12份半冬性甘藍型油菜品種（系）在青海生態條件下的性狀表現

姚艷梅+杜德志+付忠

摘要：利用AFLP標記技術對新引進的12份半冬性甘藍型油菜品種（系）與17份春性甘藍型油菜品種（系）的遺傳差異進行分析，調查了其中12個甘藍型油菜品種（系）（6個春性和6個半冬性）的主要農藝性狀、葉綠素含量及菌核病抗性。結果表明，AFLP標記聚類分析把引進的12份半冬性甘藍型油菜品種（系）與17份春性甘藍型油菜品種（系）完全區分開來，引進的12份半冬性甘藍型油菜品種（系）與現有春性甘藍型油菜品種（系）均具有較大的遺傳差異；在青海生態條件下春性甘藍型油菜品種（系）的產量表現及葉綠素含量均高于半冬性甘藍型油菜品種（系），其菌核病抗性比半冬性甘藍型油菜品種（系）弱。

關鍵詞：甘藍型油菜；生態類型；農藝性狀；葉綠素；菌核病抗性；AFLP

中圖分類號： S634.303文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2017）23-0084-04

隨著雙低甘藍型油菜雜交品種培育成功，油菜產量和品質都已經可以滿足生產消費的需求。隨著人口的不斷增加，我國食用油缺口越來越大，油菜在農業生產中的地位也越來越重要。青海作為春油菜主產區之一，過去主要種植白菜型油菜，甘藍型油菜品種資源缺乏。通過引進國外（加拿大和歐洲）的幾個春性甘藍型油菜品種作為親本資源與白菜型油菜種間雜交來選育早熟或特早熟的春性甘藍型油菜品種（系），其遺傳基礎相對狹窄。杜德志等研究發現，中國半冬性甘藍型油菜品種的遺傳多樣性比春性甘藍型油菜豐富[1]。Qian等研究發現，中國半冬性甘藍型油菜品種（系）具有豐富的遺傳多樣性，雖然中國半冬性甘藍型油菜品種（系）不適應當地氣候環境，但是與其春性甘藍型油菜品種（系）間仍然具有較強的雜種優勢[2-3]。姚艷梅等研究表明，導入半冬性甘藍型油菜品種的遺傳成分能有效增強春性甘藍型油菜雜種優勢，提高春性甘藍型油菜雜交種的產量及其抗菌核病的能力[4]。另外，春性甘藍型油菜與半冬性甘藍型油菜間的遺傳差異大于相同生態類型甘藍型油菜品種（系）間的遺傳差異[5～7]。為了進一步拓寬春性甘藍型油菜的遺傳基礎，增強春性甘藍型油菜的雜種優勢及其抗菌核病的能力，青海省農林科學院新引進了一批半冬性甘藍型油菜品種（系）。但是，隨著各育種單位種質資源的相互交流，不同生態類型甘藍型油菜間的相互雜交及遺傳成分的相互滲入，使得有些春性材料和半冬性材料間的遺傳差異相對縮小，不能僅通過地理來源來分析材料間的遺傳差異。杜德志在研究不同生態類型甘藍型油菜的遺傳差異中，認為甘藍型油菜的遺傳差異從生長習性考慮要比地理來源更為有效[1]。Becker等也認為，春性的實質區別在于對春化作用要求不同上，而與地理來源關系不大[8]。因此，為了在以后的育種過程中可以有效利用引進的這12份半冬性甘藍型油菜品種（系）資源來拓寬春性甘藍型油菜的遺傳基礎，增強春性甘藍型油菜的雜種優勢及其抗菌核病的能力，我們利用AFLP分子標記技術分析半冬性甘藍型油菜品種（系）與17份現有春性甘藍型油菜品種（系）間的遺傳差異，調查其中12個甘藍型油菜品種（系）（6個春性和6個半冬性）的主要農藝性狀、葉綠素含量及菌核病抗性，以期為進一步從冬油菜區引進新的種質資源提供理論依據。

1材料與方法

1.1材料

春性甘藍型油菜品種（系）17個，新引進的半冬性甘藍型油菜品種（系）12個（表1）。從中隨機抽取6個春性材料（Star、Topars、D3、Ag-5、丹低、Qu）和6個半冬性材料（滬油15、滬油17、中油821、湘油15號、紅油3號、鹽油2號）進行農藝性狀、葉綠素含量、菌核病抗性鑒定。

