南繁大豆种子产量相关性状的灰色关联度分析

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(1.东北农业大学资源与环境学院， 黑龙江 哈尔滨 150030； 2.新疆农业科学院海南三亚农作物育种试验中心， 海南 三亚 572014)

大豆(Glycinemax(L.)Merr.)是重要的油料作物和蛋白质饲料的主要来源，为加快大豆新品种的选育进程，育种家常利用海南冬季特殊的气候条件，进行大豆育种中间材料的加代和重要种质资源的扩繁，即“南繁育种”。如今，南繁已成为北方大豆育种工作必不可少的环节[1]。由于南繁通常只为获取繁殖材料，对于南繁大豆产量形成规律的研究报道很少。灰色关联度分析法是分析作物产量和主要农艺性状关系的常用方法，现已广泛应用于大豆[2-7]、玉米[8]、小麦[9]、油菜[10]、花生[11]、甘薯[12]、谷子[13]等作物产量相关性状的分析。因此，本研究通过对南繁大豆单株种子产量相关性状进行灰色关联度分析，以期为南繁大豆育制种提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验材料为15份南繁大豆品种：新大豆1号、新大豆2号、新大豆7号、新大豆8号、新大豆9号、新大豆10号、新大豆11号、新大豆12号、新大豆13号、绥农14、哈交00-5337、东农7018、北9939、石大豆2号和阿豆1号，由新疆农业科学院海南三亚农作物育种试验中心提供。

1.2 试验方法

试验设在新疆农业科学院南繁基地，地点位于海南省三亚市海棠区洪李村，属热带海洋季风气候区，用地为新改良沙性土壤，地力均匀。栽培模式为覆膜滴灌，采用垄上双行的播种方式，行距40 cm，株距20 cm，垄宽70 cm，小区面积3.3 m2。于2012年11月11日直播，其它田间管理与大田相同。采用随机区组排列，设3次重复。考种性状包括：百粒重、单株产量、单株粒数、单株荚数、主茎节数、生育期、有效分枝数、株高等(见表1)。

1.3 调查分析方法

各品种完全成熟后及时收获，收获时每小区连续取中间5行10株，对各参试品种的单株产量(X0)、生育期(X1)、主茎节数(X2)、百粒重(X3)、单株粒数(X4)、单株荚数(X5)、有效分枝数(X6)、株高(X7)等农艺性状分别进行测定(见表1)，取其平均值，并计算各农艺性状与单株产量的灰色关联度。

2 结果与分析

2.1 数据标准化处理

由于各农艺性状的单位不统一，不能直接进行灰色关联度分析。因此，原始数据经Excel统计软件整理后(表1)，需通过SPSS 18.0统计软件进行数据标准化处理。标准化结果见表2。

表1 供试品种主要农艺性状的平均值

序号品种名称单株产量(g)生育期(d)主茎节数(节)百粒重(g)单株粒数(粒)单株荚数(个)有效分枝数(个)株高(cm)1新大豆1号20.08110.719.1104.652.06.029.92新大豆2号17.48110.317.698.543.34.732.03新大豆7号19.97511.715.1131.957.06.341.24新大豆8号23.77910.719.6121.052.74.323.25新大豆9号21.87813.015.6139.668.35.040.36新大豆10号16.38110.018.687.944.04.328.87新大豆11号15.48213.015.698.744.04.332.58新大豆12号16.0819.720.079.838.73.725.39新大豆13号24.48311.718.2133.971.74.732.510绥农1422.58111.020.0112.955.74.330.611哈交00-533717.87813.016.1110.554.35.341.612东农701824.18013.716.3147.373.35.340.613北993917.38113.018.494.145.05.732.514石大豆2号17.68112.716.9103.949.04.332.515阿豆1号22.48011.018.4121.563.75.033.0

表2 数据标准化处理结果

序号品种名称X0X1X2X3X4X5X6X71新大豆1号0.07170.4424-0.75510.8395-0.3948-0.20041.5339-0.56922新大豆2号-0.75090.4424-1.0633-0.0600-0.7034-1.0003-0.2465-0.19573新大豆7号0.0401-2.62020.0154-1.55900.98590.25931.94481.44094新大豆8号1.2424-0.5785-0.75511.13930.4346-0.1361-0.7943-1.76115新大豆9号0.6412-1.08891.0170-1.25921.37541.29820.16441.28086新大豆10号-1.09900.4424-1.29440.5397-1.2395-0.9360-0.7943-0.76497新大豆11号-1.38370.95281.0170-1.2592-0.6933-0.9360-0.7943-0.10678新大豆12号-1.19390.4424-1.52551.3791-1.6492-1.4233-1.6161-1.38759新大豆13号1.46391.46330.01540.29981.08711.6108-0.2465-0.106710绥农140.86270.4424-0.52391.37910.02500.1398-0.7943-0.444711哈交00-5337-0.6244-1.08891.0170-0.9594-0.09640.01100.57521.512012东农70181.3690-0.06811.5564-0.83951.76481.75800.57521.334113北9939-0.78260.44241.01700.4197-0.9259-0.84401.1230-0.106714石大豆2号-0.68760.44240.7859-0.4797-0.4303-0.4763-0.7943-0.106715阿豆1号0.8311-0.0681-0.52390.41970.45990.87530.1644-0.0178

