陳宏偉 朱珍珍 李莉 劉良軍 劉昌燕 萬(wàn)正煌 沙愛(ài)華

摘 要 以來(lái)自全國(guó)各地及日本的67份鮮食大豆種質(zhì)資源為材料，利用主成分分析和聚類(lèi)分析的方法，對(duì)9個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，參試資源的農(nóng)藝性狀具有豐富的遺傳多樣性;變異系數(shù)最高的是有效分枝數(shù)（44%），其次是主莖節(jié)數(shù)（30%）。采用SPSS 19.0軟件對(duì)參試資源9個(gè)農(nóng)藝性狀的主成分分析結(jié)果表明，前4個(gè)主成分因子累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)78.124%。Ward法聚類(lèi)將參試的67份鮮食大豆資源劃分為4大類(lèi)群，其中第1類(lèi)群屬于大粒、高產(chǎn)種質(zhì)，具有很高的增產(chǎn)潛力，為湖北省雜交育種親本選擇提供了原材料。

關(guān)鍵詞 鮮食大豆;種質(zhì)資源;遺傳多樣性

中圖分類(lèi)號(hào)：S565.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.29.089

鮮食大豆又稱菜用大豆、毛豆，是鼓粒末期（R6～R7）豆粒飽滿到開(kāi)始轉(zhuǎn)色時(shí)收獲的未成熟大豆。它富含蛋白質(zhì)和維生素B1、B2，并含有鈣、鐵、磷等多種礦物質(zhì)元素，食味鮮美，營(yíng)養(yǎng)豐富，甜香柔糯，深受城鄉(xiāng)居民喜愛(ài)，在我國(guó)南方栽培普遍，是重要的蔬菜品種[1]。隨著高效農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展和種植業(yè)結(jié)構(gòu)的深入調(diào)整，鮮食大豆種植面積不斷擴(kuò)大，目前我國(guó)已成為世界最大的鮮食大豆生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)[2]。

分析鮮食大豆遺傳多樣性，不僅有利于挖掘優(yōu)異種質(zhì)資源，而且對(duì)鮮食大豆的生產(chǎn)和育種具有重要指導(dǎo)意義。國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家已對(duì)多種作物種質(zhì)資源開(kāi)展了遺傳多樣性分析，如Gemechu等[3]利用12個(gè)農(nóng)藝性狀對(duì)148份埃塞俄比亞豌豆地方品種進(jìn)行多樣性分析，發(fā)現(xiàn)這些地方品種資源具有豐富的遺傳多樣性。

主成分分析和聚類(lèi)分析是遺傳育種和種質(zhì)資源遺傳多樣性研究中普遍采用的方法，已在小麥、大豆、蠶豆等多種作物種質(zhì)資源中得到廣泛應(yīng)用[4-7]。本研究利用來(lái)自全國(guó)各地及國(guó)外的67份鮮食大豆種質(zhì)資源的9個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析，評(píng)估種質(zhì)資源的遺傳多樣性，為湖北省鮮食大豆種質(zhì)資源的深入研究和合理配置育種親本提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

參試鮮食大豆種質(zhì)資源67份，從各地引進(jìn)，具體見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與性狀調(diào)查

參試資源于2019年4月播種于湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院南湖試驗(yàn)基地內(nèi)，每份種子資源播種2行，行長(zhǎng)4 m，行距

50 cm，株距10 cm，點(diǎn)播。試驗(yàn)地為水澆地，黏土，肥力中等，適時(shí)進(jìn)行田間管理。2019年5—7月進(jìn)行田間數(shù)據(jù)采集與整理。

田間性狀調(diào)查參照《大豆種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行[8]。待植株生長(zhǎng)至成熟期時(shí)調(diào)查株高、生長(zhǎng)日數(shù)、底莢高度、主莖節(jié)數(shù)、有效分枝數(shù)、單株莢數(shù)、單株莢重、鮮百粒質(zhì)量、出仁率，各鑒定項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

1.3 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析

采用Microsoft Excel 2016計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差、平均數(shù)和變異系數(shù);采用SPSS 19.0軟件對(duì)產(chǎn)量性狀數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性和主成分分析;采用SPSS 19.0軟件并使用Ward法進(jìn)行種質(zhì)資源產(chǎn)量性狀聚類(lèi)分析[9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 鮮食大豆種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的變異分析

由表3可知，67份鮮食大豆種質(zhì)資源間的9個(gè)農(nóng)藝性狀均存在顯著差異，其變異系數(shù)從大至小依次為有效分枝數(shù)（44%）>主莖節(jié)數(shù)（30%）>株高（29%）>底莢高度（23%）>單株莢數(shù)（20%）>單株莢重（19%）>鮮百粒質(zhì)量（12%）>生長(zhǎng)日數(shù)（11%）>出仁率（4%），不同品種間有效分枝數(shù)差異較大，出仁率差異較小。因此，67份鮮食大豆種質(zhì)資源表現(xiàn)出不同程度的遺傳多樣性。

2.2 鮮食大豆種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

67份鮮食大豆種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析結(jié)果如表4所示。

株高與生長(zhǎng)日數(shù)呈現(xiàn)極顯著（P<0.01，下同）正相關(guān)，和有效分枝數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān);生長(zhǎng)日數(shù)與有效分枝數(shù)、出仁率均呈現(xiàn)極顯著負(fù)相關(guān);底莢高度與主莖節(jié)數(shù)、主莖節(jié)數(shù)與鮮百粒重和出仁率、有效分枝數(shù)與出仁率、單株莢數(shù)與單株莢重、單株莢重與鮮百粒質(zhì)量均呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)。

