貴州紅皮花生資源的農(nóng)藝性狀評價及小果種質(zhì)篩選

成良強， 王金花， 呂建偉， 胡廷會， 饒慶琳， 姜 敏， 奉 斌， 王 軍(貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料研究所， 貴陽 550006)

花生是我國重要的油料和經(jīng)濟作物，其單產(chǎn)和總產(chǎn)居世界第一位[1-2]。產(chǎn)量的提高離不開高產(chǎn)品種的選育, 而種質(zhì)資源評價是高產(chǎn)品種選育的基礎(chǔ)[3-4]。我國絕大多數(shù)的花生品種為粉皮，紅皮花生較少。但紅皮花生由于特殊的顏色及其他優(yōu)異成分而更受人們喜愛[5]。研究顯示，紅皮花生莖葉水提物對小鼠均有鎮(zhèn)靜催眠作用[6]；紅皮花生種皮提取物能夠降低重金屬鉻的含量[7-8]。在貴州以地理標(biāo)識產(chǎn)品銅仁珍珠花生為代表的小果花生、以興義地方紅皮花生為主的鮮食紅皮花生更受市場歡迎[9]。國內(nèi)已選育出中花12、紅花1號等少量紅皮花生品種[10-13]，但這些品種在貴州產(chǎn)量表現(xiàn)一般，存在品種生態(tài)適應(yīng)性不強的問題。

在貴州登記(審定)的花生品種黔花生一號、中花4號、濮花28和黔花生五號等均為粉色種皮。紅皮和小果花生以興義地方紅皮等地方種為主。目前存在地方種退化，產(chǎn)量不高等問題，制約種植面積的擴大和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，迫切需要開展小果紅皮花生新品種選育工作。許多研究者開展了花生種質(zhì)資源的評價，挖掘了優(yōu)異農(nóng)藝性狀的種質(zhì)[14-16]，但專門針對紅皮花生資源的研究較少，且多項研究表明花生遺傳基礎(chǔ)狹窄[17-20]。因此，本研究通過相關(guān)性分析、聚類分析和主成分分析，對貴州搜集引進并保存的30份紅皮花生資源進行評價，篩選小果紅皮種質(zhì)，為貴州地區(qū)小果紅皮花生高產(chǎn)育種提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

30份紅皮花生資源均由貴州省油料研究所搜集并保存(如表1所示)。其中23份來自貴州，占80%；7份由國內(nèi)外引進。

表1 30份紅皮花生資源Table 1 30 red-skin peanut resources

1.2 農(nóng)藝性狀和莢果性狀考察

2016年和2017年連續(xù)2年將材料種植于貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院內(nèi)油料作物研究所試驗地(貴陽)，完全隨機區(qū)組設(shè)計，每份材料種3行，行長2 m，株行距為0.4 m×0.2 m，3次重復(fù)，常規(guī)田間管理。收獲期按《花生種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[21]測定主莖高、側(cè)枝長、總分枝、單株結(jié)果數(shù)、結(jié)果枝數(shù)、果柄長。莢果曬干后測定百果重、百果仁重和百仁重，取2年6次重復(fù)的平均值作為各性狀的表型值。

1.3 結(jié)果數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采用Excel軟件統(tǒng)計農(nóng)藝性狀的最大值、最小值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)。采用IBM.SPSS.Statistics.25.0軟件對結(jié)果進行主成分分析和聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 30份紅皮花生資源的農(nóng)藝性狀分析

從連續(xù)2年的農(nóng)藝性狀鑒定結(jié)果(表2)可以看出，30份紅皮花生資源11個農(nóng)藝性狀變異豐富。主莖高最大的是H 15026，為42 cm，最小的是810，為16.40 cm；側(cè)枝長最大的是H 15026，為46.60 cm，最小的是810，為17.80 cm；總枝數(shù)最大的是ICG 86699，為15.60條，最小的是H 15026，為3.20條；結(jié)果枝數(shù)最大的是ICG 86699，為10.60條，最小的是H 15026，為3.00條；單株果數(shù)最大的是ICG 86699，為32.40個，最小的是S 62016，為7.40個；果柄最大的是H 15026，為6.20 cm，最小的是都勻沙包花生，為3.80 cm；百果重最大的是H 15026，為269 g，最小的是H 15030，為119 g；百果仁重最大的是H 15026，為117 g，最小的是ICG 86699，為78 g；百仁重最大的是冀花甜1號，為91 g，最小的是JS 166紅花生，為42 g。

