Kersting的花生Macrotyloma geocarpum(Harms) Maréchal & Baudet] (KG)是西非和中非的一种营养丰富的地下谷物豆类。关于区分品种的形态性状的信息有限,限制了适当育种策略的使用。本研究的目的是鉴定科氏落花生品种间的鉴别性状和多样性。基于29个质性状和数量性状对来自贝宁和布基纳法索的81个KG材料进行了评价。实验采用α格设计,重复3次。计算定性性状的标准化Shannon-Weaver指数(H′)和描述性统计量。进行Pearson相关系数分析、逐步判别分析、主成分分析、聚类分析和典型判别分析。结果表明,不同的生长习性(H'= 0.68)、花色(H'= 0.50)、种眼形状(H'= 0.47)和茎色素(H'= 0.41)对不同的材料有较大的影响。8个数量性状,即种子宽度、种子厚度、单株分枝数、叶柄长度、到50%开花天数、每荚果种子数、荚果宽度和荚果长度等性状对不同品系具有显著的差异。根据数量性状,材料被分为三个类群。集群1的材料开花晚,营养生长好,集群2的材料发芽率高,集群3的材料产量高。不同品种的种子长度差异很大,因此表明了通过种子大小提高产量的潜力。
描述词,多样性,科斯汀的花生,Macrotyloma geocarpum,孤儿作物
孤儿作物,也被称为被遗忘或被遗弃的作物,传统或不发达的作物[1],是只受到研究人员有限关注的作物品种。然而,大多数孤儿作物营养丰富,适应气候的[2],并抵抗常见的作物疾病[3]。因此,孤儿作物可能有助于粮食安全和营养安全,应该得到更多的研究关注。
Kersting的花生Macrotyloma geocarpum(Harms) Maréchal & Baudet)]是一种多用途豆类作物,生长在西非和中非[4,5],在那里是地方病。据报道,它是一种未充分利用的孤儿作物品种[6,7],在年降雨量低于600毫米[8]的半干旱地区生长良好。克氏花生营养价值高;每100克谷物含21.3克蛋白质[9]。该种子是粗蛋白质的丰富来源,具有高水平的必需氨基酸,如苯丙氨酸(3.2/100克),组氨酸(2.1/100克),赖氨酸和蛋氨酸[9]。种子富含维生素[10]。据Adazebra[11]报道,克尔斯汀的花生是一种鲜为人知的豆科作物,但它对农村营养、生计和可持续发展做出了重大贡献。这种作物在贝宁的城市地区广受欢迎,具有很高的市场价值,是西非最昂贵的谷类豆类作物,每公斤价格高达5-7美元。尽管Kersting的花生种植具有重要的营养和经济价值,但在西非国家,由于产量低、无法获得良种、谷物储存能力差以及生产[13]所需劳动力高等限制,Kersting的花生种植持续下降。它不是政府和研究人员的优先作物[7,11,14]。
农业形态特征是评价遗传多样性、描述和分类栽培植物种质资源的关键步骤[15,16]。在评价栽培植物的农业形态多样性时,研究人员使用描述符。与班巴拉花生不同的是,科斯汀花生的描述者还没有被描述过。豇豆属subterranea(l)[17],花生(落花生hypogaeaL.)[18]和鸽豆(Cajanus毛竹(l)Millsp)[19]。只有少数研究集中在科斯汀花生的形态变异。Assogba等人,[14]和Akohoue等人,[20]在贝宁和Adu-Gyamfi等人,[6]在加纳和Bayorbor等人,[21]在尼日利亚发现了各种性状的显著变异。
本研究旨在通过以下方法填补上述空白:1)评估来自贝宁和布基纳法索的区域种质资源收集的多样性;2)识别可用于kersting 's花生形态表征的描述符列表中的鉴别性状。
研究区域
该研究是在Djegbatin村Djidja(7°19’04.362”N和1°54’58.914”E)农业研究区域中心(CRA-CF)的一个研究站进行的。Djidja的气候是次赤道气候,降水是双峰型的,有单峰型的趋势。土壤是铁质、铁质和水成的。试验期间的降雨量、温度、日照和相对湿度见表1。
气候参数 |
8月 |
9月 |
10月 |
11月 |
12月 |
降雨(毫米) |
82.5 |
183.2 |
138 |
44.2 |
0 |
阳光 |
141.3 |
160.9 |
201.1 |
250.6 |
243.7 |
相对Humidy |
80 |
79 |
78 |
73 |
63 |
最高温度(°C) |
30.3 |
31.2 |
32 |
33.9 |
35.2 |
最低温度(°C) |
22.4 |
22.8 |
23.2 |
23.8 |
23.2 |
平均温度(°C) |
26.4 |
27 |
27.6 |
28.9 |
29.2 |
表1:试验期间记录的试验点月平均气候资料。
植物材料与实验设计
遗传材料由81份材料组成,其中70份来自贝宁,11份来自布基纳法索(表2)。23份进行了种植理查德·道金斯2018年8月。试验采用α格设计,每块9块× 9块,3个重复。每个地块有三排,每排4.5米长。每行间隔0.75米。株间间距为0.30 m,每公顷植物数量为44500株。地块间距离为1米。每山播种一粒,深5厘米。播种后3周、7周、12周不施肥,人工除草。
N° |
一个__ |
种子颜色 |
起源 |
||
1 |
但9 |
黑色的种子 |
布基纳法索 |
||
2 |
阿克勒说道2 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
3. |
Agn2 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
4 |
全音阶 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
5 |
美国胸科协会 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
6 |
Adc |
奶油种子 |
贝宁 |
||
7 |
作用下 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
8 |
侯 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
9 |
薇芙 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
10 |
Dkp |
奶油种子 |
贝宁 |
||
11 |
但13 |
奶油种子 |
布基纳法索 |
||
12 |
Dgo |
奶油种子 |
贝宁 |
||
13 |
但14 |
奶油种子 |
布基纳法索 |
||
14 |
Odm 1 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
15 |
麻生太郎 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
