石晗　陳子義　陳玨　鄒丹蓉

摘要：為了篩選出適宜上海地區(qū)種植且綜合表現(xiàn)優(yōu)良的蠶豆資源，從河北、安徽、日本和上海等地收集到54份蠶豆資源，系統(tǒng)調(diào)查54份蠶豆資源的25個(gè)農(nóng)藝數(shù)量性狀在上海嘉定的田間表現(xiàn)，并通過(guò)遺傳多樣性分析、相關(guān)性分析、主成分分析、聚類(lèi)分析等方法進(jìn)行綜合鑒定評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，收集到的蠶豆資源表型性狀表現(xiàn)出較大的遺傳差異，25個(gè)表型性狀的變異系數(shù)為10.18%～45.02%，平均變異系數(shù)為24.43%；遺傳多樣性指數(shù)為1.417～2.070，其中以單莢粒數(shù)、分枝數(shù)的遺傳多樣性指數(shù)最高。相關(guān)性分析結(jié)果表明，25個(gè)農(nóng)藝性狀之間大多都存在極顯著或顯著相關(guān)關(guān)系，其中蠶豆的單株鮮莢產(chǎn)量與單株籽粒產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，二者都與單株鮮實(shí)莢數(shù)、單株鮮粒數(shù)、鮮莢長(zhǎng)、籽粒厚、單莢粒數(shù)呈顯著或極顯著正相關(guān)。通過(guò)聚類(lèi)分析發(fā)現(xiàn)，54份國(guó)內(nèi)外蠶豆種質(zhì)資源可分為4個(gè)類(lèi)群，其中第Ⅲ類(lèi)群的綜合性狀最好。主成分分析中前5個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到82.226%，包含的要素信息量可以基本反映25個(gè)數(shù)量性狀的主要信息，并根據(jù)主成分值與其對(duì)應(yīng)特征根值的貢獻(xiàn)率計(jì)算各品種的主成分綜合得分，選取較優(yōu)的種質(zhì)資源。通過(guò)鑒定篩選到P45、P67和P68等優(yōu)異種質(zhì)資源，可作為改良蠶豆產(chǎn)量構(gòu)成的材料加以利用，為上海地區(qū)蠶豆種質(zhì)資源鑒定評(píng)價(jià)和優(yōu)質(zhì)新品種選育提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：蠶豆；種質(zhì)資源；農(nóng)藝性狀；遺傳多樣性；主成分分析；聚類(lèi)分析

中圖分類(lèi)號(hào)：S643.603.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2023）20-0067-10

蠶豆（Vicia faba L.）別稱羅漢豆、胡豆等，是豆科蝶形花亞科巢菜屬的一年生或越年生草本植物。蠶豆富含蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、膳食纖維等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)［1-2］，具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，是兼具蔬菜、糧食、肥料、飼料、藥用價(jià)值的經(jīng)濟(jì)作物［3-7］。蠶豆在我國(guó)種植歷史悠久，據(jù)宋《太平御覽》記載，蠶豆由西漢張騫自西域經(jīng)絲綢之路傳入，距今已有2 100余年的栽培歷史［8］。我國(guó)是蠶豆種植面積最大的國(guó)家［9-10］，而目前我國(guó)種植蠶豆的區(qū)域是以西南地區(qū)、長(zhǎng)江流域?yàn)橹鞯那锊ギa(chǎn)區(qū)和以西北、華北北部為主的春播產(chǎn)區(qū)［11］，在廣闊的栽培范圍和復(fù)雜多樣的自然環(huán)境下，蠶豆形成了各具特色的種質(zhì)資源類(lèi)型和極其豐富的遺傳多樣性。

