塔額墾區甘藍型油菜主要性狀與產量的相關性及通徑分析

王賀亞, 孟 玲, 李懷勝, 艾海峰, 賈東海

(1.新疆生產建設兵團第九師農業科學研究所(畜牧科學研究所), 新疆 塔城 834600;2.新疆維吾爾自治區農科院, 烏魯木齊 832000)

甘藍型油菜屬十字花科蕓薹屬[1],是油菜三大類型之一。具有黑籽、多角果、耐低溫、匍匐性強、抗裂角等優良性狀,且油菜籽含油量高,一般為30%～50%[2]。菜油是良好的食用植物油,其脂肪酸主要由棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、二十碳酸、芥酸組成[3]。油菜是塔額墾區重要的油料作物之一,其管理相對粗放,是適宜輕簡化栽培的特色油料作物之一[4]。研究塔額墾區甘藍型油菜主要農藝性狀與產量的相關關系,對塔額墾區糧油發展、節本增效方面具有積極的意義。提高作物產量,綜合抗性、品質改良是農作物遺傳育種的永恒主題。在育種中既要注重某一優良性狀,又要考慮其他性狀的影響,相關分析已廣泛用于各作物育種,在辣椒、花生、玉米、小麥、大豆、胡麻、紅花等已有相關研究[5-17]。關于塔額墾區甘藍型油菜主要農藝性狀的相關性、聚類分析和通徑分析鮮見報道。因此,以25份塔額墾區甘藍型油菜為材料,通過主要農藝性狀的相關性分析、聚類分析和通徑分析,研究產量與各主要農藝性狀的相關性,以明確塔額墾區甘藍型油菜產量的主要影響因素,為塔額墾區油菜育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試材料均為新疆農科院經濟作物研究所自育材料(表1)。供試種質資源極大程度地表現了塔額墾區甘藍型油菜的地域特性。

表1 供試材料

1.2 方 法

試驗于2020年4—8月份開展,將25份供試材料種植于塔額墾區第九師農(畜)科所團結農場試驗地內,采用隨機排列,3次重復,小區面積20 m2(10 m×2 m),行距20 cm,株距7 cm,按常規方式進行田間管理。于油菜成熟期,每小區取正常生長的10株油菜進行考種,測量方法按照《油菜種質資源描述規范和數據標準》,通過考種取得當年主要性狀數據的平均值。

1.3 數據處理

利用Excel軟件對數據進行整理,采用SPSS軟件進行9個產量相關性狀的相關性分析、聚類分析和通徑分析,分析各性狀對產量的直接影響及間接影響,明確影響塔額墾區甘藍型油菜產量的主要性狀。

2 結果與分析

2.1 塔額墾區油菜種質資源產量的相關性狀

由表2可知,塔額墾區油菜種質資源的農藝性狀存在較大的變異系數。其株高(X1)、分枝高度(X2)、主花序長(X3)、主序角果數(X4)、全株角果數(X5)、角果長(X6)、角果粒數(X7)、千粒重(X8)和單株產量(X9)的平均值分別為160.12 cm、67.32 cm、65.01 cm、53.07個、176.35個、7.90 cm、22.97粒、3.81 g、12.53 g/株。變異系數在6%～36%之間,其中單株產量變異系數最大,為36%、全株角果數變異系數為24%、分枝高度變異系數為23%,說明三者遺傳變異豐富,最大值與最小值間差異顯著,為甘藍型油菜研究篩選不同目標性狀提供良好的種質基礎。

表2 油菜種質資源產量的相關性狀

2.2 塔額墾區油菜主要農藝性狀的相關性分析

對25個甘藍型油菜的9個農藝性狀進行簡單的相關性分析(表3),9個農藝性狀與小區產量(Y)的正相關性由大到小依次為角果粒數、角果長、單株產量、千粒重、主花序長、株高、全株角果數、主序角果數、分枝高度,相關系數分別為0.351 8,0.318 1,0.309 5,0.247 2,0.185 4,0.144 2,0.142 7,0.010 6,-0.024 5,其中角果長、角果粒數、單株產量、千粒重與產量有較大的正相關。說明角果長、角果粒數、單株產量、千粒重是影響產量的重要因素。