2.3 鮮食大豆種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的主成分分析

為研究鮮食大豆種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀變異的主要來(lái)源，對(duì)67份鮮食大豆種質(zhì)資源的9個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行主成分分析，并計(jì)算出相關(guān)特征值的累計(jì)貢獻(xiàn)率，結(jié)果如表5所示。其中，前4個(gè)主成分的總貢獻(xiàn)率達(dá)78.124%，對(duì)前4個(gè)主成分與相應(yīng)農(nóng)藝性狀的關(guān)系進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，主成分1與有效分枝數(shù)、單株莢數(shù)和出仁率的相關(guān)系數(shù)較大;主成分2與生長(zhǎng)日數(shù)、底莢高度、主莖節(jié)數(shù)和鮮百粒質(zhì)量相關(guān)系數(shù)較大;主成分3與底莢高度和出仁率相關(guān)系數(shù)較大;主成分4與株高、單株莢數(shù)和出仁率相關(guān)系數(shù)較大。綜合分析4個(gè)主成分對(duì)應(yīng)的農(nóng)藝性狀，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，底莢高度、主莖節(jié)數(shù)、有效分枝數(shù)、單株莢數(shù)、單株莢重、鮮百粒質(zhì)量、出仁率9個(gè)農(nóng)藝性狀均可作為大豆品種特點(diǎn)鑒定與評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。

2.4 鮮食大豆種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的聚類(lèi)分析

利用SPSS 19.0軟件對(duì)67份參試鮮食大豆種質(zhì)資源的9個(gè)數(shù)量性狀進(jìn)行聚類(lèi)分析，以歐氏距離為遺傳距離，聚類(lèi)方法采用Ward法。聚類(lèi)分析結(jié)果見(jiàn)圖1，在歐式距離D2等于15時(shí)，可將67份種質(zhì)資源劃分為四大類(lèi)群。

第1類(lèi)群包括41份種質(zhì)，占供試種質(zhì)資源的61.19%，包括綠領(lǐng)2份，科源2份，華裕隆2份，遼寧1份，和信4份，新農(nóng)2份，上海1份，潤(rùn)豐1份，大小田2份，日本1份，川禾3份，鼎新2份，新選1份，臺(tái)灣2份，鐵嶺1份，權(quán)成2份，昌源1份，韓偉3份，平豇3份，于氏2份，金正1份，贛萌1份，振龍1份。其主要特征是鮮百粒質(zhì)量大，單株莢數(shù)多，單株莢重大，有效分枝較少，生長(zhǎng)日數(shù)較短，增產(chǎn)潛力較大。

第2類(lèi)群包括23份種質(zhì)，占供試種質(zhì)資源的34.33%，包括振龍3份，鼎新1份，綠領(lǐng)1份，金正1份，潤(rùn)豐1份，翠冠1份，于氏4份，韓偉2份，平豇2份，和信2份，佑民1份，大小田1份，昌源2份，權(quán)成1份。其主要特征是生長(zhǎng)日數(shù)較長(zhǎng)，單株莢數(shù)較多，有效分枝較多，出仁率較高。

第3類(lèi)群包括2份種質(zhì)，占供試種質(zhì)資源的2.99%;包括臺(tái)灣1份，沈陽(yáng)1份。這兩份材料鮮百粒質(zhì)量超過(guò)了100 g，可作為育種的特殊親本材料。

第4類(lèi)群包括1份種質(zhì)，占供試種質(zhì)資源的1.75%。這份材料來(lái)源于科力源，鮮百粒質(zhì)量較小，單株莢數(shù)少，單株莢重較低。

通過(guò)對(duì)各個(gè)類(lèi)群的具體分析可以發(fā)現(xiàn)，來(lái)源于同一地的資源分布在不同的類(lèi)群，表明聚類(lèi)結(jié)果與種質(zhì)地理來(lái)源并不一致。

3 討論

農(nóng)藝性狀的鑒定和描述是研究農(nóng)作物種質(zhì)資源的基本方法和途徑[10]。通過(guò)對(duì)全國(guó)各地及日本的67份鮮食大豆種質(zhì)資源9個(gè)農(nóng)藝性狀遺傳多樣性分析，發(fā)現(xiàn)這些資源具有豐富的遺傳變異性。其中性狀變異系數(shù)最大的是有效分枝數(shù)，其次是主莖節(jié)數(shù)，然后是株高。充分利用各地鮮食大豆資源，拓寬遺傳背景，將會(huì)為湖北省鮮食大豆新品種選育奠定基礎(chǔ)。

對(duì)株高等9個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行主成分分析，其中前4個(gè)主成分的總貢獻(xiàn)率達(dá)78.124%，反映了9個(gè)性狀的主要信息，4個(gè)主成分包含的性狀信息具有一定的相關(guān)性。通過(guò)聚類(lèi)分析，67份種質(zhì)資源分為4大類(lèi)群，其中第1類(lèi)群鮮百粒質(zhì)量大，單株莢數(shù)多，單株莢重大，有效分枝較少，生長(zhǎng)日數(shù)較短，增產(chǎn)潛力較大，為湖北省雜交育種親本選擇提供了原材料。

傳統(tǒng)的育種方法主要是根據(jù)形態(tài)學(xué)標(biāo)記進(jìn)行選擇，而形態(tài)特征是遺傳和環(huán)境綜合作用的結(jié)果，易受環(huán)境的改變而改變，有很大的局限性。而隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，分子標(biāo)記技術(shù)已成為農(nóng)作物遺傳改良的重要手段[11]。形態(tài)標(biāo)記和分子標(biāo)記結(jié)合使用，將會(huì)在農(nóng)作物的遺傳改良和種質(zhì)資源的利用方面發(fā)揮巨大作用。

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（責(zé)任編輯：劉昀）