張揚(yáng)勇 靳 哲 方智遠(yuǎn) 劉玉梅 楊麗梅 莊 木 孫培田

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所，北京 100081）

結(jié)球甘藍(lán)（Brassica oleracea var.capitata L.）簡稱甘藍(lán)，為十字花科蕓薹屬蔬菜，在蔬菜的周年供應(yīng)及出口貿(mào)易中起重要作用，近年來全國種植面積約90萬hm2（楊麗梅 等，2011）。隨著市場需求的變化，甘藍(lán)產(chǎn)銷發(fā)生了一些新變化（方智遠(yuǎn)，2008）。其中一個新變化就是長江中下游地區(qū)的越冬甘藍(lán)得到迅速發(fā)展，僅湖北省嘉魚縣越冬甘藍(lán)種植面積就達(dá) 1萬 hm2左右。該茬口一般在7～8月播種，翌年1～3月收獲，因此要求甘藍(lán)品種可耐-5 ℃左右的低溫，抗病耐裂性強(qiáng)。鑒于該茬口品種主要依賴于進(jìn)口種子，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所于21世紀(jì)初啟動了抗寒甘藍(lán)新品種選育工作，目前已經(jīng)選育出了一批優(yōu)良抗寒自交系，這些自交系間抗寒性存在一定的差異，但是他們的抗寒性配合力還不清楚。

關(guān)于抗寒性配合力的研究，已經(jīng)在小麥（孫貴臣和徐環(huán)澄，1993）、水稻（Cruz et al.，2006；Cruz et al.，2010）等作物上報道，但尚未見關(guān)于甘藍(lán)抗寒性配合力的報道。在甘藍(lán)中已有耐裂球性、產(chǎn)量、抗病性等性狀的配合力分析（Chiang，1972；方智遠(yuǎn)和孫培田，1982；More ＆ Wallace，1988；莊木 等，2009；李梅 等，2009），這些性狀的配合力測定為常規(guī)育種提供了科學(xué)依據(jù)。本試驗以本所選育的6個甘藍(lán)抗寒自交系為材料，采用Griffing雙列雜交方法（Ⅳ）測定甘藍(lán)抗寒性的配合力并進(jìn)行分析，為甘藍(lán)抗寒新組合的選育提供依據(jù)。

1 材料與方法

2010年春季選用6份甘藍(lán)抗寒自交系09-372、09-398、09-386、09-344、09-347、09-362（分別編號為A、B、C、D、E、F），按照Griffing雙列雜交方法（Ⅳ）配制15個雜交組合。2010年秋季在本所順義試驗農(nóng)場露地種植，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，小區(qū)面積3.5 m2，每小區(qū)定植13株，7月16日播種，8月20日定植。

自然降溫至最低溫度0 ℃以下時，開始進(jìn)行抗寒性調(diào)查，分2次進(jìn)行：11月10日（寒害前期）、11月22日（寒害后期）。每小區(qū)調(diào)查全部植株的寒害級別，并計算寒害指數(shù)。寒害分級參照李錫香和方智遠(yuǎn)（2007）結(jié)球甘藍(lán)幼苗的寒害分級標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合甘藍(lán)植株的田間植物學(xué)性狀制定了寒害級別：0級，無任何受凍癥狀；1級，植株外部 1～2片葉受凍；3級，植株外部 3～5片葉受凍；5級，植株外部6～8片葉受凍；7級，植株全部葉片受凍萎蔫；9級，植株全部外葉枯死。

式中，Xi表示寒害級別；Ni表示受低溫傷害后相應(yīng)級別的植株數(shù)；n為小區(qū)總植株數(shù)。

根據(jù) Griffing提出的雙列雜交配合力統(tǒng)計原理，按照劉來福等（1984）的計算方法，利用DPS軟件對小區(qū)寒害指數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 抗寒材料的選育

近10年來，本所甘藍(lán)課題組先后引進(jìn)寒春4號、M-3、帕特等甘藍(lán)優(yōu)良抗寒一代雜種逾50份。其中部分品種為胞質(zhì)不育系配制而成，無法加以利用，因此筆者選擇了以自交系配制的優(yōu)良抗寒品種進(jìn)行自交分離和田間抗寒性篩選，已選育出了抗寒自交系逾80份，其中球形、球色、球內(nèi)結(jié)構(gòu)、抗病性等經(jīng)濟(jì)性狀優(yōu)良的自交系逾30份，選取其中6份抗寒性較好但又有一定差異的優(yōu)良自交系進(jìn)行配合力測定（表1）。

