福建省近年来育成春大豆品种农艺性状的遗传变异、相关性及主成分分析

吕美琴

（福建省泉州市农业科学研究所，泉州362212）

大豆起源于中国，是人类植物蛋白的重要来源，也是最重要的食用植物油源[1]。随着人民生活水平的不断提高，大豆需求也迅猛增加，国内大豆供需矛盾日益突出。造成这一困境的原因是我国大豆整体单产水平不高，因此，提高大豆单产已成为育种家的育种目标之一。大豆的产量是受多基因控制的数量性状，由多因素相互作用而决定，且遗传力低，直接选择效果较差，如果通过遗传力高且与产量关系密切的其他农艺性状进行间接选择则容易见效[2]。因此，研究和探讨各性状之间的遗传关系已成为育种者十分关注的问题[3]。福建省大豆常年播种面积在6万hm2左右，春大豆面积占一半。近年来，先后育成了福豆310、泉豆5号、莆豆10号等多个高产春大豆品种。关于这些品种的选育和高产栽培技术已有报道[4-7]，但相关农艺性状的遗传分析鲜见报道。

本试验通过对福建省近年来育成的11个春大豆品种的10个农艺性状进行遗传变异分析、相关分析和主成分分析，旨在寻求和解析各农艺性状之间及其与产量之间的关系，从而为今后福建省春大豆新品种选育、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 试验材料 供试材料为2002-2017年通过福建省或国家审定的11个春大豆品种，品种编号、名称、来源及审定时间详见表1。

表1 供试春大豆品种

1.2 试验地点与设计 试验于2018年3月在福建省泉州市农业科学研究所试验基地进行。试验地为黄壤土，地力较均匀。试验采用随机区组设计，2行区，行长 6．67m，行距 40cm，株距 17．6cm，3 次重复。

1.3 测定项目和方法 成熟后每个小区随机选取10 株进行考种，测定生育期（X1）、株高（X2）、有效分枝数（X3）、主茎节数（X4）、单株荚数（X5）、单株粒数（X6）、单株粒重（X7）、百粒重（X8）、蛋白质含量（X9）和脂肪含量（X10）。其中蛋白质含量和脂肪含量用FOSS 1241近红外谷物分析仪测定。

1.4 数据处理和统计 利用Excel 2003软件整理并统计数据。采用DPSv7．05软件进行数据的相关分析和主成分分析。

2 结果与分析

2.1 农艺性状的变异分析 11个品种10个农艺性状变异分析结果如表2所示。主茎节数的变异系数最大，达14．75%；生育期的变异系数最小，为3．28%。有效分枝数、主茎节数、单株荚数、单株粒数和单株粒重的变异系数大于平均变异系数，说明这5个品种的农艺性状变异幅度较大。

表2 农艺性状的变异系数

2.2 农艺性状间的相关分析 单株荚数、单株粒数、单株粒重和百粒重是构成大豆产量性状的重要因素。参试品种农艺性状间相关系数见表3。单株荚数与单株粒数呈极显著相关，与有效分枝数、单株粒重呈显著相关。单株粒数与单株荚数呈极显著相关，与有效分枝数呈显著相关。单株粒重与有效分枝数和单株荚数呈显著相关。从表3中还可以得知，蛋白质含量与脂肪含量呈极显著负相关。

2.3 主成分分析 根据对7个主要农艺性状的主成分分析结果（表4），前3个主成分的累积贡献率为83．78%，能够集中反映品种的信息。第一主成分的特征值为 2．9590，贡献率最大，达 42．27%，第二主成分的特征值为 1．5805，贡献率次之，达 22．58%，第三主成分的特征值为1．3253，贡献率达18．93%。

表3 农艺性状之间的相关系数

从表4可以看出，在第一主成分的特征向量中，特征向量值较高且为正的主要农艺性状有单株荚数、单株粒数。特征向量值为负的农艺性状为百粒重。说明单株荚数、单株粒数与百粒重呈负相关，这与相关分析结果一致。此类性状与荚数、粒数有关，所以称第一主成分为“荚粒性状”因子。

在第二主成分的特征向量中，特征向量值较高且为正的主要农艺性状有百粒重、单株粒重。特征向量值较高且为负的农艺性状有主茎节数。说明单株粒重、百粒重与主茎节数呈负相关，这与相关分析结果一致。此类性状与产量有关，所以称第二主成分为“产量性状”因子。

在第三主成分的特征向量中，特征向量值较高且为正的主要农艺性状有主茎节数。特征向量值较高且为负的农艺性状有株高和有效分枝数。说明主茎节数与植株高度、有效分枝数呈负相关，这与相关分析结果一致。此类性状与植株的株型有关，所以称第三主成分为“株型性状”因子。

表4 农艺性状的主成分分析

3 结论与讨论

本试验所分析的10个农艺性状中，有效分枝数、主茎节数、单株荚数、单株粒数和单株粒重的变异系数较大，在今后育种过程中，应该侧重考虑这些农艺性状，这样才能容易选出综合性状优良的品种。

各农艺性状的相关分析结果表明，各性状之间相互影响，相互制约，其中单株粒重与有效分枝数和单株荚数呈显著相关。因此，今后福建省的大豆品种选育应注重考虑选择有效分枝数多和单株结荚数多这两个农艺性状因子。另外，百粒重与有效分枝数、主茎节数、单株粒重无显著相关。此研究结果与田海燕等[8]的研究结果不一致，可能是不同种植区域环境差异或育种材料的品种不同，导致性状间的相关性有所差异[9]。

主成分分析是一种简化多指标分析的方法，它是指用少数几个独立的综合指标来代替多个具有相关性的指标[10]。本试验通过对7个主要农艺性状进行主成分分析，得出前3个主成分累积贡献率为83．78%，所以可以用这几个主成分对事物的属性进行概括性分析，并将这3个主成分因子分为荚粒性状因子、产量性状因子和株型性状因子。该研究结果与汪宝卿等[11]的研究结果相似，但与韩秉进等[12]和辛秀珺等[13]的研究结果有所不同，原因可能是由于不同生态条件下不同品种的生长发育规律不同所引起的。