蠶豆雜交F1農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析

胡朝芹　何貴興　呂梅媛　楊峰　于海天　楊新　王玉寶　王麗萍　鄭愛清　代正明　唐永生　何玉華

摘要 為探究不同表現(xiàn)型的親本其雜交后代的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)，研究F代植株生物學(xué)產(chǎn)量、株高、分枝數(shù)、有效分枝數(shù)、根重、結(jié)莢臺數(shù)和結(jié)莢數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系和變異程度，為蠶豆雜交后代農(nóng)藝性狀研究和蠶豆品種選育提供理論參考。以云豆綠心2號和云豆1183為親本，通過人工去雄、授粉方法，構(gòu)建雜交后代群體，獲取F代138份植株表現(xiàn)型數(shù)據(jù)，進行相關(guān)性分析和變異程度分析。相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，生物學(xué)產(chǎn)量與株高、分枝數(shù)、有效分枝數(shù)、根重、結(jié)莢臺數(shù)和結(jié)莢數(shù)存在極顯著正相關(guān)。株高、分枝數(shù)、結(jié)莢數(shù)等農(nóng)藝性狀之間也存在極顯著或顯著正相關(guān)。變異程度分析發(fā)現(xiàn)，根重的變異系數(shù)最大為55.44%，結(jié)莢臺數(shù)最小為8.23%；7個性狀變異系數(shù)由大到小依次為根重（55.44%）>生物學(xué)產(chǎn)量（43.24%）>有效分枝數(shù)（30.50%）>分枝數(shù)（21.08%）>株高（10.69%）>結(jié)莢數(shù)（8.59%）>結(jié)莢臺數(shù)（8.23%），總體變異較大，各性狀均具有較好的潛力，可充分利用得到符合生產(chǎn)所需要的不同蠶豆品系。在品種選育過程中，可將存在極顯著及顯著相關(guān)關(guān)系的性狀作為選育蠶豆品系的依據(jù)。部分優(yōu)異單株可以用作優(yōu)異品種選育的基礎(chǔ)材料。

關(guān)鍵詞蠶豆；農(nóng)藝性狀；相關(guān)性分析；正態(tài)分布；變異系數(shù)

中圖分類號S643.6文獻標(biāo)識碼A

文章編號0517-6611（2023）08-0042-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.08.011開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Correlation Analysis of Agronomic Characters in F1 Generation? of? Faba? Bean

HU Chao-qin1，HE Gui-xing2，L Mei-yuan1 et al（1.Institute of Food Crops， Yunnan Academy of Agricultural Sciences，Kunming，Yunnan 650205;2.College of Agronomy and Biotechnology，Yunnan Agricultural University，Kunming，? Yunnan? 650201）

AbstractIn order to explore the agronomic performance of the hybrid offspring of parents of different phenotypes， the relationship between the biological yield， plant height， branch number， effective branch number， root weight， pod position number and pod number of F generation plants was studied. Correlation and degree of variation provide a theoretical reference for the research on the agronomic traits of faba bean hybrids and the breeding of faba bean varieties.Taking Yundou Lvxin 2 and Yundou 1183 as parents， the hybrid offspring population was constructed through artificial emasculation and pollination methods， and 138 plant phenotype data of F generation were obtained，correlation analysis and variation degree analysis were carried out. Correlation analysis found that there was a very significant positive correlation between biological yield and plant height， number of branches， number of effective branches， root weight， number of pods and number of pods. There were also extremely significant or significant positive correlations among agronomic traits such as plant height， number of branches， and number of pods.The analysis of the degree of variation found that the maximum coefficient of variation of root weight was 55.44%， and the minimum number of pods was 8.23%;the coefficient of variation of traits in descending order was root weight （55.44%）> biological yield （43.24%）> effective number of branches （30.50%）> number of branches （21.08%）> plant height （10.69%）> number of pods （8.59%）> number of pods （8.23%）， the overall variation was relatively large， and all traits have good potential，which can be fully utilized to obtain different faba bean strains that meet the needs of production.In the process of breed selection， traits with extremely significant and significant correlations can be used as the basis for selection of faba bean lines.Some excellent individual plants can be used as basic materials for the breeding of excellent varieties.

