楊凱敏　李貴全　郭數(shù)進(jìn)　薛云云

摘 要：以晉大78及其經(jīng)60Co輻射處理產(chǎn)生的66份M5代群體為材料，對(duì)其19個(gè)表型性狀進(jìn)行主成分和聚類(lèi)分析，旨在為大豆選育優(yōu)良品種提供一定的理論依據(jù)。結(jié)果表明：主成分分析可將與大豆產(chǎn)量密切相關(guān)的19個(gè)表型性狀轉(zhuǎn)化為“產(chǎn)量因子”、“株型因子”、“負(fù)產(chǎn)量因子”、“粒質(zhì)量因子”、“株高因子”和“結(jié)莢因子”等6個(gè)主成分。以19個(gè)表型性狀指標(biāo)為聚類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行聚類(lèi)分析，可將材料分為高產(chǎn)、中產(chǎn)和低產(chǎn)三大類(lèi)。

關(guān)鍵詞：大豆；輻射；表型性狀

中圖分類(lèi)號(hào)：Q503 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.10.002

Study on Phenotypic Traits of the Progeny of Soybean Radiated by 60Co

YANG Kai-min， LI Gui-quan， GUO Shu-jin， XUE Yun-yun

（College of Agriculture， Shanxi Agriculture University， Taigu， Shanxi 030801， China）

Abstract： In this paper，19 phenotypic traits of Jinda 78 and its mutagenesis generation materials （M5） radiated by 60Co γ—ray were studied by using principal component analysis and cluster analysis method in order to provide theoretical support for choosing and breeding new varieties of soybean. The result showed that the principal component analysis could transform the nineteen phenotypic traits closely related to soybean yield into 6 principal components， which was the yield factor， the plant type factor， negative yield factor， the seed weight factor， the plant height factor and the pod factor. Cluster analysis based on 19 phenotypic traits indexes show materials could divide into three groups， which was the high seed yield， the middle seed yield and the low seed yield.

Key words： soybean； radiation； phenotypic traits

大豆含有豐富的蛋白質(zhì)和脂肪，是重要的糧油作物[1]。目前，大豆育種途徑主要有自然變異選擇育種、誘變育種、雜交育種、分子育種等，其中傳統(tǒng)育種方法育成一個(gè)新品種需要很多年限，且自然變異的突變頻率也不高。為了能夠提高育種的效率及增強(qiáng)目的性，就需要引入新的育種方法，比如誘變育種和分子育種，這些方法豐富了變異的類(lèi)型，為培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、生產(chǎn)期適宜、適應(yīng)機(jī)械化需要的大豆新品種提供了方法和途徑。

輻射誘變是利用不同種類(lèi)的射線誘發(fā)生物體產(chǎn)生突變，具有方法簡(jiǎn)單、突變頻率高、性狀穩(wěn)定快和育種年限短等優(yōu)點(diǎn)[2]?，F(xiàn)今全世界已經(jīng)有50多個(gè)國(guó)家在154種植物上用誘變技術(shù)育成了1 737個(gè)品種，其中農(nóng)作物占了1 275個(gè)[3]。大豆誘變始于1957年，在美國(guó)、德國(guó)、日本等國(guó)先后展開(kāi)研究[4]。中國(guó)于1958年開(kāi)始大豆誘變的研究，通過(guò)對(duì)誘變方法、誘變劑量和誘變后代變異規(guī)律的摸索和掌握，相繼育成了鐵豐18號(hào)、黑農(nóng)26號(hào)等一批優(yōu)良品種[5-9]。

近些年來(lái)，輻射誘變育種已經(jīng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[10]，育成了大量植物新品種和優(yōu)異的種質(zhì)資源。

本研究以大豆晉大78及其60C0-γ誘變后代M5為材料，對(duì)其表型性狀進(jìn)行研究分析，探討誘變大豆后代的遺傳特性和變異規(guī)律，為大豆種質(zhì)資源的創(chuàng)新提供理論依據(jù)和實(shí)踐基礎(chǔ)，為育種家提供優(yōu)秀的突變體。

