蠶豆種質(zhì)資源種子表型性狀精準(zhǔn)評(píng)價(jià)

楊生華劉 榮楊 濤張紅巖杜萌瑩宗緒曉*

（1臨夏州農(nóng)業(yè)科學(xué)院，甘肅臨夏 731100；2中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所，北京 100081）

蠶豆種質(zhì)資源種子表型性狀精準(zhǔn)評(píng)價(jià)

楊生華1劉 榮2楊 濤2張紅巖2杜萌瑩2宗緒曉2*

（1臨夏州農(nóng)業(yè)科學(xué)院，甘肅臨夏 731100；2中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所，北京 100081）

為深入了解蠶豆種質(zhì)資源種子表型性狀特征及相關(guān)性，以防蟲網(wǎng)隔離純化1代的554份國(guó)內(nèi)外蠶豆種質(zhì)資源為試材，利用相關(guān)分析、主成分分析、聚類分析等方法，對(duì)采用數(shù)碼考種儀獲得的種子表型性狀進(jìn)行了綜合分析。結(jié)果表明：供試蠶豆種質(zhì)資源種子表型變異范圍廣，遺傳多樣性豐富，以百粒重的變異最大；百粒重、種子投影面積、周長(zhǎng)、粒長(zhǎng)、粒寬和直徑這6個(gè)表型性狀之間具有較高的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)均大于0.80且達(dá)到了極顯著水平；對(duì)8個(gè)數(shù)量性狀進(jìn)行主成分分析，前3個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率分別為74.60%、23.09%和1.70%，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到99.39%，幾乎覆蓋參試種子數(shù)量性狀的全部信息，上述6個(gè)表型性狀的變異對(duì)第1主成分貢獻(xiàn)較大，均為籽粒大小性狀；聚類分析將所有參試材料聚為3類，與播期和地理來(lái)源有一定相關(guān)性。基于種子表型性狀的綜合分析，篩選出11份具有近圓形種子、適宜全程機(jī)械化種植和8份具有高產(chǎn)潛力的優(yōu)異蠶豆資源。

蠶豆；種質(zhì)資源；種子表型性狀；相關(guān)分析；主成分分析；聚類分析；育種改良

蠶豆（Vicia faba Linn.）在分類學(xué)上隸屬于豆科蝶形花亞科野豌豆族巢菜屬，是該屬唯一的栽培種（鄭卓杰，1997）。在經(jīng)濟(jì)學(xué)上，蠶豆是溫帶和亞熱帶地區(qū)一種重要的食用豆類作物，在我國(guó)的栽培歷史超過(guò)2 100年（王海飛 等，2011）。2014年，全世界干蠶豆生產(chǎn)面積239.496萬(wàn)hm2，總產(chǎn)量434.25萬(wàn)t；其中我國(guó)生產(chǎn)面積92.5萬(wàn)hm2，總產(chǎn)量159.50萬(wàn)t，分別占世界蠶豆總生產(chǎn)面積和總產(chǎn)量的38.62%和36.73%，位列第一（FAO，2014）。近年來(lái)我國(guó)蠶豆鮮籽粒加工生產(chǎn)、貿(mào)易極具優(yōu)勢(shì)，據(jù)Li等（2016）統(tǒng)計(jì)，2014年度我國(guó)鮮食蠶豆生產(chǎn)面積42.77萬(wàn)hm2，總產(chǎn)量519.76萬(wàn)t，這標(biāo)志著中國(guó)蠶豆生產(chǎn)已進(jìn)入以干蠶豆為主、干鮮蠶豆并舉的新格局。中國(guó)蠶豆在生產(chǎn)上分為秋播和春播兩大生態(tài)區(qū)，秋播蠶豆以西南地區(qū)和長(zhǎng)江流域?yàn)橹?，春播蠶豆以西北和華北北部為主（葉茵，2003）。我國(guó)現(xiàn)保存國(guó)內(nèi)外蠶豆種質(zhì)資源5 093份，國(guó)內(nèi)地方資源和育成品種占63.62%，國(guó)外引進(jìn)資源占36.38%（郭興蓮和劉玉皎，2008）。蠶豆不僅具有生物固氮作用，而且富含高蛋白，易被消化吸收，具有可糧、飼、菜兼用和深加工增值等特點(diǎn)，是種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中重要的間套作物和養(yǎng)地作物（王海飛和宗緒曉，2011）。雖然我國(guó)已經(jīng)育成了多個(gè)蠶豆品種，例如抗病優(yōu)質(zhì)型品種成胡13、大粒高產(chǎn)型品種青海12號(hào)及大莢大粒鮮銷型品種通蠶鮮6號(hào)等（程須珍和王述民，2009），但是2014年我國(guó)干蠶豆平均單產(chǎn)114.95 kg·（667 m2）-1，低于世界的平均水平120.88 kg·（667 m2）-1（FAO，2014），其原因還是蠶豆育種目標(biāo)性狀方面的研究不夠深入細(xì)致（盧慶善和趙廷昌，2011）。