種質(zhì)資源的搜集、引進(jìn)和評(píng)價(jià)是蠶豆種質(zhì)創(chuàng)新與育種工作的基礎(chǔ)，目前農(nóng)藝性狀的形態(tài)學(xué)標(biāo)記是種質(zhì)資源鑒定評(píng)價(jià)中使用最廣泛的分析方法［12］。辛佳佳等對(duì)57份蠶豆種質(zhì)資源進(jìn)行鑒定分析發(fā)現(xiàn)，單株分枝數(shù)、單株總莢數(shù)與蠶豆籽粒大小呈顯著負(fù)相關(guān)［13］。李程勛等通過(guò)對(duì)引進(jìn)福建地區(qū)種植的大粒蠶豆種質(zhì)資源鑒定評(píng)價(jià)后發(fā)現(xiàn)，單莢鮮質(zhì)量、莢寬、鮮籽粒百粒質(zhì)量與鮮莢單位面積產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，分枝數(shù)、單株實(shí)莢數(shù)與鮮莢產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)［14］。張炯等通過(guò)對(duì)190份蠶豆種質(zhì)資源的17個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行遺傳多樣性、相關(guān)性、主成分、聚類(lèi)等分析，發(fā)現(xiàn)單株莢數(shù)、分枝數(shù)是影響單株粒質(zhì)量的主要因素，并將190份材料劃分為5個(gè)類(lèi)群，第1類(lèi)群適宜機(jī)械性收割，第2類(lèi)群可作為早熟品種選育的基礎(chǔ)，第3類(lèi)群可作為鮮食蠶豆品種的親本，第4類(lèi)群屬于高產(chǎn)型，第5類(lèi)群為大粒型［15］。呂春雨等通過(guò)相關(guān)性分析、主成分分析、聚類(lèi)分析等方法對(duì)41份非洲地區(qū)和我國(guó)湖北蠶豆種質(zhì)資源的10個(gè)產(chǎn)量性狀進(jìn)行綜合鑒定及評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，單株總莢數(shù)、單株實(shí)莢數(shù)、百粒質(zhì)量、單株分枝數(shù)、單株質(zhì)量和莢長(zhǎng)等產(chǎn)量性狀均可作為蠶豆產(chǎn)量鑒定與評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)［16］。

近年來(lái)，隨著消費(fèi)者對(duì)蔬菜類(lèi)型多元化需求的不斷增長(zhǎng)，我國(guó)的鮮食蠶豆產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，以上海為中心的東南沿海產(chǎn)區(qū)成為我國(guó)最大鮮食蠶豆消費(fèi)市場(chǎng)［17］，具有巨大的市場(chǎng)潛力。但是目前上海地區(qū)蠶豆種植品種結(jié)構(gòu)單一，而且關(guān)于上海地區(qū)蠶豆種質(zhì)資源形態(tài)多樣性鑒定與評(píng)價(jià)的研究報(bào)道較少。本研究選用54份來(lái)自國(guó)內(nèi)外不同地區(qū)的地方品種或選育品種資源作為供試材料在上海進(jìn)行種植，在調(diào)查成熟期蠶豆性狀的同時(shí)，將鮮食蠶豆相關(guān)性狀作為重點(diǎn)，共調(diào)查開(kāi)花期、鮮莢采收期及成熟期的25個(gè)主要表型農(nóng)藝性狀，并通過(guò)多元統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行種質(zhì)資源的遺傳多樣性分析和綜合評(píng)價(jià)，以期篩選出綜合表現(xiàn)優(yōu)良的蠶豆種質(zhì)資源，挖掘出最有潛力且適宜上海地區(qū)種植的蠶豆種質(zhì)以滿足產(chǎn)業(yè)需要，并為蠶豆種質(zhì)資源保護(hù)和新品種選育提供材料基礎(chǔ)和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

參試54份蠶豆種質(zhì)資源分別來(lái)源于河北（40份）、安徽（4份）、上海（8份）、日本（2份），材料編號(hào)及來(lái)源詳見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)與設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2020—2021年在上海市嘉定區(qū)上?；莺头N業(yè)有限公司的試驗(yàn)大棚內(nèi)進(jìn)行，土壤肥力中等，排灌通暢。試驗(yàn)材料于2020年10月29日播種，11月18日按順序定植，不設(shè)重復(fù)，每份材料的小區(qū)面積為6 m2，采用穴盤(pán)育苗，每穴定植1株，株距40 cm，行距60 cm，每份材料間隔1 m種植，并在開(kāi)花前后進(jìn)行掛網(wǎng)隔離。中耕除草、病蟲(chóng)防治等田間管理方式參照常規(guī)栽培。蠶豆種子收獲時(shí)間為2021年6月。

