（江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院種質(zhì)資源與生物技術(shù)研究所/江蘇省種質(zhì)資源保護(hù)與利用研究平臺(tái)/江蘇省農(nóng)業(yè)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210014）

豇豆屬于豆科（Leguminosae）、蝶形花亞科（Papilionideae）、豇豆屬（VignaL.）一年生草本植物，學(xué)名Vigna unguiculata（L.）Walp.，別名豆角、長(zhǎng)豆、黑臍豆等，起源于非洲，中國(guó)是豇豆的次級(jí)起源中心之一[1]。豇豆是江蘇省夏秋季主要蔬菜品種之一，一年可以種植2～3 茬。豇豆嫩莢可口，莢肉與籽粒營(yíng)養(yǎng)豐富，本草綱目記載“此豆可菜、可果、可谷、備用最好，乃豆中之上品”。豇豆對(duì)改善人們飲食，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)等發(fā)揮著重要的作用[2]?；ㄈ~病毒病是豇豆的常見(jiàn)病害，種類較多，主要有豇豆花葉病毒、黑眼豇豆花葉病毒、豇豆重型花葉病毒、豇豆蚜傳花葉病毒、黃瓜花葉病毒、菜豆普通花葉病毒、蠶豆萎蔫病毒等[3-8]，癥狀為花葉、局部褪綠、明脈、葉片卷曲，嚴(yán)重的伴有植株矮縮與葉片畸形，影響豇豆的產(chǎn)量與品質(zhì)[9]。目前防治難度較大，尚無(wú)特效的化學(xué)藥劑，因此使用抗病品種是防治該病最經(jīng)濟(jì)有效的方法[6，8，10]，而抗性種質(zhì)資源的篩選是培育抗病品種的基礎(chǔ)。研究者通過(guò)人工接種或田間自然發(fā)病從收集的種質(zhì)資源中鑒定出不少抗病的品種（系）[6，8]，這些品種奠定了抗病育種的基礎(chǔ)。

2016-2018 年“第三次全國(guó)農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動(dòng)”江蘇省調(diào)查隊(duì)歷時(shí)3 年收集了160 份豇豆地方種質(zhì)資源，其中不少品種具有口感好、產(chǎn)量高、抗病蟲(chóng)、耐旱、耐瘠薄等1 個(gè)或多個(gè)優(yōu)質(zhì)特點(diǎn)。本研究于2019 年分兩批次對(duì)這些資源進(jìn)行種植鑒定，第1 批種植的56 份豇豆資源田間花葉病毒病發(fā)生比較重，并且品種間差異較大。在對(duì)這些資源種植鑒定的同時(shí)，調(diào)查了豇豆花葉病毒病的發(fā)病情況，從中篩選出抗病的資源，探尋農(nóng)藝性狀與抗病性的相關(guān)性，并把抗病資源進(jìn)行聚類分析，以期選育出適宜江蘇省種植、綜合性狀優(yōu)良的抗花葉病毒病的豇豆品種。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料試驗(yàn)材料來(lái)自“第三次全國(guó)農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動(dòng)”江蘇省調(diào)查隊(duì)收集的豇豆地方種質(zhì)資源，共計(jì)56 份，采集編號(hào)、品種名稱與采集來(lái)源地見(jiàn)表1。56 份豇豆資源分別來(lái)自江蘇省的13 個(gè)地級(jí)市的27 個(gè)縣、市、區(qū)，其中徐州市7 份，連云港市3份，宿遷市3份，淮安市11份，鹽城市7份，揚(yáng)州市4 份，泰州市2 份，南通市4 份，南京市2 份，鎮(zhèn)江市6 份，常州市2 份，無(wú)錫市4 份，蘇州市1 份。

表1 56份豇豆地方種質(zhì)資源的采集信息

1.2 試驗(yàn)方法田間種植 2019 年在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院六合基地（118.615°E，32.482°N）種植，試驗(yàn)田前茬空白，土壤肥力中等。4 月16 日穴盤基質(zhì)播種，2 粒/穴，4 月27 日移栽，行距0.8m，株距0.3m，行長(zhǎng)2m，每個(gè)品種8 行，生育中期搭“人”形竹架，每小區(qū)4 架，不設(shè)重復(fù)。

