植物遗传资源学报2021,22 ( 3 ):665-673
Journal of Plant Genetic Resources DOI： 10.13430/jki.jpgr.20200924002国外大豆种质资源农艺及品质性状分析与评价
赵朝森，王瑞珍，赵现伟
like a bird(江西省农业科学院作物研究所，南昌330200 >
摘要：对239份国外大豆种质资源的23个质量性状和15个农艺及品质数量性状进行了评价鉴定，并筛选出特异种质，为我国南方大豆种质资源创新和新品种选育提供物质基础:，结果表明，该批国外大豆种质资源具有较为丰富的遗传多样性，23个质量性状的Simpson多样性指数范围为0〜0.6720，荚色多样性指数最大，茎形状和荚形多样性指数为0; 15个农艺及品 质性状变异系数范围为4.85%~83.73%、Simpson多样性指数范围为0.6406~0.8526，主茎节数多样性指数最大，荚宽多样性指 数最小，底荚高度变异系数最大，粗脂肪含量、荚长、生育日数、粗蛋白质含量变异系数均小于10%；国外大豆种质资源粗蛋白 质含量集中分布在40.01%~45.00%之间，而粗脂肪含量集中分布在18.01%~20.00%之间；粗蛋白质含量仅与底荚高度呈显著
正相关，生育日数、茎粗、单株粒数、单株粒重、百粒重、荚长、荚宽的改良，有利于粗脂肪含量的提高；前5个主成分的累计贡
献率达84.419%，第1主成分为产量构成因子，第2主成分为粒荚因子，第3主成分为株高因子，第4主成分为品质因子，第5 主成分为生育期因子；筛出14份高粗蛋白质含量、6份高粗脂肪含量和2份特大粒特异种质
关键词：国外大豆；种质资源；农艺性状；品质性状；遗传多样性
Analysis and Evaluation of Agronomic and Quality Traits of
Soybean Germplasm Resources from Abroad
Z H A O Chao-n,W A N G Rui-zhen,Z H A O Xian-wei
(Institute o f Crop Sciences, Jiangxi Academy o f A gricultural Sciences, Nanchang 330200)
Abstract：I n t h i s study,23 qualitative t r a i t s and 15 agronomic and quality quantitative t r a i t s of239 soybean germplasm resources introduced from abroad were evaluated.Elite germplasms were screened to provide reference for soybean germplasm innovation and breeding i n southern China.The results showed that tho soybean germplasms reprented abundant genetic diversity.The Simpson diversity index of23 qualitative t r a i t s ranged from 0 to 0.6720. The mature pod color diversity index was the highest,and the stem shape and pod shape diversity indexes were
挤压
0.The variation coefficients of the 15 agronomic and quality t r a i t s ranged from 4.85% t o 83.73%, and the Simpson diversity index ranged from0.6406 t o0.8526. The number of nodes on main stem diversity index was the highest,and the pod width diversity index was the lowest.The variation coefficient of bottom pod height was the highest,and the variation coefficients of crude f a t content,pod length,growth duration and crude protein content were<10%. The crude protein content was concentrated i n the range of40.01% t o 45.00%, while the crude f a t content was concentrated i n the range of 18.01% t o 20.00%. The crude protein content was only positively correlated with the bottom pod height,and the improvement of growth duration, stem diameter,ed number per plant,ed weight per plant, 100-ed weight,pod length and pod width was beneficial t o the increa of crude f a t content.The top 5 principal components,from top downwards,were the yield component factor,the ed and pod factor,the plant height factor,the quality factor,and the growth period
收稿日期：2020-09-24 修回日期：2020-10-19 网络出版日期：2020-丨2-04
URL： doi.Org/10.13430/jki.j pgr.20200924002
第一作片研究方向为大豆遗传育种与资源研究，E-mail:******************
通信作者：王瑞珍，研究方向为大豆遗传育种与栽培技术，E-mail:***************
基金项目：国家重点研发计划项目（2016YFD0100201 )；国家现代大豆产业技术体系建设（CARS-04-CES27 )
Foundation projects：National Key Rearch and Development Programs( 2016YFD0100201 ) , China Agriculture Rearch System of Soybean (CARS-04-CES27 )
axisymmetric
factor, their cumulative contribution reached 84.419%. From tho soybean germplasm resources, 14 with high crude protein content, 6 with high crude fat content, and 2 with very large ed were screened.