Key wordsFaba bean; Agronomic traits; Correlation analysis; Normal distribution;Coefficient of variation

蠶豆別名胡豆、佛豆、羅漢豆等，是一年生（春播）或越年生（秋播）的草本植物，屬于豆科蝶形花亞科野蠶豆族巢菜屬下唯一的栽培種。蠶豆屬于冷季節(jié)豆類，是我國食用豆類中生產(chǎn)面積大、單產(chǎn)水平高的豆類，我國種植面積和年度產(chǎn)量均位居世界第一［1-2］。因此，選育高產(chǎn)的蠶豆新品種顯得尤為重要?？抵敲鞯龋?］、趙娜等［4］對蠶豆農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀研究表明，總粒數(shù)的變異系數(shù)最大，生育期的變異系數(shù)最小，在相關(guān)性方面，蛋白質(zhì)含量與百粒重，總粒數(shù)與總莢數(shù)、分枝數(shù)，總莢數(shù)與分枝數(shù)達(dá)極顯著正相關(guān)。蠶豆產(chǎn)量相關(guān)農(nóng)藝性狀的雜種優(yōu)勢明顯，在育種過程中應(yīng)重點關(guān)注分枝數(shù)、株高、百粒重、每莢粒數(shù)等農(nóng)藝性狀。何玉華等［5］、于海天等［6］研究認(rèn)為，蠶豆在繁殖過程中的各性狀均存在不同程度的變異，其中株高的系數(shù)最大，同時也發(fā)現(xiàn)株高的多樣性指數(shù)最大。有效枝數(shù)、成莢節(jié)數(shù)、實莢數(shù)、單株粒數(shù)與鮮莢產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)。余莉等［7］、李艷花等［8］研究顯示，主要農(nóng)藝性狀與小區(qū)產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度為單株產(chǎn)量最大，生育期最小。5個農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量的相關(guān)程度為單株粒數(shù)＞有效莢數(shù)＞有效分枝數(shù)＞株高＞百粒重量，偏相關(guān)分析表明單株粒數(shù)、有效莢數(shù)、有效分枝數(shù)、株高、百粒重量5個農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量均呈極顯著相關(guān);各農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量均有直接的正效應(yīng)。歐陽裕元等［9］研究表明單株產(chǎn)量與單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、株高、結(jié)莢節(jié)數(shù)呈顯著正相關(guān)關(guān)系，蠶豆主要農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量的直接作用表現(xiàn)為百粒重量＞每莢粒數(shù)＞單株莢數(shù)＞單株粒數(shù)＞結(jié)莢節(jié)數(shù)＞株高＞莢長＞莢寬＞生育期。該研究對蠶豆雜交后代的農(nóng)藝性狀進行分析，探究農(nóng)藝性狀表現(xiàn)不同的親本品種其后代農(nóng)藝性狀表現(xiàn)的相關(guān)性和變異程度。采用的親本云豆綠心2號株高、分枝力表現(xiàn)較好、結(jié)莢大，屬于中熟型品種；云豆1183則株高、分枝數(shù)等表現(xiàn)一般，但屬于早熟、小莢小粒型，是優(yōu)質(zhì)小粒品種。試驗材料特征符合研究目的所需。筆者測定蠶豆品種F1植株的分枝數(shù)、生物產(chǎn)量、株高、根重、結(jié)莢數(shù)和結(jié)莢臺數(shù)；并對其進行相關(guān)性和變異程度分析，為完善蠶豆農(nóng)藝性狀研究和選育高產(chǎn)蠶豆品種提供理論參考。

1材料與方法

1.1試驗材料試驗材料的親本組合為云豆綠心2號和云豆1183。云豆綠心2號為中熟型品種，播種后約90 d開花，全生育期190 d左右。中矮稈株型，株高90.0 cm，花器結(jié)構(gòu)特殊，為稀有的閉花受精類型，子葉綠色，分枝力強，單株分枝4.1個，單株結(jié)莢10.3個，大粒型，干籽粒百粒重127.4 g，主要用于特色食品加工和鮮莢生產(chǎn)。云豆1183為早熟、小莢小粒型，屬優(yōu)質(zhì)小粒品種，該品種生育進程較快，現(xiàn)蕾開花較早，播種后37 d現(xiàn)蕾、54 d開花，全生育期180 d左右，生產(chǎn)鮮莢僅需90～120 d， 作為早秋播種及反季節(jié)栽培熟期比一般品種早15～40 d，植株為中矮稈株型，株高76.8 cm，分枝力中等，莖枝數(shù)3.2個、有效枝3.0個，莖稈細(xì)葉片小，百粒重僅59.0 g，中抗銹病，主要用于菜用鮮莢，生產(chǎn)鮮籽粒食品加工和干籽粒食品加工。

