耐荫性春大豆品系筛选及耐荫指标鉴定

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0821

中国农学通报 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (33): 25-32.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0821

耐荫性春大豆品系筛选及耐荫指标鉴定

赵志鑫¹^,²^,³(), 傅蒙蒙¹^,²^,³, 李曙光¹^,²^,³, 王亚琪¹^,²^,³, 余希文¹^,²^,³, 张红梅⁴, 陈华涛⁴, 徐海风¹^,²^,³()

¹ 江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所，江苏淮安 223001
² 淮河下游种质创制重点实验室，江苏淮安 223001
³ 淮安市农业生物技术重点实验室，江苏淮安 223001
⁴ 江苏省农业科学院经济作物研究所，南京 210014

收稿日期:2022-09-26 修回日期:2023-01-15 出版日期:2023-11-25 发布日期:2023-11-22
通讯作者: 徐海风，男，1977年生，江苏淮安人，副研究员，硕士研究生，研究方向：大豆育种。通信地址：223001 江苏省淮安市清江浦区淮海南路338号淮安农科院科研创新基地，E-mail：hanksxhf@163.com。
作者简介:
赵志鑫，女，1995年生，山西吕梁人，硕士研究生，研究方向：大豆育种。通信地址：223001 江苏省淮安市清江浦区淮海南路338号淮安农科院科研创新基地，E-mail：15596819835@163.com。
基金资助:
江苏省种业振兴揭榜挂帅项目“优质抗病鲜食大豆新品种选育及应用”(JBGS﹝2021﹞057); 淮安市自然科学研究计划“大豆籽粒蔗糖含量累积动态及遗传调控网络解析”(HAB202168)

Shading-Tolerant Spring Soybean: Genotypes Screening and Identification of Shade Tolerance Indexes

ZHAO Zhixin¹^,²^,³(), FU Mengmeng¹^,²^,³, LI Shuguang¹^,²^,³, WANG Yaqi¹^,²^,³, YU Xiwen¹^,²^,³, ZHANG Hongmei⁴, CHEN Huatao⁴, XU Haifeng¹^,²^,³()

¹ Huaiyin Institute of Agricultural Sciences of Xuhuai Region in Jiangsu, Huai’an, Jiangsu 223001
² Key Laboratory of Germplasm Innovation in Lower Reaches of the Huaihe River, Huai’an, Jiangsu 223001
³ Huaian Key Laboratory of Agricultural Biotechnology, Huai’an, Jiangsu 223001
⁴ Institute of Industrial Crops, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014

Received:2022-09-26 Revised:2023-01-15 Published-:2023-11-25 Online:2023-11-22

摘要/Abstract

摘要：

为了探讨黄淮海地区遮荫胁迫对春大豆的影响，筛选春大豆耐荫鉴定指标和数学评价模型，本研究以大豆的10个指标的耐荫系数衡量单项指标的耐荫性，采用主成分分析法、隶属函数法和逐步回归法计算综合耐荫性评价值衡量25个大豆品系（种）的综合耐荫性。结果表明，不同大豆品系（种）对遮荫胁迫的响应不同；大豆株高、主茎节数和平均节间长度在荫蔽条件下会不同程度的增加，变异程度增大，而单株荚数、单株粒数、粒茎比、单株粒重和每荚粒数显著降低；综合耐荫评价值(D)的聚类分析将25个试验大豆品系（种）按照耐荫性的强弱划分为强耐荫型、较耐荫型、中度耐荫型、不耐荫型和极不耐荫型5类；建立黄淮海地区春大豆耐荫性评价数学模型D=-0.149+0.202X₀₁-0.054X₀₄+ 0.233X₀₅+0.233X₀₇ (R²=0.963)，预测精度达82%。综上，筛选出株高、底荚高度、单株粒数和平均节间长度4个指标作为黄淮海耐荫春大豆鉴定指标，鉴定到6份强耐荫大豆材料。

关键词: 大豆, 遮荫胁迫, 耐荫性评价, 主成分分析法, 隶属函数法, 综合评价

Abstract:

In order to study the effect of shading stress on spring soybean in the Huanghuaihai region, and to screen the identification indexes and mathematical evaluation model of spring soybean shade tolerance, the shade tolerance coefficients of 10 indicators of soybean were used to measure the shade tolerance of individual indicators, and the comprehensive shade tolerance evaluation value of 25 soybean genotypes was calculated by principal component analysis, membership function method and stepwise regression method. The results showed that different soybean genotypes responded differently to shading stress. The plant height, the node of main stem and average internode length increased to different degrees under shade conditions, and the degree of variation increased, while the pods per plant, grains per plant, grain-stem ratio, grain weight per plant and grain per pod decreased significantly. Based on the cluster analysis of shade tolerance evaluation value (D), the 25 test soybean genotypes were divided into five categories: strong shade-tolerant, more shade-tolerant, moderate shade-tolerant, shade-intolerant and extremely shade tolerant. A mathematical model for the evaluation of shade tolerance of spring soybeans in the Huanghuaihai region was established: D=-0.149 + 0.202X₀₁-0.054X₀₄+ 0.233X₀₅+ 0.233X₀₇ (R²=0.963), and the prediction accuracy reached 82%. In summary, four indexes, including the plant height, the height of lower pods, the average internode length and grains per plant, were screened as the identification indexes of Huanghuaihai shade-tolerant spring soybean, and six strong shade-tolerant soybean materials were identified.

Key words: soybean, shading stress, shade tolerance evaluation, principal components analysis, membership function method, comprehensive evaluation

赵志鑫, 傅蒙蒙, 李曙光, 王亚琪, 余希文, 张红梅, 陈华涛, 徐海风. 耐荫性春大豆品系筛选及耐荫指标鉴定[J]. 中国农学通报, 2023, 39(33): 25-32.

ZHAO Zhixin, FU Mengmeng, LI Shuguang, WANG Yaqi, YU Xiwen, ZHANG Hongmei, CHEN Huatao, XU Haifeng. Shading-Tolerant Spring Soybean: Genotypes Screening and Identification of Shade Tolerance Indexes[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(33): 25-32.

图/表 8

参考文献 24

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编号	品系	编号	品系	编号	品系	编号	品系	编号	品系
M01	JB20-2030	M06	JB20-4134	M11	中黄13	M16	M19-142	M21	邯617
M02	JB20-2066	M07	JB20-5131	M12	M21-91(0)	M17	M19-155	M22	阜豆1610
M03	JB20-3119	M08	JB20-6138	M13	M17-95-1	M18	中豆5701	M23	驻豆29
M04	JB20-4109	M09	JB20-6142	M14	M18-39-6	M19	南农1138-2	M24	徐豆12
M05	JB20-4124	M10	HJ-183	M15	M18-229	M20	科丰14	M25	灌云11-68

编号	品系	编号	品系	编号	品系	编号	品系	编号	品系
M01	JB20-2030	M06	JB20-4134	M11	中黄13	M16	M19-142	M21	邯617
M02	JB20-2066	M07	JB20-5131	M12	M21-91(0)	M17	M19-155	M22	阜豆1610
M03	JB20-3119	M08	JB20-6138	M13	M17-95-1	M18	中豆5701	M23	驻豆29
M04	JB20-4109	M09	JB20-6142	M14	M18-39-6	M19	南农1138-2	M24	徐豆12
M05	JB20-4124	M10	HJ-183	M15	M18-229	M20	科丰14	M25	灌云11-68

编号	X₀₁	X₀₂	X₀₃	X₀₄	X₀₅	X₀₆	X₀₇	X₀₈	X₀₉	X₁₀
M01	1.74	1.41	1.00	1.56	1.23	0.74	0.77	0.44	0.56	1.04
M02	1.01	0.98	0.20	2.69	1.04	0.63	0.62	0.61	0.64	0.98
M03	0.99	0.96	0.88	0.45	1.03	0.58	0.64	0.64	0.61	1.09
M04	1.06	1.10	0.36	2.17	0.97	0.81	0.47	0.44	0.44	0.58
M05	1.15	1.05	1.33	0.68	0.83	0.88	0.76	0.66	0.68	0.87
M06	1.51	1.00	1.50	0.94	1.51	0.56	0.69	0.46	0.62	1.24
M07	1.20	0.93	0.67	0.44	0.90	0.61	0.57	0.48	0.48	0.94
M08	1.17	1.09	0.80	1.70	1.08	0.68	0.68	0.57	0.71	1.00
M09	0.92	0.93	0.80	0.51	1.00	0.84	0.90	0.97	0.77	1.08
M10	1.05	1.10	0.34	1.09	0.95	0.84	0.73	0.70	0.72	0.87
M11	1.00	0.83	1.43	1.08	1.20	1.14	0.78	0.78	0.77	0.68
M12	1.03	1.00	1.33	0.85	1.03	0.76	0.61	0.59	0.70	0.80
M13	0.77	0.98	2.33	0.81	0.79	0.54	0.33	0.43	0.33	0.61
M14	0.64	0.67	0.78	0.68	0.96	0.47	0.15	0.24	0.70	0.32
M15	1.18	1.00	0.38	0.72	1.18	0.73	0.58	0.49	0.53	0.80
M16	1.07	0.89	1.00	1.06	1.21	0.81	0.76	0.71	0.79	0.95
M17	0.90	0.98	1.29	0.85	0.92	1.01	0.37	0.41	0.82	0.37
M18	1.62	1.21	0.93	0.94	1.34	0.86	0.81	0.50	0.93	0.94
M19	1.34	1.03	0.88	0.88	1.30	0.93	0.78	0.58	0.92	0.84
M20	2.01	1.53	0.80	0.78	1.31	0.72	0.47	0.23	0.39	0.65
M21	1.53	1.33	0.53	1.48	1.15	0.92	0.64	0.42	0.42	0.69
M22	1.00	1.18	0.64	1.72	0.85	0.94	0.76	0.76	0.63	0.80
M23	1.86	0.75	2.60	0.44	1.10	0.91	0.45	0.76	0.40	1.54
M24	1.07	1.13	1.88	0.68	0.95	0.64	0.43	0.41	0.80	0.68
M25	1.01	0.90	0.76	0.41	1.13	1.04	0.99	0.98	0.77	0.95
平均值	1.19	1.04	1.02	1.02	1.08	0.78	0.63	0.57	0.65	0.85
标准差	0.33	0.19	0.58	0.56	0.17	0.17	0.19	0.19	0.16	0.25
变异系数/%	27.82	18.08	57.03	54.65	16.13	21.22	29.88	32.88	25.24	29.90