Key words：soybeans from abroad；germplasm resources；agronomic traits；quality traits；genetic diversity 666 植物遗传资源学报22卷
大豆原产我国，籽粒中含有大量的蛋白质、脂肪 和碳水化合物，还含有丰富的矿物质和维生素，是我 国重要的植物蛋白和油脂来源，在我国的经济生活 中起到不可替代的作用||]。大豆从中国向世界各 地传播，在不同的生态环境下经长期的自然和人工 选择，形成不同的品种类型[2]。中国已从美国、日本、俄罗斯等20多个国家引进并编人中国大豆品种 资源目录的国外大豆种质资源3218份13^，可提供
大豆科研和育种利用。引进和利用国外大豆种质，能拓宽中国大豆遗传基础，提高产量、增强抗病和抗 逆性、改善品质5j。我国大豆育种家利用国外引进 的十胜长叶、Logbeao、Williams、Franklin、科索和比 松等先后培育出优质高产大豆合丰25、东农36、冀 豆7号等品种[6_7]。郭泰等[8]利用美国矮秆大豆品 种资源育成的大豆新品种（系）在主要农艺性状、产 M、品质、抗病性及适应性等重要性状上有较大改 进。钟彩霞等_9认为大部分巴西大豆资源在憐效 率性状方面存在明显优势，可在改良华南地区大豆 品种的磷效率方面发挥作用。育种实践证明，国外 种质在我国大豆品种改良中起到非常重要的作用。
大豆是喜温需水较多的短日照作物。江西属 亚热带气候，光、温、水资源丰富，较适宜大豆生长。江西栽培大豆遍布全省各地，类型十分丰富，生产上有春、夏、秋3种不同播种类型，种植方式有 净种、间套种等[1°]。江西大豆种质群体蛋A质含 量、脂肪含量和蛋脂总含量平均值分别为46.9%、17.5%和64.4%，蛋白质含量和蛋脂总含量高而脂
肪含量低是江西大豆种质资源的突出特点111:。江 西地方大豆种质靖安大黄豆、萍乡白毛豆、贵溪懒 豆蛋卩1质含量超过52%，其高蛋白优异特性没有得 到应用。国家种质库保存的国外大豆种质蛋白质 含量多介于40.01%〜45.00%之间，油分含量多介于18.01%〜22.00%之间，脂肪含量大于22.00%的种 质有 136 份，占9.05%, A2396( W D D01480 )脂肪
含量最尚，为25.30%，高油大S.种质突出-1-，但其 农艺及品质性状在我国南方地区种植时的表型遗传 多样性及变异鲜有报道。我国对大豆品种品质的要 求已经改变，要求蛋白质含量相应较高，而含油量在 20%左右，大豆育种目标应有所调整。育种实践表 明，亲本的选择与使用是杂交育种成败的关键，挖掘与创新及引人国外优异大豆种质资源是当前育种工 作亟待解决的问题。本研究在中国江西秋季播种的 生态条件下，对引自国外的大豆种质的农艺性状、蛋 白质及脂肪含量进行了分析，从中筛选出优异种质，为我国南方地区大豆新品种选育、种质创新和资源 有效利用提供物质基础。
1材料与方法
1.1材料
本研究材料为引A原产于美国、H本和俄罗斯 等超过12个国家和地区的国外大豆种质239份，由中国农业科学院作物科学研究所提供（表I )。
表1239份国外大豆种质资源
Table 1239 soybean germplasm resources from abroad
原产地Origin
份数 Number of
accessions
美国USA150
日本Japan20
俄罗斯Russia14
加拿大Canada5
巴西Brazil4
韩国South Korea4
德PI Germany3
泰国 Thailand2
意大利Italy2
朝鲜 North Korea1
尼日利亚Nigeria1
东欧 Eastern Europe3
国外（不详）From abroad of unidentified
origin
30
合计Total239
1.2方法
试验于2017-2018年进行，试验地点设在江西 省农业科学院作物研究所武阳镇繁育基地，试验地 为水稻土，地势平坦，土壤肥力较好。按大豆种质 的生育期长短进行排序，播种日期为7月25曰，每个种质种植2行，3次重复，行长1.8m，行株距 40 cm x 10 c m，每行定苗16株。田间管理按常规方 法进行。在整个大豆生育期间及收获后，进行田间 表型性状数据调查与观测。大豆成熟时，每个种质 取连续10个单株进行室内考种。表型性状的调查 主要包括叶形、茸毛色、花色、花序长短、茸毛密度、
赵朝森等：国外大豆种质资源农艺及品质性状分析与评价667 3期
