紅小豆品種數(shù)量性狀對育種遺傳改良研究分析

申曉慧 馮鵬 李如來

摘要 [目的]對28個不同生態(tài)區(qū)紅小豆品種數(shù)量性狀在育種改良中的研究分析。[方法]采用隨機區(qū)組試驗，數(shù)理統(tǒng)計方法對主要農(nóng)藝性狀進行了調(diào)查研究。并對其中7個數(shù)量性狀進行了相關(guān)分析及主成分分析。[結(jié)果]變異系數(shù)最大的數(shù)量性狀為分枝數(shù)，變異系數(shù)達到34.21%，其次是產(chǎn)量，變異系數(shù)為24.65%，最小的為生育期，變異系數(shù)為2.54%。相關(guān)分析表明，單株莢數(shù)與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系。主成分分析結(jié)果表明，前3個主成分（單莢粒數(shù)因子、生育期因子和產(chǎn)量因子）對變異的累計貢獻率達86.68%。[結(jié)論]在紅小豆育種改良選擇中，單株莢數(shù)是育種改良中重點選育目標，同時要綜合考慮莢粒數(shù)均勻，生育時期適合等其他性狀。

關(guān)鍵詞 紅小豆;農(nóng)藝性狀;變異系數(shù);相關(guān)分析;主成分分析

中圖分類號 X503文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2018）34-0018-03

紅小豆（Vigna angularis （Willd.） Ohwi & Ohashi）又名赤小豆、赤豆、紅豆、小豆[1-3]，具有很高的營養(yǎng)價值和藥用價值。平均每年在我國種植面積在30萬～40萬hm 總產(chǎn)量在50萬～60萬t[4-5]，紅小豆適應性較強，具有生育期短、耐旱、耐鹽堿、耐瘠薄等較強的抗逆性，適應條件廣泛，因此在旱地、沙地以及貧瘠的山坡地等種植較多[6]。此外，紅小豆也是倒茬和選擇復種常規(guī)作物，在我國東北三省部分地區(qū)，尤其在黑龍江西部半干旱地區(qū)廣泛種植，但目前生產(chǎn)上主要存在問題有紅小豆品種混雜，品種來源不清，缺少當家主栽品種，優(yōu)良品種較少，種性退化嚴重，品種適應性不明確，從而嚴重影響了紅小豆產(chǎn)量及品質(zhì)的提升[7-8]。

該研究通過對28個紅小豆品種在佳木斯地區(qū)的適應性進行調(diào)查研究。篩選出佳木斯地區(qū)紅小豆適宜品種，對其株高、分枝數(shù)、單株莢數(shù)、單莢粒數(shù)、百粒重、生育期及產(chǎn)量等主要數(shù)量性狀進行變異分析、相關(guān)分析及主成分分析，明確了紅小豆育種改良單株選擇數(shù)量性狀之間的遺傳關(guān)系，為該地區(qū)紅小豆育種改良株系篩選與鑒定提供了技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

28個紅小豆材料來自黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院佳木斯分院雜糧作物研究所（佳紅1號、佳紅003）、河北省農(nóng)林科學院（冀SI0001、冀紅12號、冀紅9612）、遼寧省農(nóng)業(yè)科學院（遼紅1號、遼紅4號、遼紅8號）、黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院育種所（龍小豆2號、龍小豆3號）、吉林省農(nóng)業(yè)科學院（吉紅10號、吉紅7號、吉紅8號、吉紅9號）、黑龍江省農(nóng)墾科學院（龍墾紅、龍墾紅2號）和佳木斯大學雜糧研究室（農(nóng)安紅、農(nóng)墾紅、品紅、日本紅、天津紅、小豐2號、珍珠紅、中紅7號、TMSD006、寶清紅、大紅袍、紅豐8號）

1.2 試驗方法

2017年 5月15日播種，隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復，小區(qū)面積17.5 m 株距 15 cm，壟距70 cm，小區(qū)留苗170 株。收獲時，每小區(qū)除去邊株，隨機選取10株進行田間及室內(nèi)考種，調(diào)查的主要性狀有株高、分枝數(shù)、單株莢數(shù)、單莢粒數(shù)、莢色、籽粒色澤、百粒重、生育期和產(chǎn)量。

