紅小豆品種數量性狀對育種遺傳改良研究分析

申曉慧 馮鵬 李如來

摘要 [目的]對28個不同生態區紅小豆品種數量性狀在育種改良中的研究分析。[方法]采用隨機區組試驗，數理統計方法對主要農藝性狀進行了調查研究。并對其中7個數量性狀進行了相關分析及主成分分析。[結果]變異系數最大的數量性狀為分枝數，變異系數達到34.21%，其次是產量，變異系數為24.65%，最小的為生育期，變異系數為2.54%。相關分析表明，單株莢數與產量呈顯著正相關關系。主成分分析結果表明，前3個主成分（單莢粒數因子、生育期因子和產量因子）對變異的累計貢獻率達86.68%。[結論]在紅小豆育種改良選擇中，單株莢數是育種改良中重點選育目標，同時要綜合考慮莢粒數均勻，生育時期適合等其他性狀。

關鍵詞 紅小豆;農藝性狀;變異系數;相關分析;主成分分析

中圖分類號 X503文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2018）34-0018-03

紅小豆（Vigna angularis （Willd.） Ohwi & Ohashi）又名赤小豆、赤豆、紅豆、小豆[1-3]，具有很高的營養價值和藥用價值。平均每年在我國種植面積在30萬～40萬hm 總產量在50萬～60萬t[4-5]，紅小豆適應性較強，具有生育期短、耐旱、耐鹽堿、耐瘠薄等較強的抗逆性，適應條件廣泛，因此在旱地、沙地以及貧瘠的山坡地等種植較多[6]。此外，紅小豆也是倒茬和選擇復種常規作物，在我國東北三省部分地區，尤其在黑龍江西部半干旱地區廣泛種植，但目前生產上主要存在問題有紅小豆品種混雜，品種來源不清，缺少當家主栽品種，優良品種較少，種性退化嚴重，品種適應性不明確，從而嚴重影響了紅小豆產量及品質的提升[7-8]。

該研究通過對28個紅小豆品種在佳木斯地區的適應性進行調查研究。篩選出佳木斯地區紅小豆適宜品種，對其株高、分枝數、單株莢數、單莢粒數、百粒重、生育期及產量等主要數量性狀進行變異分析、相關分析及主成分分析，明確了紅小豆育種改良單株選擇數量性狀之間的遺傳關系，為該地區紅小豆育種改良株系篩選與鑒定提供了技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

28個紅小豆材料來自黑龍江省農業科學院佳木斯分院雜糧作物研究所（佳紅1號、佳紅003）、河北省農林科學院（冀SI0001、冀紅12號、冀紅9612）、遼寧省農業科學院（遼紅1號、遼紅4號、遼紅8號）、黑龍江省農業科學院育種所（龍小豆2號、龍小豆3號）、吉林省農業科學院（吉紅10號、吉紅7號、吉紅8號、吉紅9號）、黑龍江省農墾科學院（龍墾紅、龍墾紅2號）和佳木斯大學雜糧研究室（農安紅、農墾紅、品紅、日本紅、天津紅、小豐2號、珍珠紅、中紅7號、TMSD006、寶清紅、大紅袍、紅豐8號）

1.2 試驗方法

2017年 5月15日播種，隨機區組設計，3次重復，小區面積17.5 m 株距 15 cm，壟距70 cm，小區留苗170 株。收獲時，每小區除去邊株，隨機選取10株進行田間及室內考種，調查的主要性狀有株高、分枝數、單株莢數、單莢粒數、莢色、籽粒色澤、百粒重、生育期和產量。