倒伏性、下胚轴颜色、小叶数目、叶色、小叶大小、叶 柄长短、茎杆强度、根瘤、株型、落叶性、裂荚性、茸 毛直立程度、茎形状、荚形、荚色、种皮光泽、种皮裂 纹、粒色23个形态描述型质量性状，以及初花日数、生育日数、株高、底荚高度、茎粗、主茎节数、有效分 枝数、单株荚数、单株粒数、单株粒重、百粒重、荚长、荚宽13个数值型农艺性状，籽粒的粗蛋N质含量、粗脂肪含量用波通D A7250近红外分析仪测定。所 有表型性状的数据观测记载均按照《大豆种质资源 描述规范和数据标准》进行[13]。以国家高蛋白型 品种（粗蛋白质含量&45% )、尚油型大品种（粗 脂肪含量>21.5%)审定标准1M]，特大粒（百粒重 &30.0 g)为筛选指标，筛选出具有高粗蛋白质含 量、高粗脂肪含量和特大粒优异种质。
1.3数据分析
试验材料的描述型质量性状于2017-2018年进行观测，数值型数量性状取2年数据的平均值。描 述型性状按照标准进行分级赋值，数值型性状则不 需赋值以实测值进行数学运算。采用Excel 2007 处理各性状的数据，并计算各数值型性状的最大值、最小值、平均值、标准差和变异系数，并进行10级 分类，1级< X-2 s, 10级為X+2 s，中间每级间差0.5 s，X为平均值y为标准差115]。表型性状的遗传 多样性，根据其分级和赋值采用Simpson指数05进 行描述和评价，计算公式：D s= 1- Z(Ni/N)2，其中，N i表示某性状第i个代码值（即第i级）出现个数，N为总个体数。数值型数量性状数据采用SPSS 19.0 进行性状的描述统计、主成分分析和相关性分析。
2结果与分析
2.1国外大豆种质资源质量性状的多样性
由表2可知，239份国外大豆种质资源以椭圆
表2国外大豆种质资源质量性状的频率
Table 2 The distribution of frequency of qualitative traits in soybean germplasm resources from abroad
性状Trait
类型-频率（％ )Type-Frequency Simpson多样性指数
Simpson diversity index 12345
叶形 Leaf shape披针-5.86卵圆-28.03椭圆-63.18圆-2.930.5180葺毛色 Pubescence color灰-45.61棕-54.390.4961花色 Flower color白-31.38紫-68.620.4307花序长短 Inflorescence length短-95.40中-4.60长-00.0878莺毛密度 Pubescence density无-0稀-2.93中-24.69密-72.380.4142倒伏性Lodging
不倒-99.16轻倒-0.84中倒-0重倒-0严重倒-00.0166下胚轴颜色Hypocotyl color绿-31.38紫-68.620.4307小叶数目Number of leaflets 3 个-98.334-6 个-1.677个以上-00.0329叶色 Leaf color淡绿-99.16绿-0.84深绿-0黄绿-00.0166小口十大小Leaflet size小-5.52中-70.29大-4.180.4390叶柄长短Petiole短-59.41长-40.590.4823莲杆强度Stem strength弱-0.84中-75.73强-23.430.3715根瘤Nodule无-77.41有-22.590.3498株型 Plant type收敛-95.4半开张-4.18开张-0.420.0882落叶性 Defoliation habit不落-18.41半落-28.87落-52.720.6048裂荚性 Shattering不裂-98.74轻裂-1.26中裂-0易裂-00.0248葺毛直立程度Pubescence type直立-78.66倾斜-21.34紧贴-00.3357莲形状Stem shape正常茎-100.00扁茎-0曲茎-00
荚形 Pod shape直形-0弯镰形-100.00弓形-00
荚色 Mature pod color灰褐-16.32黄褐-34.31褐-42.26深褐-7.11黑-00.6720种皮光泽 Seedcoat luster无"47.70微-29.71强-22.590.6332种皮裂纹Seed crack不裂-58.16轻-32.22中-8.79易裂-0.840.5502粒色 Seedcoat color黄-84.94绿-5.44黑-7.95褐-1.67双色-00.2690
668植物遗传资源学报22卷
形叶形为主，棕色茸毛稍多，紫花花色居多，以短花 序占绝对优势，未发现有长花序表型种质；密茸毛 居多，未发现无茸毛种质；种质群体倒伏性以不倒 伏居多，下胚轴颜色以紫茎居多，复叶以3个小
