饒慶琳，呂建偉，胡廷會(huì)，成良強(qiáng)，王 軍

(貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料研究所，貴陽(yáng) 550006)

花生(ArachishypogaeaL.)是重要的油料作物之一，占世界食用油籽總產(chǎn)量8%，占中國(guó)食用油籽總產(chǎn)量30%，近年來(lái)，花生在油脂合成方面取得顯著進(jìn)展[1-6]?；ㄉ彩俏覈?guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，我國(guó)常年種植面積約為5.0×106hm2，2018年花生種植面積4.74×106hm2左右，占五大油料作物種植面積的19%，僅次于油菜和大豆，總產(chǎn)和單產(chǎn)居全國(guó)油料作物之首[7]，總產(chǎn)約占我國(guó)油料產(chǎn)量的50%，產(chǎn)出比例占世界的1/3以上[8-10]?；ㄉ哂泻芨叩臓I(yíng)養(yǎng)價(jià)值，在農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)中占有非常重要的地位[11]，內(nèi)含豐富的脂肪、蛋白質(zhì)、糖等。據(jù)湯松等[12]，吳廣輝等[13]研究報(bào)道，花生籽仁內(nèi)脂肪含量為44%～45%，蛋白質(zhì)含量為24%～36%，含糖量為20%左右，并含有硫胺素、核黃素、尼克酸等多種維生素，礦物質(zhì)含量也很豐富，特別是含有人體必需的氨基酸，有促進(jìn)腦細(xì)胞發(fā)育，增強(qiáng)記憶力的功能。

中國(guó)保存有豐富的普通花生種質(zhì)資源，截止2019年，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所編目入庫(kù)的普通花生有1 239份。精準(zhǔn)化鑒定評(píng)價(jià)庫(kù)存種質(zhì)資源是挖掘優(yōu)異種質(zhì)資源并將其轉(zhuǎn)化為基因資源的基礎(chǔ)。花生形態(tài)標(biāo)記測(cè)定簡(jiǎn)單、表現(xiàn)直觀等特點(diǎn)，是評(píng)價(jià)作物遺傳多樣性的有效手段之一。王蘭芬等[14]對(duì)普通菜豆種質(zhì)資源表型鑒定及多樣性分析，篩選出具有特異性狀的種質(zhì)資源35分。馮章麗等[15]對(duì)東北部分地區(qū)山荊子種質(zhì)資源表型多樣性及聚類(lèi)分析，將參試的239份山荊子劃分為兩個(gè)大類(lèi)7個(gè)亞類(lèi)。李春華等[16]對(duì)云南苦蕎種質(zhì)資源的主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行鑒定，將48份苦蕎資源分為低產(chǎn)型、矮桿高產(chǎn)型、中桿高產(chǎn)型3類(lèi)。然而關(guān)于花生種植資源的表型鑒定的報(bào)道很少，牟書(shū)靚等[17]對(duì)108份花生種質(zhì)資源的13個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，結(jié)果分為4大類(lèi)；陳紅等[18]對(duì)21份重慶花生的9個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，該21份花生在結(jié)果枝數(shù)、主莖高等表現(xiàn)出了明顯的遺傳差異。

本研究對(duì)498份普通花生核心種質(zhì)資源的11個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行精準(zhǔn)鑒定，分析我國(guó)保存的普通花生種質(zhì)資源的遺傳多樣性，可為花生繁殖更新和安全保存提供有效信息，為花生全基因組關(guān)聯(lián)提供可靠的表型鑒定數(shù)據(jù)，挖掘更重要的農(nóng)藝性狀基因。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料498份來(lái)自國(guó)內(nèi)9個(gè)不同的省份，其中安徽158份、福建14份、廣東19份、廣西19份、貴州173份、海南7份、河北13份、河南41份、湖南54份。

1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)、土壤類(lèi)型

試驗(yàn)在貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地進(jìn)行。土壤為壤土，肥力中等。

1.3 試驗(yàn)方法

以三元復(fù)合肥為基肥，中耕除草2次，試驗(yàn)種植隨機(jī)排列，每個(gè)材料種植2行，每行13穴，每穴3粒種子，留2苗，行長(zhǎng)2.5 m，行距40 cm。參考姜慧芳等[19]的方法，在花生成熟期收獲后進(jìn)行田間調(diào)查和考種，分別記錄主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)、分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)、結(jié)果數(shù)、總株數(shù)、鮮果總重、干果總重、百果重、百果仁重和百仁重。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel和SPSS 21.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，利用DPS軟件進(jìn)行主成分分析和聚類(lèi)分析，其中聚類(lèi)方法采用離差平方和法，種質(zhì)間遺傳距離為歐式距離。

