摘 要: 本研究對 190 份蠶豆種質資源的 17 個農藝性狀進行遺傳多樣性、 灰色關聯度、 相關性、 主成分等 分析, 以及聚類分析, 篩選出適宜江蘇省種植且具優良性狀的蠶豆種質資源。 結果表明, 該批蠶豆種質資源具 有豐富的遺傳多樣性, 其中單株粒重的變異系數最大, 為 46. 84%; 變異系數最小的是播種至始莢期的天數, 為 0. 73%。 灰色關聯度分析和相關性分析都表明, 單株莢數和分枝數是影響單株粒重的主要因素。 主成分分析表 明, 前 5 個主成分的累計貢獻率達到 78. 335%, 較大程度上反映了蠶豆種質資源的表型特征。 聚類分析將 190 份 蠶豆種質資源在遺傳距離 4. 9 處劃分為 5 類, 第 1 類群適宜機械性收割, 第 2 類群可作為早熟品種選育的基礎, 第 3 類群可作為鮮食蠶豆品種的親本; 第 4 類群屬于高產型, 籽粒適中, 并且植株較高, 有一定增產潛力; 第 5 類群為大粒型, 豐產性較差, 但植株較高, 在選育高稈大粒型時可加以關注。 育種工作中可結合性狀間的關系 培育新品種與新品系, 為蠶豆品種選育提供理論依據。

　　關鍵詞: 蠶豆; 種質資源; 農藝性狀; 遺傳多樣性

　　蠶豆 ( Vicia faba L. ) 別名佛豆、 馬齒豆、 胡 豆、 羅漢豆等, 屬豆科蝶形花亞科巢菜屬, 為一年 生或越年生的常異花授粉草本植物[ 1-2] 。 此外, 蠶 豆還是主要的經濟作物, 可用為糧食、 蔬菜、 飼料 和綠肥等[ 3] 。 蠶豆可通過與根瘤菌共生結瘤, 固 定大氣中的氮素[ 4] , 不僅供其自身利用, 還在改 善土壤營養結構中起著重要作用。 蠶豆營養豐富, 用途廣泛, 可加工為多種食品和副食[ 5-6] ; 同時還 是一種優質蛋白源, 其不同品種干籽粒的蛋白質含 量介于 17. 5% ~ 34. 5%之間, 平均為 27. 6% [ 7] , 是 禾本科作物的 1 ~ 3 倍。 隨著人民生活水平的提高, 合理的膳食結構不斷引起人們的關注, 蠶豆因其營 養價值豐富, 越來越受到人們的重視。 雖然我國已 育成多個蠶豆品種, 如抗病優質品種成胡 13, 以 及鮮銷型品種通蠶鮮 6 號等[ 8] 。 但我國干蠶豆平均 單產低于世界水平[ 9] , 究其原因是我國在蠶豆育 種目標性狀方面的研究不夠深入細致。

　　1 材料與方法

　　1. 1 材料

　　供試材料為近年來江蘇省農業科學院經濟作物 研究所收集的來自全國的 190 份具有代表性的蠶豆 種質資源。

　　1. 2 處理設計

　　試驗地位于江蘇省南京市六合區竹鎮金磁村江 蘇省農業科學院六合基地 ( 118. 83°E, 32. 35°N) , 屬于亞熱帶季風氣候, 年平均溫度約 15. 4 ℃ , 年 極端最高溫度為 39. 7 ℃ , 最低溫度為 - 13. 1 ℃ , 年平均降水量 1 106 mm。 蠶豆種植時間為 2017 年 11 月 9 日, 種植時每個品種種植 10 穴, 每穴 3 粒 種子, 行株距為 80 cm×40 cm, 出苗后拔去多余植 株, 僅留下 1 株。 田間管理按照一般大田的管理方 式, 各項栽培管理措施保持一致。 蠶豆種子收獲時 間為 2018 年 6 月。

　　2 結果與分析

　　2. 1 主要性狀的遺傳多樣性

　　190 份蠶豆種質資源材料的變異分析結果如表 1 所 示。 種 植 資 源 間 的 變 異 范 圍 在 0. 73% ~ 46. 84%, 變動幅度較大, 其中單株粒重的變異系 數最大為 46. 84%, 變異幅度為 21. 31 ~ 277. 31 g; 變 異 系 數 最 小 的 是 播 種 至 始 莢 期 的 天 數, 為 0. 73%, 變異幅度為 153 ~ 159 d。 其他性狀的變異 系數依次為單株莢數>百粒重>一級分枝數>單莢粒 數>粒面積>莢長>莢寬>株高>粒長>粒周長>粒直 徑>粒寬>花期>生育期>播種至始花期。 一般認為, 變異系數大于 10% 表示樣品間差異較大[ 19-20] 。 17 個農藝性狀中, 有 10 個性狀的變異系數大于 10%, 說明所有供試種質資源間存在較大的差異, 資源類 型豐富, 有利于優質種質材料的篩選。