叶为 主，未发现有7个以上小叶复叶的种质；叶色以淡 绿居多，中等大小叶占比较大；短叶柄占59.41%，而 长叶柄占40.59%。茎秆强度表现中等居多，种质根 部结根瘤较少，收敛株型占绝对优势；大部分种质 成熟时叶片表现落叶，收获时豆荚表现不裂荚的占 绝对优势；直立茸毛为主；种质主茎均呈正常茎，豆 荚荚型均为弯镰形，豆荚荚色呈褐色较多；种皮无 光泽居多，大部分种质种皮不裂纹，粒色呈黄色居 多，无双色粒色种质。国外大豆种质23个质量性 状的Simpson多样性指数范围为0-0.6720，其中荚 色具有最大多样性指数（0.6720 )，其次是种皮光泽 (0.6332 )，而莲形状和荚形为0，表明荚色、种皮光泽 性状的遗传多样性丰富。
2.2国外大豆种质资源数量性状的多样性
由表3可知，15个农艺及品质性状的变异系数范围为4.85%〜83.73%，底荚高度最大，为83.73%，其次是有效分枝数，为47.00%，粗蛋白质含量最小，为4.85%。粗脂肪含量、荚长、生育日数、粗蛋 白质含量性状的变异系数均小于10%，按性状的 变异系数由大到小排序：底荚高度 > 有效分枝数 >单株粒重 > 单株粒数 > 单株荚数 > 百粒重 > 株 高 > 莲粗 > 主莲节数 > 初花日数 > 荚宽 > 粗脂肪 含量 > 荚长 > 生育日数>粗蛋白质含量。15个 农艺和品质性状的Simpson多样性指数范围为0.6406〜0.8526，主茎节数最大，为0.8526，有效分枝 数次之，为0.8474，再次是株高，为0.8470，荚宽最 小，为0.6406，按Simpson多样性指数由大到小排序：主垄节数 > 有效分枝数 > 株高 > 粗蛋白质含量> 单株粒重 > 单株荚数 > 底荚高度 > 单株粒数 > 茎 粗 > 初花日数 > 粗脂肪含量 > 荚长 > 生育日数>
百粒重 > 荚宽。综合上述分析可见，该批国外大豆 种质资源性状的遗传多样性较高，资源类型丰富，种质之间存在的差异大，有利于优异种质的比较和 筛选。
表3国外大豆种质资源数量性状的变异
Table 3 The phenotypic variation of quantitative traits in soybean germplasm resources from abroad
性状Trait
最小值
Minimum
最大值
Maximum
均值
Mean
标准差
Standard deviation
万圣节英文怎么说变异系数（％)
Coefficient of variation
Simpson多样性指数
Simpson diversity index
初花日数（d)IFD19.545.025.22 3.51213.930.8228
生育日数（d)GD62.5108.086.867.9279.130.7897
株高（cm ) PH13.861.032.797.62823.270.8470
底荚高康（cm) BPH09.6 1.52 1.26983.730.8369
茎粗（mm ) SD 2.0 6.7 4.430.68715.490.8314
主茎节数NNMS 6.616.111.08 1.55414.030.8526
有效分枝数EBN0.2 5.4 2.050.96247.000.8474
单株荚数PNP14.389.336.8711.43431.010.8408
单株粒数SNP19.9180.473.8723.58531.930.8329
单株粒重（g ) SWP 2.923.211.18 3.66232.750.8427
百粒重（g)SW 3.453.115.33 4.28527.950.7858
荚长（cm ) PL 2.5 5.6 3.930.3649.270.8068
英宽（cm ) PW0.6 1.40.920.09610.410.6406
粗蛋白质含量（％)C P34.751.241.53 2.014 4.850.8465
粗脂肪含量（％)CF11.022.019.10 1.8469.660.8114
when you are old
IFD： Initial flower days, GD： Growth duration, PH： Plant height, BPH：Bottom pod height, SD： Stem diameter, NNMS： Number of nodes on main stem, EBN： Effective branch number, PNP： Pod number per plant, SNP： Seed number per plant, SWP： Seed weight per plant, SW：100-e
d weight, PL ： Pod length, PW ： Pod width, CP ： Crude protein content in ed, CF ： Crude fat content in ed. The same as below
3期赵朝森等：国外大豆种质资源农艺及品质性状分析与评价669