2 結(jié)果與分析

2.1 花生種質(zhì)資源表型性狀多樣性分析

498份花生種質(zhì)資源11個(gè)表型性狀的統(tǒng)計(jì)如表1所示。結(jié)果表明，不同種質(zhì)間存在很大差異，表現(xiàn)出很高的多樣性。變異系數(shù)介于21.06%～62.03%之間，其中，變異幅度最大的是與產(chǎn)量相關(guān)的性狀，鮮果重為62.03%，干果重為22.94%，百果重為45.56%，百果仁重為49.01%，百仁重為21.06%；變異幅度較小的是與形態(tài)特征相關(guān)的性狀，主莖高為26.01%，第一側(cè)枝長(zhǎng)為25.94%，總分枝數(shù)為29.15%，結(jié)果枝數(shù)為25.79%，單株結(jié)果數(shù)為36.81%，總株數(shù)為21.92%。農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)從大到小依次是鮮果重>百果仁重>百果重>單株結(jié)果數(shù)>總分枝數(shù)>主莖高>第一側(cè)枝長(zhǎng)>結(jié)果枝數(shù)>干果重>總株數(shù)>百仁重。平均鮮果重為1.33 kg，介于0.36～17.9 kg之間；平均百果仁重為132.95 g，介于61.9～144 9 g之間；平均百果重為179.19 g，介于91～1 818.20 g之間；平均單株結(jié)果數(shù)為15.68個(gè)；變異范圍為5.20～101個(gè)；平均總分枝數(shù)為5.63個(gè)，變異范圍為3～24個(gè)；平均主莖高為33.76 cm，變異范圍為17.2～169 cm；平均第一側(cè)枝長(zhǎng)為37.60 cm，變異幅度為19.2～199 cm；平均結(jié)果枝數(shù)為5.20個(gè)，變異幅度為2.20～24個(gè)；平均干果重為866.18 g，變異幅度為263～1 550 g；平均總株數(shù)為44.40株，變異范圍為0.93～96株；平均百仁重為67.97 g，變異幅度為13～108.9 g。上述結(jié)果表明，不同地點(diǎn)來(lái)源的花生資源材料農(nóng)藝性狀差異較大，這種差異會(huì)因?yàn)槠贩N不同而變化。

表1 花生種質(zhì)資源11個(gè)表型性狀多樣性分析

表2 花生種質(zhì)資源11個(gè)表型性狀相關(guān)性分析

表4 花生種質(zhì)資源不同組表型性狀多樣性分析

2.2 花生種質(zhì)資源表型性狀相關(guān)性分析

利用SPSS 21.0軟件對(duì)498份花生資源進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見(jiàn)表2。主莖高與第一側(cè)枝長(zhǎng)(p=0.949**)、總分枝數(shù)(p=0.343**)、結(jié)果枝數(shù)(p=0.439**)、單株結(jié)果數(shù)(p=0.488**)、總株數(shù)(p=0.205**)、鮮果重(p=0.127**)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與百果重(p=-0.135**)、百果仁重(p=-0.135**)、百仁重(p=-0.277**)呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；第一側(cè)枝長(zhǎng)與總分枝數(shù)(p=0.407**)、結(jié)果枝數(shù)(p=0.474**)、單株結(jié)果數(shù)(p=0.531**)、總株數(shù)(p=0.142**)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與鮮果重(p=-0.010**)、百果重(p=-0.122**)、百果仁重(p=-0.110**)、百仁重(p=-0.230**)呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；總分枝數(shù)與結(jié)果枝數(shù)(p=0.879**)、單株結(jié)果數(shù)(p=0.473**)、干果重(p=0.005**)、百果仁重(0.035**)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與鮮果重(p=-0.012**)、百仁重(p=-0.034**)呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；結(jié)果枝數(shù)與單株結(jié)果數(shù)(p=0.622**)、干果重(p=0.058**)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與鮮果重(p=-0.010**)、百果重(p=-0.017**)、百仁重(p=-0.041**)呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；單株結(jié)果數(shù)與總株數(shù)(p=-0.127**)、鮮果重(p=-0.067**)、干果重(p=-0.036**)、百果重(p=-0.100**)、百果仁重(p=-0.055**)均呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；總株數(shù)與鮮果重(p=0.206**)、干果重(p=0.513**)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與百仁重(p=-0.143**)呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；百果重與百仁重(p=0.397*)呈顯著正相關(guān)關(guān)系。從上述結(jié)果可以看出，花生表型性狀間，除了鮮果重與干果重與其他表型性狀間沒(méi)有相關(guān)性，其余的相互之間均存在相關(guān)性。

