Principal Component Analysis on Major Agronomic Traits and Determination of Genetic Distance of Thirty-Four Vegetable Soybean Cultivars
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摘要: 对34份菜用大豆种质资源的16个主要农艺性状表现进行遗传变异分析、相关性分析和主成分分析及遗传距离测定。结果表明，菜用大豆主要农艺性状间存在着丰富的变异，变异系数为4.97%~31.68%，其中底荚高度变异系数最大，采收日数变异系数最小。相关性分析结果表明，单株荚重与茎粗、有效分枝数分别呈极显著正相关；鲜百粒重与主茎节数、有效分枝数呈极显著负相关，与主茎高呈显著负相关。前4个主成分累计贡献率达到81.52%，分别为荚数因子、荚大小因子、出仁率因子与株型因子。利用前4个主成分值计算各品种间的遗传距离，并按照D2=3.84的聚类水平将34份菜用大豆品种分为7大类群，其中第二类群品种个数最多，遗传关系最为复杂。根据前4个主成分值与其对应特征根值的贡献率计算各品种的主成分综合得分，综合得分前6位的品种可在推广和育种上加以利用。Abstract: The variation, correlation, principal component on 16 major agronomic traits as well as the genetic diatance of 34 vegetable soybean were studied. The results showed that:abundant variations were observed among the major agronomic traits of vegetable soybean, the variation coefficient ranged from 4.97% to 31.68%, the height of bottom pods have the highest variation coefficient, the harvest days have the lowest variation coefficient; The correlation analysis showed that there were significant positive correlations among the individual weight and stem coarse, effective branch number; there were significant negative correlations among the fresh hundred grain weight and number of main stem section, effective branch number, significant negative correlation among the fresh hundred grain weight and the main stem height. The cumulative contribution rate was up to 81.52% of the first 4 principal component analysis. There were pod number factor, pod size factor, kernel factor and plant type factor respectively. The genetic distance of 34 vegetable soybean were counted utilizing the value of the first 4 principal component, which divided them into 7 groups at the level of D2=3.84 according to the value of genetic distance, the Ⅱ group had the most number cultivar, and had the most complex genetic relationship. Calculated the composite scores of each cultivars accorded to the first four principal component values and its contribution of the corresponding characteristic root value, the top six cultivars could be used to utilize as breeding parent or spread.
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图 1 34份菜用大豆的主要农艺性状聚类分析
Figure 1. Dendrogram on major agrinomic trait of 34 vegetable soybeans
表 1 参试的34份菜用大豆
Table 1 volunteer′ vegetable soybean
编号 品种 编号 品种 编号 品种 1 毛豆3号 13 H0427-82 25 K丰72-2 2 毛豆389 14 衢鲜3号 26 泉茶豆1号 3 毛豆75 15 浙5602 27 茶豆 4 浙鲜豆3号 16 浙5702-31 28 浙农6号 5 浙鲜豆4号 17 浙H0346 29 浙98015 6 浙鲜豆5号 18 沪选25-19 30 苏13-8 7 浙鲜豆10号 19 高雄5号 31 辽06M19 8 浙88005-7 20 绿领1号 32 K丰77-2 9 浙2818 21 云豆9号 33 K丰77-1 10 闽豆1711 22 矮脚白毛 34 闽豆6号 11 闽豆1号 23 太湖春早 12 青酥6号 24 Y2007-1 
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表 2 34份菜用大豆的主要农艺性状表现及变异情况
