呂美琴

（福建省泉州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，泉州362212）

大豆起源于中國，是人類植物蛋白的重要來源，也是最重要的食用植物油源[1]。隨著人民生活水平的不斷提高，大豆需求也迅猛增加，國內(nèi)大豆供需矛盾日益突出。造成這一困境的原因是我國大豆整體單產(chǎn)水平不高，因此，提高大豆單產(chǎn)已成為育種家的育種目標之一。大豆的產(chǎn)量是受多基因控制的數(shù)量性狀，由多因素相互作用而決定，且遺傳力低，直接選擇效果較差，如果通過遺傳力高且與產(chǎn)量關(guān)系密切的其他農(nóng)藝性狀進行間接選擇則容易見效[2]。因此，研究和探討各性狀之間的遺傳關(guān)系已成為育種者十分關(guān)注的問題[3]。福建省大豆常年播種面積在6萬hm2左右，春大豆面積占一半。近年來，先后育成了福豆310、泉豆5號、莆豆10號等多個高產(chǎn)春大豆品種。關(guān)于這些品種的選育和高產(chǎn)栽培技術(shù)已有報道[4-7]，但相關(guān)農(nóng)藝性狀的遺傳分析鮮見報道。

本試驗通過對福建省近年來育成的11個春大豆品種的10個農(nóng)藝性狀進行遺傳變異分析、相關(guān)分析和主成分分析，旨在尋求和解析各農(nóng)藝性狀之間及其與產(chǎn)量之間的關(guān)系，從而為今后福建省春大豆新品種選育、親本性狀選擇和高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 供試材料為2002-2017年通過福建省或國家審定的11個春大豆品種，品種編號、名稱、來源及審定時間詳見表1。

表1 供試春大豆品種

1.2 試驗地點與設(shè)計 試驗于2018年3月在福建省泉州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗基地進行。試驗地為黃壤土，地力較均勻。試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，2行區(qū)，行長 6．67m，行距 40cm，株距 17．6cm，3 次重復(fù)。

1.3 測定項目和方法 成熟后每個小區(qū)隨機選取10 株進行考種，測定生育期（X1）、株高（X2）、有效分枝數(shù)（X3）、主莖節(jié)數(shù)（X4）、單株莢數(shù)（X5）、單株粒數(shù)（X6）、單株粒重（X7）、百粒重（X8）、蛋白質(zhì)含量（X9）和脂肪含量（X10）。其中蛋白質(zhì)含量和脂肪含量用FOSS 1241近紅外谷物分析儀測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計 利用Excel 2003軟件整理并統(tǒng)計數(shù)據(jù)。采用DPSv7．05軟件進行數(shù)據(jù)的相關(guān)分析和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)藝性狀的變異分析 11個品種10個農(nóng)藝性狀變異分析結(jié)果如表2所示。主莖節(jié)數(shù)的變異系數(shù)最大，達14．75%；生育期的變異系數(shù)最小，為3．28%。有效分枝數(shù)、主莖節(jié)數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)和單株粒重的變異系數(shù)大于平均變異系數(shù)，說明這5個品種的農(nóng)藝性狀變異幅度較大。

表2 農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)

2.2 農(nóng)藝性狀間的相關(guān)分析 單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重和百粒重是構(gòu)成大豆產(chǎn)量性狀的重要因素。參試品種農(nóng)藝性狀間相關(guān)系數(shù)見表3。單株莢數(shù)與單株粒數(shù)呈極顯著相關(guān)，與有效分枝數(shù)、單株粒重呈顯著相關(guān)。單株粒數(shù)與單株莢數(shù)呈極顯著相關(guān)，與有效分枝數(shù)呈顯著相關(guān)。單株粒重與有效分枝數(shù)和單株莢數(shù)呈顯著相關(guān)。從表3中還可以得知，蛋白質(zhì)含量與脂肪含量呈極顯著負相關(guān)。

