符啟位,黃偉康,陳積杰,郭靜依,王綏利,黃國宋,羅 豐
(1.三亞市南繁科學(xué)技術(shù)研究院,海南 三亞 572000;2.海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所/海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與標(biāo)準(zhǔn)中心,海南 ???571100)
【研究意義】豇豆(Vigna unguiculata)是豆科(Leguminosae)豇豆屬(Vigna)的一個(gè)重要栽培種[1]。我國是豇豆的次生起源中心,品種資源豐富[2]。長豇豆?fàn)I養(yǎng)豐富[3],是常見種植蔬菜之一,在我國大部分地區(qū)均有種植,其中海南省種植面積已達(dá)5 340 hm2、出島產(chǎn)量達(dá)15 萬t,是海南省冬春季主要北運(yùn)蔬菜[4-5],主要銷往廣東、湖南、江西等省份。春節(jié)前后3 個(gè)月,三亞市瓜菜特別是豇豆在國內(nèi)各大市場所占份額較大,2016 年春節(jié)占上海市場總份額90%左右[6]。然而近年來,由于多年連作、病害流行等因素造成海南豇豆大量減產(chǎn)[7]。因此,對現(xiàn)有豇豆新品種進(jìn)行綜合評價(jià),選育適合在海南冬春季節(jié)栽培種植的優(yōu)良豇豆新品種,顯得尤為重要?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前有關(guān)豇豆的研究主要集中在品種改良與增產(chǎn)方面[8],而對豇豆品種資源特性及分類的研究是提高育種效率的前提之一。潘飛等[9]比較了5 個(gè)不同豇豆品種對斑潛蠅的抗蟲性并篩選出海豇二號、南豇一號2 個(gè)抗蟲性較好的品種;張渭章等[10]鑒定了39 份長豇豆品種的煤霉病并對其14 個(gè)重要農(nóng)藝性狀進(jìn)行考查,結(jié)果表明7 個(gè)豇豆品種對煤霉病免疫、高抗或抗病,具有較優(yōu)綜合性狀的品種有11 個(gè),有9 個(gè)品種的豐產(chǎn)性或早熟性較優(yōu);王佩芝等[11]通過對矮生、早熟、大粒、多莢、高蛋白、抗旱等不同豇豆品種的主要優(yōu)異性狀分析,篩選出204 份較好的豇豆資源;汪雁峰等[12]對1 192 份長豇豆種質(zhì)資源進(jìn)行考查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)矮生直立性材料7 份、極早熟材料5 份,莢長超過70 cm的極長莢材料3 份、單莢重超過25 g的特重莢5 份,百粒重超過19 g的特大粒材料4 份;馮學(xué)杰等[13]對8 個(gè)豇豆新品種的生物學(xué)特性、農(nóng)藝性狀等進(jìn)行比較,同時(shí)檢測個(gè)可溶性糖、可溶性蛋白含量,分析各品種耐低溫能力,結(jié)果表明綜合性狀性狀最優(yōu)的品種是華贛寶冠;詹園鳳等[5]通過對15 份長豇豆的農(nóng)藝性狀、嫩莢干物質(zhì)、維生素C、粗蛋白和16 種氨基酸含量等進(jìn)行分析,篩選出適合海南設(shè)施大棚種植栽培的豇豆品種JD1101 和JD1025。張朝明等[14]開展6 個(gè)長豇豆品種比較試驗(yàn),測定各品種雙莢率、豐產(chǎn)性、莢縱徑、單莢重和抗病性等13 個(gè)農(nóng)藝性狀,并采用相關(guān)分析、主成分分析和聚類分析法進(jìn)行綜合評價(jià),篩選出桂豇一號、贛農(nóng)超炫、超越708 等3 個(gè)較好的豇豆資源;陳琴等[15]對27 個(gè)不同品種長豇豆進(jìn)行品種比較試驗(yàn),對供試品種品質(zhì)性狀、農(nóng)藝性狀和市場需求綜合分析篩選出豐樂、桂豇一號、翠寶二號等3 個(gè)較好的長豇豆種質(zhì)資源。目前,種質(zhì)資源評價(jià)主要通過農(nóng)藝性狀的調(diào)查比較進(jìn)行,如王敏等[16]通過調(diào)查農(nóng)藝性狀鑒定與評價(jià)了87 份節(jié)瓜種質(zhì)資源,并獲得早熟節(jié)瓜種質(zhì)20 份。然而,這種方法往往缺失不同種質(zhì)材料間的親緣關(guān)系及同一品種不同農(nóng)藝性狀間的相關(guān)性,因此,不少學(xué)者采用灰色關(guān)聯(lián)或主成分聚類分析法對收集到的品種進(jìn)行綜合評價(jià),如陳林等[17]采用主成分聚類分析法研究197 份黃瓜種質(zhì)資源的多樣性及不同種質(zhì)間的相關(guān)性;馬文清等[18]用灰色關(guān)聯(lián)分析法評價(jià)10 個(gè)甘蔗品種13 個(gè)農(nóng)藝性狀,結(jié)果表明桂南亞08-212、桂南亞08-186、桂南亞08-320、桂南亞08-336、桂南亞08-353 品種優(yōu)于對照品種。