黃桃翠(重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，重慶400000)

甘藍(lán)型黃籽油菜與黑(褐)籽油菜相比，種子的含油量普遍較高，而且具有種皮薄、沒(méi)有色素積累或色素積累很少、種子含油量高且油質(zhì)好、餅粕蛋白質(zhì)含量高、纖維素和多酚含量低，飼料利用價(jià)值高，在生產(chǎn)上具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值等一系列突出優(yōu)點(diǎn)，從而成為甘藍(lán)型油菜品質(zhì)育種的主要目標(biāo)之一［1－4］。目前，關(guān)于甘藍(lán)型黃籽油菜研究主要集中在色素、含油量、蛋白質(zhì)含量等性狀及其與黑籽油菜的差異比較上，迄今已在油菜種皮、種胚的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)［4－7］和品質(zhì)分析［2，8－9］方面做了較多工作。胚是油菜種子存儲(chǔ)油分和蛋白質(zhì)的主要器官，也是部分色素合成和儲(chǔ)存的部位，油菜胚含多種色素，大多是脂溶性的，可保留在菜籽油中，會(huì)嚴(yán)重影響油品質(zhì)量。加拿大菜籽油分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)之一就是油脂中葉綠素含量的多少，含量越高，等級(jí)越低。至今未有種子色素相關(guān)含量與品質(zhì)相關(guān)分析研究報(bào)道。該研究通過(guò)對(duì)不同環(huán)境條件下含油量、蛋白質(zhì)含量與種子色素含量的相關(guān)關(guān)系分析，明確相關(guān)性狀間的關(guān)聯(lián)性，為油菜雜交育種和優(yōu)勢(shì)組合的選配及品質(zhì)育種提供理論參考，以提高育種效率。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 該研究所用材料為重慶中一種業(yè)有限公司多年選育的骨干系親本材料108份，分別于2012～2013年在重慶市九龍坡區(qū)含谷試驗(yàn)基地種植，9月25日播種育苗，10月30日移栽至大田，無(wú)重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每小區(qū)3行，每行15株。按常規(guī)生產(chǎn)方式進(jìn)行田間管理。種子收獲后自然風(fēng)干。

1.2 甘藍(lán)型油菜種皮和種胚分離 稱約0.5 g種子(約250粒)，放入培養(yǎng)皿，用蒸餾水浸泡12 h，剝離種皮和胚，在105℃下烘干至恒重，隨機(jī)選取5～10粒(約0.02 g)種皮和胚用于試驗(yàn)，3次重復(fù)。

1.3 甘藍(lán)型油菜種子色素含量測(cè)定 分別稱取約0.02 g種皮和胚放入離心管，加5%HCl-甲醇溶液5 ml，置80℃水浴中加熱提取1 h(提取過(guò)程中適當(dāng)補(bǔ)充揮發(fā)的溶劑)，提取液10 000 r/min離心6 min，然后在殘?jiān)屑尤胩崛∫汉笾貜?fù)提取至無(wú)色，最后合并上清液，定容至10 ml，分別以波長(zhǎng)600、530、325和280 nm測(cè)定提取液的吸光值。以△530－600 nm=0.1作為花色素苷單位來(lái)計(jì)算花色素的含量(anthocyanidin content，AC)，以A325nm/g干重表示類黃酮的含量(favoid content，F(xiàn)C)［10］。以沒(méi)食子酸作標(biāo)準(zhǔn)曲線(濃度范圍 10 ～100 g)計(jì)算總酚的含量(total phenol content，TPC)［11］。在上述殘?jiān)欣^續(xù)加入2 ml 2%NaOH溶液，80℃的水浴提取，測(cè)定提取液在290 nm處的吸光度。以A290nm/g干重表示黑色素含量(melanin content，MC)［12］。

1.4 種子含油量和蛋白質(zhì)含量測(cè)定 油菜種子含油量采用索氏抽提法測(cè)定，蛋白質(zhì)含量采用半微量凱氏定氮法測(cè)定［13］。

1.5 性狀統(tǒng)計(jì)分析 考察種子性狀指標(biāo)值包括8個(gè)，分別為種胚中花色素含量、類黃酮含量、總酚含量和黑色素含量，種皮中花色素含量、類黃酮含量、總酚含量和黑色素含量，分別以x1、x2…x8表示。測(cè)定的2個(gè)品質(zhì)性狀含油量和蛋白質(zhì)含量分別用y1、y2表示。用 SPSS13.0來(lái)計(jì)算各性狀的相關(guān)系數(shù)和通徑系數(shù)等。