由生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可知，影響蠶豆產(chǎn)量的重要因素有單株莢數(shù)、單莢粒數(shù)和百粒重，籽粒大小是決定粒重的重要因素，粒長(zhǎng)和粒寬是籽粒大小的構(gòu)成因素，而粒長(zhǎng)、粒寬的比值決定籽粒的形態(tài)。也有研究認(rèn)為種子長(zhǎng)、寬、投影面積和密度等是影響粒重的重要表型性狀，也是影響種子品質(zhì)和植株生長(zhǎng)勢(shì)的重要因素（劉生祥和宋曉華，2003；Fuller， 2007；佘誠(chéng)棋 等，2009）。目前，關(guān)于蠶豆種質(zhì)資源的研究大多為形態(tài)性狀鑒定和多樣性分析（劉玉皎和宗緒曉，2008；王曉娟 等，2009；徐東旭 等，2010；康智明 等，2015）。

本文從育種目標(biāo)關(guān)鍵性狀——種子表型性狀出發(fā)，包括百粒重、投影面積、周長(zhǎng)、長(zhǎng)寬比、粒長(zhǎng)、粒寬、直徑、圓度等8個(gè)數(shù)量性狀和質(zhì)量性狀粒色，對(duì)不同地理來(lái)源的554份蠶豆種質(zhì)資源進(jìn)行了綜合比較分析，為挖掘優(yōu)異種質(zhì)材料，拓寬蠶豆品種改良與種質(zhì)資源創(chuàng)新提供重要理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1供試材料

供試材料是從青海防蟲網(wǎng)隔離純化1代的3 000多份蠶豆資源中，按不同地理來(lái)源選取的具有充分代表性的554份材料，其中國(guó)外種質(zhì)資源99份來(lái)自世界5大洲35個(gè)國(guó)家；國(guó)內(nèi)種質(zhì)資源455份覆蓋了春播區(qū)和秋播區(qū)的18個(gè)?。▍^(qū)），其中春播區(qū)資源143份，秋播區(qū)資源312份（表1）。

表1　供試554份蠶豆種質(zhì)資源來(lái)源地

續(xù)表

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1田間試驗(yàn) 采用順序排列，2014年3月27日將554份材料種植于青海省農(nóng)林科學(xué)院隔離網(wǎng)棚內(nèi)，每份種質(zhì)播種3～5粒，9月3日成熟后按單株收獲中部莢籽粒5～10粒。

1.2.2種子表型性狀測(cè)定 收獲的種子用SC-G型自動(dòng)考種分析及千粒重儀（萬(wàn)深），正片掃描自動(dòng)導(dǎo)出種子性狀相關(guān)參數(shù)，包括：百粒重、投影面積、周長(zhǎng)、長(zhǎng)寬比、粒長(zhǎng)、粒寬、直徑和圓度共8個(gè)數(shù)量性狀。

1.2.3數(shù)據(jù)分析 采用Microsoft Excel 2013計(jì)算平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)；利用DPS v 7.05軟件對(duì)表型數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析和主成分分析；根據(jù)種子表型數(shù)量性狀數(shù)據(jù)，利用Popgen 32軟件計(jì)算種質(zhì)資源間的歐式距離及相似性系數(shù)，再利用Mega 5.0軟件對(duì)554份種質(zhì)資源進(jìn)行聚類分析；利用SPSS 16.0軟件進(jìn)行方差分析及多重比較。

