甘藍(lán)型油菜種質(zhì)資源遺傳多樣性和性狀相關(guān)分析

雷偉俠 范志雄 阮懷明

摘要：對(duì)95份來自不同國(guó)家和地區(qū)的甘藍(lán)型油菜（Brassica napus L.）種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀進(jìn)行遺傳多樣性和相關(guān)性分析。結(jié)果表明，不同品種（系）間的性狀差異顯著;甘藍(lán)型油菜的生物學(xué)特性多樣性豐富，存在廣泛變異，14個(gè)性狀表現(xiàn)不同程度的差異，變異系數(shù)在6.66%～111.88%;對(duì)14個(gè)性狀進(jìn)行相關(guān)性分析，相關(guān)系數(shù)和偏相關(guān)系數(shù)均達(dá)極顯著的有株高與有效分枝高度、主花序長(zhǎng)度，全株角果數(shù)與有效分枝數(shù)、主花序角果數(shù)，有效分枝數(shù)與主花序長(zhǎng)度，硫苷含量與芥酸含量，脂肪含量與蛋白質(zhì)含量，脂肪含量與芥酸含量，相關(guān)系數(shù)分別為0.76、0.38、0.52、0.50、-0.30、0.80、-0.63、0.33，偏相關(guān)系數(shù)分別為0.90、0.73、0.46、0.47、-0.56、0.85、-0.57、0.58;主花序長(zhǎng)度和有效分枝高度相關(guān)系數(shù)不顯著，但偏相關(guān)系數(shù)極顯著（-0.73）。

關(guān)鍵詞：甘藍(lán)型油菜（Brassica napus L.）;種質(zhì)資源;農(nóng)藝性狀;相關(guān)性

中圖分類號(hào)：S565.402? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2019）02-0026-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.02.006? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

油菜（Brassica napus L.）作為中國(guó)第一大油料作物，在國(guó)民生活中占重要地位，其中甘藍(lán)型油菜是中國(guó)最重要的栽培油菜類型[1]。隨著新品種的開發(fā)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(chǔ)狹窄已經(jīng)成為制約油菜產(chǎn)量突破和品質(zhì)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(guó)內(nèi)外關(guān)于油菜種質(zhì)資源和品種遺傳多樣性的研究報(bào)道主要集中在利用RFLP、RAPD、SSR、ISSR、EST-SSRs、SRAP、AFLP等分子標(biāo)記技術(shù)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(duì)象不同，得到的結(jié)果也不盡相同，而且利用分子標(biāo)記研究遺傳多樣性得到的信息有限，多數(shù)研究?jī)H基于分子標(biāo)記的多態(tài)性分析。表型多樣性研究是遺傳多樣性研究的一個(gè)重要內(nèi)容，具有簡(jiǎn)單直觀、易于觀察記載、便于操作等優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)外許多科學(xué)家都十分重視這項(xiàng)工作[6-12]。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于甘藍(lán)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(píng)估，而且多年來甘藍(lán)型油菜多樣性的研究多集中在分子方面，對(duì)于生物學(xué)特性的研究較少。

本研究廣泛收集不同年代95份甘藍(lán)型油菜種質(zhì)資源，從產(chǎn)量性狀和品質(zhì)性狀兩方面進(jìn)行考察，對(duì)其進(jìn)行遺傳多樣性和相關(guān)性研究，為油菜種質(zhì)資源的評(píng)價(jià)、保護(hù)及利用提供參考，為親本的選配奠定基礎(chǔ)。

1? 材料與方法

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

試驗(yàn)材料于2013—2016年連續(xù)3年種植于安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地，試驗(yàn)田肥力中等、田間管理按照大田常規(guī)管理方式進(jìn)行。3年試驗(yàn)均于10月上旬播種，采用隨機(jī)排列設(shè)計(jì)，2 m廂寬，5行區(qū)，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(jìn)行室內(nèi)考種，考種項(xiàng)目包括株高、有效分枝高度、有效分枝數(shù)、主花序長(zhǎng)、主花序角果數(shù)、全株角果數(shù)、角果長(zhǎng)度、角果粒數(shù)、千粒重、單株產(chǎn)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(duì)種子脂肪、硫苷、芥酸、蛋白質(zhì)含量進(jìn)行測(cè)定，取平均值。