1.3 農(nóng)藝性狀測(cè)定指標(biāo)

本試驗(yàn)測(cè)定的主要農(nóng)藝性狀包括小葉數(shù)量、初花節(jié)位、每花序花數(shù)、分枝數(shù)、莢長(zhǎng)寬、籽粒長(zhǎng)寬厚、百粒質(zhì)量等。田間性狀的調(diào)查參考《蠶豆種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》［18］，具體調(diào)查指標(biāo)及記載標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

在開(kāi)花期，于田間隨機(jī)調(diào)查3株蠶豆的小葉數(shù)量、初花節(jié)位和每花序花數(shù)。在鮮莢商品采收期，隨機(jī)取樣3株蠶豆，調(diào)查單株鮮實(shí)莢數(shù)、單株鮮粒數(shù)；隨機(jī)選取10個(gè)鮮莢，用直尺測(cè)定鮮莢長(zhǎng)，用游標(biāo)卡尺測(cè)定鮮莢寬、鮮粒長(zhǎng)、鮮粒寬、鮮粒厚，并用電子天平測(cè)定單莢鮮質(zhì)量、百粒鮮質(zhì)量。在籽粒成熟期，于田間隨機(jī)調(diào)查3株蠶豆的分枝數(shù)、單株實(shí)莢數(shù)和單莢粒數(shù)，隨機(jī)選取10個(gè)老熟莢，用直尺測(cè)定干莢長(zhǎng)，用游標(biāo)卡尺測(cè)定干莢寬、籽粒長(zhǎng)、籽粒寬、籽粒厚，并用電子天秤測(cè)定單莢干質(zhì)量、百粒干質(zhì)量。相關(guān)計(jì)算公式如下：

出籽率（SR）=單株鮮粒數(shù)（SP-F）×百粒鮮質(zhì)量（HW-F）/［100×單莢鮮質(zhì)量（SPW-F）×單株鮮實(shí)莢數(shù)（PP-F）］；

單株鮮莢產(chǎn)量（FPYP）=單莢鮮質(zhì)量（SPW-F）×單株鮮實(shí)莢數(shù)（PP-F）；

單株籽粒產(chǎn)量（SYP）=單莢粒數(shù)（SPP）×單株實(shí)莢數(shù)（PP-D）×百粒干質(zhì)量（HSW-D）/100。

1.4 數(shù)據(jù)分析與處理

用Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，計(jì)算各農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)和遺傳多樣性指數(shù)。用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析和主成分分析，并采用Ward法平方 Euclidean 距離進(jìn)行聚類(lèi)分析。

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)的計(jì)算［19-20］：先計(jì)算參試材料各個(gè)性狀的總體平均數(shù)（X）和標(biāo)準(zhǔn)差（σ），然后從第1級(jí)［Xi<（X-2σ）］至第10級(jí)［Xi>（X+2σ）］劃分為10級(jí)，每0.5σ為1級(jí)，每級(jí)的相對(duì)頻率用于計(jì)算Shannon多樣性指數(shù)，公式如下：