2　結(jié)果與分析

2.1蠶豆種質(zhì)資源種子表型數(shù)量性狀變異性

如表2所示，供試材料平均百粒重76.01 g，變異幅度14.23～172.35 g；百粒重最大的是來(lái)自伊拉克的資源76TA56297，其次為春播區(qū)甘肅平?jīng)鲑Y源，均值為171 g。從不同來(lái)源看，國(guó)外資源百粒重最高，平均為93.83 g；其次為國(guó)內(nèi)春播區(qū)資源，平均為79.96 g；國(guó)內(nèi)秋播區(qū)資源百粒重最小，平均68.59 g。此外，百粒重超過(guò)100 g的資源有99份，占供試資源的17.87%；百粒重超過(guò)140 g的資源有14份，其中國(guó)外資源8份，國(guó)內(nèi)春播區(qū)資源2份，秋播區(qū)資源4份。

變異系數(shù)表示性狀離散程度，變異系數(shù)越大則表明離散程 度越大?？傮w來(lái)看（表2），在蠶豆種子的8個(gè)表型性狀中，百粒重的變異系數(shù)最大，達(dá)36.12%；種子的長(zhǎng)寬比和圓度的變異系數(shù)較小，分別為5.81%和5.90%。從不同來(lái)源看，無(wú)論國(guó)內(nèi)春播區(qū)、秋播區(qū)材料還是國(guó)外材料，變異系數(shù)最大的均為百粒重，分別為31.48%、35.97%和31.75%；其次為種子投影面積，分別為27.07%、27.18%和28.03%。此外，不同來(lái)源的種質(zhì)資源間，8個(gè)性狀的變異系數(shù)為5.35%～35.97%，平均值為16.28%，說(shuō)明國(guó)外與國(guó)內(nèi)春播區(qū)和秋播區(qū)資源間總體上遺傳變異的離散程度及豐富性相似。

表2　554份蠶豆種質(zhì)資源種子性狀主要參數(shù)

表3　蠶豆種質(zhì)資源8個(gè)種子性狀的相關(guān)性

2.2蠶豆種質(zhì)資源種子表型數(shù)量性狀的相關(guān)分析

如表3所示，在8個(gè)性狀中，只有粒寬與長(zhǎng)寬比、粒寬與圓度之間的相關(guān)性沒(méi)有達(dá)到顯著水平，其余性狀間的相關(guān)性均達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）。其中，百粒重、種子投影面積、周長(zhǎng)、粒長(zhǎng)、粒寬和直徑這6個(gè)性狀兩兩之間的相關(guān)性不僅達(dá)到了極顯著水平，且相關(guān)系數(shù)均大于0.80，說(shuō)明這些性狀之間高度正相關(guān)。百粒重是蠶豆分類的重要指標(biāo)，也是蠶豆常規(guī)育種中一項(xiàng)極為重要的育種目標(biāo)。因此在蠶豆育種中，也可將種子的投影面積、周長(zhǎng)、直徑、粒長(zhǎng)和粒寬作為選擇的重要指標(biāo)。

2.3蠶豆種質(zhì)資源種子表型數(shù)量性狀的主成分分析

供試材料的8個(gè)性狀之間存在很強(qiáng)的相關(guān)性，為了能充分反映蠶豆種質(zhì)資源種子表型數(shù)量性狀變異的主要來(lái)源，對(duì)這8個(gè)種子數(shù)量性狀進(jìn)行了主成分分析，并計(jì)算出相關(guān)矩陣的特征值、特征向量以及特征值的累計(jì)貢獻(xiàn)率（表4）。前3個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率分別為74.60%、23.09%和1.70%，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到99.39%，表明這3個(gè)主成分已經(jīng)覆蓋參試材料種子數(shù)量性狀的幾乎全部信息。