2 結(jié)果與分析

2.1 甘藍(lán)型油菜種子各個(gè)性狀的相關(guān)性分析 通過(guò)對(duì)各個(gè)性狀的相關(guān)性分析表明，種子含油量與蛋白質(zhì)含量(圖1)、種皮色素含量和種胚的花色素含量、總酚含量和黑色素含量存在極顯著負(fù)相關(guān)，與類黃酮含量相關(guān)性不顯著(圖2)。蛋白質(zhì)含量和種皮色素含量存在極顯著負(fù)相關(guān)，與種胚花色素含量、總酚含量和黑色素含量存在極顯著正相關(guān)，與類黃酮含量存在極顯著負(fù)相關(guān)(圖3)。在種胚中，花色素含量與總酚含量和黑色素含量存在極顯著正相關(guān)，與類黃酮含量相關(guān)性不顯著，但與種皮色素相關(guān)性不顯著;類黃酮含量與黑色素含量均存在極顯著負(fù)相關(guān)，類黃酮含量和總酚含量存在顯著性正相關(guān)，與種皮中類黃酮含量和總酚含量存在顯著性相關(guān);總酚含量與黑色素含量相關(guān)性不顯著，且與黑色素含量同種皮中色素含量相關(guān)性不顯著。在種皮中，各色素含量均為極顯著正相關(guān)關(guān)系。

圖1 甘藍(lán)型油菜種子含油量與蛋白質(zhì)含量及其相互關(guān)系

圖2 甘藍(lán)型油菜種子含油量與種子色素含量及其相互關(guān)系(左:種胚;右:種皮)

圖3 甘藍(lán)型油菜種子蛋白質(zhì)含量與色素含量及其相互關(guān)系(左:種胚;右:種皮)

2.2 甘藍(lán)型油菜種子各性狀通徑分析 通徑分析表明(表1)，種胚花色素含量和類黃酮含量與種子含油量的直接通徑系數(shù)值較大，說(shuō)明這2個(gè)性狀對(duì)種子含油量的貢獻(xiàn)較大;種皮類黃酮含量和總酚含量與含油量的直接通徑系數(shù)為較小的正值，說(shuō)明它們對(duì)含油量的貢獻(xiàn)較小，但為正效應(yīng)，另外種皮色素含量通過(guò)蛋白質(zhì)含量對(duì)種子含油量還存在有一定的間接作用;蛋白質(zhì)含量、種胚總酚含量和黑色素含量及種皮花色素含量和黑色素含量與種子含油量的直接通徑系數(shù)為負(fù)值，說(shuō)明它們對(duì)種子含油量的貢獻(xiàn)為負(fù)效應(yīng)。表2表明種胚總酚含量和黑色素含量與種子蛋白質(zhì)含量的直接通徑系數(shù)為較大的正值，說(shuō)明它們對(duì)種子蛋白質(zhì)含量的貢獻(xiàn)較大，其余因子對(duì)種子蛋白質(zhì)含量的直接通徑系數(shù)為負(fù)值，說(shuō)明它們對(duì)種子蛋白質(zhì)含量的貢獻(xiàn)為負(fù)效應(yīng);另外種皮花色素含量通過(guò)種皮類黃酮含量對(duì)種子蛋白質(zhì)含量有一定的間接作用，其間接通徑系數(shù)為0.226 7，說(shuō)明種皮花色素含量通過(guò)對(duì)種皮類黃酮含量的影響對(duì)種子蛋白質(zhì)含量有較大的間接作用。

表1 甘藍(lán)型油菜種子色素含量與含油量的通徑系數(shù)

