花生DUS测试中主要数量性状变异和概率分布研究

孙建军 豆丹丹 王德新 郭玉玺 郭新海 丁超明

摘要 为了对农业农村部植物新品种DUS测试（原阳）分中心测试花生性状表达状态的全面了解，根据191份花生测试品种的主要数量性状的调查数据进行变异系数分析及分级。结果表明，7个性状中百仁重变异系数最，大20.17%，变幅为43.09～115.26 g；出仁率变异系数最小，为6.37%，变幅为58.07%～80.50%；其他性状变异系数均大于10.00%。7个性状符合或近似符合正态分布，按照极值大于等于2倍LSD0.05进行等距分级；该分级标准下各性状的多样性指数变化范围为1.079～1.843，均大于1.000，能较全面地反映花生各数量性状在不同分级代码的分布特点。

关键词 花生；DUS测试；数量性状；变异系数

中图分类号 S565.2  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2023）14-0025-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.14.007

作者简介 孙建军（1977—），男，河南信阳人，副研究員，博士，从事植物新品种DUS测试研究。

特异性、一致性和稳定性（DUS）测试是植物新品种权授予的重要依据，是植物新品种申请保护、审定和登记的必要条件之一，是品种维权执法的重要依据［ 1-3］。从1999年我国加入植物新品种保护联盟（UPOV）以来陆续发布了11批植物新品种保护名录［ 4］，并针对这些植物物种制定了相应的特异性、一致性和稳定性的测试指南，为DUS测试工作提供理论指导和判定标准。

花生与小麦、大豆等作物一起被纳入第2批植物新品种保护名录，花生作为我国主要的油料作物和经济作物之一，其栽培历史悠久、种质资源丰富、品种繁多。对花生品质性状、农艺性状与品质性状相关性的研究报道较多［ 5-10］，其中涉及的农艺性状主要为花生主茎高度、分枝数、单株荚果数及百仁重等产量性状，但这些农艺性状只是DUS测试中数量性状的一部分。DUS 测试性状是开展DUS测试工作的基础，性状类型包括质量性状、假质量性状和数量性状［ 11］，由于花生的农艺性状除自身遗传因素外，还易受到环境和栽培措施的影响，其中数量性状的表达受影响相对较大，但是针对花生DUS测试中数量性状表达变异情况的分析研究相对较少。鉴于此，笔者通过对近年来河南参与DUS测试品种的数量性状变异情况及相关性分析，对主要数量性状表达情况进行总结，以期为河南省花生DUS测试中数量性状特异性判定提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料为2017—2020年农业农村部植物新品种测试（原阳）分中心参与DUS测试的191份花生品种，其中直立型139份、半直立型49份，匍匐型3份，均种植于河南省农业科学院现代化试验基地。

1.2 方法

栽培方法严格按照农业农村部《植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南-花生》（NY/T 2237—2012）［ 3］ 进行，以穴播方式种植，直立品种株距 20 cm，行距40 cm，半匍匐品种株距 20 cm，行距 50 cm，匍匐品种株距 40 cm，行距 60 cm，种植4行，每行16株，共设 2 个重复。

测试方法如下：针对个体测量（MS）性状，每个参试材料取有代表性的单株30株进行数据的采集，对数量性状（表1）进行调查，其中2017—2018年调查77份、2018—2019年调查56份及2019—2020年58份，均具有完整的2个测试周期。

1.3 数据分析

通过Excel 2016计算出各性状的最小值、最大值、中值、平均值和标准差，遗传多样性指数采用Shannon-Weaver 信息指数，计算公式为H =-Pi lnPi，其中Pi表示某个性状某个级别出现的概率，H为遗传多样性指数。利用Origin软件对7个数量性状数据进行K-S 检验并作图。使用SAS软件进行方差分析及LSD检验。

2 结果与分析

2.1 花生DUS 测试中数量性状的变异分析

对供试材料的主茎高度、植株分枝数量、植株侧枝长度、植株荚果数、荚果长度、荚果出仁率、籽仁百仁重7个数量性状的变异情况分析。从表2可以看出，这些性状的中值和平均值之间差别都很小，测试品种性状中，籽仁百仁重的变异系数最大，达到

20.17%，变化幅度为43.09～115.26 g;而荚果出仁率变异系数最小，为6.37%，变幅为58.07%～80.50%，其他性状变异系数均大于10.00%，表明这些性状在供试材料中具有较大的遗传变异，具有较丰富的遗传多样性。

