摘要
对1307份江西地方食用豆种质资源进行调查分析,江西食用豆种质资分布在11个地级市的89个县(市、区),其中上饶市、宜春市、赣州市、九江市、吉安市和抚州市资源数量较多;江西食用豆资源分布数量随着海拔的升高而减少。江西食用豆种质资源涵盖7个属12个种,豇豆资源生态适应性强、分布区间广、数量最多;除豇豆外,江西低海拔地区绿豆、藊豆、小豆资源较为丰富,中高海拔地区普通菜豆、利马豆资源较为丰富。各地市食用豆多样性指数较高的集中在海拔0~500 m;上饶市、宜春市、九江市、吉安市和萍乡市的豇豆、绿豆、饭豆和豌豆资源较为丰富,鹰潭市、新余市、景德镇市和南昌市的豇豆、绿豆资源较为丰富,赣州市的豇豆、藊豆、黎豆资源较为丰富,抚州市的豇豆、饭豆、普通菜豆资源较为丰富。着重对数量最多的449份豇豆资源进行了质量性状和数量性状分析,8个质量性状的遗传多样性指数依次为粒色>嫩荚色>花色>叶片形状>荚形>成熟荚色>粒形>生长习性;数量性状中荚长和百粒重的变异系数最大,具有较大的改良潜力。根据农艺性状、品质、抗性和产量等综合表现,筛选出不同作物种类的优异种质资源30份。这些食用豆优异种质资源具有较大的挖掘潜力,对于加速江西食用豆种质资源的创新利用具有重要意义。
食用豆是指以收获干、鲜籽粒和嫩荚为主的除大豆以外的各种豆类作物的总称,是当今人类栽培的三大类食用作物(即禾谷类、食用豆类和薯类)之
农作物种质资源调查收集与保护利用项目对促进我国食用豆种质资源的开发利用和食用豆产业发展起到了重要作
按照“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”要求,2017-2019年对江西省91个农业县(市、区)进行全面普查征集,并在普查基础上对其中27个农作物种质资源丰富的县(市、区)进行系统调查收集。每个普查县(市、区)普查征集地方农作物品种20份以上,每个调查县(市、区)调查收集农作物种质资源80份以上,每个县普查与调查至少3个乡镇,每个乡镇普查与调查至少3个行政村。所征集和收集的种质资源要求为当地地方品种、野生近缘种和种植年代20年以上的育成和引进品种;对征集和收集资源的地理信息、特征特性、农民认知和栽培要点等信息进行调查记载,并用全球定位系统(GPS,global positioning system)定位调查地点海拔和经纬度,同时对种质资源样本和生长环境拍照。
2019-2022年在江西省农业科学院高安试验基地对收集到的1307份食用豆种质资源分别进行了2年表型鉴定。暖季豆类(普通菜豆、利马豆、藊豆)于4月初播种,热季豆类(绿豆、小豆、饭豆、豇豆、黎豆、刀豆)于6月初播种,冷季豆类(蚕豆、豌豆)于11月中旬播种。普通菜豆、利马豆、藊豆、小豆、饭豆、豇豆、黎豆、刀豆、豌豆为双垄单行覆膜搭架栽培,垄宽60 cm,菜豆、小豆、饭豆、豇豆、豌豆每行定植30株,株距20~30 cm;利马豆、藊豆、黎豆、刀豆每行定植20株,株距30~40 cm;当植株长至25 cm以上搭人字架引蔓。绿豆、蚕豆为单垄四行露地栽培,每行定植50株,垄宽120 cm,行距30 cm,株距20~25 cm。参照地方常规田间管理,生育期内每份种质随机选取10株进行性状调查,主要调查豇豆质量性状包括生长习性、叶片形状、花色、嫩荚色、成熟荚色、荚形、粒形和粒色,数量性状包括生育天数、单荚粒数、荚长、粒长和百粒重,参照《豇豆种质资源描述规范和数据标准
江西省食用豆资源分布极为广泛,经普查征集和调查收集得到1307份食用豆种质资源。这些食用豆资源覆盖江西省11个地级市的89个县(市、区),只有2个县(市、区)未收集到食用豆资源;其中上饶市258份、宜春市206份、赣州市206份、九江市157份、吉安市148份、抚州市124份、萍乡市73份,其他4个地级市食用豆资源数量相对较少,均在50份以下(