3 結(jié)論與討論

目前，甘藍(lán)型黃籽油菜品種的選育及提高油菜籽產(chǎn)量、種子含油量和改進(jìn)油菜品質(zhì)成為油菜育種家的首要目標(biāo)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的籽粒顏色、品質(zhì)和豐產(chǎn)性的人工選擇及自然選擇，在高強(qiáng)度的選擇壓力下，形成了甘藍(lán)型黃籽油菜豐富而寶貴的遺傳資源，在遺傳來(lái)源、含油量、蛋白質(zhì)含量、種皮顏色、色素組成及其含量等方面具有豐富的遺傳變異［14］。迄今，前人已經(jīng)在探討甘藍(lán)型黃籽油菜品質(zhì)性狀的遺傳機(jī)理方面做了大量的工作，并取得了很大的進(jìn)展，各國(guó)育種家先后育出了一批甘藍(lán)型黃籽油菜材料并進(jìn)行了一系列遺傳研究。但過(guò)去的研究都是以甘藍(lán)型黃籽油菜與黑籽的差異為主［15－19］，作物品質(zhì)遺傳學(xué)家提出菜籽的油脂、蛋白含量呈高度負(fù)相關(guān)［20－22］，對(duì)蛋白基本性質(zhì)［23－24］，貯藏蛋白亞基的積累過(guò)程和方式［25］等也有相關(guān)報(bào)道。對(duì)油菜種子含油量的遺傳研究認(rèn)為，種子含油量主要受母體基因型控制，父本影響較小，含油量主要由遺傳因素決定，控制含油量的基因具有加性和顯性作用，同時(shí)也受環(huán)境因素的影響，并存在基因型與環(huán)境的互作［1，26－31］;也有研究認(rèn)為在 F1 代，種子含油量主要受母體和種胚基因型共同影響［32］。關(guān)于色素成分的研究［9－13］主要集中在對(duì)油菜種皮色澤方面。胚為植物發(fā)育提供所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，種子成熟過(guò)程中會(huì)積累大量有機(jī)化合物，在種皮色素減少后的黃籽油菜加工中，胚色素含量將影響菜籽油和餅粕的質(zhì)量，因此研究甘藍(lán)型油菜胚色素的遺傳機(jī)理尤為重要。

表2 甘藍(lán)型油菜種子色素含量與蛋白質(zhì)含量的通徑系數(shù)

該研究通過(guò)對(duì)甘藍(lán)型油菜種子含油量、蛋白質(zhì)含量與色素含量進(jìn)行相關(guān)與通徑分析表明:含油量與蛋白質(zhì)含量、種皮色素和胚中花色素含量、總酚含量和黑色素含量存在極顯著負(fù)相關(guān)，蛋白質(zhì)含量、種胚總酚含量和種皮黑色素含量與種子含油量的直接通徑系數(shù)為負(fù)值，說(shuō)明油菜籽的含油量提高在一定程度上受到蛋白質(zhì)含量和種子中色素積累的影響。研究發(fā)現(xiàn)，含油量與蛋白質(zhì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，這與前人的研究結(jié)果一致，不同的田間環(huán)境條件并沒(méi)有影響含油量與蛋白質(zhì)含量之間互為消長(zhǎng)的關(guān)系。另外，蛋白質(zhì)含量與種皮和胚色素含量均達(dá)到極顯著正相關(guān)或負(fù)相關(guān)，與黑色素含量存在極顯著正相關(guān)，說(shuō)明蛋白質(zhì)含量可能在合成過(guò)程中和油分的合成競(jìng)爭(zhēng)底物與黃酮類化合物的合成代謝途徑密切相關(guān)，而與其他途徑相關(guān)性不明顯;胚中色素含量存在不同的相關(guān)性，表明種皮和胚色素合成可能受不同遺傳體系控制［33］，在色素合成代謝途徑過(guò)程中對(duì)底物的競(jìng)爭(zhēng)性也可能不同。

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

［2］RASHID A，RAKOW G.Seed quality improvement in yellow seeded Brassica napus［C］//Proceedings of 8 th International Rapeseed Congress.UK，Cambridge，1995:1144 －1146.

［3］SHIRZADEGAN M，ROBBELEN G.Influence of seed color and hull proportion on quality properties of seed in Brassica napus L.［J］.Fette Seifen Anstrichmittel，1985，87(6):235 －237.

［4］STRINGAM G R，MCGREGOR D I.Chemical and morphological characteristic associated with seedcoat color in rapeseed［C］//Proceedings of 4 th International Rapeseed Congress.Giessen，Germany，1974:99 －108.

［5］王漢中，劉后利.甘藍(lán)型油菜粒色與種子有關(guān)性狀間的關(guān)系研究［J］.中國(guó)油料，1989(2):32－36.

［6］肖達(dá)人，劉后利.甘藍(lán)型油菜種皮顏色與種子含油量的相關(guān)分析［J］.作物學(xué)報(bào)，1982，8(4):24 －27.

［7］陳寶元，孟金陵.甘藍(lán)型油菜種皮發(fā)育的初步觀察［J］.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1983，2(3):73 －81.

［8］張子龍，李加納，唐章林，等.甘藍(lán)型黃籽油菜主要品質(zhì)性狀間的相關(guān)性分析［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2008，24(7):158 －160.

［9］陳文杰，趙興中，王灝，等.不同甘藍(lán)型油菜高含油量種質(zhì)資源的脂肪酸成分分析［J］.現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展，2009，9(1):46 －49.