16 |
凹陷1 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
17 |
Gbo5 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
18 |
Gbn1 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
19 |
Odm 2 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
20. |
但18 |
黑色的种子 |
布基纳法索 |
||
21 |
Lal3 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
22 |
但10 |
奶油种子 |
布基纳法索 |
||
23 |
Kah 2 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
24 |
Gbo3 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
25 |
Gbo1 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
26 |
Itk 2 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
27 |
阿克勒说道1 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
28 |
了解1 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
29 |
Lal2 |
黑色的种子 |
贝宁 |
||
30. |
Tow1 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
31 |
但15 |
奶油种子 |
布基纳法索 |
||
32 |
LeAd1 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
33 |
Itk |
奶油种子 |
贝宁 |
||
34 |
Kno 2 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
35 |
添加 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
36 |
林1 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
37 |
Gbo4 |
棕色种子 |
贝宁 |
||
38 |
Ena2 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
39 |
干草1 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
40 |
自动增益控制 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
41 |
箱子 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
42 |
Oua |
奶油种子 |
贝宁 |
||
43 |
凹陷2 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
44 |
Zku |
奶油种子 |
贝宁 |
||
45 |
钻7 |
奶油种子 |
布基纳法索 |
||
46 |
Ena1 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
47 |
Gbn 2 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
48 |
Itk 1 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
49 |
但8 |
黑色的种子 |
布基纳法索 |
||
50 |
Agn1 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
51 |
Zhla3 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
52 |
服务条款 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
53 |
Lgz |
奶油种子 |
贝宁 |
||
54 |
Zhla1 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
55 |
Gta1 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
56 |
狗 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
57 |
钻12 |
奶油种子 |
布基纳法索 |
||
58 |
Gbo2 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
59 |
亲属 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
60 |
吨 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
61 |
多夫 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
62 |
克姆 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
63 |
邻接的 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
64 |
Zhla2 |
黑色的种子 |
贝宁 |
||
65 |
阿里1 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
66 |
赤穗 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
67 |
干草2 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
68 |
但16 |
黑色的种子 |
布基纳法索 |
||
69 |
LeAd2 |
黑色的种子 |
贝宁 |
||
70 |