表4　蠶豆種質(zhì)資源種子性狀的主成分分析

主成分1的特征值為5.97，貢獻(xiàn)率占74.60%，對(duì)應(yīng)的特征向量中以粒長(zhǎng)、投影面積、周長(zhǎng)、直徑、百粒重和粒寬這6個(gè)性狀的向量值較高，分別為0.41、0.40、0.40、0.40、0.38、0.38，說(shuō)明第一主成分主要描述的是籽粒大小的變異，且這6個(gè)性狀為參試資源中種子籽粒大小變異的主要來(lái)源，應(yīng)作為重要的育種目標(biāo)，在蠶豆的高產(chǎn)育種中著重加以考慮。主成分2的特征值為1.85，貢獻(xiàn)率占23.09%，對(duì)應(yīng)特征向量中長(zhǎng)寬比和圓度這兩個(gè)性狀的特征向量的絕對(duì)值較高，分別為0.68、0.67，說(shuō)明該主成分主要描述的是籽粒形狀，由于長(zhǎng)寬比對(duì)第2成分有負(fù)相關(guān)作用，因此表明籽粒越寬，種子越圓。主成分3的特征值為0.14，貢獻(xiàn)率僅占1.70%，對(duì)應(yīng)特征向量中百粒重的向量值最高，為0.92，說(shuō)明該主成分主要描述的是粒重因子。

2.4蠶豆種質(zhì)資源種子表型數(shù)量性狀的聚類分析及類群間差異比較

聚類分析結(jié)果如圖1所示，在遺傳距離為0.23～0.24時(shí)，供試資源可分為3個(gè)類群：第Ⅰ類群包含271份種質(zhì)資源，占供試資源的48.92%，分布范圍廣泛，以國(guó)內(nèi)秋蠶豆為主，包括安徽、湖北、湖南、江蘇、浙江、四川、貴州、江西、廣西、陜西和河北等11個(gè)省份；第Ⅱ類群包含種質(zhì)資源280份，占供試資源的50.54%，以國(guó)外資源和春蠶豆為主，包括國(guó)外的大洋洲、非洲、歐洲和亞洲，國(guó)內(nèi)春播區(qū)的寧夏、甘肅、青海、內(nèi)蒙古、新疆、山西和秋播區(qū)的云南??；第Ⅲ類群最小，僅包含美洲的3份資源。

圖1　基于8個(gè)種子數(shù)量性狀的蠶豆種質(zhì)資源聚類圖

如表5所示，總體來(lái)看，第Ⅰ類群種子最小，百粒重平均值為65.88 g，相應(yīng)的投影面積、粒長(zhǎng)、粒寬和直徑也最??；第Ⅱ類群種子居中，百粒重平均值為85.82 g，種子的長(zhǎng)寬比較大；第Ⅲ類群種子最大，百粒重平均值為90.10 g。對(duì)3個(gè)類群間種子性狀的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，第Ⅰ類群和第Ⅲ類群之間具有明顯差異，在5個(gè)種子性狀上均表現(xiàn)出了顯著差異，而第Ⅱ類群則僅在種子長(zhǎng)寬比這個(gè)性狀上表現(xiàn)出與第Ⅲ類群的顯著差異。

2.5適宜全程機(jī)械化種植的近圓形蠶豆資源

通常認(rèn)為，種子長(zhǎng)寬比越小，圓度越高，越有利于機(jī)械化生產(chǎn)。本試驗(yàn)通過(guò)蠶豆種質(zhì)資源種子表型性狀分析發(fā)現(xiàn)，總體來(lái)說(shuō)，種子長(zhǎng)寬比平均值為1.33，最小值為1.11，圓度平均值為0.75，最大值為0.90；按不同來(lái)源來(lái)看，國(guó)內(nèi)秋播蠶豆的種子長(zhǎng)寬比較小，圓度較高，均值分別為1.31和0.76（表2）。在所有參試資源中，種子長(zhǎng)寬比介于1.10～1.20之間的資源有22份，其中有18份為南方秋播蠶豆，國(guó)外敘利亞、黎巴嫩的資源各1份，山西的春播蠶豆2份；圓度大于0.85的有10份，其中9份為南方秋播蠶豆，1份為國(guó)外敘利亞的資源。綜合種子性狀分析結(jié)果，篩選出在長(zhǎng)寬比和圓度上表現(xiàn)較好的15份資源，其中有11份資源在這兩個(gè)性狀上均居參試資源的前15位（表6）。這些近圓形的蠶豆資源可為全程機(jī)械化蠶豆育種提供優(yōu)異親本，引領(lǐng)未來(lái)蠶豆育種方向。

