甘藍型油菜種質資源遺傳多樣性和性狀相關分析

雷偉俠 范志雄 阮懷明

摘要：對95份來自不同國家和地區的甘藍型油菜（Brassica napus L.）種質資源農藝性狀和品質性狀進行遺傳多樣性和相關性分析。結果表明，不同品種（系）間的性狀差異顯著;甘藍型油菜的生物學特性多樣性豐富，存在廣泛變異，14個性狀表現不同程度的差異，變異系數在6.66%～111.88%;對14個性狀進行相關性分析，相關系數和偏相關系數均達極顯著的有株高與有效分枝高度、主花序長度，全株角果數與有效分枝數、主花序角果數，有效分枝數與主花序長度，硫苷含量與芥酸含量，脂肪含量與蛋白質含量，脂肪含量與芥酸含量，相關系數分別為0.76、0.38、0.52、0.50、-0.30、0.80、-0.63、0.33，偏相關系數分別為0.90、0.73、0.46、0.47、-0.56、0.85、-0.57、0.58;主花序長度和有效分枝高度相關系數不顯著，但偏相關系數極顯著（-0.73）。

關鍵詞：甘藍型油菜（Brassica napus L.）;種質資源;農藝性狀;相關性

中圖分類號：S565.402? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）02-0026-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.02.006? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

油菜（Brassica napus L.）作為中國第一大油料作物，在國民生活中占重要地位，其中甘藍型油菜是中國最重要的栽培油菜類型[1]。隨著新品種的開發和利用，很多重要的基因資源遭到淘汰，尤其是很多地方品種。油菜遺傳基礎狹窄已經成為制約油菜產量突破和品質改良的因素之一，育種歷史表明遺傳資源多樣性越大，越易選出理想的親本。

近年來，國內外關于油菜種質資源和品種遺傳多樣性的研究報道主要集中在利用RFLP、RAPD、SSR、ISSR、EST-SSRs、SRAP、AFLP等分子標記技術來獲得遺傳背景信息[2-5]。這些研究可以為油菜育種提供參考，但由于研究對象不同，得到的結果也不盡相同，而且利用分子標記研究遺傳多樣性得到的信息有限，多數研究僅基于分子標記的多態性分析。表型多樣性研究是遺傳多樣性研究的一個重要內容，具有簡單直觀、易于觀察記載、便于操作等優勢，國內外許多科學家都十分重視這項工作[6-12]。目前，國內外關于甘藍型油菜遺傳多樣性研究頗多，然而大部分研究所采用的材料來源具有局限性，所獲得的信息也難以做出較為全面的評估，而且多年來甘藍型油菜多樣性的研究多集中在分子方面，對于生物學特性的研究較少。

本研究廣泛收集不同年代95份甘藍型油菜種質資源，從產量性狀和品質性狀兩方面進行考察，對其進行遺傳多樣性和相關性研究，為油菜種質資源的評價、保護及利用提供參考，為親本的選配奠定基礎。

1? 材料與方法

本研究材料來源于中國（包含自育品系）、德國、瑞典、法國、前蘇聯、澳大利亞等地，依品質分類包括單低、雙低、雙高;依生長習性分類包括冬性、半冬性、春性。所有材料均為多年自交穩定品種（系）。

試驗材料于2013—2016年連續3年種植于安徽省農業科學院試驗基地，試驗田肥力中等、田間管理按照大田常規管理方式進行。3年試驗均于10月上旬播種，采用隨機排列設計，2 m廂寬，5行區，每行22株，株距0.18 m，行距0.33 m。成熟期每份材料取10株進行室內考種，考種項目包括株高、有效分枝高度、有效分枝數、主花序長、主花序角果數、全株角果數、角果長度、角果粒數、千粒重、單株產量，取平均值。花期每份材料選6～8株套袋自交，收獲種子利用FOSS NIR systems 5000近紅外光譜分析儀對種子脂肪、硫苷、芥酸、蛋白質含量進行測定，取平均值。

利用Microsoft Office Excel 2003軟件進行變異分析和相關分析。

2? 結果與分析

2.1? 甘藍型油菜農藝性狀的變異分析

對95份甘藍型油菜的經濟性狀和品質性狀進行變異分析，結果表明這些甘藍型油菜性狀多樣性豐富，存在廣泛變異（表1）。由表1可知，10個經濟性狀中，甘藍型油菜單株產量的變異系數最高，達32.92%;其次為有效分枝高度和全株角果數，變異系數分別為21.93%和21.06%;株高的變異系數最小，為8.71%。4個品質性狀中芥酸含量變異系數最高，為111.88%;其次為硫苷，達52.63%。硫苷和芥酸由于受到了育種史上雙低化的影響，導致變異系數非常大。脂肪和蛋白質含量的變異系數最小，分別為6.75%、6.66%。

