甘藍型油菜新品系的抗裂角性篩選與相關性狀分析

王轉茸 萬麗麗 楊光圣 孫玉宏 辛強 洪登峰 高紅霞

摘要：甘藍型油菜（Brassica napus L.）的裂角落粒嚴重影響油菜的產量和機械適收性。利用改進后的隨機碰撞法對122份甘藍型油菜的自交系和雜交組合進行抗裂角性評價，發現抗裂角指數（Shatter resistant index，SRI）大于0.60的品系占4.1%。分析抗裂角指數（SRI）與角果長、寬、果喙的相關性，發現抗裂角指數與角果長和果皮厚呈極顯著正相關，且相關系數較高。結合種子的品質性狀分析，共篩選了3份品質性狀優良且抗裂角性強的甘藍型油菜新品系早熟圣光168、E-7039和E-7089。

關鍵詞：甘藍型油菜（Brassica napus L.）;抗裂角;種子;品質性狀

中圖分類號：S565.4 ? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）24-0034-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.24.009 ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Screening of pod shatter resistance and analysis of

related traits in new lines of Brassica napus L.

WANG Zhuan-rong1，WAN Li-li1，YANG Guang-sheng2，SUN Yu-hong1，

XIN Qiang2，HONG Deng-feng2，GAO Hong-xia1

（1.Wuhan Academy of Agricultural Sciences，Wuhan 430065，China;

2.National Key Laboratory of Crop Genetic Improvement，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070，China）

Abstract： The pod shatter of Brassica napus L. seriously affected the yield and mechanical adaptability of rapeseed. 122 hybrids and self-lines of Brassica napus L. were assessed for pod shatter resistance using improved random impact test method.The results showed that the lines which pod shatter resistant index （SRI） was more than 0.60 accounted for 4.1%. By analyzing the correlation between the SRI and the length， width and beak of the pod， it is found that the SRI is significantly positively correlated with the length and thickness of the pod， and the correlation coefficient is high. Combined with the quality analysis traits of the seed， three new varieties of rapeseeds with good quality traits and higher SRI were screened for Zaoshu shengguang 168， E-7039 and E-7089.

Key words： Brassica napus L.; pod shatter resistant; seed; quality trait

油菜（Brassica napus L.）是中國重要的油料作物之一，其傳統的生產方式用工較多，成本高。加快油菜的機械化收割能顯著減少用工，提高油菜產業的經濟效益。但在機械化收獲模式下，因角果開裂所造成的損失占油菜子粒總產量的8%～12%，如若延遲收獲，產量損失則會增加到20%以上[1，2]。此外，裂角落入田間的種子可以在土壤中保持幾年的活力，嚴重影響后茬作物的雜草控制[3]。為了保證產量和減少次生苗的產生，大部分農民選擇提前收獲的方式減少產量損失。然而，這種方式又嚴重影響菜子油的品質[4]。因此，選育抗裂角性強的優質油菜品種是提高油菜的機械適收性和降低裂角落粒造成產量損失的重要途徑[5]。

眾多研究者對油菜抗裂角性的測定方法及其優缺點進行了長期探索，創造了田間直測法、彎曲法、鐘擺法、變速電機分裂法、懸臂法和隨機碰撞法等方法[6-9]。其中，隨機碰撞法操作簡單、重復性好，成為目前最為常用的方法[9]。本研究在彭鵬飛等[9]改進的隨機碰撞法的基礎上，建立了一套適用范圍更廣的鑒定方法。利用該方法，本研究鑒定了122份甘藍型油菜自交系和雜交組合的抗裂角性，通過分析不同材料之間的抗裂角性和重要的品質性狀，篩選出了適宜機械化生產的抗裂角油菜和品質優良的油菜新品系，為進一步培育適合機械化生產的油菜品種提供參考。

