通徑分析在蕓豆品種篩選中的應用探討

李臘梅　葛平珍　余莉　趙龍　余娟　張時龍

摘 要 為更好地選育高產蕓豆優良品種，以12份蕓豆品種（系）為試驗材料，分析9個農藝性狀（株高、主莖分枝、有效分枝、主莖節數、莢長、莢寬、單株莢數、莢粒數、百粒重）與單株產量之間的相關性，并通過通徑分析確定蕓豆單株產量的影響因素。結果表明，除莢長、莢寬外，其余性狀的變異系數均大于15%，莢寬變異系數最小，單株莢數變異系數最大;株高、主莖分枝、有效分枝、單株莢數、莢粒數與單株產量存在極顯著或顯著正相關關系;有效分枝對單株產量的直接效應大于莢粒數對單株產量的直接效應。以上結果表明，選育蕓豆高產品種時應選擇有效分枝多、莢粒數高的品種。

關鍵詞 蕓豆;品種篩選;農藝性狀;單株產量;通徑分析

中圖分類號：S643.9 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.17.005

目前對蕓豆的評價鑒定主要集中于遺傳多樣性及農藝性狀的相關分析、主成分分析、聚類分析及對種質的綜合評價等方面[1-3]。通徑分析可將多個自變量對因變量的影響分解成直接效應（直接通徑系數）和間接效應（間接通徑系數），并可進一步解析各個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調查12個蕓豆品種的農藝性狀和單株產量，利用通徑分析研究蕓豆主要農藝性狀對單株產量的影響，旨在解析蕓豆單株產量性狀特征及構成因素，以期明確影響蕓豆單株產量的因素，為高產蕓豆品種的選育提供理論依據[5-6]。

1? 材料與方法

1.1? 試驗材料

試驗材料為畢節市農業科學研究所選育的12個直立有限蕓豆品系，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? 試驗設計

試驗于2021年在畢節市農業科學研究所旱作科研基地進行。試驗地海拔1 595.3 m，東經105°16′48″、北緯27°10′12″，前茬空閑，土壤類型為黃壤，肥力中等。田間試驗采用隨機區組設計，每個品種設3次重復，共36個小區，小區面積10 m2，每個小區種植10行蕓豆，行長2.0 m、行距0.5 m，四周設置保護行。播種后，根據蕓豆生長情況進行間苗、起壟、中耕除草、施肥、病蟲害防控等田間管理。

1.3? 調查方法

蕓豆成熟后，各小區單獨收獲，在小區中間兩行蕓豆的中間區域隨機抽取10株，根據王述民等的方法進行室內考種，以及調查蕓豆植株的株高（X1）、主莖分枝（X2）、有效分枝（X3）、主莖節數（X4）、莢長（X5）、莢寬（X6）、單株莢數（X7）、莢粒數（X8）、百粒重（X9）及單株產量（Y）[7]。百粒重、單株產量均指的干籽粒。

1.4? 數據分析

利用Excel、SPSS和DPS對數據進行整理及分析。

2? 結果與分析

2.1? 9個農藝性狀和單株產量的描述性統計分析

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

分析9個農藝性狀及單株產量的變異系數（見表2），其中單株莢數的變異系數最大，為40.78%;莢寬的變異系數最小，為11.73%，說明單株莢數受基因型和環境影響較大，莢寬受基因型和環境影響較小。

2.2? 9個農藝性狀與單株產量的相關分析

9個農藝性狀與單株產量的相關分析結果如表3所示。株高、主莖分枝、有效分枝、莢粒數與單株產量呈極顯著正相關，相關系數分別為0.711、0.743、0.832、0.766;單株莢數與單株產量呈顯著正相關，相關系數為0.640。結果表明，在蕓豆高產品種選育過程中，在各性狀整體效應較為良好的同時，需重點關注株高、主莖分枝、有效分枝、莢粒數、單株莢數等性狀。

2.3? 單株產量與9個農藝性狀間的回歸分析

2.3.1? 單株產量的正態性檢驗

影響蕓豆單株產量的構成因素較多，通徑分析可詳細描述構成因素對蕓豆單株產量的直接作用及間接作用，進一步揭示各農藝性狀對蕓豆單株產量的影響程度。本試驗樣本數為12個，因樣本量少于50，使用S-W（Shapiro-Wilk）檢驗對蕓豆單株產量進行正態檢驗，檢驗結果如表4所示。蕓豆單株產量的統計量W=0.919，顯著水平P=0.275>α=0.05，說明蕓豆單株產量服從正態分布，可對與蕓豆單株產量有關的農藝性狀進行逐步回歸分析。