表5　不同類群間種子數(shù)量性狀方差分析及多重比較

表6　15份適宜全程機(jī)械化種植的近圓形蠶豆資源

2.6具有高產(chǎn)潛力的大粒型蠶豆優(yōu)異資源

綜合以上種子性狀的分析結(jié)果，篩選出分別在6個(gè)種子大小性狀（包括百粒重、投影面積、周長(zhǎng)、直徑、粒長(zhǎng)和粒寬）上表現(xiàn)較好的15份資源。百粒重排名前15的種質(zhì)資源，其均值均接近甚至大于140 g，其中國(guó)外資源有8份，春播蠶豆2份，秋播蠶豆5份，籽粒顏色以乳白色為主。與此同時(shí)，這些品種資源在其他性狀上也表現(xiàn)良好。其中76TA56297、平?jīng)鲂Q豆、Turkishloc、小青豆、78S 49895、77TA88311、79S 97514和大胡豆這8份資源在百粒重、投影面積、周長(zhǎng)、直徑、粒長(zhǎng)和粒寬這6個(gè)籽粒大小性狀上均居參試資源的前15位，因此這些資源可作為具有高產(chǎn)潛力的大粒型優(yōu)異資源加以后續(xù)利用（表7）。

表7　在6個(gè)種子表型性狀上表現(xiàn)較好的8份蠶豆種質(zhì)資源及其對(duì)應(yīng)值

3　結(jié)論與討論

中國(guó)作為世界第一蠶豆生產(chǎn)大國(guó)，其分布區(qū)域廣，生態(tài)差異大，種質(zhì)資源十分豐富，我國(guó)收集的不同地理來(lái)源的蠶豆資源在籽粒大小、種皮顏色、粒重等形態(tài)性狀方面的類型十分豐富，多為異質(zhì)雜合體，尤其是地方資源，在更新中應(yīng)加強(qiáng)資源的純化，對(duì)純系資源進(jìn)行深入研究，為科學(xué)選用親本提供理論依據(jù)。

3.1不同來(lái)源蠶豆種子表型變異比較

以往關(guān)于蠶豆種質(zhì)資源的研究，大多為形態(tài)性狀鑒定和多樣性分析，較少涉及不同來(lái)源種子表型變異的比較（王曉娟 等，2009；徐東旭 等，2010；康智明 等，2015）。本試驗(yàn)結(jié)果表明，554份具有充分代表性的參試蠶豆資源在百粒重、投影面積、周長(zhǎng)、直徑、粒長(zhǎng)和粒寬這6個(gè)數(shù)量性狀上都有較大變異，特別是百粒重和投影面積，說(shuō)明這批資源種子表型變異范圍廣，遺傳多樣性豐富，資源選擇范圍大。從不同來(lái)源看，各性狀的變異系數(shù)差異不大，說(shuō)明國(guó)外與國(guó)內(nèi)春播區(qū)和秋播區(qū)資源間離散程度及豐富性相似。

3.2性狀的相關(guān)性及其對(duì)表型變異的貢獻(xiàn)

對(duì)蠶豆種子性狀的相關(guān)性分析，可以為育種目標(biāo)的確定以及選擇方案的制定提供重要依據(jù)。以往關(guān)于小麥種子性狀之間相關(guān)性的研究為小麥育種提供了重要的參考資料（Dholakia et al.，2003；Sun et al.，2009；王寒冬 等，2015）。本試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)蠶豆百粒重、種子投影面積、周長(zhǎng)、粒長(zhǎng)、粒寬和直徑這6個(gè)性狀之間高度相關(guān)，相關(guān)系數(shù)均大于0.80，且達(dá)到了極顯著水平，這與小麥中的研究結(jié)果類似。百粒重是蠶豆分類的重要指標(biāo)，育種時(shí)可依選擇指標(biāo)酌情嚴(yán)格選擇。此外，還可拓展種子投影面積、周長(zhǎng)、粒長(zhǎng)、粒寬和直徑這些相關(guān)性狀作為育種目標(biāo)加以選擇利用。

