不同大豆類型產量及相關性狀的逐步回歸與通徑分析

常世豪， 李金花， 李 瓊， 耿 臻， 楊青春， 舒文濤， 張保亮， 張東輝

(周口市農業科學院， 河南 周口 466001)

按照品質類型將大豆分為高油大豆、高蛋白大豆和普通大豆。高產優質大豆品種備受市場青睞，大豆蛋白質或含油量的提高能夠顯著提升品種競爭力，在保證產量的基礎上選育優質品種是育種家的主要育種目標[1-2]。

隨著緯度的增加，我國大豆蛋白質含量呈“南高北低”的趨勢，粗脂肪含量呈“南低北高”的趨勢[3]，一般認為黃淮海地區是高蛋白大豆的主產區，東北地區是高油大豆的主產區，但經育種實踐，黃淮海地區可以選育出高油大豆新品種[4]。2010年以來黃淮海地區培育出了周豆18號、周豆19號、石885、冀豆16、濰豆8號等通過國家審定并大面積推廣應用的高油品種。

產量及相關農藝性狀多為數量性狀，容易受環境因素影響，且農藝性狀之間相互影響，使得分析產量與相關農藝性狀之間的關系變得較為困難。通徑分析可以處理較為復雜的變量關系，并在多種作物的產量與相關性狀分析中普遍應用[5-11]。前人曾對不同或同一生態類型大豆的農藝性狀進行了研究[12-13]，但對黃淮海同一生態區域高油類型和普通或低油類型進行對比分析的研究較少。本研究利用2008年國家黃淮海南片夏大豆區域試驗A組和B組12個試驗點的數據進行分析，通過高油品種類型與普通或低油品種類型進行對比，獲得高油大豆產量與相關農藝性狀的關系，為高油大豆品種選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

以2008年黃淮海南片夏大豆區域試驗A組和B組共計30個參試品種為試驗材料。其中6個品種粗脂肪含量大于21.5%，14個品種粗脂肪含量在19%～21.5%之間，10個品種粗脂肪含量低于19%，分別將其分為高油、普通和低油類型品種。詳見表1。

1.2 方 法

利用Microsoft Excel 2010軟件分別對高油、普通和低油3種類型大豆品種的數據進行統計整理，利用Spss Statistics 25.0軟件對產量進行正態性檢驗。以產量為因變量，以百粒重、單株粒重、底莢高度、生育期、有效分枝、株高、主莖節數、單株粒數、單株有效莢數等9個農藝性狀為自變量進行逐步回歸分析，建立最優回歸模型。對產量及回歸模型中的自變量進行通徑分析，根據相關公式計算直接和間接通徑系數[14]。

2 結果分析

2.1 產量的正態性檢驗

分別對6個高油類型、14個普通類型和10個低油類型大豆品種在12個試點的產量數據進行正態性檢驗，檢驗結果見表2。高油、普通和低油3種類型的樣本分別為72、168和120。樣本數均大于15，屬于大樣本，以柯爾莫戈洛夫-斯米諾夫(Kolmogorov-Smirnov)的檢驗結果為準。檢驗結果顯示3種類型差異達顯著水平，說明產量作為因變量符合正態分布，適合做通徑分析。

表1 試驗材料類型和品種信息Table 1 The testing materials and variety information

2.2 逐步回歸

以產量(Y)為因變量，以百粒重(X1)、單株粒重(X2)、底莢高度(X3)、生育期(X4)、有效分枝(X5)、株高(X6)、主莖節數(X7)、單株粒數(X8)、單株有效莢數(X9)等9個農藝性狀為自變量進行逐步回歸。結果見表3，高油類型品種通過逐步回歸，建立以X1、X2、X4、X5為自變量的最優回歸模型：Y=-2.777+0.049X1+0.115X2+0.035X4-0.151X5，R2值為0.720；普通類型品種通過逐步回歸，建立以X1、X2、X4、X6為自變量的最優回歸模型Y=-1.824+0.061X1+0.093X2+0.020X4+0.004X6，R2值為0.756；低油類型品種通過逐步回歸，建立以X2、X3、X4、X6為自變量的最優回歸模型：Y=-0.859+0.103X2-0.024X3+0.023X4+0.008X6，R2值為0.583。

表2 3種大豆類型產量(因變量)的正態性檢驗Table 2 The normality test results for the yield (depent variable) of three soybean types

表3 3種大豆類型的逐步回歸系數Table 3 Stepwise regression coefficients of three soybean types

表4 3種大豆類型產量與自變量的相關性Table 4 Correlation among yield and independent variables of the three soybean types

表5 高油類型農藝性狀與產量的直接通徑系數和間接通經系數Table 5 Direct and indirect path coefficients among traits and yield of the high oil types

