基于灰色關(guān)聯(lián)與主成分聚類分析綜合評價37 份長莢豇豆種質(zhì)資源

符啟位，黃偉康，陳積杰，郭靜依，王綏利，黃國宋，羅 豐

（1.三亞市南繁科學(xué)技術(shù)研究院，海南 三亞 572000；2.海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所/海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與標(biāo)準(zhǔn)中心，海南 ?？?571100）

【研究意義】豇豆（Vigna unguiculata）是豆科（Leguminosae）豇豆屬（Vigna）的一個重要栽培種［1］。我國是豇豆的次生起源中心，品種資源豐富［2］。長豇豆?fàn)I養(yǎng)豐富［3］，是常見種植蔬菜之一，在我國大部分地區(qū)均有種植，其中海南省種植面積已達(dá)5 340 hm2、出島產(chǎn)量達(dá)15 萬t，是海南省冬春季主要北運(yùn)蔬菜［4-5］，主要銷往廣東、湖南、江西等省份。春節(jié)前后3 個月，三亞市瓜菜特別是豇豆在國內(nèi)各大市場所占份額較大，2016 年春節(jié)占上海市場總份額90%左右［6］。然而近年來，由于多年連作、病害流行等因素造成海南豇豆大量減產(chǎn)［7］。因此，對現(xiàn)有豇豆新品種進(jìn)行綜合評價，選育適合在海南冬春季節(jié)栽培種植的優(yōu)良豇豆新品種，顯得尤為重要?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前有關(guān)豇豆的研究主要集中在品種改良與增產(chǎn)方面［8］，而對豇豆品種資源特性及分類的研究是提高育種效率的前提之一。潘飛等［9］比較了5 個不同豇豆品種對斑潛蠅的抗蟲性并篩選出海豇二號、南豇一號2 個抗蟲性較好的品種；張渭章等［10］鑒定了39 份長豇豆品種的煤霉病并對其14 個重要農(nóng)藝性狀進(jìn)行考查，結(jié)果表明7 個豇豆品種對煤霉病免疫、高抗或抗病，具有較優(yōu)綜合性狀的品種有11 個，有9 個品種的豐產(chǎn)性或早熟性較優(yōu)；王佩芝等［11］通過對矮生、早熟、大粒、多莢、高蛋白、抗旱等不同豇豆品種的主要優(yōu)異性狀分析，篩選出204 份較好的豇豆資源；汪雁峰等［12］對1 192 份長豇豆種質(zhì)資源進(jìn)行考查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)矮生直立性材料7 份、極早熟材料5 份，莢長超過70 cm的極長莢材料3 份、單莢重超過25 g的特重莢5 份，百粒重超過19 g的特大粒材料4 份；馮學(xué)杰等［13］對8 個豇豆新品種的生物學(xué)特性、農(nóng)藝性狀等進(jìn)行比較，同時檢測個可溶性糖、可溶性蛋白含量，分析各品種耐低溫能力，結(jié)果表明綜合性狀性狀最優(yōu)的品種是華贛寶冠；詹園鳳等［5］通過對15 份長豇豆的農(nóng)藝性狀、嫩莢干物質(zhì)、維生素C、粗蛋白和16 種氨基酸含量等進(jìn)行分析，篩選出適合海南設(shè)施大棚種植栽培的豇豆品種JD1101 和JD1025。張朝明等［14］開展6 個長豇豆品種比較試驗，測定各品種雙莢率、豐產(chǎn)性、莢縱徑、單莢重和抗病性等13 個農(nóng)藝性狀，并采用相關(guān)分析、主成分分析和聚類分析法進(jìn)行綜合評價，篩選出桂豇一號、贛農(nóng)超炫、超越708 等3 個較好的豇豆資源；陳琴等［15］對27 個不同品種長豇豆進(jìn)行品種比較試驗，對供試品種品質(zhì)性狀、農(nóng)藝性狀和市場需求綜合分析篩選出豐樂、桂豇一號、翠寶二號等3 個較好的長豇豆種質(zhì)資源。目前，種質(zhì)資源評價主要通過農(nóng)藝性狀的調(diào)查比較進(jìn)行，如王敏等［16］通過調(diào)查農(nóng)藝性狀鑒定與評價了87 份節(jié)瓜種質(zhì)資源，并獲得早熟節(jié)瓜種質(zhì)20 份。然而，這種方法往往缺失不同種質(zhì)材料間的親緣關(guān)系及同一品種不同農(nóng)藝性狀間的相關(guān)性，因此，不少學(xué)者采用灰色關(guān)聯(lián)或主成分聚類分析法對收集到的品種進(jìn)行綜合評價，如陳林等［17］采用主成分聚類分析法研究197 份黃瓜種質(zhì)資源的多樣性及不同種質(zhì)間的相關(guān)性；馬文清等［18］用灰色關(guān)聯(lián)分析法評價10 個甘蔗品種13 個農(nóng)藝性狀，結(jié)果表明桂南亞08-212、桂南亞08-186、桂南亞08-320、桂南亞08-336、桂南亞08-353 品種優(yōu)于對照品種。也有學(xué)者將灰色關(guān)聯(lián)分析法與主成分聚類分析法結(jié)合起來，如蘭孟焦等［19］對28 個地方甘薯品種9 個主要農(nóng)藝性狀作變異性、相關(guān)性、聚類和灰色關(guān)聯(lián)分析，篩選出3 個優(yōu)良品種?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)分析法與主成分聚類分析法共同綜合評價豇豆種質(zhì)資源的報道還較為鮮見?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以2019 年收集的37 份不同品種長莢豇豆為材料，采用主成分析、聚類分析和灰色關(guān)聯(lián)分析對其主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行綜合評價，篩選出適合海南冬春季節(jié)栽培的新品種，為長莢豇豆新品種的選育和種質(zhì)資源的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試37 份長莢豇豆種質(zhì)資源于2019 年從全國各地征集而來，材料名稱及來源見表1。

