2.3能源相關(guān)性狀的相關(guān)性分析

由表4可知，2個(gè)試點(diǎn)莖和葉的產(chǎn)量與理論乙醇產(chǎn)量均表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)（P<0.01),R2均為0.99，表明生物產(chǎn)量是影響理論乙醇產(chǎn)量的最重要因素。2個(gè)試點(diǎn)的莖和葉的產(chǎn)量也極顯著正相關(guān)（P<0.01），介休市和涿州市的試點(diǎn)相關(guān)系數(shù)分別為0.83和0.85。莖的理論乙醇產(chǎn)量與葉的理論乙醇產(chǎn)量也極顯著正相關(guān)（P<0.01），介休市和涿州市的試點(diǎn)相關(guān)系數(shù)分別為0.82和0.84。產(chǎn)量和品質(zhì)性狀之間，2個(gè)試點(diǎn)均表現(xiàn)為莖產(chǎn)量和莖可溶性糖含量顯著正相關(guān)，而與莖灰分含量顯著負(fù)相關(guān)；葉產(chǎn)量和葉纖維素含量顯著正相關(guān)。

同一品質(zhì)性狀，2個(gè)試點(diǎn)均表現(xiàn)為莖可溶性糖含量與葉可溶性糖含量、莖木質(zhì)素含量與葉木質(zhì)素含量均呈極顯著正相關(guān)。介休市試點(diǎn)莖纖維素含量和葉纖維素含量表現(xiàn)為不相關(guān)，涿州市試點(diǎn)莖纖維素含量和葉纖維素含量呈顯著正相關(guān)。品質(zhì)性狀間，莖可溶性糖含量和莖木質(zhì)纖維素含量呈顯著負(fù)相關(guān)；莖可溶性糖含量與莖灰分含量呈顯著負(fù)相關(guān)，而葉可溶性糖含量與葉灰分含量在2試點(diǎn)表現(xiàn)不一致。2個(gè)試點(diǎn)莖和葉均表現(xiàn)為：纖維素含量與半纖維素含量、木質(zhì)素含量均呈顯著正相關(guān)；半纖維素含量和木質(zhì)素含量呈顯著正相關(guān)。

2.4主成分分析

由表5可知，2個(gè)試點(diǎn)特征值>1的主成分均為4個(gè)，其累計(jì)貢獻(xiàn)率為介休市84.22%，涿州市78.95%，涵蓋了高粱雜交種性狀研究的絕大部分信息。

在介休市試點(diǎn)，第1主成分特征值為4.14，貢獻(xiàn)率為29.57%；其中第1主成分中葉產(chǎn)量和葉的理論乙醇產(chǎn)量特征向量絕對(duì)值最大均為0.95，其次為莖產(chǎn)量（0.94）和莖的理論乙醇產(chǎn)量（0.91），因此將第1主成分稱(chēng)為秸稈產(chǎn)量因子。第2主成分的貢獻(xiàn)率為27.85%；其特征向量絕對(duì)值最大的性狀為莖可溶性糖含量（-0.93），其次是為莖半纖維素含量（0.91）、莖纖維素含量（0.91）、莖木質(zhì)素含量（0.90），且莖木質(zhì)纖維素含量的特征向量絕對(duì)值均>0.90，因此將第2主成分稱(chēng)為莖的碳水化合物因子。第3主成分特征向量絕對(duì)值最大的性狀為葉半纖維素含量（0.90），其次是葉纖維素含量（0.76）、葉木質(zhì)素含量（0.44）、葉可溶性糖含量（-0.38），因此將其稱(chēng)為葉的碳水化合物因子。第4主成分特征向量絕對(duì)值最大的性狀為葉的灰分含量（0.81），其次是葉可溶性糖含量（-0.73），且葉產(chǎn)量、葉可溶性糖含量、葉半纖維素含量和葉理論乙醇產(chǎn)量特征值均為負(fù)值，因此將其稱(chēng)為葉乙醇產(chǎn)量潛力的抑制因子。

在涿州市試點(diǎn)，第1主成分特征值為4.07，貢獻(xiàn)率為29.04%；第1主成分中莖的理論乙醇產(chǎn)量和莖的產(chǎn)量特征向量絕對(duì)值最大均為0.95，其次葉的理論乙醇產(chǎn)量（0.92）和葉的產(chǎn)量（0.92），因此將第1主成分稱(chēng)為秸稈產(chǎn)量因子。第2主成分特征向量絕對(duì)值前四位分別為莖半纖維素含量（0.97）、莖木質(zhì)素含量（0.96）、莖可溶性糖含量（-0.95）和莖纖維素含量（0.93），因此稱(chēng)為莖的碳水化合物因子。第3主成分特征向量絕對(duì)值前四位分別為葉灰分含量（-0.87）、葉半纖維素含量（0.77）、葉纖維素含量（0.39）和葉可溶性糖含量（-0.36）主要反映高粱葉的能源品質(zhì)性狀潛力，因此稱(chēng)為葉的碳水化合物因子。第4主成分特征向量絕對(duì)值最大的性狀為葉木質(zhì)素含量（0.88），其次是葉纖維素含量（0.57），且其葉的產(chǎn)量、葉纖維素含量、葉半纖維素含量和葉的理論乙醇產(chǎn)量特征值均為正值，因此將其稱(chēng)為葉乙醇產(chǎn)量的促進(jìn)因子。