1.2試驗實施

1.2.1田間試驗2016年3月下旬將試驗材料種植于青海大學農林科學院試驗地，進行隨機區組設計，3次重復，每小區4行，每行長2 m，行間距為0.4 m。根據青海田間管理辦法進行常規田間管理。

1.2.2分子標記在油菜苗期，每個材料取新鮮嫩葉，取葉片大小2 cm2左右，利用改良的CTAB法提取總DNA[9]。利用AFLP標記對29份供試材料進行分析[10-11]。6%變性

表1不同油菜品種（系）名稱、來源/系譜及類型

編號名稱來源/系譜類型18614青海春性2517加拿大春性3Star加拿大春性4Ag-5加拿大春性546青海春性6Topars瑞典春性7Qu美國春性8Quantum加拿大春性9106-B甘肅春性10Westar加拿大春性11D2丹麥春性12D3丹麥春性13266丹麥春性14273青海春性15丹低青海春性16542加拿大春性17青油14號青海春性18史力佳江蘇半冬性19鹽油2號江蘇半冬性20中油821湖北半冬性21華油3號湖北半冬性22滬油15上海半冬性23湘油10號湖南半冬性24湘油15號湖南半冬性25浙油51浙江半冬性26滬油17上海半冬性27滬油21上海半冬性28紅油3號江蘇半冬性29浙雙3號浙江半冬性

PAGE凝膠電泳和銀染顯影。對擴增條帶進行拍照讀取數據，根據“1”（有帶）和“0”（無帶）的方法進行數據記錄。

1.2.3葉綠素含量測定對每個材料取相同位置的葉片 2.0 g，用混合提取液提取葉綠素，并利用分光光度計法測定葉綠素含量[12]，并分別計算葉綠素a、葉綠素b和總葉綠素含量。

1.2.4菌核病抗性鑒定在油菜花期，采用花期牙簽莖稈接種法[13]對供試材料進行田間接種。在油菜成熟期，根據前人分級辦法對菌核病發病程度分為4個等級（0～4級）來記錄供試材料菌核病的自然能發病情況[14]，每個供試材料調查3次。

1.2.5產量性狀在油菜成熟期，在每小區的中間2行中，除去邊際處和染病害的單株，連續拔取10個單株進行田間考種，主要考察株高、角果粒數、單株有效角果數、千粒質量和單株產量等。

1.3統計分析

利用NTSYS2.1分析軟件進行數據處理和聚類分析[15-16]，并計算材料間的遺傳相似系數[17]。利用DPS軟件進行方差分析與多重比較[18]。endprint

2結果與分析

2.1不同油菜品種（系）遺傳差異

聚類分析結果表明，在遺傳相似系數0.68處可以將29份不同生態類型甘藍型油菜品種（系）劃分為2個大類（圖1），第1類包括17個春性材料；第2類包括12個半冬性材料。表明新引進的12份半冬性甘藍型油菜品種（系）與現有春性甘藍型油菜品種（系）均具有較大的遺傳差異，且不同生態類型甘藍型油菜品種（系）間的遺傳差異大于相同生態類型甘藍型油菜品種（系）間的遺傳差異。

2.2不同生態類型甘藍型油菜農藝性狀比較

對6個春性和6個半冬性材料的5個農藝性狀表現進行方差分析（表2），從表2可以看出，5個農藝性狀中除了千粒質量，其他4個農藝性狀表現都是春性甘藍型油菜品種（系）優于半冬性甘藍型油菜品種（系）。但是，只有單株產量和角果粒數的差異在春性和半冬性材料間分別達到極顯著和顯著水平，其他農藝性狀差異不顯著，表明在青海生態條件下春性甘藍型油菜的產量表現要高于半冬性甘藍型油菜。

表2不同生態類型甘藍型油菜的農藝性狀方差分析

農藝性狀生態類型平均數F值株高（m）春性1834.91半冬性177單株有效角果數（個）春性19823.6半冬性179角果粒數（粒）春性2544.14*半冬性200千粒質量（g）春性3.71.72半冬性4.1單株產量（g）春性15.13.01**半冬性11.5注：樣本為6個。“**”表示差異達1%顯著水平，“*”表示差異達5%顯著水平。

2.3不同生態類型甘藍型油菜葉綠素含量比較

對12個甘藍型油菜品種（系）（6個春性和6個半冬性）進行了葉綠素含量測定，并對測定結果進行分析（表3），從表3可以看出，在青海生態條件下春性甘藍型油菜品種（系）的葉綠素含量高于半冬性品種（系），其中春性品種Star葉綠素含量最高，Star葉綠素a、葉綠素b含量顯著高于其他品種。

