方路斌，羅河月，陳 潔，李 平

（邯鄲市農(nóng)業(yè)科學院，河北 邯鄲 056001）

綠豆原產(chǎn)于中國，是一種廣泛種植的雜糧作物，栽培歷史已超過2 000 a[1]。綠豆具有生態(tài)適應性強、播種適應期較長、生育期短、抗逆性強等特點，是填補農(nóng)田空閑時期重要的茬口作物[2]。隨著農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整和人們生活水平的不斷提高，綠豆的經(jīng)濟價值和營養(yǎng)價值越來越被人們所認可，但是，目前生產(chǎn)上綠豆優(yōu)良品種少、產(chǎn)量低仍是制約綠豆產(chǎn)業(yè)發(fā)展的突出問題[3～5]。綠豆農(nóng)藝性狀的研究是種質(zhì)資源合理利用和優(yōu)良新品種選育的關鍵。近年來，多元遺傳分析方法已在小麥、玉米、大豆、小豆等作物的種質(zhì)資源遺傳分析研究上得到了廣泛應用[6～10]，在綠豆育種實踐中也多有報道[1～5]，但是，由于各試驗所處的生態(tài)環(huán)境不同，因此所得結(jié)論也有差別。為了明確綠豆各農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量貢獻的主次關系，提高綠豆育種效率，我們利用變異系數(shù)、相關性和主成分分析等方法[11～16]，對冀南地區(qū)種植的綠豆品種進行農(nóng)藝性狀表現(xiàn)與單株產(chǎn)量的分析，旨為合理利用優(yōu)異基因資源選育高產(chǎn)綠豆品種提供參考。

1 材料與方法

本研究分析的綠豆主要性狀有生育期、株高、主莖分枝數(shù)、主莖節(jié)數(shù)、單株莢數(shù)、莢長、單莢粒數(shù)、百粒重和單株產(chǎn)量，指標數(shù)據(jù)素材均來源于2015～2016年河北省綠豆品種區(qū)域試驗結(jié)果（表1）。

參試綠豆品種（系） 共7個，分別為冀綠HNZ0810-3、冀綠02003-7-6、冀綠HN0809-1、保綠200621-18、保綠200611-6、保綠200713-10和保942（CK）。采用隨機區(qū)組試驗設計，小區(qū)面積10 m2（行長5.0m，行距0.5cm，4行/區(qū)），3次重復。綠豆株距16.7 cm，留苗密度12萬株/hm2。田間管理和指標調(diào)查均按照河北省綠豆品種區(qū)域試驗統(tǒng)一標準進行。成熟期，每小區(qū)均選取有代表性的植株10株進行室內(nèi)考種。

采用變異系數(shù)分析、相關分析和主成分分析3種方法，對7個綠豆品種的9個主要性狀進行分析。利用Excel和SPSS軟件完成數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 綠豆主要性狀的變異系數(shù)分析

變異系數(shù)是品種性狀遺傳動態(tài)的基本表現(xiàn)，能夠反映某一性狀在一定生態(tài)環(huán)境下的差異程度。參試綠豆不同性狀的變異系數(shù)順序為單株莢數(shù)＞主莖分枝數(shù)＞百粒重＞主莖節(jié)數(shù)＞單株產(chǎn)量＞單莢粒數(shù)＞株高＞莢長＞生育期，指標值范圍1.56%～13.60%，差異較大（表1）。其中，單株莢數(shù)的變異系數(shù)最大，變幅為18.5～27.0個，平均23.24個；生育期的變異系數(shù)最小，變幅為59～62 d，平均60.71d。單株莢數(shù)、主莖分枝數(shù)、百粒重、主莖節(jié)數(shù)和單株產(chǎn)量的變異系數(shù)（6.52%～13.60%）較大，說明這些性狀選擇的潛力大，具有較大的改進余地，作為育種目標選擇效果明顯。單莢粒數(shù)、株高和莢長的變異系數(shù)（4.27%～4.71%）次之，說明這些性狀選擇的幾率有限，在育種過程中需擴大選擇群體來提高選擇效果。生育期的變異系數(shù)最小，說明期望通過育種手段獲得理想目標性狀的難度較大。

表1 不同綠豆品種主要性狀的變異系數(shù)Table 1 Variation coefficients of main characters of different mung bean varieties

