高蛋白大豆农艺性状与产量的相关及通径分析*

辛秀，于凤瑶，张代军，周顺启

（黑龙江省农垦总局红兴隆农业科学研究所，黑龙江 友谊 155811）

大豆蛋白质是谷类食物的4～5倍，其氨基酸组成与牛奶蛋白质相近，在营养价值上，可与动物蛋白等同，在基因结构上也最接近人体氨基酸，所以是最具营养的植物蛋白质。而且大豆所含的蛋白质中人体“必需氨基酸”含量充足、组分齐全，属于“优质蛋白质”。大豆是人类摄取植物蛋白的主要来源，具有强健身体、延缓衰老的保健作用[1]。随着经济水平的提高，人们对大豆蛋白质的含量和质量要求也越来越高，大豆产量和品质的提高都依赖于品种的改良，而农艺性状与产量和品质又存在密切的关系[2]。如何选育出更多高品质的大豆，是育种家面临的问题。

在此之前，国内外学者对不同大豆农艺性状和产量相关做过许多研究，谢冬微等[3]对不同地理条件下大豆脂肪酸含量与主要农艺性状进行了相关性及通径分析，汪宝卿等[4]对黄淮地区73份夏大豆农艺性状与产量的相互关系进行了分析。王立华[5]等对高蛋白大豆农艺性状与产量进行了灰色关联度分析。而专门针对黑龙江高蛋白大豆农艺性状与蛋白、产量之间相互关系的研究相对较少。选用黑龙江审定的10个高蛋白大豆品种，通过2年种植，对高蛋白大豆品种主要农艺性状及产量进行相关性和通径分析，进一步了解它们之间的关系，旨在育种过程中，可充分利用各性状间的相互关系，为选育高蛋白大豆提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料与试验设计

供试大豆品种10份（黑农54、北丰14、黑农48、黑农34、垦鉴豆36、东农42、黑农35、黑农43、东农48、东农55），于2010、2011年2年在红兴隆科研所试验地种植。每个品种为1个小区，随机区组排列，3次重复，4行区，行长2m，行距70c m，株距5c m。田间管理同大田。生育期间调查了出苗期、开花期、成熟期。生育期（X3）以开花期为界限分成生育前期（X1）和生育后期（X2)。成熟时在中间连续取5株考种，考察了株高（X4）、茎粗（X5）、底荚高（X6）、主茎节数（X7）、单株荚数（X8）、单株粒数（X9）、单株粒重（X10）。收获后测百粒重（X11）、蛋白质含量（X12）、脂肪含量（X13）、小区产量（Y）。蛋白质、脂肪含量用Foss 1241近红外分析仪测定。

1.2 统计方法

数据分析采用D PS7.02软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 主要农艺性状的相关分析

2.1.1 主要农艺性状与产量的相关分析 通过表1相关分析，可以看到主茎节数、单株荚数、单株粒数、单株粒重与产量呈极显著正相关，茎粗与产量呈显著正相关，底荚高与产量呈显著负相关。生育期、生育后期、株高与产量呈不显著正相关，蛋白、脂肪含量与产量呈不显著负相关，百粒重与产量呈不显著正相关。

表1 主要农艺性状与蛋白、产量的相关系数

2.1.2 主要农艺性状与蛋白含量的相关分析 蛋白质含量与生育前期呈显著正相关，与生育后期呈显著负相关，与生育期、株高、茎粗呈不显著正相关，与底荚高、百粒重呈显著正相关，与脂肪含量呈显著负相关。

2.2 主要农艺性状与产量的偏相关分析和通径分析

2.2.1 主要农艺性状与产量的偏相关分析 为了进一步了解众多农艺性状相互影响下，各个性状和产量的关系，采用逐步回归分析得出各个性状与产量的偏相关系数，见表2。

表2 各农艺性状与产量的偏相关系数

从表2看到，高蛋白品种生育后期、生育期与产量呈极显著负相关，与表1相反。那么在选育高蛋白品种时，就要选择开花不太早、生育期中熟偏晚、但不能太晚的单株。从表2还看到，产量与底荚高度、单株粒数呈显著负相关，百粒重与产量呈不显著负相关。株高、主茎节数和单株粒重与产量正相关，与表1两两性状之间相关分析一致，这表明单株粒重和主茎节数对产量的间接作用最大。

2.2.2 主要农艺性状与产量的通径分析 从表3看到，主茎节数（X7）、单株粒重（X10）对产量的通径系数最大，分别为1.5490、2.1285，表明在高蛋白大豆品种中这两个性状对产量的影响力最高，其次是株高（X4），对产量也有一定影响。生育期（X3）、单株粒数（X9）对产量的通径系数为负数，且绝对值较大，说明它们的值太大时对产量的负影响力较大。从表3还看到，主茎节数（X7）、单株粒数（X9）通过单株粒重（X10）的影响对产量的直接贡献各是1.7218、1.8132，说明籽粒数本身的增加不利于产量增加，通过提高单株粒重更能有效提高产量。而单株粒重又是由单株荚数、单株粒数和百粒重构成的，而百粒重和蛋白含量呈显著正相关，那么在选择高蛋白品种时，就要兼顾到生育期适中、单株粒数不能太多、百粒重又不能太小而单株整体粒重大的单株。

