北疆不同复播大豆品种主要数量性状的遗传多元分析

李有忠，叶春秀，董永梅，王志军，谢宗铭

(新疆农垦科学院生物技术研究所/作物种质创新与基因资源利用兵团重点实验室，新疆 石河子 832000)

北疆不同复播大豆品种主要数量性状的遗传多元分析

李有忠，叶春秀，董永梅，王志军，谢宗铭*

(新疆农垦科学院生物技术研究所/作物种质创新与基因资源利用兵团重点实验室，新疆 石河子 832000)

【目的】本文对北疆复播大豆新品种进行了选育，为大豆高产栽培提供理论依据。【方法】以21个超早熟大豆新品种(系)为材料，对主要农艺性状进行遗传变异分析、简单相关分析和主成分分析。【结果】复播大豆单株粒数的变异系数最大，为18.9%，生育天数的变异系数最小，为4.02 %；单株生物产量与单株粒数、主茎节数、茎粗、生育期呈正相关，与百粒重、单株有效荚数、结荚高度、株高呈负相关；从主成分分析看，前6个主成分的累积贡献率达95.2294 % 。【结论】产量构成的主要性状有生育天数、主茎节数、单株荚数、单株粒数、株高、有效分枝数、百粒重。在选育适合北疆复播大豆育种亲本选配时，应着重对以上农艺性状进行综合性选择。在麦后复播条件下选择品种时，宜选择植株高度适宜、生育期较长、分枝多、单株荚数多、单株粒数多和百粒重高的耐阴性品种，然后通过播期调整、肥水控制来促进营养生长，提高有效分枝以及单株荚数，保证较高的单株粒数和百粒重，实现增产。

复播大豆；农艺性状；遗传变异；相关分析；主成分分析

【研究意义】大豆在长期自然选择与人工选择下，除了因性状及因杂交种的世代而不同外，还相应于环境条件产生了性状的变异，作为遗传-环境的统一体，各种性状之间往往具有一定的联系和相关[1]。把遗传相关从表现型相关中分解出来，加以认识与运用，才能真实地反应性状间在遗传上的相关关系。因此，研究和探讨各性状之间的遗传关系对大豆产业的发展具有重要的意义。【前人研究进展】关于大豆品种数量性状相关的研究,已有过不少报导[2-3],但结果均因试验环境、群体的性质及大小的差异而不完全一致。赵志刚，罗瑞萍等以12个春大豆新品种(系)为材料，进行了遗传多元分析。大豆有效分枝数的变异系数最大，为82.82 %，生育天数的变异系数最小，为3.31 %；产量与单株粒数呈极显著正相关，与单株荚数呈显著相关，与株高、有效分枝数、主茎节数、百粒重呈正相关，与结荚高呈负相关；从主成分分析看，前4个主成分的累积贡献率达93.0344 %。【本研究切入点】本研究以新疆农垦科学院生物技术研究所引种选育的21个超早熟大豆品种(系)为材料，在新疆绿洲灌溉农业的生态条件下，对超早熟大豆主要农艺性状进行遗传变异分析、简单相关分析和主成分分析。【拟解决的关键问题】以期寻找各性状间及其与产量的相互关系，旨在为开展超早熟大豆新品种选育、亲本性状选择和高产栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

材料为2010年再评价筛选超早熟大豆品种(系)：伊大豆1号、早豆07、新大豆16号、内豆4号、东农41、伊大豆3号、蒙豆9号、0515、北693、北豆23、北2727、伊大豆4号、黑河45、黑河50、黑河51、黑河25、黑河05-5294，合丰30、北豆16、北豆33、北豆34，21个品种。

1.2 试验设计与栽培管理

1.2.1 试验设计 试验地设在新疆农垦科学院林园所试验田内。试验采用随机区组排列，重复3次。超早熟大豆于7月6日播种，行距15 cm，株距10 cm，理论保苗66.66 万株/hm2，行长9.5 m，小区面积2.85 m2，走道宽1.0 m，试验占地面积219.4 m2。试验四周设保护行。

1.2.2 栽培管理 试验地为灰漠灌溉土，地势平坦，有井水灌溉。7月3日犁地、打埂、喷施金都尔除草剂，喷施270 g/hm2；6日播种，采用人工开沟条播，每穴播种2粒，播种深度4 cm。在苗期及时间苗、定苗，并记载。整个生育期内中耕除草3次，达到草净苗旺；浇水6次(7月7、10、20、26、30日及8月4日灌水)，达到灌水均匀，在第6水追施NEB-F腐殖酸叶面型肥料 30 kg/hm2(每袋10 mL)、水溶肥料225 kg/hm2。其余管理与大田生产相同。10月12日参试品种成熟后人工收获。