表1 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源名稱及來源Table 1 Name and source of 37 long-podded cowpea germplasm resources

1.2 試驗設(shè)計

試驗在三亞市南繁科學(xué)技術(shù)研究院熱帶設(shè)施農(nóng)業(yè)科技示范園進(jìn)行。長莢豇豆播種時間為2019年11 月15 日，每穴播3～4 粒，保苗2 株，單壟雙行種植，大行距80 cm、株間距25 cm，采用吊蔓立架栽培，每個品種面積20 m2，隨機(jī)區(qū)組排列，3 次重復(fù)。按常規(guī)栽培技術(shù)進(jìn)行田間管理。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 性狀調(diào)查 在長莢豇豆采摘盛期，根據(jù)《豇豆種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》［20］，調(diào)查豇豆第3 節(jié)間長、頂葉長寬比、莖粗、葉綠素含量、莢長、莢橫徑、單莢質(zhì)量、葉柄長、花序長、嫩莢干物質(zhì)含量等指標(biāo)。其中，豇豆葉綠素含量采用手持式葉綠素儀（SPAD 502 Plus）測定。

1.3.2 分析方法 試驗數(shù)據(jù)采用IBM SPSS Statistics 19.0 軟件計算均值、標(biāo)準(zhǔn)差，并進(jìn)行主成分分析和聚類分析，其中聚類分析根據(jù)種質(zhì)資源間Euclidean 距離，用Ward’s 法進(jìn)行聚類；采用Excel 2010 計算變異系數(shù)。

灰色關(guān)聯(lián)分析方法，是根據(jù)因素之間發(fā)展趨勢的相似或相異程度，即“灰色關(guān)聯(lián)度”，作為衡量因素間關(guān)聯(lián)程度的一種方法?；疑P(guān)聯(lián)分析法依據(jù)灰色系統(tǒng)理論把37 個長莢豇豆種質(zhì)資源的11 個性狀指標(biāo)組成一個灰色系統(tǒng)，每個種質(zhì)資源作為系統(tǒng)中的一個因素，并設(shè)一個各主要性狀最優(yōu)值作為一個理想的“參考種質(zhì)資源”為χ0。參試的37 份長莢豇豆種質(zhì)資源各項性狀指標(biāo)χi（i=1,2,3…，37），且χ0={χ0（1），χ0（2），…，χ0（n）}，χi＝{χi（1），χi（2），…，χi（n）}，其中n 為評判的性狀數(shù)，即n=11。同時，參照許如意等［21］方法計算各種質(zhì)資源與參考種質(zhì)資源間的關(guān)聯(lián)系數(shù)、等權(quán)關(guān)聯(lián)度和加權(quán)關(guān)聯(lián)度。