2.3 花生種質(zhì)資源表型性狀主成分分析

對(duì)11個(gè)花生種質(zhì)資源表型性狀進(jìn)行主成分分析，結(jié)果(表3)表明，前3個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率為63.720%，其中第1主成分特征值達(dá)到了3.343，貢獻(xiàn)率高達(dá)30.395%，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，主莖高和第一側(cè)枝長(zhǎng)貢獻(xiàn)值最大，特征向量結(jié)果分別是0.453和0.466；第2主成分特征值為1.909，貢獻(xiàn)率為17.350%，百仁重和干果重貢獻(xiàn)值最大，特征向量分別為0.465和0.513；第3主成分特征值為1.757，總株數(shù)和干果重的貢獻(xiàn)值最大，特征向量分別是0.584和0.364。

表3 花生種質(zhì)資源表型性狀主成分分析

2.4 花生種質(zhì)資源表型性狀的聚類(lèi)分析

將498份花生種質(zhì)資源表型鑒定數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類(lèi)，結(jié)果聚為兩大類(lèi)，4個(gè)小組，如圖1和表3所示。兩大類(lèi)的遺傳相似系數(shù)為11.20。第1類(lèi)包括Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ組，遺傳相似系數(shù)為11.4。第Ⅰ組由101份材料組成，遺傳相似系數(shù)為5.40，主莖高偏低，鮮果重、干果重、百果重、百果仁重、百仁重均偏低，第一側(cè)枝長(zhǎng)、總分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)、結(jié)果數(shù)、總株數(shù)均偏高；第Ⅱ組由209份種質(zhì)資源組成，遺傳相似系數(shù)為5.80，第一側(cè)枝長(zhǎng)和總株數(shù)多，主莖高偏高，總分枝數(shù)、單株結(jié)果數(shù)偏少，結(jié)果枝數(shù)、鮮果重、干果重、百果重、百果仁重、百仁重重量低；第Ⅲ組由184份種質(zhì)材料組成，遺傳相似系數(shù)為4.70，主莖高、總分枝數(shù)、單株結(jié)果數(shù)少，第一側(cè)枝長(zhǎng)、結(jié)果枝數(shù)、總株數(shù)、鮮果重、百果重、百果仁重偏重，干果重、百仁重最重；第2類(lèi)包括第Ⅳ組，該組由4份材料組成，遺傳相似系數(shù)為6.80，主莖高、總分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)、單數(shù)結(jié)果數(shù)、鮮果重、百果重、百果仁重最重，干果重、百仁重偏重，第一側(cè)枝長(zhǎng)、總株數(shù)最少。

3 結(jié)論與討論

對(duì)498份不同來(lái)源的花生種質(zhì)資源的表型性狀進(jìn)行鑒定，結(jié)果表明，各性狀間變異程度高，相關(guān)性復(fù)雜，3個(gè)主成分累積貢獻(xiàn)率不高，表現(xiàn)出明顯的遺傳差異，在育種上還存在較大的利用空間及前景。選育優(yōu)異品種的基礎(chǔ)就是收集豐富的種質(zhì)資源，并加強(qiáng)對(duì)其鑒定、分析和評(píng)價(jià)[20]。目前大部分育種者只關(guān)注作物的某一個(gè)性狀而忽略了其他性狀，盡管這樣具有針對(duì)性，但只能代表某一個(gè)性狀，缺乏綜合性。加之近年來(lái)貴州省花生種植面積大量增加，但缺乏優(yōu)質(zhì)的花生新品種。因此，本研究結(jié)果可為貴州花生新品種的選育提供理論依據(jù)。

本研究對(duì)基于表型性狀做了多樣性分析，變異系數(shù)變異幅度較大，在21.06%～62.03%之間，這表明參試材料所含的表型性狀信息量大，種類(lèi)多。

通過(guò)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，主莖高與很多性狀都存在或正或負(fù)的相關(guān)關(guān)系，但值得注意的是，與產(chǎn)量相關(guān)的指標(biāo)卻呈極顯著的負(fù)相關(guān)，比如主莖高與百果重(p=-0.135**)、百果仁重(p=-0.135**)、百仁重(p=-0.277**)呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，這表明花生的株高不宜過(guò)高，過(guò)高會(huì)影響花生的產(chǎn)量。

