蚕豆杂交F1农艺性状相关性分析

胡朝芹　何贵兴　吕梅媛　杨峰　于海天　杨新　王玉宝　王丽萍　郑爱清　代正明　唐永生　何玉华

摘要 為探究不同表现型的亲本其杂交后代的农艺性状表现，研究F代植株生物学产量、株高、分枝数、有效分枝数、根重、结荚台数和结荚数之间的相关关系和变异程度，为蚕豆杂交后代农艺性状研究和蚕豆品种选育提供理论参考。以云豆绿心2号和云豆1183为亲本，通过人工去雄、授粉方法，构建杂交后代群体，获取F代138份植株表现型数据，进行相关性分析和变异程度分析。相关性分析发现，生物学产量与株高、分枝数、有效分枝数、根重、结荚台数和结荚数存在极显著正相关。株高、分枝数、结荚数等农艺性状之间也存在极显著或显著正相关。变异程度分析发现，根重的变异系数最大为55.44%，结荚台数最小为8.23%；7个性状变异系数由大到小依次为根重（55.44%）>生物学产量（43.24%）>有效分枝数（30.50%）>分枝数（21.08%）>株高（10.69%）>结荚数（8.59%）>结荚台数（8.23%），总体变异较大，各性状均具有较好的潜力，可充分利用得到符合生产所需要的不同蚕豆品系。在品种选育过程中，可将存在极显著及显著相关关系的性状作为选育蚕豆品系的依据。部分优异单株可以用作优异品种选育的基础材料。

关键词蚕豆；农艺性状；相关性分析；正态分布；变异系数

中图分类号S643.6文献标识码A

文章编号0517-6611（2023）08-0042-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.08.011开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Correlation Analysis of Agronomic Characters in F1 Generation  of  Faba  Bean

HU Chao-qin1，HE Gui-xing2，L Mei-yuan1 et al（1.Institute of Food Crops， Yunnan Academy of Agricultural Sciences，Kunming，Yunnan 650205;2.College of Agronomy and Biotechnology，Yunnan Agricultural University，Kunming，  Yunnan  650201）

AbstractIn order to explore the agronomic performance of the hybrid offspring of parents of different phenotypes， the relationship between the biological yield， plant height， branch number， effective branch number， root weight， pod position number and pod number of F generation plants was studied. Correlation and degree of variation provide a theoretical reference for the research on the agronomic traits of faba bean hybrids and the breeding of faba bean varieties.Taking Yundou Lvxin 2 and Yundou 1183 as parents， the hybrid offspring population was constructed through artificial emasculation and pollination methods， and 138 plant phenotype data of F generation were obtained，correlation analysis and variation degree analysis were carried out. Correlation analysis found that there was a very significant positive correlation between biological yield and plant height， number of branches， number of effective branches， root weight， number of pods and number of pods. There were also extremely significant or significant positive correlations among agronomic traits such as plant height， number of branches， and number of pods.The analysis of the degree of variation found that the maximum coefficient of variation of root weight was 55.44%， and the minimum number of pods was 8.23%;the coefficient of variation of traits in descending order was root weight （55.44%）> biological yield （43.24%）> effective number of branches （30.50%）> number of branches （21.08%）> plant height （10.69%）> number of pods （8.59%）> number of pods （8.23%）， the overall variation was relatively large， and all traits have good potential，which can be fully utilized to obtain different faba bean strains that meet the needs of production.In the process of breed selection， traits with extremely significant and significant correlations can be used as the basis for selection of faba bean lines.Some excellent individual plants can be used as basic materials for the breeding of excellent varieties.

Key wordsFaba bean; Agronomic traits; Correlation analysis; Normal distribution;Coefficient of variation

蚕豆别名胡豆、佛豆、罗汉豆等，是一年生（春播）或越年生（秋播）的草本植物，属于豆科蝶形花亚科野蚕豆族巢菜属下唯一的栽培种。蚕豆属于冷季节豆类，是我国食用豆类中生产面积大、单产水平高的豆类，我国种植面积和年度产量均位居世界第一［1-2］。因此，选育高产的蚕豆新品种显得尤为重要。康智明等［3］、赵娜等［4］对蚕豆农艺性状和品质性状研究表明，总粒数的变异系数最大，生育期的变异系数最小，在相关性方面，蛋白质含量与百粒重，总粒数与总荚数、分枝数，总荚数与分枝数达极显著正相关。蚕豆产量相关农艺性状的杂种优势明显，在育种过程中应重点关注分枝数、株高、百粒重、每荚粒数等农艺性状。何玉华等［5］、于海天等［6］研究认为，蚕豆在繁殖过程中的各性状均存在不同程度的变异，其中株高的系数最大，同时也发现株高的多样性指数最大。有效枝数、成荚节数、实荚数、单株粒数与鲜荚产量呈极显著正相关。余莉等［7］、李艳花等［8］研究显示，主要农艺性状与小区产量的关联度为单株产量最大，生育期最小。5个农艺性状与单株产量的相关程度为单株粒数＞有效荚数＞有效分枝数＞株高＞百粒重量，偏相关分析表明单株粒数、有效荚数、有效分枝數、株高、百粒重量5个农艺性状与单株产量均呈极显著相关;各农艺性状对产量均有直接的正效应。欧阳裕元等［9］研究表明单株产量与单株荚数、单株粒数、株高、结荚节数呈显著正相关关系，蚕豆主要农艺性状对产量的直接作用表现为百粒重量＞每荚粒数＞单株荚数＞单株粒数＞结荚节数＞株高＞荚长＞荚宽＞生育期。该研究对蚕豆杂交后代的农艺性状进行分析，探究农艺性状表现不同的亲本品种其后代农艺性状表现的相关性和变异程度。采用的亲本云豆绿心2号株高、分枝力表现较好、结荚大，属于中熟型品种；云豆1183则株高、分枝数等表现一般，但属于早熟、小荚小粒型，是优质小粒品种。试验材料特征符合研究目的所需。笔者测定蚕豆品种F1植株的分枝数、生物产量、株高、根重、结荚数和结荚台数；并对其进行相关性和变异程度分析，为完善蚕豆农艺性状研究和选育高产蚕豆品种提供理论参考。

