贵州红皮花生资源的农艺性状评价及小果种质筛选

成良强， 王金花， 吕建伟， 胡廷会， 饶庆琳， 姜 敏， 奉 斌， 王 军(贵州省农业科学院油料研究所， 贵阳 550006)

花生是我国重要的油料和经济作物，其单产和总产居世界第一位[1-2]。产量的提高离不开高产品种的选育, 而种质资源评价是高产品种选育的基础[3-4]。我国绝大多数的花生品种为粉皮，红皮花生较少。但红皮花生由于特殊的颜色及其他优异成分而更受人们喜爱[5]。研究显示，红皮花生茎叶水提物对小鼠均有镇静催眠作用[6]；
红皮花生种皮提取物能够降低重金属铬的含量[7-8]。在贵州以地理标识产品铜仁珍珠花生为代表的小果花生、以兴义地方红皮花生为主的鲜食红皮花生更受市场欢迎[9]。国内已选育出中花12、红花1号等少量红皮花生品种[10-13]，但这些品种在贵州产量表现一般，存在品种生态适应性不强的问题。

在贵州登记(审定)的花生品种黔花生一号、中花4号、濮花28和黔花生五号等均为粉色种皮。红皮和小果花生以兴义地方红皮等地方种为主。目前存在地方种退化，产量不高等问题，制约种植面积的扩大和产业的发展，迫切需要开展小果红皮花生新品种选育工作。许多研究者开展了花生种质资源的评价，挖掘了优异农艺性状的种质[14-16]，但专门针对红皮花生资源的研究较少，且多项研究表明花生遗传基础狭窄[17-20]。因此，本研究通过相关性分析、聚类分析和主成分分析，对贵州搜集引进并保存的30份红皮花生资源进行评价，筛选小果红皮种质，为贵州地区小果红皮花生高产育种提供依据。

1.1 试验材料

30份红皮花生资源均由贵州省油料研究所搜集并保存(如表1所示)。其中23份来自贵州，占80%；
7份由国内外引进。

表1 30份红皮花生资源Table 1 30 red-skin peanut resources

1.2 农艺性状和荚果性状考察

2016年和2017年连续2年将材料种植于贵州省农业科学院内油料作物研究所试验地(贵阳)，完全随机区组设计，每份材料种3行，行长2 m，株行距为0.4 m×0.2 m，3次重复，常规田间管理。收获期按《花生种质资源描述规范和数据标准》[21]测定主茎高、侧枝长、总分枝、单株结果数、结果枝数、果柄长。荚果晒干后测定百果重、百果仁重和百仁重，取2年6次重复的平均值作为各性状的表型值。

1.3 结果数据统计

采用Excel软件统计农艺性状的最大值、最小值、平均值、标准差和变异系数。采用IBM.SPSS.Statistics.25.0软件对结果进行主成分分析和聚类分析。

2.1 30份红皮花生资源的农艺性状分析

从连续2年的农艺性状鉴定结果(表2)可以看出，30份红皮花生资源11个农艺性状变异丰富。主茎高最大的是H 15026，为42 cm，最小的是810，为16.40 cm；
侧枝长最大的是H 15026，为46.60 cm，最小的是810，为17.80 cm；
总枝数最大的是ICG 86699，为15.60条，最小的是H 15026，为3.20条；
结果枝数最大的是ICG 86699，为10.60条，最小的是H 15026，为3.00条；
单株果数最大的是ICG 86699，为32.40个，最小的是S 62016，为7.40个；
果柄最大的是H 15026，为6.20 cm，最小的是都匀沙包花生，为3.80 cm；
百果重最大的是H 15026，为269 g，最小的是H 15030，为119 g；
百果仁重最大的是H 15026，为117 g，最小的是ICG 86699，为78 g；
百仁重最大的是冀花甜1号，为91 g，最小的是JS 166红花生，为42 g。

表2 30份红皮花生资源的农艺性状Table 2 The agronomic characters of 30 red-skin peanut resources

变异系数揭示材料变异程度，最大的是单株果数，为36.35%，其次是总枝数，为33.02%，结果枝数、主茎高和侧枝长的变异系数在21.22%～26.45%之间。百果重、百果仁重和百仁重的变异系数在17.17%～19.22%之间，出仁率变异系数最小，为7.76%。综上所述，除了出仁率外，30份红皮花生的农艺性状变异较为丰富。

从图1可以看出，主茎高与侧枝长极显著正相关，与结果枝数显著负相关，与果柄长极显著正相关；
侧枝长与果柄长极显著正相关；
总枝数与结果枝数极显著正相关，与单株结果数极显著正相关，与百果重显著负相关，与百果仁重极显著负相关；
结果枝数与单株果数极显著正相关，与百果仁重极显著负相关；
单株果数与百果重极显著负相关，与百果仁重极显著负相关；
百果重与百果仁重极显著正相关，与百仁重极显著正相关；
百果仁重与百仁重显著正相关。主茎高、侧枝长和总枝数体现的是植株营养生长部分，而单株结果数、结果枝数体现的是单株生产力。百果重、百果仁重体现的是果型大小。

图1 30份红皮花生资源的农艺性状相关性Fig.1 Correlation of agronomic characters of 30 red-skin peanut resources

2.2 30份资源的农艺性状主成分分析

对10个农艺性状进行主成分分析，得其特征值、贡献率及累计贡献率。由表3可知，共提取了3个主成分，累计贡献率达到81.025%。第一个因子的贡献率为40.845%，第二个因子的贡献率为22.268%，第三个因子的贡献率为17.912%。