利用Microsoft Office Excel 2003軟件進(jìn)行變異分析和相關(guān)分析。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 甘藍(lán)型油菜農(nóng)藝性狀的變異分析

對(duì)95份甘藍(lán)型油菜的經(jīng)濟(jì)性狀和品質(zhì)性狀進(jìn)行變異分析，結(jié)果表明這些甘藍(lán)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(gè)經(jīng)濟(jì)性狀中，甘藍(lán)型油菜單株產(chǎn)量的變異系數(shù)最高，達(dá)32.92%;其次為有效分枝高度和全株角果數(shù)，變異系數(shù)分別為21.93%和21.06%;株高的變異系數(shù)最小，為8.71%。4個(gè)品質(zhì)性狀中芥酸含量變異系數(shù)最高，為111.88%;其次為硫苷，達(dá)52.63%。硫苷和芥酸由于受到了育種史上雙低化的影響，導(dǎo)致變異系數(shù)非常大。脂肪和蛋白質(zhì)含量的變異系數(shù)最小，分別為6.75%、6.66%。

2.2? 甘藍(lán)型油菜農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

對(duì)供試材料的經(jīng)濟(jì)性狀和品質(zhì)性狀的相關(guān)系數(shù)進(jìn)行分析，并進(jìn)行相關(guān)系數(shù)的顯著性分析，結(jié)果見表2。從表2可以看出，甘藍(lán)型油菜各性狀間存在一定相關(guān)性，株高和有效分枝高度、主花序長(zhǎng)、主花序角果數(shù)呈極顯著正相關(guān)（0.76、0.38、0.42），株高和全株角果數(shù)呈顯著正相關(guān)（0.21）;有效分枝數(shù)和全株角果數(shù)呈極顯著正相關(guān)（0.52）;主花序長(zhǎng)和主花序角果數(shù)、全株角果數(shù)呈極顯著正相關(guān)（0.42、0.28）;主花序角果數(shù)和全株角果數(shù)呈極顯著正相關(guān)（0.50）;全株角果數(shù)和單株產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)（0.32）;角果粒數(shù)和單株產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)（0.22）;千粒重和單株產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.28;脂肪含量和芥酸含量呈極顯著正相關(guān)（0.33），但和蛋白質(zhì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān)（-0.63）;硫苷含量和芥酸含量呈極顯著正相關(guān)（0.80）。

2.3? 甘藍(lán)型油菜農(nóng)藝性狀的偏相關(guān)分析

由于相關(guān)系數(shù)具有局限性，因此在相關(guān)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行了偏相關(guān)分析。分析結(jié)果顯示（表2），單株產(chǎn)量與角果粒數(shù)、千粒重呈極顯著正偏相關(guān)，系數(shù)分別為0.37和0.29;千粒重與角果長(zhǎng)度呈極顯著正偏相關(guān)，偏相關(guān)系數(shù)0.32;全株角果數(shù)分別和有效分枝數(shù)、主花序角果數(shù)呈極顯著正偏相關(guān)，系數(shù)分別為0.46和0.47;主花序角果數(shù)分別與有效分枝高度、主花序長(zhǎng)呈極顯著正偏相關(guān)，系數(shù)分別為0.43和0.37;主花序長(zhǎng)和株高呈極顯著正偏相關(guān)，系數(shù)為0.73，和有效分枝高度、有效分枝數(shù)分別呈極顯著負(fù)偏相關(guān)，系數(shù)分別為-0.73、-0.56;有效分枝數(shù)和株高呈極顯著正偏相關(guān)，系數(shù)為0.41;有效分枝高度和株高呈極顯著正偏相關(guān)，系數(shù)為0.90。硫苷含量和脂肪含量呈極顯著負(fù)偏相關(guān)，系數(shù)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(guān)，系數(shù)分別為0.58、0.85;蛋白質(zhì)含量和脂肪含量呈極顯著負(fù)偏相關(guān)，系數(shù)為-0.57。

