不同來源地蕪菁農藝性狀分析

曹 巍，軒正英

(塔里木大學，新疆阿拉爾 843300)

0 引 言

【研究意義】蕪菁(BrassicarapaL.)，又叫蔓菁，圓根、大頭菜、盤菜、卜留克、恰瑪古，隸屬十字花科蕓薹屬蕓薹種蕪菁亞種的二年生草本植物[1]。肉質根肥大供食用，且柔嫩、致密，供炒、燉、煮等食用。新疆蕪菁生長在新疆天山南部，塔里木盆地西北，罕見的紅色沙漠長壽區的一種藥食同源草本植物[2]。恰瑪古是新疆特有的植物品種，新疆恰瑪古和內地蕪菁同屬一種，但在形態和風味上有很大的不同。【前人研究進展】在育種實踐中，種質資源農藝性狀的多樣性研究對于新種質引進、親本選配和品種改良等具有重要指導意義[3]。農藝性狀是基因與環境互作的結果，與分子標記技術相比更為經濟、直觀，是種質資源研究的常見手段[4-8]。目前農藝性狀分析已在黃瓜、小豆、蘿卜[13-15]等作物上得到廣泛應用，成果顯著。閆立英[13]在保護地旱黃瓜主要農藝性狀的相關與通徑分析一文中通過農藝形狀調查得出單瓜重、瓜長、前期產量、葉面積、節間長與總產量呈極顯著正相關；果形指數、莖粗與總產量呈顯著正相關。劉振興[14]研究小豆葉片色澤與農藝性狀的相關性分析中得出9個農藝性狀的變異系數較小的是生育期(8.58%)、主莖節數(9.47%)和莢長(9.73%)，其他均在10%以上。參試的31個小豆材料在農藝性狀表現上類型豐富，具有一定的代表性。袁偉玲[15]研究蘿卜主要農藝性狀與肉質根產量的相關性及通徑分析中得出根長、外露長、葉片數、株高與肉質根產量之間呈顯著正相關，而根粗、葉片長、葉片寬與肉質根產量之間呈較弱負相關。【本研究切入點】近年來，對蕪菁的研究主要集中在營養成分[9-11]、抗逆性[12]等的研究，對蕪菁種質資源多樣性及農藝形狀研究鮮見報道。【擬解決的關鍵問題】以30份蕪菁種質資源為材料，對其進行主要農藝性狀進行外在性狀分析，相關性分析和聚類分析，揭示蕪菁種質資源多樣性特點和豐富度，篩選特異種質以及重要農藝性狀研究和改良，提高選擇效率和鑒定的準確性和蕪菁種質資源利用率提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

搜集30份蕪菁種質資源為供試材料，于2017年在塔里木大學園藝試驗站露地內進行，8月2日播種，條播。行距40 cm。出苗后間苗2次，定苗，株距10 cm。表1

表1 參試的30份蕪菁種質資源名稱及來源
Table 1 Names and sources of 30 phthalocyanine germplasm resources tested

記載成熟期，計算生育日數；成熟時，每品種取25個成熟植株，于2017年10月3日觀察并記錄其葉形態指標以及肉質根顏色、根形狀、根長、根粗、開裂率等35個指標[16]。

1.2 方 法

根據《蘿卜種質資源描述規范與數據標準》[17]選取了35項農藝性狀指標進行調查，觀察記載參照蘿卜種質資源更新編目調查記載表(中國農科院蔬菜花卉研究所種質資源室制定) 的標準進行。

數量性狀測定：株高(cm) 是指從地面到植株最高點；單株重(g) 包括植株的莖葉以及肉質根；葉柄長(cm) 植株最大功能葉葉片葉柄基部至葉片基部的長度；葉長(cm) 植株最大功能葉片的葉柄基部至葉頂端的長度；葉寬(cm) 植株最大功能葉葉片最寬處的寬度；上根長(cm) 指露出地面長度；下根長(cm) 指埋在土中的地下長度；根長(cm) 指肉質根總長度；根寬(mm) 指肉質根粗度(直徑)；根皮厚(mm) 指皮厚。