H′=-∑PilnPi。

式中：Pi為該性狀第i級(jí)別內(nèi)的材料份數(shù)占總份數(shù)的比例。

2 結(jié)果與分析

2.1 蠶豆種質(zhì)資源主要農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性分析

對(duì)54份蠶豆種質(zhì)資源的25個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、變異系數(shù)分析以及遺傳多樣性指數(shù)分析，由表3可知，25個(gè)表型性狀的遺傳多樣性指數(shù)變化范圍為1.417～2.070，其中花期性狀除初花節(jié)位（1.466）外，小葉數(shù)量、每花序花數(shù)的遺傳多樣性指數(shù)分別為1.936、1.940；鮮莢相關(guān)性狀的遺傳多樣性指數(shù)范圍為1.417～2.002，而成熟莢相關(guān)性狀的遺傳多樣性指數(shù)范圍為1.533～2.070。另外，單莢粒數(shù)、分枝數(shù)、單株鮮實(shí)莢數(shù)的遺傳多樣性指數(shù)較大，分別為2.070、2.061、2.002，初花節(jié)位（1.466）、單莢鮮質(zhì)量（1.417）的遺傳多樣性指數(shù)較小。

54份蠶豆種質(zhì)資源各農(nóng)藝性狀指標(biāo)均存在較大的變異性，25個(gè)性狀的變異系數(shù)范圍為10.18%～45.02%，鮮莢相關(guān)性狀的變異系數(shù)范圍為12.30%～45.02%，而成熟莢相關(guān)性狀的變異系數(shù)范圍為12.98%～42.98%。其中，單株鮮粒數(shù)的變異系數(shù)最大，為45.02%；單莢鮮質(zhì)量、百粒鮮質(zhì)量、單株鮮實(shí)莢數(shù)、單株鮮莢產(chǎn)量、單株實(shí)莢數(shù)、單株籽粒產(chǎn)量的變異幅度較大，變異系數(shù)均超過(guò)38%；分枝數(shù)、出籽率、單莢干質(zhì)量、百粒干質(zhì)量、初花節(jié)位的變異系數(shù)為20%～30%；每花序花數(shù)的變異系數(shù)最小，為10.18%，變異幅度為2.83～4.70朵。本研究中所有指標(biāo)的變異系數(shù)均在10%以上，且25個(gè)性狀的變異系數(shù)平均值為24.43%，表明參試材料間的農(nóng)藝性狀存在較大差異，種質(zhì)類(lèi)型十分豐富，蘊(yùn)含著豐富的遺傳變異。

2.2 蠶豆種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

由表4可知，參試蠶豆種質(zhì)資源各農(nóng)藝性狀間大多都存在極顯著或顯著相關(guān)關(guān)系，其中蠶豆單株鮮莢產(chǎn)量與單株鮮粒數(shù)（rs=0.778）、單株鮮實(shí)莢數(shù)（rs=0.774）、鮮莢長(zhǎng)（rs=0.451）、單莢鮮質(zhì)量（rs=0.442）呈極顯著正相關(guān)，與籽粒厚、單莢干質(zhì)量、單莢粒數(shù)、單株籽粒產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)；單株籽粒產(chǎn)量與鮮莢長(zhǎng)、單株鮮實(shí)莢數(shù)、單株鮮粒數(shù)、單株鮮莢產(chǎn)量、分枝數(shù)、籽粒厚、單株實(shí)莢數(shù)、單莢粒數(shù)呈顯著或極顯著正相關(guān)，其中與單株實(shí)莢數(shù)的相關(guān)系數(shù)（rs=0.888）大于0.800，說(shuō)明兩者間呈高度正相關(guān)，與小葉數(shù)量、初花節(jié)位、鮮粒長(zhǎng)、鮮粒寬、百粒鮮質(zhì)量、干莢寬、籽粒寬呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)；百粒干質(zhì)量、百粒鮮質(zhì)量均與小葉數(shù)量、初花節(jié)位、每花序花數(shù)、鮮莢寬、鮮粒長(zhǎng)、鮮粒寬、干莢長(zhǎng)、干莢寬、籽粒長(zhǎng)、籽粒寬呈極顯著正相關(guān)，與單株實(shí)莢數(shù)和單莢粒數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)。由此可見(jiàn)，各農(nóng)藝性狀間存在不同程度的相關(guān)性，表明這些性狀間存在內(nèi)在關(guān)系，會(huì)使所包含的信息發(fā)生重疊，因此利用主成分分析進(jìn)行多指標(biāo)簡(jiǎn)化是有必要的。

