于 沐， 李 盼， 胡延嶺， 楊海棠， 劉軟枝， 石彥召， 朱楨楨， 韓艷紅(鄭州市農(nóng)林科學(xué)研究所， 河南 鄭州 450005)

花生(ArachishypogaeaL.)是我國(guó)的主要經(jīng)濟(jì)作物與油料作物之一，近十年來(lái)單產(chǎn)、總產(chǎn)值、種植面積及花生油產(chǎn)量再上新臺(tái)階，綜合優(yōu)勢(shì)持續(xù)增長(zhǎng)，現(xiàn)已成為我國(guó)總產(chǎn)量最大的油料作物，全國(guó)花生總產(chǎn)首次突破1 800萬(wàn)t。為進(jìn)一步推動(dòng)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)花生新品種的選育即提高良種覆蓋率推進(jìn)品種更新，近幾年來(lái)圍繞高油酸花生新品種的培育已獲得突出進(jìn)展，現(xiàn)已登記80多個(gè)高產(chǎn)、早熟、抗病的高油酸花生新品種[1-2]。當(dāng)前，同時(shí)具備高油酸含量和外觀符合外貿(mào)出口條件的小?；ㄉ贩N不多，因此選育高油亞比花生新品種具有很大潛力。多家育種單位利用引進(jìn)、誘變等方式得到了部分低亞油酸、高油酸材料，其中鄭農(nóng)花23號(hào)就是鄭州市農(nóng)林科學(xué)研究所選育的高產(chǎn)高油酸優(yōu)質(zhì)專用型的小?；ㄉ缕贩N。

本研究利用GGE雙標(biāo)圖綜合分析鄭農(nóng)花23號(hào)的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性，并分析其產(chǎn)量構(gòu)成因素，為高產(chǎn)高油酸優(yōu)質(zhì)專用型花生選育提供指導(dǎo)。GGE(Genotype+Genotype-by-environment interaction)雙標(biāo)圖是一種有效分析基因型-環(huán)境互作的方法，運(yùn)用環(huán)境中心化后的數(shù)據(jù)，結(jié)果只含有G(品系效應(yīng))及GE(品系與環(huán)境互作效應(yīng))這兩個(gè)與品種評(píng)價(jià)有關(guān)的數(shù)據(jù)，是分析多點(diǎn)試驗(yàn)的理想工具，已廣泛運(yùn)用于多種作物新品種的評(píng)價(jià)[3-4]。農(nóng)作物新品種選育過(guò)程中除關(guān)注產(chǎn)量外，還應(yīng)考慮農(nóng)藝性狀的影響，通過(guò)通徑分析及相關(guān)分析可探明影響農(nóng)作物產(chǎn)量的主要因素[5-6]。

1 材料和方法

1.1 鄭農(nóng)花23號(hào)的選育

高產(chǎn)高油酸小粒花生新品種鄭農(nóng)花23號(hào)是選用開(kāi)農(nóng)30作母本、開(kāi)選016作父本，采用有性雜交和系譜法選育而成。2019年通過(guò)國(guó)家非主要農(nóng)作物品種登記[登記編號(hào)GPD花生(2019)410285]。

1.2 試驗(yàn)材料及設(shè)計(jì)

以2017—2018年全國(guó)北方片花生多點(diǎn)試驗(yàn)小粒組試驗(yàn)的13個(gè)新品種在19個(gè)試點(diǎn)(表2)的產(chǎn)量與農(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)、品質(zhì)性狀數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，2017年參試品種(G 1～G 13)與2018年參試品種(G 1′～G 13′)相同(表1)。