3? 討論

植物生物學(xué)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(biāo)記廣泛應(yīng)用于植物資源的鑒定、分類、利用研究中[2-5]，但是生物學(xué)特性的研究依然是種質(zhì)資源研究的基礎(chǔ)，不論分子生物學(xué)如何發(fā)展，歸根結(jié)底要將分子標(biāo)記和生物學(xué)特性對(duì)應(yīng)起來，最終還是要回歸到對(duì)性狀的準(zhǔn)確描述，因此利用生物學(xué)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(lán)型油菜育成品種，其親本的選擇主要集中在少數(shù)材料上，正是這些少數(shù)關(guān)鍵基因資源在育種中的利用和推廣，造成油菜遺傳基礎(chǔ)偏窄。如現(xiàn)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(guó)20世紀(jì)80—90年代育成的甘藍(lán)型油菜品種80%和日本的勝利油菜有著或遠(yuǎn)或近的關(guān)系。正是這種遺傳基礎(chǔ)的狹隘，導(dǎo)致近年來甘藍(lán)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(jīng)濟(jì)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(guān)分析發(fā)現(xiàn)株高、有效分枝高度、有效分枝數(shù)、主花序長(zhǎng)度、主花序角果數(shù)、全株角果數(shù)之間呈顯著或極顯著偏相關(guān)，特別是株高、有效分枝高度、主花序長(zhǎng)、有效分枝數(shù)之間，可以據(jù)此對(duì)甘藍(lán)型油菜進(jìn)行株型選擇。提高油菜產(chǎn)量及油菜種子的含油量始終是油菜育種的主要目標(biāo)之一，本研究中千粒重和單株產(chǎn)量呈極顯著偏相關(guān)，而單株產(chǎn)量和角果粒數(shù)也呈極顯著偏相關(guān)，說明千粒重和角果粒數(shù)對(duì)于單株產(chǎn)量很重要，提高千粒重和角果粒數(shù)能有效提高單株產(chǎn)量。但是本試驗(yàn)結(jié)論僅是在正常管理?xiàng)l件多年一個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)下的結(jié)果，在不同品種不同水肥管理?xiàng)l件下，多年多點(diǎn)的情況下各經(jīng)濟(jì)性狀、品質(zhì)性狀及其相關(guān)性，還有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉后利.油菜的遺傳和育種[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1985.

[2] 宋立紅，智文良，李? 瑋，等.我國(guó)近年審定的甘藍(lán)型油菜品種的遺傳多樣性分析[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科技版），2011， 39（11）：110-119.

[3] 雷天剛，張學(xué)昆，李加納，等.甘藍(lán)型黃籽油菜SSR標(biāo)記遺傳多樣性[J].中國(guó)油料作物學(xué)報(bào)，2005，27（1）：41-45.

[4] 馬朝芝，傅廷棟，TUEVESSON S，等.用ISSR標(biāo)記技術(shù)分析中國(guó)和瑞典甘藍(lán)型油菜的遺傳多樣性[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003，36（11）：1403-1408.

[5] 范志雄，雷偉俠，江瑩芬，等.甘藍(lán)型油菜黃籽高含油量育種資源遺傳多樣性分析[J].作物雜志，2012（1）：44-48.

[6] 李夢(mèng)寒，李昌明，許進(jìn)鴻，等.西藏白菜型黃籽油菜表型多樣性分析[J].中國(guó)油料作物學(xué)報(bào)，2014，36（4）：461-468.

[7] 陳? 鋒，張潔夫，戚存扣，等.甘藍(lán)型油菜種質(zhì)資源遺傳多樣性分析[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（11）：98-99.

[8] 陳? 浩.內(nèi)蒙古春油菜種質(zhì)資源遺傳多樣性研究[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

[9] 蒲曉斌，王茂林，欒? 麗，等.中國(guó)西南地區(qū)芥菜型油菜資源遺傳多樣性分析[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，40（8）：1610-1621.

[10] 何燕欒，運(yùn)芳常，天軍成，等.西藏野生油菜種質(zhì)資源表型多樣性初探[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2008，24（3）：355-361.

[11] 洪建基，曾日秋，姚運(yùn)法，等.黃秋葵種質(zhì)資源遺傳多樣性及相關(guān)性分析[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2015，31（28）：79-84.

[12] 余? 斌，楊宏羽，王? 麗，等.引進(jìn)馬鈴薯種質(zhì)資源在干旱半干旱區(qū)的表型性狀遺傳多樣性分析及綜合評(píng)價(jià)[J].作物學(xué)報(bào)，2018（1）：63-74.