個(gè)晚熟玉米雜交種（N1301～N1329），采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)品種種植10m行長(zhǎng)、5行區(qū)、3次重復(fù)。本試驗(yàn)點(diǎn)位于公主嶺，測(cè)定容重、百粒重、穗長(zhǎng)、穗粗、禿尖、株高、穗位。
1.2 試驗(yàn)方法
主成分分析[10-11]是把多個(gè)指標(biāo)化為少數(shù)幾個(gè)綜合指標(biāo)的一種統(tǒng)計(jì)分析方法，找出幾個(gè)綜合因子來(lái)代表原來(lái)眾多的變量，從而達(dá)到簡(jiǎn)化的目的。特征根代表綜合指標(biāo)（主成分）遺傳方差的大小，特征向量表示各個(gè)性狀對(duì)綜合指標(biāo)貢獻(xiàn)的權(quán)重，并根據(jù)特征根的大小依次排序，計(jì)算出信息累計(jì)貢獻(xiàn)率，本文以累計(jì)貢獻(xiàn)率大于85%的原則選擇主成分。
1.2.1 設(shè)樣本數(shù)為n，指標(biāo)數(shù)為p的數(shù)據(jù)矩陣
1.2.2 將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理
為標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)，，分別為第j個(gè)指標(biāo)平均值，標(biāo)準(zhǔn)差。
1.2.3 計(jì)算相關(guān)矩陣
將標(biāo)準(zhǔn)化的指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析，得相關(guān)系數(shù)矩陣：
1.2.4 對(duì)相關(guān)矩陣用雅克比法求特征方程
的非負(fù)特征值，和相應(yīng)特征向量。
方差大對(duì)模型貢獻(xiàn)率大，方差小對(duì)模型貢獻(xiàn)率小，新變量分別稱(chēng)為第1主成分、第2主成分和第p主成分。
1.2.5 計(jì)算主成分貢獻(xiàn)率及累計(jì)貢獻(xiàn)率
主成分貢獻(xiàn)率：
累計(jì)貢獻(xiàn)率：
1.2.6 選擇主成分
前m個(gè)主成分提供了85%以上的信息量，則取特征值所對(duì)應(yīng)的第1，第2，第m個(gè)主成分。
表1玉米雜交種農(nóng)藝性狀平均值
編號(hào) 容重/
?。╣/l） 百粒重
/g 穗長(zhǎng)/cm 穗粗/cm 禿尖/cm 株高/cm 穗位/cm 莖粗/cm
N1301 657.0 38.2 20.6 5.9 1.6 279.0 146.0 2.1
N1302 728.0 39.6 21.2 5.2 1.2 291.0 141.0 2.3
N1303 706.0 34.5 22.4 5.4 0.3 293.0 144.0 2.2
N1304 714.0 37.7 21.2 5.8 0.6 323.0 160.0 2.2
N1305 679.0 37.5 21.3 5.9 1.3 295.0 134.0 2.5
N1306 698.0 39.1 21.4 5.5 0.6 278.0 126.0 2.6
N1307 698.0 40.2 22.0 5.7 1.4 284.0 135.0 2.4
N1308 689.0 38.7 22.2 5.4 0.3 272.0 134.0 2.4
N1309 707.0 41.9 23.1 5.2 1.1 269.0 121.0 2.8
N1310 725.0 38.8 21.5 5.5 0.9 278.0 140.0 2.2
N1311 664.0 38.6 20.4 6.0 1.8 294.0 152.0 2.2
N1312 720.0 36.7 21.0 5.6 0.6 294.0 142.0 2.2
N1313 700.0 38.8 21.5 4.9 0.4 267.0 122.0 2.2
N1314 749.0 40.9 20.4 5.6 0.6 249.0 107.0 2.2
N1315 707.0 38.1 21.2 5.6 1.0 266.0 131.0 2.2
N1316 707.0 38.0 19.2 5.6 0.5 287.0 141.0 2.4
N1317 725.0 34.3 19.8 5.5 1.6 258.0 123.0 2.2
N1318 706.0 38.3 20.4 5.4 1.5 272.0 127.0 2.3
N1319 678.0 37.5 21.7 5.4 1.3 245.0 155.0 2.2
N1320 724.0 38.7 22.2 5.2 0.2 256.0 128.0 2.3
N1321 726.0 37.2 19.9 5.1 0.3 257.0 117.0 2.4
N1322 691.0 35.0 22.4 5.5 0.5 279.0 131.0 2.6
N1323 697.0 39.6 20.5 5.4 1.1 262.0 118.0 2.3
N1324 682.0 38.6 19.7 5.9 0.5 293.0 143.0 2.2
N1325 731.0 38.6 22.6 4.9 0.6 268.0 127.0 2.5
N1326 654.0 34.2 20.1 5.7 1.8 243.0 117.0 2.3
