綠豆種質(zhì)資源篩選與評價

高運青，李姝彤，尚啟兵，劉 虎，徐東旭

(1.張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河北 張家口 075000； 2.河北北方學(xué)院，河北 張家口 075000)

綠豆具有糧食、蔬菜、綠肥和醫(yī)藥等用途[1]，是我國主要的食用豆作物之一，營養(yǎng)價值高，含有豐富的蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪、微量元素、維生素、膳食纖維等，是理想的營養(yǎng)保健食品，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出口國，年出口量在20萬t左右[2]，以陜西榆林綠豆、吉林白城鸚哥綠豆、張家口鸚哥綠豆出口量最大。我國綠豆栽培面積居世界首位，常年播種面積80萬～90萬hm2，河北省的陽原縣、蔚縣等綠豆主產(chǎn)區(qū)，是我國綠豆的優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)。近年來，隨著一批食用豆經(jīng)營出口企業(yè)的拉動，綠豆種植面積不斷擴大。因此，對高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的綠豆品種的篩選與選育尤為重要。本研究擬對29份不同來源綠豆種質(zhì)資源，進行灰色關(guān)聯(lián)度分析及抗逆性分析等，進行綜合評價，篩選出適宜本地區(qū)種植的綠豆品種，同時選擇具有優(yōu)異性狀的材料作為親本用于育種研究。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2019年在張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院壩下試驗基地進行。供試綠豆種質(zhì)資源29份(名稱及來源詳見表1)，試驗小區(qū)面積12 m2，行距0.4 m，株距0.2 m，隨機排列，3次重復(fù)。

1.2 測定項目

田間調(diào)查記載各參試材料的生育期、抗逆性。成熟時，在每小區(qū)中間行選取有代表性的植株10株進行考種，測定項目有株高、主莖分枝、主莖節(jié)數(shù)、單株莢數(shù)、莢長、單莢粒數(shù)、百粒重等。各個小區(qū)單收、單脫，測定產(chǎn)量。調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)參照《綠豆種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[8]。

表1 不同來源綠豆種質(zhì)資源

表2 描述性統(tǒng)計分析

表3 參試品種及參考品種的產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel軟件分析各農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)，進行灰色關(guān)聯(lián)度分析及綜合評價，用SPSS 20.0軟件進行各農(nóng)藝性狀的聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀分析

從表2、表3可見，株高的變異幅度最大，為30.5～83.2 cm，變異系數(shù)24.97%；其次是單株莢數(shù)，為16.9～50.5個，變異系數(shù)19.93%；莢長變幅為8.6～18.1 cm，變異系數(shù)16.17%；單莢粒數(shù)為8.3～16.3粒，變異系數(shù)15.61%；百粒重變幅為4.8～8.8 g，變異系數(shù)12.39%；產(chǎn)量變幅為1 244.5～2 311.2 kg·hm-2，變異系數(shù)10.24%；主莖節(jié)數(shù)和生育期的變異系數(shù)最小。

2.2 綠豆種質(zhì)的灰色關(guān)聯(lián)度分析

根據(jù)鄧聚龍[3]灰色系統(tǒng)理論，把所有的參試品種看作一個灰色系統(tǒng)，構(gòu)建參考品種(X0)，見表4。將生育期、株高等性狀的平均值作為參考品種的指標(biāo)值，將單株莢數(shù)、百粒重、產(chǎn)量等重要性狀的上限值作為參考品種的指標(biāo)值。根據(jù)市場需求、生產(chǎn)實際等各因素，參考孫健敏等[4-7]的方法，分別賦予各個性狀以不同的權(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)度分析的原則，與參考品種關(guān)聯(lián)度越大的參試品種綜合性能越理想[7]。

表4 參試品種與參考品種的關(guān)聯(lián)系數(shù)

由表5可知，加權(quán)關(guān)聯(lián)度排序為：鸚哥2號>白綠13號>保綠201322-3>1111-34>同111411>遼綠10 L 701>宛綠6號>吉綠10號>遼綠PB-02>宛綠5號。

2.3 抗逆性分析

29份綠豆種質(zhì)資源田間鑒定未見發(fā)病，均表現(xiàn)較好的抗性。

抗倒伏性鑒定表明，吉綠11號、張綠2號、132-346、112-285為半蔓生品種，其他品種為直立型品種。其中，大鸚哥綠935、蘇綠19-118、1015-38抗倒伏性差，白綠13號、1111-34抗倒伏性為中，其他品種均表現(xiàn)為抗倒伏性強。

2.4 綠豆種質(zhì)資源的聚類分析

將29份綠豆種質(zhì)資源的主要性狀數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，用歐氏距離和離差平方和法進行系統(tǒng)聚類。由圖1可看出，在歐氏距離7.11時，29份材料聚為四類。

表5 各參試品種與參考品種的加權(quán)關(guān)聯(lián)度及位次

圖1 系統(tǒng)聚類圖

第一類包括11份材料，即1號、2號、5號、8號、9號、24號、25號、26號、27號、28號、29號，特征為生育期相對較短，株高較低，主莖節(jié)數(shù)偏少，植株直立，單株莢數(shù)較多。第二類涵蓋了13份材料，即3號、4號、6號、7號、10號、11號、13號、14號、18號、20號、21號、22號和23號，其特征為生育期相對較長，株高較高，單莢粒數(shù)較多。第三類包括1份材料，即15號，此材料為供試材料中較特殊的一份，其莢長、單莢粒數(shù)、百粒重均為所有材料中的最大值。第四類包括4份材料，分別為12號、16號、17號和19號，特征為生育期較長，主莖分枝較多，主莖節(jié)數(shù)較多。

3 結(jié)論與討論

本研究中，29份綠豆種質(zhì)資源表現(xiàn)出了豐富的形態(tài)多樣性，各性狀均表現(xiàn)出豐富的變異[6]。株高和單株莢數(shù)變異系數(shù)較大，生育期變異系數(shù)最小。參試材料中有生育期短、植株矮且直立、單株莢數(shù)多的材料，也有生育期相對較長、株高較高、單莢粒數(shù)較多的材料，又有長莢、單莢粒數(shù)多、百粒重較大的材料，還有生育期較長、主莖分枝和主莖節(jié)數(shù)較多的材料，另外還有抗倒伏性強的材料。這些具有優(yōu)異性狀的材料可作為親本用于綠豆育種研究。

在評價品種時，在運用數(shù)學(xué)評價方法的同時，要結(jié)合田間的抗倒伏性、抗病性，以及籽粒的商品性等重要性狀，才能做到更加客觀、準(zhǔn)確。本研究運用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法，結(jié)合抗逆性分析，對參試品種進行了綜合評價[7]。結(jié)果表明，鸚哥2號、白綠13號、保綠201322-3、1111-34、同111411、遼綠10 L 701等品種的加權(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。