1.3 統(tǒng)計分析方法 利用DPS 7.05數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對28個紅小豆的主要農(nóng)藝性狀分別進行遺傳變異、相關(guān)性和主成分分析[9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同紅小豆品種2017年在佳木斯地區(qū)主要產(chǎn)量性狀表現(xiàn) 從表1可以看出，紅小豆品種在不同地區(qū)及同一地區(qū)不同品種間株高、分支數(shù)、單株莢數(shù)、粒數(shù)、產(chǎn)量等均存在顯著差異，各品種間的莢色及籽粒深淺也各不相同。其中，佳木斯地區(qū)產(chǎn)量最好品種為佳紅1號、珍珠紅和大粒品種農(nóng)安紅。從表1還可以看出，不同品種紅小豆在佳木斯地區(qū)各性狀的平均值和變異系數(shù)之間存在顯著差異。其中，分枝數(shù)的變異系數(shù)最大為34.21%，變異幅度為2.1～4.9個/株，平均值達到3.6個/株。佳紅003分枝數(shù)最多，平均達到4.9個/株。其次是單株產(chǎn)量，其變異系數(shù)為24.65%，變異幅度為1 158.45～2 324.85 kg/hm 產(chǎn)量最高的為佳紅003，平均產(chǎn)量達到2 324.85 kg/hm2。百粒重的變異系數(shù)為18.01%，變異幅度為9.07～19.97 g，紅豐8號百粒重最大，日本紅最小。不同紅小豆品種在佳木斯地區(qū)株高差異顯著，吉紅9號株高達到105 cm，最矮的為農(nóng)墾紅，僅62 cm。生育期變異系數(shù)最小，為2.54%，變異范圍為88～112 d。

綜上所述，紅小豆品種各性狀變異系數(shù)由大到小依次為分枝數(shù)、產(chǎn)量、百粒重、單株莢數(shù)、株高、單莢粒數(shù)、生育期。分枝數(shù)、單株產(chǎn)量、百粒重和單株莢數(shù)具有較大的變異系數(shù)，說明紅小豆的這些農(nóng)藝性狀具有很大的選擇潛力，在育種應用中可以進一步提升改良，從中選育出有利單株。

2.2 不同品種紅小豆主要農(nóng)藝性狀之間的相關(guān)關(guān)系

從表2可以看出，對所選28個紅小豆品種的7個主要數(shù)量性狀間的相互關(guān)系進行分析。結(jié)果表明，株高與單株莢數(shù)呈顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.601 2;株高與生育期呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.687 2;單株莢數(shù)與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.601 2。這說明紅小豆產(chǎn)量因素的主要影響因子為單株莢數(shù)，在育種選擇中單株莢數(shù)應作為首要性狀選擇依據(jù)，這與灰色關(guān)聯(lián)分析所得的結(jié)論一致[10]。

2.3 不同紅小豆品種數(shù)量性狀主成分分析 試驗對紅小豆7個主要農(nóng)藝數(shù)量性狀進行了主成分綜合分析。從表3可以看出，根據(jù)累積貢獻率≥85%的標準，前3個主成分的累積貢獻率達86.68%，說明表3的主成分分析結(jié)果可以概括出紅小豆主要數(shù)量性狀信息量。

第1主成分特征值為4.668 ?其貢獻率達到46.68%，主成分分析結(jié)果顯示分枝數(shù)、單莢粒數(shù)和百粒重的特征向量值偏高，因此可以把這個主成分稱為莢粒數(shù)因子。而單株莢數(shù)的特征向量值為負數(shù)，說明在紅小豆育種遺傳改良選擇中，要兼顧單莢粒數(shù)和單株莢數(shù)綜合考慮，有利于優(yōu)良品種的選擇。

第2主成分的特征值為2.868 9，貢獻率為28.69%，該成分分析中以生育期因子的特征向量為最高，其特征值為0.485 8，可以把這個主成分稱為生育期因子。其次為百粒重，特征向量值為0.255 8，說明生育期較長的品種百粒重也較高，但是產(chǎn)量的特征向量為負的最大值，說明紅小豆生育期較長的品種，產(chǎn)量可能會相應下降，所以在高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)紅小豆品種改良中，要選擇生育時期適中的品系為最佳。

第3主成分的特征值為1.130 5，貢獻率為11.31%，單株莢數(shù)特征向量值為最大，特征值0.489 ?其次為產(chǎn)量，特征值為0.417 3，可以把該主成分稱為產(chǎn)量因子。單莢粒數(shù)的特征向量值為負數(shù)但最高，說明紅小豆變異品系選擇中單純追求單株莢數(shù)可能引起單莢粒數(shù)的降低，但對產(chǎn)量影響不明顯。

3 結(jié)論

該試驗選用了28個不同生態(tài)區(qū)紅小豆品種，對數(shù)量性狀變異分析結(jié)果表明分枝數(shù)、百粒重、單株莢數(shù)、產(chǎn)量具有較大的變異系數(shù)，在紅小豆育種改良選擇中可以以這些性狀為主要選擇性狀特征，有利于篩選到優(yōu)良株系。紅小豆數(shù)量性狀相關(guān)分析研究結(jié)果顯示，單株莢數(shù)與產(chǎn)量呈正相關(guān)，株高與生育時期呈正相關(guān);主成分分析結(jié)果表明，莢粒數(shù)因子貢獻率最高，其次為生育期因子，最后為產(chǎn)量因子。這3個主成分對變異的累積貢獻率高達86.68%。因此，在紅小豆育種遺傳改良選擇中，首先要注重考慮單株莢數(shù)較多、單株粒數(shù)均勻、生育期適當株系，同時兼顧其他性狀，這樣才能選育出產(chǎn)量高的紅小豆新品種。

參考文獻

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