Table 2 Major agronomic traits and variations of 34 vegetable soybean
品种 X1
/cmX2
/cmX3
/个X4
/个X5
/cmX6
/荚X7
/荚X8
/荚X9
/cmX10
/cmX11
/粒X12
/gX13
/gX14
/%X15
/kgX16
/d1 27.1 0.492 6.8 3 6.6 16.4 9.6 267.2 6.132 1.425 27.7 90.84 49.61 50.71 7.10 99 2 25 0.45 6.1 2.7 6.3 14 8.4 264.1 6.172 1.403 23.7 95.88 43.26 50.35 6.98 98 3 27.6 0.448 5.9 2.5 7.8 13.4 7.9 255.5 6.297 1.406 23 99.17 44.29 51.16 6.86 99 4 28.1 0.518 6 2.9 8 15 10.2 282.8 5.839 1.471 30.5 97.27 44.57 56.77 7.08 99 5 30.8 0.437 6.9 2.5 12.2 19.9 12.9 338.7 5.23 1.417 36.1 77.1 49.69 52.82 7.73 90 6 29.6 0.558 6.7 3.3 10.5 21.6 13.4 348.1 5.248 1.377 37.6 73.38 49.66 54.11 7.83 91 7 25.6 0.546 5.1 2.9 9.8 14.6 11.1 245.2 5.922 1.48 28.9 86.83 53.16 44.44 8.47 96 8 27.9 0.513 5.9 2.8 7.6 14.4 10.4 301.9 6.766 1.568 26.3 84.65 42.71 54.62 6.72 91 9 30.3 0.514 6.6 2.5 11.4 23.2 13.3 374.9 5.099 1.372 39.4 74.92 43.4 55.9 6.55 91 10 35.7 0.576 7.9 3.7 14.6 25.5 17.5 440.3 5.073 1.295 45.3 66.6 49.89 56.62 7.33 92 11 30.3 0.46 7.9 3.6 11.2 15.3 8.9 368.1 5.183 1.417 25.8 63.03 36.13 46.93 5.52 87 12 42.4 0.555 8.5 3.5 13.2 25.3 19.2 408.2 4.643 1.299 45.5 75.28 52.74 61.46 8.16 106 13 28.9 0.427 6.2 2.5 9.3 14.8 9.7 330.1 5.927 1.528 26.4 83.74 40.68 49.87 6.17 97 14 58 0.55 10.4 3.2 20.7 16.5 12.4 304.9 5.113 1.347 34.7 81.85 48.42 57.53 7.76 101 15 29.4 0.44 6.2 2.6 7.9 16.1 11.3 337.6 5.268 1.348 29.3 77.16 39.75 55.62 6.41 92 16 29.3 0.487 6.5 3.1 7.8 18.2 11.7 340.8 5.09 1.311 31.8 80.52 43.78 58.13 6.40 92 17 43.1 0.52 8.1 3.5 16.9 15.7 12.4 308.4 5.817 1.357 31.5 83.73 47.45 52 6.77 91 18 24.5 0.437 5.7 2.9 8 19.5 10.1 306.8 5.617 1.412 31.5 98.09 51.17 56.44 7.46 91 19 29.8 0.508 6.7 3.1 11.3 21.5 14.3 379.1 5.322 1.368 38.3 73.51 47.53 56.6 6.63 92 20 16.7 0.436 4.9 2.5 6.8 13.8 9.9 322.2 5.147 1.348 26.9 85.8 38.63 56.97 5.93 94 21 35.5 0.406 6.9 3.4 11.9 17.4 14.9 412.7 4.942 1.192 42.1 58.66 38.26 61.6 6.01 99 22 32.9 0.47 8.1 4.2 10.4 21.4 13.8 421.4 5.176 1.393 39.2 56.8 42.12 54.2 5.99 86 23 33.5 0.449 7.8 2.5 9.5 20.3 14.9 370.3 4.979 1.401 38.8 60.17 46.6 55.1 7.20 85 24 24 0.475 6.1 2.6 8.3 13.9 10.5 297.2 5.274 1.294 28.4 91.92 41.48 61.21 6.06 90 25 32.7 0.489 6.8 2.8 9.8 17.4 12.6 386.7 5.101 1.339 34.3 66.93 40.08 53.44 6.16 93 26 43.1 0.583 9.3 4.1 6.7 21.8 15.6 389.3 5.767 1.276 40.4 65.88 45.24 51.21 7.18 99 27 22.8 0.464 6 3 8.5 17.8 11 347.7 5.031 1.419 31 74.53 41.89 54.1 6.60 90 28 23.7 0.49 6.4 2.9 7.3 14 11.3 284.8 6.286 1.398 27.5 76.9 50.08 49.12 7.37 98 29 22 0.448 6.3 2.8 8.5 15.7 12.9 318.3 5.471 1.41 32.8 84.5 45.64 55.77 6.92 93 30 21.6 0.414 5.3 2.2 10 14.7 10.1 332.3 4.725 1.381 27.4 80.75 36.68 57.37 5.83 91 31 24.3 0.48 