也有學(xué)者將灰色關(guān)聯(lián)分析法與主成分聚類分析法結(jié)合起來,如蘭孟焦等[19]對28 個(gè)地方甘薯品種9 個(gè)主要農(nóng)藝性狀作變異性、相關(guān)性、聚類和灰色關(guān)聯(lián)分析,篩選出3 個(gè)優(yōu)良品種?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前,結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)分析法與主成分聚類分析法共同綜合評價(jià)豇豆種質(zhì)資源的報(bào)道還較為鮮見?!緮M解決的關(guān)鍵問題】以2019 年收集的37 份不同品種長莢豇豆為材料,采用主成分析、聚類分析和灰色關(guān)聯(lián)分析對其主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行綜合評價(jià),篩選出適合海南冬春季節(jié)栽培的新品種,為長莢豇豆新品種的選育和種質(zhì)資源的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。
供試37 份長莢豇豆種質(zhì)資源于2019 年從全國各地征集而來,材料名稱及來源見表1。
表1 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源名稱及來源Table 1 Name and source of 37 long-podded cowpea germplasm resources
試驗(yàn)在三亞市南繁科學(xué)技術(shù)研究院熱帶設(shè)施農(nóng)業(yè)科技示范園進(jìn)行。長莢豇豆播種時(shí)間為2019年11 月15 日,每穴播3~4 粒,保苗2 株,單壟雙行種植,大行距80 cm、株間距25 cm,采用吊蔓立架栽培,每個(gè)品種面積20 m2,隨機(jī)區(qū)組排列,3 次重復(fù)。按常規(guī)栽培技術(shù)進(jìn)行田間管理。
1.3.1 性狀調(diào)查 在長莢豇豆采摘盛期,根據(jù)《豇豆種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[20],調(diào)查豇豆第3 節(jié)間長、頂葉長寬比、莖粗、葉綠素含量、莢長、莢橫徑、單莢質(zhì)量、葉柄長、花序長、嫩莢干物質(zhì)含量等指標(biāo)。其中,豇豆葉綠素含量采用手持式葉綠素儀(SPAD 502 Plus)測定。
1.3.2 分析方法 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用IBM SPSS Statistics 19.0 軟件計(jì)算均值、標(biāo)準(zhǔn)差,并進(jìn)行主成分分析和聚類分析,其中聚類分析根據(jù)種質(zhì)資源間Euclidean 距離,用Ward’s 法進(jìn)行聚類;采用Excel 2010 計(jì)算變異系數(shù)。
灰色關(guān)聯(lián)分析方法,是根據(jù)因素之間發(fā)展趨勢的相似或相異程度,即“灰色關(guān)聯(lián)度”,作為衡量因素間關(guān)聯(lián)程度的一種方法?;疑P(guān)聯(lián)分析法依據(jù)灰色系統(tǒng)理論把37 個(gè)長莢豇豆種質(zhì)資源的11 個(gè)性狀指標(biāo)組成一個(gè)灰色系統(tǒng),每個(gè)種質(zhì)資源作為系統(tǒng)中的一個(gè)因素,并設(shè)一個(gè)各主要性狀最優(yōu)值作為一個(gè)理想的“參考種質(zhì)資源”為χ0。參試的37 份長莢豇豆種質(zhì)資源各項(xiàng)性狀指標(biāo)χi(i=1,2,3…,37),且χ0={χ0(1),χ0(2),…,χ0(n)},χi={χi(1),χi(2),…,χi(n)},其中n 為評判的性狀數(shù),即n=11。同時(shí),參照許如意等[21]方法計(jì)算各種質(zhì)資源與參考種質(zhì)資源間的關(guān)聯(lián)系數(shù)、等權(quán)關(guān)聯(lián)度和加權(quán)關(guān)聯(lián)度。