Kah 1 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
71 |
Zke |
奶油种子 |
贝宁 |
||
72 |
半径标注 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
73 |
生化需氧量 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
74 |
Agb |
奶油种子 |
贝宁 |
||
75 |
Sem2 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
76 |
灵魂 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
77 |
Sem1 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
78 |
空中交通管制 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
79 |
指出 |
奶油种子 |
贝宁 |
||
80 |
钻3 |
奶油种子 |
布基纳法索 |
||
81 |
Gta3 |
奶油种子 |
贝宁 |
表2:本研究使用的Kersting落花生品种的名称、种子颜色和产地。
数据收集和分析
对17个定量性状[发芽率、单株叶数、单株花数、单株荚果数、产量、单株分枝数、到50%开花天数、100粒种子重、种子长、种子宽、种子厚度、叶长、叶宽、叶柄长、荚果长、荚果宽、每荚果种子数]和12个定性性状进行了评价(表3)。
定性特征 |
质性性状的水平 |
||
增长的习惯 |
勃起的 |
||
半勃起的 |
|||
前列腺 |
|||
抑制色素沉着 |
现在 |
||
缺席 |
|||
终端传单形状 |
近圆形 |
||
Oblong-eliptic |
|||
传单的颜色 |
Green-dark |
||
Green-intermediate |
|||
花的颜色 |
白色中带紫色 |
||
绿色白色 |
|||
圆荚体形状 |
狭窄的顶部 |
||
大前 |
|||
圆荚体颜色 |
白色 |
||
白色中带紫色 |
|||
圆荚体结构 |
许多凹槽 |
||
几个槽 |
|||
简单的豆荚超然 |
是的 |
||
没有 |
|||
种子的形状 |
细长的 |
||
球形 |
|||
种子颜色 |
黑色的 |
||
奶油 |
|||
红棕色 |
|||
种子的眼睛形状 |
三角 |
||
蝴蝶 |
表3:定性形态学性状评价。
测量的特征改编自密切相关和相似的地下豆科植物物种的描述符列表,如班巴拉花生[豇豆属subterranea(l)花生,花生落花生hypogaeaL.),分别在IPGRI等人、[17]和IBPGR和ICRISAT[18]中描述。在每个地块内随机选取20株植物进行观察。计算定性性状的标准化Shannon-Weaver指数(H′)[22,23]。对于数量性状,计算描述性统计量(均值、标准差、最小值、最大值、变异系数)。
尽管已有研究对数量性状和质量性状都使用了标准化Shannon-Weaver多样性指数(H’)[22,23],但本研究对数量性状使用了变异系数。事实上,H '的计算需要将连续的数据记录到一组离散的类别中(即分箱)。然而,有证据表明,由于数据点减少,分箱常常导致信息丢失[24,25]。此外,所定义的表型类的分界点和振幅的选择完全是任意的,由研究者自行决定,导致跨研究结果的比较困难。
变异系数(CV)由标准差与均值之比乘以100计算,用以评估数量性状的遗传变异水平。
CV = (S/x) *100 [26]
在哪里简历=变异系数,年代=标准差,x =均值。
根据每个性状的表型频率,在Microsoft Excel中计算质性性状的H′,使用以下公式评估各材料间的可变性
在哪里H”为标准化Shannon-Weaver多样性指数,k是某一定性性状的表型类的数量,n每个性状的表型类的频率和N是观察的总数。
使用线性混合模型的方差分析(ANOVA)用于alpha格设计,以检验数量性状的差异性。采用的线性混合模型如下(基因型被认为是固定效应,复制和块随机效应):
Pearson相关性用于检验产量与其他数量性状之间的关系。进一步对数量性状数据进行逐步判别分析,以确定最能判别亲本的性状。基于判别性状对种子和花的颜色进行正则判别分析。采用主成分分析(PCA)方法确定了农业形态的变异模式。采用分层分类法对资料进行分组。然后,采用描述性统计和方差分析(ANOVA)对聚类进行描述。所有分析均在R软件3.5.2[28]中进行。
标准化Shannon Weaver多样性指数(H’)值范围为0.16 ~ 0.68(表4)。在植物生长习惯(H’=0.68)和花颜色(H’=0.50)方面,各材料间存在较高的表型变异水平。种子眼形状、易荚果脱落、茎色素和种皮颜色变化适中。荚果颜色、顶叶形状、顶叶颜色、荚果形状和荚果质地的变异水平相对较低(表4)。生长习性和花朵颜色可作为柯斯丁花生的关键定性描述因子。
大部分(73%)的标本表现出匍匐生长的习性。这是有见地的,可以为育种策略提供参考。例如,Ndiang等人[29]报告说,在Bambara花生(一种类似Kersting的花生的地下豆类作物)中,匍匐生长习惯是一个很好的产量预测因子。此外,来自布基纳法索的所有材料都具有细长种子(表4),这可以用于产量提高和大种子的选择。
定性特征 |
水平的变量 |
登记入册 |
||||||||||||
贝宁 |
布基纳法索 |
集合 |
||||||||||||
频率 |
比例 |
H” |
频率 |
比例 |
H” |
频率 |
比例 |
H” |
||||||
增长的习惯 |
勃起的 |
5 |
7.14 |
0.67 |
1 |
9.09 |
0.68 |
6 |
7.4 |
0.67 |
||||
前列腺 |
49 |
70 |
10 |
90.9 |
59 |
72.83 |
||||||||
半勃起的 |
16 |
22.85 |
0 |
0 |
16 |
19.75 |
||||||||
抑制色素沉着 |
现在 |
5 |
7.14 |
0.40 |
7 |
63.63 |
0.41 |
12 |
14.81 |
0.40 |
||||
缺席 |
65 |
92.85 |
4 |
36.36 |
69 |
85.18 |
||||||||
终端传单形式 |
近圆形 |
69 |
98.57 |
0.22 |
9 |
81.81 |
0.23 |
78 |
96.29 |
0.22 |
||||
Oblong-eliptic |
1 |
1.42 |
2 |
18.18 |
3. |
3.70 |
||||||||
传单的颜色 |
