周桂梅 刘振兴 陈 健
(河北省唐山市农业科学研究院,唐山063001)
红小豆新品种(系)的鉴定与评价
周桂梅 刘振兴 陈 健
(河北省唐山市农业科学研究院,唐山063001)
采用田间鉴定及主成分分析法,对25个红小豆新品种(系)进行了综合评价。结果表明,参试品种间类型较丰富,同一性状间的变异较大;苏红16-3、苏红15-8、H037等3个新品种(系)在唐山地区不能成熟;品种间产量差异达极显著水平,12个新品种(系)的产量超过对照;根据与对照品种的产量差异,将供试品种(系)划分为高产、中产、低产3个组群;产量居前8位的依次为冀红0015、唐红2010-12、冀红0001、唐红2010-23、白红8号、品红2011-18、保红201014-20、品红2011-20,主成分分析综合指标排前8位的依次为:品红2011-20、保红200831-2、1103、渝红3号、唐红2010-12、唐红2010-23、冀红0001、冀红0015;产量较高且综合评价较好的品种为冀红0015、唐红2010-12、冀红0001、唐红2010-23和品红2011-20等5个新品种(系),因此确定这5个新品种(系)可在生产上直接大面积示范推广,亦可作为优良亲本。
红小豆;鉴定;主成分分析;综合评价
红小豆起源于我国,是我国主要的食用豆类之一[1]。其富含营养,医食同源,是保健食品开发的重要资源,也是当前农业种植业结构调整和经济欠发达地区农民脱贫致富的首选作物。随着人们对膳食结构要求的改变及农业供给侧改革,红小豆的消费量、种植面积必将有一定程度的提高。红小豆长期以来被视为小作物,研究力量薄弱,新品种选育及推广受到限制,致使生产用种参差不齐。近年来,在国家食用豆产业技术体系的资助下,全国食用豆科研队伍得到了巩固与壮大,科研水平不断提高,已培育出多个高产优质红小豆新品种(系)。引种是简而易行、迅速有效的一种育种方法[2],可在2~3年内获得优良品种,实现优新品种的更换;但是,引种不能盲目,要掌握一定的原则。新品种(系)适应性鉴定试验是引种最关键的一环,因为每个品种都有一定的生态适应性,通过鉴定试验、正确评价[3-4],可以筛选出适宜当地生态环境的品种。本项研究由国家食用豆产业技术体系育种研究室引进红小豆新品种(系),进行田间鉴定,并运用主成分分析法对参试品种(系)进行综合评价,筛选适宜本地的优良新品种(系),直接应用于生产或作为亲本材料的来源。
1.1 试验材料 供试红小豆新品种(系)25个,由国家食用豆产业技术体系育种研究室提供(表1),其中以冀红9218为对照。
表1 参试新品种(系)的选育单位
1.2 试验方法 试验于2016年6月在唐山农业科学研究院试验农场进行,3次重复,随机区组设计,4行区,行长5m,行距0.5m,株距13cm。田间调查和室内考种方法参照程须珍等[5]主编的《小豆种质资源描述规范和数据标准》。田间调查始花期、成熟期;成熟后每个小区随机选10株进行室内考种,调查株高、主茎分枝、主茎节数、荚长、单株荚数、单荚粒数、百粒重等性状,分小区摘荚、脱粒、晾晒、称重,折合成公顷产量。主成分分析参照刘振兴等[6]的方法进行。
1.3 数据处理 采用Excel进行平均数、变异系数等基本数据统计,用DPS7.05进行方差分析、多重比较及主成分分析。
2.1 主要农艺性状的基本统计分析 苏红16-3、苏红15-8、H037等3个品种未能成熟,所以只对余下的22个红小豆新品种(系)进行鉴定与评价。结果表明(表2):供试红小豆新品种(系)类型较丰富,同一性状间存在着较大差异,变异系数在7.5%~25.4%之间。其中,主茎分枝、百粒重、单株荚数和株高的差异最大,主茎分枝最多的为5.6个,最小的为2.3个,变异系数达25.4%;百粒重最大为23.1g,最小的仅为10.6g,变异系数为21.7%;单株结荚最大的为40.8个,最小的为18.2个,变异系数为21.2%;植株最高的109.2cm,最矮的为44.3cm,变异系数为20.9%。单荚粒数及产量的差异次之:其中单荚粒数最大值为8.6粒,最小为4.6粒,变异系数为13.1%;产量最大值为3002.5kg/hm2,最小值为1905.8kg/hm2,变异系数为12.7%。其他性状的差异较小,变异系数在12%以下。全生育期的变异系数最小,仅为7.5%。生育前期的变异系数大于生育后期,可见全生育期主要由生育前期决定,因此在以短生育期为育种目标时,应重点选择始花期这一目标性状。
2.2 红小豆新品种(系)的产量分析 对22个红小豆新品种(系)的产量进行方差分析,各品种间的差异达到显著水平,新复极差做多重比较,结果见表2。
22个红小豆品种间的产量差异达到极显著水平,有12个超过对照冀红9218,其中冀红0015产量最高,产量最低的为辽红08712。根据产量结果,可进一步将22个品种划分3组。
第Ⅰ组为高产品种,产量在2800kg/hm2以上,包括冀红0015、唐红2010-12、冀红0001、唐红2010-23、白红8号等5个新品种(系),比对照增产7.7%以上。