式中,Δi(k)=|x0(k)-xi(k)|,為x0數(shù)列與xi數(shù)列在第k點(diǎn)的絕對值;min ?i(k)稱為二級最小差,其maxΔi(k)是二級最大差,意義與二級最小差相似;ρ為分辨系數(shù),通常取值0.5,wk為各關(guān)聯(lián)系數(shù)的權(quán)重。
由表2 可知,37 份長莢豇豆種質(zhì)資源第3 節(jié)間長、頂葉長寬比、莖粗、葉綠素含量、莢長、莢橫徑、單莢質(zhì)量、葉柄長、花序長、嫩莢干物質(zhì)含量、每667 m2產(chǎn)量等農(nóng)藝性狀均值分別為13.13 cm、1.75、4.82 mm、62.90 SPAD、52.58 cm、7.01 mm、18.98 g、8.66 cm、33.06 cm、10.47%、1 476.51 kg,各性狀間最大值與最小值跨度差異較大,即變異系數(shù)大,說明該性狀仍有較大的可優(yōu)化空間。一般情況下,變異系數(shù)大于10%表明該性狀具有較大的可改良性。37 份長莢豇豆種質(zhì)資源11 個(gè)農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)范圍在7.99%~42.02%,表現(xiàn)為第3 節(jié)間長>葉柄長>花序長>單莢質(zhì)量>莖粗>產(chǎn)量>嫩莢干物質(zhì)含量>頂葉長寬比值>葉綠素含量>10%>莢長>莢橫徑。其中,第3 節(jié)間長變異系數(shù)最大、為42.02%,表明這個(gè)農(nóng)藝性狀個(gè)體間差異最大,具有最高的可篩選性;莢橫徑變異系數(shù)最小、為7.99%,表明這個(gè)農(nóng)藝性狀較穩(wěn)定。
表2 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀比較Table 2 Comparison of agronomic traits of 37 long-podded cowpeas germplasm resources
以37 份長莢豇豆種質(zhì)資源11 個(gè)農(nóng)藝性狀為基礎(chǔ),計(jì)算各主成分的特征向量、特征值和貢獻(xiàn)百分率(表3)。通過主成分析可以將37 份長莢豇豆種質(zhì)資源的11 個(gè)農(nóng)藝性狀轉(zhuǎn)化為6 個(gè)主成分,這6 個(gè)主成分可以代表37 份長莢豇豆種質(zhì)資源的11 個(gè)農(nóng)藝性狀。其中,第1 個(gè)主成分特征值為2.74,累計(jì)貢獻(xiàn)率為24.88%,以第3 節(jié)間長、莢橫徑和單莢質(zhì)量為主要指標(biāo),特征向量分別為0.85、0.78、0.70,主要反映的是豆莢相關(guān)因子;第2 個(gè)主成分特征值為2.02,累計(jì)貢獻(xiàn)率為43.24%,主要以莢長、單莢質(zhì)量、葉柄長為主要指標(biāo),特征向量分別為0.74、0.60、0.75,主要反映的是豆莢相關(guān)因子;第3 個(gè)主成分特征值為1.50,累計(jì)貢獻(xiàn)率為56.91%,以花序長、產(chǎn)量為主要指標(biāo),特征向量分別為-0.73、0.61,主要反映的是產(chǎn)量相關(guān)因子;第4 個(gè)主成分特征值為1.33,累計(jì)貢獻(xiàn)率為68.97%;第5 個(gè)主成分特征值為1.19,累計(jì)貢獻(xiàn)率為79.81%;第6 個(gè)主成分特征值為0.81,累計(jì)貢獻(xiàn)率為87.17%。
表3 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的主成分分析Table 3 Principal component analysis of agronomic traits of 37 long-podded cowpea germplasm resources
由37 份長莢豇豆種質(zhì)資源主成分綜合得分結(jié)果(表4)可知,綜合排名前10的品種有2(和順)、5(瑞祥貴)、9(南濱708-K)、10(情滿中華)、11(將軍708)、18(吉豐608)、21(鴻豐708)、22(賺錢王168)、30(漢美七號)、31(漢美八號),得分最高的為31號(漢美八號2 546.7458 分)。