1 材料和方法

1.1 材 料

本試驗(yàn)所用材料為山西農(nóng)業(yè)大學(xué)大豆育種實(shí)驗(yàn)室選育的品種晉大78號(hào)及其誘變后代M5。

1.2 方 法

對(duì)晉大78 號(hào)的風(fēng)干種子利用60Co（劑量率為100 R·min-1）進(jìn)行輻射處理，篩選出66個(gè)誘變后代。在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)的大豆試驗(yàn)基地，將晉大78號(hào)及其誘變后代M5代進(jìn)行播種，采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的方法，行長(zhǎng)為5 m，行距為0.5 m，株距為0.25 m，進(jìn)行3次重復(fù)。收獲以后，每行隨機(jī)選取10株進(jìn)行室內(nèi)拷種。對(duì)其農(nóng)藝及產(chǎn)量性狀進(jìn)行調(diào)查并檢測(cè)其品質(zhì)含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

利用Excel計(jì)算各材料中各性狀的極大值、極小值、平均值、變異系數(shù)及多樣性指數(shù)。

變異系數(shù)的計(jì)算公式為：變異系數(shù)=標(biāo)準(zhǔn)差/平均值

利用SPSS19.0軟件對(duì)各材料的表型性狀進(jìn)行主成分分析和聚類(lèi)分析。

采用InfratecTM 1241 Grain Analyzer V5.00品質(zhì)分析儀測(cè)蛋白質(zhì)和脂肪含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 晉大78誘變后代表型性狀遺傳變異的分析

對(duì)晉大78及其誘變后代M5的表型性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，由表1可知，誘變后代M5的大部分性狀的均值小于對(duì)照，但在極大值中都普遍高于對(duì)照，說(shuō)明誘變后代的選取是比較成功的。

在這些表型性狀中，M5代的四粒莢數(shù)、癟莢數(shù)、一粒莢數(shù)、分枝莢數(shù)等產(chǎn)量性狀變異程度比較高，而蛋白質(zhì)和脂肪等的品質(zhì)性狀的變異程度比較低，說(shuō)明品質(zhì)性狀已經(jīng)趨于穩(wěn)定，在M5代選育時(shí)，可把重點(diǎn)放在產(chǎn)量性狀上。

2.2 誘變后代農(nóng)藝性狀的主成分分析

對(duì)誘變后代M5代的表型性狀進(jìn)行主成分分析，并統(tǒng)計(jì)各表型性狀與各主成分之間的相關(guān)性，即權(quán)重系數(shù)，得到表2。由表2可以看出，M5代前6個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率分別為29.88%，22.27%，9.02%，8.70%，8.08%，5.72%，累積貢獻(xiàn)率為83.67%。徐克學(xué)等[11]認(rèn)為如果用主成分分析法提取出的特征值的貢獻(xiàn)率累計(jì)達(dá)到80%以上，這幾個(gè)主成分就可以對(duì)這個(gè)事物的性質(zhì)進(jìn)行概括性的描述。

M5代中第一主成分與株質(zhì)量、有效分枝、分枝莢數(shù)、一粒莢數(shù)、二粒莢數(shù)、總莢數(shù)、單株粒質(zhì)量的正相關(guān)性比較大，它們的權(quán)重系數(shù)分別為0.695，0.809，0.820，0.822，0.909，0.734，0.646，這些因子與產(chǎn)量密切相關(guān)，可以把它們稱之為“產(chǎn)量因子”，它們體現(xiàn)了5.079個(gè)原始指標(biāo)的作用。第二主成分與莖粗、主莖莢數(shù)、三粒莢數(shù)、主莖節(jié)數(shù)的相關(guān)性比較大，它們的權(quán)重系數(shù)分別為0.760，0.719，0.920，可把它們稱之為“株型因子”，它們體現(xiàn)了3.786個(gè)原始指標(biāo)的作用。第三主成分與癟莢數(shù)和蟲(chóng)食數(shù)的相關(guān)性比較大，它們的權(quán)重系數(shù)分別為0.783和0.739，因?yàn)樗鼈兌际怯绊懏a(chǎn)量的負(fù)因素，可把它們稱之為“負(fù)產(chǎn)量因子”，它們體現(xiàn)了1.534個(gè)原始指標(biāo)的作用。第四主成分與50粒質(zhì)量的正相關(guān)性比較大，它的權(quán)重系數(shù)分別為0.845，可把它稱之為“粒質(zhì)量因子”，它體現(xiàn)了1.479個(gè)原始指標(biāo)的作用。第五主成分與株高的相關(guān)性比較大，它的權(quán)重系數(shù)為0.597，可把它稱之為“株高因子”，它體現(xiàn)了1.373個(gè)原始指標(biāo)的作用。第六主成分與結(jié)莢高度、四粒莢數(shù)的相關(guān)性比較大，它們的權(quán)重系數(shù)分別為0.512，0.553，可把它們稱之為“結(jié)莢因子”，它們體現(xiàn)了0.973個(gè)原始指標(biāo)的作用。