式中，Δi（k）=|x0（k）-xi（k）|，為x0數(shù)列與xi數(shù)列在第k點(diǎn)的絕對值；min ?i(k)稱為二級最小差，其maxΔi（k）是二級最大差，意義與二級最小差相似；ρ為分辨系數(shù)，通常取值0.5，wk為各關(guān)聯(lián)系數(shù)的權(quán)重。

2 結(jié)果與分析

2.1 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀比較

由表2 可知，37 份長莢豇豆種質(zhì)資源第3 節(jié)間長、頂葉長寬比、莖粗、葉綠素含量、莢長、莢橫徑、單莢質(zhì)量、葉柄長、花序長、嫩莢干物質(zhì)含量、每667 m2產(chǎn)量等農(nóng)藝性狀均值分別為13.13 cm、1.75、4.82 mm、62.90 SPAD、52.58 cm、7.01 mm、18.98 g、8.66 cm、33.06 cm、10.47%、1 476.51 kg，各性狀間最大值與最小值跨度差異較大，即變異系數(shù)大，說明該性狀仍有較大的可優(yōu)化空間。一般情況下，變異系數(shù)大于10%表明該性狀具有較大的可改良性。37 份長莢豇豆種質(zhì)資源11 個農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)范圍在7.99%～42.02%，表現(xiàn)為第3 節(jié)間長＞葉柄長＞花序長＞單莢質(zhì)量＞莖粗＞產(chǎn)量＞嫩莢干物質(zhì)含量＞頂葉長寬比值＞葉綠素含量＞10%＞莢長＞莢橫徑。其中，第3 節(jié)間長變異系數(shù)最大、為42.02%，表明這個農(nóng)藝性狀個體間差異最大，具有最高的可篩選性；莢橫徑變異系數(shù)最小、為7.99%，表明這個農(nóng)藝性狀較穩(wěn)定。

表2 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀比較Table 2 Comparison of agronomic traits of 37 long-podded cowpeas germplasm resources

2.2 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的主成分分析

以37 份長莢豇豆種質(zhì)資源11 個農(nóng)藝性狀為基礎(chǔ)，計算各主成分的特征向量、特征值和貢獻(xiàn)百分率（表3）。通過主成分析可以將37 份長莢豇豆種質(zhì)資源的11 個農(nóng)藝性狀轉(zhuǎn)化為6 個主成分，這6 個主成分可以代表37 份長莢豇豆種質(zhì)資源的11 個農(nóng)藝性狀。其中，第1 個主成分特征值為2.74，累計貢獻(xiàn)率為24.88%，以第3 節(jié)間長、莢橫徑和單莢質(zhì)量為主要指標(biāo)，特征向量分別為0.85、0.78、0.70，主要反映的是豆莢相關(guān)因子；第2 個主成分特征值為2.02，累計貢獻(xiàn)率為43.24%，主要以莢長、單莢質(zhì)量、葉柄長為主要指標(biāo)，特征向量分別為0.74、0.60、0.75，主要反映的是豆莢相關(guān)因子；第3 個主成分特征值為1.50，累計貢獻(xiàn)率為56.91%，以花序長、產(chǎn)量為主要指標(biāo)，特征向量分別為-0.73、0.61，主要反映的是產(chǎn)量相關(guān)因子；第4 個主成分特征值為1.33，累計貢獻(xiàn)率為68.97%；第5 個主成分特征值為1.19，累計貢獻(xiàn)率為79.81%；第6 個主成分特征值為0.81，累計貢獻(xiàn)率為87.17%。

表3 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的主成分分析Table 3 Principal component analysis of agronomic traits of 37 long-podded cowpea germplasm resources

