52份辣椒主要果实性状的遗传多样性及聚类分析

doi:10.6048/j.issn.1001-4330.2022.08.014

新疆农业科学 ›› 2022, Vol. 59 ›› Issue (8): 1935-1944.DOI: 10.6048/j.issn.1001-4330.2022.08.014

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52份辣椒主要果实性状的遗传多样性及聚类分析

袁雷¹^,²(), 吉雪花², 张国儒¹, 石林媛¹^,³, 郭河瑶¹^,², 唐亚萍¹, 杨涛¹(), 杨生保¹()

1.新疆农业科学院园艺作物研究所, 乌鲁木齐 830091
2.石河子大学农学院/特色果蔬栽培生理与种质资源利用兵团重点实验室,新疆石河子 832003
3.新疆农业职业技术学院,新疆昌吉 831100

收稿日期:2021-11-10 出版日期:2022-08-20 发布日期:2022-10-01
通信作者: 杨涛,杨生保
作者简介:袁雷（1998 -）,男,四川平昌人,硕士研究生,研究方向为蔬菜育种,（ E - mail ） 2273747884@qq.com
基金资助:
新疆维吾尔自治区自然科学基金(2020D01B38);国家现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS-24-G-26);国家自然科学基金(32060680);新疆维吾尔自治区雪松计划(2020XS30)

Genetic Diversity and Cluster Analysis on the Main Fruit Characters of 52 Accessions of Capsicum

YUAN Lei¹^,²(), JI Xuehua², ZHANG Guoru¹, SHI Linyuan¹^,³, GUO Heyao¹^,², TANG Yaping¹, YANG Tao¹(), YANG Shengbao¹()

1. Institute of Horticulture, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830091,China
2. College of Agriculture,Shihezi University / Xinjiang Production and Construction Corps Key Laboratory of Special Fruits and Vegetables Cultivation Physiology and Germplasm Resources Utilization,Shihezi Xinjiang 832003,China
3. Xinjiang Agricultural Vocational and technical college, Changji Xingjiang 831100,China

Received:2021-11-10 Online:2022-08-20 Published:2022-10-01
Correspondence author: YANG Tao, YANG Shengbao
Supported by:
Natural Science Foundation of Xinjiang Uygur Autonomous Region(2020D01B38);China Agriculture Research System(CARS-24-G-26);National Natural Science Foundation of China(32060680);Xuesong Program for Xinjang(2020XS30)

摘要/Abstract

摘要：

【目的】研究调查52份辣椒种质资源的主要果实性状,并进行遗传多样性及聚类分析,挖掘能够应用于遗传改良的种质资源,为新疆辣椒产业的种质资源创新奠定基础。【方法】利用常规检测方法和高效液相技术,调查辣椒主要果实表型及品质性状,采用SPSS 25.0、R和Origin 2018等软件,对辣椒果实性状进行遗传多样性、相关性、主成分及聚类分析,确定52份辣椒种质资源的遗传聚类。【结果】52份辣椒种质资源中13个主要果实性状存在不同程度的变异,其中心室数变异系数最低,为13.15%,辣椒素含量变异系数最高,可达143.15%,变异系数均值为58.19%,果实品质性状遗传差异较大;果实横径、胎座大小、果肉厚、心室数以及单果重两两之间均存在显著正相关,色价与辣椒素、二氢辣椒素、总辣椒碱类物质和辣度之间呈极显著负相关;4个主要主成分分别与果实重量、辣度、长度和辣椒红素含量相关,贡献率达81.54%;在欧式距离7.5处,可将中国种辣椒（C.chinense）、鸟辣椒（C.frutescens L）和灌木椒（C.frutescens L）与一年生辣椒区分开;当欧式距离为2.1时,可将52份辣椒种质分为4大类。【结论】在52份辣椒种质资源中,果实表型和品质性状有相对较为丰富的遗传多样性。

关键词: 辣椒; 种质资源; 遗传多样性; 聚类分析

Abstract:

【Objective】 In this study, the main fruit characters of 52 pepper germplasm resources were investigated, and the genetic diversity and cluster analysis were carried out, in order to explore the germplasm resources that can be applied to genetic improvement, and lay the foundation for the innovation and sustainable development of pepper industry in Xinjiang. 【Method】 In this study, conventional detection methods and high performance liquid chromatography（HPLC） were used to investigate the main fruit phenotypic and quality traits of pepper. The genetic diversity, correlation, principal component and cluster analysis of all fruit traits of pepper were carried out by SPSS 25.0, R and origin 2018 software. Finally, the genetic cluster analysis of 52 pepper germplasm resources was completed. 【Result】 The results showed that in terms of genetic diversity, 13 main fruit characters in 52 pepper germplasm resources had different degrees of variation, among which the coefficient of variation of ventricular number was the lowest, 13.15%, the highest coefficient of variation of capsaicin content was 143.15%, the mean coefficient of variation was 58.19%, and the genetic difference of fruit quality traits was large; in correlation analysis, There was a significant positive correlation between fruit diameter, placenta size, pulp thickness, number of ventricles and single fruit weight. The color price was significant negatively correlated with capsaicin, Dihydrocapsaicin, total capsaicin and spicy degree. In the aspect of principal component analysis, the four main components were related to fruit weight, spicy degree, length and capsicum content respectively, with a contribution rate of 81.54%; in cluster analysis, the European distance was 7.5, The results showed that C.chinense, C.frutescens L and C.frutescens L could be separated from annual chilli. When the European distance was 2.1, 52 pepper germplasm could be divided into four categories. 【Conclusion】 Among the 52 pepper germplasm resources, there is relatively rich genetic diversity in fruit phenotype and quality traits, and there are some special germplasm materials that need to be excavated, which has important reference significance for the utilization and innovation of pepper germplasm resources in the later stage.

Key words: pepper; germplasm resources; genetic diversity; cluster analysis

中图分类号:

S641.4

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图/表 6

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序号 NO.	材料编号 Material number	果实形状 Fruit shape	序号 NO.	材料编号 Material number	果实形状 Fruit shape
1	GB-1	羊角椒	27	GB-42	羊角椒
2	GB-2	羊角椒	28	GB-43	牛角椒
3	GB-3	羊角椒	29	GB-44	羊角椒
4	GB-4	羊角椒	30	GB-45	羊角椒
5	GB-6	羊角椒	31	GB-46	牛角椒
6	GB-7	牛角椒	32	GB-47	羊角椒
7	GB-8	羊角椒	33	GB-49	牛角椒
8	GB-9	羊角椒	34	GB-50	牛角椒
9	GB-10	牛角椒	35	LK-33	羊角椒
10	GB-12	牛角椒	36	GX-1	线椒
11	GB-13	羊角椒	37	GX-3	线椒
12	GB-15	羊角椒	38	GX-4	线椒
13	GB-16	羊角椒	39	GX-6	线椒
14	GB-18	羊角椒	40	GX-8	线椒
15	GB-19	羊角椒	41	GX-14	线椒
16	GB-20	羊角椒	42	GX-15	线椒
17	GB-23	羊角椒	43	GX-16	线椒
18	GB-25	羊角椒	44	GC-2	螺丝椒
19	GB-26	羊角椒	45	GC-3	螺丝椒
20	GB-27	羊角椒	46	GC-20	螺丝椒
21	GB-28	牛角椒	47	GC-21	螺丝椒
22	GB-29	羊角椒	48	GC-22	螺丝椒
23	GB-31	牛角椒	49	GC-23	螺丝椒
24	GB-33	羊角椒	50	ZL-280	短锥形
25	GB-35	羊角椒	51	LA-111	短锥形
26	GB-39	牛角椒	52	X-260	圆球形

序号 NO.	材料编号 Material number	果实形状 Fruit shape	序号 NO.	材料编号 Material number	果实形状 Fruit shape
1	GB-1	羊角椒	27	GB-42	羊角椒
2	GB-2	羊角椒	28	GB-43	牛角椒
3	GB-3	羊角椒	29	GB-44	羊角椒
4	GB-4	羊角椒	30	GB-45	羊角椒
5	GB-6	羊角椒	31	GB-46	牛角椒
6	GB-7	牛角椒	32	GB-47	羊角椒
7	GB-8	羊角椒	33	GB-49	牛角椒
8	GB-9	羊角椒	34	GB-50	牛角椒
9	GB-10	牛角椒	35	LK-33	羊角椒
10	GB-12	牛角椒	36	GX-1	线椒
11	GB-13	羊角椒	37	GX-3	线椒
12	GB-15	羊角椒	38	GX-4	线椒
13	GB-16	羊角椒	39	GX-6	线椒
14	GB-18	羊角椒	40	GX-8	线椒
15	GB-19	羊角椒	41	GX-14	线椒
16	GB-20	羊角椒	42	GX-15	线椒
17	GB-23	羊角椒	43	GX-16	线椒
18	GB-25	羊角椒	44	GC-2	螺丝椒
19	GB-26	羊角椒	45	GC-3	螺丝椒
20	GB-27	羊角椒	46	GC-20	螺丝椒
21	GB-28	牛角椒	47	GC-21	螺丝椒
22	GB-29	羊角椒	48	GC-22	螺丝椒
23	GB-31	牛角椒	49	GC-23	螺丝椒
24	GB-33	羊角椒	50	ZL-280	短锥形
25	GB-35	羊角椒	51	LA-111	短锥形
26	GB-39	牛角椒	52	X-260	圆球形

