綠豆種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀分析與評價

高運青

（張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河北 張家口 075000）

綠豆?fàn)I養(yǎng)豐富，屬高蛋白、低脂肪、中淀粉的藥食同源作物，是人們理想的營養(yǎng)保健食品[1]，有“濟世之食谷”之說，同時又是較好的出口創(chuàng)匯作物。我國是世界上最大的綠豆種植國，常年播種面積為80萬～90萬hm2；還是世界上最大的綠豆出口國，年出口量為20萬t左右[2]，其中陜西榆林綠豆、吉林白城鸚哥綠豆和張家口鸚哥綠豆出口量較大。近年來，隨著農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整和國內(nèi)外市場上綠豆需求量的逐年增加，綠豆種植面積不斷擴大。河北省春綠豆主要集中在省域北部，其中，張家口地區(qū)綠豆種植面積為2.67萬hm2左右，主要集中在陽原、蔚縣和宣化等縣（區(qū)）。由于生產(chǎn)上農(nóng)民用種品質(zhì)差，致使綠豆產(chǎn)量低而不穩(wěn)，因此，優(yōu)質(zhì)綠豆品種的篩選工作尤為重要。本研究借鑒前人在不同作物品種資源與性狀評價中所應(yīng)用的方法，如相關(guān)性分析法[3，4]、灰色關(guān)聯(lián)度分析法[5～10]和系統(tǒng)聚類分析法[11，12]，對不同來源的 28 份綠豆種質(zhì)資源的主要農(nóng)藝性狀進行分析、鑒定與評價，以期篩選出適宜冀北地區(qū)種植的優(yōu)異綠豆品種，并為綠豆育種研究奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

試驗于2016年和2017年連續(xù)2 a在張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院壩下試驗基地進行。參試綠豆材料28份，其中，中綠5號為對照品種（表1）。綠豆露地種植，小區(qū)長5 m、寬2 m，每小區(qū)種植1個品種，隨機區(qū)組排列，3次重復(fù)。綠豆行距40 cm，株距20 cm，其他栽培管理措施同大田常規(guī)。

按照《綠豆種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準》[13]進行項目調(diào)查。在綠豆生育期間，記載各品種的生育時期。成熟期，每小區(qū)均選擇有代表性的植株10株進行室內(nèi)考種，指標(biāo)包括株高、主莖分枝數(shù)、主莖節(jié)數(shù)、單株莢數(shù)、莢長、單莢粒數(shù)和千粒重。全小區(qū)收獲，單收、單脫，測產(chǎn)。根據(jù)2 a試驗結(jié)果的平均值，采用Excel計算各性狀的變異系數(shù)，利用DPS 7.05和SPSS 20.0軟件進行各性狀的相關(guān)性分析、灰色關(guān)聯(lián)度分析和聚類分析。

表1 參試綠豆材料及其來源Table 1 Mungbean materials and sources

運用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法，對參試綠豆品種進行綜合評價。根據(jù)灰色系統(tǒng)理論[14]，把所有參試品種視為一個灰色系統(tǒng)；根據(jù)市場需求目標(biāo)和當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實際情況，將參試品種各優(yōu)良性狀的上限指標(biāo)結(jié)合起來，構(gòu)建“理想品種”作為參考品種。根據(jù)各地的實際情況[15]，綜合考慮各因素，給各個性狀賦予不同的權(quán)重系數(shù)（Wk），計算各參試品種與參考品種之間的加權(quán)關(guān)聯(lián)度。根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度分析原則，與參考品種關(guān)聯(lián)度越大的參試品種，綜合性能越理想。

將參試材料的主要性狀數(shù)據(jù)進行標(biāo)準化處理，采用歐氏距離和離差平方和法進行系統(tǒng)聚類。

2 結(jié)果與分析

2.1 參試綠豆品種主要性狀的描述性統(tǒng)計分析

調(diào)查結(jié)果（表2）顯示，參試綠豆品種的各性狀值差異均較大。從指標(biāo)平均值看，參試材料平均生育天數(shù)84.25d，株高66.94 cm，主莖分枝數(shù)3.92個，主莖節(jié)數(shù)12.15節(jié)，單株莢數(shù)34.23個，莢長9.82 cm，單莢粒數(shù)10.95粒，千粒重55.71 g，產(chǎn)量1 745.84 kg/hm2（表3）。各性狀的變異系數(shù)為8.17%～30.23%，其中，株高的變異系數(shù)最大，其次是產(chǎn)量（變異系數(shù)25.44%） 和單株莢數(shù)（變異系數(shù)25.41%）?？梢钥闯?，28份綠豆種質(zhì)資源表現(xiàn)出了豐富的形態(tài)多樣性，且各性狀均表現(xiàn)出豐富的變異。

表2 參試品種和參考品種的主要性狀Table 2 Main characters of tested mungbean varieties and reference variety

續(xù)表

表3 參試品種不同性狀的描述性統(tǒng)計分析Table 3 Descriptive statistical analysis of tested mungbean varieties