2.2? 甘藍型油菜農藝性狀的相關性分析

對供試材料的經濟性狀和品質性狀的相關系數進行分析，并進行相關系數的顯著性分析，結果見表2。從表2可以看出，甘藍型油菜各性狀間存在一定相關性，株高和有效分枝高度、主花序長、主花序角果數呈極顯著正相關（0.76、0.38、0.42），株高和全株角果數呈顯著正相關（0.21）;有效分枝數和全株角果數呈極顯著正相關（0.52）;主花序長和主花序角果數、全株角果數呈極顯著正相關（0.42、0.28）;主花序角果數和全株角果數呈極顯著正相關（0.50）;全株角果數和單株產量呈極顯著正相關（0.32）;角果粒數和單株產量呈顯著正相關（0.22）;千粒重和單株產量呈極顯著正相關，相關系數為0.28;脂肪含量和芥酸含量呈極顯著正相關（0.33），但和蛋白質含量呈極顯著負相關（-0.63）;硫苷含量和芥酸含量呈極顯著正相關（0.80）。

2.3? 甘藍型油菜農藝性狀的偏相關分析

由于相關系數具有局限性，因此在相關分析的基礎上進行了偏相關分析。分析結果顯示（表2），單株產量與角果粒數、千粒重呈極顯著正偏相關，系數分別為0.37和0.29;千粒重與角果長度呈極顯著正偏相關，偏相關系數0.32;全株角果數分別和有效分枝數、主花序角果數呈極顯著正偏相關，系數分別為0.46和0.47;主花序角果數分別與有效分枝高度、主花序長呈極顯著正偏相關，系數分別為0.43和0.37;主花序長和株高呈極顯著正偏相關，系數為0.73，和有效分枝高度、有效分枝數分別呈極顯著負偏相關，系數分別為-0.73、-0.56;有效分枝數和株高呈極顯著正偏相關，系數為0.41;有效分枝高度和株高呈極顯著正偏相關，系數為0.90。硫苷含量和脂肪含量呈極顯著負偏相關，系數為-0.44;芥酸含量和脂肪含量、硫苷含量均呈極顯著正偏相關，系數分別為0.58、0.85;蛋白質含量和脂肪含量呈極顯著負偏相關，系數為-0.57。

3? 討論

植物生物學特性的多樣性在一定程度上反映了其遺傳的多樣性，盡管各種分子標記廣泛應用于植物資源的鑒定、分類、利用研究中[2-5]，但是生物學特性的研究依然是種質資源研究的基礎，不論分子生物學如何發展，歸根結底要將分子標記和生物學特性對應起來，最終還是要回歸到對性狀的準確描述，因此利用生物學特性研究資源的遺傳多樣性依然很重要，而且仍然為許多研究者特別是一線育種者所青睞[2，6-10]。歷史表明，遺傳資源的多樣性越大，育種家可選的范圍就越廣，綜合分析甘藍型油菜育成品種，其親本的選擇主要集中在少數材料上，正是這些少數關鍵基因資源在育種中的利用和推廣，造成油菜遺傳基礎偏窄。如現在世界上育成的雙低品種追溯其來源，低硫基因全部來源于Bronwski[1]，低芥酸基因全部來源于Liho[1]，而中國20世紀80—90年代育成的甘藍型油菜品種80%和日本的勝利油菜有著或遠或近的關系。正是這種遺傳基礎的狹隘，導致近年來甘藍型油菜育種處于徘徊局面，鮮有突破性的品種。

在本研究中，主要經濟性狀在供試材料間的差異顯著，性狀變異范圍廣泛，存在著豐富的表型變異。偏相關分析發現株高、有效分枝高度、有效分枝數、主花序長度、主花序角果數、全株角果數之間呈顯著或極顯著偏相關，特別是株高、有效分枝高度、主花序長、有效分枝數之間，可以據此對甘藍型油菜進行株型選擇。提高油菜產量及油菜種子的含油量始終是油菜育種的主要目標之一，本研究中千粒重和單株產量呈極顯著偏相關，而單株產量和角果粒數也呈極顯著偏相關，說明千粒重和角果粒數對于單株產量很重要，提高千粒重和角果粒數能有效提高單株產量。但是本試驗結論僅是在正常管理條件多年一個試驗點下的結果，在不同品種不同水肥管理條件下，多年多點的情況下各經濟性狀、品質性狀及其相關性，還有待進一步研究。

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