陈宏伟+范贵生+沙爱华

摘要：對湖北省211份蚕豆（Vicia faba L.）地方品种的8个产量性状进行了测定，通过频数分布、相关性和聚类分析，研究了其遗传变异情况。结果表明，不同地方品种产量性状变异范围较大，株高、有效分枝数、单株荚数、单荚粒数、粒长、粒宽、百粒重和单株产量的变异范围分别为52.6～135.5 cm、1.6～8.0个、6.1～33.3个、1.2～2.6粒、5.1～10.2 cm、1.1～1.9 cm、42.5～88.6 g、7.0～29.7 g，均值分别为100.9 cm、3.9个、14.7个、1.8粒、6.7 cm、1.6 cm、65.2 g和15.8 g。相关分析表明，株高与单株产量和有效分枝数呈正相关，与百粒重、单荚粒数和荚长呈负相关。有效分枝数与单株荚数和单株产量呈正相关，与单荚粒数和荚长呈负相关。单株荚数与单株产量呈正相关，与单粒荚数、荚长、百粒重呈负相关。单荚粒数与荚长和单株产量呈正相关，与百粒重呈负相关。单株产量与荚长、荚宽、百粒重呈正相关。荚宽与百粒呈正相关。聚类分析表明，211份地方品种聚为3类。以上结果可为充分利用湖北地方品种进行蚕豆遗传育种与亲本选配提供参考。

关键词：蚕豆（Vicia faba L.）；产量性状；遗传变异

中图分类号：S551+.4 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）22-4242-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.22.008

Abstract： The yield traits of 211 faba bean（Vicia faba L.） landraces of Hubei province were measured. The genetic variation among the landraces was surveyed by analysis of frequency distribution，correlation and cluster. The results showed there was large variation among the yield traits. Plant height，valid branch， pod number per plant，grain number per pod， pod length，pod width，100-grain weight and yield per plant ranged from 52.6 to135.5 cm，1.6 to 8.0，6.1 to 33.3，1.2 to 2.6，5.1 to 10.2 cm，1.1 to 1.9 cm，42.5 to 88.6 g and 7.0 to 29.7 g，with the average of 100.9 cm，3.9，14.7，1.8，6.7 cm，1.6 cm，65.2 g and 15.8 g，respectively. The correlation analysis showed that plant height was positively correlated to yield per plant and valid branch， but negatively correlated to 100-grain weight， grain number per pod and pod length. Valid branch was positively correlated to pod number per plant and yield per plant， but negatively correlated to grain number per pod. Pod number per plant was positively correlated to yield per plant but negatively correlated to grain number per pod， pod length and 100-grain weight. Grain number per pod was positively correlated to pod length and yield per plant， but negatively correlated to 100-grain weight. Yield per plant was positively correlated to pod length， pod width and 100-grain weight. Pod width is positively correlated to 100-grain weight. 211 landraces were clustered to three clades. One clade is characterized by higher plant， more valid branch and pod number per plant， and higher yield per plant， the other clade showed lower plant， more grain number per pod， longer pod and bigger grain， and the third clade included only one landrace with the characterization of more pod per plant， wider pod， bigger grain and higher yield. The results are helpful for using the landraces to conduct faba bean genetic research and breeding.endprint

Key words： faba bean（Vicia faba L.）； yield trait； genetic variation

蚕豆（Vicia faba L.）又称罗汉豆、胡豆等，为豆科野豌豆属一年生草本。蚕豆原产欧洲地中海沿岸、亚洲西南部至北非，自西域引入中原[1]。蚕豆营养价值丰富，含8种必需氨基酸，碳水化合物含量47%～60%，为粮食、蔬菜和饲料、绿肥兼用作物[2，3]。蚕豆广泛种植在包括中国在内的60多个国家，据FAO统计[4]，2012年蚕豆全球种植面积约243万hm2，总产约400万t。其中中国、埃塞俄比亚、摩洛哥和澳大利亚是种植面积最大的国家，分别种植95万、45万、18万、16万hm2。中国生产的干蚕豆总量占全球的35%，约140万t，埃塞俄比亚和澳大利亚紧随其后，分别生产71万t和42万t[5]。中国蚕豆主要种植于西南地区、长江流域的秋播区和西北、华北北部的春播区[6]。

