花生DUS測試中主要數量性狀變異和概率分布研究

孫建軍 豆丹丹 王德新 郭玉璽 郭新海 丁超明

摘要 為了對農業農村部植物新品種DUS測試（原陽）分中心測試花生性狀表達狀態的全面了解，根據191份花生測試品種的主要數量性狀的調查數據進行變異系數分析及分級。結果表明，7個性狀中百仁重變異系數最，大20.17%，變幅為43.09～115.26 g；出仁率變異系數最小，為6.37%，變幅為58.07%～80.50%；其他性狀變異系數均大于10.00%。7個性狀符合或近似符合正態分布，按照極值大于等于2倍LSD0.05進行等距分級；該分級標準下各性狀的多樣性指數變化范圍為1.079～1.843，均大于1.000，能較全面地反映花生各數量性狀在不同分級代碼的分布特點。

關鍵詞 花生；DUS測試；數量性狀；變異系數

中圖分類號 S565.2? 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2023）14-0025-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.14.007

作者簡介 孫建軍（1977—），男，河南信陽人，副研究員，博士，從事植物新品種DUS測試研究。

特異性、一致性和穩定性（DUS）測試是植物新品種權授予的重要依據，是植物新品種申請保護、審定和登記的必要條件之一，是品種維權執法的重要依據［ 1-3］。從1999年我國加入植物新品種保護聯盟（UPOV）以來陸續發布了11批植物新品種保護名錄［ 4］，并針對這些植物物種制定了相應的特異性、一致性和穩定性的測試指南，為DUS測試工作提供理論指導和判定標準。

花生與小麥、大豆等作物一起被納入第2批植物新品種保護名錄，花生作為我國主要的油料作物和經濟作物之一，其栽培歷史悠久、種質資源豐富、品種繁多。對花生品質性狀、農藝性狀與品質性狀相關性的研究報道較多［ 5-10］，其中涉及的農藝性狀主要為花生主莖高度、分枝數、單株莢果數及百仁重等產量性狀，但這些農藝性狀只是DUS測試中數量性狀的一部分。DUS 測試性狀是開展DUS測試工作的基礎，性狀類型包括質量性狀、假質量性狀和數量性狀［ 11］，由于花生的農藝性狀除自身遺傳因素外，還易受到環境和栽培措施的影響，其中數量性狀的表達受影響相對較大，但是針對花生DUS測試中數量性狀表達變異情況的分析研究相對較少。鑒于此，筆者通過對近年來河南參與DUS測試品種的數量性狀變異情況及相關性分析，對主要數量性狀表達情況進行總結，以期為河南省花生DUS測試中數量性狀特異性判定提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為2017—2020年農業農村部植物新品種測試（原陽）分中心參與DUS測試的191份花生品種，其中直立型139份、半直立型49份，匍匐型3份，均種植于河南省農業科學院現代化試驗基地。

1.2 方法

栽培方法嚴格按照農業農村部《植物新品種特異性、一致性和穩定性測試指南-花生》（NY/T 2237—2012）［ 3］ 進行，以穴播方式種植，直立品種株距 20 cm，行距40 cm，半匍匐品種株距 20 cm，行距 50 cm，匍匐品種株距 40 cm，行距 60 cm，種植4行，每行16株，共設 2 個重復。

測試方法如下：針對個體測量（MS）性狀，每個參試材料取有代表性的單株30株進行數據的采集，對數量性狀（表1）進行調查，其中2017—2018年調查77份、2018—2019年調查56份及2019—2020年58份，均具有完整的2個測試周期。

1.3 數據分析

通過Excel 2016計算出各性狀的最小值、最大值、中值、平均值和標準差，遺傳多樣性指數采用Shannon-Weaver 信息指數，計算公式為H =-Pi lnPi，其中Pi表示某個性狀某個級別出現的概率，H為遺傳多樣性指數。利用Origin軟件對7個數量性狀數據進行K-S 檢驗并作圖。使用SAS軟件進行方差分析及LSD檢驗。

2 結果與分析

2.1 花生DUS 測試中數量性狀的變異分析

對供試材料的主莖高度、植株分枝數量、植株側枝長度、植株莢果數、莢果長度、莢果出仁率、籽仁百仁重7個數量性狀的變異情況分析。從表2可以看出，這些性狀的中值和平均值之間差別都很小，測試品種性狀中，籽仁百仁重的變異系數最大，達到

20.17%，變化幅度為43.09～115.26 g;而莢果出仁率變異系數最小，為6.37%，變幅為58.07%～80.50%，其他性狀變異系數均大于10.00%，表明這些性狀在供試材料中具有較大的遺傳變異，具有較豐富的遺傳多樣性。