Green-dark |
68 |
97.14 |
0.22 |
10 |
90.9 |
0.23 |
78 |
96.29 |
0.22 |
||||
Green-intermediate |
2 |
2.85 |
1 |
9.09 |
3. |
3.70 |
||||||||
花的颜色 |
白色中带紫色 |
6 |
8.57 |
0.50 |
3. |
27.27 |
0.50 |
9 |
11.11 |
0.50 |
||||
绿色白色 |
64 |
91.42 |
8 |
72.72 |
72 |
88.88 |
||||||||
圆荚体形状 |
狭窄的顶部 |
68 |
97.14 |
0.22 |
10 |
90.90 |
0.23 |
78 |
96.29 |
0.22 |
||||
大前 |
2 |
2.85 |
1 |
9.09 |
3. |
3.70 |
||||||||
圆荚体颜色 |
白色 |
66 |
94.28 |
0.28 |
11 |
One hundred. |
0.28 |
77 |
95.06 |
0.28 |
||||
白色中带紫色 |
4 |
5.71 |
0 |
0 |
4 |
4.93 |
||||||||
圆荚体结构 |
许多凹槽 |
69 |
98.57 |
0.16 |
10 |
90.90 |
0.16 |
79 |
97.53 |
0.16 |
||||
几个槽 |
1 |
1.42 |
1 |
9.09 |
2 |
2.46 |
||||||||
简单的豆荚超然 |
是的 |
31 |
44.28 |
0.47 |
6 |
54.54 |
0.46 |
45 |
55.55 |
0.47 |
||||
没有 |
39 |
55.71 |
5 |
45.45 |
36 |
44.44 |
||||||||
种子的形状 |
细长的 |
67 |
95.71 |
0.22 |
11 |
One hundred. |
0.23 |
78 |
96.29 |
0.22 |
||||
球形 |
3. |
4.28 |
0 |
0 |
3. |
3.7 |
||||||||
种皮的颜色 |
黑色的 |
3. |
4.28 |
0.32 |
4 |
36岁的36 |
0.33 |
7 |
8.64 |
0.32 |
||||
奶油 |
66 |
94.28 |
7 |
63.63 |
73 |
90.12 |
||||||||
棕色(的) |
1 |
1.42 |
0 |
0 |
1 |
1.23 |
||||||||
种子的眼睛形状 |
不规则的 |
0 |
0 |
0.47 |
6 |
54.54 |
0.47 |
6 |
7.4 |
0.47 |
||||
三角 |
2 |
2.85 |
4 |
36.36 |
6 |
7.4 |
||||||||
蝴蝶 |
68 |
97.14 |
1 |
9.09 |
69 |
85.18 |
表4:根据标准香农-韦弗指数(H′)计算,观察到的表型变异性。
大多数材料(88.88%)的花呈绿色白色(图1a), 11.11%的花呈紫色白色(图1b)。同样,95.06%的材料有白色荚果(图1c),只有4.93%的材料有带紫色色调的白色荚果(图1d)。种质中有三种颜色的种皮。大多数(90.12%)种皮为奶油色(图1e), 8.64%种皮为黑色(图1f), 1.23%种皮为棕红色(图1g)。这一结果可能是由于黑籽和棕籽品种稀少,且由少数家庭小规模生产所致。
类似地,在种子眼形状方面观察到三种变异。大多数(85.18%)的种子眼呈三角形(图1i), 7.40%的种子眼呈蝴蝶状(图1h), 7.40%的种子眼呈不规则(图1j)。
图1:1a)绿白色花,图1b)紫色白色花,图1c)白色荚果,图1d)紫色白色荚果,图1e)奶油色被皮籽,图1f)黑色被皮籽,图1g)棕色被皮籽,图1h)蝴蝶形眼睛,图1i)三角形眼睛,图1j)不规则眼睛。
籽粒产量和产量组成部分,如荚果数、单株花数和分枝数,均表现出较高的变异系数(34.78% - 50.19%)(表5)。这与之前的研究结果一致,bambara花生[15]豇豆[31]和Kersting花生[14]的单株花数变异系数较高且显著。这些相对较高的CV值表明,在亲本之间存在着大量的多样性,为作物产量的提高提供了机会。单株结荚数(CV = 50.19%)、单株开花数(CV = 49.51%)、发芽率(CV = 37.42%)和籽粒产量(CV = 57.84%)等性状的变异系数较高,在平均值附近存在较大的离散。这与以前对各种豆科作物的研究结果一致,在Bambara花生[15]、豇豆[30]和Kersting花生[14]的单株花数的变异系数很高且显著。而种子大小变异较小(种子长、宽、厚的变异系数分别为5.06%、4.63%和5.37%)。这一观察结果与Assogba等人([14])的发现形成对比,他们评估了31个当地Kersting花生资源的多样性,报告了更高的种子长度和宽度CV(14.97%和15.83%)。种子大小是克尔斯汀花生的一个重要特征,因为微小的种子使收获困难,并造成显著的产量损失。事实上,Kersting的花生的收获是通过手工采摘豆荚和剥壳包括打干豆荚。手工采摘种子很小的豆荚是很困难的,而且遗漏很多豆荚的几率很高。此外,微小的种子导致剥壳过程中损失增加。 The importance of seed size in Kersting’s groundnut has been recognized in previous studies. For instance, Amujoyegbe et al., [32] reported small seed size to be one of the major causes of a decline in Kersting’s groundnut production in Nigeria. Breeding for bigger seeds, in addition to improving yield, would remove women’s drudgery when hand-picking and shelling Kersting’s groundnut pods. Consistent with Assogba et al., [14] [100-seed weight, (10.70 to 14.71 g)] and Akohoue et al., [20] [100-seed weight (7.10 to 16.28 g)], the present study showed significant variation (p < 0.001) for 100-seed weight (8.14 to 18.64 g) (Table 5).