图1 江西食用豆种质资源地区分布
Fig. 1 Regional distribution of edible bean germplasm resources in Jiangxi
通过GPS定位对收集的1307份食用豆资源的来源地海拔进行分析,食用豆资源分布在海拔0~960 m范围内,资源分布数量随着海拔的升高而减少,其中分布在海拔0~100 m范围内的食用豆资源数量最多,共529份,占比40.5%;分布在海拔100~200 m、200~300 m、300~400 m、400~500 m、500~600 m、600~700 m范围内的食用豆资源数量依次为317份、193份、140份、63份、28份、23份,占比分别为24.3%、14.8%、10.7%、4.8%、2.1%、1.8%;海拔700 m以上零星分布(

图2 江西食用豆种质资源海拔分布
Fig. 2 Altitude distribution of edible bean germplasm resources in Jiangxi
对收集的1307份食用豆资源调查数据分析表明,这些资源在当地种植年份均在20年以上,有的甚至长达百年,经历了长期的生态环境适应和人工选择,形成了表型丰富且各具特色的地方资源。根据宗绪
属 Genus | 种 Species | 资源份数 Number of resources | 占比(%) Proportion |
---|---|---|---|
豇豆属Vigna Savi
| 豇豆Vigna unguiculata L. | 449 | 34.4 |
绿豆Vigna radiata L. | 150 | 11.5 | |
饭豆Vigna umbellata Thunb. | 105 | 8.0 | |
小豆Vigna angularis Willd. | 63 | 4.8 | |
藊豆属Dolishos L. | 藊豆Lablab purpureus L. | 119 | 9.1 |
豌豆属Pisum L. | 豌豆Pisum sativum L. | 108 | 8.3 |
蚕豆属Vicia L. | 蚕豆Vicia faba L. | 87 | 6.7 |
菜豆属Phaseolus L. | 普通菜豆Phaseolus vulgaris L. | 84 | 6.4 |
利马豆Phaseolus lunatus L. | 58 | 4.4 | |
刀豆属Canavalia DC | 刀豆Canavalia gladiata (Jacq.) DC. | 52 | 4.0 |
直立刀豆Canavalia ensiformis L. | 2 | 0.1 | |
黎豆属Mucuna Adans. | 黎豆Mucuna pruriens L. | 30 | 2.3 |
食用豆资源按照栽培季节可分为暖季豆类(普通菜豆、利马豆、藊豆)、热季豆类(绿豆、小豆、饭豆、豇豆、黎豆、刀豆)和冷季豆类(蚕豆、豌豆)。江西食用豆资源中热季豆类资源最多,有851份,占收集到的食用豆资源总量的65.1%;暖季豆类和冷季豆类资源分别为261份和195份,分别占收集到的食用豆资源总量的20.0%和14.9%(

图3 江西食用豆种质资源分类 Ⅰ
Fig. 3 Classification Ⅰ of edible bean germplasm resources in Jiangxi
食用豆按照用途可分为食籽粒类食用豆和食鲜荚类食用豆,食鲜荚类食用豆一般作为蔬菜;食籽粒类食用豆鲜籽粒可做蔬菜,干籽粒可作为粮食或休闲食品的加工原料。江西食用豆资源中食籽粒类食用豆660份,占总食用豆资源的50.5%;食鲜荚类食用豆647份,占总食用豆资源的49.5%(

图4 江西食用豆种质资源分类 Ⅱ
Fig. 4 Classification Ⅱ of edible bean germplasm resources in Jiangxi
对不同海拔区间的12种食用豆种质资源数量进行分析。从

图5 不同海拔区间食用豆种类分布比例
Fig. 5 Distribution ratio of edible bean species in different altitudes
分析不同海拔区间12种食用豆资源数量之间的相关性(