由37 份長莢豇豆種質(zhì)資源主成分綜合得分結(jié)果（表4）可知，綜合排名前10的品種有2（和順）、5（瑞祥貴）、9（南濱708-K）、10（情滿中華）、11（將軍708）、18（吉豐608）、21（鴻豐708）、22（賺錢王168）、30（漢美七號）、31（漢美八號），得分最高的為31號（漢美八號2 546.7458 分）。

表4 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源主成分得分及排名Table 4 Score and ranking of principle components of 37 long-podded cowpea germplasm resources

2.3 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

由表5 可知，第3 節(jié)間長與莖粗呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.559，與單莢質(zhì)量、花序長呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.387、0.375，與莢橫莖、產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.557、0.452；不同長莢豇豆種質(zhì)間頂葉長寬比值無顯著差異；莖粗與葉炳長呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.441，與其他農(nóng)藝性狀無顯著相關(guān)性；莢長與單莢質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.755；莢橫莖與單莢質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.531，與花序長呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.401；嫩莢干物質(zhì)含量與其他農(nóng)藝性狀之間無顯著相關(guān)性。

表5 37 份長莢豇豆品種資源11 個農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis of 11 agronomic traits of 37 long-podded cowpea germplasm resources

2.4 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的聚類分析

由圖1、表6 可知，在遺傳距離為10 時，37份長莢豇豆種質(zhì)資源可分為3 個大類，品種編號為1（穗豐7號）、3（富貴）、5（瑞祥貴）、6（美美滿滿）、7（星光大道）、8（萬事大吉）、10（情滿中華）、11（將軍708）、12（吉運(yùn)天神）、14（龍翔長劍）、15（龍優(yōu)888）、16（畫好月圓）、17（翠深似海）、18（吉豐608）、19（F-1815）、20（豐盛706）、22（賺錢我168）、23（財神爺）、24（美星長豇）、25（柳豇8號）、26（柳豇18-7）、27（春蘭秋菊）、30（漢美七號）、32（大富豪）、33（一代天驕）、35（鴻運(yùn)608）、36（珍翠4號）、37（珍翠6號）的28 個種植資源聚為Ⅰ類，該類長莢豇豆葉綠素含量低、葉柄長、豆莢長、單莢質(zhì)量大、產(chǎn)量一般，但嫩莢干物質(zhì)含量高，可作為豇豆干貨制作備選品種種植；品種編號為4（齊豐油白豆角）、13（南海神龍）、28（漢美五號）、29（漢美六號）、34（天龍八號）的5 個種質(zhì)資源聚為Ⅱ類，該類長莢豇豆頂葉長寬比小、豆莢短、莢橫莖細(xì)、單莢質(zhì)量小、花序長、產(chǎn)量低，不適合在海南種植；品種編號為2（和順）、9（南濱708-K）、21（鴻豐708）、31（漢美八號）的4 個種質(zhì)資源聚為Ⅲ類，該類長莢豇豆葉綠素含量高、單莢質(zhì)量大、豆莢長、莢橫徑粗、產(chǎn)量高，該類長莢豇豆比第Ⅰ、第Ⅱ類具有較明顯優(yōu)勢，適合在海南三亞地區(qū)推廣種植。

表6 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源不同類群11 個農(nóng)藝性狀基本情況Table 6 Basic information of 11 agronomic traits among different clusters of 37 long-podded cowpea germplasm resources

圖1 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的聚類分析Fig.1 Cluster analysis of 37 long-podded cowpea germplasm resources based on agronomic traits