2.3.2? 蕓豆單株產量與農藝性狀的逐步回歸及通徑分析

在線性回歸關系的假設檢驗中，因F=188.082>F0.01（10，12）=4.296，故P<0.01，表明蕓豆單株產量（Y）與株高（X1）、主莖分枝（X2）、有效分枝（X3）、主莖節數（X4）、莢長（X5）、莢寬（X6）、單株莢數（X7）、莢粒數（X8）、百粒重（X9）存在極顯著的線性關系，可對Y與X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8進行通徑分析。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

[Y=-3.793+1.954×X3+2.317×X8]? ? ? （1）

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

有效分枝、莢粒數對單株產量的影響結果如表5所示。兩個農藝性狀對單株產量的影響包括直接效應和間接效應，其中有效分枝對蕓豆單株產量的直接通徑系數為0.578，對單株產量的直接作用最大;有效分枝通過莢粒數產生正向的間接作用，間接通徑系數為0.253，最終表現為有效分枝與單株產量的相關系數為0.831，說明有效分枝與單株產量極顯著正相關，選擇有效分枝多的品種是蕓豆高產品種選育的有效途徑之一。

莢粒數對蕓豆單株產量的直接通徑系數為0.374，對單株產量的直接作用小于有效分枝;莢粒數通過有效分枝對單株產量產生正向的間接作用，間接通徑系數為0.392，略大于莢粒數對單株產量的直接效應，最終表現為莢粒數與單株產量的相關系數為0.766，說明莢粒數與單株產量極顯著正相關，在選育高產品種時，若有效分枝數量相同，則盡可能選擇莢粒數較多的品種。

3? 結論

在描述性統計分析中，從蕓豆各農藝性狀的變異系數來看，除了莢長、莢寬，其余性狀的變異系數均大于15%，其中變異系數最大的是單株莢數，說明單株莢數受環境和基因型影響較大，在高產蕓豆品種選育中可選擇范圍較廣;莢寬的變異系數最小，說明該性狀在品種選育中受環境和基因型影響較小，相對穩定。

在同等栽培及田間管理條件下，不同蕓豆品種單株產量的變異系數為27.29%，遺傳差異較大，單株產量構成因素對單株產量的影響也有一定差異。通過相關性分析、回歸分析及通徑分析，發現株高（X1）、主莖分枝（X2）、有效分枝（X3）、單株莢數（X7）、莢粒數（X8）與單株產量（Y）之間均存在極顯著或顯著的正相關關系;構成蕓豆單株產量的主要因素為有效分枝和莢粒數，其中有效分枝對單株產量產生的直接效應大于莢粒數對單株產量產生的直接效應;有效分枝對蕓豆單株產量的直接效應大于間接效應;莢粒數通過有效分枝對蕓豆單株產量的間接效應大于自身對蕓豆單株產量的直接效應。

以上研究結果表明，選育高產蕓豆品種時，應優先選擇有效分枝多的品種，再考慮莢粒數對產量的影響。同時，蕓豆品種選育除了追求產量外，還應考慮營養價值、商品性及區域消費特性等因素，針對性地選育富含特有營養成分、商品性良好或符合特定區域消費習慣的品種。

參考文獻：

[1] 葛平珍，王昭禮，余莉，等.粒用菜豆種質資源表型遺傳多樣性分析及綜合性評價[J].西南農業學報，2021，34（7）：1386-1394.

[2] 楊珊，余莉，王昭禮，等.122份國外普通菜豆資源聚類分析和主成分分析[J].種子，2021，40（2）：67-75.

[3] 王蘭芬，武晶，王昭禮，等.普通菜豆種質資源表型鑒定及多樣性分析[J].植物遺傳資源學報，2016，17（6）：976-983.

[4] 杜家菊，陳志偉.使用SPSS線性回歸實現通徑分析的方法[J].生物學通報，2010，45（2）：4-6.

[5] 王桂梅，邢寶龍.大豆主要農藝性狀間的相關及通徑分析[J].農業技術與裝備，2021（11）：39-41.

[6] 劉振興，周桂梅，亞秀秀，等.紅小豆品種高產特征分析與評價[J].河北農業大學學報，2019，42（5）：21-26.

[7] 王述民，張亞芝，魏淑紅等.普通菜豆種質資源描述規范和數據標準[M].北京：中國農業出版社，2006.

（責任編輯：張春雨? 盛? 偉）

收稿日期：2022-07-11

基金項目：貴州省科技平臺及人才團隊計劃項目“貴州省食用豆工程技術研究中心”（黔科合平臺人才〔2018〕5254）;貴州省特色雜糧現代農業產業技術體系（GZCYTX2021-01）;畢節市特色雜糧產業科研創新能力建設（黔科合服企〔2019〕4012）。

作者簡介：李臘梅（1981—），女，貴州畢節人，本科，農藝師，主要從事作物栽培及示范推廣應用。