質量性狀測定：指標賦值。表2

1.3 數據處理

利用Excel 2010和DPS 7.05軟件進行數據分析，包括相關性分析[18-19]和聚類分析中的系統聚類平均法(UPGMA)進行Q型聚類分析，并生成聚類圖[18-20]。

表2 蕪菁農藝性狀數據描述
Table 2 Description of agronomic traits data of phthalocyanine

序號Number性狀Trait測定/賦值Determination/assignment1葉形1 卵圓 2 長卵圓 3 倒卵圓 4 長倒卵圓2葉色1 黃綠 2 淺綠 3 綠 4 深綠3葉脈色1 黃綠 2 淺綠 3 綠 4 紅 5 淺紫 6 紫4葉尖形狀1 銳尖 2 尖 3 圓 4 闊圓5葉叢狀態1 直立 2半直立 3開展 4蹋地6葉面刺毛0 無 1 少 2 中 3 多7葉緣1 全緣 2 波狀 3 齒狀8葉裂刻0 無裂刻 1 淺裂 2 深裂 3 全裂9根形1長圓柱 2短圓柱 3長彎號角 4 短彎號角 5長圓錐 6 短圓錐 7 倒長圓錐 8倒短圓錐 9卵圓 10 扁圓 11 近圓 12梨形 13 紡錘形 14 高圓臺 15 矮圓臺10根肩形1 凹陷 2 平 3 凸起11根基形1 銳尖 2 鈍尖 3 圓 4 平 5 凹陷12根部皮色1 白 2 淺綠 3 綠 4 黃 5 紅 6 紫 7綠白13側根分布0 無 1 少 2 中 3 多14表面側根疤痕0 無 1 小 2 中 3 大15根肉色1 白 2 白綠 3 淺綠 4 綠 5 深綠 6 黃 7 紅 8 淺紫 9 紫16根肉色均勻度1 不均勻 2 較均勻 3 均勻17根顏色分布1 顏色一致 2 皮層與形成層有色 3 放射狀分布 4 同心圓分布 5 不規則分布18根表面光滑度1 光滑 2 中等 3 粗糙19糠心率1 無 2 少 3 多10裂根率1 無 2 少 3 多21根質地1 致密 2 疏松22根口感1 脆嫩 2 艮硬 3 細面 4 粗松23根辣味0 無辣味 1 微辣 2 辣 3 極辣24根苦味0 無 1 中 2 苦25根甜味1 淡 2 中 3 甜

2 結果與分析

2.1 蕪菁農藝性狀

2.1.1 株高

研究表明，株高最小的為14.80 cm，最大的為59.28 cm，極差達到44.48 cm，變異系數達到24.91%，30份蕪菁種質資源在阿拉爾栽培植株高度上差異較大。表3

2.1.2 單株重

研究表明，單株生物產量最小的為60.00 g，最大的為47.00 g，極差達到410.00 g，變異系數達到37.55%，這30份種質資源蕪菁在單株重上差異較大。表3

2.1.3 葉片

對30個蕪菁材料農藝性狀調查中，葉片所調查的農藝性狀相對較多，有3個數量性狀，8個質量性狀。

葉片數量性狀：葉柄的功能是支撐葉片從而影響光合作用以及影響植株葉叢狀態。葉柄長最小值為14.18 cm，最大值為41.84 cm，極差為27.66 cm，極差比較大，變異系數達到26.84%。葉長最小值為29.18 cm，最大為64.80 cm，極差為35.62 cm，變異系數達到20.11%。最大功能葉的葉寬相對差異較小，極差為9.4 cm，變異系數為14.96，而葉長和葉寬決定葉片面積，從而影響葉形指數和光合作用，這三個數量性狀在葉叢狀態和光合作用方面也有較大影響。表4

