Crops ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (1): 85-93.doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2026.01.011

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Analysis of Genetic Diversity of Main Agronomic Traits of 513 Faba Bean Germplasm Resources

Li Wenjun1,2(), Guo Yanping1, Yang Shenghua1, Shao Yang1()   

  1. 1Gansu Linxia Hui Autonomous Prefecture Academy of Agricultural Sciences, Linxia 731100, Gansu, China
    2Linxia Modern Vocational College, Linxia 731100, Gansu, China
  • Received:2024-07-17 Revised:2024-09-27 Online:2026-02-15 Published:2026-02-10

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1

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30

Abstract:

The main agronomic traits of 513 faba bean germplasm resources at home and abroad were analyzed. The results showed that the coefficient of variation of 15 agronomic traits ranged from 13.09% to 53.58%, indicating that there was a large genetic variation. The coefficient of variation for the number of pods per plant reached the highest value of 53.58%, with a variation range of 1.00 to 42.00, whereas pod width exhibited the lowest coefficient of variation at 13.09%, varying from 0.80 to 2.23 cm. Correlations among traits highlighted that the number of branches, number of effective branches, number of pods per plant, number of grains per plant, plant height, and height of the last pod are key for developing high-yielding faba bean varieties. The principal component analysis extracted five principal components, with the cumulative contribution rate reaching 72.098%, effectively representing the phenotypic characteristics of these germplasm resources. By calculating the membership function values, a comprehensive score (F-value) was derived, and the top 30 germplasm resources with the best comprehensive traits were identified. The cluster analysis subsequently divided the 513 faba bean germplasm resources into three group: Cluster I included 160 resources (31.19% of the total), characterized by high plant height and yield; Cluster II comprised 221 resources (43.08% of the total), suitable as parental selection and screening of excellent genes; and Cluster III contained 132 resources (25.73% of the total), representing specific germplasm.

Key words: Faba bean, Germplasm resources, Agronomic traits, Genetic diversity

Table 1

Information of faba bean germplasm resource"

编号
Code		 来源
Origin		 数目
Number		 编号
Code		 来源
Origin		 数目
Number
1 中国北京 27 19 英国 21
2 中国福建 1 20 日本 9
3 中国甘肃 179 21 黎巴嫩 8
4 中国河南 1 22 荷兰 26
5 中国湖南 1 23 印度 5
6 中国吉林 2 24 德国 6
7 中国江苏 23 25 西班牙 8
8 中国宁夏 1 26 伊拉克 12
9 中国青海 57 27 乌克兰 6
10 中国陕西 5 28 埃及 1
11 中国上海 11 29 埃塞俄比亚 2
12 中国四川 26 30 突尼斯 2
13 中国云南 21 31 葡萄牙 1
14 中国浙江 4 32 塞尔维亚 1
15 中国重庆 1 33 法国 13
16 中国内蒙古 1 34 土耳其 6
17 伊朗 2 35 匈牙利 3
18 加拿大 13 36 新西兰 7

Table 2

Identification items and standards for morphological diversity of faba bean germplasm resources"

序号Code 性状Trait 记载标准Standard of documentation
1 株高 成熟期：以试验区域的群体为研究样本，任意选取10个个体，测量从子叶节到最高茎枝顶端生长点的距离
2 茎粗 成熟期：以试验区域的群体为研究样本，任意选取10个个体，测量主茎4~5节的直径
3 分枝数 成熟期：以试验区域的群体为研究样本，任意选取10个个体，目测观察每个个体上的所有一级分枝数（包括主茎）
4
 有效分枝数
 成熟期：以试验区域的群体为研究样本，任意选取10个个体，目测观察每个个体上所有结荚的一级分枝数（包括主茎）
5 始荚节位 成熟期：以试验区域的群体为研究样本，任意选取10个完整的个体，目测观察个体最高茎枝上最下部荚所在节位
6
 最高茎节数
 成熟期：以试验区域的群体为研究样本，任意选取10个完整的个体，目测观察每个个体从子叶节到个体最高茎枝顶端的节数
7 始荚高度 成熟期：以试验区域的群体为研究样本，任意选取10个完整的个体，测量从地面至个体第一层荚的高度
8 末荚高度 成熟期：以试验区域的群体为研究样本，任意选取10个完整的个体，测量从地面至个体最后一层荚的高度
9 株荚数 成熟期：以试验区域的群体为研究样本，任意选取10个完整的个体，目测观察每个个体上的所有结荚数
10 株粒数 成熟期：以试验区域的群体为研究样本，任意选取10个完整的个体，目测观察每个个体上的所有成熟的子粒数
11
 荚长
 成熟期：以试验区域的群体为研究样本，任意选取10个完整的个体，对10个任意挑选的干熟荚果进行测量，记录从荚果尖端到尾部的距离
12
 荚宽
 成熟期：以试验区域的群体为研究样本，任意选取10个完整的个体，对10个任意挑选的干熟荚果进行测量，记录荚果最宽处的直线长度
13 小叶数目 开花期：以试验区域的群体为研究样本，任意选取10片初花节位上的复叶，计数复叶上的小叶数目，计算平均值
14
 初花节位
 开花期：以试验区域的群体为研究样本，任意选取10个已开花的个体，计量主枝上第1个花序所在的节位，计算平均数
15
 每花序花数
 开花期：以试验区域的群体为研究样本，任意挑取最高茎枝，从地面往上数第2、3、4个花节上的花序，计数花序上的花朵数，计算平均数