1.2試驗設(shè)計

1.2.1試驗方法。以云豆綠心2號和云豆1183為親本，通過人工去雄、授粉方法，構(gòu)建雜交后代群體。2018年10月至2019年2月，在云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院嵩明試驗基地（海拔2 031 m；103°05′E，25°20′N）開展雜交組配工作，獲取F代植株表現(xiàn)型數(shù)據(jù)；2019年10月至2020年5月，對138株F代植株表現(xiàn)型數(shù)據(jù)進行整理。

1.2.2土壤條件及田間管理。試驗材料按群體種植于嵩明試驗基地網(wǎng)室內(nèi)，試驗田墑寬2.5 m，行距33 cm，株距13 cm；種植密度約為2.33×10株/hm。試驗地土質(zhì)為黏土，地勢平坦，肥力中等，排灌方便。

翻地前，施用農(nóng)家肥1.5×10 kg/hm、普鈣225 kg/hm作為底肥；播種深度為5 cm，播種后，以滴灌充分灌溉1次；開花期、結(jié)莢期各充分灌溉2次；苗期以尿素75 kg/hm、硫酸鉀75 kg/hm、普鈣75 kg/hm增施固體肥；苗期及開花期各除草1次。

1.3性狀調(diào)查蠶豆大田農(nóng)藝性狀的調(diào)查以《蠶豆種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》［10］為標(biāo)準(zhǔn)，選取其中7個為主要研究對象；在盛花期測量株高，成熟后測量分枝數(shù)、有效分枝數(shù)、根重、結(jié)莢臺數(shù)，結(jié)莢數(shù)、生物學(xué)產(chǎn)量。

1.4數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析通過SPSS 17.0軟件進行相關(guān)性分析、變異程度分析以及正態(tài)QQ圖檢驗數(shù)據(jù)分布；使用Microsoft Excel進行表格統(tǒng)計。

2結(jié)果與分析

2.1蠶豆雜交后代的農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析相關(guān)性分析（表1）表明，采集的138份材料的7個農(nóng)藝性狀之間存在不同程度的相關(guān)性，呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系。其中生物學(xué)產(chǎn)量與株高等6個性狀存在極顯著正相關(guān)。株高與生物學(xué)產(chǎn)量存在極顯著正相關(guān)，與結(jié)莢臺數(shù)和結(jié)莢數(shù)存在顯著正相關(guān)。分枝數(shù)與生物學(xué)產(chǎn)量、有效分枝數(shù)、根重、結(jié)莢臺數(shù)和結(jié)莢數(shù)存在極顯著正相關(guān)。有效分枝數(shù)與生物學(xué)產(chǎn)量、分枝數(shù)、根重、結(jié)莢臺數(shù)和結(jié)莢數(shù)存在極顯著正相關(guān)。根重與生物學(xué)產(chǎn)量、分枝數(shù)、有效分枝數(shù)、結(jié)莢臺數(shù)和結(jié)莢數(shù)存在極顯著正相關(guān)。結(jié)莢臺數(shù)與生物學(xué)產(chǎn)量、分枝數(shù)、有效分枝數(shù)、根重和結(jié)莢數(shù)存在極顯著正相關(guān)，與株高存在顯著正相關(guān)。結(jié)莢數(shù)與生物學(xué)產(chǎn)量、分枝數(shù)、有效分枝數(shù)、根重和結(jié)莢臺數(shù)存在極顯著正相關(guān)，與株高存在顯著正相關(guān)。生物學(xué)產(chǎn)量與株高、根重、分枝數(shù)等都存在極顯著正相關(guān)關(guān)系，因此在選育高產(chǎn)蠶豆品系可根據(jù)各性狀的關(guān)系來合理搭配母本。

2.2蠶豆雜交后代農(nóng)藝性狀描述統(tǒng)計量分析描述統(tǒng)計量（表2）表明，生物學(xué)產(chǎn)量、株高、根重、結(jié)莢臺數(shù)和結(jié)莢數(shù)其偏度的絕對值大于0.5，數(shù)據(jù)分布形態(tài)與正態(tài)分布有偏斜，但偏斜程度不大；分枝數(shù)和有效分枝數(shù)的偏度絕對值小于0.5，則數(shù)據(jù)分布形態(tài)與正態(tài)分布相似。株高、分枝數(shù)、有效分枝數(shù)和結(jié)莢臺數(shù)的峰度值小于1，可認(rèn)為近似于正態(tài)分布；生物學(xué)產(chǎn)量、根重和結(jié)莢數(shù)的峰度值大于1，表現(xiàn)為偏差分布。