2.3 蠶豆種質(zhì)資源主要農(nóng)藝性狀主成分分析

2.3.1 主成分分析 基于農(nóng)藝性狀進(jìn)行主成分分析，選取前5個(gè)特征值較大的成分，由表5可知，它們的特征值分別為11.335、4.177、2.026、1.826、1.193，方差貢獻(xiàn)率分別為45.341%、16.707%、8.105%、7.303%、4.770%，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)82.226%。

第1主成分中百粒干質(zhì)量（0.927）、干莢長(zhǎng)（0.919）、百粒鮮質(zhì)量（0.900）、單莢鮮質(zhì)量（0.889）、干莢寬（0.884）、籽粒寬（0.877）、單莢干質(zhì)量（0.874）、籽粒長(zhǎng)（0.865）、鮮粒長(zhǎng)（0.825）、鮮莢寬（0.820）、鮮莢長(zhǎng)（0.782）和鮮粒寬（0.749）的載荷量較高，說(shuō)明第1主成分主要由蠶豆粒、蠶豆莢的大小及質(zhì)量決定；第2主成分主要包含單株鮮實(shí)莢數(shù)（0.939）、單株鮮莢產(chǎn)量（0.905）和單株鮮粒數(shù)（0.897）3個(gè)因子，說(shuō)明第2主成分主要由蠶豆鮮莢數(shù)量及產(chǎn)量決定；第3主成分主要包含單株籽粒產(chǎn)量（0.900）、分枝數(shù)（0.841）和單莢粒數(shù)（0.841）3個(gè)因子，說(shuō)明第3主成分主要由老熟蠶豆產(chǎn)量、有效分枝數(shù)和有效莢數(shù)量決定；第4主成分主要由出籽率（0.894）1個(gè)因子決定；第5主成分主要包含鮮粒厚（0.716）、籽粒厚（0.689）2個(gè)因子，說(shuō)明第5主成分由籽粒飽滿程度決定。小葉數(shù)量、初花節(jié)位、每花序花數(shù)和單莢粒數(shù)對(duì)5個(gè)主成分的決定作用較弱。

2.3.2 綜合評(píng)價(jià) 通過(guò)5個(gè)主成分的載荷矩陣和特征值計(jì)算出特征向量，詳見(jiàn)表6，對(duì)25個(gè)性狀的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后計(jì)算54份蠶豆資源的主成分得分并排序。由表7可知，P45、P67和P68的綜合得分較高，在5分以上，其次為P49、P50、P51、P53和P55，綜合得分大于1分，此外，得分排名前15名的資源還有P57、P52、V30、V51、V29、V76和V38。