第Ⅱ组为中产品种,产量在2500~2800kg/hm2之间,和对照差异性不显著,包括品红2011-18、保红201014-20、品红2011-20、保红200831-2、1103、龙11-203、JHPX01、冀红9218、白红9号、同杂-6等10个新品种(系)。
第Ⅲ组产量较低,与对照差异显著,产量在2500kg/hm2以下,包括龙11-726、JHPX02、012-27、渝红2号、渝红3号、012-8、辽红08712等7个品种(系),这些材料在唐山地区产量表现较差。
表2 红小豆品种(系)的主要性状表现
2.3 红小豆新品种(系)的综合评价 对红小豆新品种(系)的主要性状进行主成分分析,前7个主成分的累积贡献率为93.2652%,表明前7个主成分已基本包括了红小豆11个性状的全部信息,可用前7个主成分(Y1~Y7)对其进行综合评价。以各主成分对应的方差贡献率作为权重,对主成分得分和相应的权重进行线性加权,构建所得红小豆品种(系)评价函数Y=30.63Y1+20.58Y2+10.75Y3+10.21Y4+ 8.37Y5+7.55Y6+5.17Y7,进而计算各品种(系)的综合评价分值。评价分值越高,表明该品种(系)综合评价越好,品种(系)越优秀[7]。将22个红小豆新品种(系)的主成分得分、综合得分及优良排序列于表3。根据综合得分,综合评价排在前10名的依次为品红2011-20、保红200831-2、1103、渝红3号、唐红2010-12、唐红2010-23、冀红0001、冀红0015、同杂-6、品红2011-18,龙11-726综合评价结果最低。
供试的22个红小豆新品种(系)类型较丰富,主要性状的变异系数在7.5%~25.4%之间,这与刘振兴等[6]、周桂梅等[8]研究结果类似,说明红小豆的性状表现受基因与环境因素共同决定。根据产量表现,将红小豆新品种(系)划分为高产、中产、低产3个组群,若以高产为目标,在生产上可直接利用冀红0015、唐红2010-12、冀红0001、唐红2010-23、白红8号等5个高产新品种(系);品红2011-18等10个中产品种(系)的产量与对照差异不明显,可作为生产的储备品种;龙11-726等7个低产品种(系),不适宜在本地区示范推广。利用主成分分析法对红小豆新品种(系)进行综合评价,品红2011-20、保红200831-2、1103、渝红3号、唐红2010-12、唐红2010-23排在前5位,这与产量高低顺序不一致,说明产量只是衡量品种优劣的一个指标,若正确评价一个品种应考虑其他性状因子,进行综合评价。供试25个红小豆新品种(系),初步筛选产量和综合评价位次前1/3即前8名的新品种(系)作为初选品种(系)。产量位居前8的依次为冀红0015、唐红2010-12、冀红0001、唐红2010-23、白红8号、品红2011-18、保红201014-20、品红2011-20,主成分分析位居前8的依次为品红2011-20、保红200831-2、1103、渝红3号、唐红2010-12、唐红2010-23、冀红0001、冀红0015。两组中,有5个属于交叉新品种(系),即冀红0015、唐红2010-12、冀红0001、唐红2010-23和品红2011-20等,说明这5个材料不仅产量高,而且综合评价也较好。因此,产量和综合评价相结合,确定冀红0015、唐红2010-12、冀红0001、唐红2010-23和品红2011-20等5个新品种(系)可在生产中大面积示范推广。
表3 红小豆品种(系)的各主成分得分、综合得分及优良排序
红小豆属短日照作物,光温敏感,性状表现受外界环境影响较大。基于表型性状的综合评价存在一定的地域性,新品种(系)优劣的评价结果也是相对的。本试验仅以红小豆生育期及形态性状为评价指标,缺乏抗逆性、子粒商品性及营养成分含量等指标,因此下一步将红小豆子粒的商品性、成分含量及抗逆性纳入评价指标,以实现对红小豆新品种(系)全面的综合评价。
[1] 王述民,谭富娟,胡家蓬.小豆种质资源同工酶遗传多样性分析与评价[J].中国农业科学,2002,35(11):1311-1318
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[3] 孙少华.如何做好小麦品种区域试验品种评价[J].中国种业,2016(3):24
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[5] 程须珍,王素华,王丽侠.小豆种质资源描述规范和数据标准[M].北京:中国农业出版社,2006
[6] 刘振兴,周桂梅,陈健,等.基于主成分与聚类分析的小豆品种综合评价[J].农学学报,2015,5(9):57-64
[7] 宋江峰,刘春泉,姜晓青,等.基于主成分与聚类分析的菜用大豆品质综合评价[J].食品科学,2014(12):1-9
[8] 周桂梅,刘振兴,陈健,等.小豆品种形态特征研究及综合评价[J].植物遗传资源学报,2014,15(5):1144-1149
2017-04-23)
国家食用豆产业技术体系建设(CARS-09);国家科技支撑计划(2014BAD07B05-36);唐山市科技支撑计划(141250208B)
刘振兴