表3 油菜主要農藝性狀與小區產量的相關性分析

同時觀察各個性狀之間的相關性大小(表3),株高與分枝高度呈極顯著正相關,相關系數為0.769 7,說明株高越高分枝高度越高,株高對分枝高的貢獻最大;株高與單株產量的相關性達極顯著正相關,相關系數為0.570 3,說明株高越高,單株產量越高,株高對單株產量的貢獻最大;與全株角果數呈顯著正相關,相關系數為0.482 9,與其余性狀均呈不顯著正相關。分枝高度與主花序長呈顯著負相關,相關系數為-0.656 9*,說明分枝高度越高,主花序長越短,但對單株產量呈顯著性正相關,相關系數為0.437 6,說明分枝高對單株產量貢獻較大。主序角果數與全株角果數呈顯著正相關,相關系數為0.580 7,說明主序角果數對全株角果數的貢獻最大;全株角果數與單株產量呈顯著正相關,相關系數為0.527 6,說明全株角果數對單株產量的貢獻較大。

相關分析結果表明,在甘藍型油菜育種中應該更加關注角果長、角果粒數、單株產量和千粒重,同時對主序花長、株高和主序角果數進行綜合考慮。

由此可得出,在選育甘藍型油菜品種時,不能只考慮單一的性狀,而是要兼顧多個農藝性狀及各性狀相互之間的效應。達到一定平衡,油菜產量才能達到最大。

2.3 塔額墾區油菜主要農藝性狀的聚類分析

研究表明,基于9個農藝性狀數據的聚類分析結果(圖1)顯示,在歐氏距離為10時,可以將25份材料聚為四大類群,其中第一大類群包括13,14,11,22等9份材料,平均產量為148.5 kg/667 m2,屬于中低產群體;第二大類群包括2和3共計兩份材料,這類群主序角果數平均值、全株角果數平均值和角果粒數平均值在四個類群中最大,且產量平均值較高,為166.65 kg/667 m2,屬于高產群體;第三大類群包括21和25共計兩份材料,這兩份材料千粒重平均值和單株產量平均值在四個類群中最大,平均產量為136.7 kg/667 m2,屬于低產群體;第四大類群包括1,23,15,10,12等12份材料,該類群平均產量最高,為169.73 kg/667 m2,屬于高產群體。

圖1 油菜主要農藝性狀的聚類分析

2.4 塔額墾區油菜主要農藝性狀對小區產量的通徑系數

遺傳相關系數的大小雖然能表明各主要農藝性狀間的相關程度,但并不能完全反映油菜主要農藝性狀對產量的相對重要性,故以小區產量為因變量,其他主要農藝性狀為自變量,進行通徑分析,估算出各個主要農藝性狀對小區產量的直接影響效應,客觀評價各農藝性狀對甘藍型油菜小區產量的相對重要性,同時將產量和各主要農藝性狀之間的相關系數分解為直接作用和間接作用,進一步分析各農藝性狀的相互作用。

通徑分析結果(表4)顯示,各農藝性狀對小區產量影響的直接通徑系數為X1>X9>X6>X7>X8>X4>X5>X3>X2。

表4 塔額墾區油菜主要農藝性狀對小區產量的通徑系數

塔額墾區甘藍型油菜株高對產量的直接效應最大(0.604 3),通過單株產量的間接正效應較大(0.231 7),分枝高度對產量產生較大負效應(-0.694 4),但其他性狀對產量的間接效應較小,說明甘藍型油菜要選擇適宜的株高,且株高與單株產量的關系緊密。

單株產量對小區產量的直接效應較大(0.406 4),說明增加單株產量可以增加小區產量,通過株高、角果粒數、千粒重產生正效應,分枝高度、主花序長、主序角果數、全株角果數和角果長對其產生負效應,說明適當的增加高度、角果粒數和千粒重可增加產量。