7.6 3.5 9.2 21.2 14.7 339.9 5.1 1.378 40.6 80.43 52.24 58.16 8.29 92 32 31 0.558 7.3 4.3 9.4 21.7 14.7 300.2 5.954 1.448 38.6 75.45 59.5 46.01 8.87 95 33 24.2 0.478 6.1 3 9 16.6 10.3 320.9 5.356 1.353 28.4 90.71 42.73 58.68 7.00 93 34 51 0.476 9.3 4.1 16.3 25.9 17.4 379.6 5.55 1.368 45.9 72.07 59.19 50.42 8.75 88 变异幅度 16.7~51.0 0.406~0.583 4.9~10.4 2.2~4.3 6.3~20.7 13.4~25.9 7.9~17.5 245.2~440.3 4.643~6.766 1.192~1.568 23.0~45.9 56.8~103.7 36.13~59.50 44.44~61.46 5.52~8.75 85~106 平均值 30.7 0.487 6.9 3.1 10.1 18.1 12.3 336.1 5.459 1.382 33.4 79.0 45.83 54.28 7.00 93.6 标准差 8.53 0.048 1.25 0.55 3.20 3.72 2.71 49.20 0.500 0.072 6.55 11.33 5.78 4.245 0.86 4.65 变异系数/% 27.79 9.86 18.12 17.74 31.68 20.55 22.03 14.64 9.16 5.21 19.61 14.34 12.61 7.82 12.29 4.97
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表 3 菜用大豆主要农艺性状间相关系数
Table 3 Correlated coefficient of major agrinomic trait of vegetable soybean
品种 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 株高X1 1.0000 茎粗X2 0.4524 1.0000 主茎节数X3 0.8957 0.4535 1.0000 有效分枝数数X4 0.5328 0.5267 0.6784 1.0000 底荚高度X5 0.7923 0.2970 0.6807 0.3440 1.0000 单株有效荚数X6 0.4728 0.4404 0.5696 0.5924 0.3988 1.0000 单株标准荚数X7 0.5713 0.4621 0.6375 0.5988 0.4886 0.8683 1.0000 每㎏标准荚数X8 0.3717 0.0958 0.4764 0.4328 0.3504 0.7088 0.7199 1.0000 标准荚长X9 -0.1395 0.1219 -0.2234 -0.0337 -0.3566 -0.4188 -0.4393 -0.6653 1.0000 标准荚宽X10 -0.3189 -0.0572 -0.3492 -0.2522 -0.2605 -0.3247 -0.4635 -0.5337 0.6056 1.0000 单株粒数X11 0.5639 0.4062 0.6352 0.6076 0.5030 0.9155 0.9624 0.7545 -0.4970 -0.4800 1.0000 鲜百粒重X12 -0.3729 -0.1129 -0.5081 -0.4791 -0.3096 -0.5320 -0.6259 -0.8303 0.4977 0.3730 -0.6345 1.0000 单株荚重X13 0.3495 0.5192 0.3641 0.4665 0.2982 0.5495 0.5166 -0.1125 0.2114 0.1198 0.4872 0.0720 1.0000 出仁率X14 0.0059 -0.1514 -0.0004 -0.1889 0.1151 0.1498 0.2421 0.3670 -0.5884 -0.5491 0.2788 0.0007 -0.2824 1.0000 小区鲜荚产量X15 0.3387 0.5191 0.3344 0.3868 0.2659 0.4775 0.4720 -0.1742 0.1887 0.1423 0.4391 0.1160 0.9427 -0.2614 1.0000 采收日数X16 0.1874 0.2838 0.0667 -0.0049 -0.0249 -0.1531 0.0127 -0.2682 0.2386 -0.1372 -0.0590 0.3353 0.1420 0.0484 0.2354 1.0000 注：相关系数临界值, a=0.05时, r=0.3388；a=0.01时, r=0.4357。
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表 4 入选主成分的特征根和特征向量
Table 4 Eigenvalue and eigenvecter of selected principal component
λ 1 λ2 λ3 λ 4 分量来源 特征根值 6.8897 3.3383 1.5093 1.3062 贡献率/% 43.0608 20.8644 9.4333 8.1637 累计贡献率/% 43.0608 63.9253 73.3586 81.5223 主成分特征向量 0.2853 0.1104 0.1896 -0.4480 株高X1 0.1968 0.2877 0.0998 -0.0126 茎粗X2 0.3120 0.0779 0.0587 -0.3838 主茎节数X3 0.2744 0.1469 -0.1801 -0.1370 有效分枝数数X4 0.2507 0.0258 0.1624 -0.3575 底荚高度X5 0.3332 0.0136 -0.1469 0.2953 单株有效荚数X6 0.3553 -0.0056 -0.0045 0.2160 单株标准荚数X7 0.2807 -0.3141 -0.1648 0.0136 每㎏标准荚数X8 -0.1799 0.3871 -0.0987 -0.1538 标准荚长X9 -0.1927 0.2769 -0.3625 -0.0260 标准荚宽X10 0.3591 -0.0380 -0.0302 0.2276 单株粒数X11 -0.2528 0.2266 0.3595 0.1674 鲜百粒重X12 0.1841 0.4122 -0.0275 0.3015 单株荚重X13 0.0685 -0.3374 0.4510 0.2823 出仁率X14 0.1654 0.4193 0.0438 0.3086 小区鲜荚产量X15 -0.0090 0.1975 0.6048 -0.0360 采收日数X16 主成分名称 荚数因子 荚大小因子 出仁率因子 株型因子