N1327 680.0 37.4 21.8 5.7 0.7 254.0 119.0 2.3
N1328 722.0 40.9 24.1 5.4 0.9 277.0 137.0 2.3
N1329 702.0 45.2 20.8 5.5 0.9 278.0 139.0 2.3
2 結(jié)果與分析
2.1 主成分分析
對(duì)以上8個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行主成分分析，數(shù)據(jù)通過(guò)SPSS軟件處理，計(jì)算特征根與特征向量。
在所有的主成分構(gòu)成中，信息主要集中在前5個(gè)主成分，其累積貢獻(xiàn)率達(dá)到87.95%。主成分1的特征值λ1=2.5915，貢獻(xiàn)率最大，為32.39%，其次為主成分2、3、4、5，特征值分別為λ2=1.6404、λ3=1.1721、λ4=0.9300、λ5=0.7019，貢獻(xiàn)率分別為20.51%、14.65%、11.63%、8.77%（見(jiàn)表2）。
主成分1的特征向量中，載荷較大且數(shù)值為正的性狀依次為株高、穗位、莖粗等，此類(lèi)性狀與植株的生長(zhǎng)勢(shì)有關(guān)，可稱(chēng)為生長(zhǎng)勢(shì)因子。其中，以株高的載荷量最大，說(shuō)明植株越高、穗位越高，莖越粗，生長(zhǎng)勢(shì)也越強(qiáng)。載荷較大且數(shù)值為負(fù)的性狀依次為穗長(zhǎng)、容重，說(shuō)明伴隨著株高、穗粗等的增加，穗長(zhǎng)、容重呈下降趨勢(shì)，即盲目追求過(guò)大過(guò)多的株高、穗位、穗粗等，將會(huì)造成穗長(zhǎng)、容重的下降。主成分2的特征向量中，載荷較大且數(shù)值為正的性狀依次為穗粗、百粒重和穗長(zhǎng)，此類(lèi)性狀與產(chǎn)量有關(guān)，可稱(chēng)為產(chǎn)量因子，說(shuō)明穗越粗大，百粒重就越高。載荷較大且數(shù)值為負(fù)的性狀依次為株高、容重，即過(guò)多追求大穗、粗穗，容重就會(huì)降低，株高也會(huì)降低，即生長(zhǎng)勢(shì)因子也會(huì)降低。主成分3的特征向量中，載荷較大且數(shù)值為正的性狀依次為穗長(zhǎng)、穗位和百粒重，可稱(chēng)為穗部因子，說(shuō)明穗越大、穗位越高，百粒重也會(huì)增加。載荷較大且數(shù)值為負(fù)的性狀依次為禿尖、容重和莖粗，即穗位過(guò)高或穗過(guò)長(zhǎng)、百粒重過(guò)高，會(huì)造成禿尖的增加。主成分4的特征向量中，載荷較大且數(shù)值為正的性狀依次為穗位、容重、莖粗等，說(shuō)明穗位越高，一般情況下莖粗也要增加。載荷較大且數(shù)值為負(fù)的性狀依次為株高和百粒重。主成分5的特征向量中，載荷較大且數(shù)值為正的性狀依次為株高、容重、穗長(zhǎng)和穗粗，以株高的載荷最大，說(shuō)明生長(zhǎng)勢(shì)因子越大，在某種程度上可以帶來(lái)產(chǎn)量因子的提高。載荷較大且數(shù)值為負(fù)的性狀依次為百粒重和禿尖。
表2 8個(gè)農(nóng)藝性狀的主成分分析
主成分 特征根/λ 貢獻(xiàn)率/% 累計(jì)貢獻(xiàn)率/% 特征向量
容重/（g/l） 百粒重/g 穗長(zhǎng)/cm 穗粗/cm 禿尖/cm 株高/cm 穗位/cm 莖粗/cm
1 2.5915 32.3943 32.3943 -0.4030 0.2055 -0.4726 0.2289 0.0627 0.5444 0.3407 0.3207
2 1.6404 20.5055 52.8997 -0.1781 0.2602 0.2549 0.8576 0.0263 -0.3023 -0.0839 -0.0299
3 1.1721 14.6515 67.5512 -0.2924 0.3557 0.4228 -0.2482 -0.5744 -0.0347 0.4532 -0.1056
4 0.9300 11.6254 79.1766 0.5275 -0.0050 0.1202 0.0793 0.2881 -0.1880 0.6982 0.3083
5 0.7019 8.7740 87.9506 0.3385 -0.3287 0.3825 0.2985 -0.2691 0.6793 -0.0260 -0.0858
6 0.4753 5.9412 93.8918 0.2734 0.6225 -0.0326 -0.0582 0.3404 0.2696 0.0015 -0.5872
7 0.3425 4.2817 98.1735 0.3916 0.5122 -0.0363 -0.0600 -0.3037 0.0364 -0.3970 0.5729
8 0.1461 1.8265 100.0000 -0.3148 0.0751 0.6080 -0.2192 0.5495 0.2005 -0.1604 0.3311
機(jī)械大類(lèi)
機(jī)械小類(lèi)
當(dāng)前位置:
玉米雜交種幾個(gè)農(nóng)藝性狀的主成分分析
來(lái)源：環(huán)球糧機(jī)網(wǎng)發(fā)布時(shí)間：2015-06-15 13:13:24