角果長對小區產量的直接效應較大(0.232 8),且通過其他性狀的間接正效應較小或為弱負效應,說明適當增加角果長有助于產量的增加,因此,應選擇適宜的角果長。

角果粒數對小區產量的直接效應較大(0.205 2),但通過其他性狀的間接正效應較小,說明甘藍型油菜角果粒數有助于產量增加,因此,應加強對角果粒數的選擇。

千粒重對小區產量的直接效應較大(0.177 0),通過單株產量的間接效應也較大(0.134 1),說明適宜的千粒重可以增加產量,且千粒重與單株產量關系緊密,因此,在千粒重適宜的材料中應加強對單株產量的選擇。

3 討 論

甘藍型油菜具有黑籽、多角果、耐低溫、抗裂角等優良性狀,種質資源多樣化是種質基礎,用于油菜雜種優勢利用及品質改良[18-19]。塔額墾區甘藍型油菜種質資源的農藝性狀存在較大的標準差和變異系數,變異系數在6%～36%之間,其中單株產量變異系數最大,為36%,全株角果數變異系數為24%,分枝高度變異系數為23%,說明種質資源材料間的單株產量、全株角果數、分枝高度的遺傳變異豐富,最大值與最小值間差異顯著,為甘藍型油菜研究篩選不同目標性狀提供良好的種質基礎。

塔額墾區甘藍型油菜的角果粒數、角果長、單株產量、千粒重與產量呈顯著正相關,相關系數分別為0.351 8,0.318 1,0.309 5,0.247 2。說明角果粒數、角果長、單株產量、千粒重是影響產量的重要因素。株高與分枝高度呈極顯著正相關,相關系數為0.769 7,說明株高越高分枝高度越高,株高對分枝高度的貢獻最大;株高與單株產量呈極顯著正相關,相關系數為0.570 3,說明株高越高,單株產量越高,株高對單株產量的貢獻最大;與全株角果數呈顯著正相關,相關系數為0.482 9,與其余性狀均呈不顯著正相關。分枝高度與主花序長呈顯著負相關,相關系數為-0.656 9,說明分枝高度越高,主花序長越短,但分枝高度對單株產量呈顯著性正相關,相關系數為0.437 6,說明分枝高度對單株產量貢獻較大。主序角果數與全株角果數呈顯著正相關,相關系數為0.580 7,說明主序角果數對全株角果數的貢獻最大;全株角果數與單株產量呈顯著正相關,相關系數為0.527 6,說明全株角果數對單株產量的貢獻較大。由此可以得出,在選育甘藍型油菜品種時,不能只考慮單一的性狀,而是要兼顧多個農藝性狀及各性狀相互之間的效應[20-25]。達到一定平衡,油菜產量才能達到最大。

從聚類分析結果看,25份資源可聚為四大類群,第二類群主序角果數平均值、全株角果數平均值和角果粒數平均值最高,可作為高角果數、高角果粒數的品種選育;第三類群千粒重平均值和單株產量平均值最高,可以作為高千粒重、高單株產量品種選育;第四類群平均產量最高,可作為高產品種選育。

塔額墾區甘藍型油菜株高、單株產量、角果長、角果粒數、千粒重對產量的直接效應呈正相關,直接通徑系數分別為0.604 3,0.406 4,0.232 8,0.205 2和0.177 0。株高對小區產量的直接作用最大,為0.604 3,單株產量的間接正效應較大(0.231 7),分枝高度對產量產生較大負效應(-0.694 4),其他性狀對產量的間接效應較小。單株產量的直接通徑系數為0.406 4,且株高產生了極大的正效應(0.344 6)。在油菜的選擇上應加強對株高和單株產量的選擇。

4 結 論

塔額墾區甘藍型油菜的株高、單株產量、角果長、角果粒數、千粒重是影響產量的重要因素,其中單株產量對株高的貢獻率最大,且通過株高產生了極大的正效應,所以在甘藍型油菜高產育種中除了要注重株高的選擇外,還應該加強單株產量的選擇。