编号	X₀₁	X₀₂	X₀₃	X₀₄	X₀₅	X₀₆	X₀₇	X₀₈	X₀₉	X₁₀
M01	1.74	1.41	1.00	1.56	1.23	0.74	0.77	0.44	0.56	1.04
M02	1.01	0.98	0.20	2.69	1.04	0.63	0.62	0.61	0.64	0.98
M03	0.99	0.96	0.88	0.45	1.03	0.58	0.64	0.64	0.61	1.09
M04	1.06	1.10	0.36	2.17	0.97	0.81	0.47	0.44	0.44	0.58
M05	1.15	1.05	1.33	0.68	0.83	0.88	0.76	0.66	0.68	0.87
M06	1.51	1.00	1.50	0.94	1.51	0.56	0.69	0.46	0.62	1.24
M07	1.20	0.93	0.67	0.44	0.90	0.61	0.57	0.48	0.48	0.94
M08	1.17	1.09	0.80	1.70	1.08	0.68	0.68	0.57	0.71	1.00
M09	0.92	0.93	0.80	0.51	1.00	0.84	0.90	0.97	0.77	1.08
M10	1.05	1.10	0.34	1.09	0.95	0.84	0.73	0.70	0.72	0.87
M11	1.00	0.83	1.43	1.08	1.20	1.14	0.78	0.78	0.77	0.68
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M14	0.64	0.67	0.78	0.68	0.96	0.47	0.15	0.24	0.70	0.32
M15	1.18	1.00	0.38	0.72	1.18	0.73	0.58	0.49	0.53	0.80
M16	1.07	0.89	1.00	1.06	1.21	0.81	0.76	0.71	0.79	0.95
M17	0.90	0.98	1.29	0.85	0.92	1.01	0.37	0.41	0.82	0.37
M18	1.62	1.21	0.93	0.94	1.34	0.86	0.81	0.50	0.93	0.94
M19	1.34	1.03	0.88	0.88	1.30	0.93	0.78	0.58	0.92	0.84
M20	2.01	1.53	0.80	0.78	1.31	0.72	0.47	0.23	0.39	0.65
M21	1.53	1.33	0.53	1.48	1.15	0.92	0.64	0.42	0.42	0.69
M22	1.00	1.18	0.64	1.72	0.85	0.94	0.76	0.76	0.63	0.80
M23	1.86	0.75	2.60	0.44	1.10	0.91	0.45	0.76	0.40	1.54
M24	1.07	1.13	1.88	0.68	0.95	0.64	0.43	0.41	0.80	0.68
M25	1.01	0.90	0.76	0.41	1.13	1.04	0.99	0.98	0.77	0.95
平均值	1.19	1.04	1.02	1.02	1.08	0.78	0.63	0.57	0.65	0.85
标准差	0.33	0.19	0.58	0.56	0.17	0.17	0.19	0.19	0.16	0.25
变异系数/%	27.82	18.08	57.03	54.65	16.13	21.22	29.88	32.88	25.24	29.90

	X₀₁	X₀₂	X₀₃	X₀₄	X₀₅	X₀₆	X₀₇	X₀₈	X₀₉	X₁₀
X₀₁	1
X₀₂	0.581^**	1
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X₀₅	0.640^**	0.244	-0.065	-0.004	1
X₀₆	0.116	0.038	-0.019	-0.001	0.090	1
X₀₇	0.150	0.164	-0.296	0.043	0.341	0.518^**	1
X₀₈	-0.216	-0.375	0.002	-0.117	-0.093	0.543^**	0.728^**	1
X₀₉	-0.289	-0.13	-0.174	-0.107	0.174	0.332	0.431^*	0.328	1
X₁₀	0.463^*	-0.097	0.211	-0.104	0.346	0.001	0.492^*	0.519^**	-0.065	1