1.3 統計分析方法 利用DPS 7.05數據處理系統對28個紅小豆的主要農藝性狀分別進行遺傳變異、相關性和主成分分析[9]。

2 結果與分析

2.1 不同紅小豆品種2017年在佳木斯地區主要產量性狀表現 從表1可以看出，紅小豆品種在不同地區及同一地區不同品種間株高、分支數、單株莢數、粒數、產量等均存在顯著差異，各品種間的莢色及籽粒深淺也各不相同。其中，佳木斯地區產量最好品種為佳紅1號、珍珠紅和大粒品種農安紅。從表1還可以看出，不同品種紅小豆在佳木斯地區各性狀的平均值和變異系數之間存在顯著差異。其中，分枝數的變異系數最大為34.21%，變異幅度為2.1～4.9個/株，平均值達到3.6個/株。佳紅003分枝數最多，平均達到4.9個/株。其次是單株產量，其變異系數為24.65%，變異幅度為1 158.45～2 324.85 kg/hm 產量最高的為佳紅003，平均產量達到2 324.85 kg/hm2。百粒重的變異系數為18.01%，變異幅度為9.07～19.97 g，紅豐8號百粒重最大，日本紅最小。不同紅小豆品種在佳木斯地區株高差異顯著，吉紅9號株高達到105 cm，最矮的為農墾紅，僅62 cm。生育期變異系數最小，為2.54%，變異范圍為88～112 d。

綜上所述，紅小豆品種各性狀變異系數由大到小依次為分枝數、產量、百粒重、單株莢數、株高、單莢粒數、生育期。分枝數、單株產量、百粒重和單株莢數具有較大的變異系數，說明紅小豆的這些農藝性狀具有很大的選擇潛力，在育種應用中可以進一步提升改良，從中選育出有利單株。

2.2 不同品種紅小豆主要農藝性狀之間的相關關系

從表2可以看出，對所選28個紅小豆品種的7個主要數量性狀間的相互關系進行分析。結果表明，株高與單株莢數呈顯著負相關，相關系數為-0.601 2;株高與生育期呈極顯著正相關，相關系數為0.687 2;單株莢數與產量呈顯著正相關，相關系數為0.601 2。這說明紅小豆產量因素的主要影響因子為單株莢數，在育種選擇中單株莢數應作為首要性狀選擇依據，這與灰色關聯分析所得的結論一致[10]。

2.3 不同紅小豆品種數量性狀主成分分析 試驗對紅小豆7個主要農藝數量性狀進行了主成分綜合分析。從表3可以看出，根據累積貢獻率≥85%的標準，前3個主成分的累積貢獻率達86.68%，說明表3的主成分分析結果可以概括出紅小豆主要數量性狀信息量。

第1主成分特征值為4.668 ?其貢獻率達到46.68%，主成分分析結果顯示分枝數、單莢粒數和百粒重的特征向量值偏高，因此可以把這個主成分稱為莢粒數因子。而單株莢數的特征向量值為負數，說明在紅小豆育種遺傳改良選擇中，要兼顧單莢粒數和單株莢數綜合考慮，有利于優良品種的選擇。

第2主成分的特征值為2.868 9，貢獻率為28.69%，該成分分析中以生育期因子的特征向量為最高，其特征值為0.485 8，可以把這個主成分稱為生育期因子。其次為百粒重，特征向量值為0.255 8，說明生育期較長的品種百粒重也較高，但是產量的特征向量為負的最大值，說明紅小豆生育期較長的品種，產量可能會相應下降，所以在高產優質紅小豆品種改良中，要選擇生育時期適中的品系為最佳。

第3主成分的特征值為1.130 5，貢獻率為11.31%，單株莢數特征向量值為最大，特征值0.489 ?其次為產量，特征值為0.417 3，可以把該主成分稱為產量因子。單莢粒數的特征向量值為負數但最高，說明紅小豆變異品系選擇中單純追求單株莢數可能引起單莢粒數的降低，但對產量影響不明顯。

3 結論

該試驗選用了28個不同生態區紅小豆品種，對數量性狀變異分析結果表明分枝數、百粒重、單株莢數、產量具有較大的變異系數，在紅小豆育種改良選擇中可以以這些性狀為主要選擇性狀特征，有利于篩選到優良株系。紅小豆數量性狀相關分析研究結果顯示，單株莢數與產量呈正相關，株高與生育時期呈正相關;主成分分析結果表明，莢粒數因子貢獻率最高，其次為生育期因子，最后為產量因子。這3個主成分對變異的累積貢獻率高達86.68%。因此，在紅小豆育種遺傳改良選擇中，首先要注重考慮單株莢數較多、單株粒數均勻、生育期適當株系，同時兼顧其他性狀，這樣才能選育出產量高的紅小豆新品種。

參考文獻

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