这可以用不同的实验条件(气候和土壤条件)来解释,正如Khan等人报道的那样,[33]种子储备的积累取决于基因型的类型,但也取决于气候因素。事实上,目前的研究是在克尔斯汀高地的一个灌溉充足的休耕区进行的,该地区被称为贝宁南部的粮食篮子。然而,还需要进一步开展调查,通过多地点试验来充分了解作物产量变化的决定因素。
描述符中 |
最小值 |
马克斯 |
均值±SE |
简历 |
PG |
6.98 |
90.7 |
46.37±1.11 |
37.42 |
有nLe |
21.29 |
132.9 |
65.75±1.27 |
30.05 |
nFlw |
3. |
53.8 |
16.47±0.52 |
49.51 |
nPd |
12 |
264.86 |
90.32±2.91 |
50.19 |
nBrh |
2.3 |
20.8 |
9.51±0.21 |
34.78 |
nDFlw |
46 |
56 |
48.83±0.12 |
3.93 |
SeWt (g) |
8.14 |
18.64 |
12.92±0.1 |
11.56 |
选取(毫米) |
6.91 |
9.69 |
8.21±0.03 |
5.06 |
缝(毫米) |
4.74 |
6.42 |
5.68±0.02 |
4.63 |
某事(毫米) |
3.33 |
4.92 |
4.26±0.01 |
5.37 |
爆炸下限(毫米) |
52.71 |
77.96 |
65.75±0.26 |
6.19 |
卢(毫米) |
38.03 |
57 |
48.66±0.23 |
7.37 |
图像的基本单位(毫米) |
81.04 |
208.83 |
143.38±1.32 |
14.41 |
波尔(毫米) |
6.45 |
17.45 |
12.32±0.11 |
13.96 |
血栓(毫米) |
3.62 |
9.16 |
7.72±0.04 |
8.08 |
规划的 |
1 |
1.73 |
1.3±0.01 |
13.67 |
产量(公斤/公顷) |
239.47 |
9243.9 |
2466.89±91.54 |
57.84 |
表5:来自贝宁和布基纳法索的Kersting落花生品种性状的最小值、最大值、平均值和变异。
数量性状方差分析(ANOVA)显示,各材料间种子厚度、发芽率、单株花数、至50%开花天数、种子重量、叶柄长度和荚果长度差异极显著(p < 0.001)(表6)。单株分枝数、单叶长度(p < 0.01)和单叶宽度(p <0.05)差异极显著;其他特征,即。单株荚果数、荚果宽度、单果种子数、单株叶片数和籽粒产量均无显著差异。观察到的这种差异可以用遗传变异来解释,特别是因为本研究中所有的材料都没有单一的起源。
的17个数量性状的均方Macrotyloma geocarpum |
||||
变异来源 |
||||
变量组合 |
复制 |
块 |
加入 |
剩余 |
Df = 2 |
Df = 8 |
Df = 80 |
Df = 152 |
|
nPd |
3796.67 ns |
2859.94 ns |
3009.66 ns |
3674.19 |
某事 |
0.72 * * * |
0.01 ns |
0.07 * * * |
0.03 |
血栓 |
0.85 ns |
0.42 ns |
0.45 ns |
0.35 |
规划的 |
0.64 * * * |
0.02 ns |
0.03 ns |
0.02 |
有nLe |
11701.59 * * * |
892.41 * * * |
271.92 ns |
224.76 |
卢 |
342.11 * * * |
9.12 ns |
12.67 * |
8.22 |
PG |
590.31 * * |
456.66 * * * |
615.9 * * * |
121.36 |
nDFlw |
1546.21 * * * |
44.24 ns |
84.04 * * * |
38.82 |
nBrh |
85.67 * * * |
37.52 * * * |
11.22 * * |
6.83 |
nFlw |
20.77 * * * |
5.38 * * |
6.03 * * * |
2.03 |
SeWt |
10.94 * * * |
1.93 ns |
3.86 * * * |
1.2 |
选取 |
0.57 * * * |
0.11 * * |
0.34 * * * |
0.08 |
缝 |
0.28 * * |
0.02 ns |
0.12 * * * |
0.04 |
爆炸下限 |
251.01 * * * |
17.98 ns |
19.30 * * |
11.92 |
图像的基本单位 |
10870.68 * * * |
1145.13 * * * |
519.38 * * * |
220.83 |
波尔 |
19.70 * * * |
2.22 ns |
4.06 * * * |
2.11 |
收益率 |
122789.82 ns |
165756.29 * |
174349.26 ns |
145845.5 |
表6:柞蚕花生17个数量性状的方差分析。
相关分析显示,部分参数之间存在很强的相关性(表7)。100粒种子重与种子长度(r= 0.68)、小叶长度(r=0.38)和叶柄长度(r=0.42)呈正相关。这一结果证实了Gbaguidi等人对班巴拉花生的观察。某些性状间的正相关关系可用于间接选择。如荚果数与产量呈正相关(r=0.59),说明可以通过目测荚果数选择优良植株。另一方面,50%开花时间与单株荚果数呈中度负显著相关(r= -0.17)(表7)。这些结果与Assogba等和Yadav等[14,35]的结果相一致。
定量特征组合 |
nPd |
某事 |
血栓 |
规划的 |