2.5 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源灰色關(guān)聯(lián)分析

2.5.1 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源11 個農(nóng)藝性狀無量綱化處理 將37 份長莢豇豆種質(zhì)資源11 個農(nóng)藝性狀根據(jù)參考種質(zhì)資源X0農(nóng)藝性狀進(jìn)行初值化處理，初值化以χ1～χ37的相應(yīng)性狀被χ0除，因此初值化以χ0除以χ1～χ37的相應(yīng)性狀，得出37 份長莢豇豆種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀無綱化處理結(jié)果（表7），其中K1～K10 數(shù)值越大則品種越優(yōu)，K11 數(shù)值越小則品種越優(yōu)。由表7 可知，不同長莢豇豆種質(zhì)資源的最優(yōu)農(nóng)藝性狀并不相同，K1 最優(yōu)的品種為31號（漢美八號，r=0.8502），K2 最優(yōu)的品種為32號（大富豪，r=0.9156），K3 最優(yōu)的品種為4號（齊豐油白豆角，r=0.9815），K4 最優(yōu)的品種為3號（富貴，r=0.9861），K5 最優(yōu)的品種為33號（一代天驕，r=0.9824），K6 最優(yōu)的品種為3號（富貴，r=0.9685），K7 最優(yōu)的品種為30號（漢美七號，r=0.9750），K8 最優(yōu)的品種為4號（齊豐油白豆角，r=0.9636），K9 最優(yōu)的品種為17號（翠深似海，r=0.9784），K10 最優(yōu)的品種為17號（翠深似海，r=0.9516），K11 最小值為36號（珍翠4號，r=0.2830）。因此，在雜交育種過程中，可根據(jù)該結(jié)果針對性選擇不同優(yōu)良性狀的材料進(jìn)行雜交，以獲取最優(yōu)搭配。

表7 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源11 個農(nóng)藝性狀無量綱化處理結(jié)果Table 7 Nondimensionalization result of 11 agronomic traits of 37 long-podded cowpea germplasm resources

2.5.2 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源關(guān)聯(lián)系數(shù) 通過公式可求得37 份長莢豇豆種質(zhì)資源（xi）與參考種質(zhì)資源（X0）各性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)，關(guān)聯(lián)系數(shù)結(jié)果見表8。結(jié)果表明K1 關(guān)聯(lián)度最大為2號（和順，r=0.6878），K2 最關(guān)聯(lián)度最大為24號（美星長豇，r=0.8151），K3 關(guān)聯(lián)度最大為4號（齊豐油白豆角，r=0.9879），K4 關(guān)聯(lián)度最大為3號（富貴，r=1.0001），K5 關(guān)聯(lián)度最大為33號（一代天驕，r=0.9903），K6 關(guān)聯(lián)度最大為3號（富貴，r=0.9550），K7 關(guān)聯(lián)度最大為29號（漢美六號，r=0.9201），K8 關(guān)聯(lián)度最大為4號（齊豐油白豆角，r=0.9431），K9 關(guān)聯(lián)度最大為17號（翠深似海，r=0.9798），K10 關(guān)聯(lián)度最大為17號（翠深似海，r=0.9140），K11 關(guān)聯(lián)度最大為36號（珍翠4號，r=0.3463）。在實(shí)際評估過程中由于每個品種的農(nóng)藝性狀的重要程度不同，將人為賦予不同的權(quán)重系數(shù)（wk）。產(chǎn)量是豇豆最重要的性狀指標(biāo)，因此賦予權(quán)重系數(shù)最大、為0.35；單莢質(zhì)量、莢長、莢橫莖是豇豆產(chǎn)量的主要構(gòu)成因子，因此賦予權(quán)重系數(shù)也較大，分別為0.25、0.15、0.10。

表8 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源與參考種質(zhì)資源11 個農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)Table 8 Correlation coefficient of 11 agronomic traits between the reference and 37 long-podded cowpea germplasm resources

2.5.3 關(guān)聯(lián)度分析 根據(jù)表8 數(shù)據(jù)，計算參試種質(zhì)資源與參考種質(zhì)資源的等權(quán)關(guān)聯(lián)系數(shù)及賦權(quán)后的加權(quán)關(guān)聯(lián)度，并根據(jù)其關(guān)聯(lián)度大小進(jìn)行排序，排序越靠前的品種，綜合性狀越優(yōu)。由表9 可知，不同豇豆品種等權(quán)關(guān)聯(lián)度最大的為4號（齊豐油白豆角），關(guān)聯(lián)度為0.7059，其綜合性狀最佳；加權(quán)關(guān)聯(lián)度最大的品種為2號（和順），關(guān)聯(lián)度為0.7285。經(jīng)加權(quán)關(guān)聯(lián)排序后，未發(fā)生變化的品種有3 個，上升的品種有19 個，下降的品種有15 個。