表4 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源主成分得分及排名Table 4 Score and ranking of principle components of 37 long-podded cowpea germplasm resources
由表5 可知,第3 節(jié)間長與莖粗呈極顯著負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.559,與單莢質(zhì)量、花序長呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.387、0.375,與莢橫莖、產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.557、0.452;不同長莢豇豆種質(zhì)間頂葉長寬比值無顯著差異;莖粗與葉炳長呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.441,與其他農(nóng)藝性狀無顯著相關(guān)性;莢長與單莢質(zhì)量呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.755;莢橫莖與單莢質(zhì)量呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.531,與花序長呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.401;嫩莢干物質(zhì)含量與其他農(nóng)藝性狀之間無顯著相關(guān)性。
表5 37 份長莢豇豆品種資源11 個(gè)農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis of 11 agronomic traits of 37 long-podded cowpea germplasm resources
由圖1、表6 可知,在遺傳距離為10 時(shí),37份長莢豇豆種質(zhì)資源可分為3 個(gè)大類,品種編號為1(穗豐7號)、3(富貴)、5(瑞祥貴)、6(美美滿滿)、7(星光大道)、8(萬事大吉)、10(情滿中華)、11(將軍708)、12(吉運(yùn)天神)、14(龍翔長劍)、15(龍優(yōu)888)、16(畫好月圓)、17(翠深似海)、18(吉豐608)、19(F-1815)、20(豐盛706)、22(賺錢我168)、23(財(cái)神爺)、24(美星長豇)、25(柳豇8號)、26(柳豇18-7)、27(春蘭秋菊)、30(漢美七號)、32(大富豪)、33(一代天驕)、35(鴻運(yùn)608)、36(珍翠4號)、37(珍翠6號)的28 個(gè)種植資源聚為Ⅰ類,該類長莢豇豆葉綠素含量低、葉柄長、豆莢長、單莢質(zhì)量大、產(chǎn)量一般,但嫩莢干物質(zhì)含量高,可作為豇豆干貨制作備選品種種植;品種編號為4(齊豐油白豆角)、13(南海神龍)、28(漢美五號)、29(漢美六號)、34(天龍八號)的5 個(gè)種質(zhì)資源聚為Ⅱ類,該類長莢豇豆頂葉長寬比小、豆莢短、莢橫莖細(xì)、單莢質(zhì)量小、花序長、產(chǎn)量低,不適合在海南種植;品種編號為2(和順)、9(南濱708-K)、21(鴻豐708)、31(漢美八號)的4 個(gè)種質(zhì)資源聚為Ⅲ類,該類長莢豇豆葉綠素含量高、單莢質(zhì)量大、豆莢長、莢橫徑粗、產(chǎn)量高,該類長莢豇豆比第Ⅰ、第Ⅱ類具有較明顯優(yōu)勢,適合在海南三亞地區(qū)推廣種植。
表6 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源不同類群11 個(gè)農(nóng)藝性狀基本情況Table 6 Basic information of 11 agronomic traits among different clusters of 37 long-podded cowpea germplasm resources
圖1 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的聚類分析Fig.1 Cluster analysis of 37 long-podded cowpea germplasm resources based on agronomic traits
