基于主成分分析比较不同加工番茄品种叶绿素的荧光参数及光合特性

doi:10.6048/j.issn.1001-4330.2024.11.007

新疆农业科学 ›› 2024, Vol. 61 ›› Issue (11): 2667-2675.DOI: 10.6048/j.issn.1001-4330.2024.11.007

• 种质资源·分子遗传学·生理生化·微生物 • 上一篇下一篇

基于主成分分析比较不同加工番茄品种叶绿素的荧光参数及光合特性

赵文轩¹(), 程云霞¹, 谭占明¹(), 李春雨², 束胜³, 阿依买木·沙吾提¹, 杨历雨¹, 苗献军⁴

1.塔里木大学园艺与林学学院南疆特色果树高效优质栽培与深加工技术国家地方联合工程实验室/新疆生产建设兵团南疆特色果树生产工程实验室,新疆阿拉尔 843300
2.塔里木大学信息工程学院,新疆阿拉尔 843300
3.南京农业大学园艺学院,南京 210095
4.新疆西晶农业科技有限公司, 新疆图木舒克, 843900

收稿日期:2024-04-21 出版日期:2024-11-20 发布日期:2025-01-08
通信作者: 谭占明(1991-),男,内蒙古呼伦贝尔人,副教授,硕士,研究方向为设施蔬菜高效栽培及抗逆性生理,(E-mail)tlmdxtzm@taru.edu.cn
作者简介:赵文轩(2001-),男,河南郾城人,本科,研究方向为设施农业科学与工程,(E-mail)1587178203@qq.com
基金资助:
新疆生产建设兵团农业关键核心技术攻关项目(NYHXGG2023AA311);新疆蔬菜产业技术体系(XJARS-07);新疆生产建设兵团第三师图木舒克市科技计划项目(KY2022GG05);南疆特色蔬菜种质资源库建设(TDZKY202101);2021年塔里木大学大学生创新创业训练计划项目(2021131)

Comparison of chlorophyll fluorescence and photosynthetic characteristics of different processed tomato varieties based on principal component analysis

ZHAO Wenxuan¹(), CHENG Yunxia¹, TAN Zhanming¹(), LI Chunyu², SHU Sheng³, Ayimaimu Shawuti¹, YANG Liyu¹, MIAO Xianjun⁴

1. National and Local Joint Engineering Laboratory for Efficient and High-Quality Cultivation and Deep Processing Technology of Southern Xinjiang Characteristic Fruit Trees/Southern Xinjiang Characteristic Fruit Tree Production Engineering Laboratory, XPCC, College of Horticulture and Forestry, Tarim University, Aral Xinjiang 843300, China
2. College of Information Engineering, Tarim University, Aral Xinjiang 843300, China
3. College of Horticulture, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China
4. Xinjiang Xijing Agriculiural Technology Co., Ltd., Tumshuke Xinjiang, 843900, China

Received:2024-04-21 Published:2024-11-20 Online:2025-01-08
Supported by:
Agricultural key core technology research project of Xinjiang Production and Construction Corps(NYHXGG2023AA311);Xinjiang vegetable industry technology system(XJARS-07);Science and Technology Plan Project of Tumshuk City of the Third Division(KY2022GG05);Construction of germplasm resource bank of characteristic vegetables in southern Xinjiang(TDZKY202101);2021 Tarim University College Student Innovation and Entrepreneurship Training Program(2021131)

摘要/Abstract

摘要：

【目的】筛选适宜新疆南疆地区栽培的加工番茄品种。【方法】以9个加工番茄为材料,测定比较叶绿素荧光参数、光合参数、叶绿素相对含量以及产量等指标,探究9个加工番茄品种间的差异,利用主成分分析结合聚类分析综合评价各品种的各项指标。【结果】T₁(佳禾红运)叶绿素荧光参数、叶绿素相对含量、光合参数及产量相较其他品种表现较好,其中Fv/Fm为0.81,qP为0.85,Pn为19.63 μmol/(m²·s),Gs为0.54 mmol/(m²·s),Tr为8.25 mmol/(m²·s),均与其他品种存在显著性差异。【结论】佳禾红运光合能力和环境适应能力较强,产量高,适合新疆阿拉尔市栽培。

关键词: 加工番茄; 叶绿素荧光; 光合特性; 产量; 主成分

Abstract:

【Objective】 To select processed tomato varieties suitable for cultivation in southern Xinjiang.【Methods】 9 kinds of processed tomatoes were used as test materials, and the differences between 9 processed tomato varieties were explored by comparing the fluorescence parameters, photosynthetic parameters, chlorophyll relative content and yield of 9 processed tomatoes, and the indicators of each variety were comprehensively evaluated and ranked by principal component analysis combined with cluster analysis.【Results】 The results showed that the chlorophyll fluorescence parameters, chlorophyll relative content, photosynthetic parameters and yield of T₁ ('Jiahe Hongyun') performed better than other varieties, among which Fv/Fm was 0.81, qP was 0.85, Pn was 19.63 μmol/(m²·s), Gs was 0.54 mmol/(m²·s), and Tr was 8.25 mmol/(m²·s), all of which were significantly different from other varieties.【Conclusion】 It shows that 'Jiahe Hongyun' has strong photosynthetic ability and environmental adaptability, high yield, so it is suitable for cultivation in Xinjiang Aral City and surrounding areas.

Key words: processed tomatoes; chlorophyll fluorescence; photosynthetic properties; yield; principal component

中图分类号:

S641.2

赵文轩, 程云霞, 谭占明, 李春雨, 束胜, 阿依买木·沙吾提, 杨历雨, 苗献军. 基于主成分分析比较不同加工番茄品种叶绿素的荧光参数及光合特性[J]. 新疆农业科学, 2024, 61(11): 2667-2675.

ZHAO Wenxuan, CHENG Yunxia, TAN Zhanming, LI Chunyu, SHU Sheng, Ayimaimu Shawuti, YANG Liyu, MIAO Xianjun. Comparison of chlorophyll fluorescence and photosynthetic characteristics of different processed tomato varieties based on principal component analysis[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2024, 61(11): 2667-2675.

图/表 11

参考文献 28

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	LI Weiming, WU Xudong, HU Weicong, et al. Comprehensive evaluation of different pepper varieties based on principal component analysis and cluster analysis[J]. Northern Horticulture, 2022,(9): 55-60.

处理 Treat- ments	品种 Varieties	来源 Source
T₁	佳禾红运	新疆石河子佳禾农业有限公司
T₂	Q020	新疆乌鲁木齐玉麒麟公司
T₃	早得	新疆石河子农资种子公司
T₄	美国世纪红	山东省寿光市富华种业
T₅	新引198-1	新疆昌吉市农业技术推广站
T₆	红宝石	新疆天地禾种业有限公司
T₇	红果三号	新疆天地禾种业有限公司
T₈	麒麟钻石	新疆乌鲁木齐玉麒麟公司
T₉	佳义200	新疆新昊农业科技有限公司

处理 Treat- ments	品种 Varieties	来源 Source
T₁	佳禾红运	新疆石河子佳禾农业有限公司
T₂	Q020	新疆乌鲁木齐玉麒麟公司
T₃	早得	新疆石河子农资种子公司
T₄	美国世纪红	山东省寿光市富华种业
T₅	新引198-1	新疆昌吉市农业技术推广站
T₆	红宝石	新疆天地禾种业有限公司
T₇	红果三号	新疆天地禾种业有限公司
T₈	麒麟钻石	新疆乌鲁木齐玉麒麟公司
T₉	佳义200	新疆新昊农业科技有限公司

指标 Indexes	最大值 Maximum	最小值 Minimum	平均值 Average value	标准差 Standard deviation	变异系数 Coefficient of variation (%)
PSⅡ最大光化学量子产量Fv/Fm	0.84	0.70	0.8	0.05	6.11
PSⅡ实际光合效率ΦPSⅡ	0.66	0.47	0.55	0.07	12.28
非光化学淬灭系数NPQ	0.44	0.26	0.36	0.06	15.98
光化学荧光淬灭系数qP	0.85	0.56	0.67	0.08	12.66
叶绿素相对含量Chlorophyll relative content	40.53	28.6	33.7	4.21	12.49
产量Yield(t/hm²)	167.72	97.57	138.59	20.46	14.76
净光合速率Pn(μmol/(m²·s))	19.63	16.85	18.57	0.82	4.42
气孔导度Gs(mmol/(m²·s))	0.54	0.21	0.36	0.1	29.33
胞间CO₂浓度Ci(μmol/mol)	335.76	291.59	312.47	12.79	4.09
蒸腾速率Tr(mmol/(m²·s))	8.25	5.66	7.18	0.78	10.89

