牛永鋒 昝 凱 陳亞光 王鳳菊 楊雨陽 牛 靜 徐淑霞

（安陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院/河南省優(yōu)質(zhì)大豆改良工程技術(shù)研究中心 河南 安陽 455000）

當(dāng)前大多育種家在大豆育種中都十分關(guān)心產(chǎn)量表現(xiàn)， 但大豆產(chǎn)量是一個受多基因控制的遺傳力很低的數(shù)量性狀， 僅依據(jù)品系在特定條件下的產(chǎn)量高低進(jìn)行篩選具有很大的盲目性和不確定性，因此在大豆育種中通過與產(chǎn)量緊密相關(guān)且遺傳力高的性狀進(jìn)行篩選是一個更加容易實現(xiàn)育種目標(biāo)的方法。

大豆產(chǎn)量與主要性狀的關(guān)系是許多大豆育種工作者關(guān)注的重要課題，并就此進(jìn)行了大量研究，但由于研究方法、試驗對象及試驗環(huán)境等條件的不同，這些學(xué)者的研究結(jié)果各有不同。 韓秉進(jìn)等[1]的研究表明，肥料是影響產(chǎn)量性狀的重要因素，3 粒莢數(shù)、4 粒莢數(shù)、有效莢數(shù)、每莢粒數(shù)、結(jié)莢節(jié)位等5 個性狀是大豆產(chǎn)量的主導(dǎo)因子；張海燕等[2]的研究表明，大豆產(chǎn)量與主要數(shù)量性狀的關(guān)聯(lián)度大小依次為單株粒數(shù)、株高、單株莢數(shù)、百粒重、節(jié)數(shù)、單株粒重和分枝數(shù)；石惠等[3]的研究表明，產(chǎn)量與單株莢數(shù)、每莢粒數(shù)和單株粒重密切相關(guān)；郝瑞蓮等[4]的研究表明，單株粒重對產(chǎn)量的影響最大， 生育期、 百粒重、 株高等作用較大， 其次為單株莢數(shù)和每莢粒數(shù)， 有效分枝的影響較小。 王秋玲等[5]、程亮[6]、陳學(xué)珍等[7]、劉歆等[8]也對大豆產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的關(guān)系進(jìn)行了較多研究，但這類研究大多僅限于產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的關(guān)系，對與產(chǎn)量緊密相關(guān)的農(nóng)藝性狀相互間的關(guān)系研究報道較少。

本研究擬通過相關(guān)性分析、 回歸分析找到與產(chǎn)量緊密相關(guān)的綜合農(nóng)藝性狀， 并利用灰色關(guān)聯(lián)分析法分析該性狀與其他表型性狀間的關(guān)系， 旨在為黃淮海地區(qū)高產(chǎn)大豆新品種的選育提供較直觀的篩選和鑒定表型標(biāo)記。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及數(shù)據(jù)來源

本文數(shù)據(jù)取自2021 年國家黃淮海地區(qū) （南片）夏大豆品種試驗總結(jié)。 因國家黃淮海地區(qū)（南片）夏大豆區(qū)域試驗包含A、B 兩組試驗，為便于統(tǒng)計分析，將A、B 兩組試驗數(shù)據(jù)作合并分析處理。 2021 年國家黃淮海南片夏大豆區(qū)試中參試品種含A、B 兩組對照在內(nèi)共32 個（表1）。

表1 參試品種（系）農(nóng)藝性狀原始數(shù)據(jù)

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，3 次重復(fù)，6 行區(qū)，行長6 m，行距0.5 m，計產(chǎn)面積12 m2。

1.3 農(nóng)藝性狀調(diào)查

農(nóng)藝性狀調(diào)查按照 《國家大豆品種區(qū)域試驗調(diào)查項目及標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行，在生育期內(nèi)，調(diào)查產(chǎn)量（X0）、生育期（X1）、株高（X2）、底莢高度（X3）、主莖節(jié)數(shù)（X4）、有效分枝數(shù)（X5）、單株莢數(shù)（X6）、單株粒數(shù)（X7）、單株粒重（X8）、百粒重（X9）、粗蛋白含量（X10）、粗脂肪含量（X11）等12 個性狀。

1.4 統(tǒng)計分析

利用Excel 2013 進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理和相關(guān)性分析，SPSS 20.0 進(jìn)行產(chǎn)量和主要性狀的回歸分析和原始數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化， 根據(jù)以下公式計算產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的灰色關(guān)聯(lián)度r。

式中，X0（k）為參考數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)化后的值；Xij（k）為第i 個參試品種第j 個性狀標(biāo)準(zhǔn)化后的值；ρ 為分辨系數(shù)，常取0.5；k 為性狀數(shù)（i=1~32，j=1~11，k=1~10）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同大豆品種（系）的性狀變異特征