2.5.1 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源11 個(gè)農(nóng)藝性狀無量綱化處理 將37 份長莢豇豆種質(zhì)資源11 個(gè)農(nóng)藝性狀根據(jù)參考種質(zhì)資源X0農(nóng)藝性狀進(jìn)行初值化處理,初值化以χ1~χ37的相應(yīng)性狀被χ0除,因此初值化以χ0除以χ1~χ37的相應(yīng)性狀,得出37 份長莢豇豆種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀無綱化處理結(jié)果(表7),其中K1~K10 數(shù)值越大則品種越優(yōu),K11 數(shù)值越小則品種越優(yōu)。由表7 可知,不同長莢豇豆種質(zhì)資源的最優(yōu)農(nóng)藝性狀并不相同,K1 最優(yōu)的品種為31號(漢美八號,r=0.8502),K2 最優(yōu)的品種為32號(大富豪,r=0.9156),K3 最優(yōu)的品種為4號(齊豐油白豆角,r=0.9815),K4 最優(yōu)的品種為3號(富貴,r=0.9861),K5 最優(yōu)的品種為33號(一代天驕,r=0.9824),K6 最優(yōu)的品種為3號(富貴,r=0.9685),K7 最優(yōu)的品種為30號(漢美七號,r=0.9750),K8 最優(yōu)的品種為4號(齊豐油白豆角,r=0.9636),K9 最優(yōu)的品種為17號(翠深似海,r=0.9784),K10 最優(yōu)的品種為17號(翠深似海,r=0.9516),K11 最小值為36號(珍翠4號,r=0.2830)。因此,在雜交育種過程中,可根據(jù)該結(jié)果針對性選擇不同優(yōu)良性狀的材料進(jìn)行雜交,以獲取最優(yōu)搭配。
表7 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源11 個(gè)農(nóng)藝性狀無量綱化處理結(jié)果Table 7 Nondimensionalization result of 11 agronomic traits of 37 long-podded cowpea germplasm resources
2.5.2 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源關(guān)聯(lián)系數(shù) 通過公式可求得37 份長莢豇豆種質(zhì)資源(xi)與參考種質(zhì)資源(X0)各性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù),關(guān)聯(lián)系數(shù)結(jié)果見表8。結(jié)果表明K1 關(guān)聯(lián)度最大為2號(和順,r=0.6878),K2 最關(guān)聯(lián)度最大為24號(美星長豇,r=0.8151),K3 關(guān)聯(lián)度最大為4號(齊豐油白豆角,r=0.9879),K4 關(guān)聯(lián)度最大為3號(富貴,r=1.0001),K5 關(guān)聯(lián)度最大為33號(一代天驕,r=0.9903),K6 關(guān)聯(lián)度最大為3號(富貴,r=0.9550),K7 關(guān)聯(lián)度最大為29號(漢美六號,r=0.9201),K8 關(guān)聯(lián)度最大為4號(齊豐油白豆角,r=0.9431),K9 關(guān)聯(lián)度最大為17號(翠深似海,r=0.9798),K10 關(guān)聯(lián)度最大為17號(翠深似海,r=0.9140),K11 關(guān)聯(lián)度最大為36號(珍翠4號,r=0.3463)。在實(shí)際評估過程中由于每個(gè)品種的農(nóng)藝性狀的重要程度不同,將人為賦予不同的權(quán)重系數(shù)(wk)。產(chǎn)量是豇豆最重要的性狀指標(biāo),因此賦予權(quán)重系數(shù)最大、為0.35;單莢質(zhì)量、莢長、莢橫莖是豇豆產(chǎn)量的主要構(gòu)成因子,因此賦予權(quán)重系數(shù)也較大,分別為0.25、0.15、0.10。
表8 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源與參考種質(zhì)資源11 個(gè)農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)Table 8 Correlation coefficient of 11 agronomic traits between the reference and 37 long-podded cowpea germplasm resources