2.2 綠豆主要性狀的相關分析

相關分析能夠反映出作物不同數(shù)量性狀之間的相關性。參試綠豆各性狀之間的相關程度和相關方向不盡一致（表2）。其中，單株產(chǎn)量與單株莢數(shù)呈顯著正相關（相關系數(shù)0.814），單株莢數(shù)與株高和主莖分枝數(shù)呈顯著正相關（相關系數(shù)分別為0.759和0.785），主莖分枝數(shù)與株高呈顯著正相關（相關系數(shù)0.775），莢長與主莖節(jié)數(shù)呈極顯著負相關（相關系數(shù)-0.906）；而其他性狀之間的相關性均不顯著。單株產(chǎn)量與單株莢數(shù)呈顯著正相關，與株高、主莖分枝數(shù)、單莢粒數(shù)和莢長呈不顯著的正相關，與生育期、百粒重和主莖節(jié)數(shù)呈不顯著的負相關。因此，在選擇高產(chǎn)綠豆品種時，應以單株莢數(shù)作為首要目標性狀進行選擇，還要兼顧選擇株高偏高，分枝數(shù)較多，生育期和百粒重適中的材料。

2.3 綠豆主要性狀的主成分分析

主成分分析能夠更充分地反映出作物各性狀間起主導作用的綜合指標。前3個主成分的累計貢獻率達86.86%（表3），能夠概括9個性狀絕大部分的信息量。其中，主成分1的貢獻率最大，達到了51.29%；其次是主成分2和主成分3，貢獻率分別為21.83%和13.74%。

第1主成分的特征向量中，載荷較高且為正值的性狀是主莖分枝數(shù)、單株莢數(shù)、株高和主莖節(jié)數(shù)，特征向量值為0.326～0.411（表4），這些性狀主要反映了植株的生長因子。但莢長、百粒重和生育期的向量值為負值。因此，追求過高的生長勢會導致主莖節(jié)數(shù)增加、莢長變短。結(jié)合相關性分析結(jié)果，認為在選育高產(chǎn)品系時第1主成分值適中偏高為好。

第2主成分的特征向量中，載荷較高且為正值的性狀是單株產(chǎn)量、單株莢數(shù)和莢長，特征向量值分別為0.517 2、0.415 9和0.313 2，這些性狀主要反映了植株的產(chǎn)量因子。結(jié)合相關性分析結(jié)果“單株產(chǎn)量與單株莢數(shù)呈顯著正相關”，因此認為，在選育高產(chǎn)品系時第2主成分值偏高為好。

表2 不同綠豆品種主要性狀的相關系數(shù)Table 2 Correlation coefficients of main characters of different mung bean varieties

表3 主成分的特征值及累積貢獻率Table 3 Eigenvalue and accumulative contribution rate of principal components

第3主成分的特征向量中，載荷較高且為正值的性狀是生育期和單莢粒數(shù)，特征向量值分別為0.566 3和0.408 6，對應的是百粒重、主莖分枝數(shù)、主莖節(jié)數(shù)和單株莢數(shù)減少。結(jié)合相關性分析結(jié)果，認為在選育高產(chǎn)品系時第3主成分值適中偏低為好。

表4 主要性狀的主成分矩陣Table 4 Principal components matrix of main characters

綜合來看，第2主成分主要反映了植株的產(chǎn)量因子，對應的特征向量中以單株產(chǎn)量和單株莢數(shù)載荷較大，且單株莢數(shù)與產(chǎn)量呈顯著正相關；同時，第1主成分上特征向量值最大的主莖分枝數(shù)與單株莢數(shù)亦呈顯著正相關，第3主成分上特征向量值最大的生育期與單株產(chǎn)量呈負相關。結(jié)合其他性狀因子共同分析，認為在選擇高產(chǎn)綠豆品種時，應選取第2主成分值偏高、第1主成分值適中偏高、第3主成分值偏低的材料。

3 結(jié)論與討論

綠豆產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的關聯(lián)分析，對于綠豆新品種選育中性狀的選擇以及綠豆種質(zhì)資源的利用和栽培管理等具有重要意義[13]。變異系數(shù)分析結(jié)果表明，單株莢數(shù)、主莖分枝數(shù)、百粒重、主莖節(jié)數(shù)和單株產(chǎn)量等變異系數(shù)較大，對這些性狀優(yōu)先進行選擇較易獲得理想的目標性狀。相關分析結(jié)果表明，綠豆單株產(chǎn)量與單株莢數(shù)相關性最為密切，因此，在綠豆高產(chǎn)育種實踐中，首先應把單株莢數(shù)作為選育的重點標識性狀，同時綜合考量各性狀的制約依從關系。主成分分析結(jié)果表明，在所有的主成分構(gòu)成中，信息主要集中在前3個主成分，其累積貢獻率達到86.86%，在對高產(chǎn)綠豆綜合性狀評價和選育過程中，單株莢數(shù)是提高單株產(chǎn)量的關鍵，但同時應注重對其他性狀綜合考慮，注重選擇單株莢數(shù)和分枝數(shù)較多、株高較高、生育期較短、籽粒大小適中的材料，才有可能選出符合育種目標的高產(chǎn)綠豆品種。