全 文 ：武汉植物学研究 ,
虹豆
李耀华‘
品种资源的聚类分析
’
陈禅友‘ 于衍正 张凤银‘ 胡志辉‘
江汉大学农学系 武汉 《长江蔬菜 》杂志社 武汉
提 要 通过对来 自国内外的 个虹豆品种 个性状进行聚类分析 , 形成了可豆品种的
系统分类 。 虹豆可分为 个品种群和 个品种亚群 。 早熟长荚丰产品种群 内含 个品种
亚群 , 个品种 晚熟短荚低产品种群 内含 个品种亚群 , 个品种 小叶早熟中产
品种群 内含 个品种 大叶中晚熟中产品种群 内含 个品种亚群 , 个品种 。
关键词 可豆 , 品种资源 , 聚类分析 , 品种群
虹豆 。 起源于非洲热带地区 , 有普通虹豆
、 短虹豆 心 和长虹豆 个栽培亚种 , 是热带和亚热带地区的主要豆类作物之
一 。 长更豆 动 主要分布于印度 、 东南亚和中
国等地 。 我国是长虹豆次生起源中心 , 栽培历史悠久 , 品种资源十分丰富 近年来又从国外
引入了一些优 良品种 。 关于吏豆品种分类前人主要依据质量性状 , 如李曙轩等〔‘’根据种子
形状 、 颜色等将我国普通斑豆 、 短荚虹豆分为 类 王素〔 , 综合英形和荚色将长斑豆分为
个品种群 年出版的《中国农业百科全书 · 蔬菜卷 》仍沿用荚色划分法川 。 近些年
来 , 数量分类学在农作物资源研究上得到应用 , 如大麦 〔们 、大蒜 〔 〕等 , 尚有依性状组进行品
种聚类的报道 〔 , 。 一 年 , 我们对斑豆 主要是长虹豆 资源做了收集和鉴定工作
比较系统地研究了 份虹豆品种在武汉地 区的表现 , 对其中有代表性的 份鉴定材
料作了科学的整理和分析 从数量分类学方法 聚类分析 上系统认识长斑豆品种资源 , 以
期对于优 良资源利用和新品种选育过程中正确选择亲本有所助益 。
材料与方法
供试材料
根据取材广泛性和代表性原则 , 选用从国内外 广东 、 广西 、 江西 、 湖南 、 浙江 、 海南 、福
建 、 江苏 、 四川 、 河南 、 新疆 、 宁夏 、 上海 、 湖北 、 台湾 、 香港以及泰国 、 菲律宾等地 引入的
个品种 其名称和来源见表 。 这些品种在熟性 、 产量构成 、 生长发育特点
、
种子大小 、
收稿 日 一 一 , 修回 日 一 一 。 第一作者 男 , 岁 , 副教授 。
武汉市科委资助项 目 。
武 汉 植 物 学 研 究 第 卷
叶片大小等方面具性状多样性 。
试验方法
田间试验于 年在江汉大学试验地和武汉市青菱乡进行 。 月 日左右
春播 , 地膜覆盖栽培 月 日左右秋播 。 小区面积 , , 株左右 , 次重复 。 试验按
全国蔬菜品种资源调查 豆类 的标准 , 全面观察记载了各虹豆品种的特征 、特性
。 根据数
值分类学的性状选择原则 , 剔除不变性状和逻辑相关性状 , 选取如下 个性状作为聚类
指标 。 ①第一花序节位 节 ②春播始花期〔播种至始花天数 〕 ③秋栽始花期 ④
春栽鲜荚始收期 〔播种至鲜荚始收天数 〕 ⑤春栽老英始收期 〔播种至老英始收天数
〕墓⑥秋栽鲜荚始收期 ⑦秋栽老荚始收期 ⑧单株结荚数 根 ⑨单株花序数
个 荚长 单荚重 ⑩单株鲜荚产量 ⑩百粒重 ⑩种子长宽比 ⑩中
间小叶叶片长 ⑩中间小叶叶片宽
。
, 数据处理方法
将上述 个 品种 个性状共 个数据 , 输入 电子计算机 , 用加拿大提供的软
件包 , 对数据采用标准差标准化方法进行标准化处理 , 然后按 法 〔 〕 , 由微机进
行聚类划分大类 , 各大类再分别按系统聚类之最近邻体法 由微机运
算出聚类树 。
表 供试肛豆品种及其来源
代号
亡月咋甲︸︸日白‘任匕︺咬门了八曰,西自﹄,一山,曰,口八勺几工舀任盛且左压凌月寸
品种名称
之斑 一 一
长身青皮
蛇豆
五月鲜
上海班豆
竹叶青
大鸡青
浙江青
米一生
江西白
齐尾青
浙江白
意大利
一 虹豆 一
张塘虹豆
高产四号
红牛角弯
浙大青
沙市青腰带
白鳝鱼骨
乌豆角
花豆角
珠子豆
搓 龙
品种来源
浙江杭州市
浙江杭州市
广东
武汉
上海
广东
浙江
浙江
浙江
江西
广东
浙江
鄂西
上海
上海
广东汕头
武汉
浙江
湖北沙市
武汉
武汉
武汉
广东
广东
代号 名称
红咀燕
白斑 号
黑地豆角
号豆角
孝感竹杆青
湛江七叶子
圆身青
金山豆
之虹
秋可 一 一 一 一
杜 斑
宣斑 号
组卜 红
优质豆角
白牛角弯
之虹
广东白籽豆角
西园白
槟城金马
翡翠豆角
揭上二号
紫 红
美国地豆
品种来源
四 川
南京
武汉
武汉
湖北孝感
湛江
广东
广东
浙江杭州
浙江杭州
湖北仙桃
湖北宣恩
武汉
武汉
武汉
浙江杭州
广东
广东
广东
广东
广东
武汉
美国