表2 30份紅皮花生資源的農(nóng)藝性狀Table 2 The agronomic characters of 30 red-skin peanut resources

變異系數(shù)揭示材料變異程度，最大的是單株果數(shù)，為36.35%，其次是總枝數(shù)，為33.02%，結(jié)果枝數(shù)、主莖高和側(cè)枝長的變異系數(shù)在21.22%～26.45%之間。百果重、百果仁重和百仁重的變異系數(shù)在17.17%～19.22%之間，出仁率變異系數(shù)最小，為7.76%。綜上所述，除了出仁率外，30份紅皮花生的農(nóng)藝性狀變異較為豐富。

從圖1可以看出，主莖高與側(cè)枝長極顯著正相關(guān)，與結(jié)果枝數(shù)顯著負相關(guān)，與果柄長極顯著正相關(guān)；側(cè)枝長與果柄長極顯著正相關(guān)；總枝數(shù)與結(jié)果枝數(shù)極顯著正相關(guān)，與單株結(jié)果數(shù)極顯著正相關(guān)，與百果重顯著負相關(guān)，與百果仁重極顯著負相關(guān)；結(jié)果枝數(shù)與單株果數(shù)極顯著正相關(guān)，與百果仁重極顯著負相關(guān)；單株果數(shù)與百果重極顯著負相關(guān)，與百果仁重極顯著負相關(guān)；百果重與百果仁重極顯著正相關(guān)，與百仁重極顯著正相關(guān)；百果仁重與百仁重顯著正相關(guān)。主莖高、側(cè)枝長和總枝數(shù)體現(xiàn)的是植株營養(yǎng)生長部分，而單株結(jié)果數(shù)、結(jié)果枝數(shù)體現(xiàn)的是單株生產(chǎn)力。百果重、百果仁重體現(xiàn)的是果型大小。

圖1 30份紅皮花生資源的農(nóng)藝性狀相關(guān)性Fig.1 Correlation of agronomic characters of 30 red-skin peanut resources

2.2 30份資源的農(nóng)藝性狀主成分分析

對10個農(nóng)藝性狀進行主成分分析，得其特征值、貢獻率及累計貢獻率。由表3可知，共提取了3個主成分，累計貢獻率達到81.025%。第一個因子的貢獻率為40.845%，第二個因子的貢獻率為22.268%，第三個因子的貢獻率為17.912%。

從表3可以看出，提取的第一主成分中百果仁重和百果重載荷最高，分別為0.815和0.786，百果重是重要的產(chǎn)量指標(biāo)；而結(jié)果枝數(shù)和總枝數(shù)與百果仁重和百果重載荷相反，說明他們之間是負相關(guān)關(guān)系；提取的第二主成分中主莖高和側(cè)枝長載荷最高，分別為0.722和0.788，代表的是整個植株營養(yǎng)生長狀況，而百仁重和百果仁重與主莖高和側(cè)枝長載荷相反，說明他們之間是負相關(guān)關(guān)系；第三主成分中百仁重載荷最高，為0.639，與花生籽粒產(chǎn)量密切相關(guān)，而百仁重與出仁率載荷相反，說明他們之間是負相關(guān)關(guān)系。

表3 主要農(nóng)藝性狀主成分分析Table 3 Principal component matrix of main agronomic traits

2.3 30份資源的聚類分析

對30份紅皮花生資源的10個農(nóng)藝性狀進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，采用離差平方和法進行聚類分析，結(jié)果見圖2，當(dāng)平均歐式距離為7時，可以把30份資源分成四類，從表4中可以看出，4類群的30份花生資源的農(nóng)藝性狀在果柄長和出仁率方面差異不大，而在主莖高、側(cè)枝長、總分枝、結(jié)果枝數(shù)、單株果數(shù)、百果重和百果仁重方面差異明顯，說明搜集保存的紅皮花生資源的農(nóng)藝性狀變異豐富。第Ⅰ類包含5個品種，第Ⅱ類包含19個品種，第Ⅲ類包含5個品種，第Ⅳ類包含1個品種。

表4 5類群花生資源的農(nóng)藝性狀的平均值Table 4 Average values of agronomic traits of peanut resources in 5 groups

