南繁大豆種子產(chǎn)量相關(guān)性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分析

， ，

(1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院， 黑龍江 哈爾濱 150030； 2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院海南三亞農(nóng)作物育種試驗(yàn)中心， 海南 三亞 572014)

大豆(Glycinemax(L.)Merr.)是重要的油料作物和蛋白質(zhì)飼料的主要來源，為加快大豆新品種的選育進(jìn)程，育種家常利用海南冬季特殊的氣候條件，進(jìn)行大豆育種中間材料的加代和重要種質(zhì)資源的擴(kuò)繁，即“南繁育種”。如今，南繁已成為北方大豆育種工作必不可少的環(huán)節(jié)[1]。由于南繁通常只為獲取繁殖材料，對于南繁大豆產(chǎn)量形成規(guī)律的研究報道很少?；疑P(guān)聯(lián)度分析法是分析作物產(chǎn)量和主要農(nóng)藝性狀關(guān)系的常用方法，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于大豆[2-7]、玉米[8]、小麥[9]、油菜[10]、花生[11]、甘薯[12]、谷子[13]等作物產(chǎn)量相關(guān)性狀的分析。因此，本研究通過對南繁大豆單株種子產(chǎn)量相關(guān)性狀進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析，以期為南繁大豆育制種提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)材料為15份南繁大豆品種：新大豆1號、新大豆2號、新大豆7號、新大豆8號、新大豆9號、新大豆10號、新大豆11號、新大豆12號、新大豆13號、綏農(nóng)14、哈交00-5337、東農(nóng)7018、北9939、石大豆2號和阿豆1號，由新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院海南三亞農(nóng)作物育種試驗(yàn)中心提供。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)在新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院南繁基地，地點(diǎn)位于海南省三亞市海棠區(qū)洪李村，屬熱帶海洋季風(fēng)氣候區(qū)，用地為新改良沙性土壤，地力均勻。栽培模式為覆膜滴灌，采用壟上雙行的播種方式，行距40 cm，株距20 cm，壟寬70 cm，小區(qū)面積3.3 m2。于2012年11月11日直播，其它田間管理與大田相同。采用隨機(jī)區(qū)組排列，設(shè)3次重復(fù)?？挤N性狀包括：百粒重、單株產(chǎn)量、單株粒數(shù)、單株莢數(shù)、主莖節(jié)數(shù)、生育期、有效分枝數(shù)、株高等(見表1)。

1.3 調(diào)查分析方法

各品種完全成熟后及時收獲，收獲時每小區(qū)連續(xù)取中間5行10株，對各參試品種的單株產(chǎn)量(X0)、生育期(X1)、主莖節(jié)數(shù)(X2)、百粒重(X3)、單株粒數(shù)(X4)、單株莢數(shù)(X5)、有效分枝數(shù)(X6)、株高(X7)等農(nóng)藝性狀分別進(jìn)行測定(見表1)，取其平均值，并計(jì)算各農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度。

2 結(jié)果與分析

2.1 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理

由于各農(nóng)藝性狀的單位不統(tǒng)一，不能直接進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析。因此，原始數(shù)據(jù)經(jīng)Excel統(tǒng)計(jì)軟件整理后(表1)，需通過SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理。標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果見表2。

表1 供試品種主要農(nóng)藝性狀的平均值

序號品種名稱單株產(chǎn)量(g)生育期(d)主莖節(jié)數(shù)(節(jié))百粒重(g)單株粒數(shù)(粒)單株莢數(shù)(個)有效分枝數(shù)(個)株高(cm)1新大豆1號20.08110.719.1104.652.06.029.92新大豆2號17.48110.317.698.543.34.732.03新大豆7號19.97511.715.1131.957.06.341.24新大豆8號23.77910.719.6121.052.74.323.25新大豆9號21.87813.015.6139.668.35.040.36新大豆10號16.38110.018.687.944.04.328.87新大豆11號15.48213.015.698.744.04.332.58新大豆12號16.0819.720.079.838.73.725.39新大豆13號24.48311.718.2133.971.74.732.510綏農(nóng)1422.58111.020.0112.955.74.330.611哈交00-533717.87813.016.1110.554.35.341.612東農(nóng)701824.18013.716.3147.373.35.340.613北993917.38113.018.494.145.05.732.514石大豆2號17.68112.716.9103.949.04.332.515阿豆1號22.48011.018.4121.563.75.033.0