第 期 李耀华等 斑豆品种资源的聚类分析
续表
代号 品种名称 品种来源 ⋯代号 品种名称 品种来源
之更 浙江杭州
⋯一⋯
泰国虹豆 泰国
抗病芦花 一 华南农业大学
菲律宾选 一 一 福建福州
菲律宾白籽豆角 福建福州
西园白豆角 广东南海县
烂青皮 安徽嘉山县
黔烹晃履
。
陈澄海县
寒豆角 安徽石台县
福鼎长豆角 福建福鼎县
罗裙带 广东广州
揭 阳 广东揭阳县
茶罗米一 广东引 自日本
白胖子斑豆 , 川 决 ,
二 、 。 ,
长荚锦穗 广东
西园红 广东广州
豆角 广州引 自香港
七叶仔 广东
复花珠豆 广州
燕手鱼不早
, 」 安徽撤县
热 队份百
瓦灰班豆 四 川自贡县
红英白露斑豆 , , 丫 人 口
目 ” ’产 、
。 鳗塑翌璧夏鱼 福州市, , , · , ⋯
台湾白豆 广东引 自台湾
短更豆 四川巴县
长白虹豆 四 川西 昌市
更 豆 四 川巫 县
菲律宾更豆 福州市
穗郊 广州
坟叹冬皂曳 」 福建长汀县。居 、、 』 自
西园黑 广东广州市
大青条 安徽蚌埠市
皖青 安徽界首县
一 一 “
饭豆角 安徽
本地豆 角 玫 海南
盘龙斑豆 四 川
南长豆 角 号
一 , 呀 门
国际热带农业研究所 。
武 汉 植 物 学 研 究 第 巧 卷
结果与分析
品种群的划分
对 个可豆品种用 个性状进行聚类分析 , 数据经标准化处理后 , 采用适宜大容
量数据的新的聚类方法 法划分大类 品种群 。 将分为 一 类的结果进行反
复 比较分析 , 以分 类最好 , 即把供试虹豆品种分为 个品种群 , 各品种群包括的品种如
下 。
品种群 个 品种
、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、
、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 。
品种群 个 品种 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、
、 、 、 、 、 、 、 、 。
品种群 皿 个品种 、 。
品种群 个 品种 、
、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、
、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、
、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 。
品种群的数量特征和系统聚类分析结果
品种群的数量特征
根据所属各品种在本试验地的性状表现 归纳出各品种群数据特征 见表 。 从表
中性状 一 指标看 , 品种群 早熟 , 品种群 皿 次之 , 品种 再次 , 品种群 晚熟
。 从性状
一 指标看 , 品种群 单株花序数 、单株结荚数 、 荚长
、
荚重和单株鲜英产量均最高 品种
群 开花结荚次之 , 但荚短而轻 , 单株鲜荚产量最低 品种群 花序数少 , 结荚数偏少 , 但
单荚重大 , 单株鲜荚产量次高 品种群 结荚数最少 , 单荚重偏低 , 产量偏低 。 从性状
一 指标看 , 品种群 和 品种群 种子属 中等大小 , 肾形稍宽 品种群 皿 种子大 , 长 肾
形 品种群 种子小 , 肾形 。 从性状 一 指标看 , 品种群 和 属中等大小叶 , 品种群
属小叶 , 品种群 属大叶 。 故在了解各品种群数量特征的基础上为便于理解和表达 , 可归
纳为 品种群 为早熟长荚丰产型 , 品种群 为晚熟短荚低产型 , 品种群 班 为小叶早熟中
产型 , 品种群 为大叶中晚熟中产型 。
表 各品种群性状平均值
一
性状代号 口 。。 , 。 、 , , 口 、 , 一 口 、 , 。 性状代号 。 , 。 。卜 , , 。 、 , 。 、 ,
臀 们卞 士 罗 ’ 们卞 全 臀竹计 罗 件计 竺 吮辈
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第 期 李耀华等 觅豆品种资源的聚类分析
各品种群的 系统聚类分析
品种群 早熟长英丰产型
此群还具备种子中等大小 、 肾形稍宽和叶片中等大小等特征 。 品种群 的系统聚类分
析结果见图 。 从图 可看出该品种群所包含的品种 , 一是各地新选育的早熟丰产品种 ,
二是各地较优的早熟长荚丰产品种 , 三是各地较优的早熟长荚丰产的地方品种 。进一此分
析可分为 个亚群 , 其中最明显的特点是由于育种 目标一致 , 新选育的早熟丰产型品种组
成了 个亚群 亚群 , 它包含的品种是 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、