湖北作为全国蚕豆的主要种植地区，历年种植面积在3.5万hm2左右，主要集中在荆州、十堰、咸宁等地[7]。由于蚕豆的品种改良起步较晚，目前农户种植的蚕豆主要以一些地方品种为主，在很大程度上限制了蚕豆种植面积的扩大和产量的提高。搜集和评价湖北省蚕豆地方种质资源，有利于提高本省种质资源的利用效率，加快优异种质的利用步伐。本研究收集了分布在湖北省境内的211份蚕豆地方品种（表1），分析了这些品种产量性状的遗传变异关系，以期为研究湖北省蚕豆地方种质资源的多样性及资源间的亲缘关系提供参考，为利用这些种植资源促进蚕豆品种改良和产量提高奠定基础。

1 材料与方法

1.1 供试材料

211份湖北省地方品種由湖北省农业种质资源共享平台提供，这些材料品种编号及来源见表1。2012-2013年种植于湖北省农业科学院试验基地，试验地土壤肥力中等。按照李莉等[8]的方法，各品种按编号顺序种植，每品种种植3行，行长2 m，行距0.5 m，株距0.2 m，小区面积3 m2，按常规栽培技术进行田间管理。收获时从每小区中间行第三株开始连续取样生长正常的10个植株进行室内考种，考种结果见表1。

1.2 方法

按照宗绪晓等[9]关于相关性状的描述，对8个产量性状进行了室内考种。

1.3 数据分析

利用Excel 2013软件进行数据处理并做频数分布图，参照李月等[10]方法采用SPSS 16.0软件做相关分析和聚类分析。

2 结果与分析

2.1 产量性状频数分布

湖北省地方品种产量性状如株高、有效分枝、单株荚数、每荚粒数、荚长、荚宽、百粒重、单株产量的频数分布见图1。这些产量性状在不同地方品种中存在广泛变异。其中，211份品种的株高均值为100.9 cm，变异范围为52.6～135.5 cm，主要集中在76.3～88.1 cm和111.8～129.6 cm，分别占总数的36.07%和45.49%。H0000159、H0000160、H0000156、H0000155和H0000154属于矮化品种，株高仅有52.6～67.1 cm， H0001467、 H0001420、 H0001422、H0001463、H0001470、H0001451、H0001424、H0001485、H0001442、H0001486属于高植株品种，株高超过了130.0 cm。单株有效分枝均值为3.9个，变异范围为1.6～8.0个，主要集中在2.5～5.3个，占总数的81.51%。H0003822、H0000154和H0003892分枝较少，低于2.0个，而H0001497、H0001445、H0001441、H0001432、H0001428分枝较多，为7.0～8.0个。单株荚数均值为14.7个，变异范围为6.1～33.3个，主要集中在10.0～21.6个，占总数的87.20%。H0003846、H0003829、H0003835、H0003838、H0003845结荚较少，低于7.0个，而H0001429和H0001428结荚较多，分别为29.3个和33.3个。单荚粒数均值为1.8粒，变异范围为1.2～2.6粒，主要集中在1.6～2粒，占总数的83.88%。H0001506和H0001525最少，仅有1.2粒，而H0001462、H0003820和H0000157最多，为2.3～2.6粒。荚长均值为6.7 cm，变异范围为5.1～10.2 cm，主要集中在5.8～8.0 cm，占总数的91.94%。H0001443、H0001496、H0001513、H0001483、H0001512、H0001489、H0000154、H0001517、H0001446荚较短，为5.1～5.5 cm，而H0004101、H0001462、H0003889、H0004098、H0004099荚较长，为8.5～10.2 cm。荚宽均值为1.6 cm，变异范围为1.1～1.9 cm，主要集中在1.3～1.7 cm，占总数的93.37%。H0003823和H0004100荚最窄，分别为1.1 cm和1.2 cm，而H0003835、H0000156和H0001480最宽，为1.9 cm。