2.4不同生態類型甘藍型油菜菌核病的抗性比較

利用田間自然鑒定和離體葉片接種法對6個春性品種（Star、Topars、D3、Ag-5、丹低、Qu）和6個半冬性材料（滬油15、滬油17、中油821、湘油15號、紅油3號、鹽油2號）的3個重復分別進行菌核病抗性鑒定（表4），從表4可以看出，在菌核病抗性方面，不同甘藍型油菜品種（系）間存在顯著差異，而供試材料中的6個半冬性甘藍型油菜品種（系）的菌核病抗性均比6個春性材料強。

2.5不同生態類型甘藍型油菜產量性狀比較

對在春性與半冬性甘藍型油菜品種（系）差異達到顯著水平的單株產量和角果粒數進行多重比較（表5），從表5可以看出，單株產量和角果粒數在不同甘藍型油菜品種（系）間

存在差異，部分達到顯著或極顯著水平，而且大部分春性材料的單株產量和角果粒數都高于半冬性材料（6個春性材料中有4個材料的單株產量大于半冬性材料，6個春性材料中也有4個材料的角果粒數多于半冬性材料），單株產量最高品種是春性品種Qu，單株產量最低的是半冬性品種滬油15。

3討論

本研究對新引進的12份半冬性甘藍型油菜品種（系）與17份春性甘藍型油菜品種（系）的AFLP遺傳差異進行分析，結果表明，在遺傳相似系數為0.68處將29份不同生態類型甘藍型油菜品種（系）劃分為兩大類，第1類包括17個春性材料；第2類包括12個半冬性材料。表明利用AFLP分子標記技術可以將春性與半冬性甘藍型油菜完全區分開來，進一步驗證了不同生態類型甘藍型油菜品種（系）間的遺傳差異大于相同生態類型品種（系）間的遺傳差異研究結果[1，6-7，19]。新引進的12份半冬性甘藍型油菜品種（系）與春性品種（系）完全區分開來，表明引進的這12份材料均與現有春性甘藍型油菜遺傳差異較大。前人研究表明，要配置強優勢雜交組合，需要弄清雙親之間的遺傳差異[1]，另外，導入半冬性甘藍型油菜品種的遺傳成分能有效增強春性甘藍型油菜雜種優勢，提高春性甘藍型油菜雜交種的產量及其抗菌核病的能力[4]。新引進的12份半冬性甘藍型油菜品種（系）可以考慮在以后的育種過程中加以利用，以提高春性甘藍型油菜雜交種的產量及其菌核病抗性。

本研究對6個春性和6個半冬性材料的5個農藝性狀表現進行分析，結果表明，在青海生態條件下春性甘藍型油菜品種（系）的產量表現要高于半冬性甘藍型油菜品種（系）。筆者對以前引進的半冬性甘藍型油菜品種（系）的評價分析結果為甘藍型油菜的產量性狀與生態類型沒有明顯的關系[20]。這可能是由于先后引進的半冬性甘藍型油菜品種（系）的來源與生育期不同所致，新引進的這12份半冬性材料生育期較長（偏冬性），在青海生態條件下成熟度不太好，因而可能會對產量造成一定影響。本研究中的17份春性材料葉綠素含量均高于新引進的12份半冬性材料，進一步驗證了春性材料的葉綠素含量高于半冬性材料的研究結果[20]。葉綠素是植物進行光合作用的重要前體物質，葉綠素含量高低會直接影響到光合速率[21-23]。這也有可能是在青海生態條件下大部分春性甘藍型油菜品種（系）的產量均高于半冬性甘藍型油菜品種（系）的原因之一。

本研究進一步驗證了半冬性甘藍型油菜品種（系）的菌核病抗性強于春性甘藍型油菜品種（系）[20，24]。姚艷梅等研究表明，導入半冬性甘藍型油菜的遺傳成分可以有效提高春性甘藍型油菜的抗菌核病性[4]，因此，可以根據本研究結果，有效利用新引進的抗菌核病最強的半冬性甘藍型油菜品種紅油3號來提高春性甘藍型油菜的抗菌核病性。

參考文獻：

[1]杜德志，聶平，徐亮，等. 不同生態類型甘藍型油菜在青海生態條件下的雜種優勢表現[J]. 中國油料作物學報，2010，32（2）：180-186.