、 、 、 。 这些品种在数量性状方面总的看来表现为十分接近 。 由新选育的次优早熟
丰产品种和地方优 良品种组成了亚群 、 、 、 、 、 一 、 、 、 、 、 。其
余 个地方品种组成亚群 , 其欧几里得距离 以下简称欧氏距离 在 以上 , 全距为
。
此,川。,“八,咋件‘︸山,夕‘
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, 叫 , ‘ 一一了
一
距离系数 。
图 泣豆品种群 聚类分析图
·
距离系数
图 肛豆品种群 聚类分析图
品种群 晚熟短英低产型
此群还具有种子肾形稍宽 , 叶中等大小等特征 , 其聚类树见图
。 此群也可以分为
武 汉 植 物 学 研 究 第 巧 卷
个亚群 。 亚群 包含的品种有 、
、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 , 该亚
群集中了大量短荚低产品种 。 亚群 由相当晚熟的品种 、 、 、 、 、 、 、 组
成
。
亚群 由
、 和 这 个品种组成 , 均对光周期十分敏感 , 日照短时才能开花结
荚 且荚特短 , 均在 以下 , 该亚群欧氏距离在 以上 , 全距为 。
品种群 皿 小叶早熟中产型
该群 由 个 品种 、 组成 , 在熟性上与品种群
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月
丁一一一一一一一一 一 月
一
日
相差不大 , 但叶小 箭形 , 种子大且呈长肾形是该群
的明显特征 。
品种群 大叶中晚熟中产型
该群还有种子较小呈肾形等特征 , 其聚类树见图
。 虽然品种多达 个 , 但只分为 个亚群 。 亚群姗 由
品种 、 和 组成 欧氏距离在 以上 , 其余均
小于 , 这 个品种荚相对较短 , 品种 的叶片较
小 , 而 和 的叶片特大 。 其余 个 品种组成亚群
皿 , 其中包含大量大叶中晚熟中产型品种 。
讨论
距离系数
图 虹豆品种群 聚类分析图
前人对斑豆品种的分类 〔’
, 〕主要依据 个或
几个性状进行 。 如长斑 豆分类主要沿用荚色划分为
类 。 这样分类有其直观性 , 但带有经验性 , 难干反映就
豆复杂而多样的变异 , 难于指导育种和生产工作 。 我们
借助于数量分类学的手段 , 依 个性状对 个吏豆
品种进行的聚类分析 , 克服 了上述弊端 , 把可豆品种划
分为 个 品种群及 个品种亚群 , 这一系统分类方法
为斑豆品种的数量分类提供了资料 。
根据聚类分析的原理 〔
, ‘〕 , 数据特征愈接近者
则首先被合并 , 数据特征相差愈大者愈迟合并 。 故从数
据特征看 , 品种群之间的品种差异最大 , 品种群 内的品
种次之 , 亚群内的品种再次 。 这种通过聚类为探索各品
种之间数量性状的相似性提供了资料 , 这对更豆 品种
选育 , 特别是有关数量性状方面的 目标选择有极大益
处 。 前人和我们对更豆有性杂交育种的实践 , 与此分类
关系十分吻合 。 如我们从 年起前后 批进行的配
组和后代分离选择工作 , 在所选配的 个组合中 , 真
正有效的只有 火 、 等少数几个组合 , 其余大
多数组合的后代均无明显优势 , 难于选 出优 良单株 。 用
本聚类结果形成的分类系统来检查 , 只
、 火 等
自匕众,‘
组合 , 其亲本处于不同的品种群 , 而其余大多数组合的亲本则处于 同一品种群 , 甚至处于
第 期 李耀华等 斑豆品种资源的聚类分析
同一品种亚群 。 事实证明 , 本聚类结果客观 、可靠 , 是经得起实践检验的 , 对今后的虹豆育
种工作有一定指导意义 。
对于其它虹豆品种 , 可根据其在相似条件下的 个性状的观察值进行判别 , 按
上述 个品种群归类 。
致谢 本文承蒙华中农业大学张文邦教授
、
余家林熟授审阅 , 特此致谢
。
参 考 文 献
李曙轩 觅豆的分类 植物分类学报 , , 一
王素 斑豆的起源分类和遗传资源 中国蔬菜 , 一
中国农业百科全书蔬菜卷编辑委员会 中国农业百科全书 · 蔬菜卷 北京 农业出版社 ,
莫惠栋 江浙沪大麦品种农艺性状的聚类分析 中国农业科学 , , 一
樊治成 , 陆帼一 , 杜慧芳 大蒜 “二 “ 、 一 品种资源数量分类的研究 西北农业大学学报 , , 一
张渭章 , 汪雁峰 , 林美深 长可豆资源的遗传距离估测和聚类分析 园艺学报 , , 一
一 ,
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