百粒重均值为65.2 g，变异范围为42.5～88.6 g，主要集中在52.4～82.0 g，占总数的91.94%。H0001483和H0003856百粒重较小，分别只有42.5 g和43.9 g，而H0000156、H0003890、H0003892、H0003887、H0003833较高，为85.3～88.6 g。单株产量均值为15.8 g，变异范围为7.0～33.1 g，主要集中在10.4～24.2 g，占总数的93.37%。H0001517最低，仅为7.0 g，H0001466、H0001429、H0001428较高，分别为29.5 g、29.7 g和33.1 g。endprint

2.2 产量性状间的简单和偏相关分析

通过分析湖北211个地方品种的8个产量性状的简单相关系数和偏相关系数发现（表2），株高与单株产量呈极显著正相关（简单相关系数和偏相关系数分别为0.261和0.249），与百粒重呈极显著负相关（简单相关系数和偏相关系数分别为-0.314和-0.158），与有效分枝数呈简单正相关（r=0.756），与单荚粒数、荚长呈简单负相关（r=-0.371、-0.401）。当用简单相关系数分析时株高与单株荚数表现为极显著正相关（r=0.442），而分析二者之间的偏相关系数时表现为极显著负相关（r=-0.340）。有效分枝与单株荚数呈极显著正相关（简单相关系数和偏相关系数分别为0.720和0.402），与单荚粒数呈极显著负相关（简单相关系数和偏相关系数分别为-0.460和 -0.203），与单株产量表现为简单正相关（r=0.380），与荚长表现为的简单负相关（r=-0.435）。单株荚数与单株产量呈极显著正相关（简单相关系数和偏相关系数分别为0.702和0.838），与单粒荚数、荚长、百粒重呈极显著负相关（简单相关系数和偏相关系数分别为-0.236和-0.361、-0.412和-0.393、-0.293和 -0.459）。单荚粒数与单株产量呈极显著正相关（偏相关系数为0.526），与百粒重呈极显著负相关（偏相关系数为-0.376）。单荚粒数与荚长呈简单正相关（简单相关系数为0.283）。单株产量与荚长呈极显著正相关（偏相关系数为0.352），与荚宽、百粒重呈简单正相关（简单相关系数分别为0.199、0.234）。荚宽与百粒重呈极显著正相关（偏相关系数为0.564）。

2.3 品种聚类和产量性状聚类分析

以歐氏平方距离为品种间距离的衡量指标，用最短距离法进行系统聚类分析。当T=17时，211个品种可聚为3大类（图2）： 第Ⅰ类从H0001500到H0001428，包括117个品种。这117个品种的株高、有效分枝、单株荚数、单株产量的平均数高于211个品种的平均数，每荚粒数、荚长、荚宽、百粒重的平均数低于211个品种的平均数，表明这些品种亲缘关系较近。第II类从H0000159到H0001511，包括93个品种。这93个品种的株高、有效分枝、单株荚数、荚宽、单株产量的平均数低于211个品种的平均数，每荚粒数、荚长、百粒重的平均数高于211个品种的平均数，表明这些品种亲缘关系较近。第III类仅有1个品种H0000156，其株高、有效分枝低于211个品种的平均数，单株荚数、荚宽、百粒重、单株产量高于211个品种的平均数，荚粒数与211个品种的平均数相同，表明这个品种与其他品种的亲缘关系较远。

选择Pearson相关系数作为性状间关系的衡量指标，对蚕豆的8个性状进行了系统聚类分析，结果如图3所示。株高（VAR1）和有效分枝（VAR2）、单株荚数（VAR3）和单株产量（VAR5）、荚宽（VAR7）和百粒重（VAR8）首先分别聚成一类，表明这些性状相互之间关系密切。当T=20时，株高、有效分枝、单株荚数、单株产量聚成一类，表明这4个性状之间关系更为紧密，决定着蚕豆的产量。而荚宽、百粒重、荚长（VAR6）、单荚粒数（VAR4）又可聚成另外一类， 主要影响子粒性状。