Table 3

Variation analysis of agronomic traits in 513 faba bean germplasm resources"

性状Trait 最大值Max. 最小值Min. 极差Range 平均值Mean 标准差SD 变异系数CV (%)
株高PH (cm) 141.67 32.67 109.00 85.47 20.61 24.12
茎粗SD (cm) 2.44 0.37 2.07 0.72 0.17 23.90
分枝数BN 5.00 0.00 5.00 1.40 0.73 52.19
有效分枝数EBN 5.00 0.00 5.00 1.22 0.65 52.99
始荚节位FPN 14.00 3.00 11.00 6.66 1.74 26.09
最高茎节数HSNN 31.33 10.33 21.00 21.23 3.38 15.92
始荚高度FPH (cm) 60.33 4.00 56.33 21.58 8.42 39.00
末荚高度LPH (cm) 100.30 14.33 85.97 44.46 13.94 31.35
株荚数PNPP 42.00 1.00 41.00 10.36 5.55 53.58
株粒数GNPP 72.33 1.00 71.33 19.35 10.11 52.26
荚长PL (cm) 15.33 4.00 11.33 8.40 1.56 18.60
荚宽PW (cm) 2.23 0.80 1.43 1.76 0.23 13.09
小叶数目NOSL 4.00 2.00 2.00 2.46 0.64 25.86
初花节位FFN 9.00 2.00 7.00 3.52 1.06 30.18
每花序花数NOFPI 7.00 2.00 5.00 4.11 0.73 17.83

Table 4

Correlation analysis of agronomic traits among 513 faba beans materials"

性状
Trait		 株高
PH		 茎粗
SD		 分枝数
BN		 有效
分枝数
EBN		 始荚
节位
FPN		 最高茎
节数
HSNN		 始荚
高度
FPH		 末荚
高度
LPH		 株荚数
PNPP		 株粒数
GNPP		 荚长
PL		 荚宽
PW		 小叶
数目
NOSL		 初花
节位
FFN		 每花序
花数
NOFPI
株高PH 1.000
茎粗SD 0.444** 1.000
分枝数BN 0.199** 0.131** 1.000
有效分枝数EBN 0.301** 0.047 0.876** 1.000
始荚节位FPN 0.043 0.138** -0.037 -0.112* 1.000
最高茎节数HSNN 0.566** 0.403** 0.146** 0.098* 0.390** 1.000
始荚高度FPH 0.440** 0.252** 0.030 0.057 0.645** 0.241** 1.000
末荚高度LPH 0.828** 0.385** 0.182** 0.249** 0.214** 0.557** 0.553** 1.000
株荚数PNPP 0.401** 0.151** 0.484** 0.519** -0.246** 0.322** -0.142** 0.400** 1.000
株粒数GNPP 0.392** 0.192** 0.487** 0.504** -0.247** 0.320** -0.176** 0.359** 0.874** 1.000
荚长PL 0.384** 0.300** 0.114** 0.149** -0.063 0.181** 0.054 0.236** 0.055 0.189** 1.000
荚宽PW 0.365** 0.276** 0.092* 0.113* 0.057 0.181** 0.185** 0.291** -0.059 -0.072 0.498** 1.000
小叶数目NOSL 0.150** 0.018 -0.019 -0.012 -0.019 0.113* 0.020 0.139** 0.043 0.054 0.115** 0.103* 1.000
初花节位FFN 0.511** 0.148** 0.018 0.102* 0.016 0.226** 0.248** 0.405** 0.166** 0.179** 0.189** 0.161** 0.383** 1.000
每花序花数NOFPI 0.073 0.028 -0.014 -0.020 0.055 0.004 0.102* 0.072 0.010 0.007 0.000 0.064 0.026 0.075 1.000

Table 5

Principal component analysis of 15 agronomic traits in 513 faba bean materials"