葉片質量性狀：葉片葉形劃分了7個等級，調查中出現了兩種，大部分品種為長卵圓形，少數為長橢圓形，變異系數達到了17.67%。葉色變化相對較小，調查中只出現了淺綠和綠兩種情況，綠色占比較多，達到了91.3%，淺綠占比為8.7%，葉片淺綠代表材料編號為W24。對于葉脈色，葉尖形態、葉緣、葉裂刻這四個質量性狀的調差，30個蕪菁資源之間并無差異，葉脈顏色全部為淺綠，葉尖狀態相對為圓形，葉緣全部是波狀，葉裂刻全部為深裂。表4

2.1.4 肉質根

蕪菁主要食用的是肉質根，對于肉質根測量的最多，其中有5個數量性狀和12個質量性狀，這些性狀對于蕪菁肉質根品質有著巨大的影響。

肉質根數量性狀：上根長是肉質根地面的長度，調查中得知W17、W23、W24、W26、W29、W30這6份材料肉質根全部埋在地下。上根長的變異幅度較大，變異系數達到了37.08%，不同材料之間有著較大差異。下根長的最大值達到22.32 cm，最小值為12.52 cm，極差為9.80 cm，變異系數為12.45%。根長、根寬、根皮厚變異系數分別為11.47%、23.16%、18.97%，根長最長的為W29達到了22.84 cm；根寬最寬達為W20，為79.698 mm，根皮厚最大為W28，達到了4.402 mm。表4

肉質根質量性狀：根基形、根肉色均勻度、根顏色分布、糠心程度，這四個質量性狀的變異系數全部為零，無變異幅度。根基形全部為鈍尖，肉質根根內在肉色分布全部均勻，W21、W29兩份材料的根肉色均為黃色，其余28份材料全部為白色，顏色分布均勻；根部皮色不同品種變異系數差異較大達到了39.96%，調查的30份材料根部皮色出現了4種表現型，分別為綠白色、白色、紫色、黃色，W12、W19、W25、W37、W28這5份材料的根部皮色全部為紫色，W22、W23、W24、W26這4份材料的根部皮色為白色，W21、W29這2份材料根部皮色為黃色，其余各材料的根部皮色均為綠白。根肩形有兩種性狀分別為平和凸起變異系數達到了13.38%；側根分布和表面側根疤痕變異較大，分別達到了39.53%和53.34%，所種植的蕪菁的商品品質整體較差，與土壤質地有關。表3

2.1.5 肉質根感官風味品質

口感鑒定采用了5個指標來辨別，分別為根質地、根口感、根辣味、根苦味、根甜味。肉質根質地分為致密和疏松，根質地變異系數達到了23.79%，通過調查發現W22和W26的質地較為疏松，占比為6.67%，剩下的28份材料質地均為致密，致密程度占比到了93.33%。根口感劃分了4個等級，分別為脆嫩、艮硬、細面、疏松，變異系數為21.04%，其中大多數品種的口感表現為艮硬，占比為72.03%，其次為脆嫩占比為18.67%，細面占比最小為9.3%。根辣味劃分了4個等級，分別為無辣味、微辣、辣、極辣，經調查這30個品種無辣味的占比為54.0%，微辣的占比為36.67%，辣味的占比9.33%。根苦和根甜味的變異系數也相對較大，分別為54.59%和35.51%。