2.3 基于農(nóng)藝性狀的聚類(lèi)分析

利用SPSS軟件系統(tǒng)聚類(lèi)中的Ward聚類(lèi)法計(jì)算材料之間的歐式距離，并根據(jù)19個(gè)表型性狀指標(biāo)對(duì)材料進(jìn)行聚類(lèi)分析。

聚類(lèi)結(jié)果如圖1所示，將材料分成了三大類(lèi)。

第一類(lèi)材料的株型和結(jié)莢高度最高，而其結(jié)莢數(shù)和產(chǎn)量最低；第二類(lèi)材料是與未輻射處理的材料聚為了一類(lèi)，它們的株型和結(jié)莢高度居中，結(jié)莢數(shù)和產(chǎn)量也居中；第三類(lèi)材料的株型和結(jié)莢高度最低，而其結(jié)莢數(shù)和產(chǎn)量卻最高。這三類(lèi)材料的50粒質(zhì)量都比較接近，說(shuō)明它們的大豆顆粒大小都比較相似。第三類(lèi)材料和前兩類(lèi)材料相比屬于綜合性狀比較優(yōu)良的品種，一共有5個(gè)品系，第一類(lèi)材料有35個(gè)品系，屬于低產(chǎn)量類(lèi)型，第二類(lèi)材料和未輻射處理的材料比較相似，一共有27個(gè)品系。第一類(lèi)材料的存在說(shuō)明了輻射容易產(chǎn)生對(duì)自身有害的突變，即誘變方向的不確定性。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)利用主成分分析中的“特征向量”、“特征根”等統(tǒng)計(jì)參數(shù)對(duì)誘變后代材料進(jìn)行遺傳變異的分析，探索了各性狀的遺傳規(guī)律及其對(duì)目標(biāo)性狀的相對(duì)重要性，可以看出在 M5代群體中影響產(chǎn)量的因素的相關(guān)性。可以適當(dāng)提高與之相關(guān)的性狀進(jìn)而來(lái)提高產(chǎn)量，因此在一定范圍內(nèi)適當(dāng)增加株質(zhì)量、有效分枝、主莖節(jié)數(shù)、主莖莢數(shù)和分枝莢數(shù)可以提高產(chǎn)量。這些在主成分分析中屬于第一主成分，歸為“產(chǎn)量因子”。主莖節(jié)數(shù)屬于第二主成分，歸為“株型因子”，這些結(jié)果與王芳[12]、石惠等[13]、汪寶卿等[14]的試驗(yàn)結(jié)果是相呼應(yīng)的。最后通過(guò)系統(tǒng)聚類(lèi)的方法將誘變后代材料分為了高產(chǎn)、中產(chǎn)和低產(chǎn)三種類(lèi)型，這些產(chǎn)量高低是以晉大78即沒(méi)有經(jīng)過(guò)輻射的品種作為對(duì)比的，它屬于中產(chǎn)類(lèi)型。然而某一性狀對(duì)產(chǎn)量的影響所占據(jù)的主導(dǎo)地位并不是一成不變的，而是隨著地區(qū)和時(shí)期的不同以及品種間的差異有所改變的，因此，我們要注重性狀的綜合選擇，以提高后代的選擇效率，盡早選育出符合育種目標(biāo)的優(yōu)良品種。