表1 參試花生品種信息Table 1 Information on tested peanut varieties

表2 試驗(yàn)點(diǎn)基本信息Table 2 Basic information of test sites

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)。小區(qū)寬2 m，長(zhǎng)6.67 m，行距33.33 cm，穴距16.7 cm，播種密度16.5萬(wàn)穴/hm2，每穴2粒。收獲后曬干、稱重，按國(guó)家北方片花生新品種多點(diǎn)試驗(yàn)方案調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用Excel軟件對(duì)兩個(gè)年度19個(gè)試點(diǎn)的產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用SPSS 17.0軟件和R軟件作相關(guān)分析和通徑分析。用Genstat中的biplot軟件對(duì)不同試點(diǎn)和參試品種產(chǎn)量間的關(guān)系作GGE雙標(biāo)圖分析[7-26]。用GGE雙標(biāo)圖作環(huán)境-性狀功能圖，產(chǎn)量性狀的GGE-biplot分析圖中，橫坐標(biāo)為所有基因型與環(huán)境對(duì)應(yīng)的PC值(PC1)，縱坐標(biāo)為產(chǎn)量性狀的PC值(PC2)，且PC值越高，代表該性狀的表型值越高。

2 結(jié)果與分析

2.1 鄭農(nóng)花23號(hào)的產(chǎn)量評(píng)價(jià)

圖1可見(jiàn)，鄭農(nóng)花23號(hào)參加的兩年多點(diǎn)試驗(yàn)中，2017年平均莢果產(chǎn)量為4 686.96 kg/hm2，比對(duì)照花育20號(hào)增產(chǎn)6.29%，19點(diǎn)次中15點(diǎn)增產(chǎn)。2018年平均莢果產(chǎn)量為4 754.56 kg/hm2，比對(duì)照增產(chǎn)11.85%，19點(diǎn)次中17點(diǎn)增產(chǎn)。兩年平均莢果產(chǎn)量為4 720.76 kg/hm2，兩年共38個(gè)點(diǎn)次中有32個(gè)點(diǎn)次增產(chǎn)，最高增幅為39.82%(E 19′)。

注：橫坐標(biāo)E 1～E 19代表2017年試點(diǎn)，E 1′～E 19′代表2018年試點(diǎn)；縱坐標(biāo)代表產(chǎn)量。圖1 鄭農(nóng)花23號(hào)在兩年多點(diǎn)試驗(yàn)中的產(chǎn)量表現(xiàn)Fig.1 Yield performance of Zhengnonghua 23 in two-year multi-point test

2.2 基因型和環(huán)境互作對(duì)鄭農(nóng)花23號(hào)產(chǎn)量的影響

從表3可以看出，連續(xù)兩年的產(chǎn)量GGE雙標(biāo)圖均揭示了產(chǎn)量性狀存在復(fù)雜的基因型-環(huán)境互作效應(yīng)，產(chǎn)量性狀的表型變異之和均超過(guò)73%，2017年產(chǎn)量性狀的PC1和PC2值分別為66.61%和7.33%；2018年產(chǎn)量性狀的PC1和PC2值分別為68.7%和9.93%。說(shuō)明由于基因型-環(huán)境互作效應(yīng)，不同試點(diǎn)環(huán)境中的花生產(chǎn)量差異顯著。

表3 產(chǎn)量性狀的主成分分析Table 3 Principal component analysis of yield traits

2.2.1試驗(yàn)點(diǎn)的劃分

如圖2所示，GGE雙標(biāo)圖可對(duì)參試試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行劃分，2017年19個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)被分為4個(gè)類型區(qū)，青島劃分為一個(gè)類型區(qū)，煙臺(tái)劃分為一個(gè)類型區(qū)，菏澤、濟(jì)寧、開(kāi)封、沈陽(yáng)、徐州、鄭州、駐馬店劃分為一個(gè)類型區(qū)，剩下的10個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)為一個(gè)類型區(qū)。2018年19個(gè)參試點(diǎn)被分為3個(gè)類型區(qū)，固鎮(zhèn)和鄭州各自為一個(gè)類型區(qū)，剩下的17個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)為一個(gè)類型區(qū)。

注：橫坐標(biāo)PC1代表第一主成分，縱坐標(biāo)PC2代表第二主成分。圖2 試驗(yàn)點(diǎn)的類型區(qū)劃分Fig.2 Type division of test sites