30個品種在阿拉爾本地栽種的表現性狀為艮硬、致密、無辣味微辣、相對較苦、甜味中等。

表3 蕪菁農藝性狀數據統計
Table 3 Statistics on agronomic traits of turnip

類別Category性狀Traits平均值Average value最小值Minimum value最大值Maximumvalue極差Range標準差Standard deviation變異系數Coefficient of variation植株株高41.3114.8059.2844.4810.2924.91%Plant單株重260.0060.00470.00410.0097.6437.55%葉葉柄長26.0014.1841.8427.666.9826.84%Leaf葉長47.3329.1864.8035.629.5220.11%葉寬15.7710.2019.609.402.3614.96%葉形2.072.004.002.000.3717.67%葉色2.902.003.001.000.3110.52%葉脈色2.002.002.000.000.000.00%葉尖形狀3.003.003.000.000.000.00%葉叢狀態2.532.004.002.000.6324.82%葉面刺毛1.100.003.003.001.21110.31%葉緣2.002.002.000.000.000.00%葉裂刻2.002.002.000.000.000.00%根上根長1.510.102.662.560.5637.08%Root下根長15.8112.5222.329.801.9712.45%根長17.3413.5222.849.321.9911.47%根寬61.3830.3281.4051.0814.2123.16%根皮厚3.311.804.402.600.6318.97%根形12.005.0014.009.002.6321.88%根肩形2.832.003.001.000.3813.38%根基形2.002.002.000.000.000.00%根部皮色5.631.007.006.002.2539.96%側根分布2.330.003.003.000.9239.53%表面側根疤痕1.330.003.003.000.7153.34%根肉色1.331.006.005.001.2795.14%根肉色均勻度3.003.003.000.000.000.00%根顏色分布1.001.001.000.000.000.00%根表面光滑度1.771.003.002.000.5732.17%糠心程度1.001.001.000.000.000.00%裂根程度1.031.002.001.000.1817.67%根風味品質根質地1.071.002.001.000.2523.79%Root flavor quality根口感1.971.003.002.000.4121.04%根辣味0.530.002.002.000.63117.90%根苦味1.270.002.002.000.6954.59%根甜味1.271.002.001.000.4535.51%

2.2 蕪菁農藝性狀的聚類

對30份不同來源地的蕪菁種質資源經過Q型聚類分析[21]分為三大類，六亞類。

第Ⅰ類：分為2個亞類，共計6個品種。

第1亞類包括5份材料，主要農藝性狀表現為：植株較高，平均高度為50.34 cm，最大功能葉長平均為59.03 m，葉寬平均為18.32 cm，葉柄長平均為28.50 cm，根長平均為18.45 cm，根寬平均為74.63 mm，根皮厚平均為3.54 mm，平均單株重為375.60 g，葉叢狀態表現為半直立，葉緣多呈波狀，根肩形多呈凸起，根基形全部表現為平，根部皮色全部表現為綠白色，側根分布相對較多，根部肉色全部表現為白色，根表面光滑程度多呈中等，裂根率多呈無，糠心率較少，根口感艮硬、苦味中等、根甜味多呈中等程度[22]。這一類蕪菁主要是綠皮白肉型品種，代表材料有W1、W13、W14、W16、W18，其中種源地為新疆占80%，其中南疆占60%。

第2亞類只有1份材料，為W20，新疆鑫寶科技種業有限公司提供的種子。主要農藝性狀為：株高為50.38 cm，最大功能葉葉長為64.32 cm，是30個品種材料中最大的功能葉，單株重達到470.00 g，是30份材料中最大的單株重，葉色深綠，葉緣呈波狀，葉形長卵圓形，葉面無刺毛，側根分布多，根部皮色為綠白，上部根部皮色為綠色，下部根部皮色為白色，肉質根口感脆嫩，辣味微辣，苦味中等偏少，甜度中等，裂根率糠心率均為0。

第Ⅱ類：分為2個亞類，共計15份材料。

第3亞類包括7份材料，主要農藝性狀表現為：株高中等，平均高度為40.79 cm，平均葉柄長為26.18 cm，最大功能葉長平均為46.19 cm，葉寬平均為14.53 cm，根長平均為17.22 cm，根寬平均為64.86 mm，根皮厚平均為3.65 mm，平均單株重為252.57 g，葉形為長卵圓形，葉色為深綠，葉脈色淺綠，葉叢狀態表現為多呈半直立狀態，葉面刺毛少，葉緣呈波狀，葉裂刻多呈深裂，根形多呈紡錘形，根肩形多凸起，根基形鈍尖，根部皮色有3種表現型，分別為白、綠白、紫色三種，分別占比為14.3%、57.1%、28.6%，主要包括W26、W2、W6、W7、W15、W25、W28，根肉色均勻度較均勻，根顏色分布一致，根質地脆嫩，根口感多呈艮硬，根辣味微辣或無辣味，根甜味中等，表面光滑程度中等。