2.5.3 關(guān)聯(lián)度分析 根據(jù)表8 數(shù)據(jù),計(jì)算參試種質(zhì)資源與參考種質(zhì)資源的等權(quán)關(guān)聯(lián)系數(shù)及賦權(quán)后的加權(quán)關(guān)聯(lián)度,并根據(jù)其關(guān)聯(lián)度大小進(jìn)行排序,排序越靠前的品種,綜合性狀越優(yōu)。由表9 可知,不同豇豆品種等權(quán)關(guān)聯(lián)度最大的為4號(齊豐油白豆角),關(guān)聯(lián)度為0.7059,其綜合性狀最佳;加權(quán)關(guān)聯(lián)度最大的品種為2號(和順),關(guān)聯(lián)度為0.7285。經(jīng)加權(quán)關(guān)聯(lián)排序后,未發(fā)生變化的品種有3 個(gè),上升的品種有19 個(gè),下降的品種有15 個(gè)。
表9 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源與參考種質(zhì)資源的關(guān)聯(lián)度及排序Table 9 Correlation and ranking of the reference and 37 long-podded cowpea germplasm resources
通過調(diào)查37 份長莢豇豆的11 個(gè)農(nóng)藝性狀,分析不同來源長莢豇豆品種間的差異性,篩選出適合海南種植的新品種,為長莢豇豆新品種選育提供理論依據(jù)。不同長莢豇豆品種間存在遺傳差異,同時(shí)也具有相似性。一般情況下,變異系數(shù)大于10%,說明該性狀在品種間個(gè)體差異較大[22-23]。本研究結(jié)果表明,不同長莢豇豆各農(nóng)藝性狀間的變異系數(shù)差異較大、多數(shù)大于10%,也表明37 份長莢豇豆品種具有非常高的可改良性。李玉發(fā)等[24]也認(rèn)為,在品種選育上首先對變異系數(shù)大的性狀進(jìn)行選擇,比較容易獲得優(yōu)良品種[24]。變異系數(shù)和農(nóng)藝性狀分析結(jié)果為選育和品種改良提供了新方向,也為今后長莢豇豆的創(chuàng)新與開發(fā)提供了理論依據(jù)。本研究結(jié)果表明,除莢長、莢橫徑變異系數(shù)低于10%外,其他9 個(gè)農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)均高于10%,這與黃偉康等[25]的研究結(jié)果相似,單莢質(zhì)量、產(chǎn)量等指標(biāo)變異系數(shù)較大。
主成分分析是通過降維將信息濃縮的一種方法,經(jīng)過降維處理將多個(gè)互相關(guān)聯(lián)的數(shù)值轉(zhuǎn)化成少數(shù)幾個(gè)互不相關(guān)的綜合指標(biāo),該綜合指標(biāo)可以代表原始數(shù)據(jù)大部分信息的新變量。黃海濤等[26]利用主成分分析法將50 個(gè)豇豆品種的5 個(gè)形態(tài)指標(biāo)和13 個(gè)生理指標(biāo)轉(zhuǎn)化為7 個(gè)主成分,可反映50 個(gè)豇豆品種的86.81%原始信息。本研究對37份長莢豇豆種質(zhì)資源11 個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行主成分分析和聚類分析,結(jié)果表明,特征值前6 個(gè)主成分反映了總信息量的87.17%,能較好地代替11 個(gè)農(nóng)藝性狀來評價(jià)長莢豇豆。為了解長莢豇豆種質(zhì)資源遺傳差異和親緣關(guān)系,通過聚類分析表明,在歐氏距離為10 時(shí),可以將37 份長莢豇豆分為3 大類:Ⅰ類豇豆豆莢較長,單莢質(zhì)量較大,但產(chǎn)量不高,該類豇豆可作為備選種植品種;Ⅱ類豇豆單莢質(zhì)量小、豆莢短、產(chǎn)量低,不適合在海南種植;Ⅲ類豇豆豆莢較長、產(chǎn)量高,可作為海南優(yōu)先種植品種。通過聚類對豇豆種質(zhì)資源歸類有很大參考價(jià)值,為進(jìn)一步開展豇豆主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的數(shù)量關(guān)系研究提供指導(dǎo)。張忠武等[27]也通過聚類分析法,將41 份長莢豇豆品種分為3類。本研究中,3 個(gè)類群內(nèi)品種差異較小,3 個(gè)類群間的品種差異較大。以數(shù)量性狀作為育種目標(biāo)時(shí),這種聚類分析法對豇豆新品種選育有極大推動作用。