由表1 可知，參試大豆品種（系）的主要性狀變異系數(shù)存在一定差異，考察的12 個性狀中，生育期變異系數(shù)最小，為2.31%，株高、底莢高度、主莖節(jié)數(shù)和有效分枝等與株型有關(guān)的性狀變異系數(shù)在9.12%～35.94%，平均變異系數(shù)為18.70%，其中有效分枝的變異系數(shù)最大（35.94%），主莖節(jié)數(shù)的最?。?.12%）。 產(chǎn)量構(gòu)成因素中單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重和百粒重變異系數(shù)在6.35%～14.74%， 平均變異系數(shù)為11.40%， 其中單株粒重的最小 （6.35%）， 單株莢數(shù)的最大（14.74%）。 粗蛋白含量（3.43%）和脂肪含量（5.52%）等品質(zhì)性狀的變異系數(shù)均較小。 產(chǎn)量的變異系數(shù)為5.59%，說明參試品種（系）的產(chǎn)量差異不大。以上分析表明32 份參試品種（系）的遺傳多樣性水平較高，有效分枝數(shù)、株高、底莢高度、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒重等性狀還有一定改良空間，開展品質(zhì)育種仍需進(jìn)一步挖掘相關(guān)種質(zhì)資源。

2.2 主要性狀的相關(guān)性分析

對32 個參試大豆品種（系）的12 個性狀進(jìn)行相關(guān)性分析， 結(jié)果表明每個性狀均與其他某個或多個性狀間存在顯著相關(guān)性。 由表2 可知，產(chǎn)量與單株粒重呈顯著正相關(guān)， 說明提高單株粒重可有效提高產(chǎn)量；單株粒重與生育期、單株莢數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與主莖節(jié)數(shù)、有效分枝數(shù)、單株粒數(shù)呈顯著正相關(guān)，因此黃淮海地區(qū)大豆育種單位可因地制宜提高單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、主莖節(jié)數(shù)和有效分枝數(shù)，促進(jìn)單株粒重的提高，從而有效提高產(chǎn)量。 百粒重與株高、單株莢數(shù)和單株粒數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，與主莖節(jié)數(shù)、有效分枝數(shù)顯著負(fù)相關(guān)， 說明選育大粒高產(chǎn)品種存在一定難度；粗蛋白含量和脂肪含量呈顯著負(fù)相關(guān)，說明選育蛋脂雙高品種難度也較大。

表2 參試品種（系）主要性狀的相關(guān)性分析

2.3 產(chǎn)量與主要性狀的回歸分析

由參試品種（系）的產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的回歸系數(shù)可知（表3），生育期、有效分枝數(shù)和單株粒重與產(chǎn)量間存在正向線性關(guān)系， 其中單株粒重與產(chǎn)量的線性關(guān)系達(dá)顯著水平。 其他性狀均與產(chǎn)量表現(xiàn)出負(fù)向線性關(guān)系， 其中單株莢數(shù)與產(chǎn)量的線性關(guān)系達(dá)顯著水平。 由此可知，在考察的農(nóng)藝性狀中單株粒重對提高大豆產(chǎn)量的作用較顯著。

表3 產(chǎn)量與主要性狀的回歸系數(shù)

2.4 灰色關(guān)聯(lián)度分析

為明確單株粒重與其他農(nóng)藝性狀的關(guān)系， 將原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后以單株粒重（X8）為參考數(shù)列，根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度公式計算參試大豆品種（系）農(nóng)藝性狀與單株粒重的關(guān)聯(lián)度（表4）。 由表4 可知，參試品種（系）10 個主要性狀與單株粒重關(guān)聯(lián)度的順序為主莖節(jié)數(shù)＞單株粒數(shù)＞株高＞百粒重＞粗蛋白含量＞底莢高度＞單株莢數(shù)＞生育期＞脂肪含量＞有效分枝數(shù)。 關(guān)聯(lián)度越大， 則該性狀對單株粒重的影響越大， 反之則影響越小， 主莖節(jié)數(shù)和單株粒數(shù)與單株粒重的關(guān)聯(lián)度均＞0.7， 表明上述2 個性狀對單株粒重的影響最大，因此在黃淮海南片地區(qū)應(yīng)注意篩選適宜的主莖節(jié)數(shù)和單株粒數(shù)，促進(jìn)單株粒重的提高。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