抗性鑒定 試驗(yàn)不防治蚜蟲(chóng)，田間花葉病毒病自然發(fā)病，交叉感染。待豇豆花葉病毒病普遍發(fā)病、病情穩(wěn)定、病害特征明顯后，于6 月14 日對(duì)各豇豆品種進(jìn)行發(fā)病調(diào)查。參照《飯豆種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[11]中的飯豆花葉病毒病抗性鑒定（表2），調(diào)查豇豆的花葉病毒病抗性、發(fā)病級(jí)別。

表2 花葉病毒病的抗性鑒定標(biāo)準(zhǔn)

性狀記載 田間調(diào)查參照《豇豆種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行。對(duì)生長(zhǎng)習(xí)性、花色、葉形、莖色、結(jié)莢習(xí)性、莢型、莢姿、嫩莢色、莢面、成熟莢色、莢形進(jìn)行調(diào)查，并用代碼來(lái)表示這些性狀。記錄播種到首次采收成熟莢時(shí)間。分批收獲小區(qū)內(nèi)所有植株的成熟豆莢，曬干，考種時(shí)記錄粒色、粒形、百粒重與總產(chǎn)量，根據(jù)小區(qū)株數(shù)與總產(chǎn)量計(jì)算單株干籽粒產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS 19.0軟件處理分析。研究描述性狀與抗病性之間的關(guān)系，將病情指數(shù)或抗病等級(jí)作為響應(yīng)變量，描述性狀作為因素，做單因素方差分析，多重比較用LSD法。病情指數(shù)與百粒重等數(shù)量性狀的相關(guān)分析用Pearson 相關(guān)系數(shù)表示。聚類方法采用組間聯(lián)接，測(cè)度方法選擇歐氏（Euclidean）距離，數(shù)據(jù)采用Z 得分進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化[12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 豇豆品種對(duì)花葉病毒病的抗性分析56 份豇豆地方種質(zhì)資源抗病性呈略偏左的正態(tài)分布，花葉病毒病病情指數(shù)在0～50.86 之間?？剐云贩N有33份，數(shù)量最多，中抗品種其次，高抗品種較少，高感品種最少，只有1 份（表3）?？剐赃_(dá)抗與高抗的占64.3%，說(shuō)明這些豇豆地方資源對(duì)花葉病毒病的抗性總體比較高。采集編號(hào)為2017323022 的豇豆資源盱眙豇豆2 號(hào)，收集于江蘇省淮安盱眙市桂五鎮(zhèn)高平村，花葉病毒病指數(shù)為0，抗性最強(qiáng)。

表3 豇豆地方資源的花葉病毒病田間抗性鑒定結(jié)果

2.2 抗性與地區(qū)的關(guān)系13 個(gè)地級(jí)市的56 份豇豆地方資源，病情指數(shù)與病情級(jí)別的方差分析F 值（表4）對(duì)應(yīng)的概率值均大于0.05，都沒(méi)有達(dá)到顯著水平，說(shuō)明不同地級(jí)市之間的豇豆資源對(duì)花葉病毒病的抗性沒(méi)有顯著差異，品種的抗病性與地理位置沒(méi)有顯著相關(guān)性。

表4 13個(gè)地級(jí)市的豇豆資源抗病性方差分析

2.3 抗性與描述性狀的關(guān)系將抗病性作為響應(yīng)變量，描述性狀作為因素，做單因素方差分析。由表5 可知，病情指數(shù)的F值都沒(méi)有達(dá)到顯著水平，說(shuō)明生長(zhǎng)習(xí)性、花色、結(jié)莢習(xí)性等農(nóng)藝性狀與病情指數(shù)均沒(méi)有關(guān)系。嫩莢色、成熟莢色與病情級(jí)別有顯著的相關(guān)性，其余性狀與病情級(jí)別相關(guān)性不顯著。LSD多重比較結(jié)果表明，嫩莢紫紅色與綠色的品種，抗性顯著高于嫩莢紅色的品種；成熟莢褐色與黃白色的品種，抗性顯著高于成熟莢紫紅色的品種。