通過(guò)誘變育種的研究來(lái)發(fā)現(xiàn)有利的突變基因，豐富育種材料，這有助于種質(zhì)資源的補(bǔ)充，而且誘變育種具有雜交育種所不能比擬的特點(diǎn)即周期短、變異范圍大等[15]。所以，在今后的育種路程上，應(yīng)該采用多種誘變技術(shù)，擴(kuò)大誘變后代群體，以此來(lái)加大育種的選擇機(jī)會(huì)；繼續(xù)探索新的無(wú)毒高效的誘變劑和誘變方法來(lái)提高誘變效率和品種的安全性；充分利用生物技術(shù)和誘變育種研究相結(jié)合的方法，分析誘變后代的突變基因。

本研究通過(guò)對(duì)60Co誘變晉大78后代M5群體進(jìn)行了田間調(diào)查和室內(nèi)鑒定，對(duì)19個(gè)表型性狀進(jìn)行分析，結(jié)果表明：M5群體變異系數(shù)比較大的為四粒莢數(shù)、癟莢數(shù)、分枝莢數(shù)、一粒莢數(shù)、有效分枝等。在主成分分析中，M5群體分為了6個(gè)主成分，第一個(gè)主成分可以歸為“產(chǎn)量因子”，包括株質(zhì)量、分枝莢數(shù)、總莢數(shù)、單株粒質(zhì)量這幾類(lèi)農(nóng)藝性狀，第二主成分歸為“株型因子”，包括主莖節(jié)數(shù)、莖粗這幾個(gè)農(nóng)藝性狀；以誘變后代66份材料之間的遺傳距離為媒介進(jìn)行聚類(lèi)分析，將誘變后代分為了三類(lèi)：高產(chǎn)、中產(chǎn)、低產(chǎn)，中產(chǎn)類(lèi)型與CK聚為了一類(lèi)。為大豆選育優(yōu)良品種提供了一定的理論依據(jù)。本研究雖已選出幾個(gè)高產(chǎn)品系，但是還不確定此高產(chǎn)是否能夠穩(wěn)定地遺傳，所以還需要通過(guò)后代的鑒定來(lái)確定這幾個(gè)高產(chǎn)品系是否可以作為新品種來(lái)繼續(xù)培育。若利用分子標(biāo)記與本研究方法協(xié)同驗(yàn)證，結(jié)果會(huì)更加具有說(shuō)服力[16]。

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對(duì)晉大78及其誘變后代M5的表型性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，由表1可知，誘變后代M5的大部分性狀的均值小于對(duì)照，但在極大值中都普遍高于對(duì)照，說(shuō)明誘變后代的選取是比較成功的。

在這些表型性狀中，M5代的四粒莢數(shù)、癟莢數(shù)、一粒莢數(shù)、分枝莢數(shù)等產(chǎn)量性狀變異程度比較高，而蛋白質(zhì)和脂肪等的品質(zhì)性狀的變異程度比較低，說(shuō)明品質(zhì)性狀已經(jīng)趨于穩(wěn)定，在M5代選育時(shí)，可把重點(diǎn)放在產(chǎn)量性狀上。

2.2 誘變后代農(nóng)藝性狀的主成分分析

對(duì)誘變后代M5代的表型性狀進(jìn)行主成分分析，并統(tǒng)計(jì)各表型性狀與各主成分之間的相關(guān)性，即權(quán)重系數(shù)，得到表2。由表2可以看出，M5代前6個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率分別為29.88%，22.27%，9.02%，8.70%，8.08%，5.72%，累積貢獻(xiàn)率為83.67%。徐克學(xué)等[11]認(rèn)為如果用主成分分析法提取出的特征值的貢獻(xiàn)率累計(jì)達(dá)到80%以上，這幾個(gè)主成分就可以對(duì)這個(gè)事物的性質(zhì)進(jìn)行概括性的描述。