1 ?材料與方法

1.1 ?試驗材料來源及種植方式

在武漢市聯農種業股份有限公司及華中農業大學國家油菜工程技術研究中心收集了122份甘藍型油菜品系（組合）作為供試材料，包括65份自交系和57份雜交組合，其中7-5（常規品種）作為易裂角的對照品種，中雙11（常規品種）作為抗裂角的對照品種，2018年9月25日將所有收集的材料播種于華中農業大學油菜試驗基地、鄂州試驗基地和江陵試驗基地。試驗材料的種植采用直播方式種植，按隨機區組排列播種，3次重復，每小區面積為90 m2，株距約0.2 m，行距0.4 m，試驗區四周設保護行，田間水肥等管理水平一致。

1.2 ?試驗方法

1.2.1 ?抗裂角性狀的鑒定 ?黃熟期每個品種隨機選取5株，收獲后在常溫常壓下室內懸掛自然干燥4周。每個單株用剪刀剪取單株主花序中部、發育正常、充分成熟的15個角果，用尼龍網袋裝好備用。鑒定前對角果統一進行烘干處理，設置80 ℃烘烤30 min后密封室溫隔夜保存，以減少余溫的干擾。每個品種測試5個單株，每單株取12個角果混合，共60個角果，3次重復。每次取20個角果放入內徑為13.0 cm、高10.0 cm的方形帶蓋子的塑料容器內，容器內放置6個直徑為14.0 mm的鋼珠和20個直徑為4.0 mm的鋼珠。將容器放置在哈東聯HZQ-C雙層空氣恒溫振蕩器上，轉速設置為240 r/min，振幅20 mm;每振蕩2 min記錄一次破裂角果數，以角果破損50%或能看見油菜子粒作為角果破裂的標準，總共記錄5次，每次記錄時把破裂的角果拿出來。最后計算裂角指數和抗裂角指數。公式為：

SI=ΣXi×（6-i）/100（1）

SRI=1-SI（2）

式中，SI（Shatter index）為裂角指數，SRI（Shatter resistant index）為抗裂角指數，Xi為第i次破損的角果數，1≤i≤5。

1.2.2 ?角果相關性狀檢測 ?從122份甘藍型油菜中隨機抽取30份材料，分別用游標卡尺測量10個角果的角果長、角果寬、果皮厚、果喙長、喙橫切長和喙縱切長，取平均值。最后用萬分之一電子天平秤量10個角果的果喙重量。

1.2.3 ?品質性狀檢測 ?用近紅外品質分析儀NIRS （FOSS Analytical A/S Near-infrared reflectance spectroscopy，USA）對甘藍型油菜的種子含油量、芥酸含量、硫苷含量進行測定。

1.3 ?數據處理

試驗數據均采用SPSS 13.0軟件進行分析。

2 ?結果與分析

2.1 ?甘藍型油菜不同品種的抗裂角指數

于2019年5月田間收獲了122份裂角抗性具有明顯差異的甘藍型油菜，室內自然晾干和水分平衡結束后，利用隨機碰撞法評估了這些材料的裂角抗性。研究結果顯示，參試材料的平均裂角指數為0.140，變異范圍在0～0.970;抗裂角指數分布在0～0.1、>0.1～0.2、>0.2～0.3、>0.3～0.4、>0.4～0.5、>0.5～0.6、>0.6～0.7、>0.7～0.8和>0.8的品種（系）數目分別為69、26、9、8、1、4、3、0和2份（圖1）。其中，抗裂角指數小于0.1的品系占比為56.6%，抗裂角指數大于0.6的品系占比4.1%，說明抗裂角性狀在不同的品系間差異較大。本研究所測試的新品系中，常規品種育909和G120的抗裂角指數較高，分別是0.97 和0.82（表1）。

