基于通徑系數(shù)和 ＧＧＥ雙標(biāo)圖的大粒花生綜合分析

鄧麗　郭敏杰　苗建利　任麗

摘要：分析并驗(yàn)證大?；ㄉ贩N產(chǎn)量構(gòu)成，為高產(chǎn)育種和品種評(píng)價(jià)提供有效指導(dǎo)。以2018—2019年河南省大?；ㄉ鷧^(qū)域試驗(yàn)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)大?；ㄉM(jìn)行可視化的相關(guān)和通徑分析，同時(shí)利用GGE（Genotype+genotype-by-environment interaction）雙標(biāo)圖進(jìn)行豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，出米率的變異系數(shù)最小，側(cè)枝長(zhǎng)的變異系數(shù)最大;單株生產(chǎn)力、百仁質(zhì)量、百果質(zhì)量、單株結(jié)果數(shù)與莢果產(chǎn)量呈顯著正相關(guān);單株生產(chǎn)力的直接通徑系數(shù)最大;參試品種的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性綜合排名為開(kāi)農(nóng)99>商花27號(hào)>商花34號(hào)>豫花120號(hào)>周花7號(hào)>豫花133號(hào)>豫花9326>安花8號(hào)，與單株生產(chǎn)力排序基本一致。綜上所述，GGE雙標(biāo)圖能有效評(píng)價(jià)花生區(qū)域試驗(yàn)中的參試品種，大?；ㄉ谟N時(shí)需側(cè)重對(duì)單株生產(chǎn)力和百仁質(zhì)量的選擇，同時(shí)適當(dāng)控制旺長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：花生;產(chǎn)量;農(nóng)藝性狀;通徑分析;GGE雙標(biāo)圖

中圖分類號(hào)：S565.203.7;S11+4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2021）19-0129-05

花生（Arachis hypogaea L.）是我國(guó)主要的油料作物之一，近年來(lái)，我國(guó)花生年總產(chǎn)突破1 700萬(wàn)t^[1]，其中的50%以上用于榨油，但這仍然不能滿足國(guó)內(nèi)對(duì)食用油的消費(fèi)需求，食用油供給處于短缺狀態(tài)，食用油戰(zhàn)略安全隱患與日俱增，增加油料供應(yīng)成為我國(guó)重大戰(zhàn)略需求^[2]，培育高產(chǎn)花生成為了我國(guó)花生育種的重要目標(biāo)。

花生產(chǎn)量是復(fù)雜的數(shù)量性狀，在實(shí)際育種工作中需要同時(shí)考慮多個(gè)性狀對(duì)產(chǎn)量的影響，高產(chǎn)品種的形成與其農(nóng)藝性狀密不可分，通過(guò)相關(guān)分析和通徑分析可有效剖析農(nóng)作物品種的產(chǎn)量構(gòu)成因素^[3-5]。GGE雙標(biāo)圖能夠綜合基因型和基因環(huán)境互作，已廣泛運(yùn)用于油菜^[6]、花生^[7]、高粱^[8]、玉米^[9]、谷子^[10]等農(nóng)作物中，利用GGE雙標(biāo)圖可以有效評(píng)價(jià)農(nóng)作物品種產(chǎn)量^[11-13]。

相關(guān)研究表明，不同類型花生品種的主要影響因素不盡相同，本研究以2018—2019年河南省大粒花生聯(lián)合體麥套花生區(qū)試為基本數(shù)據(jù)，剖析大?；ㄉv果產(chǎn)量構(gòu)成因素，利用GGE雙標(biāo)圖分析大?；ㄉ呢S產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性，進(jìn)一步驗(yàn)證產(chǎn)量構(gòu)成的結(jié)論，為高產(chǎn)育種提供指導(dǎo)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料及設(shè)計(jì)

參試品種8個(gè)，分別為安花8號(hào)（G1）、開(kāi)農(nóng)99（G2）、商花27號(hào)（G3）、商花34號(hào)（G4）、豫花120號(hào)（G5）、豫花133號(hào)（G6）、豫花9326（G7）、周花7號(hào)（G8），單株生產(chǎn)力分別用S1～S8表示。試點(diǎn)7個(gè)，分別為開(kāi)封市（E1）、漯花市（E2）、南陽(yáng)市（E3）、濮陽(yáng)市（E4）、商丘市（E5）、新鄉(xiāng)市（E6）、周口市（E7）。