由于種子性狀之間具有較高的相關(guān)性，通過(guò)主成分分析可以去除冗余信息，提取主要變異，還能分析不同性狀對(duì)變異的相對(duì)貢獻(xiàn)（袁志發(fā)和周靜宇，2003）。劉玉皎和宗緒曉（2008）對(duì)153份青海蠶豆資源的12個(gè)形態(tài)性狀進(jìn)行主成分分析，前6個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)87.89%，基本反映了資源的絕大部分信息，而且不同主成分包含性狀類型的差異較大。袁名宜等（1997）對(duì)50份地理來(lái)源不同的蠶豆資源的7個(gè)形態(tài)性狀進(jìn)行主成分分析，結(jié)果表明前4個(gè)主成分能反映全部數(shù)量性狀信息，累計(jì)貢獻(xiàn)率86.3%，在4個(gè)主成分中不同性狀載荷值明顯不同，可以將性狀明顯歸類。與以往研究不同，本研究基于8個(gè)種子數(shù)量性狀，對(duì)554份資源進(jìn)行主成分分析，結(jié)果顯示前3個(gè)主成分能反映種子性狀的絕大部分信息，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到99.39%。第1主成分可以解釋總變異的74.6%，主要描述的是籽粒大小，可在蠶豆的高產(chǎn)育種中加大該主成分相關(guān)性狀的考慮；第2主成分主要描述的是籽粒形狀，對(duì)總變異的貢獻(xiàn)相對(duì)較小。

3.3蠶豆種質(zhì)資源的遺傳結(jié)構(gòu)

遺傳結(jié)構(gòu)檢測(cè)是種質(zhì)資源保護(hù)和利用的重要研究?jī)?nèi)容之一，以往基于形態(tài)性狀對(duì)蠶豆種質(zhì)資源遺傳結(jié)構(gòu)的研究已取得了重要成果。王海飛（2011）對(duì)802份國(guó)內(nèi)外蠶豆資源，通過(guò)聚類分析和主成分分析，發(fā)現(xiàn)中國(guó)不同省份或不同生長(zhǎng)習(xí)性的蠶豆資源群體間遺傳變異水平遠(yuǎn)大于國(guó)外資源群，其春播區(qū)和秋播區(qū)蠶豆資源差異顯著。劉玉皎和宗緒曉（2008）將153份蠶豆資源聚為3大群組，主要表現(xiàn)為籽粒大小的差異，也就是3大群組的劃分與百粒重密切相關(guān)。而袁名宜等（1997）則根據(jù)株高的差異將50份蠶豆資源劃分為兩大類群，結(jié)果表明蠶豆種質(zhì)資源的地理分布和分類有一定的聯(lián)系，然而同類群的資源遺傳距離較近，但地理來(lái)源不同。本試驗(yàn)基于種子表型數(shù)量性狀，通過(guò)聚類分析將554份蠶豆種質(zhì)資源聚為3個(gè)大類群，其群組的劃分與籽粒大小、地理分布有關(guān)，這與以往的研究結(jié)果相似，秋播區(qū)的資源大多聚在第Ⅰ類群，百粒重較??；春播區(qū)的資源與國(guó)外資源大多聚在第Ⅱ類群，百粒重較大。各類群間種子性狀差異明顯，主要表現(xiàn)為第Ⅰ類群和第Ⅲ類群的差異，說(shuō)明秋播區(qū)的資源與美洲的資源在種子性狀上差異顯著。基于蠶豆種質(zhì)資源遺傳結(jié)構(gòu)的研究結(jié)果，在育種實(shí)踐中，按照性狀互補(bǔ)、親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近配制組合，可使育種親本的選配更加完善。

3.4具有近圓形種子的優(yōu)異蠶豆資源有助于全程機(jī)械化干蠶豆新品種選育

一直以來(lái)，國(guó)內(nèi)培育的蠶豆新品種粒形大多為闊薄型和闊厚型種子，在機(jī)械化播種時(shí)籽粒容易卡在播種機(jī)內(nèi)，出現(xiàn)斷播、漏播、浮種現(xiàn)象，至今還以傳統(tǒng)手工播種為主。另外，在收獲脫粒時(shí)，還容易將籽粒打碎、打破，使其商品性變差，因而不適合機(jī)械化操作。通常認(rèn)為，種子長(zhǎng)寬比越小，圓度越高，越有利于機(jī)械化生產(chǎn)，可有效避免上述問(wèn)題的發(fā)生。本試驗(yàn)通過(guò)蠶豆種質(zhì)資源種子表型性狀分析發(fā)現(xiàn)，秋播蠶豆的種子長(zhǎng)寬比均值較小，圓度均值較高。同時(shí)，本試驗(yàn)還篩選出了11份具有近圓形種子的優(yōu)異蠶豆資源，在上述兩個(gè)性狀上均居參試資源的前15位，這些資源可為適宜全程機(jī)械化蠶豆育種提供優(yōu)異親本，并對(duì)實(shí)現(xiàn)蠶豆全程機(jī)械化及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展起到積極的推動(dòng)作用。