耐荫性春大豆品系筛选及耐荫指标鉴定

Shading-Tolerant Spring Soybean: Genotypes Screening and Identification of Shade Tolerance Indexes

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主成分	1	2	3	4
特征值	2.773	2.311	1.778	1.042
贡献率/%	27.732	23.115	17.776	10.419
累计贡献率/%	27.732	50.847	68.623	79.043
X₀₁	0.24	0.875^*	0.319	0.072
X₀₂	-0.027	0.786^*	-0.343	0.062
X₀₃	-0.097	-0.143	0.815^*	0.126
X₀₄	-0.08	0.285	-0.667^*	-0.442
X₀₅	0.422	0.628^*	0.133	0.373
X₀₆	0.645^*	-0.121	-0.204	0.233
X₀₇	0.919^*	0.058	-0.219	-0.086
X₀₈	0.804^*	-0.463	0.044	-0.322
X₀₉	0.488	-0.385	-0.272	0.567^*
X₁₀	0.612^*	0.228	0.515	-0.462

编号	u(X₁)	u(X₂)	u(X₃)	u(X₄)	D 值	回归预测值	估计精度	综合评价
M01	0.62	0.83	0.28	0.43	0.5833	0.5842	99.85	强耐荫
M02	0.52	0.38	0.00	0.00	0.2941	0.2965	99.18	不耐荫
M03	0.55	0.24	0.45	0.34	0.4057	0.4158	97.51	中度耐荫
M04	0.31	0.42	0.01	0.24	0.2690	0.2835	94.61	不耐荫
M05	0.63	0.18	0.35	0.47	0.4149	0.4171	99.47	中度耐荫
M06	0.64	0.65	0.06	0.57	0.6271	0.6179	98.53	强耐荫
M07	0.40	0.29	0.43	0.31	0.3614	0.4122	85.94	中度耐荫
M08	0.58	0.41	0.20	0.33	0.4158	0.4056	97.55	中度耐荫
M09	0.89	0.06	0.33	0.36	0.4480	0.4520	99.11	较耐荫
M10	0.66	0.25	0.13	0.41	0.3880	0.3957	98.02	中度耐荫
M11	0.82	0.11	0.28	0.77	0.4807	0.4560	94.86	较耐荫
M12	0.53	0.22	0.36	0.59	0.4078	0.3953	96.93	中度耐荫
M13	0.08	0.15	0.57	0.30	0.2348	0.2238	95.32	不耐荫
M14	0.00	0.00	0.30	0.82	0.1717	0.2022	82.24	极不耐荫
M15	0.48	0.41	0.29	0.54	0.4262	0.4606	91.93	中度耐荫
M16	0.75	0.24	0.31	0.58	0.4763	0.4689	98.45	较耐荫
M17	0.36	0.09	0.20	1.00	0.3277	0.2875	87.73	中度耐荫
M18	0.80	0.59	0.28	0.94	0.6408	0.6284	98.06	强耐荫
M19	0.80	0.38	0.25	0.93	0.5702	0.5588	98.00	强耐荫
M20	0.34	1.00	0.34	0.77	0.5954	0.6296	94.26	强耐荫
M21	0.50	0.70	0.14	0.48	0.4760	0.4972	95.55	较耐荫
M22	0.65	0.25	0.05	0.22	0.3435	0.3353	97.61	中度耐荫
M23	0.70	0.40	1.00	0.20	0.6124	0.5641	92.11	强耐荫
M24	0.33	0.25	0.43	0.81	0.3920	0.3520	89.80	中度耐荫
M25	1.00	0.09	0.30	0.56	0.5149	0.5268	97.69	较耐荫
权重	0.35	0.30	0.22	0.13

类别	正常处理				遮光处理
类别	株高	平均节间长度	底荚高度	单株粒数	株高	平均节间长度	底荚高度	单株粒数
强耐荫型	55.98	4.14	9.59	123.58	94.38	5.36	7.92	85.67
较耐荫型	57.38	4.42	7.45	68.33	61.59	4.98	6.69	50.35
中度耐荫型	69.86	5.29	9.17	95.53	74.45	5.12	8.17	58.60
不耐荫型	77.30	5.30	8.03	73.33	73.26	4.60	14.63	36.79
极不耐荫型	59.43	4.95	5.70	62.23	38.10	4.76	3.87	28.35

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