性狀的變異系數(shù)可在一定程度上反映作物的遺傳多樣性。 本研究對32 份大豆品種（系）的12 個主要性狀進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)果表明，考察的性狀均存在不同程度的遺傳變異， 說明黃淮海南片大豆種質(zhì)資源類型較豐富。 在株型要素（株高、底莢高度、有效分枝數(shù)、主莖節(jié)數(shù)）、產(chǎn)量構(gòu)成要素（單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重、百粒重）、品質(zhì)要素（粗蛋白含量、脂肪含量）和生育期等與產(chǎn)量有關(guān)的不同類別要素中，株型要素的平均變異系數(shù)最大， 為18.70%， 其中有效分枝變異系數(shù)最大 （35.94%）， 其次為底莢高度（16.52%）和株高（13.23%），主莖節(jié)數(shù)最小（9.12%），說明當(dāng)前育種家對大豆的株型特征關(guān)注點不盡相同，這也是黃淮海地區(qū)（南片）在不同大豆品種產(chǎn)量相差不大的情況下突出品種特色的一個重要突破點。 在本研究中，雖然株型要素和產(chǎn)量構(gòu)成要素變異系數(shù)較大，但產(chǎn)量的變異系數(shù)僅為5.59%，可以看出當(dāng)前黃淮海南片地區(qū)的大豆品種（系）在綜合協(xié)調(diào)大豆各類性狀以實現(xiàn)高產(chǎn)育種方面仍需不斷探索。

相關(guān)性分析和回歸分析表明產(chǎn)量與單株粒重呈顯著正相關(guān)， 說明提高單株粒重對促進(jìn)產(chǎn)量的提高有重要作用。 單株粒重由單株粒數(shù)和百粒重構(gòu)成，汪寶卿等[9]的研究表明，單株粒重的增加主要依賴單株粒數(shù)的增加，百粒重對單株粒重有重要貢獻(xiàn)。 本研究利用灰色關(guān)聯(lián)度法探究了單株粒重與大豆主要性狀的關(guān)系， 結(jié)果表明， 10 個主要性狀與單株粒重關(guān)聯(lián)度的順序為主莖節(jié)數(shù)＞單株粒數(shù)＞株高＞百粒重＞粗蛋白含量＞底莢高度＞單株莢數(shù)＞生育期＞脂肪含量＞有效分枝數(shù)，單株粒數(shù)和百粒重與單株粒重關(guān)系緊密，這與汪寶卿等的研究結(jié)果一致，申忠寶等[10]的研究也有相似結(jié)論。 需要指出的是， 本研究中主莖節(jié)數(shù)和株高與單株粒重的關(guān)聯(lián)度也較高， 其中主莖節(jié)數(shù)與單株粒重的關(guān)聯(lián)度最高， 而主莖節(jié)數(shù)與株高呈極顯著正相關(guān)， 說明株高對單株粒重也有重要影響。 有研究表明株高與產(chǎn)量關(guān)系密切， 其通過生育期、 有效分枝數(shù)等農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量的間接效應(yīng)影響產(chǎn)量[11]，本研究中株高的變異系數(shù)為13.23%， 說明當(dāng)前育種家對黃淮海南片地區(qū)合理的大豆株高仍存在較大的認(rèn)知差異， 在育種過程中如何把握和平衡株高及其相關(guān)要素與單株粒重的關(guān)系仍需要不斷探索。

大豆產(chǎn)量的形成是多因素相互作用的結(jié)果，本研究中雖然明確了單株粒重的提高對產(chǎn)量有積極的促進(jìn)作用， 但在實際的田間育種工作中單株粒重是一個較難從大豆表型直觀判斷的綜合性狀指標(biāo)，其實際上由單株莢數(shù)、每莢粒數(shù)和百粒重等表觀指標(biāo)決定， 但本研究中的回歸分析表明單株莢數(shù)與產(chǎn)量存在顯著的負(fù)向線性關(guān)系， 灰色關(guān)聯(lián)度分析表明單株莢數(shù)和百粒重與單株粒重關(guān)聯(lián)度分別為0.644 4 和0.685 2，表明在育種中應(yīng)注意將單株莢數(shù)控制在合理范圍內(nèi)， 同時盡可能提高每莢粒數(shù)和百粒重。

3.2 結(jié)論

本研究通過對32 份黃淮海南片地區(qū)大豆品種（系）的產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀的綜合分析，明確了單株粒重與產(chǎn)量間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系， 提高單株粒重可以有效提高產(chǎn)量。 灰色關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果表明，主莖節(jié)數(shù)、單株粒數(shù)、株高和百粒重與單株粒重的關(guān)聯(lián)度較高， 在育種過程中應(yīng)注意把握和平衡以上4 個性狀的篩選，將株高控制在適宜機(jī)械化收獲的范圍內(nèi)，促進(jìn)單株粒重和產(chǎn)量的提高。