3 讨论

湖北是国内主要的蚕豆种植省份，过去由于对蚕豆生产重视不够，没有充分挖掘和利用本省的地方资源，长时间以来蚕豆生产一直以种植农家品种和外省引进品种为主。近年来，湖北省农业科学院粮食作物研究所与谷城县农科所合作，以谷城黄白小子（襄阳地方品种）作母本、启豆1号作父本杂交育成新品系8068，该品系具有较好的商品外观和较高的经济价值，田间表现高产稳产，适用于鲜食生产，既可单作也适于间作套种[7]，填补了湖北省蚕豆品种选育的空白。农家品种是在本地自然或栽培条件下，经长期自然或人为选择形成的品种，不同地区的种质间差异明显，这就为种质创新和新品种选育提供了良好的遗传基础[11]。湖北省地方品种资源丰富，收集这些品种资源并分析品种间的遗传特异性，有利于充分利用这些品种资源进行遗传改良以适应不同的育种目标需求。

本研究收集了湖北省211份地方品种，对8个产量性状进行了调查。湖北地方品种株高、单株有效分枝、单株荚数、单荚粒数、荚长、荚宽、百粒重、单株产量均值分别为100.9 cm、3.9个、14.7个、1.8粒、6.7 cm、1.6 cm、65.2 g和15.8 g。王晓娟等[12]报道67份不同省份蚕豆地方品种在甘肃的株高、单株有效分枝、单株荚数、单荚粒数、荚长、荚宽、百粒重、单株产量均值分别为93.2 cm、3.4个、12.4个、2.6粒、8.7 cm、1.9 cm、126.7 g和29.0 g。刘玉皎等[13]报道青海105份地方品种在青海的株高、单株有效分枝、单株荚数、单荚粒数、荚长、荚宽、百粒重、单株产量均值分别为105.6 cm、3.7个、19.0个、1.0粒、8.3 cm、1.8 cm、119.0 g和39.9 g。比较这3个省份的地方品种发现，不同省份品种产量性状在当地存在一定的差异。

分析湖北省211份地方品种8个产量性状间的简单相关性和偏相关性表明，单株产量与其他7个产量性状都显著正相关，这与张宝英等[14]的研究结果相似，与刘凤芹等[15]的研究结果部分相似，她们研究冀西北的50个品种时发现单株产量与单株有效荚数和单株粒数呈显著正相关，与其他性状相关性不显著[15]。本研究中单株荚数与株高、有效分枝、单株产量呈正相关，而与单荚粒数、荚长、百粒重呈负相关，表明结荚多可以显著提高产量，但会影响子粒的发育。荚长与荚宽、百粒重显著呈正相关，表明这些子粒性状均匀发展，影响着产量。运用简单相关系数与偏相关性系数分析产量性状时多数情况下表现一致，惟一例外是株高与单株荚数之间的相关性，当用简单相关系数分析时二者表现为极显著正相关，而用偏相关系数分析时二者之间表现为极显著负相关，表明株高与单株荚数之间除了相互之间直接关联外，还要受到其他产量性状的影响。endprint

根据8个产量性状对211份湖北省地方品种进行聚类分析，可以划分为三大类：第Ⅰ类品种表现为植株高、有效分枝和单株荚数多、单株产量高、每荚粒数少、荚短而窄、小粒。第Ⅱ类品种表现为植株矮、有效分枝和单株荚数少、荚窄、单株产量低、每荚粒数多、长荚、大粒。第Ⅲ类仅有1个品种，表现为植株高、有效分枝少、单株荚数多、宽荚、大粒、单株产量高。这些结果表明这些不同地方品种较早以前相互亲缘关系或近或远，只是在人类根据自身育种目标的选择过程中才形成了不同区域的品种。

对产量性状进行聚类分析发现，株高、有效分枝、单株荚数、单株产量聚成一类，而荚宽、百粒重、荚长、单荚粒数又可聚成另外一类，表明产量和子粒分别由不同的性状控制，如果注重产量，就应当以株高、有效分枝、单株荚数、单株产量选择为主。而如果注重子粒，就应当以荚宽、百粒重、荚长、单荚粒数选择为主。

本研究结果一方面可以促进湖北地方品种在蚕豆遗传改良和育种中的应用，另一方面可为根据不同育种目标选育蚕豆品种提供性状选择的参考。

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