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为提升多花菜豆（Dolichos bean）生产力，研究人员评估其种质资源，开发核心集，对育种意义重大。
多花菜豆，这个在亚洲和非洲广泛种植的豆类作物，既为人们提供粮食、蔬菜，还是优质的饲料来源。它就像一个营养宝库，蛋白质含量在 20 - 28%（干重基础），还富含膳食纤维、铁、磷、锌等矿物质以及多种营养化合物，甚至在抑制 SARS-CoV-2 病毒感染方面也展现出了潜力。然而，尽管它有着悠久的种植历史和众多潜在价值，却依旧被归类为未充分利用的作物。
一方面，全球三分之一的粮食资源因干旱胁迫而损失，多花菜豆虽具有耐旱特性，但现有的种质资源未得到充分挖掘和利用。另一方面，随着食品、化妆品等行业的发展，对多花菜豆的需求逐渐增加，开发适应不同环境和用途的品种迫在眉睫。而国家基因库中保存着大量多花菜豆种质资源，如何有效利用这些资源成为关键问题。
为了解决这些问题，印度农业研究委员会国家植物遗传资源局（ICAR-NBPGR）的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Heliyon》杂志上，为多花菜豆的可持续生产和遗传改良带来了新的希望。
研究人员采用了多种技术方法来开展研究。首先，他们选择在印度新德里的 Issapur 研究农场进行为期两年（2021 年和 2022 年）的田间试验，同时在海得拉巴的区域站对部分种质进行评估。试验采用增强随机完全区组设计（ARCBD），并设置了七个对照品种。其次，他们选取了 23 个农艺形态描述符（11 个定性和 12 个定量）对多花菜豆种质进行表型特征分析。最后，运用 R 软件和 JMP 软件进行数据分析，包括方差分析、聚类分析等，还使用 PowerCore 软件构建核心集。
研究结果主要如下：
- 种质资源分布：多花菜豆种质资源来自印度 15 个农业气候区，其中大部分样本收集自 “南部高原和丘陵” 气候区，而北部和西北部地区的样本较少。
- 农艺形态特征
- 定性性状变异：在 690 份种质中，生长习性、叶和茎的色素沉着、鲜荚附着方式、荚形、荚色和种子颜色等定性性状存在丰富变异。例如，325 份表现为蔓延生长习性，540 份（78%）有叶脉色素沉着，62%（426 份）为白色花朵，87%（600 份）的鲜荚为绿色12。
- 定量性状变异：所有定量性状均表现出显著变异。如 50% 开花天数为 36.22 - 141.5 天，株高为 39.56 - 344.97cm，百粒重为 9.2 - 55.11g 等。除株高、50% 开花天数和初级分枝数外，大多数性状的广义遗传力较高，其中百粒重的遗传力最高（83.71%）34。
- 聚类分析：通过欧氏距离和沃德最小方差法，将种质分为 20 个不同的聚类。各聚类包含的种质数量不同，且优良性状分布在不同聚类中，聚类模式与农业气候区无明显地理相关性5。
- 核心集的开发与验证：利用 PowerCore 软件，通过启发式搜索和优先分配新收集的种质，开发了包含 108 份种质的核心集，该核心集代表了所有农业气候区和 20 个聚类。验证结果表明，核心集的重合率（CR%）为 97.44%，平均范围保留率为 0.98，能有效代表整个种质集合67。
- 独特性状的筛选：研究发现了一些具有独特性状的种质，如 IC631586 的百粒重高达 55.11g，IC586957 的荚宽达 3.84cm，IC556813 的 50% 开花天数仅为 36.22 天等8。
研究结论和讨论部分指出，多花菜豆在 23 个农艺形态性状上存在广泛变异，有助于品种改良。核心集有效代表了种质库的多样性，为种质利用提供了便利。研究还发现了许多具有潜在应用价值的种质，如早熟、大粒、宽荚等类型，这些种质可作为新等位基因和基因的宝贵来源，用于选择育种、关联作图、基因组学研究和性状发现，对实现多花菜豆在气候变化背景下的可持续生产具有重要意义。
总的来说，这项研究为多花菜豆的遗传改良和可持续发展奠定了坚实基础，为解决粮食安全和农业可持续发展问题提供了重要参考。