2.2 ?油菜抗裂角指數與角果長、寬、果喙的相關性

從122份甘藍型油菜中隨機抽取30份材料分別進行角果長、角果寬、果皮厚、果喙長、喙橫切長、喙縱切長、10個果喙重量與抗裂角指數的相關性進行分析。結果顯示，30份角果性狀的角果長、角果寬、果皮厚、果喙長、10個果喙重量都與裂角抗性存在極顯著相關，與果喙橫切長和縱切長顯著相關（表2），說明角果長越長，果喙越長，角果越寬，角果皮越厚和果喙越重的材料，抗裂角能力就越強。其中，抗裂角指數與果皮厚之間的相關系數最大（r=0.593），其次與角果長之間的相關系數較大（r=0.442），與果喙長之間的相關性最低（r=0.045）。比如，抗裂角指數為0.82的G120，其角果皮最厚為0.326 mm，角果長6.22 cm，果喙長1.17 cm;抗裂角指數為0的“8-8003”，其角果皮厚0.061 mm，角果長4.56 cm，果喙長1.19 cm。以上結果說明，角果長和果皮厚極顯著影響油菜的抗裂角性，果喙長、角果寬以及果喙重量等可以作為篩選抗裂角油菜種質的形態指標。

2.3 ?油菜抗裂角指數>0.30的新品系的種子品質性狀

為了獲得適宜機械化生產并兼具優良品質性狀的甘藍型油菜新品系，本研究對平均抗裂角指數大于0.3的新品系進行硫苷、芥酸、含油量和油酸等重要品質性狀的考察。結果（表3）顯示，有17個新品系平均抗裂角指數大于0.30，其中，有9個新品系的硫苷含量低于20.0 μmol/g，而硫苷含量低于15.0 μmol/g的新品系有早熟圣光168、E-7083和E-5782;芥酸含量低于2.0%的新品系有E-7035、E-7089、“8-7919”、圣光185和ET125;僅有3份新品系的含油量低于45.0%，而含油量高于49.0%的新品系有3個，育909、E-7039、E-7089;17個新品系的油酸含量變異范圍在56.38%～70.49%，其中早熟圣光168的油酸含量最高。此外，在這17個抗裂角指數>0.30的新品系中，優良的雜交品系有14個。說明綜合品質性狀和抗裂角指數，所有新品系中早熟圣光168、E-7039和E-7089是最適宜機械化生產和品質優良的油菜新品系。

2.4 ?相同母本配制的雜交組合的抗裂角性比較

為了研究不同父本對雜交后代抗裂角性的影響，以DFMX16為母本配制了8個雜交組合，以XYD01為母本配制了13個雜交組合（圖2）。結果顯示，以DFMX16為母本配制的8個雜交組合的抗裂角指數的變異范圍在0.10～0.37;以XYD01為母本配制的13個雜交組合的抗裂角指數變異范圍為0.10～0.65。其中，XYD01母本具有ZS11的遺傳背景，以XYD01母本配制的雜交組合E-7039的抗裂角指數較大（SRI=0.65），該組合的父本“8-7943”（SRI=0.11）是利用ZS11改良的自交系。利用該父本與G120（SRI=0.82）配制的雜交組合E-7035的抗裂角指數也高達0.65（表3），說明“8-7943”雖然自身的抗裂角性較差，但該材料是一般配合力好的親本材料，以此作為親本能更好地提高雜交后代在抗裂角性上的優勢。以上結果說明，選擇優良的雙親組合對培育抗裂角品種具有重要的實踐意義。

3 ?討論

對122份甘藍型油菜品系的抗裂角性進行鑒定表明，抗裂角性差（SRI<0.1）的材料占56.6%，抗裂角性強（SRI>0.6）的材料占4.1%，而相同母本配制的雜交組合之間的抗裂角差異明顯，說明甘藍型油菜不同品系間的抗裂角性變異較大，大部分甘藍型油菜的抗裂角性較差，這與崔嘉成等[10]和文雁成等[11]的研究結果一致。本研究證明，有針對性地對雙親抗裂角性狀進行改良，可能是有效提高雜交組合抗裂角性的方法。綜合抗裂角性和品質性狀，本研究篩選出了3個抗裂角性強且品質優良的甘藍型油菜新品系，下一步將對篩選出的優良新品系進行大面積種植，進行機械化試收，并結合人工收獲和機械化收獲的產量來評估其機械適收性。

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