有nLe |
卢 |
PG |
nFlw |
nBrh |
nDFlw |
SeWt |
选取 |
缝 |
爆炸下限 |
图像的基本单位 |
波尔 |
nPd |
||||||||||||||||
某事 |
0.10 ns |
|||||||||||||||
血栓 |
0.05 ns |
0.08 ns |
||||||||||||||
规划的 |
0.02 ns |
-0.06 ns |
0.01 ns |
|||||||||||||
有nLe |
0.08 ns |
0.02 ns |
0.10 ns |
0.11 ns |
||||||||||||
卢 |
0.06 ns |
0.02 ns |
0.00 ns |
0.03 ns |
0.46 * * * |
|||||||||||
PG |
0.05 ns |
0.24 * * * |
0.10 ns |
0.08 ns |
0.07 ns |
0.12 ns |
||||||||||
nFlw |
0.12 ns |
0.06 ns |
-0.04 ns |
0.31 * * * |
0.25 * * * |
0.21 * * |
0.23 * * * |
|||||||||
nBrh |
0.00 ns |
0.08 ns |
-0.06 ns |
-0.04 ns |
0.75 * * * |
0.26 * * * |
-0.01 ns |
-0.07 ns |
||||||||
nDFlw |
-0.17 * * |
0 .18 * * |
-0.08 ns |
-0.04 ns |
0.04 ns |
0.10 ns |
0.30 * * * |
0.27 * * * |
0.08 ns |
|||||||
SeWt |
0.15 * |
0.41 * * * |
0.14 * |
0.08 ns |
-0.06 ns |
0.02 ns |
0.29 * * * |
0.34 * * * |
-0.14 * |
-0.42 * * * |
||||||
选取 |
0.12 ns |
0.22 * * * |
0.16 * |
0.14 * |
0.00 ns |
0.13 * |
0.31 * * * |
0.36 * * * |
-0.14 * |
-0.37 * * * |
0 / .00.68 * * * |
|||||
缝 |
0.17 * * |
0.39 * * * |
0.21 * * |
0.07 ns |
0.08 ns |
0.28 * * * |
0.35 * * * |
0.28 * * * |
-0.04 ns |
-0.27 * * * |
0.66 * * * |
0.80 * * * |
||||
爆炸下限 |
0.12 ns |
0.18 * * |
-0.02 ns |
0.08 ns |
0.23 * * * |
0.76 * * * |
0.34 * * * |
0.43 * * * |
0.03 ns |
-0.26 * * * |
0.38 * * * |
0.43 * * * |
0.46 * * * |
|||
图像的基本单位 |
0.10 ns |
0.25 * * * |
0.00 ns |
0.06 ns |
0.30 * * * |
0.58 * * * |
0.50 * * * |
0.50 * * * |
0.13 * |
-0.41 * * * |
0.42 * * * |
0.47 * * * |
0.51 * * * |
0.77 * * * |
||
波尔 |
0.08 ns |
0.03 ns |
0.59 * * * |
0.76 * * * |
-0.02 ns |
-0.02 ns |
0.18 * * |
0.29 * * * |
-0.12 ns |
-0.19 * * |
0.29 * * * |
0.34 * * * |
0.27 * * * |
0.12 ns |
0.12 ns |
|
收益率 |
0.59 * * * |
0.12 ns |
0.05 ns |
0.35 * * * |
0.17 * * |
0.17 * * |
0.07 ns |
0.30 * * * |
0.01 ns |
-0.17 * * |
0.33 * * * |
0.23 * * * |
0.32 * * * |
0.31 * * * |
0.22 * * * |
0.38 * * * |
表7:81个凯丝汀花生品种农艺性状的相关分析。
对数量性状进行逐步判别分析(SDA),得到8个性状,即.、种子宽度、种子厚度、单株分枝数、叶柄长度、到50%开花天数、每荚果种子数、荚果宽度和荚果长度等性状对资源的判别(表8)。这些判别性状可作为Kersting花生资源的描述符。事实上,由于研究不足,科斯汀的花生并没有一个描述描述符列表用于描述,不像许多经过充分研究的作物,它们的形态性状描述符列表已经被IPGRI、国际生物多样性、美国农业部、ICRISAT或其他知名或国际农业研究机构开发并提供。确定的8个鉴别性状构成了建立作物描述符列表的起点。
一步 |
特征组合 |
Wilks.lambda |
F.statistics.overall |
p.value.overall |
F.statistics.diff |
p.value.diff |
Can1 |
Can2 |
1 |
PG |
0.319 |
4.31 |
0 |
4.31 |
0 |
0.31 |
-0.64 |
2 |
选取 |
0.11 |
4 |
2.39 e-26 |
3.72 |
0 |
0.69 |
-0.08 |
3. |
某事 |
0.04 |
3.56 |
1.22 e-32 |
2.81 |
0 |
-0.33 |
-0.43 |
4 |
