46份不結球白菜種質資源的評價

2018-03-02 08:12:57謝鑫鑫鄭學立邵貴榮

江西農業學報 2018年2期

謝鑫鑫，鄭學立，林峰，邵貴榮

不結球白菜（Brassica campestris ssp.chinensis Makino）是十字花科（Cruciferae）蕓薹屬蕓薹種的一個亞種，俗稱小白菜或青菜，為速生性蔬菜，是我國主要的葉菜類蔬菜之一，也是衡量蔬菜供應情況的主要標志［1－3］。我國被公認為不結球白菜的遺傳多樣性中心和起源中心，擁有極為豐富的種質資源，也育出了較多的地方品種［4－7］，隨著工業化和城市化的發展，南北交流日益頻繁，新品種的不斷育成及推廣，很多地方品種栽培面積逐年縮小，遺傳多樣性逐漸趨于單一化，這些問題的出現對種質資源保存和利用造成了巨大的沖擊。為了更好地保存和利用這些種質資源，對不結球白菜農藝性狀間相關性和特征規律的研究至關重要。

近年來，我國對不結球白菜農藝性狀的研究已有不少報道［8－12］。本研究搜集了46份不結球白菜種質資源，運用差異性、相關性、主成分與系統聚類分析等方法，對其株幅、株高、菜頭粗、腰粗、葉數、葉長等17個主要農藝性狀進行分析，對新種質進行科學、客觀和公正地評價，揭示了不結球白菜農藝性狀間的相關性和特征規律，為種質資源的利用和創新提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為引進的46份不結球白菜種質資源（表1）。其中山東13份、河南3份、北京7份、河北1份、廣東4份、甘肅5份、天津1份、江蘇1份、江西1份、湖北4份、香港1份、日本5份。

表1 46份不結球白菜種質資源材料

1.2 試驗方法

試驗于2016～2017年在福州市蔬菜科學研究所內進行。2016年11月11日播種，12月9日定植。46份種質資源按完全隨機區組設計，每個材料種植40株，株行距20 cm×18 cm，田間管理按照常規栽培進行，達到商品采收期時（定植約30 d后）開始調查各材料的農藝性狀，每份種質隨機選取10株進行統計。統計的農藝性狀有17個，包括株幅、株高、菜頭粗、腰粗、葉數、葉長、葉柄長、葉柄寬、葉色、葉柄色、葉面、花色、始花期、花期株高、花期側枝數、莢果長、莢果種子粒數。

1.3 數據處理

統計后對不結球白菜的葉色、葉柄色、葉面和花色等 4個質量性狀進行數量化處理（表 2）［13－15］。采用Excel 2007和SPSS19.0軟件對數據進行整理和標準化處理，并進行差異性、相關性、主成分和系統聚類分析。

2 結果與分析

2.1 不結球白菜主要數量性狀的差異

46份不結球白菜種質資源的13個數量性狀差異較大（表3）。變異系數在7.18%～28.04%區間內波動，由大到小的順序依次為：花期側枝數＞葉柄長＞莢果種子粒數＞株高＞葉柄寬＞葉長＞葉片數＞花期株高＞角果長＞菜頭粗＞株幅＞腰粗＞始花期，花期側枝數變異系數最大，為28.04%，變異幅度在5.0～20.0范圍，說明花期側枝數選擇潛力最大，此外，葉柄長和莢果種子粒數的變異系數也較大，分別為22.43%和18.23%，同樣有較大的選擇潛力。花期側枝數、莢果種子粒數與單株種子產量有較大關系，可較容易選育出種子產量高的材料。始花期變異系數最小，僅為7.18%，說明這些材料的選擇性較弱，耐抽薹性較一致，有利于材料間的回交、雜交授粉。

表2 質量性狀的數量化賦值

2.2 主要農藝性狀的相關性分析

在自然選擇和人工選擇條件下，不結球白菜形成了變異豐富的農藝性狀，17個農藝性狀相關性分析結果見表4。從表4可以看出，除葉面和花色與其他性狀相關性較低外，其他性狀至少與其中1個其他性狀呈顯著或極顯著相關。其中株幅與株高（0.331*）顯著正相關，與葉長（0.439**）極顯著正相關；株高與葉長（0.679**）、葉柄長（0.604**）、葉柄色（0.513**）極顯著正相關，與葉數（－0.313*）顯著負相關，與葉柄寬（－0.497**）極顯著負相關，葉長和葉柄長是影響株高的主要因素。菜頭粗與腰粗（0.438**）、葉數（0.655**）、葉柄寬（0.635**）極顯著正相關，與株高（－0.409**）、葉長（－0.411**）、葉柄長（－0.477**）、葉柄色（－0.475**）極顯著負相關，葉數、葉柄寬對菜頭粗影響較大；葉數還與葉柄寬（0.518**）極顯著正相關，與葉長（－0.452**）、葉柄長（－0.420**）、葉柄色（－0.419**）極顯著負相關。葉柄長與株高（0.604**）、葉長（0.613**）、葉柄色（0.583**）極顯著正相關，與菜頭粗（－0.477**）、葉數（－0.420**）、葉柄寬（－0.587**）極顯著負相關。葉柄寬與葉柄長相反，它與株高（－0.497**）、葉長（－0.583**）、葉柄長（－0.587**）、葉柄色（－0.640**）極顯著負相關，與菜頭粗（0.635**）、葉數（0.518**）極顯著正相關；花期側枝數與莢果長（－0.427**）極顯著負相關。莢果長與莢果種子粒數（0.703**）極顯著正相關，莢果越長種子粒數越多。