圖1 498份花生種質(zhì)資源聚類(lèi)圖

主成分分析結(jié)果表明，花生種質(zhì)資源的11個(gè)性狀可聚為3個(gè)主成分，但累計(jì)貢獻(xiàn)率只有63.720%，說(shuō)明這11個(gè)表型性狀只包含了大部分信息，還有部分信息還有待發(fā)現(xiàn)并研究。第1主成分是由主莖高、第一側(cè)枝長(zhǎng)、總分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)、單株結(jié)果數(shù)、干果重等構(gòu)成的因子，特征向量關(guān)系表明主莖越高，第一側(cè)枝越長(zhǎng)，總分枝數(shù)越多，結(jié)果枝數(shù)越多，單數(shù)結(jié)果數(shù)越多，干果重量越重；第2主成分是由主莖高、第一側(cè)枝長(zhǎng)、總分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)、鮮果重、干果重、百果重、百果仁重、百仁重等構(gòu)成的因子，特征向量關(guān)系表明主莖高越高，第一側(cè)枝越長(zhǎng)，總分枝數(shù)越多，結(jié)果枝數(shù)越多，鮮果重越重，干果重越重，百果重越重，百果仁重越重，百仁重越重；第3主成分是由主莖高、第一側(cè)枝長(zhǎng)、鮮果重、干果重等構(gòu)成的因子，特征向量關(guān)系表明，主莖高越高，第一對(duì)側(cè)枝越長(zhǎng)，鮮果重越重，干果重越重。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)主莖高、第一側(cè)枝長(zhǎng)是影響花生產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，值得進(jìn)一步的深入研究。對(duì)花生資源多樣性的研究，明確不同形狀之間的差異和篩選花生花生優(yōu)良性狀是花生育種工作的基礎(chǔ)。

依據(jù)其遺傳距離的不同劃分為兩個(gè)大類(lèi)4個(gè)小組。聚類(lèi)結(jié)果與花生性狀有直接關(guān)系，通過(guò)聚類(lèi)分析發(fā)現(xiàn)，第Ⅰ組主莖高偏矮，第一側(cè)枝長(zhǎng)偏長(zhǎng)，有利于特異資源性狀的篩選；第Ⅱ組主莖高偏高，第一側(cè)枝長(zhǎng)最長(zhǎng)，株數(shù)也最多，由于花生結(jié)果大部分接在第一側(cè)枝上，因此該組材料可以用來(lái)篩選高產(chǎn)品種；第Ⅲ組材料株高最矮，為矮桿材料，但是干果重與百仁重最重，說(shuō)明該組材料在風(fēng)干過(guò)程中丟失水分最少，有利于篩選矮桿材料和風(fēng)干過(guò)程中水分丟失少的品種；第Ⅳ組主莖高最高，總分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)、單數(shù)結(jié)果數(shù)、鮮果重，百果仁重均居首位，是很有潛力的材料，值得進(jìn)一步深入研究。本次聚類(lèi)分析中，遺傳相似系數(shù)較寬(D=11.2)，可能是因?yàn)楸狙芯窟x用的材料來(lái)自不同育種單位收集或培育出的材料，育種方式存在多樣化，比如理化誘變、遠(yuǎn)緣雜交等手段的使用，使得新的花生品種(系)有相對(duì)較寬的遺傳基礎(chǔ)[21-26]。每個(gè)類(lèi)群都具有自己的特點(diǎn)，且從聚類(lèi)結(jié)果中可以看出，花生種質(zhì)資源的遺傳距離閾值偏大，說(shuō)明各類(lèi)品種間的親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。通過(guò)系統(tǒng)聚類(lèi)分析結(jié)果，補(bǔ)充了以個(gè)別性狀進(jìn)行直觀或憑經(jīng)驗(yàn)性分類(lèi)的不足，也為花生高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)育種中親本的選配提供參考，在花生雜交育種上可以根據(jù)不同類(lèi)群的特點(diǎn)加以利用。

本研究對(duì)不同來(lái)源的498份花生種質(zhì)資源的11個(gè)表型性狀進(jìn)行多方位研究，通過(guò)多樣性分析、相關(guān)性分析、主成分分析、聚類(lèi)分析進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，以期為花生種質(zhì)資源的利用和創(chuàng)新提供依據(jù)，為花生品種的選育和遺傳改良提供參考。