2.3蠶豆雜交后代農(nóng)藝性狀變異分析由表3可知，138份材料的7個性狀的變異程度為8.23%～55.44%。變異系數(shù)最大的是根重為55.44%，變異系數(shù)最小的是結(jié)莢臺數(shù)為8.23%；7個農(nóng)藝性狀的變異程度由大到小依次為根重（55.44%）>生物學(xué)產(chǎn)量（43.24%）>有效分枝數(shù)（30.50%）>分枝數(shù)（21.08%）>株高（10.69%）>結(jié)莢數(shù)（8.59%）>結(jié)莢臺數(shù)（8.23%）。該試驗所收集的7個農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)均較大，性狀的可選擇性較大，因此，在育種工作中可利用性狀表現(xiàn)不同的材料來進行優(yōu)異品種的選育。但變異系數(shù)大也意味著性狀表現(xiàn)穩(wěn)定性差，在遺傳上表現(xiàn)為不可控的性狀表現(xiàn)，給生產(chǎn)或試驗造成損失或誤差。F代植株株高、生物學(xué)產(chǎn)量、根重、結(jié)莢臺數(shù)的變化范圍過大，且部分植株的數(shù)值與其他植株的差距較大。部分優(yōu)異單株可以用作優(yōu)異品種選育的基礎(chǔ)材料，如2020CJD1F-17（生物學(xué)產(chǎn)量為205.00 g/株）、2020CJD1F-106（生物學(xué)產(chǎn)量為188.50 g/株）可用于飼用品種選育的基礎(chǔ)材料。2020CJD1F-20（株高160 cm）、2020CJD1F-29（株高167 cm）、2020CJD1F1-31（株高160 cm）可作為高稈品種選育的基礎(chǔ)材料，2020CJD1F-53（株高98 cm）、2020CJD1F1-114（株高98 cm）可作為矮稈品種選育的基礎(chǔ)材料。

2.4蠶豆雜交后代農(nóng)藝性狀分布蠶豆雜交后代的生物學(xué)產(chǎn)量、株高、分枝數(shù)、 有效分枝數(shù)性狀分布見圖1，參試材料的生物學(xué)產(chǎn)量最大為205 g，最小為16 g，均值為77.566 g，分布在65～75 g的較多；參試材料的株高最大為167 cm，最小為98 cm，均值為141.891 cm，分布在120～130 cm的較多。株高與母本相比差異較大；分枝數(shù)最大為7.0個，最小為2.0個，均值為4.486個，分布在3～4個的較多；有效分枝數(shù)最大為6.0個，最小為1.0個，均值為3.101個，分布在2～3個的較多。

由圖2可知，參試材料的根重最大為25.0 g，最小為0.5 g，均值為6.75 g，分布在5～6 g的較多；結(jié)莢臺數(shù)最大為37臺，最小為1臺，均值為13.27臺，分布在8～10臺的較多；結(jié)莢數(shù)最大為39個，最小為3個，均值為13.93個，分布在10～13個的較多。

2.5蠶豆雜交后代農(nóng)藝性狀正態(tài)Q-Q圖分析經(jīng)過正態(tài)Q-Q圖和趨勢正態(tài)Q-Q圖分析發(fā)現(xiàn)，生物學(xué)產(chǎn)量的實際分布與理論分布相符合，各點均分布在直線或接近直線，偏差-10～10；株高的實際分布與理論分布相符合，各點均分布在直線或接近直線，偏差在-10～5；分枝數(shù)的實際分布與理論分布相符合，各點均分布在直線或接近直線，偏差在-0.3～0.3；有效分枝數(shù)的實際分布與理論分布相符合，各點均分布在直線或接近直線，偏差在-0.2～0.5，數(shù)據(jù)均服從正態(tài)分布（圖3）。

由圖4可知，根重的實際分布與理論分布相符合，各點均分布在直線或接近直線，偏差在-2～10；結(jié)莢臺數(shù)的實際分布與理論分布相符合，各點均分布在直線或接近直線，偏差在-2～8；莢數(shù)的實際分布與理論分布相符合，各點均分布在直線或接近直線，偏差在-2～10，數(shù)據(jù)均服從正態(tài)分布。

3結(jié)論與討論

蠶豆屬于常異花授粉作物［11］，與自花授粉作物相比，常異花授粉作物容易發(fā)生混雜現(xiàn)象，造成后代材料背景基因流失和污染，不利于資源保存利用、育種、應(yīng)用基礎(chǔ)研究及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展［12-13］。