表2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理結(jié)果

序號品種名稱X0X1X2X3X4X5X6X71新大豆1號0.07170.4424-0.75510.8395-0.3948-0.20041.5339-0.56922新大豆2號-0.75090.4424-1.0633-0.0600-0.7034-1.0003-0.2465-0.19573新大豆7號0.0401-2.62020.0154-1.55900.98590.25931.94481.44094新大豆8號1.2424-0.5785-0.75511.13930.4346-0.1361-0.7943-1.76115新大豆9號0.6412-1.08891.0170-1.25921.37541.29820.16441.28086新大豆10號-1.09900.4424-1.29440.5397-1.2395-0.9360-0.7943-0.76497新大豆11號-1.38370.95281.0170-1.2592-0.6933-0.9360-0.7943-0.10678新大豆12號-1.19390.4424-1.52551.3791-1.6492-1.4233-1.6161-1.38759新大豆13號1.46391.46330.01540.29981.08711.6108-0.2465-0.106710綏農(nóng)140.86270.4424-0.52391.37910.02500.1398-0.7943-0.444711哈交00-5337-0.6244-1.08891.0170-0.9594-0.09640.01100.57521.512012東農(nóng)70181.3690-0.06811.5564-0.83951.76481.75800.57521.334113北9939-0.78260.44241.01700.4197-0.9259-0.84401.1230-0.106714石大豆2號-0.68760.44240.7859-0.4797-0.4303-0.4763-0.7943-0.106715阿豆1號0.8311-0.0681-0.52390.41970.45990.87530.1644-0.0178

2.2 求絕對差值

分別以單株產(chǎn)量做參考數(shù)列求絕對差值：

Δi(k)=︱Xi(k)-X0(k)︱，其中，最小差為0.000 6，最大差為3.003 4(見表3)。

2.3 求關(guān)聯(lián)系數(shù)

分別以X0做參考數(shù)列，依據(jù)各自的絕對差值表，按公式：

Yi (k)=( 0.000 6+0.5×3.003 4)/(Δi(k)+0.5×3.003 4)=1.502 3/(Δi(k)+1.501 7)。

關(guān)聯(lián)系數(shù)計(jì)算結(jié)果見表4。

2.4 求關(guān)聯(lián)度

關(guān)聯(lián)度是關(guān)聯(lián)度系數(shù)的算術(shù)平均值，見表5?？梢钥闯?，單株產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)度大小順序依次為：單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒重、株高、主莖節(jié)數(shù)、有效分枝數(shù)和生育期。

根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度分析原理，系統(tǒng)中各因子的重要性以關(guān)聯(lián)度表示，關(guān)聯(lián)度越大，則表示該因子越重要，即與參考數(shù)列的關(guān)系越密切；反之，關(guān)聯(lián)度越小的因子與參考數(shù)列的關(guān)系越疏遠(yuǎn)[7]。因此，南繁大豆主要農(nóng)藝性狀對單株種子產(chǎn)量的影響以單株莢數(shù)最大，其后依次為單株粒數(shù)、百粒重、株高、主莖節(jié)數(shù)、有效分枝數(shù)和生育期。

表3 以單株產(chǎn)量為參考數(shù)列的絕對差值

序號品種名稱Δ7Δ6Δ5Δ4Δ3Δ2Δ11新大豆1號0.37070.82680.76770.46660.27221.46220.64102新大豆2號1.19330.31230.69100.04760.24940.50440.55533新大豆7號2.66030.02471.59910.94580.21921.90471.40084新大豆8號1.82091.99750.10310.80781.37852.03673.00345新大豆9號1.73020.37581.90040.73410.65700.47690.63956新大豆10號1.54130.19541.63860.14050.16300.30460.33417新大豆11號2.33652.40070.12450.69050.44770.58941.27708新大豆12號1.63630.33172.57300.45530.22940.42220.19369新大豆13號0.00061.44851.16410.37680.14701.71041.570610綏農(nóng)140.42031.38660.51640.83780.72301.65711.307411哈交00-53370.46461.64140.33500.52790.63541.19962.136412東農(nóng)70181.43700.18742.20840.39590.38900.79370.034813北99391.22491.79961.20230.14330.06151.90560.675814石大豆2號1.13001.47350.20800.25740.21140.10670.580915阿豆1號0.89911.35500.41140.37120.04420.66670.8489