2.2 求绝对差值

分别以单株产量做参考数列求绝对差值：

Δi(k)=︱Xi(k)-X0(k)︱，其中，最小差为0.000 6，最大差为3.003 4(见表3)。

2.3 求关联系数

分别以X0做参考数列，依据各自的绝对差值表，按公式：

Yi (k)=( 0.000 6+0.5×3.003 4)/(Δi(k)+0.5×3.003 4)=1.502 3/(Δi(k)+1.501 7)。

关联系数计算结果见表4。

2.4 求关联度

关联度是关联度系数的算术平均值，见表5。可以看出，单株产量与主要农艺性状的关联度大小顺序依次为：单株荚数、单株粒数、百粒重、株高、主茎节数、有效分枝数和生育期。

根据灰色关联度分析原理，系统中各因子的重要性以关联度表示，关联度越大，则表示该因子越重要，即与参考数列的关系越密切；反之，关联度越小的因子与参考数列的关系越疏远[7]。因此，南繁大豆主要农艺性状对单株种子产量的影响以单株荚数最大，其后依次为单株粒数、百粒重、株高、主茎节数、有效分枝数和生育期。

表3 以单株产量为参考数列的绝对差值

序号品种名称Δ7Δ6Δ5Δ4Δ3Δ2Δ11新大豆1号0.37070.82680.76770.46660.27221.46220.64102新大豆2号1.19330.31230.69100.04760.24940.50440.55533新大豆7号2.66030.02471.59910.94580.21921.90471.40084新大豆8号1.82091.99750.10310.80781.37852.03673.00345新大豆9号1.73020.37581.90040.73410.65700.47690.63956新大豆10号1.54130.19541.63860.14050.16300.30460.33417新大豆11号2.33652.40070.12450.69050.44770.58941.27708新大豆12号1.63630.33172.57300.45530.22940.42220.19369新大豆13号0.00061.44851.16410.37680.14701.71041.570610绥农140.42031.38660.51640.83780.72301.65711.307411哈交00-53370.46461.64140.33500.52790.63541.19962.136412东农70181.43700.18742.20840.39590.38900.79370.034813北99391.22491.79961.20230.14330.06151.90560.675814石大豆2号1.13001.47350.20800.25740.21140.10670.580915阿豆1号0.89911.35500.41140.37120.04420.66670.8489

表4 以单株产量为参考数列的关联系数

序号品种名称Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y11新大豆1号0.80240.64520.66200.76330.84690.50690.70112新大豆2号0.55740.82820.68510.96970.85790.74890.73043新大豆7号0.36100.98420.48450.61380.87300.44100.51764新大豆8号0.45210.42930.93610.65050.52160.42460.33355新大豆9号0.46480.80020.44160.67190.69590.75930.70166新大豆10号0.49370.88520.47840.91480.90250.83170.81847新大豆11号0.39140.38500.92380.68530.77060.71840.54078新大豆12号0.47880.81940.36870.76770.86780.78090.88619新大豆13号1.00000.50920.56360.79970.91120.46770.489010绥农140.78160.52010.74440.64220.67530.47560.534811哈交00-53370.76400.47800.81790.74020.70300.55610.412912东农70180.51120.88940.40490.79170.79460.65450.977713北99390.55100.45510.55560.91320.96110.44090.689914石大豆2号0.57080.50490.87870.85400.87700.93400.721415阿豆1号0.62570.52590.78530.80210.97180.69280.6391

表5 各性状与单株产量的关联度

性状生育期(d)主茎节数(节)百粒重(g)单株粒数(粒)单株荚数(个)有效分枝数(个)株高(cm)关联度0.58710.64400.64870.77200.81530.62890.6463排序7532164

3 讨 论

南繁是我国首创的一种育种方式，其在保障我国粮食安全和种业发展中具有重要地位。大豆南繁是北方大豆育种工作的一个重要环节。开展南繁条件下大豆种子产量形成的研究，可为深入了解大豆南繁的生长特点，及为大豆南繁育种材料的选择提供帮助。

本研究通过对15份南繁大豆品种进行灰色关联度分析，得出单株种子产量与7个主要农艺性状的关联顺序为：单株荚数>单株粒数>百粒重>株高>主茎节数>有效分枝数>生育期。该结果与本课题组在不同播种日期下相同材料的研究结果类似[7]，仅百粒重和有效分枝数2个农艺性状与单株种子产量的灰色关联程度存在差异，进一步验证了灰色关联度分析法的稳定性。与徐麟等[14]在相同环境条件下对10份海南黑豆的研究结果明显不同，该研究认为单株种子产量与主要农艺性状的关联顺序为：百粒重>生育期>有效分枝数>主茎节数>单株粒数>单株荚数>株高>底荚高度。因此，认为相较于外界条件，大豆材料本身的生物学特性更为重要，这与汪宝卿等[15]通过灰色关联度分析得出的影响产量的主要农艺性状因结荚习性(本身特性)的不同而有所差异的结论相一致。因此，对于灰色关联度分析的结果应根据大豆的不同生长特性进行分类比较。而对于新疆的大豆南繁材料，应优先考虑单株荚数和单株粒数等农艺性状，以获取更高的大豆种子产量。

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