菊芋属于向日葵属的一种作物,耐旱、耐寒、耐瘠,适应性强,生物量大,营养丰富,可以作为饲料、食品、工业原料加以利用。菊芋种质资源的研究对于了解种质资源的特性、发掘优异的基因资源和菊芋资源的合理利用至关重要,更是菊芋遗传改良工作的基础。
在民勤、榆中对来自欧洲、中国的65份菊芋种质资源的表型、产量性状、品质性状采用方差分析、相关分析、因子分析和聚类分析等统计方法进行了综合分析,以期了解不同种质资源的表型、产量、品质特性,筛选优异的种质材料；了解性状间以及性状与基因型、环境之间相互影响,为菊芋的遗传改良提供指导；同时通过菊芋种质资源的繁殖习性、杂交可能性的研究探讨通过杂交手段进行遗传改良的可行性。主要结果如下：
(1)菊芋种质资源表型、产量、品质性状变异大。表型聚类可将65份材料分为7类,分别为早熟小块茎群体、早熟欧洲群体、高产中晚熟国内群体、高产中晚熟欧洲群体、晚熟群体、中晚熟群体等,不同类群间生育期、形态、产量分化明显；产量性状、品质性状结果表明不同品系的单株块茎产量在0.37-2.79k之间；菊芋块茎干基总糖含量在593.93-713.37g/kg之间,菊糖含量在573.67-695.20g/kg之间。
(2)基因型、环境的双因素分析结果表明,基因型、基因型与环境互作效应均显著的影响产量性状,环境效应除对地下茎长、块茎干物质含量影响不显著外,对其他产量性状均显著；基因型、环境、基因型与环境互作显著的影响块茎灰分、粗蛋白、总糖、还原糖、粗纤维含量。粗脂肪含量仅受环境效应的影响,菊糖含量受基因型、基因型与环境互作影响。
(3)产量性状的相关性分析表明,单株块茎产量与主茎直径、分枝数、最大块茎重、平均块茎重呈显著正相关,与地下茎长、块茎干重呈显著负相关。品质性状的总糖含量与菊糖含量呈显著正相关而且均与粗脂肪、块茎产量显著正相关,与粗蛋白含量、块茎干重显著负相关。
(4)比较27份材料在民勤、榆中的块茎、菊糖、总糖产量,高块茎产量预示着高的总糖、菊糖产量。鉴定的材料中J1、N2、W1三份材料在民勤、榆中块茎产量、总糖产量、菊糖产量表现好,B3、B5、B2、J2、S在民勤产量表现好,12、JU3、N1、JN2、R4、R2在榆中表现出了良好的潜力。
(5)基于产量性状的因子分析结果提取的不同因子的聚类分析结果显示,DK6地下块茎产量高；DK17、12、DK4地上生物量大。
综合分析菊芋材料块茎产量与品质,DK16、DK8、DK5、DK6、DK7的块茎产量、总糖、菊糖产量高。
(6)菊芋种质材料单株花数变异大,在8-116朵之间；每花序小花数变异较小,在57-83朵之间；开放结实率低25%以下；自交结实率极低,1%以下；无单性结实现象。
杂交结实率存在群体间差异,紫色、棕色群体易结实；白色杂交结实率低；分析结果显示,杂交结实率主要受母本影响,但与母本开放结实率、自交结实率无关；父母本的互作对杂交结实率有显著影响而父本对杂交结实率的影响未达到显著水平。正反交结实率主要受组合的影响与正交、反交方式无关,但与母本开放结实率有关。