2.2.2試驗(yàn)點(diǎn)的鑒別力與代表性

圖3中直線代表原點(diǎn)和環(huán)境方差之間的向量，兩個(gè)參試品種的遺傳相關(guān)系數(shù)可近似用兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)矢量夾角的余弦表示，若夾角小于90°，表明兩個(gè)環(huán)境對(duì)品種影響趨勢(shì)相似，若夾角大于90°，表明影響趨勢(shì)相反。由圖3可見(jiàn)，2017年汾陽(yáng)、臨沂、泰安、石家莊4個(gè)試點(diǎn)較適宜花生產(chǎn)量增長(zhǎng)，2018年泰安、濰坊、石家莊3個(gè)試點(diǎn)品種產(chǎn)量較高，其中泰安在兩年間品種產(chǎn)量均表現(xiàn)較高且相對(duì)穩(wěn)定，說(shuō)明更適合花生種植。

圖3 試驗(yàn)點(diǎn)的鑒別力和代表性Fig.3 Discrimination and representativeness of experimental sites

2.2.3豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的最優(yōu)基因型分析

在特定環(huán)境中理想品種應(yīng)該既高產(chǎn)又穩(wěn)產(chǎn)，圖4中箭頭前的小圓圈代表平均環(huán)境，單箭頭直線代表平均環(huán)境軸，方向代表品種在所有試驗(yàn)點(diǎn)下近似平均產(chǎn)量，垂直于平均環(huán)境軸并通過(guò)原點(diǎn)的直線代表品種與環(huán)境之間互作不穩(wěn)定性的傾向性，距離小圓圈最近的品種為產(chǎn)量性狀在參試環(huán)境下的最優(yōu)基因型。2017年平均環(huán)境軸較接近的是鄭農(nóng)花23號(hào)、宇花16號(hào)、金花19、花育20、豫航花7號(hào)、商花5號(hào)，其中最優(yōu)為金花19，2018年產(chǎn)量較穩(wěn)定的有鄭農(nóng)花23號(hào)、花育6802、冀5059，其中最優(yōu)為冀5059，2017年和2018年G 13和G 13′(鄭農(nóng)花23號(hào))平均產(chǎn)量均位居第5，且與環(huán)境互作的穩(wěn)定性較好，在各試點(diǎn)的穩(wěn)產(chǎn)性較好。

圖4 鄭農(nóng)花23號(hào)的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性雙標(biāo)圖分析Fig.4 Biplot analysis on high and stable yield of Zhengnonghua 23

2.2.4豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性綜合排名

以箭頭為中心作等距離畫圓，靠近圓心的品種綜合排名更靠前，豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性越高。由圖5可見(jiàn)，參加試驗(yàn)的13個(gè)品種中，G 13和G 13′(鄭農(nóng)花23號(hào))豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性綜合排名第5，2017年豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性最好的品種是金花19號(hào)，2018年豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性最好的品種是冀5059。

圖5 鄭農(nóng)花23號(hào)的綜合排名Fig.5 The comprehensive rankings of Zhengnonghua 23

2.2.5花生品種區(qū)域適應(yīng)性分析

GGE雙標(biāo)圖還可以預(yù)測(cè)環(huán)境和基因型的相互適應(yīng)性，由圖6可看出，2017年的花生產(chǎn)量相關(guān)分析結(jié)果共劃分出5個(gè)扇形區(qū)，所有參試試點(diǎn)分布在4個(gè)扇形區(qū)中，表明試驗(yàn)點(diǎn)可分為四類。青島最適宜種植的品種為花育6802；煙臺(tái)試點(diǎn)最適種植品種為冀農(nóng)G 94；阜新、錦州、漯河、濰坊、臨沂、泰安、商丘、石家莊試點(diǎn)最適品種為冀5059和金花19，鄭農(nóng)花23適宜種植區(qū)也在此區(qū)域。2018年花生產(chǎn)量相關(guān)分析結(jié)果劃分，試驗(yàn)點(diǎn)分布于3個(gè)扇形區(qū)，冀農(nóng)G 94在汾陽(yáng)試驗(yàn)V5為單株果數(shù)；V6為百果重；V7為百仁重國(guó)；V8為出米率；V9為莢果產(chǎn)量；V10為生育期。下同。