第Ⅰ類包含JS166紅花生、廣順紅皮花生、ICG 86699、H 15030和如東碗兒青共5個品種，而這一類群主莖高最小、莢果性狀(百果重125.80 g、百果仁重93.20 g和百仁重48.80 g)方面均值最小，說明這一類群屬于小果類型，但單株結(jié)果數(shù)(6.32個)和結(jié)果枝數(shù)(17.68個)數(shù)值最大，說明這類資源可通過增加單株結(jié)果數(shù)提高產(chǎn)量，而除如東碗兒青和H 15030外，其他3個品種百仁重均小于50 g，屬于小果資源。第Ⅳ類只有H 15026，主莖高和側(cè)枝長最大、莢果性狀(百果重、百果仁重和百仁重)數(shù)值最大，單株結(jié)果數(shù)和結(jié)果枝數(shù)數(shù)值最小，說明這一類群屬于大果類型。從百果重來看，第Ⅱ類的百果重(167.58 g)與第Ⅲ類(210.60 g)相差較大，但單株果數(shù)、百仁重相差不大，說明第Ⅲ類果殼重，果皮與種皮間空隙大，種子脫殼不易破損。

注：圖中1～30資源名稱與表1相同。圖2 30份紅皮花生資源的聚類分析Fig.2 Cluster map of 30 red-skin peanut resources

3 討 論

3.1 紅皮花生資源的農(nóng)藝性狀

從農(nóng)藝性狀來看，30份紅皮花生資源的變異程度較大，農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)在7.16%～36.35%之間，平均為21.27%；尤其是與產(chǎn)量相關(guān)的幾個性狀：單株果數(shù)為36.35%、總枝數(shù)為33.02%，結(jié)果枝數(shù)、主莖高和側(cè)枝長的變異系數(shù)在21.22%～26.45%之間，超過20%；百果重、百果仁重和百仁重的變異系數(shù)在17.17%～19.22%之間。H 15026的百果重達到269 g，S 62016為227 g，花育23變異為222 g，合花4號為214 g，百果重均超過200 g，說明上述材料屬于紅皮大果；而JS 166紅花生、廣順紅皮花生、ICG 86699百仁重小于50 g，屬于小果資源，為貴州小果紅皮花生改良提供了可能性。相關(guān)性分析表明，主莖高與側(cè)枝長極顯著正相關(guān)，百果重與百果仁重極顯著正相關(guān)；這些結(jié)果與苗利娟等[16]、殷冬梅等[17]、饒慶琳等[22]、黃楊等[23]的研究結(jié)果一致。而單株果數(shù)與百果重極顯著負相關(guān)，與百果仁重極顯著負相關(guān)?；ㄉ鄠€性狀與產(chǎn)量有相關(guān)性，說明農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量性狀緊密關(guān)聯(lián)，相互影響和制約。

3.2 紅皮花生資源的主成分分析和聚類分析

第一主成分百果仁重和百果重、第二主成分主莖高和側(cè)枝長和第三主成分百仁重，這些性狀都與花生產(chǎn)量性狀密切相關(guān)，結(jié)果與前人[18-20,26-27]研究結(jié)果基本一致，說明花生莢果性狀是紅皮花生選育中重要考量因素。

30份紅皮花生資源在平均歐式距離為7時，分成四類，同一地區(qū)或者近似地區(qū)的資源并沒有完全聚集在一個大類，說明資源的特征與地理來源關(guān)系不大，這些結(jié)果與李長生等[18]、薛云云等[20]、江建華等[26]的研究一致。第Ⅰ類包含5個品種，屬于小果類型，其中JS 166紅花生、廣順紅皮花生、ICG 86699三個品種百仁重<50 g，可用于小果紅皮花生選育。第Ⅲ類果殼重，果皮與種皮間空隙大，種子不容易破損而適于脫殼，可用于加工。第Ⅳ類只有H 15026，但是百果重>250 g，屬于大果類型?？傮w看來，這30份紅皮花生資源在莢果類型方面具有很大差異。

4 結(jié) 論

單株果數(shù)和總枝數(shù)變異系數(shù)較大；主莖高、總分枝與單株結(jié)果力呈極顯著負相關(guān)，單株結(jié)果數(shù)與果型大小呈極顯著負相關(guān)。主成分分析將10個農(nóng)藝性狀簡化成3個主成分。系統(tǒng)聚類將30份紅皮花生資源分為4類，與莢果類型有關(guān)。本研究篩選出百仁重小于50 g的小果種質(zhì)3份(JS 166紅花生、廣順紅皮花生和ICG 86699)，可用于小果紅皮花生新品種培育。