1材料与方法

1.1试验材料试验材料的亲本组合为云豆绿心2号和云豆1183。云豆绿心2号为中熟型品种，播种后约90 d开花，全生育期190 d左右。中矮秆株型，株高90.0 cm，花器结构特殊，为稀有的闭花受精类型，子叶绿色，分枝力强，单株分枝4.1个，单株结荚10.3个，大粒型，干籽粒百粒重127.4 g，主要用于特色食品加工和鲜荚生产。云豆1183为早熟、小荚小粒型，属优质小粒品种，该品种生育进程较快，现蕾开花较早，播种后37 d现蕾、54 d开花，全生育期180 d左右，生产鲜荚仅需90～120 d， 作为早秋播种及反季节栽培熟期比一般品种早15～40 d，植株为中矮秆株型，株高76.8 cm，分枝力中等，茎枝数3.2个、有效枝3.0个，茎秆细叶片小，百粒重仅59.0 g，中抗锈病，主要用于菜用鲜荚，生产鲜籽粒食品加工和干籽粒食品加工。

1.2试验设计

1.2.1试验方法。以云豆绿心2号和云豆1183为亲本，通过人工去雄、授粉方法，构建杂交后代群体。2018年10月至2019年2月，在云南省农业科学院嵩明试验基地（海拔2 031 m；103°05′E，25°20′N）开展杂交组配工作，获取F代植株表现型数据；2019年10月至2020年5月，对138株F代植株表现型数据进行整理。

1.2.2土壤条件及田间管理。试验材料按群体种植于嵩明试验基地网室内，试验田墒宽2.5 m，行距33 cm，株距13 cm；种植密度约为2.33×10株/hm。试验地土质为黏土，地势平坦，肥力中等，排灌方便。

翻地前，施用农家肥1.5×10 kg/hm、普钙225 kg/hm作为底肥；播种深度为5 cm，播种后，以滴灌充分灌溉1次；开花期、结荚期各充分灌溉2次；苗期以尿素75 kg/hm、硫酸钾75 kg/hm、普钙75 kg/hm增施固体肥；苗期及开花期各除草1次。

1.3性状调查蚕豆大田农艺性状的调查以《蚕豆种质资源描述规范和数据标准》［10］为标准，选取其中7个为主要研究对象；在盛花期测量株高，成熟后测量分枝数、有效分枝数、根重、结荚台数，结荚数、生物学产量。

1.4数据处理和统计分析通过SPSS 17.0软件进行相关性分析、变异程度分析以及正态QQ图检验数据分布；使用Microsoft Excel进行表格统计。

2结果与分析

2.1蚕豆杂交后代的农艺性状相关性分析相关性分析（表1）表明，采集的138份材料的7个农艺性状之间存在不同程度的相关性，呈显著或极显著正相关关系。其中生物学产量与株高等6个性状存在极显著正相关。株高与生物学产量存在极显著正相关，与结荚台数和结荚数存在显著正相关。分枝数与生物学产量、有效分枝数、根重、结荚台数和结荚数存在极显著正相关。有效分枝数与生物学产量、分枝数、根重、结荚台数和结荚数存在极显著正相关。根重与生物学产量、分枝数、有效分枝数、结荚台数和结荚数存在极显著正相关。结荚台数与生物学产量、分枝数、有效分枝数、根重和结荚数存在极显著正相关，与株高存在显著正相关。结荚数与生物学产量、分枝数、有效分枝数、根重和结荚台数存在极显著正相关，与株高存在显著正相关。生物学产量与株高、根重、分枝数等都存在极显著正相关关系，因此在选育高产蚕豆品系可根据各性状的关系来合理搭配母本。

2.2蚕豆杂交后代农艺性状描述统计量分析描述统计量（表2）表明，生物学产量、株高、根重、结荚台数和结荚数其偏度的绝对值大于0.5，数据分布形态与正态分布有偏斜，但偏斜程度不大；分枝数和有效分枝数的偏度绝对值小于0.5，则数据分布形态与正态分布相似。株高、分枝数、有效分枝数和结荚台数的峰度值小于1，可认为近似于正态分布；生物学产量、根重和结荚数的峰度值大于1，表现为偏差分布。