在雜交選配親本時(shí),應(yīng)根據(jù)遺傳距離大小盡量不選用同一類親本進(jìn)行雜交,而是利用主要農(nóng)藝性狀的優(yōu)勢互補(bǔ)性進(jìn)行品種間配組。例如,可以將Ⅰ類節(jié)間短、產(chǎn)量低的品種與Ⅲ類產(chǎn)量高、節(jié)間長的品種進(jìn)行雜交,可能選育出節(jié)間短、產(chǎn)量高、豆莢長的優(yōu)質(zhì)豇豆;也可以利用豇豆不同性狀間的相關(guān)性進(jìn)行選育,如與產(chǎn)量顯著相關(guān)的性狀為第3 節(jié)間長,則在田間初步選育時(shí),可通過測量第3 節(jié)間長初步評判該品種的產(chǎn)量。本研究顯示,單莢質(zhì)量與莢長、莢橫徑呈顯著正相關(guān),這與張朝明等[14]“單莢質(zhì)量與莢橫徑顯著正相關(guān)”的結(jié)論基本相同;本研究表明產(chǎn)量與節(jié)間長呈顯著正相關(guān),這與劉明騫等“劍豆產(chǎn)量與節(jié)間距離顯著正相關(guān)”的結(jié)論[28]相同。
灰色關(guān)聯(lián)分析法是對一個(gè)發(fā)展變化系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)比較的分析方法,不同條件可能造成產(chǎn)量主要性狀產(chǎn)生變化[29-30]。眾多研究者利用灰色關(guān)聯(lián)分析法研究、篩選優(yōu)良品種,如陳連珠等[31]利用該方法篩選秋葵品種,許如意等[21]利用該方法篩選豇豆品種。本研究也利用灰色關(guān)聯(lián)分析法篩選出最優(yōu)品種為2號(和順)。
隨著農(nóng)業(yè)科技的飛速發(fā)展,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對農(nóng)作物新品種的要求已不再局限于某個(gè)性狀或幾個(gè)性狀,而是對品種多個(gè)性狀的綜合要求。本文通過灰色關(guān)聯(lián)分析與主成分分析兩種分析法對豇豆品種進(jìn)行評價(jià),通過主成分分析可知綜合排名前10的種質(zhì)資源有2(和順)、5(瑞祥貴)、9(南濱708-K)、10(情滿中華)、11(將軍708)、18(吉豐608)、21(鴻豐708)、22(賺錢王168)、30(漢美七號)、31(漢美八號);通過灰色關(guān)聯(lián)分析法得出排名前10的種質(zhì)資源有2(和順)、3(富貴)、5(瑞祥貴)、9(南濱708-K)、11(將軍708)、29(漢美六號)、30(漢美七號)、31(漢美八號)、33(一代天驕)、37(珍翠6號)。通過以上兩種方法獲得品質(zhì)較好的10 個(gè)種質(zhì)資源中有6 個(gè)相同,相似度可達(dá)60%,即2(和順)、5(瑞祥貴)、9(南濱708-K)、11(將軍708)、30(漢美七號)、31(漢美八號),表明這兩種方法均可對種質(zhì)資源進(jìn)行評價(jià)并篩選出優(yōu)良品種。本研究結(jié)果與高小麗等[32]采用相關(guān)性與灰色關(guān)聯(lián)分析綜合評價(jià)豌豆的研究結(jié)果基本相同,可以結(jié)合兩種方法對作物進(jìn)行綜合評價(jià)。本研究結(jié)果表明,運(yùn)用以上兩種評價(jià)方法可以更精確地篩選出優(yōu)質(zhì)豇豆品種,使后續(xù)試驗(yàn)更具針對性,篩選出的2號(和順)與31號(漢美八號)品種排名均靠前,是值得推廣的優(yōu)良品種。
利用主成分分析法得出37 份長莢豇豆品種各農(nóng)藝性狀間的變異系數(shù)差異大,具有非常高的可改良性。通過聚類分析表明,在歐氏距離為10時(shí),可以將37 份長莢豇豆分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類:Ⅰ類豇豆品種28 個(gè),該類品種豆莢較長、單莢質(zhì)量較大,但產(chǎn)量不高,可作為備選種植品種;Ⅱ類豇豆品種5 個(gè),該類品種單莢質(zhì)量小、豆莢短、產(chǎn)量低,不適合在海南種植;Ⅲ類豇豆品種4 個(gè),該類品種豆莢較長、產(chǎn)量高,可作為海南優(yōu)先種植品種。運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析與主成分聚類分析評價(jià)豇豆品種的結(jié)果表明,兩種方法得出的結(jié)果基本相同,均可用于豇豆新品種綜合評價(jià)。