表1 6份甘藍(lán)抗寒自交系的主要農(nóng)藝性狀

2.2 雜交組合的抗寒性表現(xiàn)

從表2可以看出，A×B、B×E、D×E、C×D等4個組合在兩次調(diào)查中的平均寒害指數(shù)均較低，抗寒性好；組合E×F、D×F在兩次調(diào)查中的寒害指數(shù)均大于90 %，而組合A×F、B×F、C×F的寒害指數(shù)介于65.3 %～94.8 %之間。

表2 甘藍(lán)雜交組合的寒害指數(shù) %

2.3 方差分析

2.3.1 隨機(jī)區(qū)組方差分析 對15個雜交組合的抗寒性進(jìn)行隨機(jī)區(qū)組方差分析，兩個時期的F值分別為130.29和78.92，差異均達(dá)極顯著水平，表明組合間存在真實的差異，可以進(jìn)行配合力和遺傳力分析。

2.3.2 配合力方差分析 將組合間的方差分解為一般配合力（GCA）方差和特殊配合力（SCA）方差進(jìn)行分析，兩次調(diào)查中這兩種配合力的F值都達(dá)到極顯著水平（表3）。這表明，甘藍(lán)抗寒性在兩次調(diào)查中有極顯著的一般配合力差異及組合間極顯著的特殊配合力差異；同時還表明，在本試驗中基因加性效應(yīng)和非加性效應(yīng)對甘藍(lán)抗寒性均起重要作用。

表3 甘藍(lán)雜交組合寒害指數(shù)的配合力方差分析

GCA與 SCA均方比是衡量一般配合力和特殊配合力相對重要性的指標(biāo)。這一比值在兩個調(diào)查時期均大于 7，且達(dá)到極顯著水平。由此說明，甘藍(lán)抗寒性主要是由基因加性效應(yīng)決定的。后期寒害指數(shù)的 GCA/SCA均方比略大于前期，這也表明隨著溫度的降低，基因加性效應(yīng)的作用略有增加。

2.4 配合力效應(yīng)及評價

2.4.1 一般配合力效應(yīng)及評價 一般配合力由基因的加性效應(yīng)決定，一般配合力高的品系，其相應(yīng)性狀傳遞能力強(qiáng)，對雜種后代影響也大。由表4可知，在調(diào)查的兩個時期，自交系F的GCA均為正值，對寒害指數(shù)產(chǎn)生正向促進(jìn)效應(yīng)。自交系 B、C、D的 GCA均為負(fù)值，對寒害指數(shù)產(chǎn)生負(fù)向促進(jìn)效應(yīng)；平均負(fù)向效應(yīng)值絕對值大小順序為B＞D＞C，自交系B的GCA效應(yīng)值最小，雜交組合的寒害指數(shù)促進(jìn)效應(yīng)最小，即對抗寒性作用最大。因此，自交系 B、C、D的一般配合力效應(yīng)值為負(fù)向，在甘藍(lán)抗寒育種中有很大潛力，可用于試配抗寒組合。自交系A(chǔ)在調(diào)查初期表現(xiàn)為正向促進(jìn)效應(yīng)，到后期表現(xiàn)為負(fù)向促進(jìn)效應(yīng)，表明該自交系前期抗寒性略差，待適應(yīng)零下低溫后可誘導(dǎo)出較強(qiáng)的抗寒性。自交系E在調(diào)查初期表現(xiàn)為負(fù)向促進(jìn)效應(yīng)，后期為正向促進(jìn)效應(yīng)，表明該自交系的前期抗寒性較好，而后期抗寒性一般。

2.4.2 特殊配合力效應(yīng)及評價 特殊配合力是指兩親本配制一代雜種的水平，由基因的非加性效應(yīng)決定。由表5可以看出，不同組合間的SCA效應(yīng)差異較大。有些組合在前、后期表現(xiàn)出一致的正向或負(fù)向優(yōu)勢，如組合A×B、A×C、A×E、B×C、B×D、B×E、B×F、C×D、C×F、D×E、D×F、E×F，在兩個調(diào)查時期表現(xiàn)出較好的一致性；其他 3個組合的 SCA效應(yīng)值在兩個調(diào)查時期正向或負(fù)向趨勢不完全一致。