M5代中第一主成分與株質(zhì)量、有效分枝、分枝莢數(shù)、一粒莢數(shù)、二粒莢數(shù)、總莢數(shù)、單株粒質(zhì)量的正相關(guān)性比較大，它們的權(quán)重系數(shù)分別為0.695，0.809，0.820，0.822，0.909，0.734，0.646，這些因子與產(chǎn)量密切相關(guān)，可以把它們稱之為“產(chǎn)量因子”，它們體現(xiàn)了5.079個(gè)原始指標(biāo)的作用。第二主成分與莖粗、主莖莢數(shù)、三粒莢數(shù)、主莖節(jié)數(shù)的相關(guān)性比較大，它們的權(quán)重系數(shù)分別為0.760，0.719，0.920，可把它們稱之為“株型因子”，它們體現(xiàn)了3.786個(gè)原始指標(biāo)的作用。第三主成分與癟莢數(shù)和蟲(chóng)食數(shù)的相關(guān)性比較大，它們的權(quán)重系數(shù)分別為0.783和0.739，因?yàn)樗鼈兌际怯绊懏a(chǎn)量的負(fù)因素，可把它們稱之為“負(fù)產(chǎn)量因子”，它們體現(xiàn)了1.534個(gè)原始指標(biāo)的作用。第四主成分與50粒質(zhì)量的正相關(guān)性比較大，它的權(quán)重系數(shù)分別為0.845，可把它稱之為“粒質(zhì)量因子”，它體現(xiàn)了1.479個(gè)原始指標(biāo)的作用。第五主成分與株高的相關(guān)性比較大，它的權(quán)重系數(shù)為0.597，可把它稱之為“株高因子”，它體現(xiàn)了1.373個(gè)原始指標(biāo)的作用。第六主成分與結(jié)莢高度、四粒莢數(shù)的相關(guān)性比較大，它們的權(quán)重系數(shù)分別為0.512，0.553，可把它們稱之為“結(jié)莢因子”，它們體現(xiàn)了0.973個(gè)原始指標(biāo)的作用。

2.3 基于農(nóng)藝性狀的聚類(lèi)分析

利用SPSS軟件系統(tǒng)聚類(lèi)中的Ward聚類(lèi)法計(jì)算材料之間的歐式距離，并根據(jù)19個(gè)表型性狀指標(biāo)對(duì)材料進(jìn)行聚類(lèi)分析。

聚類(lèi)結(jié)果如圖1所示，將材料分成了三大類(lèi)。

第一類(lèi)材料的株型和結(jié)莢高度最高，而其結(jié)莢數(shù)和產(chǎn)量最低；第二類(lèi)材料是與未輻射處理的材料聚為了一類(lèi)，它們的株型和結(jié)莢高度居中，結(jié)莢數(shù)和產(chǎn)量也居中；第三類(lèi)材料的株型和結(jié)莢高度最低，而其結(jié)莢數(shù)和產(chǎn)量卻最高。這三類(lèi)材料的50粒質(zhì)量都比較接近，說(shuō)明它們的大豆顆粒大小都比較相似。第三類(lèi)材料和前兩類(lèi)材料相比屬于綜合性狀比較優(yōu)良的品種，一共有5個(gè)品系，第一類(lèi)材料有35個(gè)品系，屬于低產(chǎn)量類(lèi)型，第二類(lèi)材料和未輻射處理的材料比較相似，一共有27個(gè)品系。第一類(lèi)材料的存在說(shuō)明了輻射容易產(chǎn)生對(duì)自身有害的突變，即誘變方向的不確定性。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)利用主成分分析中的“特征向量”、“特征根”等統(tǒng)計(jì)參數(shù)對(duì)誘變后代材料進(jìn)行遺傳變異的分析，探索了各性狀的遺傳規(guī)律及其對(duì)目標(biāo)性狀的相對(duì)重要性，可以看出在 M5代群體中影響產(chǎn)量的因素的相關(guān)性?？梢赃m當(dāng)提高與之相關(guān)的性狀進(jìn)而來(lái)提高產(chǎn)量，因此在一定范圍內(nèi)適當(dāng)增加株質(zhì)量、有效分枝、主莖節(jié)數(shù)、主莖莢數(shù)和分枝莢數(shù)可以提高產(chǎn)量。這些在主成分分析中屬于第一主成分，歸為“產(chǎn)量因子”。主莖節(jié)數(shù)屬于第二主成分，歸為“株型因子”，這些結(jié)果與王芳[12]、石惠等[13]、汪寶卿等[14]的試驗(yàn)結(jié)果是相呼應(yīng)的。最后通過(guò)系統(tǒng)聚類(lèi)的方法將誘變后代材料分為了高產(chǎn)、中產(chǎn)和低產(chǎn)三種類(lèi)型，這些產(chǎn)量高低是以晉大78即沒(méi)有經(jīng)過(guò)輻射的品種作為對(duì)比的，它屬于中產(chǎn)類(lèi)型。然而某一性狀對(duì)產(chǎn)量的影響所占據(jù)的主導(dǎo)地位并不是一成不變的，而是隨著地區(qū)和時(shí)期的不同以及品種間的差異有所改變的，因此，我們要注重性狀的綜合選擇，以提高后代的選擇效率，盡早選育出符合育種目標(biāo)的優(yōu)良品種。