表9 37 份長莢豇豆種質(zhì)資源與參考種質(zhì)資源的關(guān)聯(lián)度及排序Table 9 Correlation and ranking of the reference and 37 long-podded cowpea germplasm resources

3 討論

通過調(diào)查37 份長莢豇豆的11 個農(nóng)藝性狀，分析不同來源長莢豇豆品種間的差異性，篩選出適合海南種植的新品種，為長莢豇豆新品種選育提供理論依據(jù)。不同長莢豇豆品種間存在遺傳差異，同時也具有相似性。一般情況下，變異系數(shù)大于10%，說明該性狀在品種間個體差異較大［22-23］。本研究結(jié)果表明，不同長莢豇豆各農(nóng)藝性狀間的變異系數(shù)差異較大、多數(shù)大于10%，也表明37 份長莢豇豆品種具有非常高的可改良性。李玉發(fā)等［24］也認(rèn)為，在品種選育上首先對變異系數(shù)大的性狀進(jìn)行選擇，比較容易獲得優(yōu)良品種［24］。變異系數(shù)和農(nóng)藝性狀分析結(jié)果為選育和品種改良提供了新方向，也為今后長莢豇豆的創(chuàng)新與開發(fā)提供了理論依據(jù)。本研究結(jié)果表明，除莢長、莢橫徑變異系數(shù)低于10%外，其他9 個農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)均高于10%，這與黃偉康等［25］的研究結(jié)果相似，單莢質(zhì)量、產(chǎn)量等指標(biāo)變異系數(shù)較大。

主成分分析是通過降維將信息濃縮的一種方法，經(jīng)過降維處理將多個互相關(guān)聯(lián)的數(shù)值轉(zhuǎn)化成少數(shù)幾個互不相關(guān)的綜合指標(biāo)，該綜合指標(biāo)可以代表原始數(shù)據(jù)大部分信息的新變量。黃海濤等［26］利用主成分分析法將50 個豇豆品種的5 個形態(tài)指標(biāo)和13 個生理指標(biāo)轉(zhuǎn)化為7 個主成分，可反映50 個豇豆品種的86.81%原始信息。本研究對37份長莢豇豆種質(zhì)資源11 個農(nóng)藝性狀進(jìn)行主成分分析和聚類分析，結(jié)果表明，特征值前6 個主成分反映了總信息量的87.17%，能較好地代替11 個農(nóng)藝性狀來評價長莢豇豆。為了解長莢豇豆種質(zhì)資源遺傳差異和親緣關(guān)系，通過聚類分析表明，在歐氏距離為10 時，可以將37 份長莢豇豆分為3 大類：Ⅰ類豇豆豆莢較長，單莢質(zhì)量較大，但產(chǎn)量不高，該類豇豆可作為備選種植品種；Ⅱ類豇豆單莢質(zhì)量小、豆莢短、產(chǎn)量低，不適合在海南種植；Ⅲ類豇豆豆莢較長、產(chǎn)量高，可作為海南優(yōu)先種植品種。通過聚類對豇豆種質(zhì)資源歸類有很大參考價值，為進(jìn)一步開展豇豆主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的數(shù)量關(guān)系研究提供指導(dǎo)。張忠武等［27］也通過聚類分析法，將41 份長莢豇豆品種分為3類。本研究中，3 個類群內(nèi)品種差異較小，3 個類群間的品種差異較大。以數(shù)量性狀作為育種目標(biāo)時，這種聚類分析法對豇豆新品種選育有極大推動作用。在雜交選配親本時，應(yīng)根據(jù)遺傳距離大小盡量不選用同一類親本進(jìn)行雜交，而是利用主要農(nóng)藝性狀的優(yōu)勢互補(bǔ)性進(jìn)行品種間配組。例如，可以將Ⅰ類節(jié)間短、產(chǎn)量低的品種與Ⅲ類產(chǎn)量高、節(jié)間長的品種進(jìn)行雜交，可能選育出節(jié)間短、產(chǎn)量高、豆莢長的優(yōu)質(zhì)豇豆；也可以利用豇豆不同性狀間的相關(guān)性進(jìn)行選育，如與產(chǎn)量顯著相關(guān)的性狀為第3 節(jié)間長，則在田間初步選育時，可通過測量第3 節(jié)間長初步評判該品種的產(chǎn)量。本研究顯示，單莢質(zhì)量與莢長、莢橫徑呈顯著正相關(guān)，這與張朝明等［14］“單莢質(zhì)量與莢橫徑顯著正相關(guān)”的結(jié)論基本相同；本研究表明產(chǎn)量與節(jié)間長呈顯著正相關(guān)，這與劉明騫等“劍豆產(chǎn)量與節(jié)間距離顯著正相關(guān)”的結(jié)論［28］相同。