指标 Indexes	最大值 Maximum	最小值 Minimum	平均值 Average value	标准差 Standard deviation	变异系数 Coefficient of variation (%)
PSⅡ最大光化学量子产量Fv/Fm	0.84	0.70	0.8	0.05	6.11
PSⅡ实际光合效率ΦPSⅡ	0.66	0.47	0.55	0.07	12.28
非光化学淬灭系数NPQ	0.44	0.26	0.36	0.06	15.98
光化学荧光淬灭系数qP	0.85	0.56	0.67	0.08	12.66
叶绿素相对含量Chlorophyll relative content	40.53	28.6	33.7	4.21	12.49
产量Yield(t/hm²)	167.72	97.57	138.59	20.46	14.76
净光合速率Pn(μmol/(m²·s))	19.63	16.85	18.57	0.82	4.42
气孔导度Gs(mmol/(m²·s))	0.54	0.21	0.36	0.1	29.33
胞间CO₂浓度Ci(μmol/mol)	335.76	291.59	312.47	12.79	4.09
蒸腾速率Tr(mmol/(m²·s))	8.25	5.66	7.18	0.78	10.89

	Fv/Fm	ΦPSⅡ	NPQ	qP	SPAD	产量 Yield	Pn	Gs	Ci	Tr
Fv/Fm	1	—	—	—	—	—	—	—	—	—
ΦPSⅡ	-0.542^**	1	—	—	—	—	—	—	—	—
NPQ	-0.509^**	0.197	1	—	—	—	—	—	—	—
qP	0.427^*	-0.331	-0.716^**	1	—	—	—	—	—	—
SPAD	0.171	0.01	-0.422^*	0.553^**	1	—	—	—	—	—
产量 Yield	0.491^**	-0.181	-0.559^**	0.770^**	0.864^**	1	—	—	—	—
Pn	0.511^**	-0.176	-0.525^**	0.729^**	0.826^**	0.991^**	1	—	—	—
Gs	0.328	-0.1	-0.579^**	0.744^**	0.897^**	0.935^**	0.918^**	1	—	—
Ci	-0.441*	0.163	0.585^**	-0.803^**	-0.873^**	-0.991^**	-0.980^**	-0.962^**	1	—
Tr	0.415^*	-0.133	-0.500^**	0.727^**	0.861^**	0.988^**	0.989^**	0.933^**	-0.985^**	1

基于主成分分析比较不同加工番茄品种叶绿素的荧光参数及光合特性

Comparison of chlorophyll fluorescence and photosynthetic characteristics of different processed tomato varieties based on principal component analysis

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Metrics

项目 Items	主成分1 Principal component 1	主成分2 Principal component 2
特征值Eigenvalues	7.15	1.49
方差贡献率 Variance contribution rate(%)	71.45	14.87
累计贡献率 Cumulative contribution rate(%)	71.45	86.32
Fv/Fm(X₁)	0.22	-0.53
ΦPSⅡ(X₂)	-0.09	0.66
NPQ(X₃)	-0.28	0.28
qP(X₄)	0.32	-0.17
SPAD(X₅)	0.32	0.33
产量Yield(X₆)	0.37	0.08
Pn(X₇)	0.36	0.07
Gs(X₈)	0.36	0.18
Ci(X₉)	-0.37	-0.10
Tr(X₁₀)	0.36	0.15

品种 Varieties	F₁	F₂	F值 F value	排名 Ranking
T₁	4.18	11.17	5.38	1
T₂	-2.76	-7.36	-3.55	8
T₃	-4.01	-10.72	-5.17	9
T₄	0.77	2.05	0.99	4
T₅	-2.04	-5.45	-2.63	7
T₆	1.57	4.20	2.02	3
T₇	0.68	1.81	0.87	5
T₈	2.68	7.17	3.46	2
T₉	-1.07	-2.86	-1.38	6
权重Weights	0.83	0.17

分类 Classify	样本数 Number of samples	Fv/Fm	ΦPSⅡ	NPQ	qP	SPAD值 SPAD value	产量 yield (t/hm²)	Pn (μmol/ (m²·s))	Gs (mmol/ (m²·s))	Ci (μmol/mol)	Tr (mmol/ (m²·s))
Ⅰ	2	0.82	0.54	0.29	0.78	39.68	163.19	19.43	0.50	296.21	8.05
Ⅱ	6	0.81	0.55	0.38	0.65	32.56	137.22	18.57	0.33	314.01	7.15
Ⅲ	1	0.70	0.61	0.42	0.56	28.60	97.57	16.85	0.21	335.76	5.66
总计 Total	9	0.80	0.55	0.36	0.67	33.70	138.58	18.57	0.36	312.47	7.18

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