通徑分析在蕓豆品種篩選中的應(yīng)用探討

李臘梅，葛平珍，余 莉，趙 龍，余 娟，張時(shí)龍*

（1.畢節(jié)市七星關(guān)區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，貴州畢節(jié) 551700；2.畢節(jié)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，貴州畢節(jié) 551700）

目前對蕓豆的評價(jià)鑒定主要集中于遺傳多樣性及農(nóng)藝性狀的相關(guān)分析、主成分分析、聚類分析及對種質(zhì)的綜合評價(jià)等方面[1-3]。通徑分析可將多個(gè)自變量對因變量的影響分解成直接效應(yīng)（直接通徑系數(shù)）和間接效應(yīng)（間接通徑系數(shù)），并可進(jìn)一步解析各個(gè)自變量的相對重要性，從而確定自變量對因變量的影響[4]。本研究通過田間試驗(yàn)調(diào)查12 個(gè)蕓豆品種的農(nóng)藝性狀和單株產(chǎn)量，利用通徑分析研究蕓豆主要農(nóng)藝性狀對單株產(chǎn)量的影響，旨在解析蕓豆單株產(chǎn)量性狀特征及構(gòu)成因素，以期明確影響蕓豆單株產(chǎn)量的因素，為高產(chǎn)蕓豆品種的選育提供理論依據(jù)[5-6]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為畢節(jié)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育的12個(gè)直立有限蕓豆品系，分別為YL-06、英國紅、YL-02、觀47、YL-09、YL-10、YL-07、YL-03、YL-04、觀39、YL-08及YL-05。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2021年在畢節(jié)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所旱作科研基地進(jìn)行。試驗(yàn)地海拔1 595.3 m，東經(jīng)105°16′48″、北緯27°10′12″，前茬空閑，土壤類型為黃壤，肥力中等。田間試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)品種設(shè)3 次重復(fù)，共36 個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積10 m2，每個(gè)小區(qū)種植10行蕓豆，行長2.0 m、行距0.5 m，四周設(shè)置保護(hù)行。播種后，根據(jù)蕓豆生長情況進(jìn)行間苗、起壟、中耕除草、施肥、病蟲害防控等田間管理。

1.3 調(diào)查方法

蕓豆成熟后，各小區(qū)單獨(dú)收獲，在小區(qū)中間兩行蕓豆的中間區(qū)域隨機(jī)抽取10株，根據(jù)王述民等的方法進(jìn)行室內(nèi)考種，以及調(diào)查蕓豆植株的株高（X1）、主莖分枝（X2）、有效分枝（X3）、主莖節(jié)數(shù)（X4）、莢長（X5）、莢寬（X6）、單株莢數(shù)（X7）、莢粒數(shù)（X8）、百粒重（X9）及單株產(chǎn)量（Y）[7]。百粒重、單株產(chǎn)量均指的干籽粒。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用Excel、SPSS和DPS對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理及分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 9個(gè)農(nóng)藝性狀和單株產(chǎn)量的描述性統(tǒng)計(jì)分析

由表1 可知，12 個(gè)蕓豆品系的株高、主莖分枝、有效分枝、主莖節(jié)數(shù)、莢長、莢寬、單株莢數(shù)、莢粒數(shù)、百粒重及單株產(chǎn)量均存在一定的差異，其中觀39、YL-10、觀47 的單株產(chǎn)量分別為20.91、20.53、19.56 g，是單株產(chǎn)量表現(xiàn)較好的3個(gè)品系。

表1 蕓豆9個(gè)農(nóng)藝性狀和單株產(chǎn)量測定值

分析9 個(gè)農(nóng)藝性狀及單株產(chǎn)量的變異系數(shù)（見表2），其中單株莢數(shù)的變異系數(shù)最大，為40.78%；莢寬的變異系數(shù)最小，為11.73%，說明單株莢數(shù)受基因型和環(huán)境影響較大，莢寬受基因型和環(huán)境影響較小。

表2 蕓豆9個(gè)農(nóng)藝性狀及單株產(chǎn)量的變異系數(shù)

2.2 9個(gè)農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量的相關(guān)分析

9個(gè)農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量的相關(guān)分析結(jié)果如表3所示。株高、主莖分枝、有效分枝、莢粒數(shù)與單株產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.711、0.743、0.832、0.766；單株莢數(shù)與單株產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.640。結(jié)果表明，在蕓豆高產(chǎn)品種選育過程中，在各性狀整體效應(yīng)較為良好的同時(shí)，需重點(diǎn)關(guān)注株高、主莖分枝、有效分枝、莢粒數(shù)、單株莢數(shù)等性狀。

表3 蕓豆9個(gè)農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量的相關(guān)性分析

2.3 單株產(chǎn)量與9個(gè)農(nóng)藝性狀間的回歸分析

2.3.1 單株產(chǎn)量的正態(tài)性檢驗(yàn)

影響蕓豆單株產(chǎn)量的構(gòu)成因素較多，通徑分析可詳細(xì)描述構(gòu)成因素對蕓豆單株產(chǎn)量的直接作用及間接作用，進(jìn)一步揭示各農(nóng)藝性狀對蕓豆單株產(chǎn)量的影響程度。本試驗(yàn)樣本數(shù)為12個(gè)，因樣本量少于50，使用S-W（Shapiro-Wilk）檢驗(yàn)對蕓豆單株產(chǎn)量進(jìn)行正態(tài)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果如表4 所示。蕓豆單株產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)量W=0.919，顯著水平P=0.275＞α=0.05，說明蕓豆單株產(chǎn)量服從正態(tài)分布，可對與蕓豆單株產(chǎn)量有關(guān)的農(nóng)藝性狀進(jìn)行逐步回歸分析。