3種大豆類型最優回歸模型顯示：常量均為負值，高油類型中X5的系數和低油類型中X3的系數為負值，說明有效分枝對高油類型大豆產量具有負效應，底莢高度對低油類型大豆產量具有負效應；產量均與單株粒重和生育期相關，且單株粒重的回歸系數均為最大。高油類型中回歸系數依次為：X2>X1>X4>X5；普通類型中回歸系數依次為：X2>X1>X4>X6；低油類型中回歸系數依次為：X2>X4>X6>X3。

2.3 相關性分析

分別對3種大豆類型產量與最優回歸模型中自變量(農藝性狀)進行相關性分析，結果見表4。在高油類型中，4個農藝性狀對產量的相關系數依次為：X2>X1>X4>X5，除有效分枝外，其余3個性狀均與產量呈極顯著正相關；在普通類型中，4個農藝性狀對產量的相關性依次為：X2>X1>X4>X6，4種農藝性狀均與產量呈極顯著正相關；在低油品種類型中，4個農藝性狀對產量的相關性依次為：X2>X6>X4>X3，底莢高度對產量呈負相關，但未達到顯著標準，其余3個農藝性狀均與產量呈極顯著正相關。3種類型中，單株粒重與產量均達到極顯著正相關，且相關系數最大。

2.4 通徑分析

利用SPSS軟件進行逐步回歸分析，得到自變量對因變量的直接通徑系數，簡單相關系數等于直接通徑系數與間接通徑系數之和。根據間接通徑系數等于相關系數與直接通徑系數之積的計算方法，分別計算三種類型自變量對因變量的直接和間接通徑系數。

表6 普通類型農藝性狀與產量的直接通徑系數和間接通經系數Table 6 Direct and indirect path coefficients among agronomic traits and yield of the common types

表7 低油類型農藝性狀與產量的直接通徑系數和間接通經系數Table 7 Direct and indirect path coefficients among agronomic traits and yield of the low oil types

由表5可以看出，在直接通徑系數中，對產量貢獻的順序依次為：X2>X4>X1>X5。間接通徑系數中，X1通過X2對產量的間接通徑系數最大，為0.394，其次是X5通過X2對產量的間接通徑系數，為0.186。

由表6可以看出，在直接通徑系數中，對產量貢獻的順序依次為：X2>X1>X4>X6。在間接通徑系數中，X1通過X2對產量的間接通徑系數最大，為0.264，其次是X6通過X2對產量的間接通徑系數，為0.237。

由表7可以看出，在直接通徑系數中，對產量貢獻的順序依次為：X2>X4>X6>X3。在間接通徑系數中，X6通過X2對產量的間接通徑系數最大，為0.227，其次是X4通過X2對產量的間接通徑系數，為0.160。

3種類型中，單株粒重對產量的直接通徑系數均為最大，間接通徑系數結果顯示，多數性狀是通過影響單株粒重而影響產量的，說明單株粒重是3種大豆類型產量提高的關鍵因素。

3 討 論

3.1 單株粒重對大豆產量的影響

通過逐步分析、相關性分析和通徑分析，結果均顯示，在3種大豆類型中，單株粒重對產量的貢獻最大。說明單株粒重是提高產量的關鍵因素，這與前人得到單株粒重對產量影響最大的結果一致[15-19]。間接通徑系數最大值的結果顯示，在高油和普通大豆中百粒重均通過影響單株粒重而影響產量；在低油品種中，則是株高通過單株粒重而影響產量。

3.2 3種類型大豆分析結果比較

3種大豆類型的逐步回歸、相關性分析和通徑分析結果基本一致。在高油大豆類型中，逐步回歸和相關性分析結果顯示，4種農藝性狀對產量貢獻大小的順序均為單株粒重>百粒重>生育期>有效分枝；通徑分析結果顯示生育期貢獻大于百粒重；3種分析中，除有效分枝對產量均為負效應外，其余3種農藝性狀對產量均為正效應。在普通大豆類型分析中，3種分析得到的結果顯示，4種農藝性狀對產量的貢獻大小順序均為單株粒重>百粒重>生育期>株高，且均為正效應。在低油大豆類型中，逐步回歸和通徑分析的結果顯示，4種農藝性狀對產量貢獻大小順序均為單株粒重>生育期>株高>底莢高度；相關性分析結果顯示：株高的貢獻大于生育期，除底莢高度對產量的貢獻為負效應外，其余農藝性狀對產量均為正效應。

3.3 高油大豆育種材料篩選

通過分析，認為在高油大豆材料篩選過程中，首先要對單株粒重、百粒重和生育期進行篩選。因有效分枝對產量具有負效應值，應選擇少分枝類型更有利于得到高油品種。

4 結 論

通過對高油、普通和低油3種不同大豆類型分別進行逐步回歸、相關性分析和通徑分析，每種類型均有4種農藝性狀對產量具有較大影響。通過對比，單株粒重和生育期對三種類型大豆產量均具有正效應。在所有農藝性狀中，單株粒重對產量的正效應最大。在大豆新品種選育過程中應注重單株粒重和百粒重的選擇，同時選擇生育期適宜、分枝較少的類型更容易獲得高油品種。