表4 以單株產(chǎn)量為參考數(shù)列的關(guān)聯(lián)系數(shù)

序號品種名稱Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y11新大豆1號0.80240.64520.66200.76330.84690.50690.70112新大豆2號0.55740.82820.68510.96970.85790.74890.73043新大豆7號0.36100.98420.48450.61380.87300.44100.51764新大豆8號0.45210.42930.93610.65050.52160.42460.33355新大豆9號0.46480.80020.44160.67190.69590.75930.70166新大豆10號0.49370.88520.47840.91480.90250.83170.81847新大豆11號0.39140.38500.92380.68530.77060.71840.54078新大豆12號0.47880.81940.36870.76770.86780.78090.88619新大豆13號1.00000.50920.56360.79970.91120.46770.489010綏農(nóng)140.78160.52010.74440.64220.67530.47560.534811哈交00-53370.76400.47800.81790.74020.70300.55610.412912東農(nóng)70180.51120.88940.40490.79170.79460.65450.977713北99390.55100.45510.55560.91320.96110.44090.689914石大豆2號0.57080.50490.87870.85400.87700.93400.721415阿豆1號0.62570.52590.78530.80210.97180.69280.6391

表5 各性狀與單株產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度

性狀生育期(d)主莖節(jié)數(shù)(節(jié))百粒重(g)單株粒數(shù)(粒)單株莢數(shù)(個)有效分枝數(shù)(個)株高(cm)關(guān)聯(lián)度0.58710.64400.64870.77200.81530.62890.6463排序7532164

3 討 論

南繁是我國首創(chuàng)的一種育種方式，其在保障我國糧食安全和種業(yè)發(fā)展中具有重要地位。大豆南繁是北方大豆育種工作的一個重要環(huán)節(jié)。開展南繁條件下大豆種子產(chǎn)量形成的研究，可為深入了解大豆南繁的生長特點(diǎn)，及為大豆南繁育種材料的選擇提供幫助。

本研究通過對15份南繁大豆品種進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析，得出單株種子產(chǎn)量與7個主要農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)順序?yàn)椋簡沃昵v數(shù)>單株粒數(shù)>百粒重>株高>主莖節(jié)數(shù)>有效分枝數(shù)>生育期。該結(jié)果與本課題組在不同播種日期下相同材料的研究結(jié)果類似[7]，僅百粒重和有效分枝數(shù)2個農(nóng)藝性狀與單株種子產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)程度存在差異，進(jìn)一步驗(yàn)證了灰色關(guān)聯(lián)度分析法的穩(wěn)定性。與徐麟等[14]在相同環(huán)境條件下對10份海南黑豆的研究結(jié)果明顯不同，該研究認(rèn)為單株種子產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)順序?yàn)椋喊倭Ｖ?生育期>有效分枝數(shù)>主莖節(jié)數(shù)>單株粒數(shù)>單株莢數(shù)>株高>底莢高度。因此，認(rèn)為相較于外界條件，大豆材料本身的生物學(xué)特性更為重要，這與汪寶卿等[15]通過灰色關(guān)聯(lián)度分析得出的影響產(chǎn)量的主要農(nóng)藝性狀因結(jié)莢習(xí)性(本身特性)的不同而有所差異的結(jié)論相一致。因此，對于灰色關(guān)聯(lián)度分析的結(jié)果應(yīng)根據(jù)大豆的不同生長特性進(jìn)行分類比較。而對于新疆的大豆南繁材料，應(yīng)優(yōu)先考慮單株莢數(shù)和單株粒數(shù)等農(nóng)藝性狀，以獲取更高的大豆種子產(chǎn)量。

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