通過(guò)誘變育種的研究來(lái)發(fā)現(xiàn)有利的突變基因，豐富育種材料，這有助于種質(zhì)資源的補(bǔ)充，而且誘變育種具有雜交育種所不能比擬的特點(diǎn)即周期短、變異范圍大等[15]。所以，在今后的育種路程上，應(yīng)該采用多種誘變技術(shù)，擴(kuò)大誘變后代群體，以此來(lái)加大育種的選擇機(jī)會(huì)；繼續(xù)探索新的無(wú)毒高效的誘變劑和誘變方法來(lái)提高誘變效率和品種的安全性；充分利用生物技術(shù)和誘變育種研究相結(jié)合的方法，分析誘變后代的突變基因。

本研究通過(guò)對(duì)60Co誘變晉大78后代M5群體進(jìn)行了田間調(diào)查和室內(nèi)鑒定，對(duì)19個(gè)表型性狀進(jìn)行分析，結(jié)果表明：M5群體變異系數(shù)比較大的為四粒莢數(shù)、癟莢數(shù)、分枝莢數(shù)、一粒莢數(shù)、有效分枝等。在主成分分析中，M5群體分為了6個(gè)主成分，第一個(gè)主成分可以歸為“產(chǎn)量因子”，包括株質(zhì)量、分枝莢數(shù)、總莢數(shù)、單株粒質(zhì)量這幾類(lèi)農(nóng)藝性狀，第二主成分歸為“株型因子”，包括主莖節(jié)數(shù)、莖粗這幾個(gè)農(nóng)藝性狀；以誘變后代66份材料之間的遺傳距離為媒介進(jìn)行聚類(lèi)分析，將誘變后代分為了三類(lèi)：高產(chǎn)、中產(chǎn)、低產(chǎn)，中產(chǎn)類(lèi)型與CK聚為了一類(lèi)。為大豆選育優(yōu)良品種提供了一定的理論依據(jù)。本研究雖已選出幾個(gè)高產(chǎn)品系，但是還不確定此高產(chǎn)是否能夠穩(wěn)定地遺傳，所以還需要通過(guò)后代的鑒定來(lái)確定這幾個(gè)高產(chǎn)品系是否可以作為新品種來(lái)繼續(xù)培育。若利用分子標(biāo)記與本研究方法協(xié)同驗(yàn)證，結(jié)果會(huì)更加具有說(shuō)服力[16]。

參考文獻(xiàn)：

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[16] 趙曦，王廣金，李鐵，等.大豆空間誘變突變體的RAPD分析[J].核農(nóng)學(xué)報(bào)，2014，28（5）：772-776.

對(duì)晉大78及其誘變后代M5的表型性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，由表1可知，誘變后代M5的大部分性狀的均值小于對(duì)照，但在極大值中都普遍高于對(duì)照，說(shuō)明誘變后代的選取是比較成功的。

在這些表型性狀中，M5代的四粒莢數(shù)、癟莢數(shù)、一粒莢數(shù)、分枝莢數(shù)等產(chǎn)量性狀變異程度比較高，而蛋白質(zhì)和脂肪等的品質(zhì)性狀的變異程度比較低，說(shuō)明品質(zhì)性狀已經(jīng)趨于穩(wěn)定，在M5代選育時(shí)，可把重點(diǎn)放在產(chǎn)量性狀上。