區(qū)域試驗(yàn)統(tǒng)一采用隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。行距40 cm，穴距16.7 cm，播種密度15萬(wàn)穴/hm2，每穴2粒。5月16日左右播種，9月10日左右收獲。收獲后莢果稱質(zhì)量（Y），參照《花生新品種DUS測(cè)試原理與技術(shù)》[14]測(cè)量其他農(nóng)藝性狀，包括主莖高（X₁）、側(cè)枝長(zhǎng)（X₂）、總分枝數(shù)（X₃）、結(jié)果枝數(shù)（X₄）、單株結(jié)果數(shù)（X₅）、百果質(zhì)量（X₆）、飽果率（X₇）、百仁質(zhì)量（X₈）、出米率（X₉）和單株生產(chǎn)力（X₁₀）。

1.2數(shù)據(jù)分析

利用Microsoft Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理，利用R軟件中的Performance Analytics包^[15]和agricolae包^[16]作相關(guān)分析和通徑分析。通過(guò)Genstat軟件分析2年區(qū)試中參試品種的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性和適應(yīng)性。

2結(jié)果與分析

2.1大粒花生品種的產(chǎn)量構(gòu)成

2.1.1主要農(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)性狀的變異性分析變異系數(shù)可以衡量各性狀在不同環(huán)境中的相對(duì)變異程度，變異系數(shù)越大，該性狀受環(huán)境影響越大，反之受外界條件影響越小。從表1可以看出，主莖高和側(cè)枝長(zhǎng)的變異系數(shù)較大，分別為27.77%、28.12%，說(shuō)明它們?cè)诓煌h(huán)境條件下表現(xiàn)差異明顯。出米率的變異系數(shù)最小，為5.26%，受環(huán)境影響小。其他性狀的變異系數(shù)在10.94%～24.69%。

2.1.2性狀間的相關(guān)性分析相關(guān)性分析結(jié)（表2）果顯示，單株生產(chǎn)力、百仁質(zhì)量、百果質(zhì)量、單株結(jié)果數(shù)與莢果產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0471 8、0.257 3、0.197 0和0.174 0，它們是影響大?；ㄉa(chǎn)量的主要正向因素;總分枝數(shù)、飽果率和出米率與產(chǎn)量相關(guān)性不顯著;主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)與產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)。

另外，各農(nóng)藝性狀間也存在不同程度的相關(guān)性。將各性狀間的相關(guān)性進(jìn)行了可視化展示（圖1），圖1中的數(shù)字越大代表性狀相關(guān)性越大，反之相關(guān)性越小。主莖高與側(cè)枝長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān)，二者與百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量、出米率呈極顯著負(fù)相關(guān);總分枝數(shù)與結(jié)果枝數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量呈極顯著負(fù)相關(guān);單株結(jié)果數(shù)與百果質(zhì)量、飽果率、百仁質(zhì)量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與單株生產(chǎn)力百果質(zhì)量與飽果率、百仁質(zhì)量、出米率呈顯著正相關(guān)。

2.1.3花生品種的通徑分析從表3可以看出，各農(nóng)藝性狀的直接通徑系數(shù)排序?yàn)椋簡(jiǎn)沃晟a(chǎn)力（0516 8）>主莖高（0.220 9）>百仁質(zhì)量（0.186 4）>總分枝數(shù)（0.105 9）>單株結(jié)果數(shù)（0054 2）>飽果率（0.003 5）>出仁率（-0.077 5）>百果質(zhì)量（-0.088 5）>結(jié)果枝數(shù)（-0.297 1）>側(cè)枝長(zhǎng)（-0.553 3）。單株生產(chǎn)力的直接通徑系數(shù)最大，對(duì)產(chǎn)量的直接效應(yīng)大，它通過(guò)主莖高、總分枝數(shù)、單株結(jié)果數(shù)和百仁質(zhì)量起正向的間接效應(yīng)，通過(guò)側(cè)枝長(zhǎng)、結(jié)果枝數(shù)、百果質(zhì)量、飽果率和出仁率起負(fù)向的間接效應(yīng)，正向的間接效應(yīng)值大于負(fù)向效應(yīng)的絕對(duì)值，且與莢果產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)。