2.4 蠶豆種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的聚類(lèi)分析

對(duì)54份蠶豆種質(zhì)資源的25個(gè)性狀進(jìn)行Ward法聚類(lèi)分析，按遺傳距離為5將其聚為4個(gè)類(lèi)群，如圖1所示。對(duì)各類(lèi)群的性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見(jiàn)表8、表9。由圖1可知，根據(jù)距離可將54份資源類(lèi)別劃為4個(gè)類(lèi)群，其中類(lèi)群Ⅰ包含28個(gè)品系，24份來(lái)源于河北，4份來(lái)源于安徽，其特點(diǎn)是每花序花數(shù)、鮮粒厚、籽粒厚、單莢粒數(shù)、單株籽粒產(chǎn)量平均值中等，其余性狀平均值較低；在變異系數(shù)方面，鮮莢寬、鮮粒寬、鮮粒厚、百粒鮮質(zhì)量、分枝數(shù)、單株籽粒產(chǎn)量較高。類(lèi)群Ⅱ包含16份資源，全部來(lái)源于河北，其特點(diǎn)是單株鮮實(shí)莢數(shù)、單株鮮粒數(shù)、單株鮮莢產(chǎn)量、單株實(shí)莢數(shù)和單株籽粒產(chǎn)量的平均值較高；在變異系數(shù)方面，鮮莢長(zhǎng)、分枝數(shù)、干莢長(zhǎng)、干莢寬、籽粒長(zhǎng)、籽粒寬、百粒干質(zhì)量、單株籽粒產(chǎn)量較高。類(lèi)群Ⅲ包含3個(gè)品系，1個(gè)來(lái)源于上海，2個(gè)來(lái)源于日本，其特點(diǎn)是初花節(jié)位、鮮莢長(zhǎng)、鮮莢寬、鮮粒長(zhǎng)、鮮粒寬、鮮粒厚、鮮莢質(zhì)量、百粒鮮質(zhì)量、出籽率、干莢長(zhǎng)、干莢寬、籽粒長(zhǎng)、干莢質(zhì)量、百粒干質(zhì)量的平均值較高；在變異系數(shù)方面，初花節(jié)位、鮮粒長(zhǎng)、單莢鮮質(zhì)量、干莢長(zhǎng)、籽粒厚、干莢質(zhì)量和單株實(shí)莢數(shù)指標(biāo)較高。類(lèi)群Ⅳ包含7個(gè)品系，全部來(lái)源于上海，其特點(diǎn)是小葉數(shù)量、鮮粒長(zhǎng)、出籽粒、籽粒長(zhǎng)、籽粒寬、百粒干質(zhì)量的平均值較高；在變異系數(shù)方面，初花節(jié)位、鮮莢寬、單株鮮實(shí)莢數(shù)、單株鮮莢產(chǎn)量、籽粒厚較高。

3 討論與結(jié)論

3.1 蠶豆種質(zhì)資源遺傳多樣性

豐富的種質(zhì)資源是現(xiàn)代育種的研究基礎(chǔ)，因此蠶豆育種須以豐富的遺傳資源為前提，尤其是地方蠶豆品種在經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的自然選擇和人工選擇后保留了大量?jī)?yōu)良性狀，蘊(yùn)藏著豐富的遺傳多樣性，是品種改良和選育的寶貴資源庫(kù)。種質(zhì)資源想要被更好地發(fā)掘和利用，首先就要對(duì)其進(jìn)行鑒定評(píng)價(jià)與遺傳多樣性分析，而以表型性狀為基礎(chǔ)進(jìn)行多樣性研究，是檢測(cè)植物遺傳變異中最傳統(tǒng)、最常用的研究方法，能直接反映植物的外部特征，有利于了解其進(jìn)化潛力和遺傳穩(wěn)定性，能為優(yōu)異種質(zhì)資源的篩選利用和遺傳研究提供科學(xué)參考［21-25］。

本試驗(yàn)廣泛收集了52份來(lái)自河北、安徽和上海的地方蠶豆品種，以及2份來(lái)自日本的選育品種，對(duì)不同來(lái)源的蠶豆種質(zhì)資源的25個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行遺傳多樣性分析，結(jié)果表明，25個(gè)表型農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性指數(shù)較高（1.417～2.070），單莢粒數(shù)、分枝數(shù)、單株鮮實(shí)莢數(shù)的遺傳多樣性指數(shù)最大，分別為2.070、2.061、2.002，說(shuō)明參試蠶豆材料的性狀表現(xiàn)形式豐富多樣，蘊(yùn)藏著較大的遺傳變異，具有較高的育種價(jià)值。25個(gè)表型性狀的變異系數(shù)存在較大變異性，變異系數(shù)范圍為10.18%～45.02%。變異系數(shù)最小的是每花序花數(shù)，變異系數(shù)最大的是單株鮮粒數(shù)。單莢鮮質(zhì)量、百粒鮮質(zhì)量、單株鮮實(shí)莢數(shù)、單株鮮莢產(chǎn)量、單株實(shí)莢數(shù)、單株籽粒產(chǎn)量的變異幅度較大，變異系數(shù)均超過(guò)38%。單株實(shí)莢數(shù)、單株籽粒產(chǎn)量的變異程度較大，與崔世友等的研究結(jié)果［26］相似，說(shuō)明參試蠶豆種質(zhì)資源在這些性狀方面存在明顯差異。分枝數(shù)、出籽率、單莢干質(zhì)量、百粒干質(zhì)量、初花節(jié)位的變異系數(shù)為20%～30%。張炯等的研究結(jié)果表明，百粒干質(zhì)量、分枝數(shù)的變異系數(shù)較大，干莢長(zhǎng)、干莢寬、籽粒長(zhǎng)、籽粒寬的變異系數(shù)相對(duì)較?。?5］，本研究結(jié)果與之一致。變異系數(shù)能夠反映性狀的變異程度，變異系數(shù)越大，說(shuō)明性狀的變異類(lèi)型越豐富，由此分析可知，參試蠶豆種質(zhì)資源的性狀大多變異程度較高，存在豐富多樣的變異類(lèi)型，具有較高的遺傳改良利用空間和潛力。