　　2. 2 單株粒重和主要農藝性狀之間的關聯度

　　單株粒重是反應蠶豆產量的一個重要性狀, 本 研究通過統計蠶豆的主要農藝性狀, 利用灰色關聯 分析的方法分析影響蠶豆產量的主要因素, 明確主要農藝性狀對蠶豆單株粒重影響的主次關系, 為下 一步蠶豆育種提供參考。 參照李春等[ 13] 的方法, 對原始數據進行無綱化處理, 得到不同蠶豆種質資 源的主要農藝性狀與單株粒重之間的關聯度。

　　3 討論

　　種質資源是植物改良的基礎[ 21] 。 廣泛收集種 質資源, 對材料的性狀表現型進行觀察分析, 從而 了解性狀的多樣性和性狀間的相關性, 既可以了解 相應性狀的遺傳規律, 又可以為新品種的培育提供 指導[ 22] 。 因此, 系統的研究蠶豆種質資源的遺傳 多樣性對蠶豆遺傳育種具有重要意義。 本研究是基于 190 份蠶豆種質資源進行分析, 供試材料的性狀涵蓋面較廣, 有利于在育種工作中 提取相應的性狀進行改良。 研究表明, 單株粒重的 變異系數最大為 46. 84%; 其次為單株莢數和百粒 重, 分別為 39. 14% 和 23. 30%。 因 此, 利 用 現 有 的蠶豆材料, 根據產量構成因素而提高蠶豆產量潛 力具有深遠意義。 本試驗灰色關聯分析表明, 所有 主要農藝性狀均明顯影響蠶豆的單株粒重, 但貢獻 率有所差異。 關聯度最大的是單株莢數, 為 0. 772 4; 其次為一級分枝數, 為 0. 769 1。 這與相關性分 析所得到的結果相一致, 單株粒重與單株莢數與一 級分枝數呈極顯著差異。 除此之外, 粒周長、 粒面 積、 粒直 徑、 粒 長 和 粒 寬 之 間 相 關 系 數 均 大 于 0. 70, 達到極顯著水平, 與楊生華[ 23] 得到的結果 相一致。 何玉華[ 24] 研究分析了云南省 202 份地方 蠶豆資源 10 個形態學性狀的遺傳多樣性, 結果表 明, 202 份資源各性狀均存在不同程度的變異, 株 高變 異 最 大, 變 異 系 數 為 27%。 聚 類 分 析 表 明, 云南地方蠶豆種質資源的株高、 生育期、 百粒重有 一定內在聯系性, 生育期長的群體則株高較高, 但 百粒重偏低, 這與本試驗所得到的結果相一致。 本 試驗主成分分析表明, 前 5 個主成分的累計貢獻率 達到 78. 335%, 較大程度上反映 190 份蠶豆種質資 源表型特征; 聚類分析將 190 份蠶豆種質資源在遺 傳距離 4. 9 處劃分為 5 類, 第 1 類群適宜機械性收 割, 第 2 類群可作為早熟品種選育的基礎, 第 3 類 群可作為鮮食蠶豆品種的親本; 第 4 類群屬于高產 型, 籽粒適中, 并且株高較高, 有一定的增產潛 力; 第 5 類群大粒型, 豐產性較差, 但株高較高, 在選育高稈大粒型時可加以關注。 本文在對蠶豆種質資源收集的基礎上, 對主要 農藝性狀進行了觀察分析, 為蠶豆下一步育種工作 中自交系篩選、 親本選擇提供了參考。

　　參考文獻:

　　[ 1 ] 鄭卓杰. 中 國 食 用 豆 類 學 [ M ] . 北 京: 中 國 農 業 出 版 社, 1997.

　　[ 2 ] 葉茵. 中國蠶豆學 [M] . 北京: 中國農業出版社, 2000.

　　[ 3 ] 汪小華. 蠶豆病害葉、 蠶豆種子的紅外光譜研究 [ D] . 昆 明: 云南師范大學, 2014.

　　作者張炯, 嚴斌, 高營, 薛晨晨∗ , 陳新, 袁星星

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