2.3蚕豆杂交后代农艺性状变异分析由表3可知，138份材料的7个性状的变异程度为8.23%～55.44%。变异系数最大的是根重为55.44%，变异系数最小的是结荚台数为8.23%；7个农艺性状的变异程度由大到小依次为根重（55.44%）>生物学产量（43.24%）>有效分枝数（30.50%）>分枝数（21.08%）>株高（10.69%）>结荚数（8.59%）>结荚台数（8.23%）。该试验所收集的7个农艺性状的变异系数均较大，性状的可选择性较大，因此，在育种工作中可利用性状表现不同的材料来进行优异品种的选育。但变异系数大也意味着性状表现稳定性差，在遗传上表现为不可控的性状表现，给生产或试验造成损失或误差。F代植株株高、生物学产量、根重、结荚台数的变化范围过大，且部分植株的数值与其他植株的差距较大。部分优异单株可以用作优异品种选育的基础材料，如2020CJD1F-17（生物学产量为205.00 g/株）、2020CJD1F-106（生物学产量为188.50 g/株）可用于饲用品种选育的基础材料。2020CJD1F-20（株高160 cm）、2020CJD1F-29（株高167 cm）、2020CJD1F1-31（株高160 cm）可作为高秆品种选育的基础材料，2020CJD1F-53（株高98 cm）、2020CJD1F1-114（株高98 cm）可作为矮秆品种选育的基础材料。

2.4蚕豆杂交后代农艺性状分布蚕豆杂交后代的生物学产量、株高、分枝数、 有效分枝数性状分布见图1，参试材料的生物学产量最大为205 g，最小为16 g，均值为77.566 g，分布在65～75 g的较多；参试材料的株高最大为167 cm，最小为98 cm，均值为141.891 cm，分布在120～130 cm的较多。株高与母本相比差异较大；分枝数最大为7.0个，最小为2.0个，均值为4.486个，分布在3～4个的较多；有效分枝数最大为6.0个，最小为1.0个，均值为3.101个，分布在2～3个的较多。

由图2可知，参试材料的根重最大为25.0 g，最小为0.5 g，均值为6.75 g，分布在5～6 g的较多；结荚台数最大为37台，最小为1台，均值为13.27台，分布在8～10台的较多；结荚数最大为39个，最小为3个，均值为13.93个，分布在10～13个的较多。

2.5蚕豆杂交后代农艺性状正态Q-Q图分析经过正态Q-Q图和趋势正态Q-Q图分析发现，生物学产量的实际分布与理论分布相符合，各点均分布在直线或接近直线，偏差-10～10；株高的实际分布与理论分布相符合，各点均分布在直线或接近直线，偏差在-10～5；分枝数的实际分布与理论分布相符合，各点均分布在直线或接近直线，偏差在-0.3～0.3；有效分枝数的实际分布与理论分布相符合，各点均分布在直线或接近直线，偏差在-0.2～0.5，数据均服从正态分布（图3）。

由图4可知，根重的实际分布与理论分布相符合，各点均分布在直线或接近直线，偏差在-2～10；结荚台数的实际分布与理论分布相符合，各点均分布在直线或接近直线，偏差在-2～8；荚数的实际分布与理论分布相符合，各点均分布在直线或接近直线，偏差在-2～10，数据均服从正态分布。

3结论与讨论

蚕豆属于常异花授粉作物［11］，与自花授粉作物相比，常异花授粉作物容易发生混杂现象，造成后代材料背景基因流失和污染，不利于资源保存利用、育种、应用基础研究及产业的发展［12-13］。

研究发现，蚕豆产量相关农艺性状的杂种优势明显，蚕豆育种应将单株结荚数和单株粒数作为重点研究目标［4］。关于生物学产量与根重、有效分枝数等农艺性状的相关分析，前人研究较少。该试验结果表明，生物学产量与株高、分枝数、有效分枝数等之间存在极显著正相关关系；株高、分枝数、结荚台数等之间也存在极显著或显著的正相关关系；在蚕豆品种选育过程中，各性状可作为相互参考的依据，为蚕豆农艺性状研究提供理论参考。在进行变异程度分析后发现，根重的变异系数最大（55.44%），结荚台数的变异系数最小（8.23%）；变异系数由大到小依次为根重（55.44%）>生物学产量（43.24%）>有效枝数（30.50%）>分枝数（21.08%）>株高（10.69%）>荚数（8.59%）>结荚台数（8.23%）；该试验7个农艺性状表现的变异系数均较大，性状的可选择性较大。但变异系数大也意味着性状表现稳定性差，在遗传上表现为不可控的性状表现，给生产或试验造成损失或误差。部分植株的性状表现优异，可用作品种选育的基础材料，生物学产量高的用于饲用品种选育的基础材料，根据株高的高矮作为高、矮秆品种选育的基础材料。

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