3討論與結(jié)論

本研究96份高粱的絕大多數(shù)能源相關(guān)性狀的基因型、環(huán)境及兩者互作效應(yīng)均達(dá)顯著水平，且性狀變異主要來(lái)源于環(huán)境因素。已有研究也表明能源高粱生物產(chǎn)量和化學(xué)成分受環(huán)境影響較大。Zhao等和Tang等對(duì)高粱的乙醇生產(chǎn)潛力及其產(chǎn)量構(gòu)成性狀研究發(fā)現(xiàn)，能源高粱生物產(chǎn)量、可溶性糖和木質(zhì)纖維素受環(huán)境影響顯著。此外，陳展宇等在半干旱和半濕潤(rùn)地區(qū)對(duì)8個(gè)甜高粱農(nóng)藝性狀、糖錘度和生物產(chǎn)量性狀研究發(fā)現(xiàn)，7個(gè)甜高粱糖錘度在2個(gè)不同環(huán)境下差異顯著。因此，在不同環(huán)境條件下分析高粱莖葉各性狀間的相關(guān)關(guān)系是必要的。

明確莖、葉的產(chǎn)量以及其化學(xué)成分含量間的關(guān)系，有助于提高莖葉產(chǎn)量和改善其能源品質(zhì)，這一定程度上決定了非糧生物質(zhì)原料的能源潛力。Murray等基于甜高粱和籽粒高粱的雙親重組近交群體對(duì)結(jié)構(gòu)性和非結(jié)構(gòu)化碳水化合物的遺傳研究表明，高粱在適宜條件下，不同碳水化合物含量可協(xié)同提高，同時(shí)QTL(quantitativetraitlocus）定位發(fā)現(xiàn)莖和葉的碳水化合物遺傳是獨(dú)立的，因此分別對(duì)莖和葉遺傳改良可有效地改良其能源品質(zhì)。本研究發(fā)現(xiàn)，莖的理論乙醇產(chǎn)量和葉的理論乙醇產(chǎn)量極顯著正相關(guān)，且在2個(gè)試點(diǎn)的相關(guān)系數(shù)均較大。同一能源品質(zhì)性狀不同部位間，絕大部分品質(zhì)性狀在2個(gè)試點(diǎn)均表現(xiàn)為正相關(guān)。莖的可溶性糖含量與葉可溶性糖含量、莖半纖維素含量與葉半纖維素含量、莖木質(zhì)素含量與葉木質(zhì)素含量均呈極顯著正相關(guān)。因此，從表型相關(guān)而言，同時(shí)提高莖和葉的產(chǎn)量并改善其能源品質(zhì)可極大地提升能源高粱乙醇理論生產(chǎn)潛力。另外，介休市和涿州市試點(diǎn)第1和第2主成分均為秸稈產(chǎn)量和莖碳水化合物因子，表明能源高粱育種應(yīng)重視提高莖、葉產(chǎn)量及莖的碳水化合物因子的改良。然而，第4主成分中葉產(chǎn)量、葉半纖維素含量和葉的理論乙醇產(chǎn)量特征值在2個(gè)試點(diǎn)表現(xiàn)不一致，在介休市為負(fù)值，涿州市為正值。這可能與能源高粱葉的能源品質(zhì)性狀受環(huán)境影響較大有關(guān)。在華北平原不同試點(diǎn)對(duì)能源高粱木質(zhì)纖維素等成分的配合力分析也表明葉中化學(xué)成分的遺傳效應(yīng)在不同環(huán)境下表現(xiàn)不一致。

作物性狀在不同生態(tài)環(huán)境下基因和環(huán)境互作效應(yīng)顯著。本研究莖和葉產(chǎn)量及其能源相關(guān)化學(xué)成分的7個(gè)性狀的方差分析也表明，能源高粱品種的產(chǎn)量和化學(xué)成分受環(huán)境影響較大，性狀間的相關(guān)關(guān)系可能在不同環(huán)境下會(huì)變化。因此，應(yīng)該在多個(gè)生態(tài)環(huán)境下，結(jié)合QTL定位分析莖葉能源性狀間遺傳關(guān)系以獲得更加可靠結(jié)果。

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