大豆是豆科大豆属一年生草本植物，是优质植物蛋白食物之一，其提取食用油之后的大豆饼粕也是一种优质的蛋白饲料。随着生活水平的提高和消费理念的革新，消费者对蛋白质的消费需求提高，对大豆的需求量增加[1-2]。在一定的耕地面积上，逐步提高大豆产量成为当前研究的热点之一。选育高产优质大豆品种是提高大豆产量较直接的途径之一，而优异亲本的选择对品种改良具有决定性作用。因此，对不同大豆种质资源的产量与品质相关性状进行分析，了解各性状存在的遗传变异多样性，将种质资源划归不同群体，有利于杂交育种的亲本选择[3-4]。目前，通过综合评价筛选优质亲本已获得广泛应用。王小翠等[5]对2 254份不同来源的大豆种质资源的24个表型性状进行分析，筛选出6份高产优异种质资源和4份稳定高油优异种质资源，为高油高产品种培育提供了基因资源和参考；陈亚光等[6]以14个大豆品种为试验材料，对产量及相关农艺性状进行分析，筛选出安豆6223、HN0811和Z中黄341这3个大豆品种可作为优质亲本用于黄淮海地区的大豆新品种选育；张素梅等[7]对收集到的240份大豆种质资源的蛋白质和脂肪含量进行测定分析，筛选出高蛋白材料39份，高油材料11份；赵萌等[8]、孙浩楠等[9]和孙鹏宇等[10]对大豆资源不同生育期进行抗逆性评价分析，筛选出抗逆性强的品种，为其抗逆育种及抗逆遗传机制研究提供适宜种质资源。
本研究以JD001、JD002和JD003等9个大豆品种为研究材料，对其产量、株高、底荚高度以及主茎节数等农艺性状进行评价，同时进行聚类分析，为大豆品种选育提供参考。
1 材料和方法
1.1 供试材料
供试大豆品种分别为JD001、JD002、JD003、JD004、JD005、JD006、JD007、JD008和JD009，均为通辽市农牧科学研究所自有材料。
1.2 试验方法
试验在通辽市农牧科学研究所试验田内进行。每个品种种植一个小区，采取随机排列，3次重复，试验区四周设保护行。各小区长3 m，宽6 m（12垄），面积18 m2，全区收获计产。收获前，每个重复随机取样10株，对其产量、株高、底荚高度、单株主茎节数、单株有效分枝数、单株有效荚数、百粒重和生育天数进行测量和记录。
1.3 数据分析
2 结果与分析
2.1 农艺性状多样性评价
9份大豆品种的主要农艺性状变异情况见表1。平均株高114.80 cm，变异幅度在105.60～124.40 cm，变异系数（CV）5.15%，遗传多样性指数（H’）1.889；平均底荚高度16.42 cm，变异幅度在6.40～23.40 cm，CV=31.44%，H’=1.677；平均单株主茎节数19.96个，变异幅度在18.00～22.60个，CV=6.71%，H’=1.427；平均单株有效分枝0.60个，变异幅度在0～1.20个，CV=64.79%，H’=1.735；平均单株有效荚数69.04个，变异幅度在49.20～111.60个，CV=28.77%，H’=1.215；平均百粒重18.26 g，变异幅度在16.20～21.28 g，CV=8.24%，H’=1.735；平均产量3 184.31 kg/hm2，变异幅度在2 957.03～3 540.66 kg/hm2，CV=6.55%，H’=1.677；平均生育期115.56 d，变异幅度在114.00～116.00 d，CV=0.59%，H’=0.849。各性状CV在0.59%～64.79%范围内，其中单株有效分枝数（64.79%）、底荚高度（31.44%）和单株有效荚数（28.77%）的CV值较高，生育期（0.59%）、株高（5.15%）、单株主茎节数（6.71%）和百粒重（8.24%）的CV值较低。这表明单株有效分枝、底荚高度和单株有效荚数3个性状的遗传改良潜力较大；生育期、株高、单株主茎节数和百粒重4个性状遗传特性较稳定。各性状H’在0.849～1.889，其中株高的H’最高，为1.889；其次为单株有效分枝和百粒重，均为1.735；生育期的H’最低，为0.849。
表1 大豆各农艺性状多样性分析 |
| 性状 | 最大值 | 最小值 | 均值 | 标准差 | 变异系数/% | H’ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 株高/cm | 124.40 | 105.60 | 114.80 | 5.91 | 5.15 | 1.889 |
| 底荚高度/cm | 23.40 | 6.40 | 16.42 | 5.16 | 31.44 | 1.677 |
| 单株主茎节数/个 | 22.60 | 18.00 | 19.96 | 1.34 | 6.71 | 1.427 |
| 单株有效分枝/个 | 1.20 | 0 | 0.60 | 0.39 | 64.79 | 1.735 |
| 单株有效荚数/个 | 111.60 | 49.20 | 69.04 | 19.86 | 28.77 | 1.215 |
| 百粒重/g | 21.28 | 16.20 | 18.26 | 1.50 | 8.24 | 1.735 |
| 产量/（kg/hm2） | 3 540.66 | 2 957.03 | 3 184.31 | 208.70 | 6.55 | 1.677 |