缝 |
0.01 |
3.47 |
4.15 e-41 |
3.23 |
0 |
-0.27 |
0.29 |
5 |
nDFlw |
0 |
3.11 |
1.36 e-42 |
1.92 |
0 |
-0.26 |
0.6 |
6 |
SeWt |
0 |
2.84 |
6.08 e-43 |
1.69 |
0 |
0.45 |
-0.49 |
7 |
nBrh |
0 |
2.6 |
7.80 e-42 |
1.4 |
0.03 |
0.69 |
-0.34 |
表8:总结了鉴别鹿茸花生株系分化数量性状的逐步判别分析及判别性状与典型轴的相关性。
典型判别分析(Canonical Discriminant Analysis, CDA)显示了两个轴,可以解释100%的变异,其中轴1捕获了96.6%的变异(图2)。种子厚度、单株分枝数和50%开花天数与第一个轴呈正相关,而种子宽度、叶柄长度和每荚粒数与第一个轴呈负相关。因此,轴1可以被认为是营养生长的标志。种子宽度、种子厚度、荚果长度和荚果宽度与第二轴呈正相关,单株分枝数和叶柄长度与第二轴呈负相关。这些性状大多与产量有关。因此,轴2可以被认为是产量组成轴(图2)。总体而言,黑籽品种种子宽,荚果长,每荚果种子数高,叶柄长;棕色种子的荚果宽度高,而奶油色种子需要更多的时间才能开花50%,并且有更多的枝条和更厚的种子(图2)。
图2:具有种皮颜色的鉴别性状在标准轴1和标准轴2上的投影。
总的来说,开白色花的材料种子较厚,开紫色花的材料种子较薄,种子长度、小叶宽度和叶柄长度都较低(图3)。因此,开白色花的材料在产量组成方面表现出较高的性能,可作为供体亲本用于育种。
图3:花色与数量性状关系的箱线图。
总的来说,除种子和花的颜色外,凯氏花生品种间还存在显著的形态变异。然而,只有使用适当的标记系统(如简单序列重复(SSR)或单核苷酸多态性(SNP))进行分子表征,才能了解这种变异的遗传性质。迄今为止,仅报道了一项利用同工酶对该物种进行分子多样性的研究,并且没有观察到多样性[36]。这种知识状态需要改进,而下一代测序技术的使用可能有助于拓宽我们对物种遗传多样性的知识。
主成分分析(PCA)结果显示,前3个成分的特征值为>1.00,占总变率的56.4%。第一主成分(PC1)解释了总变异的33.3%,与种子宽度、叶柄长、小叶长、发芽率、荚果长、种子长、单株花数和百粒重呈正相关;而到50%开花天数与PC1呈负相关。第一主成分(PC1)解释产量性状。PC2解释了总变异的13.8%,与单株分枝数、单株叶数和单叶宽度呈正相关。种子厚度与第二个PC呈负相关(图4)。
图4:81个Kersting花生品种数量性状的PCA双标图(轴1和轴2)。
第二主成分(PC2)解释营养生长。第三个体变异占总变异的9.3%,与荚果宽度和叶宽呈显著正相关;而单株荚果产量和单株荚果数与第三主成分呈负相关(图5)。主成分分析表明,花数高的材料荚果长,种子长而重,小叶长,百粒重高。该类群中的大部分材料来自布基纳法索(BUR3、BUR7、BUR8、BUR9、BUR13、BUR14、BUR15、BUR16和BUR18),少部分材料来自贝宁(Gbo4、LeAd2和Zhla2)(图4)。此外,具有高单叶长度的材料也具有较高的叶片和枝条数量。属于这一类的材料来自贝宁(Zhla1, Ako和Zke)(图5)。此外,种子厚度高的材料也有较高的小叶宽度和单株荚果数量(图5)。这样的材料有Odm2, Agn1, Aso, Kno2, foll和Tos,都来自贝宁。
图5:81个Kersting花生品种数量性状的PCA双标图(轴1和轴3)。
基于数量性状判别的UPGMA (unweighted pair group method with algorithm mean)树状图将材料分为3个聚类(图6)。
图6:基于数量性状的Kersting花生资源的层次聚类研究。
第一、第二和第三组分别有68个、3个和10个入选。第1簇(C1)由单株分枝数高(10.03±0.23)、单株叶片数高(67±1.3)、50%开花天数高(49.26±0.13)和叶宽宽(49.03±0.21 mm)组成。C1簇的100粒重较低(12.54±0.09 g),种子长较短(8.11±0.03 mm),单株花数较低(14.7±0.39)(表9)。总体而言,C1簇具有高营养生长和晚开花的特征。簇C2的发芽率(60.47±4.72)显著(p<0.001),单株花数高(25.8±0.6),叶柄长宽(165.82±2.53 mm),开花天数低于50%(46.11±0.11)。此外,与集群1和集群3相比,集群2的单株分枝数中等(7.57±1.17),种子长度中等(8.30±0.12 mm)(表9)。C3簇100粒重高(15.18±0.29g)、种子长(8.88±0.12 mm)、荚果宽(7.94±0.06)、小叶长(69.4±0.71)、种子宽(6±0.06 mm),单株分枝数低(6.56±0.37);总体而言,C3类群的特征是产量成分表现优异(表9)。在贝宁,种皮和眼珠颜色(纯奶油色)为奶油色的品种最受青睐。在籽粒重、种子长和种子宽度等产量相关性状上,聚3组表现出较高的表现。这些品种分别为Zhla 2、Gbo 4、BUR 3、BUR 7、BUR 8、BUR 9、BUR 14、BUR 16和BUR 18,均有黑色或棕色种皮或黑眼种子;这些原料都没有纯奶油色。 Breeding efforts could therefore perform backcross between pure cream accessions and accessions from cluster 3 to obtain improved pure cream varieties with high yield performance.