研究發(fā)現(xiàn)，蠶豆產(chǎn)量相關(guān)農(nóng)藝性狀的雜種優(yōu)勢明顯，蠶豆育種應(yīng)將單株結(jié)莢數(shù)和單株粒數(shù)作為重點研究目標(biāo)［4］。關(guān)于生物學(xué)產(chǎn)量與根重、有效分枝數(shù)等農(nóng)藝性狀的相關(guān)分析，前人研究較少。該試驗結(jié)果表明，生物學(xué)產(chǎn)量與株高、分枝數(shù)、有效分枝數(shù)等之間存在極顯著正相關(guān)關(guān)系；株高、分枝數(shù)、結(jié)莢臺數(shù)等之間也存在極顯著或顯著的正相關(guān)關(guān)系；在蠶豆品種選育過程中，各性狀可作為相互參考的依據(jù)，為蠶豆農(nóng)藝性狀研究提供理論參考。在進行變異程度分析后發(fā)現(xiàn)，根重的變異系數(shù)最大（55.44%），結(jié)莢臺數(shù)的變異系數(shù)最?。?.23%）；變異系數(shù)由大到小依次為根重（55.44%）>生物學(xué)產(chǎn)量（43.24%）>有效枝數(shù)（30.50%）>分枝數(shù)（21.08%）>株高（10.69%）>莢數(shù)（8.59%）>結(jié)莢臺數(shù)（8.23%）；該試驗7個農(nóng)藝性狀表現(xiàn)的變異系數(shù)均較大，性狀的可選擇性較大。但變異系數(shù)大也意味著性狀表現(xiàn)穩(wěn)定性差，在遺傳上表現(xiàn)為不可控的性狀表現(xiàn)，給生產(chǎn)或試驗造成損失或誤差。部分植株的性狀表現(xiàn)優(yōu)異，可用作品種選育的基礎(chǔ)材料，生物學(xué)產(chǎn)量高的用于飼用品種選育的基礎(chǔ)材料，根據(jù)株高的高矮作為高、矮稈品種選育的基礎(chǔ)材料。

參考文獻

［1］ 包世英.蠶豆生產(chǎn)技術(shù)［M］. 北京：北京教育出版社，2016：1-10.

［2］ 劉洋，李潔，熊國富，等.生態(tài)因子對蠶豆雜交結(jié)莢的影響分析［J］.種子，2015，34（1）：87-89.

［3］ 康智明，鄭開斌，徐曉俞，等.不同蠶豆品種農(nóng)藝及品質(zhì)性狀的遺傳多樣性分析［J］.福建農(nóng)業(yè)學(xué)報，2015，30（3）：249-252.

［4］ 趙娜，繆亞梅，薛冬，等.蠶豆6×6雙列雜交子代主要性狀的遺傳效應(yīng)分析［J］.核農(nóng)學(xué)報，2020，34（1）：45-54.

［5］ 何玉華，楊峰，王麗萍，等.云南省地方蠶豆種質(zhì)資源形態(tài)學(xué)遺傳多樣性分析［J］.西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2014，27（2）：512-517.

［6］ 于海天，王麗萍，呂梅媛，等.早熟鮮食秋蠶豆主要農(nóng)藝性狀與鮮食產(chǎn)量相關(guān)及通徑分析［J］.西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2020，33（4）：711-717.

［7］ 余莉，張時龍，李清超，等.蠶豆產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)及灰色關(guān)聯(lián)度分析［J］.湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，56（1）：18-20.

［8］ 李艷花，陳紅，王萍，等.蠶豆高代材料單株產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的相關(guān)和通徑分析［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，46（20）：79-81.

［9］ 歐陽裕元，余東梅，楊梅.蠶豆主要農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量的相關(guān)及通徑分析［J］.江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報，2016，32（4） ：763-768.

［10］ 宗緒曉，包世英，關(guān)建平.蠶豆種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2006：44-52.

［11］ 席章營，陳景堂，李衛(wèi)華.作物育種學(xué)［M］.北京：科學(xué)出版社，2014：11-14.

［12］ 葉茵.中國蠶豆學(xué)［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003：1-3.

［13］ 于海天，王麗萍，楊峰，等.低異交率短翼瓣型蠶豆材料的發(fā)掘及利用［J］.植物遺傳資源學(xué)報，2019，20（5）：1334-1339，1348.