灰色關(guān)聯(lián)分析法是對一個發(fā)展變化系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)比較的分析方法，不同條件可能造成產(chǎn)量主要性狀產(chǎn)生變化［29-30］。眾多研究者利用灰色關(guān)聯(lián)分析法研究、篩選優(yōu)良品種，如陳連珠等［31］利用該方法篩選秋葵品種，許如意等［21］利用該方法篩選豇豆品種。本研究也利用灰色關(guān)聯(lián)分析法篩選出最優(yōu)品種為2號（和順）。

隨著農(nóng)業(yè)科技的飛速發(fā)展，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對農(nóng)作物新品種的要求已不再局限于某個性狀或幾個性狀，而是對品種多個性狀的綜合要求。本文通過灰色關(guān)聯(lián)分析與主成分分析兩種分析法對豇豆品種進(jìn)行評價，通過主成分分析可知綜合排名前10的種質(zhì)資源有2（和順）、5（瑞祥貴）、9（南濱708-K）、10（情滿中華）、11（將軍708）、18（吉豐608）、21（鴻豐708）、22（賺錢王168）、30（漢美七號）、31（漢美八號）；通過灰色關(guān)聯(lián)分析法得出排名前10的種質(zhì)資源有2（和順）、3（富貴）、5（瑞祥貴）、9（南濱708-K）、11（將軍708）、29（漢美六號）、30（漢美七號）、31（漢美八號）、33（一代天驕）、37（珍翠6號）。通過以上兩種方法獲得品質(zhì)較好的10 個種質(zhì)資源中有6 個相同，相似度可達(dá)60%，即2（和順）、5（瑞祥貴）、9（南濱708-K）、11（將軍708）、30（漢美七號）、31（漢美八號），表明這兩種方法均可對種質(zhì)資源進(jìn)行評價并篩選出優(yōu)良品種。本研究結(jié)果與高小麗等［32］采用相關(guān)性與灰色關(guān)聯(lián)分析綜合評價豌豆的研究結(jié)果基本相同，可以結(jié)合兩種方法對作物進(jìn)行綜合評價。本研究結(jié)果表明，運(yùn)用以上兩種評價方法可以更精確地篩選出優(yōu)質(zhì)豇豆品種，使后續(xù)試驗更具針對性，篩選出的2號（和順）與31號（漢美八號）品種排名均靠前，是值得推廣的優(yōu)良品種。

4 結(jié)論

利用主成分分析法得出37 份長莢豇豆品種各農(nóng)藝性狀間的變異系數(shù)差異大，具有非常高的可改良性。通過聚類分析表明，在歐氏距離為10時，可以將37 份長莢豇豆分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類：Ⅰ類豇豆品種28 個，該類品種豆莢較長、單莢質(zhì)量較大，但產(chǎn)量不高，可作為備選種植品種；Ⅱ類豇豆品種5 個，該類品種單莢質(zhì)量小、豆莢短、產(chǎn)量低，不適合在海南種植；Ⅲ類豇豆品種4 個，該類品種豆莢較長、產(chǎn)量高，可作為海南優(yōu)先種植品種。運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析與主成分聚類分析評價豇豆品種的結(jié)果表明，兩種方法得出的結(jié)果基本相同，均可用于豇豆新品種綜合評價。