3.2 蠶豆種質(zhì)資源多樣性的綜合評(píng)價(jià)

相關(guān)性分析結(jié)果表明，蠶豆各性狀間存在較復(fù)雜的相關(guān)性，其產(chǎn)量受到多個(gè)性狀的共同影響，蠶豆單株鮮莢產(chǎn)量和單株籽粒產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，都與單株鮮實(shí)莢數(shù)、單株鮮粒數(shù)、鮮莢長(zhǎng)、籽粒厚、單莢粒數(shù)呈顯著或極顯著正相關(guān)，表明單株粒數(shù)、單株莢數(shù)和籽粒大小是影響單株產(chǎn)量的重要因素，這為我們選擇高產(chǎn)品種提供了重要的理論依據(jù)。豆莢、籽粒的數(shù)量及大小可作為蠶豆產(chǎn)量性狀育種選擇的重要指標(biāo)。百粒干質(zhì)量與百粒鮮質(zhì)量均與鮮莢寬、鮮粒長(zhǎng)、鮮粒寬、干莢長(zhǎng)、干莢寬、籽粒長(zhǎng)、籽粒寬呈極顯著正相關(guān)，與單株實(shí)莢數(shù)、單莢粒數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，表明豆莢、籽粒大小是影響籽粒質(zhì)量的重要性狀，而豆莢、籽粒數(shù)量會(huì)限制籽粒的質(zhì)量，因此選育高產(chǎn)蠶豆品種時(shí)應(yīng)綜合考慮上述性狀，不應(yīng)只追求某一性狀，而要協(xié)調(diào)好各個(gè)性狀間的關(guān)系。

主成分分析是在盡可能多地保存原有信息的基礎(chǔ)上進(jìn)行降維，即將多個(gè)指標(biāo)簡(jiǎn)化為少量綜合指標(biāo)，目前已有諸多研究利用主成分分析進(jìn)行種質(zhì)表型性狀的評(píng)價(jià)［27-30］。本研究將25個(gè)田間表型農(nóng)藝性狀轉(zhuǎn)化為5個(gè)主成分，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到82.226%，能較大程度地反映蠶豆種質(zhì)資源的表型特征，分別為蠶豆莢和籽粒大小及質(zhì)量特征、鮮豆莢數(shù)量及產(chǎn)量特征、老熟蠶豆產(chǎn)量和有效分枝及有效莢數(shù)量特征、出籽率特征、籽粒飽滿程度特征。根據(jù)5個(gè)主成分值與對(duì)應(yīng)特征根值的貢獻(xiàn)率，計(jì)算各個(gè)蠶豆品種的主成分得分，排名前15名的分別為P45、P67、P68、P49、P50、P51、P53、P55、P57、P52、V30、V51、V29、V76和V38，初步篩選出適宜在上海地區(qū)種植的15份蠶豆相關(guān)性狀優(yōu)異的資源。其中P45、P67和P68的綜合得分最高，在5分以上，經(jīng)過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)這些品種具有較為優(yōu)異的籽粒表現(xiàn)，可作為選育大粒型蠶豆的骨干材料。