图6 12种食用豆种质资源在不同海拔区间的相关性分析
Fig. 6 Correlation analysis of 12 edible bean germplasm resources at different altitudes
综合分析不同地区、不同海拔区间食用豆种质资源物种多样性指数(
海拔(m)Altitude | 江西省 Jiangxi province | 上饶市 Shangrao city | 宜春市 Yichun city | 赣州市 Ganzhou city | 九江市 Jiujiang city | 吉安市 Ji′an city | 抚州市 Fuzhou city | 萍乡市 Pingxiang city | 鹰潭市 Yintan city | 新余市 Xinyu city | 景德镇市 Jingdezhen city | 南昌市 Nanchang city |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0~100 | 2.01 | 2.10 | 2.18 | 0 | 1.89 | 1.84 | 1.70 | 1.75 | 1.71 | 1.77 | 1.92 | 1.76 |
100~200 | 2.06 | 2.00 | 1.73 | 1.93 | 1.88 | 2.00 | 1.46 | 1.92 | 0 | 1.94 | 0.64 | 0 |
200~300 | 2.03 | 1.81 | 2.01 | 1.98 | 1.43 | 1.51 | 1.61 | 1.49 | 0.69 | 0 | 0 | 0 |
300~400 | 2.14 | 2.15 | 1.92 | 1.92 | 1.89 | 1.56 | 0.69 | 1.91 | 0 | 0 | 0 | 0 |
400~500 | 2.05 | 1.71 | 1.55 | 1.44 | 1.32 | 0 | 0 | 1.85 | 0 | 0 | 0 | 1.04 |
500~600 | 1.97 | 0 | 0 | 1.96 | 1.05 | 0 | 1.33 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
600~700 | 1.60 | 1.48 | 0 | 0.56 | 0.69 | 1.05 | 0 | 1.39 | 0 | 0 | 0 | 0 |
700~800 | 1.28 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.69 | 0.69 | 0 | 0 | 0 | 0 |
800~900 | 1.79 | 1.79 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
900~1000 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
0~1000 | 2.11 | 2.12 | 2.07 | 2.03 | 2.08 | 1.99 | 1.80 | 2.11 | 1.77 | 1.92 | 1.88 | 1.83 |
对不同地区的食用豆种质资源物种多样性指数进行相关性分析(

图7 不同地区食用豆物种多样性指数的相关性分析
Fig. 7 Correlation analysis of diversity index of edible beans in different regions
对豇豆8个主要质量性状分析表明,江西豇豆种质资源表型性状类型丰富,各性状表现出不同程度的遗传多样性(
性状 Traits | 类型 Type | 资源份数Number of resources | 频率(%) Frequency | 遗传多样性指数 H´ | 性状 Traits | 类型 Type | 资源份数Number of resources | 频率(%) Frequency | 遗传多样性指数 H´ |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
生长习性 Growth habit | 直立 | 15 | 3.34 | 0.22 |
叶片形状 Leaf shape | 卵圆形 | 230 | 51.22 | 1.08 |
半蔓生 | 6 | 1.34 | 卵菱形 | 97 | 21.60 | ||||
蔓生 | 428 | 95.32 | 长卵菱形 | 116 | 25.84 | ||||
花色 Flower color | 紫色 | 257 | 57.24 | 1.27 | 披针形 | 6 | 1.34 | ||
白色 | 94 | 20.94 |
荚形 Pod shape | 圆筒形 | 202 | 45.00 | 1.03 | ||
黄色 | 37 | 8.24 | 长圆条形 | 189 | 42.09 | ||||
红色 | 18 | 4.00 | 扁圆条形 | 53 | 11.80 | ||||
白带紫色 | 29 | 6.46 | 弓形 | 5 | 1.11 | ||||
黄带紫色 | 14 | 3.12 |
粒形 Seed shape | 肾形 | 364 | 81.07 | 0.69 | ||
嫩荚色 Tender pod color | 白色 | 37 | 8.24 | 1.58 | 椭圆 | 18 | 4.01 | ||
浅绿色 | 97 | 21.60 | 球形 | 44 | 9.80 | ||||
绿色 | 188 | 41.87 | 矩圆 | 22 | 4.90 | ||||
深绿色 | 40 | 8.91 | 近三角形 | 1 | 0.22 | ||||
红色 | 2 | 0.45 |
粒色 Seed color | 白色 | 112 | 24.94 | 1.82 | ||
紫红色 | 53 | 11.80 | 橙色 | 35 | 7.80 | ||||
斑纹色 | 32 | 7.13 | 红色 | 87 | 19.38 | ||||
成熟荚色 Mature pod color | 黄白色 | 354 | 78.84 | 0.74 | 紫红色 | 16 | 3.56 | ||
黄橙色 | 14 | 3.12 | 黑色 | 56 | 12.47 | ||||
浅红色 | 2 | 0.45 | 双色 | 21 | 4.68 | ||||
褐色 | 33 | 7.35 | 橙底褐花色 | 111 | 24.72 | ||||
紫红色 | 46 | 10.24 | 橙底紫花色 | 11 | 2.45 |
江西食用豆资源的生育天数、单荚粒数、荚长、粒长和百粒重等数量性状变异程度较大,变异系数在17.7%~46.0%之间,性状表型变幅大(
性状 Traits | 最大值 Max. | 最小值 Min. | 平均值 Mean | 标准差 SD | 变异系数(%) CV | 峰度 Kurtosis | 偏度 Skewness |
---|---|---|---|---|---|---|---|
生育天数(d)Growing days | 166 | 59 | 109.7 | 21.7 | 19.8 | -0.2 | -0.3 |
单荚粒数Seed number per pod | 27 | 8 | 14.8 | 3.0 | 20.0 | 0 | 0.4 |
荚长(cm)Pod length | 76.0 | 11.0 | 25.5 | 11.7 | 46.0 | 1.5 | 1.4 |
粒长(cm)Seed length | 1.6 | 0.6 | 1.0 | 0.2 | 17.7 | -0.3 | 0.1 |
百粒重(g)100-seed weight | 34.2 | 8.0 | 16.1 | 4.6 | 28.8 | 1.2 | 1.0 |