从表3可以看出，提取的第一主成分中百果仁重和百果重载荷最高，分别为0.815和0.786，百果重是重要的产量指标；
而结果枝数和总枝数与百果仁重和百果重载荷相反，说明他们之间是负相关关系；
提取的第二主成分中主茎高和侧枝长载荷最高，分别为0.722和0.788，代表的是整个植株营养生长状况，而百仁重和百果仁重与主茎高和侧枝长载荷相反，说明他们之间是负相关关系；
第三主成分中百仁重载荷最高，为0.639，与花生籽粒产量密切相关，而百仁重与出仁率载荷相反，说明他们之间是负相关关系。

表3 主要农艺性状主成分分析Table 3 Principal component matrix of main agronomic traits

2.3 30份资源的聚类分析

对30份红皮花生资源的10个农艺性状进行标准化处理，采用离差平方和法进行聚类分析，结果见图2，当平均欧式距离为7时，可以把30份资源分成四类，从表4中可以看出，4类群的30份花生资源的农艺性状在果柄长和出仁率方面差异不大，而在主茎高、侧枝长、总分枝、结果枝数、单株果数、百果重和百果仁重方面差异明显，说明搜集保存的红皮花生资源的农艺性状变异丰富。第Ⅰ类包含5个品种，第Ⅱ类包含19个品种，第Ⅲ类包含5个品种，第Ⅳ类包含1个品种。

表4 5类群花生资源的农艺性状的平均值Table 4 Average values of agronomic traits of peanut resources in 5 groups

第Ⅰ类包含JS166红花生、广顺红皮花生、ICG 86699、H 15030和如东碗儿青共5个品种，而这一类群主茎高最小、荚果性状(百果重125.80 g、百果仁重93.20 g和百仁重48.80 g)方面均值最小，说明这一类群属于小果类型，但单株结果数(6.32个)和结果枝数(17.68个)数值最大，说明这类资源可通过增加单株结果数提高产量，而除如东碗儿青和H 15030外，其他3个品种百仁重均小于50 g，属于小果资源。第Ⅳ类只有H 15026，主茎高和侧枝长最大、荚果性状(百果重、百果仁重和百仁重)数值最大，单株结果数和结果枝数数值最小，说明这一类群属于大果类型。从百果重来看，第Ⅱ类的百果重(167.58 g)与第Ⅲ类(210.60 g)相差较大，但单株果数、百仁重相差不大，说明第Ⅲ类果壳重，果皮与种皮间空隙大，种子脱壳不易破损。

注：图中1～30资源名称与表1相同。图2 30份红皮花生资源的聚类分析Fig.2 Cluster map of 30 red-skin peanut resources

3.1 红皮花生资源的农艺性状

从农艺性状来看，30份红皮花生资源的变异程度较大，农艺性状的变异系数在7.16%～36.35%之间，平均为21.27%；
尤其是与产量相关的几个性状：单株果数为36.35%、总枝数为33.02%，结果枝数、主茎高和侧枝长的变异系数在21.22%～26.45%之间，超过20%；
百果重、百果仁重和百仁重的变异系数在17.17%～19.22%之间。H 15026的百果重达到269 g，S 62016为227 g，花育23变异为222 g，合花4号为214 g，百果重均超过200 g，说明上述材料属于红皮大果；
而JS 166红花生、广顺红皮花生、ICG 86699百仁重小于50 g，属于小果资源，为贵州小果红皮花生改良提供了可能性。相关性分析表明，主茎高与侧枝长极显著正相关，百果重与百果仁重极显著正相关；
这些结果与苗利娟等[16]、殷冬梅等[17]、饶庆琳等[22]、黄杨等[23]的研究结果一致。而单株果数与百果重极显著负相关，与百果仁重极显著负相关。花生多个性状与产量有相关性，说明农艺性状与产量性状紧密关联，相互影响和制约。

3.2 红皮花生资源的主成分分析和聚类分析

第一主成分百果仁重和百果重、第二主成分主茎高和侧枝长和第三主成分百仁重，这些性状都与花生产量性状密切相关，结果与前人[18-20,26-27]研究结果基本一致，说明花生荚果性状是红皮花生选育中重要考量因素。

30份红皮花生资源在平均欧式距离为7时，分成四类，同一地区或者近似地区的资源并没有完全聚集在一个大类，说明资源的特征与地理来源关系不大，这些结果与李长生等[18]、薛云云等[20]、江建华等[26]的研究一致。第Ⅰ类包含5个品种，属于小果类型，其中JS 166红花生、广顺红皮花生、ICG 86699三个品种百仁重<50 g，可用于小果红皮花生选育。第Ⅲ类果壳重，果皮与种皮间空隙大，种子不容易破损而适于脱壳，可用于加工。第Ⅳ类只有H 15026，但是百果重>250 g，属于大果类型。总体看来，这30份红皮花生资源在荚果类型方面具有很大差异。

单株果数和总枝数变异系数较大；
主茎高、总分枝与单株结果力呈极显著负相关，单株结果数与果型大小呈极显著负相关。主成分分析将10个农艺性状简化成3个主成分。系统聚类将30份红皮花生资源分为4类，与荚果类型有关。本研究筛选出百仁重小于50 g的小果种质3份(JS 166红花生、广顺红皮花生和ICG 86699)，可用于小果红皮花生新品种培育。