2.2大粒花生品種豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性分析

2.2.1產(chǎn)量評(píng)價(jià)圖2-A、圖2-B中的PC1和PC2分別表示第一主成分和第二主成分，分別解釋基因型、基因環(huán)境互作變異的74.73%、70.78%。圖2中帶箭頭的直線為平均環(huán)境軸，它所指的方向是品種在所有環(huán)境下的近似平均產(chǎn)量[17]，從圖2可以看出，品種莢果產(chǎn)量排名為G3>G2>G4>G5>G1>G8>G6>G7，單株生產(chǎn)力排名為S2>S3>S6>S4>S5>S8>S7>S1，二者排序稍有區(qū)別但整體排序方向一致。

2.2.2豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性綜合排名為了綜合判斷品種的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性，以圖3中箭頭為圓心等距離畫(huà)圓，離中心越近的品種其豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性越好。從圖3可知，莢果的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性的綜合排名為G2>G3>G4>G5>G8>G6>G7>G1，單株生產(chǎn)力排名為S2>S3>S6>S4>S5>S8>S7>S1，即開(kāi)農(nóng)99的莢果產(chǎn)量（G2）和單株生產(chǎn)力（S2）均處于中心位置，表現(xiàn)最好。

3結(jié)論與討論

大粒花生的主莖高和側(cè)枝長(zhǎng)的變異系數(shù)大，易受環(huán)境影響，出米率的變異系數(shù)最小，不易受環(huán)境影響。10個(gè)農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量相關(guān)系數(shù)由高到低依次為：?jiǎn)沃晟a(chǎn)力>百仁質(zhì)量>百果質(zhì)量>單株結(jié)果數(shù)>出米率飽果率>總分枝數(shù)>結(jié)果枝數(shù)>主莖高>側(cè)枝長(zhǎng)，主莖高與百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量、出米率呈極顯著負(fù)相關(guān)。在大粒花生新品種選育時(shí)應(yīng)提高單株生產(chǎn)力和莢果、籽仁質(zhì)量，同時(shí)控制主莖高度。

農(nóng)藝性狀對(duì)產(chǎn)量的影響有直接因素和間接因素，通徑分析可將之詳細(xì)分解。直接通徑系數(shù)由大到小為：?jiǎn)沃晟a(chǎn)力>主莖高>百仁質(zhì)量>總分枝數(shù)>單株結(jié)果數(shù)>飽果率>出仁率>百果質(zhì)量>結(jié)果枝數(shù)>側(cè)枝長(zhǎng)。單株生產(chǎn)力、株高、百仁質(zhì)量、總分枝數(shù)是影響大?；ㄉ贩N產(chǎn)量高低的主要因素，各性狀的相關(guān)系數(shù)和直接通徑系數(shù)結(jié)果不完全一致，需要綜合二者結(jié)果，才能揭示各性狀對(duì)產(chǎn)量的實(shí)質(zhì)影響^[18]。

區(qū)域試驗(yàn)是農(nóng)作物育種工作中評(píng)價(jià)農(nóng)作物品種的重要手段^[19-20]。禹山林認(rèn)為，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對(duì)作物品種的要求包含高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)，一個(gè)好的作物品種應(yīng)具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和適應(yīng)性廣等特性，高產(chǎn)不穩(wěn)產(chǎn)或者穩(wěn)產(chǎn)但低產(chǎn)的品種都不適合大面積推廣^[21]。由于單株生產(chǎn)力的相關(guān)系數(shù)和直接通徑系數(shù)均最大，所以本研究利用GGE雙標(biāo)圖同時(shí)對(duì)大?；ㄉ那v果產(chǎn)量和單株生產(chǎn)力進(jìn)行了豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性分析。結(jié)果表明，莢果產(chǎn)量與單株生產(chǎn)力不論是豐產(chǎn)性還是綜合排名，均具有較好的一致性，這間接驗(yàn)證了相關(guān)和通徑分析的結(jié)果。8個(gè)參試品種中開(kāi)農(nóng)99的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性綜合排名第一，具有很高的生產(chǎn)及推廣價(jià)值，且其籽仁含油量為55.36%，屬于高脂肪品種^[22]，開(kāi)農(nóng)99等高脂肪花生品種的培育和推廣可為我國(guó)食用油供給提供保障。

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作者簡(jiǎn)介：鄧麗（1981—），女，河南開(kāi)封人，碩士，副研究員，主要從事花生遺傳育種研究。E-mail：dengli_1225@sina.com。

通信作者：任麗，研究員，主要從事花生遺傳育種研究及新品種示范推廣。E-mail：renli120@sina.com。