圖6 基于GGE雙標(biāo)圖的花生參試品種適應(yīng)性分析Fig.6 Adaptability analysis of peanut participating varieties based on GGE biplot

點(diǎn)表現(xiàn)最好，冀5059和金花19在大多數(shù)試點(diǎn)種植表現(xiàn)最好。

2.3 花生品種的產(chǎn)量構(gòu)成

2.3.1主要農(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)及品質(zhì)性狀的變異性分析

從表4可以看出，油酸含量和亞油酸含量的變異系數(shù)較大，分別為23.56%和35.30%，說(shuō)明不同生長(zhǎng)環(huán)境下這兩個(gè)品質(zhì)性狀的表現(xiàn)差異較明顯。生育期的變異系數(shù)最小，為0.70%，其次是油脂含量和出米率，分別為2.64%和2.88%，說(shuō)明它們受環(huán)境的影響小。其他性狀的變異系數(shù)在8.64%～15.64%之間。

表4 花生品種主要農(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)、品質(zhì)性狀變異分析Table 4 Variation analysis of main agronomic, economic and quality traits of peanut varieties

2.3.2主要農(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

相關(guān)性分析結(jié)果(表5)表明，出米率與莢果產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.520 6，總分枝數(shù)與產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)。另外，在各農(nóng)藝性狀間也存在相關(guān)性，由圖7可見(jiàn)，主莖高和側(cè)枝長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān)，兩者和單株果數(shù)、生育期呈顯著相關(guān)，和百果重、百仁重、出米率顯著負(fù)相關(guān)；總分枝數(shù)和結(jié)果枝數(shù)極顯著正相關(guān)；百果重、百仁重和單株果數(shù)極顯著負(fù)相關(guān)，生育期和單株果數(shù)正相關(guān)；百仁重和百果重之間極顯著正相關(guān)，兩者和生育期顯著負(fù)相關(guān)。

表5 花生品種的主要農(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)性狀與莢果產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)Table 5 Correlation coefficients between main agronomic and economic traits of peanut varieties and pod yield

2.3.3花生品種主要農(nóng)藝性狀的通徑分析

各農(nóng)藝性狀與莢果產(chǎn)量之間的相關(guān)系數(shù)可分為直接影響因素和間接影響因素。由表6可見(jiàn)，農(nóng)藝性狀對(duì)產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)大小排序?yàn)椋褐髑o高>出米率>百果重>單株果數(shù)>結(jié)果枝數(shù)>生育期>百仁重>總分枝數(shù)>側(cè)枝長(zhǎng)。主莖高的直接通徑系數(shù)最大，為3.312 3，對(duì)產(chǎn)量的直接效應(yīng)影響最大，主莖高通過(guò)結(jié)果枝數(shù)、單株果數(shù)、百果重、出米率、生育期起正向的間接作用，通過(guò)側(cè)枝長(zhǎng)、總分枝數(shù)、百仁重起負(fù)向的間接作用，正向的間接效應(yīng)值大于負(fù)向的間接效應(yīng)絕對(duì)值，說(shuō)明主莖高對(duì)莢果產(chǎn)量的影響最大。出米率、百果重、結(jié)果枝數(shù)對(duì)產(chǎn)量影響的直接通徑系數(shù)也較大，分別為0.595 7、0.595 1、0.459 0。

表6 花生品種莢果產(chǎn)量和各性狀之間的通徑系數(shù)Table 6 Path coefficients between pod yield and various traits of peanut varieties

3 品質(zhì)性狀

2017—2018年經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部油料及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心檢測(cè)，結(jié)果(表7)表明，鄭農(nóng)花23號(hào)平均粗脂肪含量52.87%，粗蛋白含量21.65%，油酸含量78.15%，亞油酸含量5.2%，油亞比15.24。