变量__ |
集群1 (n = 68) |
集群2 (n = 3) |
集群3 (n = 10) |
野生 |
|||||||||||
均值±SE |
简历(%) |
最小值 |
马克斯 |
均值±SE |
简历(%) |
最小值 |
马克斯 |
均值±SE |
简历(%) |
最小值 |
马克斯 |
||||
血栓 |
7.73±0.04 |
4.52 |
6.27 |
8.28 |
6.84±0.36 b |
9.06 |
6.22 |
7.46 |
7.94±0.06 |
2.39 |
7.72 |
8.39 |
*** |
||
有nLe |
67.53±1.30 |
15.92 |
38.11 |
94.3 |
55.73±3.19 b |
9.92 |
49.37 |
59.33 |
56.61±2.92 b |
16.31 |
40 |
72.1 |
** |
||
卢 |
49.03±0.21 |
3.53 |
44.88 |
53.25 |
43.76±0.88 b |
3.48 |
42.34 |
45.37 |
47.57±0.88 |
5.87 |
43.08 |
53.06 |
*** |
||
PG |
44.61±1.71 |
31.66 |
20.93 |
79.84 |
60.47±4.72 |
13.51 |
51.94 |
68.22 |
54.11±4.25 |
24.82 |
37.21 |
78.29 |
* |
||
nFlw |
14.72±0.39 b |
22.12 |
9.03 |
23.25 |
25.8±2.06 |
13.84 |
21.7 |
28.23 |
25.59±1.54 |
19.03 |
17.63 |
33.67 |
*** |
||
nBrh |
10.03±0.23 |
18.58 |
6.31 |
15.2 |
7.57±1.70 ab |
38.95 |
4.17 |
9.4 |
6.56±0.37 b |
17.66 |
5.2 |
8.46 |
*** |
||
nDFlw |
49.26±0.13 |
2.21 |
47.33 |
53 |
46.11±0.11 b |
0.42 |
46 |
46.33 |
46.7±0.27 b |
1.79 |
46 |
48.33 |
*** |
||
SeWt |
12.54±0.09 b |
5.71 |
11.06 |
13.87 |
14.03±0.19 |
2.34 |
13.83 |
14.41 |
15.18±0.29 |
6 |
13.63 |
16.73 |
*** |
||
选取 |
8.11±0.03 b |
2.6 |
7.61 |
8.67 |
8.3±0.12 ab |
2.58 |
8.08 |
8.5 |
8.88±0.12 |
4.12 |
8.36 |
9.29 |
*** |
||
缝 |
5.64±0.02 b |
2.83 |
5.31 |
6.16 |
5.58±0.06 b |
1.91 |
5.51 |
5.7 |
6±0.06 |
3.07 |
5.72 |
6.29 |
*** |
||
爆炸下限 |
65.21±0.26 b |
3.32 |
59.88 |
70.44 |
65.8±0.94 b |
2.46 |
64.56 |
67.64 |
69.4±0.71 |
3.23 |
66.1 |
72.82 |
*** |
||
图像的基本单位 |
140.29±1.30 b |
7.65 |
110.42 |
165 |
165.82±2.53 |
2.64 |
160.78 |
168.56 |
157.6±3.3 |
6.62 |
140.41 |
175.8 |
*** |
||
波尔 |
12.05±0.11 b |
7.49 |
9.36 |
14.35 |
11.55±0.56 b |
8.36 |
10.73 |
12.61 |
14.41±0.25 |
5.54 |
13.07 |
15.75 |
*** |
表9:Kersting落花生材料鉴别性状的均值和标准差。
对基于29个性状的81份KG材料进行了性状多样性和数量多样性评价。根据数量性状鉴定出3个多样性类群。三个组团具有开花晚、营养生长好、发芽率高、产量高的特点。此外,种子宽度、种子厚度、单株分枝数、叶柄长度、50%开花天数、每荚果种子数、荚果宽度和荚果长度是最能区分不同材料的数量性状。这可能是在研究作物时建立描述符列表的起点。为了充分了解多样性模式,还应调查更多的资源,并进行分子表征研究。
作者感谢现在的wotro提供的资金支持,使实地实验得以进行。感谢区域大学农业能力建设论坛(RUFORUM)通过纽约卡内基合作机构为部分实验提供资金。我们感谢世界科学院(TWAS)的支持。我们感谢贝宁农业研究所(INRAB)为试验提供了场地和技术支持。
作者声明,该研究是在不存在任何可能被解释为潜在利益冲突的商业或金融关系的情况下进行的。
研究由AEE、SFAK、HS和VR设计。CYG、AEE和HS进行了实验。CYG和SA积极参与数据收集。KK和SA在AEE的支持下分析了数据。HAT提供了研究场地和技术指导。CYG, AEE, KK, HS和SFAK开发了手稿。VR、AS、AA、CJF、AAE和BS在整个实验、数据收集和管理以及稿件撰写过程中都提供了指导。所有作者都对稿件进行了审阅和改进,并同意对最终稿件负责。
引用:ChodatonGY, AgoyiEE,HoundétéTA, KafoutchoniKM, SossouHS (2021) Kersting花生品种的形态变异及其鉴别性状。中华植物学报(英文版)6:031。
版权:©2021 Gilles Y Chodaton等人。这是一篇开放获取的文章,根据创作共用署名许可协议(Creative Commons Attribution License)发布,该协议允许在任何媒体上不受限制地使用、分发和复制,前提是注明原作者和来源。