2.4 抗性與數(shù)量性狀的關(guān)系相關(guān)分析表明，花葉病毒病病情指數(shù)與播種到首次采收成熟莢的時(shí)間、百粒重、單株產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)分別為0.075、0.020、-0.046，都沒(méi)有達(dá)到顯著水平，說(shuō)明播種到首次采收成熟莢的時(shí)間、百粒重、單株產(chǎn)量與抗病性沒(méi)有顯著相關(guān)性。

表5 描述性狀抗病性方差分析

2.5 基于抗病種質(zhì)資源性狀的聚類分析利用SPSS 19.0 對(duì)試驗(yàn)鑒定出來(lái)的36 份抗與高抗的豇豆地方種質(zhì)資源的16 個(gè)性狀進(jìn)行了聚類分析，在歐氏距離為20.5 處將36 份資源分為3 個(gè)類群（圖1），第Ⅰ類群有27 個(gè)品種，占75.0%，第Ⅱ類群有7 個(gè)品種，占19.4%，第Ⅲ類群有2 個(gè)品種，占5.6%。

這3 個(gè)類群性狀的共同點(diǎn)是生長(zhǎng)習(xí)性以蔓生為主、結(jié)莢習(xí)性為無(wú)限、粒形以腎形為主。性狀的不同點(diǎn)表現(xiàn)如下：（1）花色，第Ⅰ類的品種多為紫色或白色，其他兩類都是紫色；（2）莢型與莢姿，第Ⅱ類的品種為軟莢、直立，其他兩類為硬莢、下垂；（3）嫩莢色，第Ⅲ類的品種為紫紅，其他兩類為綠色；（4）莢面，第Ⅰ類的品種微凸或凸，第Ⅱ類微凸，第Ⅲ類凸；（5）成熟莢色，第Ⅱ類的品種為褐色，其他兩類為黃白；（6）莢形，第Ⅰ類的品種為圓筒形或弓形，第Ⅱ類為圓筒形，第Ⅲ類為長(zhǎng)圓條形；（7）粒色，第Ⅰ類的品種為紅色或雙色，第Ⅱ類為黑色，第Ⅲ類為紅色；（8）播種到首次采收成熟莢時(shí)間，第Ⅲ類最短，比其他兩類要少14d，由此可知，第Ⅲ類的品種早熟性好；（9）百粒重，第Ⅰ類籽粒最大，為15.4g，第Ⅲ類居中，為12.2g，第Ⅱ類籽粒最小，為5.4g；（10）單株干籽產(chǎn)量，第Ⅱ類最低，為17.6g，第Ⅲ類最高達(dá)47.0g。

由此可見(jiàn)，這36 份抗花葉病毒病的豇豆資源，除了描述性狀不同，其他性狀也有較大差異。第Ⅰ類群屬于大籽粒類型，第Ⅱ類群屬于小籽粒、籽粒低產(chǎn)類型，第Ⅲ類群屬于籽粒高產(chǎn)早熟類型。來(lái)自于第Ⅰ類群的采集編號(hào)為2017323015 的豇豆資源盱眙豇豆1 號(hào)，收集于江蘇省盱眙市桂五鎮(zhèn)水沖港村，百粒重最大，達(dá)20.63g。來(lái)自第Ⅲ類群的采集編號(hào)為2019321015 的豇豆資源鰻魚(yú)豇，收集自江蘇宜興市楊巷鎮(zhèn)城典村，單株干籽產(chǎn)量86.1g，產(chǎn)量最高，播種到首次采收成熟莢的時(shí)間為84d，屬于籽粒高產(chǎn)早熟類型。

2.6 抗病種質(zhì)之間的遺傳距離分析遺傳距離分析是對(duì)觀測(cè)量之間相似或不相似程度的一種測(cè)試。聚類分析中，以品種為標(biāo)識(shí)變量，采用歐氏（Euclidean）距離衡量品種間的不相似性[12]。表6 列出了每1 個(gè)品種到其他品種的歐氏距離平均值?？梢钥闯?，采集編號(hào)P320921036 到其他品種的平均距離最近，相似度最大，遺傳差異最??；采集編號(hào)2019321015 與之相反，它到其他品種的平均距離最遠(yuǎn)，相似度最小，遺傳差異最大。配置組合時(shí)，宜選擇遺傳距離遠(yuǎn)的親本。兩兩之間的距離，采集編號(hào)2019321015 與2016323004 的距離最大，達(dá)8.773，這2 個(gè)品種之間的遺傳差異最大，若是它們配組，雜種優(yōu)勢(shì)可能較大。