注：小圓圈為性狀的散點(diǎn)圖，數(shù)字為性狀間的相關(guān)系數(shù)。圖7 花生品種的相關(guān)性分析Fig.7 Correlation analysis chart of peanut varieties

表7 鄭農(nóng)花23號(hào)在全國(guó)北方片花生多點(diǎn)試驗(yàn)中的品質(zhì)表現(xiàn)Table 7 The quality performance of Zhengnonghua 23 in the multi-site test of northern sliced peanuts

4 討論與結(jié)論

4.1 花生品種主要農(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)及品質(zhì)性狀的變異性、相關(guān)性分析

本試驗(yàn)對(duì)參試小?；ㄉ闹饕r(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)、品質(zhì)性狀進(jìn)行了變異性、相關(guān)性及通徑分析，結(jié)果表明，參試花生品種的油酸含量和亞油酸含量的變異系數(shù)最大，表明受環(huán)境的影響大；生育期、油脂含量和出米率的變異系數(shù)小，受環(huán)境影響較?。?個(gè)農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)由大到小為出米率、單株果數(shù)、百仁重、主莖高、百果重、側(cè)枝長(zhǎng)、生育期、結(jié)果枝數(shù)、總分枝數(shù)，主莖高和側(cè)枝長(zhǎng)極顯著正相關(guān)，兩者與單株果數(shù)、生育期為顯著相關(guān)，和百果重、百仁重、出米率為顯著負(fù)相關(guān)，表明新品種選育過(guò)程中提高籽粒及莢果產(chǎn)量的同時(shí)要控制株高；農(nóng)藝性狀對(duì)產(chǎn)量影響的直接通徑系數(shù)排序?yàn)椋褐髑o高>出米率>百果重>單株果數(shù)>結(jié)果枝數(shù)>生育期>百仁重>總分枝數(shù)>側(cè)枝長(zhǎng)，表明主莖高、出米率、百果重、單株果數(shù)是影響產(chǎn)量的主要因素，農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量之間通徑系數(shù)與相關(guān)系數(shù)的結(jié)果基本一致。

4.2 基因型與環(huán)境互作效應(yīng)對(duì)花生品種豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性的影響

本研究運(yùn)用GGE雙標(biāo)圖對(duì)參試小?；ㄉ贩N的莢果產(chǎn)量進(jìn)行了分析，對(duì)參試品種及試點(diǎn)環(huán)境進(jìn)行了評(píng)價(jià)和劃分。兩年多點(diǎn)試驗(yàn)中，GGE-biplot模型能有效分解基因型與環(huán)境的互作效應(yīng)，不僅能直觀展示品種豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性，還能分析品種適應(yīng)性，是推廣豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種前有效的篩選分析工具。品種的穩(wěn)定性并不代表適應(yīng)性，實(shí)際推廣過(guò)程中各個(gè)品種的特殊適應(yīng)性應(yīng)被充分考慮，在特定生態(tài)環(huán)境下選出適應(yīng)性好的花生新品種。分布于北方片區(qū)的19個(gè)試點(diǎn)可分為3～4個(gè)類型區(qū)，同類型區(qū)的試點(diǎn)內(nèi)品種具有相近的產(chǎn)量排序。品種適應(yīng)性分析表明，鄭農(nóng)花23號(hào)在阜新、錦州、漯河、濰坊、臨沂、泰安、商丘、石家莊適應(yīng)性較好，適宜在河南、山東、河北、遼寧等省推廣種植。兩年多點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果表明，金花19號(hào)、冀5059是豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性最好的品種，鄭農(nóng)花23號(hào)是豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性較好的品種，同時(shí)，鄭農(nóng)花23號(hào)平均油酸含量達(dá)78.15%，屬于優(yōu)質(zhì)專用型高油酸花生新品種，鄭農(nóng)花23號(hào)等高油酸花生品種的選育和推廣為高油酸保健花生油及其他功能產(chǎn)品供給提供了保障，推動(dòng)了我國(guó)高油酸花生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。