第4亞類包括8份材料，主要農藝性狀表現為：株高、葉柄長、葉長、葉寬、上根長、下根長、根長、根寬、根皮厚與第3亞類差異不大，比第3亞類漲勢稍高一些，而平均單株重為302.25 g，比第3亞類有明顯增高，葉形多呈長卵圓形，W12呈長倒卵圓形，葉形為長卵圓形，葉色為深綠，葉脈色淺綠，葉面刺毛有無刺毛和少、刺毛中等、刺毛多4中，分別占比25%、50%、12.5%、12.5%。葉叢狀態分為半直立和開展兩種分別占比為37.5%和62.5%。根部皮色有3種表現型，分別是綠白、紫色、黃色3種，分別占比為62.5%、25%、12.5%。根肉色有兩種表現型白色和黃色，分別占比為87.5%和12.5%，根肉色為黃色的為W29。根口感為艮硬，根辣味為微辣，根甜味為中等，糠心程度無，裂根程度多呈無。這一類主要是綠白皮白肉型，紫皮白肉型，黃皮黃肉型占少部分。

第Ⅲ類：分為2個亞種，共計9份材料。

第5亞類包括7份材料，主要農藝性狀表現為：株高、葉長、葉寬、葉柄長、上根長、下根長、根長、根皮厚與第3亞類差別不大，比第3亞類漲勢稍低一些，根皮厚和單株重比第3亞類低，根皮厚平均為3.12 mm，平均單株重為163.14 g，葉形為長卵圓形，葉色為深綠，葉脈色淺綠，葉叢狀態表現為多呈半直立狀態，葉緣呈波狀，葉裂刻多呈深裂，根肩形多呈凸起，根基型呈鈍尖，根肉色顏色均勻，編號為W21的根肉色為黃色，其余6份材料均為白色，根部皮色有4種表現型，分別為綠白、紫色、黃色、白色，分別占比為42.9%、14.3%、14.3%、28.5%。肉質根口感多呈緊密，根質地表現為艮硬，根辣味多呈無辣味少數為微辣，苦味偏中，甜度中等。

第6亞類包括2份材料，分別為W23、W24，主要農藝性狀表現為：株高、葉柄長、葉長、葉寬、上根長、下根長、根長、根寬、根皮厚、單株重比其他5個亞類都顯著偏低，株高平均為39.62 cm，單株重平均為62.00 g，根皮厚平均為1.9 mm，最大功能葉長平均為29.67 cm，葉寬平均為11.74 cm，葉形長卵圓形，葉色表現為淺綠，葉叢狀態表現為蹋地形，糠心率和裂根率均為0。表4,圖1

蕪菁的總體特征為根質地致密，根口感艮硬，根辣味微辣，苦味中等甜味適中，采收季節10月10日前后裂根率糠心率基本為0。

表4 30份蕪菁種質資源的農藝性狀Q 型聚類結果
Table 4 Q-type clustering results of agronomic traits of 30 turnip germplasm resources

類Class亞類Subclasss材料編號Material numbers材料數Material codeⅠ1W1 W13 W14 W16 W1852W301Ⅱ3W2 W6 W7 W15 W25 W26 W2874W3 W9 W10 W11 W12 W17 W27 W298Ⅲ5W4 W5 W8 W19 W21 W22 W3076W23 W242