表3 不結球白菜13個數量性狀的差異

表4 不結球白菜17個農藝性狀相關分析

2.3 主要農藝性狀的主成分分析

通過對46份不結球白菜材料17個農藝性狀的計算，其前7個因子的特征值主成分累計貢獻率達到78.96%（表5），基本上概況了原指標的信息。提取這7個因子的主成分（表6）。由表5、表6可知，第1個主成分特征值為4.587，貢獻率為26.981%，起主要作用的指標是：株高（0.714）、菜頭粗（－0.735）、葉數（－0.687）、葉長（0.767）、葉柄長（0.773）、葉柄寬（－0.817）、葉柄色（0.786），為株型和產量性狀因子。第2個主成分特征值為2.562，貢獻率為15.070%，起主要作用的指標是花期側枝數（0.597）、莢果長（－0.839）、莢果種子粒數（－0.791），為種子數量相關因子。第3個主成分特征值為 1.813，貢獻率為10.662%，起主要作用的指標是始花期（0.514）、腰粗（0.564），為花期、腰粗因子。第4個主成分特征值為1.438，貢獻率為8.456%，起主要作用的指標是葉色（0.844）。第5個主成分特征值為1.163，貢獻率為6.839%，起主要作用的指標為花期株高（0.702）、株幅（0.851）。第6個主成分特征值為0.961，貢獻率為5.656%，起主要作用的指標為花色（0.719）。第7個主成分特征值為0.900，貢獻率為5.297%，起主要作用的指標為葉面（0.645）。

表5 不結球白菜17個成分的特征值及貢獻率

2.4 聚類分析

運用SPSS 19.0統計軟件，采用組間連接系統聚類方法對46份不結球白菜進行系統聚類分析（圖1），在歐式距離為 20處聚為 3類，Ⅰ類有：14、33、10、13、18、30、34、8、15、43、7、12、6、9、11、31、32、35、16、17、21、37、38、26、39、22、36、42、19、20、2、3、4、5、27、1、41、40；Ⅱ類有：25、46、44、45、23、24、28；Ⅲ類有：29。各類群農藝性狀均值特征見表7。

Ⅰ類有38份不結球白菜，多為青梗菜，表現為株幅較小，植株中，菜頭粗大，葉數多，葉柄寬，葉色多為綠色，部分為深綠、淺綠、墨綠，葉柄色多為淺綠，少量綠色，葉面多為平滑，少量微皺，始花期晚，花期側枝數多，莢果長，莢果種子粒數多。Ⅱ類有7份，為直立型散葉白菜類，表現為株幅大，植株高，菜頭粗小，腰粗大，葉長、葉柄長，葉柄較窄，葉色多為深綠或綠，葉柄白色，始花期中，莢果較長，莢果種子粒數較多。Ⅲ類為奶白菜，單獨列為一類，表現為株幅較大，植株較矮，菜頭粗、腰粗小，葉色墨綠，葉柄短窄，葉柄白色，葉面皺，始花期早，花期側枝數少，莢果短，莢果種子粒數少。

3 結論與討論

近年來，對不結球白菜研究取得了較大的進展，其各性狀特征是由基因型和環境共同作用的結果，在植株生長發育過程中，各性狀間也因不同程度的相關而相互影響，在一定基因型和環境條件下，通過適宜的栽培技術，可以充分發揮不結球白菜的優良特性。不結球白菜的農藝性狀越好、生長勢越強，即經濟產量越高［16］。直觀、快速、簡便、易行地鑒定農藝性狀是研究種質資源最基本的方法和途徑［17－18］。作物的許多重要農藝性狀是由多基因控制的數量性狀，改良數量性狀而利用的種質一般是群體而不是單株。群體特征常用平均數、方差、變異系數等指標進行遺傳多樣性分析［19］。

表6 不結球白菜17個農藝性狀的成分矩陣

本試驗對46份不結球白菜種質資源的17個農藝性狀進行了調查分析，發現不結球白菜農藝性狀存在不同程度的變異，變異系數在7.18%～28.04%范圍內波動，其中花期側枝數變異系數最大，葉柄長和莢果種子粒數的變異系數次之，花期側枝數、莢果種子粒數與單株種子產量有較大關系，可以通過對這些性狀進行人工選擇改良，選育出種子產量高的材料。相關性分析表明：各性狀間存在著不同程度的關聯度，改變其中一個性狀的特性可能引起其他幾個性狀的相應變化［20］，本研究發現：葉長與葉柄長極顯著正相關，與葉數極顯著負相關。孫麗等［10］的研究表明：葉長與葉數、葉柄長極顯著正相關，而劉朝陽等［9］研究表明：葉長與葉柄長極顯著正相關，但與葉數未達到顯著相關水平，這可能與所引進種質類別與栽培環境有關。主成分分析表明：前7個因子所含信息量占總體信息的78.96%，基本上可以反映不結球白菜農藝性狀的總體信息。因此，在新品種的選育中，可根據育種目標調整各主成分的大小，選育適宜品種，如選育種子產量高的，可側重種子相關因子成分的選育，相對降低其他因子的值。

46份種質資源在歐氏距離20處聚為3類，其中Ⅰ類占了38份，這類中葉色、葉柄色和葉面平展度有較大差異，說明青梗菜基本形態一致，只是葉色和葉形存在較大變異；Ⅱ類7份，Ⅲ類1份，所占比重小，這可能是搜集的種質資源不夠廣泛、種質間交流滲透較為深入導致的。同時，表型性狀受環境和栽培因素影響較大，如種植密度、管理技術等，因此，對表型性狀的調查也存在一定的誤差［21－22］。