表4 6份甘藍(lán)自交系寒害指數(shù)的一般配合力效應(yīng)值

表5 甘藍(lán)雜交組合寒害指數(shù)的特殊配合力效應(yīng)值

其中組合 A×B、B×F、C×D、C×F、D×E的 SCA效應(yīng)值在兩個調(diào)查時期均為負(fù)值，抗寒性較強(qiáng)，且表現(xiàn)出很好的一致性。組合D×E的負(fù)向SCA效應(yīng)值最大，其次為組合B×F、A×B，均表現(xiàn)出較好的抗寒性。特別是組合A×B，球色綠，球形好，產(chǎn)量高，后期抗寒性好。

2.5 抗寒性的基因型和表現(xiàn)型方差及遺傳力估算

由表6可以看出，在調(diào)查的兩個時期加性方差均大于非加性方差，表明甘藍(lán)的抗寒性以加性效應(yīng)為主，還有非加性效應(yīng)的作用。甘藍(lán)雜交組合在調(diào)查的兩個時期均表現(xiàn)出較高的遺傳力，廣義遺傳力達(dá)97 %以上，狹義遺傳力在廣義遺傳力中所占比例較高，這也表明甘藍(lán)的抗寒性主要以加性效應(yīng)為主，這與GCA/SCA均方比大于7的結(jié)果相符合。

表6 甘藍(lán)雜交組合寒害指數(shù)的基因型和表現(xiàn)型方差及遺傳力

2.6 高配合力優(yōu)良抗寒甘藍(lán)組合的選育

綜合一般配合力、特殊配合力測定結(jié)果及田間經(jīng)濟(jì)性狀調(diào)查結(jié)果，初步明確優(yōu)良抗寒越冬甘藍(lán)組合2個（表7）：10秋1119（D×E）、10秋1126（A×B）。10秋1119表現(xiàn)葉色深綠，中心柱長占球高的55 %，結(jié)球緊實，結(jié)構(gòu)好，田間抗病性強(qiáng)；10秋1126表現(xiàn)葉色綠，中心柱長小于球高的1/2，結(jié)球緊實，結(jié)構(gòu)好，田間抗病性強(qiáng)。

表7 2個優(yōu)良抗寒甘藍(lán)組合的經(jīng)濟(jì)性狀

3 結(jié)論與討論

對小麥（孫貴臣和徐環(huán)澄，1993）、水稻（Cruz et al.，2010）的研究表明，抗寒性受加性效應(yīng)和非加性效應(yīng)共同作用，以加性效應(yīng)為主。但也有例外，Cruz等（2006）對水稻發(fā)芽期的抗寒性配合力研究表明，非加性效應(yīng)起主要作用，可在較晚的世代進(jìn)行該性狀篩選，推測是因為該抗寒性是在種子發(fā)芽期調(diào)查的，而Cruz等（2010）調(diào)查的抗寒性是在水稻苗期。本試驗以6份甘藍(lán)抗寒自交系進(jìn)行配合力、遺傳力分析，結(jié)果表明基因加性效應(yīng)和非加性效應(yīng)對抗寒性均起重要作用，且以加性效應(yīng)為主。因此，選擇耐寒材料時，應(yīng)重視從早期世代起對抗寒性狀加以篩選。

前人對甘藍(lán)重要性狀的配合力測定主要包括耐裂球性（Chiang，1972；莊木 等，2009）、單球質(zhì)量、中心柱長（方智遠(yuǎn)和孫培田，1982；More ＆ Wallace，1988）、耐抽薹性（李梅 等，2009）等性狀，其中耐裂球性、耐抽薹性、中心柱長、株高等性狀的表現(xiàn)以加性效應(yīng)為主，而單球質(zhì)量等性狀的表現(xiàn)以非加性效應(yīng)為主。在本試驗中，對抗寒性的配合力分析結(jié)果表明其以加性效應(yīng)為主。綜合前人研究結(jié)果，上述農(nóng)藝性狀中大多數(shù)以加性效應(yīng)為主，表明常規(guī)育種經(jīng)過多代分離篩選，能逐步累積控制優(yōu)良性狀的基因。

在抗寒材料的自然低溫篩選過程中，大多數(shù)材料的抗寒性表現(xiàn)前后是一致的，且隨著溫度的降低其加性效應(yīng)只輕微增加?？紤]到多數(shù)北方地區(qū)冬季極端溫度可達(dá)-10 ℃以下，因此在實際育種過程中，可以在-3 ℃左右進(jìn)行抗寒材料的初選，在-5 ℃時做進(jìn)一步選擇，這樣既能保證選育材料的成活率，避免受過度凍傷，又達(dá)到了抗寒篩選的目的。

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