3.5具有大粒型指標(biāo)的優(yōu)異蠶豆資源有助于鮮食蠶豆新品種選育

種質(zhì)資源是作物育種的物質(zhì)基礎(chǔ)，挖掘蠶豆優(yōu)異種質(zhì)是品種改良的重要工作。本試驗(yàn)通過(guò)蠶豆資源種子表型性狀分析，發(fā)現(xiàn)各性狀具有豐富的遺傳變異類型，尤其是百粒重、投影面積、周長(zhǎng)、直徑、粒長(zhǎng)和粒寬這6個(gè)性狀。它們彼此之間具有較高的相關(guān)性，且均為籽粒大小性狀并對(duì)種子表型變異貢獻(xiàn)較大，因此可作為育種篩選的重要指標(biāo)來(lái)進(jìn)行品種選育。本試驗(yàn)選取在這6個(gè)性狀上排名前15的資源進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)有8份資源在這6個(gè)性狀上均居參試資源的前15位，分別是76TA56297、平?jīng)鲂Q豆、Turkishloc、小青豆、78S 49895、77TA88311、79S 97514和大胡豆。這些具有高產(chǎn)潛力的大粒型優(yōu)異資源有望在未來(lái)鮮食蠶豆育種中發(fā)揮重大作用。

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Accurate Evaluation on Seed Phenotypic Traits of Faba Bean Germplasm Resources

YANG Sheng-hua1，LIU Rong2，YANG Tao2，ZHANG Hong-yan2，DU Meng-Ying2，ZONG Xu-Xiao2*
（1Linxia Prefecture Academy of Agricultural Sciences，Linxia 731100，Gansu，China；2Institute of Crop Science，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081，China）

For in-depth understanding the feature and correlation of seed phenotypic traits of faba bean germplasm resources，comprehensive analyses were conducted in combination with correlation analysis，principal component analysis and cluster analysis，etc. taking domestic and overseas 554 sets purified for 1 generation of faba bean germplasm resources by insect nets as material，on seed phenotypic traits obtained from digital equipment of seed examination. The results revealed that the tested seed phenotypic traits of faba bean germplasm resources had a wide range variation and rich genetic diversity，especially in the trait of 100-seed weight. Correlation analysis found that there was high correlation among 6 phenotypic traits of seed，including 100-seed weight，seed projection area，perimeter，seed length，seed width and diameter；and the correlation coefficients were greater than 0.80，reaching extremely significant level. The principal component analysis of 8 quantitative traits showed that the component contribution rate of the former 3 components were 74.60%，23.09% and 1.70%，respectively，with the cumulative contribution rate of 99.39%，almost covering the whole information of the quantitative traits of the tested seeds. The variation of the above mentioned 6 phenotypic traits contributed largely to the first principal component，which were all seed size characters. The cluster analysis showed that all the tested material were classified into 3 groups associated with sowing time and geographical origin to some extent. Based on the comprehensive analyses of seed phenotypic traits，11 genotypes with nearly spherical seeds and 8 genotypes with high yield potential resources were selected for faba bean genetic improvement suitable for mechanized production，and vegetable faba beans with high yield.

Faba bean（Vicia faba L.）；Germplasm resources；Seed phenotypic traits；Correlation analysis；Principal component analysis；Cluster analysis；Breeding improvement

楊生華，女，研究員，專業(yè)方向：蠶豆遺傳育種，E-mail：lxyangshenghua@163.com

（

）：宗緒曉，男，博士，研究員，專業(yè)方向：食用豆類種質(zhì)資源與基因組學(xué)研究，E-mail：zongxuxiao@caas.cn

2016-05-10；接受日期：2016-07-26

農(nóng)業(yè)部種質(zhì)資源保護(hù)項(xiàng)目（2016NWB036-07），中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程/作物種質(zhì)資源鑒定與發(fā)掘團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目