2.2 花生DUS測試中數量性狀正態性及LSD檢驗

在針對河南地區花生DUS 測試中數量性狀變異情況統計分析的基礎上，繪制數量性狀分布頻次圖及正態檢驗Q-Q圖（圖1）。同時，對7個數量性狀是否符合正態分布進行K-S 檢驗（表3）。結果表明，植株主莖高度、植株側枝長度、莢果長度、莢果出仁率、籽仁百仁重的K-S檢驗P值大于0.05，符合正態分布；而植株分枝數量、植株莢果數的K-S檢驗P值小于0.05，但從其對應的Q-Q圖中可以看出，實測值與預測正態值偏差并不大，所以分枝數量和莢果數這2個性狀可視為近似正態分布。

2.3 DUS測試中數量性狀的分級

對符合或近似正態分布的7個數量性狀采用最小顯著極差法進行分級［ ?12 ］。計算每個數量性狀的LSD0.05 值，具體LSD0.05值如表3所示。依據花生DUS測試指南中數量性狀的表達狀態，將7個數量性狀分為9 級，以第5 級為中心劃分分級范圍。具體分級標準按照UPOV 的規則，即每級最大值與最小值之間的級差不能小于2 倍LSD 0.05 值進行等距劃分。

由于測試品種各性狀間均達到顯著差異水平，導致數量性狀的LSD0.05值較小，如按2倍LSD0.05值法，并不能將所測品種進行有效分級，故結合2 倍標準差法進行分級，確定各數量性狀分級區間LSD0.05值倍數，區間倍數=極值/（LSD0.05值×7）。以植株主莖高度為例，將其平均值（43.40 cm）作為第5 級的中值，分別加減該性狀區間倍數1/2倍的LSD0.05 值，得到第5級的分級范圍（41.26～45.53 cm），然后依次按第5 級分級的臨界值往上下兩級加減對應區間倍數的LSD0.05 值，得到第6 與4 級的分級范圍分別是45.54～49.82 和36.97～41.25 cm（表4）。

2.4 測試品種的多態性分析

按照上述方法的分級標準，對7 個數量性狀進行遺傳多樣性分析，結果見表5。由表5可知，植株主莖高度、植株分枝數量、植株側枝長度、植株莢果數、莢果長度、莢果出仁率、籽仁百仁重共7個性狀的遺傳多樣性指數變化范圍為1.079～1.841，均大于1.000。結果顯示，該分級可以將性狀的多態性很好地表現出來，能夠比較全面反映花生種質資源各數量性狀在不同分級代碼的分布特點。

3 結論與討論

數量性狀是從一個極端到另一個極端的表達模式，呈現的是一維的連續或不連續的狀態，其表達狀態容易受到環境變化的影響［ 11］。根據近年來的研究報道可以看出，花生的數量性狀的研究主要從花生品質、產量及抗性［ 5-6，8-9，13-14］的角度出發的育種研究。殷冬梅等［ 10］研究認為，主莖高、總分枝數、結果枝數、單株莢果數變異系數較大；陳雷等［ 15］對花生主要農藝性狀的分析結果表明，主莖高變異系數最大，為 17.78%，出仁率的變異系數最小，為 3.09％；崔宏亮等［ 16 ］對24個新疆引種花生品種進行分析，結果顯示主要農藝性狀的變異系數跨度較大，為7.88%～39.77%，其中有效側枝長的變異系數最大；王允等［ 17］ 對19個花生品系進行分析發現，單株結果數變異系數最大，為25.73%，出仁率的變異系數最小，為 7.23%；王慧敏等［ 18］對67個花生品種進分析發現，單株分枝數和單株產量的變異系數較大，而出仁率的變異系數較小。該研究根據河南花生DUS測試的7個主要數量性狀的數據，分析了各性狀的變異情況，發現7個數量性狀均表現出不同程度的變異，性狀百仁重的變異系數最大，為20.17%，變幅為43.09～115.26 g，而出仁率變異系數最小，為6.37%，變幅為58.07～80.50%，主莖高度、側枝長及分枝數的變異系數均在10.00%以上，分析結果與以往研究結論基本一致。

DUS測試數量性狀的分級是作物特異性判定的重要環節，因此結合測試品種在不同地區環境的具體表現科學合理地進行分級對測試工作意義重大。目前，分級的方法比較多元，王鳳華等［ 19］利用LSD0.05對公主嶺玉米數量性狀進行分級；周海濤等［ 20］利用大于等于2倍LSD0.05法對高粱DUS測試數量性狀進行分級；鐘海豐等［ 21］利用概率分級法對蝴蝶蘭DUS測試數量性狀進行分級；鄧珊等［ 22］通過對不同分級方法的比較認為，中值平均標準差法更適合玉簪屬DUS測試數量性狀的分級。該研究結果顯示，7個數量性狀符合或近似符合正態分布，但是由于性狀間差異水平顯著，導致LSD0.05值較小，而2倍LSD0.05值法分級則不能將所測品種進行有效分級，故采用大于等于2 倍標準差法結合等距分級的方法進行分級，基于該方法的分級標準對性狀進行多態性分析，多樣性指數較高，能有效區分品種間差異，為該地區花生DUS測試的準確性和科學性提供理論基礎和參考。

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