表6 36份抗病豇豆資源間的歐氏距離平均值

3 討論

農(nóng)作物種質(zhì)資源是保障國(guó)家糧食安全、生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的關(guān)鍵性戰(zhàn)略資源。第三次全國(guó)農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動(dòng)是開(kāi)展農(nóng)作物種質(zhì)資源的全面普查和搶救性收集，查清我國(guó)農(nóng)作物種質(zhì)資源家底，對(duì)保護(hù)攜帶重要基因的資源十分迫切。江蘇省調(diào)查隊(duì)歷時(shí)3 年收集了豇豆地方品種資源，這些地方資源表型變異豐富，各具特點(diǎn)，歷經(jīng)了年復(fù)一年的種植與檢驗(yàn)，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性與應(yīng)用價(jià)值。本研究中抗花葉病毒病的品種比例高，推測(cè)這些地方豇豆資源經(jīng)歷過(guò)人為的選擇。

表型鑒定與評(píng)價(jià)是對(duì)資源利用的前提與基礎(chǔ)。野生大豆資源花葉病毒病的病情指數(shù)和葉色、葉形、茸毛色、莖色、單莢粒數(shù)、株高等農(nóng)藝性狀均無(wú)顯著相關(guān)性，而與開(kāi)花到成熟期天數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)[13]。小豆種質(zhì)資源對(duì)花葉病毒病的抗性與種皮顏色之間沒(méi)有明顯的相關(guān)性存在[14]。已有研究對(duì)豇豆資源的鑒定多側(cè)重于表型多樣性鑒定[15-18]，很少有花葉病毒病抗性與表型相關(guān)性方面的報(bào)道。本研究把江蘇豇豆地方資源對(duì)病毒病的抗性與農(nóng)藝性狀鑒定結(jié)合起來(lái)分析，得出抗性與豇豆嫩豆莢、成熟豆莢的顏色都有顯著的相關(guān)性，結(jié)論能否用于育種實(shí)踐，還需要進(jìn)一步研究探討。

通過(guò)聚類分析可以將相似性大、遺傳差異小的材料聚成同一類。不同品種之間的相似性大小，從聚類分析的樹(shù)狀圖中不能完全看出，還應(yīng)該結(jié)合品種之間的歐氏距離才能判斷。本研究不僅將抗性資源聚類，還分析了歐氏距離，對(duì)選擇遺傳差距大的材料能提供進(jìn)一步的幫助，不同于以往豇豆的表型研究只用聚類分析的一些研究報(bào)道[15，19-20]。

豇豆上發(fā)生的花葉病毒病類型較多，發(fā)病癥狀都很相似，既可以單一浸染，也可以交叉浸染[3，7]。病毒病不僅株系復(fù)雜，而且不同生理小種常因氣候條件或品種更換、輪作方式改變等發(fā)生不同變化，給豇豆病毒病抗性篩選帶來(lái)較大的難度。本研究通過(guò)田間自然發(fā)病鑒定出來(lái)的抗性品種，還需要通過(guò)網(wǎng)室接種不同種類的病毒得到驗(yàn)證。

Bhattarai 等[6]用333 個(gè)豇豆品種，1033 個(gè)SNP標(biāo)記作關(guān)聯(lián)分析，得出6 個(gè)SNP 標(biāo)記與抗花葉病毒病基因緊密連鎖。Dinesh 等[21]用QTL 作圖法將豇豆抗花葉病毒病基因定位到第6 連鎖群的MA15 與MA80 兩個(gè)SSR 標(biāo)記之間。利用優(yōu)異的豇豆地方資源，將分子育種與傳統(tǒng)育種技術(shù)結(jié)合起來(lái)，將是今后加快豇豆育種的方法。