编辑推荐：
为确定哥伦比亚 21 个藜麦品种表型，研究人员基于 11 个种子形态生物计量学参数研究，筛选出可用于育种的品种。
藜麦（Chenopodium quinoa Willd），这种源自安第斯山脉的古老作物，近年来在全球范围内受到了广泛关注。它凭借着超高的营养价值，含有丰富的必需氨基酸、无麸质蛋白质、淀粉、膳食纤维、矿物质和维生素，成为了人们追求健康饮食的新宠。同时，藜麦强大的适应能力也令人惊叹，无论是面对干旱、盐碱等恶劣的环境条件，还是各种病虫害的威胁，它都能顽强生长，因此在应对气候变化和保障粮食安全方面具有巨大的潜力。
然而，在藜麦的研究领域，仍存在不少亟待解决的问题。目前，针对藜麦种子的形态生物计量学和种子质量的研究相对较少，尤其是对于哥伦比亚当地的藜麦种质资源，相关信息更是匮乏。在哥伦比亚，藜麦种植普遍存在使用不明遗传材料混合种植的情况，这不仅导致产量不稳定，还使得遗传多样性难以得到有效保护。
为了填补这些研究空白，来自哥伦比亚 Pedagogical and Technological University of Colombia 的 Elsa Helena Manjarres-Hernández 和 Richard De la cruz 开展了一项关于 “Phenotyping of Colombian quinoa cultivars by seed morphobiometry” 的研究。该研究成果发表在《Euphytica》杂志上，为藜麦的进一步研究和种植提供了重要的理论依据和实践指导。
研究人员采用了多种技术方法来开展此项研究。在实验材料选择上，选取了来自哥伦比亚博亚卡省多个城市的 21 个藜麦品种。实验过程中，利用 Epson Perfection V750 Pro 扫描仪对每个品种的 20 粒种子进行扫描，借助 WinSEEDLE Pro 软件处理数据；通过随机完全区组设计（RCBD）在温室条件下种植各品种藜麦，每个品种设置 9 次重复；运用 R 软件中的多个程序包，如 missMDA、corrplot、factoextra、FactoMineR 和 clValid 等进行统计分析，包括描述性分析、方差分析（ANOVA）、Pearson 相关性分析、主成分分析（PCA）和聚类分析等。
研究结果
- 种子形态特征多样：研究发现，藜麦种子的形状主要有透镜状、圆柱形和椭圆形，其中 77% 的品种种子呈圆柱形；种子边缘以光滑为主，占比 66%；种子颜色丰富，白色和米色最为常见。
- 形态生物计量学参数差异显著：对 11 个种子形态生物计量学参数的分析表明，这些参数在不同品种间存在较大差异。其中产量的变异系数最大，达到 64.48%，‘Quinua Dorada’品种产量最高，每株种子产量为 87.53g，而‘Quinua Siachoque’产量最低，仅为 18.17g。种子宽长比的变异系数最小，在 0.92 - 0.96mm 之间，变异系数为 3.41%。‘Amarilla de Maranganí’在多个参数上表现突出，如总投影面积（TPA = 3.95mm2）、垂直于曲线长度的最大宽度（MW = 2.25mm）等；‘Quinua Negra’则在多个参数上数值最低。
- 参数相关性明显：Pearson 相关性分析显示，总投影面积（TPA）、圆形横截面体积（VC）、垂直于曲线长度的最大宽度（MW）和圆形横截面表面积（SAC）之间存在高度正相关，相关系数 r 超过 0.99；种子重量与直径之间也呈显著正相关（r = 0.87）；投影周长（PP）与种子形状系数（SC）呈显著负相关（r = -0.77）。
- 主成分分析与聚类分析结果：主成分分析表明，前两个主成分（PC1 = 43.3%，PC2 = 20.4%）解释了总变异的 63.7%。PC1 主要受圆形横截面表面积（SAC）、垂直于曲线长度的最大宽度（MW）和投影周长（PP）的影响；PC2 主要受种子形状系数（SC）和宽长比（WLR）的影响。聚类分析发现，k - 均值法（k - means method）结合欧几里得距离（Euclidean metric）是最佳聚类方法，将 21 个品种分为 5 个聚类群，但聚类结果未按采集区域或产地划分。不同聚类群在产量、种子直径、总投影面积和形状系数等方面各具特点。
研究结论与意义
通过对 21 个藜麦品种的研究，确定了区分藜麦品种最具鉴别力的形态生物计量学参数为产量、总投影面积、形状系数、百粒重和种子直径。利用这些参数，研究人员能够从 21 个品种中筛选出‘Q. Dorada’、‘Q. Semiamarga’、‘Q. Real’和‘Q. Dulce de Tuta’等品种，为在哥伦比亚开展藜麦改良计划提供了重要的材料基础。
这项研究对于藜麦的育种、农业生产和商业化具有重要意义。在育种方面，为培育更优良的藜麦品种提供了关键的参数依据，有助于提高藜麦的产量和品质；在农业生产中，有助于种植者根据当地环境条件选择合适的品种，提高种植效益；在商业化方面，能够指导藜麦的收获后处理技术，如脱粒、分类和脱皂化等，确保藜麦产品符合市场质量标准和消费者偏好。同时，该研究也为其他地区的藜麦研究和种植提供了宝贵的参考，推动了全球藜麦产业的发展。