[2]Qian W，Meng J，Li M，et al. Introgression of genomic components from Chinese Brassica rapa contributes to widening the genetic diversity in rapeseed （B. napus L.），with emphasis on the evolution of Chinese rapeseed[J]. Theoretical and Applied Genetics，2006，113（1）：49-54.endprint

[3]Qian W，Sass O，Meng J，et al. Heterotic patterns in rapeseed （Brassica napus L.）：I. Crosses between spring and Chinese semi-winter lines[J]. Theoretical and Applied Genetics，2007，115（1）：27-34.

[4]姚艷梅，柳海東，徐亮，等. 以半冬性甘藍型油菜為親本增強春性甘藍型油菜雜種優勢[J]. 作物學報，2013，39（1）：118-125.

[5]杜德志，劉青元，趙洪朝，等. 選育甘藍型春油菜波里馬不育胞質三系雜種的研究[J]. 中國油料作物學報，1998，20（1）：7-12.

[6]聶平，杜德志，徐亮，等. 不同生態類型甘藍型油菜的SSR遺傳多樣性分析[J]. 西北農業學報，2008，17（4）：109-113.

[7]姚艷梅，聶平，杜德志. 不同生態類型甘藍型油菜的SRAP分析及其遺傳距離與雜種優勢的關系[J]. 西北農業學報，2012，21（1）：80-87.

[8]Becker H C，Engqvist G M，Karlsson B. Comparison of rapeseed cultivars and resynthesized lines based on allozyme and RFLP markers[J]. Theoretical and Applied Genetics，1995，91（1）：62-67.

[9]Doyle J. Isolation of plant DNA from fresh tissue[J]. Focus，1990，12：13-15.

[10]Vos P，Hogers R，Bleeker M，et al. AFLP：a new technique for DNA fingerprinting[J]. Nucleic Acids Research，1995，23（21）：4407-4414.

[11]趙洪朝，杜德志，劉青元，等. 芥菜型油菜多室性狀的遺傳研究[J]. 西北農林科技大學學報（自然科學版），2003，31（6）：90-92.

[12]劉絢霞，董振生，劉創社，等. 油菜葉綠素提取方法的研究[J]. 中國農學通報，2004，20（4）：62-63.

[13]羅寬，周必文. 油菜病害及治理[M]. 北京：中國商業出版社，1994.

[14]冉毅，文成敬，牛應澤. 油菜菌核病抗性鑒定方法的比較及抗源的篩選[J]. 植物保護學報，2007，34（6）：601-606.

[15]Rohlf F J. NTSYS-pc numerical taxonomy and multivariate analysis system，vertion 1.80[M]. New York：Exeter Publication，1990.

[16]Nei M，Li W H. Mathematical model for studying genetic variation in terms of restriction endonucleases[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，1979，76（10）：5269-5273.

[17]Sneath P A，Sokal R R. Numerical taxonomy[M]. San Francisco：WH Freeman，1973.

[18]唐啟義，馮光明. 實用統計分析及其計算機處理平臺[M]. 北京：中國農業出版社，1997.

[19]馬朝芝，傅廷棟，Stine T，等. 用ISSR標記技術分析中國和瑞典甘藍型油菜的遺傳多樣性[J]. 中國農業科學，2003，36（11）：1403-1408.

[20]姚艷梅. 不同生態類型甘藍型油菜若干性狀的比較研究[J]. 青海大學學報（自然科學版），2011，29（6）：1-4.

[21]李六林，楊佩芳，田彩芳. 新紅星蘋果不同枝類葉片中葉綠素含量的變化[J]. 果樹科學，1999，16（1）：78-80.

[22]馬麗，李佳慧，閆永峰. 小麥根系活力與葉綠素含量的日變化規律[J]. 江蘇農業科學，2015，43（6）：78-80.

[23]宋莎，江旭生，韓秀梅，等. 不同蘋果砧木葉綠素含量與光合速率研究[J]. 江蘇農業科學，2015，43（3）：149-150.

[24]費維新，李強生，陳鳳祥，等. 14個甘藍型油菜品種對菌核病的抗性初報[J]. 中國農學通報，2007，23（1）：254-257.江蘇農業科學2017年第45卷第23期艾星梅，馬長樂，李燕山，等. 馬鈴薯花芽分化與葉片物質變化的相關性[J]. 江蘇農業科學，2017，45（23）：88-90.endprint