2.2 花生DUS测试中数量性状正态性及LSD检验

在针对河南地区花生DUS 测试中数量性状变异情况统计分析的基础上，绘制数量性状分布频次图及正态检验Q-Q图（图1）。同时，对7个数量性状是否符合正态分布进行K-S 检验（表3）。结果表明，植株主茎高度、植株侧枝长度、荚果长度、荚果出仁率、籽仁百仁重的K-S检验P值大于0.05，符合正态分布；而植株分枝数量、植株荚果数的K-S检验P值小于0.05，但从其对应的Q-Q图中可以看出，实测值与预测正态值偏差并不大，所以分枝数量和荚果数这2个性状可视为近似正态分布。

2.3 DUS测试中数量性状的分级

对符合或近似正态分布的7个数量性状采用最小显著极差法进行分级［  12 ］。计算每个数量性状的LSD0.05 值，具体LSD0.05值如表3所示。依据花生DUS测试指南中数量性状的表达状态，将7个数量性状分为9 级，以第5 级为中心划分分级范围。具体分级标准按照UPOV 的规则，即每级最大值与最小值之间的级差不能小于2 倍LSD 0.05 值进行等距划分。

由于测试品种各性状间均达到显著差异水平，导致数量性状的LSD0.05值较小，如按2倍LSD0.05值法，并不能将所测品种进行有效分级，故结合2 倍标准差法进行分级，确定各数量性状分级区间LSD0.05值倍数，区间倍数=极值/（LSD0.05值×7）。以植株主茎高度为例，将其平均值（43.40 cm）作为第5 级的中值，分别加减该性状区间倍数1/2倍的LSD0.05 值，得到第5级的分级范围（41.26～45.53 cm），然后依次按第5 级分级的临界值往上下两级加减对应区间倍数的LSD0.05 值，得到第6 与4 级的分级范围分别是45.54～49.82 和36.97～41.25 cm（表4）。

2.4 测试品种的多态性分析

按照上述方法的分级标准，对7 个数量性状进行遗传多样性分析，结果见表5。由表5可知，植株主茎高度、植株分枝数量、植株侧枝长度、植株荚果数、荚果长度、荚果出仁率、籽仁百仁重共7个性状的遗传多样性指数变化范围为1.079～1.841，均大于1.000。结果显示，该分级可以将性状的多态性很好地表现出来，能够比较全面反映花生种质资源各数量性状在不同分级代码的分布特点。

3 结论与讨论

数量性状是从一个极端到另一个极端的表达模式，呈现的是一维的连续或不连续的状态，其表达状态容易受到环境变化的影响［ 11］。根据近年来的研究报道可以看出，花生的数量性状的研究主要从花生品质、产量及抗性［ 5-6，8-9，13-14］的角度出发的育种研究。殷冬梅等［ 10］研究认为，主茎高、总分枝数、结果枝数、单株荚果数变异系数较大；陈雷等［ 15］对花生主要农艺性状的分析结果表明，主茎高变异系数最大，为 17.78%，出仁率的变异系数最小，为 3.09％；崔宏亮等［ 16 ］对24个新疆引种花生品种进行分析，结果显示主要农艺性状的变异系数跨度较大，为7.88%～39.77%，其中有效侧枝长的变异系数最大；王允等［ 17］ 对19个花生品系进行分析发现，单株结果数变异系数最大，为25.73%，出仁率的变异系数最小，为 7.23%；王慧敏等［ 18］对67个花生品种进分析发现，单株分枝数和单株产量的变异系数较大，而出仁率的变异系数较小。该研究根据河南花生DUS测试的7个主要数量性状的数据，分析了各性状的变异情况，发现7个数量性状均表现出不同程度的变异，性状百仁重的变异系数最大，为20.17%，变幅为43.09～115.26 g，而出仁率变异系数最小，为6.37%，变幅为58.07～80.50%，主茎高度、侧枝长及分枝数的变异系数均在10.00%以上，分析结果与以往研究结论基本一致。

DUS测试数量性状的分级是作物特异性判定的重要环节，因此结合测试品种在不同地区环境的具体表现科学合理地进行分级对测试工作意义重大。目前，分级的方法比较多元，王凤华等［ 19］利用LSD0.05对公主岭玉米数量性状进行分级；周海涛等［ 20］利用大于等于2倍LSD0.05法对高粱DUS测试数量性状进行分级；钟海丰等［ 21］利用概率分级法对蝴蝶兰DUS测试数量性状进行分级；邓珊等［ 22］通过对不同分级方法的比较认为，中值平均标准差法更适合玉簪属DUS测试数量性状的分级。该研究结果显示，7个数量性状符合或近似符合正态分布，但是由于性状间差异水平显著，导致LSD0.05值较小，而2倍LSD0.05值法分级则不能将所测品种进行有效分级，故采用大于等于2 倍标准差法结合等距分级的方法进行分级，基于该方法的分级标准对性状进行多态性分析，多样性指数较高，能有效区分品种间差异，为该地区花生DUS测试的准确性和科学性提供理论基础和参考。

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