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表 5 34份菜用大豆品种的主成分得分
Table 5 Score of principal component of 34 vegetable soybeans
序号 品种 各主成分得分 综合得分 排序 λ(i, 1) λ(i, 2) λ(i, 3) λ(i, 4) 1 毛豆3号 -2.2300 2.1897 0.4553 -0.0410 -0.4638 20 2 毛豆389 -3.7494 1.3296 0.6191 -0.3475 -1.3071 30 3 毛豆75 -4.0195 1.5253 1.1390 -0.5913 -1.3534 31 4 浙鲜豆3号 -2.2639 1.3872 1.2947 0.3598 -0.5339 22 5 浙鲜豆4号 0.3632 0.0543 -0.6963 0.6282 0.1533 15 6 浙鲜豆5号 1.6289 0.6673 -0.5811 1.0128 0.8685 8 7 浙鲜豆10号 -2.0065 3.7962 -0.5982 0.5029 -0.0873 16 8 浙88005-7 -3.0181 1.5842 -1.1234 -0.5275 -1.1181 27 9 浙2818 1.1080 -1.3218 -0.2513 0.7053 0.2352 13 10 闽豆1711 4.9974 -0.5494 -0.1691 0.6613 2.0753 3 11 闽豆1号 -0.8051 -1.6499 -2.4135 -2.9720 -1.1612 29 12 青酥6号 5.3658 0.2706 2.8201 1.3840 2.7460 1 13 H0427-82 -2.9969 0.2347 -0.5852 -1.1940 -1.3942 32 14 衢鲜3号 3.1711 1.5415 3.2903 -3.1485 1.7405 4 15 浙5602 -1.4478 -1.7150 0.0764 -0.1133 -0.9833 26 16 浙5702-31 -0.2726 -1.4378 0.4932 0.4603 -0.3333 18 17 浙H0346 0.9545 1.1465 0.4253 -2.3521 0.4983 9 18 沪选25-19 -1.6862 0.6430 0.0316 1.6955 -0.4505 19 19 高雄5号 1.4496 -0.7692 -0.2957 0.6663 0.4902 10 20 绿领1号 -3.2448 -2.1772 0.5474 0.7411 -1.7394 33 21 云豆9号 2.1863 -3.8427 1.5698 -0.4287 0.2528 12 22 矮脚白毛 2.4938 -1.9873 -2.4907 -0.9561 0.3462 11 23 太湖春早 1.5171 -1.5152 -1.6856 0.4710 0.2166 14 24 Y2007-1 -2.1754 -1.8088 1.3394 0.4627 -1.1500 28 25 K丰72-2 0.3678 -1.8666 -0.2982 -0.6818 -0.3149 17 26 泉茶豆1号 3.5832 0.8555 0.1794 -0.9592 1.6601 6 27 茶豆 -1.0672 -1.2986 -1.0748 0.4047 -0.7988 25 28 浙农6号 -1.9743 1.9454 -0.1738 -0.0698 -0.4663 21 29 浙98015 -1.3506 -0.3362 -0.0189 0.8684 -0.5826 23 30 苏13-8 -2.6636 -2.9985 0.2252 0.1383 -1.7401 34 31 辽06M19 1.7371 0.4177 -0.0959 2.0295 0.9918 7 32 K丰77-2 2.0909 4.2175 -1.5371 0.8640 1.7058 5 33 K丰77-1 -1.5289 -0.6559 0.8718 0.6273 -0.6618 24 34 闽豆6号 5.4859 2.1237 -1.2893 -0.3007 2.6592 2
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表 6 34份菜用大豆的类群组成
Table 6 Groups component of 34 vegetable soybeans
类群 数目 编号 品种 Ⅰ 8 1、28、4、2、3、8、13、7 毛豆3号、浙农6号、浙鲜豆3号、毛豆389、毛豆75、浙88005-7、H0427-82、浙鲜豆10号 Ⅱ 17 5、9、19、23、6、31、22、15、27、16、25、18、29、33、20、30、24 浙鲜豆4号、浙2818、高雄5号、太湖春早、浙鲜豆5号、辽06M19、矮脚白毛、浙5602、茶豆、浙5702-31、K丰72-2、沪选25-19、浙98015、K丰77-1、绿领1号、苏13-8、Y2007-1 Ⅲ 1 11 闽豆1号 Ⅳ 1 21 云豆9号 Ⅴ 4 10、26、34、12 闽豆1711、泉茶豆1号、闽豆6号、青酥6号 Ⅵ 2 14、17 衢鲜3号、浙H0346 Ⅶ 1 32 K丰77-2
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