指标 Index	最大值 Max	最小值 Min	均值 Mean	标准差 SD	变异幅度 Variation range	变异系数 CV （%）
果实纵径（cm） Fruit length	26.21	0.69	14.50	4.32	25.52	29.78
果实横径（cm） Fruit diameter	4.34	0.54	2.36	0.72	3.81	30.54
果梗长度（cm） Peduncle length	6.80	2.20	4.49	0.93	4.60	20.80
胎座大小（cm） Placenta size	1.80	0.10	0.78	0.31	1.70	39.36
果肉厚（cm） Pulp thickness	0.33	0.09	0.20	0.04	0.24	21.58
心室数（个） Number of ventricles	3.60	2.00	2.69	0.35	1.60	13.15
单果重（g） Single fruit weight	61.00	0.08	27.31	13.77	60.92	50.42
色价 Color value	26.36	2.74	15.28	5.25	23.62	34.38
辣椒素（g/kg） Capsaicin	35.54	0.12	1.35	4.90	35.42	143.15
二氢辣椒素（g/kg） Dihydrocapsaicin	12.39	0.07	0.66	1.69	12.32	104.52
总辣椒素类物质（g/kg） Total capsaicin	53.25	0.22	2.25	7.31	12.07	122.66
辣椒红素（mg/kg） Capsanthin	5.12	2.55	4.82	2.10	2.57	43.61
辣度 Pungency degree（度）	3 134	17	267	615.43	3 117	102.54

指标 Index	最大值 Max	最小值 Min	均值 Mean	标准差 SD	变异幅度 Variation range	变异系数 CV （%）
果实纵径（cm） Fruit length	26.21	0.69	14.50	4.32	25.52	29.78
果实横径（cm） Fruit diameter	4.34	0.54	2.36	0.72	3.81	30.54
果梗长度（cm） Peduncle length	6.80	2.20	4.49	0.93	4.60	20.80
胎座大小（cm） Placenta size	1.80	0.10	0.78	0.31	1.70	39.36
果肉厚（cm） Pulp thickness	0.33	0.09	0.20	0.04	0.24	21.58
心室数（个） Number of ventricles	3.60	2.00	2.69	0.35	1.60	13.15
单果重（g） Single fruit weight	61.00	0.08	27.31	13.77	60.92	50.42
色价 Color value	26.36	2.74	15.28	5.25	23.62	34.38
辣椒素（g/kg） Capsaicin	35.54	0.12	1.35	4.90	35.42	143.15
二氢辣椒素（g/kg） Dihydrocapsaicin	12.39	0.07	0.66	1.69	12.32	104.52
总辣椒素类物质（g/kg） Total capsaicin	53.25	0.22	2.25	7.31	12.07	122.66
辣椒红素（mg/kg） Capsanthin	5.12	2.55	4.82	2.10	2.57	43.61
辣度 Pungency degree（度）	3 134	17	267	615.43	3 117	102.54

指标 Index	主成分 Principal components
指标 Index	Prin1	Prin2	Prin3	Prin4
特征值 Eigenvalues	4.990	3.033	1.469	1.107
贡献率 Contribution rate（%）	38.39	23.33	11.30	8.52
累积贡献率 Cumulative contribution rate（%）	38.39	61.72	73.02	81.54
果实纵径 Fruit length（cm）	0.545	-0.077	0.637	-0.159
果实横径 Fruit diameter（cm）	0.716	0.615	-0.247	-0.064
果梗长度 Peduncle length（cm）	0.203	0.009	0.876	0.209
胎座大小 Placenta size（cm）	0.667	0.611	-0.236	-0.205
果肉厚 Pulp thickness（cm）	0.650	0.502	0.205	-0.051
心室数（个） Number of ventricles	0.208	0.652	-0.025	0.290
单果重 Single fruit weight（g）	0.785	0.505	-0.030	-0.192
色价 Color value	0.533	-0.200	-0.170	0.327
辣椒素 Capsaicin（g/kg）	-0.715	0.643	0.134	0.082
二氢辣椒素 Dihydrocapsaicin（g/kg）	-0.706	0.654	0.143	0.085
总辣椒素类物质 Total capsaicin（g/kg）	-0.713	0.647	0.137	0.082
辣椒红素 Capsanthin（mg/kg）	0.289	0.018	-0.156	0.851
辣度（°） Pungency degree	-0.852	0.214	-0.159	-0.126

52份辣椒主要果实性状的遗传多样性及聚类分析

Genetic Diversity and Cluster Analysis on the Main Fruit Characters of 52 Accessions of Capsicum

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