统计学在植物品种改良中的应用研究

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1、统计学在植物品种改良中的应用研究：本文通过在植物品种改良中应用统计学部分原理，以双因素方差分析计算区分出影响植物品种特征特性的遗传与非遗传因素，以累计贡献率、主成分分析、通径分析确定影响植物品种的主要性状指标，对育成的优势组合采取聚类分析，筛选优势组合群体，为加快育种进程降低育种成本提供借鉴参考。关键词：统计学；植物育种；应用研究统计学是数学的一个重要组成部分，统计学的英文名称为statistics，其重点在与对数据的收集、处理和分析，并最终从数据分析中发现科学的规律或结论。一般认为其源于对社会经济问题的研究，历经“城邦政情”、“政治算数”和“统计分析科学”三个阶段。发展至今

2、已经成为社会政治、经济、金融等众多领域的重要工具。而在农业科学研究方面，统计学的应用还主要存在于农业经济类社会学科的应用上，在农业自然科学应用方面还相对较少、应用相对简单，主要以差异性检验、相关性分析为主。统计学能不能更深入一步的应用于植物新品种的培育与资源创新工作呢？通过与相关科研人员接触，参与科研活动，笔者认为统计学完全可以更深入、更广泛的应用于植物品种改良、资源创新科研工作中，为降低品种改良盲目性、提高品种改良效率、降低品种改良成本有重要意义。1当前农业科研中植物品种改良的现状当前的植物品种改良过程主要包括两个阶段：一是种质资源的创新与改造，二是杂交组合的配制。其中资源

3、的创新与改造是品种改良的重点，存在的问题有以下两点：1.1资源性状控制因素认知不清，资源创新盲目性较大由于多年来我国高等教育中高度精细的专业设置，从事品种改良的育种工专业性极强，知识面相对狭窄，品种选育中对资源某一性状的掌握以纵向为主，缺乏横向比对，对控制某一性状的因素属于遗传或非遗传类型认识不清，存在很大的选育盲目性。例如，当前热炒的富硒抗癌植物品种选育，问题在于硒在该农作物中的高含量是品种因素还是栽培因素造成的，存在着认知不清的问题，如不加厘清，盲目上马选择富硒资源，工作就存在很大的不确定性。1.2科研投入精力与物力过大为确定植物品种性状为遗传性状，当前开展了大量的基因工

4、程研究，重点通过分子标记的手段来确定遗传性状。而通过分子进行标记的前提是该性状必须为遗传性状，因此前期的性状遗传性认定工作量非常巨大，筛选的过程不仅周期长、而且设备昂贵、药品毒性高，导致科研上的投入不仅科研人员精力增多、而且财力物力的投入也十分大，在一定程度上影响了育种工作的进程。2以统计学中几个计算方法对植物品种选育的促进作用在上述1中存在的两点问题是当前在植物品种改良过程中存在的主要问题，其实通过精细的试验设计，对种质资源的相关指标进行检测并进行统计分析，就能很好的助力新品种的选育工作。具体包含以双因素方差分析：鉴别种质资源中性状的遗传与非遗传特性；以主成分分析、通径分析

5、：确定影响品种特性的主要性状；以聚类分析：对配制的杂交组合进行规划分类，筛选优良品种。2.1以双因素方差分析鉴定种质资源的遗传与非遗传性状仍以富硒食品中硒的含量为例，能否开发富硒的植物品种首先要鉴定硒在植物中的含量是否受遗传控制，即品种间有显著差异，这就需要排除栽培管理因素、气候因素、人为误差等各种因素的影响，这可总称为非遗传因素，因此在设计试验时，以相同的品种群体在不同的地区间进行生产繁殖，统一检验检测标准，并获得检测结果进行分析。例如对10个品种分别在10个不同地区种植，取样后检验硒的含量，其中品种之间的差异代表遗传性影响，而不同地区间的差异代表非遗传性影响。遗传与非遗传

6、因素对品种的影响，包括在品质、抗性、产量等众多方面，均可以不同品种不同地区间相同指标的双因素方差分析来鉴别，因试验设计与检验检测手段均为成熟的技术手段，所以投入的精力与财力物力会很低。对于受遗传因素影响的性状指标，就可作为品种改良的重要指标，而受非遗传因素影响的性状指标，可避免徒劳的选育工作，通过栽培管理手段来实现。2.2以主成分分析、累计贡献率、载荷和通径分析确定品种改良的主要性状在植物品种改良过程中，某一方面性状会含有很多类详细指标，如品质方面含有蛋白质、脂肪、碳水化合物、纤维素、维生素、矿物质、水分等等；在抗性方面含有脯胺酸、丙二醛、POD、SOD等等；在产量方面含有株

7、高、单株重、单果重、密度、结果数等等。在对影响特定性状的指标选择时，对一些影响较小、微乎其微的指标就可忽略不计，重点对主要指标进行选择。因此，需要对所有指标进行一下主成分分析，每一项指标的特征值，计算各自在整体的贡献率、从贡献率最大指标开始依次累加各指标的贡献率，获得累计贡献率，超过85%为止，这几项指标就可作为影响该品种相关性状的主要指标。需要注意的是，影响某品种的某方面性状的相关指标有正向相关的，同时也有负向相关的。如可溶性糖含量高品质就好，脯胺酸含量高耐寒性就好，这呈现的就是正相关；而苦味素含量增