2.3国外大豆种质资源粗蛋白质含量和粗脂肪含
量的分布
由表4可知，239份国外大豆种质资源中，籽 粒粗蛋白质含量在40.0丨％~45.00%之间的种质有 171份，占71.55 %；而籽粒粗蛋白质含量&45.01% 的种质有14份，占5.86%。籽粒粗脂肪含董在18.01%〜20.00%之间的种质有113份，占47.28%; 而粗脂肪含量&21.51%的种质有6份，占2.51%。以上分析表明，国外大豆种质资源粗蛋白质含量主 要集中在40.01%〜45.00%之间，而粗脂肪含量主要 集中在18.01%〜20.00%之间。按照中国高蛋白型、高油型大豆品种审定标准M4](粗蛋白质含量&45%, 粗脂肪含量&21.5% )，国外大豆种质资源中有14份 为高蛋白型品种，有6份为高油型品种，这些优异国 外大豆种质是中国大豆品质改良的重要物质基础。2.4国外大豆种质资源农艺及品质性状的相关
关系
国外大豆种质资源15个农艺及品质性状相关 性分析结果见表5。通过相关性分析发现，粗蛋白表4国外大豆种质资源粗蛋白质含量和粗脂肪含量的分布与比率
Table 4 Distribution and ratio of crude protein content in ed and crude fat content in ed of soybean
germplasm resources from abroad
性状
Trait
范围（％)
Range
份数Number
of accessions
比率（％ )zoomin
Percentage
粗蛋白质含<38.003 1.26
量CP38.01 〜40.005121.34
40.01 〜45.0017171.55
45.01 〜48.0013 5.44
彡 48.0010.42
合计239100.00
粗脂肪含量<18.004418.41
CF18.01 〜20.0011347.28
20.01~21.507631.80
21.51-22.005 2.09
2017元旦
彡 22.0110.42
合计239100.00
表5国外大豆种质资源数值型性状的相关性
Table 5 Correlation of quantitative traits in soybean germplasm resources from abroad
性状Trait 初花
日数
IFD
生育
日数
GD
株高
PH
底荚
高度
BPH
茎粗
SD
主茎
节数
NNMS
有效分
枝数
EBN
单株
荚数
PNP
单株
粒数
SNP
单株
粒重
h2o是什么SWP
百粒
重
SW
荚长
PL
荚宽
PW
粗蛋白
质含量
CP
生育日数GD0.731“1
圣诞节歌曲株高PH0.312"0.316"1
底荚高度BPH0.184”-0.0320.184“1
茎粗SD0.513“0.677"0.381“0.0351
主茎节数NNMS0.242"0.237**0.855"0.223"0.370..1
有效分枝数EBN0.523"0.451“0.166*-0.156*0.247"0.0641
单株荚数PNP0.558"0.512**0.521"-0.1070.374”0.417“0.732"1
单株粒数SNP0.511“0.562"0.55 r-0.1180.460"0.449"0.648"0.894"I
单株粒重SWP0.503”0.726“0.428"-0.0890.775"0.328"0.501"0.623"0.720"1
百粒重SW0.0420.268**-0.134.0.0520.436**-0.126-0.136*-0.295"-0.248"0.398”1
荚长PL0.1070.303"-0.0170.0770.426“0.005-0.078-0.235*'-0.150'0.375“0.742"1
荚宽PW-0.0940.017-0.153*0.1140.246'*-0.138.-0.207"-0.350“-0.326"0.194"0.683"0.675"1
粗蛋白质含量CP-0.203"-0.453“-0.1120.163*-0.196”-0.030-0.212"-0.273"-0.313"-0.367"-0.046-0.0390.0181
粗脂肪含量CF0.0640.385**0.090-0.0730.364'*0.052-0.0460.0410.158*0.389"0.235*'0.272"0.219”-0.726"
"和’分别表示在/^O.O l和Z^O.05水平下相关性极显著和显著
•and * indicate extremely significant and significant at P<0.01 and 尸<0.05 levels respectivelystimulate