表3 各农艺性状与产量的通径分析

3 讨论

通过高蛋白大豆主要农艺性状与产量的相关分析发现，主茎节数、单株荚数、单株粒数、单株粒重与产量呈显著正相关，而偏相关和通径分析显示，主茎节数和单株粒重的间接作用最大，影响力最高。说明单株生产力是影响高蛋白大豆产量的最重要因素，这点与王立华等[5]研究认为对高蛋白大豆产量影响最大的性状为单株粒重相同。通过相关分析看到，蛋白含量与百粒重呈显著正相关，与产量较小负相关。成雪峰等[6]研究认为，百粒重的增加将显著提高蛋白质含量，而生育期和株高相互也有促进作用。那么在选育高蛋白品种时，就要选择单株粒重大且百粒重相对较大的品种。从偏相关分析看到，单株粒数与产量呈显著负相关，说明高蛋白品种的单株粒数不能太多。而单株粒重是由每荚粒数、单株荚数和百粒重构成的，从表2、表3看到百粒重、蛋白质与产量呈不显著负相关，那就要求选育的单株百粒重稍大但不能太大来增加单株粒重，才能得到既蛋白含量高、产量也相对高的高蛋白大豆品种。

大豆株高是大豆育种中选择的重要性状之一。本文研究发现，株高与产量呈不显著正相关，但偏相关系数大，说明高蛋白大豆的株高对产量的间接作用较大。静广利[7]发现，株高对产量的影响是通过生育期、分枝数等其他农艺性状对产量的间接效应来实现的，张海泉[8]利用相关分析等方法对10个大豆品种的23个性状统计分析表明，株高与产量密切相关。从表1看到株高和蛋白质含量呈不显著正相关，但过高的株高可能会减弱大豆的抗倒伏性，从表1还看到茎粗与产量呈显著正相关，但在偏相关和通径分析中未列入影响产量的因素，说明其对产量的间接作用并不明显，可能茎秆的粗细与倒伏有关，倒伏势必影响到大豆的产量，那么茎粗可作为选育单株的参考之一，因此应在强茎壮秆的基础上处理好增加株高与抗倒伏的关系，在选择高蛋白品种时，可选择那些中等偏高而茎秆不能过细的植株。

从表1看到生育前期与蛋白含量呈显著正相关，偏相关和通径分析显示生育后期和生育期与产量呈较大负相关，生育期通过主茎节数（X7）、单株粒重（X10）对产量的影响通径系数较大，为1.0051、0.8186。说明生育期是通过这两个因素对产量起作用的。王淑荣[9]、郝瑞莲[10]认为，生育期对产量影响较大，在选择高蛋白品种时，应考虑选择开花不太早而生育期又不能太晚的单株，这点与黄文[11]等研究结果相同。从表2、表3看到底荚高度与产量呈显著负相关，而与蛋白呈正相关，在选择高蛋白植株时，应选择底荚高度适中，不能太高或太低，既要蛋白含量较高同时又要有较好的产量。

从表1相关分析看，高产和高蛋白育种的主攻方向有着相同点，选择单株粒重大的品种，可同时提高产量和蛋白含量。而大豆蛋白的含量因年份、气候条件和地理位置的变化而发生改变，因此，高蛋白大豆的产量是由多因素相互作用决定的。从表3看到通径分析的决定系数为0.99974，剩余通径系数为0.01620，说明此通径分析结果有一定的代表性。

本文通过相关、通径分析探讨了高蛋白大豆各农艺性状间的关系及对产量影响的主次关系，因试验的高蛋白品种较少（10个品种），故所得分析结果不一定全面，仅为高蛋白育种提供一些参考。

根据本文的分析，在选育高蛋白品种时，可选择开花略晚、生育期为中晚熟、百粒重较大、株高偏高、底荚高度中等、主茎节数多、单株粒重大的单株。

［1］辛大伟,陈庆山,单继勋,等.不同大豆品种品质性状的动态积累[J].东北农业大学学报,2006(5):592-595.

［2］徐冉,张礼凤,王彩洁,等.山东省审定大豆品种的产量、品质及株型演变[J].中国油料作物学报,2007,29(3):242-247.

［3］谢冬微,韩英鹏,李文滨.不同环境条件下大豆脂肪酸含量与主要农艺性状相关性及通径分析[J].大豆科学,2010,29(3):403-407

［4］汪宝卿,张礼凤,慈敦伟,等.黄渤海地区夏大豆农艺性状与产量的多元回归和通径分析[J].大豆科学,2010,29(2):255-259.

［5］王立华,赵心忠,栾建辉.高蛋白大豆农艺性状对产量效应的灰色关联分析[J].种子科技,2005(3):162-164.

［6］成雪峰.黄渤海大豆高产优质育种的灰色关联分析[J].大豆科学,2010,29(5):751-755.

［7］静广利.株高与小区产量及其它农艺性状的相关及通径分析[J].农业与技术,2006,26(23):67-68.

［8］张海泉.大豆不同品种（系）性状与产量关系的研究[J].沈阳农业大学学报,2000,31(2):162-165.

［9］王淑荣.灰色关联分析在大豆育种数量性状选择上的应用[J].黑龙江农业科学,2000(3):15-17.

［10］郝瑞莲.夏大豆主要农艺性状的灰色关联度分析[J].大豆通报,2002(2):11-12.

［11］黄文,李光发,马云波.高蛋白大豆品种产量及子粒主要品质性状稳定性的研究[J].吉林农业科学,1995(4):38-42.