圖1 30份蕪菁種質資源Q型聚類
Fig.1 30-fold clustering map of turnip germplasm resources

2.3 蕪菁不同農藝性狀的相關性

研究表明,葉柄長與株高呈極顯著正相關，葉長與株高、葉柄長呈極顯著正相關，葉寬與株高、葉柄長、葉長呈極顯著正相關，上根長與株高、葉柄長、葉長、葉寬之間呈正相關，下根長與株高、葉長、葉寬呈顯著正相關，與葉柄長呈正相關，而與上根長反呈負相關，根長與株高、葉長、下根長呈極顯著正相關，根長與葉柄長、葉寬呈顯著正相關，根長與上根長呈正相關，根寬與葉寬、上根長呈顯著正相關，根寬與株高、葉長呈正相關。根寬與葉柄長、根長呈正相關，而與下根長呈負相關，根皮厚只與根寬呈極顯著正相關，而與其余性狀呈正相關，單株重與株高、葉長、葉寬、根長、根寬、根皮厚都呈極顯著正相關，單株重與葉柄長、下根長呈顯著正相關，與上根長呈正相關。雖然蕪菁單個農藝性狀的差異性很大，對蕪菁的不同農藝性狀相關性分析發現，多數農藝性狀之間都是呈相關性的，并且正相關和負相關都有，通過觀察某一種農藝性狀推測出與之有相關性的其他農藝性狀的優劣。表5

表5 蕪菁不同農藝性狀相關性
Table 5 Correlation analysis of different agronomic traits of turnip

性狀TraitspHPLPlPWURLLRLRLRWRBPW株高Plant height1葉柄長Petiole length0.87??1葉長Leaf lenth0.92??0.95??1葉寬Leaf width0.79??0.62??0.75??1上根長Upper root length0.310.190.180.121下根長Lower root length0.38?0.300.42?0.36?-0.151根長Root lenth0.47??0.36?0.48??0.40?0.140.96??1根寬Root width0.45?0.310.36?0.49??0.58??-0.040.131根皮厚Root bark0.200.010.110.170.090.280.300.44?1單株重Plant weight0.66??0.45?0.60??0.75??0.280.39?0.47??0.78??0.48??1

注：*代表在 0.05 水平上有顯著性；**代表在 0.01 水平上有極顯著性

Note:*Represents significant at the 0.05 level;**Represents extremely significant at the 0.01 level

3 討 論

傳統的形態學標記手段雖比較古老，但卻是最為有效最為直接來鑒定蔬菜品質以及品種選育的方法，試驗參照了部分花椰菜[3]、麻[5][7]、黃瓜[13]等農藝性狀調查，蕪菁和蘿卜農藝性狀的調查和聚類分析方面的文獻資料[18-22]，對30份蕪菁材料利用形態學標記技術方法進行了農藝性狀分析、聚類分析、相關性分析，不同來源地的蕪菁品種在品質方面有不同程度的差異，這與王娜等[20]的試驗結果一致；孫繼等[16]研究蕪菁種質資源形態形狀的多樣性時得到種質資源間有著極其顯著的差異性和豐富度，研究與其研究結果相同。王應芬[8]利用形態標記學手段對28份蕪菁甘藍種質資源觀測得出不同材料間存在較大差異，且不同材料在不同性狀上也表現出不同程度的多樣性，這與試驗結果也相同；蕪菁主要農藝性狀之間與以及和產量之間既存在一定的正相關性，也有一定的負相關性，這與袁偉玲等[15]所得的結論相同。

4 結 論

4.1 不同來源地的蕪菁農藝性狀差異較大，蕪菁的總體特征是根質地致密，根口感艮硬，根辣味微辣，苦味中等甜味適中，糠心率、裂根率基本無。

4.2 對30份不同種源地的蕪菁種質資源進行株高、單株重、葉形、根形等35個農藝性狀指標進行Q型聚類分析，可分為三類，第Ⅰ類分為2個亞類，共計6個品種；第Ⅱ類分為2個亞類，共計15個品種；第Ⅲ類分為2個亞種，共計9品種。經聚類分析得知：蕪菁主要是綠皮白肉型品種，地上部皮色表現為綠白色，側根分布相對較多，根部肉色表現為白色，根表面光滑程度多呈中等，裂根率多呈無，糠心率較少，根口感艮硬、苦味中等、根甜味多呈中等程度。

4.3 綠白皮白肉類蕪菁質地較為致密，白皮白肉類蕪菁質地較為疏松口感細面，黃皮黃肉類蕪菁和紫皮白肉類蕪菁質地較為致密口感艮硬。

4.4 大多數的農藝性狀之間都是呈現相關性的，且正相關和負相關都有，通過觀察某一種農藝性狀推測出與之有相關性的其他農藝性狀的優劣。