2.2 參試綠豆品種主要性狀的相關(guān)性分析

對28份綠豆種質(zhì)資源的9個性狀進行相關(guān)性分析，結(jié)果（表4）顯示，產(chǎn)量與單株莢數(shù)、單莢粒數(shù)、莢長和主莖分枝數(shù)呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.191～0.445，其中，與單株莢數(shù)的相關(guān)性達到了顯著水平。產(chǎn)量和單株莢數(shù)均與生育天數(shù)、株高和主莖節(jié)數(shù)呈顯著或極顯著負相關(guān)，說明生育天數(shù)越長，植株越高，主莖節(jié)數(shù)越多，越不利于單株莢數(shù)的增多和產(chǎn)量的提高。主莖分枝數(shù)與單株莢數(shù)和單莢粒數(shù)呈顯著正相關(guān)，說明主莖分枝數(shù)的增加有利于單株莢數(shù)和單莢粒數(shù)的增加。千粒重與莢長呈極顯著正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)達0.694）、與單株莢數(shù)呈顯著負相關(guān)（相關(guān)系數(shù)為-0.431），說明豆莢越長越有利于千粒重的提高，而單株莢數(shù)增多會影響千粒重的提高。

2.3 綠豆種質(zhì)資源的綜合評價

灰色關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果（表5和6） 顯示，參試綠豆品種與參考品種的加權(quán)關(guān)聯(lián)度為0.569 4～0.874 9，其中，排在前6名的綠豆品種依次是張綠2號、冀綠0816、張綠1號、122-225、JLPX02、科綠2號。表明這6個綠豆品種綜合評價較高。

表4 參試品種不同性狀的相關(guān)矩陣及顯著性分析Table 4 Correlation matrix and significant analysis of tested mungbean varieties

表5 各參試品種與參考品種的關(guān)聯(lián)系數(shù)Table 5 Correlative coefficient of each tested variety and reference mungbean variety

表6 各參試品種與參考品種的加權(quán)關(guān)聯(lián)度及位次Table 6 Weighted correlative degree of each tested mungbean variety and reference variety and the order

2.4 參試綠豆種質(zhì)資源的聚類分析

聚類結(jié)果（圖1） 顯示，在歐氏距離為9.65時，28份綠豆種質(zhì)資源分為三類。

第一類包括17份材料，分別是品綠2011-06、品綠2011-12、冀綠0816、冀綠HNZ0810、蘇綠15-11、鄂綠5號、1009-2-5、遼綠10L708-5、保綠200810-1、保綠201012-7、142-139、濰綠11號、濰綠12號、宛綠2號、JLPX02、渝綠2號和中綠5號。其主要特征是生育期相對較短，株高偏低，直立型，主莖節(jié)數(shù)少，單株莢數(shù)較多，莢長、單莢粒數(shù)適中，千粒重中等。

第二類包括4份材料，分別是蘇綠16-10、同1188326、渝黑綠3號和張綠3號。其特征是植株較高，主莖節(jié)數(shù)較多，單株莢數(shù)少。

第三類包括7份材料，分別是白綠9號、白綠10號、科綠2號、122-225、JLPX01、張綠1號和張綠2號。其特征是株高中等，半蔓生，主莖節(jié)數(shù)中等，單株莢數(shù)中等，長莢，單莢粒數(shù)較多，千粒重較大。

圖1 綠豆群體農(nóng)藝性狀系統(tǒng)聚類圖Fig.1 UPGMA dendrogram of mungbean materials based on agronomic traits

3 結(jié)論與討論

3.1 綠豆種質(zhì)資源的形態(tài)多樣性

本研究中，28份綠豆種質(zhì)資源表現(xiàn)出了豐富的形態(tài)多樣性，且各性狀均表現(xiàn)出豐富的變異。本研究結(jié)果顯示，產(chǎn)量和單株莢數(shù)變異系數(shù)較大，單莢粒數(shù)變異系數(shù)最小，千粒重表現(xiàn)出豐富的變異，這與郭鵬燕等[3]的研究結(jié)果相一致。參試材料中，既有生育期短、單株莢數(shù)多的材料（系統(tǒng)聚類第一類），又有植株較高、主莖節(jié)數(shù)較多的材料（系統(tǒng)聚類第二類），以及長莢、單莢粒數(shù)多、千粒重較大的材料（系統(tǒng)聚類第三類）。這些種質(zhì)資源可作為親本用于綠豆的定向育種研究。

3.2 綠豆種質(zhì)資源各性狀的相關(guān)性

對28份綠豆種質(zhì)的9個性狀進行了相關(guān)性分析，結(jié)果顯示，產(chǎn)量與單株莢數(shù)、單莢粒數(shù)、莢長和主莖分枝數(shù)呈正相關(guān)，千粒重與單株莢數(shù)呈顯著負相關(guān)，這與郭鵬燕等[3]的研究結(jié)果相一致。主莖分枝數(shù)與單株莢數(shù)和單莢粒數(shù)呈顯著正相關(guān)；千粒重與莢長呈極顯著正相關(guān)，這與王明海等[4]的研究結(jié)果相一致。本研究中，產(chǎn)量與生育天數(shù)、株高和主莖節(jié)數(shù)呈顯著或極顯著負相關(guān)，這與郭鵬燕等[3]和王明海等[4]的研究結(jié)果不一致，可能與參試材料的來源或者試驗區(qū)的生態(tài)條件不同有關(guān)。對綠豆各個性狀的相關(guān)性進行分析，明確各性狀之間以及各性狀對產(chǎn)量的影響與制約關(guān)系，對指導(dǎo)綠豆育種研究具有重大意義。

3.3 綠豆種質(zhì)資源的綜合評價

運用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法，對28份綠豆品種（系）進行了綜合評價。結(jié)果表明，張綠2號、冀綠0816、張綠1號、122-225、JLPX02和科綠2號6個品種與參考品種的加權(quán)關(guān)聯(lián)度較高，綜合性能較好，可在生產(chǎn)上大面積種植。