性状
Trait		 主成分Principal component
1 2 3 4 5
株高PH 0.862 0.215 -0.126 -0.085 -0.067
茎粗SD 0.520 0.256 -0.051 0.192 -0.419
分枝数BN 0.515 -0.538 0.329 0.344 0.329
有效分枝数EBN 0.555 -0.548 0.257 0.305 0.392
始荚节位FPN 0.121 0.637 0.587 0.021 0.080
最高茎节数HSNN 0.647 0.251 0.171 -0.174 -0.355
始荚高度FPH 0.389 0.659 0.422 0.032 0.253
末荚高度LPH 0.819 0.280 0.082 -0.159 -0.052
株荚数PNPP 0.631 -0.608 0.072 -0.255 -0.164
株粒数GNPP 0.636 -0.610 0.002 -0.205 -0.194
荚长PL 0.433 0.116 -0.517 0.488 -0.076
荚宽PW 0.380 0.319 -0.393 0.573 0.093
小叶数目NOSL 0.200 0.120 -0.456 -0.397 0.433
初花节位FFN 0.491 0.213 -0.349 -0.402 0.342
每花序花数NOFPI 0.074 0.120 -0.002 -0.088 0.303
特征值Eigenvalue 4.264 2.614 1.507 1.312 1.117
贡献率
Contribution rate (%)		 28.430
 17.427
 10.049
 8.748
 7.444
累计贡献率
Cumulative contribution
rate (%)		 28.430

 45.857

 55.906

 64.654

 72.098

Table 6

Comprehensive evaluation value of test materials (Top 30)"

排名
Ranking		 编号
Code		 材料
Material		 综合评价值
Comprehensive
evaluation value		 排名
Ranking		 编号
Code		 材料
Material		 综合评价值
Comprehensive
evaluation value		 排名
Ranking		 编号
Code		 材料
Material		 综合评价值
Comprehensive
evaluation value
1 138 尕巴山尕蚕 1.28 11 91 ZNY-12540 0.89 21 239 荷兰171-4 0.78
2 139 荷兰168 1.21 12 233 ZN-2540 0.88 22 253 法娃长荚-1 0.78
3 177 蚕豆H-1 1.16 13 181 235-1-1-2-6-4 0.87 23 448 共和蚕 0.77
4 204 东德63180 1.08 14 2 10-XHQ 0.86 24 346 P?-7 0.76
5 473 加拿大321-1-1 1.07 15 90 匈牙利75-9 0.85 25 180 近缘4号 0.75
6 428 ZP-1-2 1.01 16 161 青海83-26-12 0.81 26 340 8-1-1 0.75
7 382 土耳其22-3-1 0.98 17 369 QBZP 0.81 27 484 9454 0.75
8 170 红胡豆 0.92 18 137 Z23630-4 0.80 28 328 黑皮11009-3 0.74
9 71 宕昌蚕 0.91 19 372 2-1-1 0.80 29 11 加拿大321-5 0.73
10 8 和政尕蚕豆 0.90 20 467 荷兰183-1 0.79 30 152 启东1号 0.72

Table 7

Analysis of agronomic traits in different clusters of faba bean germplasm resources"

性状
Trait		 类群I Cluster I 类群Ⅱ Cluster Ⅱ 类群Ⅲ Cluster Ⅲ
平均值
Mean		 标准差
SD		 变异系数
CV (%)		 平均值
Mean		 标准差
SD		 变异系数
CV (%)		 平均值
Mean		 标准差
SD		 变异系数
CV (%)
株高PH (cm) 107.80 10.51 9.72 84.83 9.07 10.66 59.47 9.88 16.56
茎粗SD (cm) 0.81 0.19 23.31 0.73 0.14 19.23 0.61 0.13 21.24
分枝数BN 1.57 0.68 43.39 1.43 0.68 47.16 1.14 0.80 70.20
有效分枝数EBN 1.44 0.60 41.66 1.23 0.59 47.63 0.93 0.69 73.28
始荚节位FPN 6.83 1.54 22.49 6.79 1.93 28.37 6.23 1.55 24.83
最高茎节数HSNN 23.11 3.02 13.01 21.56 2.51 11.62 18.39 3.22 17.42
始荚高度FPH (cm) 26.73 7.93 29.58 21.43 8.05 37.47 15.59 4.81 30.74
末荚高度LPH (cm) 58.06 10.70 18.38 44.44 7.13 16.00 28.02 6.07 21.60
株荚数PNPP 12.77 5.18 40.42 10.27 5.22 50.67 7.59 5.24 68.68
株粒数GNPP 23.47 9.45 40.12 19.24 9.13 47.33 14.52 10.35 70.98
荚长PL (cm) 8.87 1.42 15.95 8.57 1.51 17.62 7.55 1.48 19.55
荚宽PW (cm) 1.86 0.18 9.43 1.77 0.21 11.93 1.63 0.26 15.82
小叶数目NOSL 2.62 0.70 26.62 2.39 0.60 24.94 2.39 0.59 24.55
初花节位FFN 4.28 1.17 27.29 3.27 0.82 25.15 3.02 0.74 24.25
每花序花数NOFPI 4.24 0.95 22.46 4.00 0.61 15.12 4.14 0.58 13.97

Fig.1

Cluster diagram of bean germplasm resources The number before the“-”represents the source region of the germplasm; the number after the“-”represents the number of regions."

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