聚類(lèi)分析將54份蠶豆種質(zhì)資源分為4個(gè)類(lèi)群，第Ⅰ類(lèi)群的28份蠶豆資源來(lái)源于河北、安徽，性狀表現(xiàn)為分枝少、籽粒小且粒質(zhì)量輕，結(jié)莢數(shù)和籽粒產(chǎn)量處于中間型，但單株鮮莢產(chǎn)量最低，不適合作為鮮食品種，但是仍是品種改良以及遺傳機(jī)制研究的重要材料；第Ⅱ類(lèi)群的16 份蠶豆資源全部來(lái)自河北，蠶豆籽粒雖偏小，但結(jié)莢數(shù)最高，單株鮮莢產(chǎn)量和老熟籽粒產(chǎn)量也較高，綜合表現(xiàn)較為優(yōu)異，可作為改良蠶豆結(jié)莢數(shù)和產(chǎn)量的重要材料；第Ⅲ類(lèi)群的3份蠶豆資源表現(xiàn)十分優(yōu)異，蠶豆籽粒大且粒質(zhì)量重，單株鮮莢產(chǎn)量高，但結(jié)莢數(shù)少，此類(lèi)群來(lái)自上海、日本，對(duì)應(yīng)的編號(hào)為P45、P67、P68，在主成分綜合評(píng)價(jià)時(shí)得分也最高，表明使用主成分和聚類(lèi)分析來(lái)評(píng)價(jià)蠶豆種質(zhì)資源的整體表現(xiàn)具有可行性；第Ⅳ類(lèi)群的7份蠶豆資源在主成分綜合評(píng)價(jià)得分中排名前10，聚類(lèi)分析結(jié)果和主成分綜合評(píng)價(jià)結(jié)果一致，此類(lèi)群全部來(lái)源于上海，蠶豆籽粒大小處于中間型，但籽粒較薄，綜合產(chǎn)量相對(duì)偏低，可進(jìn)行品種改良提高產(chǎn)量來(lái)滿足上海地區(qū)的市場(chǎng)需要。通過(guò)對(duì)各個(gè)類(lèi)群的分析，發(fā)現(xiàn)部分地理來(lái)源近的種質(zhì)資源分布在不同的類(lèi)群，表明供試種質(zhì)的親緣關(guān)系與地理來(lái)源間的相關(guān)性不大，這與多數(shù)前人的研究結(jié)果［31-33］一致。

綜上，本研究對(duì)54份蠶豆種質(zhì)資源的25個(gè)表型農(nóng)藝性狀進(jìn)行鑒定，運(yùn)用相關(guān)性分析、主成分分析和聚類(lèi)分析進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)參試蠶豆材料表現(xiàn)出十分豐富的遺傳多樣性，為蠶豆種質(zhì)資源鑒定評(píng)價(jià)和上海地區(qū)蠶豆優(yōu)異新種質(zhì)創(chuàng)新提供了理論參考。然而，表型性狀易受環(huán)境因素影響，因此今后可結(jié)合分子標(biāo)記技術(shù)對(duì)參試資源進(jìn)行精準(zhǔn)鑒定，從而為深入研究蠶豆種質(zhì)、發(fā)掘優(yōu)異新種質(zhì)以及選育新品種提供依據(jù)。

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收稿日期：2022-12-29

基金項(xiàng)目：上海市科技興農(nóng)項(xiàng)目（編號(hào)：2021-02-08-00-12-F00757）。

作者簡(jiǎn)介：石 晗（1993—），女，河南唐河人，碩士，助理農(nóng)藝師，主要從事蔬菜作物栽培及育種研究。E-mail：han12350@163.com。

通信作者：鄒丹蓉，高級(jí)農(nóng)藝師，主要從事蔬菜生產(chǎn)技術(shù)栽培研究。E-mail：65669132@qq.com。