图8 江西豇豆种质资源主要数量性状表型分布
Fig. 8 Phenotypic distribution of main quantitative traits of cowpea germplasm resources in Jiangxi
江西豇豆种质资源主要数量性状间存在明显的相关性,单荚粒数、荚长、粒长和百粒重是影响豇豆资源产量表型的重要因素,它们相互之间存在促进和制约。单荚粒数与荚长呈极显著正相关,与百粒重呈显著正相关,而与粒长相关性不显著;百粒重与粒长呈极显著正相关,与荚长、单荚粒数呈显著正相关(
性状 Traits | 生育日数 Growing days | 单荚粒数 Seed number per pod | 荚长 Pod length | 粒长 Seed length | 百粒重 100-seed weight |
---|---|---|---|---|---|
生育日数Growing days | 1 | ||||
单荚粒数Seed number per pod | 0.044 | 1 | |||
荚长Pod length | 0.014 | 0.836** | 1 | ||
粒长Seed length | 0.089* | -0.002 | -0.027 | 1 | |
百粒重100-seed weight | -0.003 | 0.088* | 0.093* | 0.207** | 1 |
分析收集的食用豆种质资源的调查信息、田间表型性状、农艺性状、品质和抗性等,综合评价其特征特性,根据综合表现,筛选出不同栽培季节、不同作物种类的优异食用豆种质资源共30份。
热季豆类中优异豇豆资源6份,以食用嫩荚为主的余江豇豆(

图9 热季豆类优异食用豆种质资源
Fig. 9 Excellent edible bean germplasm resources of hot season beans
A~F:豇豆;G~I:饭豆;J~L:小豆;M~O:绿豆;P~Q:黎豆;R~S:刀豆
A-F:Cowpea; G-I:Rice bean; J-L:Adzuki bean; M-O:Mung bean; P-Q:Cowage; R-S:Sword bean
暖季豆类中优异普通菜豆资源3份,为蔓生型铜鼓白籽四季豆(

图10 暖季豆类优异食用豆种质资源
Fig. 10 Excellent edible bean germplasm resources of warm season beans
A~C:普通菜豆;D~F:利马豆;G~I:藊豆
A-C:Common bean; D-F:Lima bean; G-I:Hyacinth bean
冷季豆类中优异蚕豆资源3份,为上高蚕豆(

图11 冷季豆类优异食用豆种质资源
Fig. 11 Excellent edible bean germplasm resources of cold season beans
A~C:蚕豆;D~F:豌豆
A-C:Broad bean; D-F:Pea
农作物种质资源是农业科学研究、农作物新品种创制和现代种业发展的物质基
食用豆兼具粮用、菜用、饲用和肥用价值,在促进我国现代农业经济发展、农业产业转型和绿色发展扮演着举足轻重的角
多年来,我国专家学者分别对国家库保存的食用豆种质资源和陆续收集的全国各地食用豆种质资源开展了调查分析和鉴定评价,王兰芬
江西省食用豆种质资源丰富多样,但也存在野生近缘种质资源收集与保护力度不足、种质资源精准鉴定深度不够,以及优异特色种质资源开发利用成效不显著等问题。因此,开展江西食用豆种质资源的调查分析,通过田间表型和农艺性状综合鉴定评价,进而筛选挖掘出一批具有特殊利用价值的食用豆资源和优异食用豆资源,对于加速江西食用豆种质资源的创新利用和保护开发具有重要意义。
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