| 生育期/d | 116.00 | 114.00 | 115.56 | 0.68 | 0.59 | 0.849 |
2.2 基于熵权TOPSIS法的大豆品种综合评价
大豆各农艺性状信息熵及权重如表2所示。大豆各农艺性状信息熵和权重呈反比，在8个性状中，产量的信息熵最小（0.787），权重最大（0.209），说明该指标离散程度较大，对品种综合评价影响较大，生育期信息熵最大（0.935），权重最小（0.064），对品种综合评价影响较小。
表2 大豆各农艺性状信息熵及权重 |
| 性状 | 株高/g | 底荚高度/cm | 单株主茎节数/个 | 单株有效分枝/个 | 单株有效荚数/个 | 百粒重/g | 产量/（kg/hm2） | 生育期/d |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 信息熵 | 0.895 | 0.922 | 0.884 | 0.894 | 0.804 | 0.859 | 0.787 | 0.935 |
| 权重 | 0.103 | 0.076 | 0.113 | 0.104 | 0.192 | 0.138 | 0.209 | 0.064 |
不同品种大豆综合评价及排序见表3。综合9个大豆品种的株高、底荚高度和单株主茎节数等8个主要农艺性状进行综合评价，贴近度由高到低依次为JD006>JD009>JD005>JD001>JD004>JD008>JD003>JD002>JD007。
表3 不同大豆品种综合评价及排序 |
| 品种 | di * | di 0 | C | 排序 |
|---|---|---|---|---|
| JD001 | 0.242 5 | 0.251 6 | 0.509 3 | 4 |
| JD002 | 0.287 5 | 0.130 4 | 0.312 0 | 8 |
| JD003 | 0.318 1 | 0.149 3 | 0.319 5 | 7 |
| JD004 | 0.216 0 | 0.206 1 | 0.488 2 | 5 |
| JD005 | 0.213 2 | 0.221 6 | 0.509 7 | 3 |
| JD006 | 0.112 5 | 0.294 3 | 0.723 5 | 1 |
| JD007 | 0.336 2 | 0.064 1 | 0.160 2 | 9 |
| JD008 | 0.282 0 | 0.134 7 | 0.323 2 | 6 |
| JD009 | 0.237 7 | 0.253 1 | 0.515 7 | 2 |
2.3 基于贴近度的大豆品种聚类分析
3 结论与讨论
大豆种质资源的遗传多样性研究为大豆的改良育种提供基础数据，有助于了解大豆的遗传背景和遗传变异情况。作物各性状的丰富程度可以通过变异系数直观表现出来，变异系数越大，说明该性状的变异程度越大。昝凯等[13]对黄淮海地区59份夏大豆材料的9个农艺性状进行变异分析发现，有效分枝的变异系数较大，生育期的变异系数和遗传多样性指数均较小。刘迎春等[14]对20个大豆品种主要农艺性状的综合表现分析发现，主茎分枝数、底荚高度的变异系数较大。连金番等[15]对13个大豆早熟材料的农艺性状变异分析发现，有效分枝变异系数最大，百粒质量和生育期变异系数较小。本研究结果表明，单株有效分枝、底荚高度和单株有效荚数变异系数较大，生育期、株高、单株主茎节数和百粒重变异系数较小，与上述研究结果一致，即单株有效分枝、底荚高度和单株有效荚数的性状遗传多样性较丰富，是进行种质资源筛选的良好基础。
熵权法是根据指标统计数据中包含的信息量，确定指标权重的客观赋权法。根据信息熵的定义，对于某项指标，可以用熵值来判断其离散程度，信息熵值越小，指标的离散程度越大，该指标对综合评价的影响（即权重）就越大[16-17]。TOPSIS法是一种常用的组内综合评价方法，利用归一化后的原始数据矩阵，采用余弦法找出有限方案中的最优方案和最劣方案，然后分别计算各评价对象与最优方案和最劣方案间的距离，获得各评价对象与最优方案的相对接近程度，以此作为评价优劣的依据[18-19]。相较于模糊隶属函数法和主成分分析法，熵权TOPSIS法结合了两种方法的优点，能够更加准确地进行综合评价。巴图等[20]采用熵权TOPSIS法和聚类分析从10份大麦材料中筛选出2份高度耐碱材料。余忠浩等[21]利用TOPSIS分析法，在109个大豆品种中筛选出7个表现优异的大豆品种。本研究利用熵权TOPSIS法和聚类分析，对9个大豆品种进行综合评价，将其划分为3个类型，其中表现最好的为JD006，表现一般的为JD002、JD003、JD007和JD008。
综上，通过对9个大豆品种的8个主要农艺性状综合分析可知，大豆种质的农艺性状有丰富的多样性，在品种选育过程中侧重对单株有效分枝、底荚高度和单株有效荚数的筛选鉴定。通过熵权TOPSIS法和聚类分析，将其分为3种类型，一类为JD006（良好型）；二类为JD001、JD004、JD005和JD009（中等型）；三类为JD002、JD003、JD007和JD008（一般型）；其中大豆品种JD006可作为优质亲本使用。