1.3 调查及测定项目

大豆播后记载物候期与生物学性状。大豆成熟时，每个小区每个品种在生长均匀处连续拔取10株考查单株性状。测定项目有生育期、株高、结荚高度、主茎节数、有效分枝数、单株荚数、单株粒数、百粒重、单株产量。大豆成熟后各小区分别收获、脱粒、称重。

1.4 统计分析

试验采用Microsoft Excel和DPS统计软件对试验数据进行汇总与遗传多元分析[4]。

2 结果与分析

2.1 各大豆品种(系)农艺性状的变异系数分析

从表1可知，大豆的9个农艺性状存在着丰富的变异潜力。其中，变异系数最大的性状是单株粒数，为18.9 %；再次为单株有效荚数，达17.7 %；变异系数最小的是生育期，为4.02 %。各农艺性状的变异系数从大到小依次为：单株粒数>单株有效荚数>结荚高度> 单株生物产量>茎粗>百粒重> 株高>主茎节数>生育期。可见，不同品种(系)的农艺性状之间存在着不同程度的变异范围。

注：相关系数临界值，a=0.05时,r=0.4329；a=0.01时,r=0.5487。*、** 分别表示在0.05和0.0l水平差异显著。

Note：When the critical value of correlation coefficientais 0.05，r=0.4329；ais 0.01，r=0.5487. *and ** mean significant difference at 0.05 and 0.01 levels, respectively．

2.2 供试大豆品种(系)各性状间的相关分析

从表2可知，单株生物产量与单株粒数、主茎节数、茎粗、生育期呈正相关，与百粒重、单株有效荚数、结荚高度、株高呈负相关；百粒重与单株粒数呈显著正相关，与主茎节数、单株有效荚数、主茎节数、茎粗、生育期呈正相关，与株高、结荚高度呈负相关；单株粒数与单株有效荚数、主茎节数、茎粗、株高呈正相关，与生育期、结荚高度呈负相关；单株有效荚数与主茎节数呈极显著正相关，与茎粗、生育期呈正相关，与株高、结荚高度呈负相关；主茎节数与株高呈显著正相关，与结荚高度呈正相关，与生育期、茎粗呈负相关。

2.3 供试大豆品种(系)主要性状与产量之间的主成分分析

由表3可知，在所有的主成分构成中，信息主要集中在前6个主成分，其累积贡献率达到95.2294 %。主成分1贡献率最大，为43.0343 %，其次为主成分2、3、4、5、6，贡献率分别为21.3551 %、16.0399 %、6.5132 %、4.8633 %、3.4236 %。

由表4可知，在第1主成分中，特征向量值较高且为正的性状是百粒重、单株有效荚数、单株粒数、主茎节数、茎粗、株高，特征向量值为负的性状是结荚高度、生育期、单株生物产量。说明第1主成分大的品种(系)，具有生育期短、结荚低、主茎节数多、单株荚数多、单株粒数多、百粒重大的特点。第2主成分中，特征向量均为正值，由大到小依次为株高>生育期>结荚高>主茎节数>单株有效荚数>单株生物产量>茎粗>百粒重>结荚高>单株粒数；说明具备第2主成分的品种(系)具有植株高度适中、分枝合适、主茎节数多、单株荚数多、单株粒数多、百粒重大、产量高的特点。第3主成分中，特征向量值较高且为正的性状是单株生物产量、茎粗、单株粒数、生育期，特征向量值为负的性状是株高、百粒重、单株有效荚数、主茎节数、结荚高度，说明第3主成分大的品种(系)具有生育期长、植株矮、茎杆粗、主茎节数少、单株粒数多、百粒重小的特点。第4主成分中，特征向量值较高且为正的性状是结荚高度、茎粗、单株粒数、主茎节数、百粒重，特征向量值为负的性状是单株生物产量、株高、生育期、单株有效荚数，说明第4主成分大的品种(系)具有植株矮、主茎节数多、结荚高、粒数多、百粒重高的特点。

表3 主成分分析的特征值

3 讨 论

通常在新品种(系)比较试验中只采用方差分析和稳产性分析进行品种评价，而在各种问题的多指标分析中，由于指标的个数多，又相互关联，分析工作比较困难。多元统计的主成分分析是指在不损失或很少损失原有信息的前提下，将原来个数较多而且彼此相关的指标转换为新的个数较少而彼此独立或不相关的综合指标，从而简化多指标分析。本研究采用相关分析、主成分分析等遗传多元分析法客观、全面、合理地评价了21个超早熟大豆新品种 (系)，从而避免了方差分析单考虑产量的局限性。

遗传变异系数可以反映出各性状的变异丰富程度。遗传变异系数越大，表明该性状存在着越丰富的变异潜力[5-7]。在该研究所分析的各农艺性状中，单株粒数、单株有效荚数、结荚高度、单株生物产量的变异系数较大，因此，今后在超早熟大豆品种选育当中可以优先考虑对这些性状的选择。