表4 蕓豆單株產(chǎn)量的正態(tài)性檢驗(yàn)

2.3.2 蕓豆單株產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的逐步回歸及通徑分析

在線性回歸關(guān)系的假設(shè)檢驗(yàn)中，因F=188.082＞F0.01（10,12）=4.296，故P＜0.01，表明蕓豆單株產(chǎn)量（Y）與株高（X1）、主莖分枝（X2）、有效分枝（X3）、主莖節(jié)數(shù)（X4）、莢長（X5）、莢寬（X6）、單株莢數(shù)（X7）、莢粒數(shù)（X8）、百粒重（X9）存在極顯著的線性關(guān)系，可對Y與X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8進(jìn)行通徑分析。通過逐步回歸分析剔除不顯著的自變量，保留顯著自變量X3、X8，得到逐步回歸方程為

回歸方程相關(guān)系數(shù)R=0.876 0，決定系數(shù)R2=0.767 4，說明用X3（有效分枝）、X8（莢粒數(shù)）與Y（單株產(chǎn)量）建立的回歸方程來估測蕓豆的單株產(chǎn)量是可靠的，其結(jié)果的可靠程度為76.72%。

有效分枝、莢粒數(shù)對單株產(chǎn)量的影響結(jié)果如表5所示。兩個(gè)農(nóng)藝性狀對單株產(chǎn)量的影響包括直接效應(yīng)和間接效應(yīng)，其中有效分枝對蕓豆單株產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為0.578，對單株產(chǎn)量的直接作用最大；有效分枝通過莢粒數(shù)產(chǎn)生正向的間接作用，間接通徑系數(shù)為0.253，最終表現(xiàn)為有效分枝與單株產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)為0.831，說明有效分枝與單株產(chǎn)量極顯著正相關(guān)，選擇有效分枝多的品種是蕓豆高產(chǎn)品種選育的有效途徑之一。

表5 蕓豆單株產(chǎn)量與有效分枝、莢粒數(shù)之間的通徑分析

莢粒數(shù)對蕓豆單株產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為0.374，對單株產(chǎn)量的直接作用小于有效分枝；莢粒數(shù)通過有效分枝對單株產(chǎn)量產(chǎn)生正向的間接作用，間接通徑系數(shù)為0.392，略大于莢粒數(shù)對單株產(chǎn)量的直接效應(yīng)，最終表現(xiàn)為莢粒數(shù)與單株產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)為0.766，說明莢粒數(shù)與單株產(chǎn)量極顯著正相關(guān)，在選育高產(chǎn)品種時(shí)，若有效分枝數(shù)量相同，則盡可能選擇莢粒數(shù)較多的品種。

3 結(jié)論

在描述性統(tǒng)計(jì)分析中，從蕓豆各農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)來看，除了莢長、莢寬，其余性狀的變異系數(shù)均大于15%，其中變異系數(shù)最大的是單株莢數(shù)，說明單株莢數(shù)受環(huán)境和基因型影響較大，在高產(chǎn)蕓豆品種選育中可選擇范圍較廣；莢寬的變異系數(shù)最小，說明該性狀在品種選育中受環(huán)境和基因型影響較小，相對穩(wěn)定。

在同等栽培及田間管理?xiàng)l件下，不同蕓豆品種單株產(chǎn)量的變異系數(shù)為27.29%，遺傳差異較大，單株產(chǎn)量構(gòu)成因素對單株產(chǎn)量的影響也有一定差異。通過相關(guān)性分析、回歸分析及通徑分析，發(fā)現(xiàn)株高（X1）、主莖分枝（X2）、有效分枝（X3）、單株莢數(shù)（X7）、莢粒數(shù)（X8）與單株產(chǎn)量（Y）之間均存在極顯著或顯著的正相關(guān)關(guān)系；構(gòu)成蕓豆單株產(chǎn)量的主要因素為有效分枝和莢粒數(shù)，其中有效分枝對單株產(chǎn)量產(chǎn)生的直接效應(yīng)大于莢粒數(shù)對單株產(chǎn)量產(chǎn)生的直接效應(yīng)；有效分枝對蕓豆單株產(chǎn)量的直接效應(yīng)大于間接效應(yīng)；莢粒數(shù)通過有效分枝對蕓豆單株產(chǎn)量的間接效應(yīng)大于自身對蕓豆單株產(chǎn)量的直接效應(yīng)。

以上研究結(jié)果表明，選育高產(chǎn)蕓豆品種時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇有效分枝多的品種，再考慮莢粒數(shù)對產(chǎn)量的影響。同時(shí)，蕓豆品種選育除了追求產(chǎn)量外，還應(yīng)考慮營養(yǎng)價(jià)值、商品性及區(qū)域消費(fèi)特性等因素，針對性地選育富含特有營養(yǎng)成分、商品性良好或符合特定區(qū)域消費(fèi)習(xí)慣的品種。