2.3 主成分分析 根據(jù)對7個主要農(nóng)藝性狀的主成分分析結(jié)果（表4），前3個主成分的累積貢獻率為83．78%，能夠集中反映品種的信息。第一主成分的特征值為 2．9590，貢獻率最大，達 42．27%，第二主成分的特征值為 1．5805，貢獻率次之，達 22．58%，第三主成分的特征值為1．3253，貢獻率達18．93%。

表3 農(nóng)藝性狀之間的相關(guān)系數(shù)

從表4可以看出，在第一主成分的特征向量中，特征向量值較高且為正的主要農(nóng)藝性狀有單株莢數(shù)、單株粒數(shù)。特征向量值為負的農(nóng)藝性狀為百粒重。說明單株莢數(shù)、單株粒數(shù)與百粒重呈負相關(guān)，這與相關(guān)分析結(jié)果一致。此類性狀與莢數(shù)、粒數(shù)有關(guān)，所以稱第一主成分為“莢粒性狀”因子。

在第二主成分的特征向量中，特征向量值較高且為正的主要農(nóng)藝性狀有百粒重、單株粒重。特征向量值較高且為負的農(nóng)藝性狀有主莖節(jié)數(shù)。說明單株粒重、百粒重與主莖節(jié)數(shù)呈負相關(guān)，這與相關(guān)分析結(jié)果一致。此類性狀與產(chǎn)量有關(guān)，所以稱第二主成分為“產(chǎn)量性狀”因子。

在第三主成分的特征向量中，特征向量值較高且為正的主要農(nóng)藝性狀有主莖節(jié)數(shù)。特征向量值較高且為負的農(nóng)藝性狀有株高和有效分枝數(shù)。說明主莖節(jié)數(shù)與植株高度、有效分枝數(shù)呈負相關(guān)，這與相關(guān)分析結(jié)果一致。此類性狀與植株的株型有關(guān)，所以稱第三主成分為“株型性狀”因子。

表4 農(nóng)藝性狀的主成分分析

3 結(jié)論與討論

本試驗所分析的10個農(nóng)藝性狀中，有效分枝數(shù)、主莖節(jié)數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)和單株粒重的變異系數(shù)較大，在今后育種過程中，應(yīng)該側(cè)重考慮這些農(nóng)藝性狀，這樣才能容易選出綜合性狀優(yōu)良的品種。

各農(nóng)藝性狀的相關(guān)分析結(jié)果表明，各性狀之間相互影響，相互制約，其中單株粒重與有效分枝數(shù)和單株莢數(shù)呈顯著相關(guān)。因此，今后福建省的大豆品種選育應(yīng)注重考慮選擇有效分枝數(shù)多和單株結(jié)莢數(shù)多這兩個農(nóng)藝性狀因子。另外，百粒重與有效分枝數(shù)、主莖節(jié)數(shù)、單株粒重無顯著相關(guān)。此研究結(jié)果與田海燕等[8]的研究結(jié)果不一致，可能是不同種植區(qū)域環(huán)境差異或育種材料的品種不同，導(dǎo)致性狀間的相關(guān)性有所差異[9]。

主成分分析是一種簡化多指標分析的方法，它是指用少數(shù)幾個獨立的綜合指標來代替多個具有相關(guān)性的指標[10]。本試驗通過對7個主要農(nóng)藝性狀進行主成分分析，得出前3個主成分累積貢獻率為83．78%，所以可以用這幾個主成分對事物的屬性進行概括性分析，并將這3個主成分因子分為莢粒性狀因子、產(chǎn)量性狀因子和株型性狀因子。該研究結(jié)果與汪寶卿等[11]的研究結(jié)果相似，但與韓秉進等[12]和辛秀珺等[13]的研究結(jié)果有所不同，原因可能是由于不同生態(tài)條件下不同品種的生長發(fā)育規(guī)律不同所引起的。