4 结 论

从相关分析看，单株生物产量与单株粒数、主茎节数、茎粗、生育期呈正相关，与百粒重、单株有效荚数、结荚高度、株高呈负相关。

从主成分分析看，前6个主成分累积贡献率为95.2294 %，基本能反映出原来诸多变量的信息量。产量的构成主要在第l、2、3、4、5、6主成分上，包含的主要性状有生育期、主茎节数、单株荚数、单株粒数、株高、百粒重。

所以在选育适合麦后复播大豆育种亲本选配时，应着重对以上农艺性状进行综合性选择。综上所述，在麦后复播条件下选择品种时，宜选择植株高度适宜、生育期较长、分枝多、单株荚数多、单株粒数多和百粒重高的耐阴性品种，然后通过播期调整、肥水控制，促进营养生长，提高有效分枝数以及单株荚数，保证较高的单株粒数和百粒重，实现增产。

[1]赵剑峰. 遗传相关分析在大豆育种中的应用[J]. 大豆通报，2001，6(3)：26-27.

[2]赵志刚，罗瑞萍，姬月梅，等. 套种模式下不同大豆品种主要数量性状的遗传多元分析[J]. 安徽农业科学，2010，38(18)：9463-9465.

[3]李明松，吕美琴，林荣辉. 春大豆新品种(系)比较试验的遗传多元分析[J]. 安徽农学通报，2009，15(II)：141-142.

[4]唐启义，冯明光. DPS数据处理系统[D]. 北京：科学出版社，2007.

[5]韩秉进，潘相文，金 剑，等．大豆农艺及产量性状的主成分分析[J]．大豆科学，2008，27(1)：67-73.

[6]李文霞，李柏云，薛 红，等. 黑龙江省不同生态区大豆品种育种性状的主成分分析[J]. 大豆科学, 2013，32(6)：731-734.

[7]汪宝卿，张礼凤，戴海英，等. 黄淮海地区夏大豆农艺性状的遗传变异、相关及主成分分析[J]. 大豆科学，2012，31(2)：208-212.

GeneticMultianalysisonMainQuantityCharactersofDifferentSoybeanVarietiesinBeijiang

LI You-zhong, YE Chun-xiu, DONG Yong-mei, WANG Zhi-jun, XIE Zong-ming*

(Xinjiang Production & Construction Group Key Laboratory of Crop Germplasm Enhancement and Gene Resources Utilization, Xinjiang Shihezi 832000, China)

【Objective】In the present paper, the high-yield cultivation in earlier-maturing soybean after winter wheat in North Xinjiang was conducted to provide the theoretical basis for new variety breeding．【Method】Taken 21 earlier-maturing soybean(1ines)as tested materials，the genetic variation analysis，simple correlation analysis and principal component analysis for soybean main agronomic traits were made．【Result】The variation coefficient of the effective branches was the largest，being 18.9 %，and that of growing days was the minimum，being 4.02 %．The yield showed a positive correlation with grain number per plant，nodes on main stem，stem diameter，growth stage and a negative correlation with 100·kernel weight，the height of bottom pod，pod number per plant, pod-setting height and plant height. The principal component analysis indicated that the cumulative contribution rate of first 6 principal components was 95.2294 %． 【Conclusion】The main agronomic traits of the yield composing were growing days，nodes on main stem，pod number per plant，grains per plant, plant height，effective branches and 100-kernel weight．When the parents were selected for soybean breeding in North Xinjiang，the comprehensive selection above characters should be considered．When the varieties were selected after winter wheat，the varieties with suitable plant height，longer growing days，more branches，pod number per plant and grains per plant，high 100 kernel weight and good shade tolerance were selected，and then the soybean yield should be increased by adjusting the sowing date and controlling water and fertilizer to promote the nutrition growth, enhance the effective branches and pods per plant and ensure high grains per plant and 100 seed weight．

Soybean；Agronomic traits；Genetic variation；Correlation analysis；Principal component analysis

1001-4829(2017)5-1016-04

10.16213/j.cnki.scjas.2017.5.006

2016-05-10

兵团科技局 新疆生产建设兵团新品种后补助项目(2013BD0401)；兵团科技局 兵团生物种质资源专项(2012BD046)；国家转基因专项 高产转基因大豆新种质创制(2008ZX08004-005)；“十二五”兵团育种攻关计划 大豆新品种选育与高产高效栽培创建示范(2011BA005)

李有忠(1981-)，男，甘肃武威人，硕士，副研究员，研究方向为棉花、大豆遗传育种，电话：0993-6683723，15001634383，E-mail：lyz8095@sina.cn；*为通讯作者：谢宗铭(1971-)，男，甘肃民勤人，研究员，博士，硕士生导师，研究方向为棉花、大豆分子育种，电话：0993-6683583，13677546101，E-mail：xiezmchy@163.com。

S565.1

A

(责任编辑 陈 虹)