2.2 誘變后代農(nóng)藝性狀的主成分分析

對(duì)誘變后代M5代的表型性狀進(jìn)行主成分分析，并統(tǒng)計(jì)各表型性狀與各主成分之間的相關(guān)性，即權(quán)重系數(shù)，得到表2。由表2可以看出，M5代前6個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率分別為29.88%，22.27%，9.02%，8.70%，8.08%，5.72%，累積貢獻(xiàn)率為83.67%。徐克學(xué)等[11]認(rèn)為如果用主成分分析法提取出的特征值的貢獻(xiàn)率累計(jì)達(dá)到80%以上，這幾個(gè)主成分就可以對(duì)這個(gè)事物的性質(zhì)進(jìn)行概括性的描述。

M5代中第一主成分與株質(zhì)量、有效分枝、分枝莢數(shù)、一粒莢數(shù)、二粒莢數(shù)、總莢數(shù)、單株粒質(zhì)量的正相關(guān)性比較大，它們的權(quán)重系數(shù)分別為0.695，0.809，0.820，0.822，0.909，0.734，0.646，這些因子與產(chǎn)量密切相關(guān)，可以把它們稱之為“產(chǎn)量因子”，它們體現(xiàn)了5.079個(gè)原始指標(biāo)的作用。第二主成分與莖粗、主莖莢數(shù)、三粒莢數(shù)、主莖節(jié)數(shù)的相關(guān)性比較大，它們的權(quán)重系數(shù)分別為0.760，0.719，0.920，可把它們稱之為“株型因子”，它們體現(xiàn)了3.786個(gè)原始指標(biāo)的作用。第三主成分與癟莢數(shù)和蟲(chóng)食數(shù)的相關(guān)性比較大，它們的權(quán)重系數(shù)分別為0.783和0.739，因?yàn)樗鼈兌际怯绊懏a(chǎn)量的負(fù)因素，可把它們稱之為“負(fù)產(chǎn)量因子”，它們體現(xiàn)了1.534個(gè)原始指標(biāo)的作用。第四主成分與50粒質(zhì)量的正相關(guān)性比較大，它的權(quán)重系數(shù)分別為0.845，可把它稱之為“粒質(zhì)量因子”，它體現(xiàn)了1.479個(gè)原始指標(biāo)的作用。第五主成分與株高的相關(guān)性比較大，它的權(quán)重系數(shù)為0.597，可把它稱之為“株高因子”，它體現(xiàn)了1.373個(gè)原始指標(biāo)的作用。第六主成分與結(jié)莢高度、四粒莢數(shù)的相關(guān)性比較大，它們的權(quán)重系數(shù)分別為0.512，0.553，可把它們稱之為“結(jié)莢因子”，它們體現(xiàn)了0.973個(gè)原始指標(biāo)的作用。

2.3 基于農(nóng)藝性狀的聚類(lèi)分析

利用SPSS軟件系統(tǒng)聚類(lèi)中的Ward聚類(lèi)法計(jì)算材料之間的歐式距離，并根據(jù)19個(gè)表型性狀指標(biāo)對(duì)材料進(jìn)行聚類(lèi)分析。

聚類(lèi)結(jié)果如圖1所示，將材料分成了三大類(lèi)。

第一類(lèi)材料的株型和結(jié)莢高度最高，而其結(jié)莢數(shù)和產(chǎn)量最低；第二類(lèi)材料是與未輻射處理的材料聚為了一類(lèi)，它們的株型和結(jié)莢高度居中，結(jié)莢數(shù)和產(chǎn)量也居中；第三類(lèi)材料的株型和結(jié)莢高度最低，而其結(jié)莢數(shù)和產(chǎn)量卻最高。這三類(lèi)材料的50粒質(zhì)量都比較接近，說(shuō)明它們的大豆顆粒大小都比較相似。第三類(lèi)材料和前兩類(lèi)材料相比屬于綜合性狀比較優(yōu)良的品種，一共有5個(gè)品系，第一類(lèi)材料有35個(gè)品系，屬于低產(chǎn)量類(lèi)型，第二類(lèi)材料和未輻射處理的材料比較相似，一共有27個(gè)品系。第一類(lèi)材料的存在說(shuō)明了輻射容易產(chǎn)生對(duì)自身有害的突變，即誘變方向的不確定性。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)利用主成分分析中的“特征向量”、“特征根”等統(tǒng)計(jì)參數(shù)對(duì)誘變后代材料進(jìn)行遺傳變異的分析，探索了各性狀的遺傳規(guī)律及其對(duì)目標(biāo)性狀的相對(duì)重要性，可以看出在 M5代群體中影響產(chǎn)量的因素的相關(guān)性?？梢赃m當(dāng)提高與之相關(guān)的性狀進(jìn)而來(lái)提高產(chǎn)量，因此在一定范圍內(nèi)適當(dāng)增加株質(zhì)量、有效分枝、主莖節(jié)數(shù)、主莖莢數(shù)和分枝莢數(shù)可以提高產(chǎn)量。這些在主成分分析中屬于第一主成分，歸為“產(chǎn)量因子”。主莖節(jié)數(shù)屬于第二主成分，歸為“株型因子”，這些結(jié)果與王芳[12]、石惠等[13]、汪寶卿等[14]的試驗(yàn)結(jié)果是相呼應(yīng)的。最后通過(guò)系統(tǒng)聚類(lèi)的方法將誘變后代材料分為了高產(chǎn)、中產(chǎn)和低產(chǎn)三種類(lèi)型，這些產(chǎn)量高低是以晉大78即沒(méi)有經(jīng)過(guò)輻射的品種作為對(duì)比的，它屬于中產(chǎn)類(lèi)型。然而某一性狀對(duì)產(chǎn)量的影響所占據(jù)的主導(dǎo)地位并不是一成不變的，而是隨著地區(qū)和時(shí)期的不同以及品種間的差異有所改變的，因此，我們要注重性狀的綜合選擇，以提高后代的選擇效率，盡早選育出符合育種目標(biāo)的優(yōu)良品種。

通過(guò)誘變育種的研究來(lái)發(fā)現(xiàn)有利的突變基因，豐富育種材料，這有助于種質(zhì)資源的補(bǔ)充，而且誘變育種具有雜交育種所不能比擬的特點(diǎn)即周期短、變異范圍大等[15]。所以，在今后的育種路程上，應(yīng)該采用多種誘變技術(shù)，擴(kuò)大誘變后代群體，以此來(lái)加大育種的選擇機(jī)會(huì)；繼續(xù)探索新的無(wú)毒高效的誘變劑和誘變方法來(lái)提高誘變效率和品種的安全性；充分利用生物技術(shù)和誘變育種研究相結(jié)合的方法，分析誘變后代的突變基因。

本研究通過(guò)對(duì)60Co誘變晉大78后代M5群體進(jìn)行了田間調(diào)查和室內(nèi)鑒定，對(duì)19個(gè)表型性狀進(jìn)行分析，結(jié)果表明：M5群體變異系數(shù)比較大的為四粒莢數(shù)、癟莢數(shù)、分枝莢數(shù)、一粒莢數(shù)、有效分枝等。在主成分分析中，M5群體分為了6個(gè)主成分，第一個(gè)主成分可以歸為“產(chǎn)量因子”，包括株質(zhì)量、分枝莢數(shù)、總莢數(shù)、單株粒質(zhì)量這幾類(lèi)農(nóng)藝性狀，第二主成分歸為“株型因子”，包括主莖節(jié)數(shù)、莖粗這幾個(gè)農(nóng)藝性狀；以誘變后代66份材料之間的遺傳距離為媒介進(jìn)行聚類(lèi)分析，將誘變后代分為了三類(lèi)：高產(chǎn)、中產(chǎn)、低產(chǎn)，中產(chǎn)類(lèi)型與CK聚為了一類(lèi)。為大豆選育優(yōu)良品種提供了一定的理論依據(jù)。本研究雖已選出幾個(gè)高產(chǎn)品系，但是還不確定此高產(chǎn)是否能夠穩(wěn)定地遺傳，所以還需要通過(guò)后代的鑒定來(lái)確定這幾個(gè)高產(chǎn)品系是否可以作為新品種來(lái)繼續(xù)培育。若利用分子標(biāo)記與本研究方法協(xié)同驗(yàn)證，結(jié)果會(huì)更加具有說(shuō)服力[16]。

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