［10］VAN DEYNZE A E，LANDRY B S，PAULS K P.The identification of restriction fragment length polymorphisms linked to seed colour genes in Brassica napus［J］.Genome，1995，38:534 －542.

［11］SOMERS D J，RAKOW G，PRABHU V K，et al.Identification of a major gene and RAPD markers for yellow seed coat colour in Brassica napus［J］.Genome，2001，44(6):1077 －1082.

［12］ZHOU X Z，WEI K H，CHEN Z H，et al.Black sesame extracted from melanoma study［J］.J Chem Industry For Prod，1997，4:17 －19.

［13］官春云.油菜品質(zhì)改良和分析方法［M］.長(zhǎng)沙:湖南科學(xué)技術(shù)出版社，1985.

［14］張學(xué)昆，諶利，殷家明，等.甘藍(lán)型黃籽油菜RAPD和種皮色素遺傳多樣性［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003，36(7):752 －756.

［15］HU X J.Studies on the relationship between seed-coat colour and pigment content in different types of rapeseed cultivars［J］.Cruciferae Newsletter，1988，13:43 －47.

［16］WANG H Z，LIU H L.Genetic analysis of seed color instability in yellow－ seeded Brassica napus L.［C］//Proceedings of 8th International Rapeseed Congress.Saskatoon，Canada，1991:211 －218.

［17］陳玉萍，劉后利.甘藍(lán)型油菜種子發(fā)育過(guò)程中種皮色素含量的動(dòng)態(tài)研究［J］.中國(guó)油料，1994，16(4):13 －16.

［18］YE X L，LI J N，TANG Z L，et al.Dynamic studies on difference of seedcoat pigments and related characters between black－seeded and yellow－seeded rapeseed lines(Brassica napus L.)in the developmental stages of embryo［C］//Proceedings of International Symposium on Rapeseed Science.New York:Science Press，2001:73 －84.

［19］王漢中，劉后利.甘藍(lán)型油菜黃籽和黑籽皮殼中花色素，多酚，苯丙烯酸含量和PAL活性的差異［J］.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1996，15(6):509－513.

［20］SUGIMOTO T，TANAKA K，MONMA M，et al.Phosphoenol pyruvate carboxylase level in soybean seed highly correlates to its contents of protein and lipid［J］.Agric Biol Chem，1989，53(3):885 －887.

［21］VAZQUEZ －TELLO A，WHITTIER R F，KAWASAKI T，et al.Sequence of a soybean(Glycine max L)phosphoenol pyruvate carboxylase cDNA［J］.Plant Physiol，1993，103:1025 －1026.

［22］SUGIMOTO T，KAWASAKI T，KATO T，et al.cDNA sequenceand expression of a phosphoenol pyruvate carboxylase gene from soybean［J］.Plant Mol Bio，1992，20:743 －747.

［23］熊志勇，夏伏建，陸師國(guó).優(yōu)質(zhì)油菜籽粕蛋白質(zhì)分類研究［J］.武漢植物學(xué)研究，2001，19(3):259 －261.

［24］文建軍，何應(yīng)森，何獲平，等.“西南302”油菜(Brassica napus)種子貯藏蛋白的分離及部分性質(zhì)［J］.西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2000，13(2):46 －50.

［25］HOGLUND A S，RODIN J，LARSSON E，et al.Distribution of napin and cruciferin in developing rapeseed embryos［J］.Plant Physical，1992，98:509－515.

［26］傅廷棟.油菜品種改良的現(xiàn)狀與展望［J］.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，34(Z1):1－4.

［27］胡中立，劉后利.甘藍(lán)型油菜品質(zhì)性狀的配合力分析及低硫甙種質(zhì)新開(kāi)發(fā)的理論探討［J］.作物學(xué)報(bào)，1989，15(3):221 －229.

［28］韓繼祥.甘藍(lán)型油菜含油量的遺傳研究［J］.中國(guó)油料，1990(2):1－6.

［29］劉定富，劉后利.甘藍(lán)型油菜脂肪酸成分的基因作用形式和效應(yīng)［J］.作物學(xué)報(bào)，1990，16(3):193 －199.

［30］STEFFANSSON B R，HOUGEN F M，DOWNEY R K.Note on the isolation of rape plants with seed oil free from erucic acid［J］.Can J Plant Sci，1961，41:218 －219.

［31］張書(shū)芬，宋文光，任樂(lè)見(jiàn)，等.甘藍(lán)型雙低油菜數(shù)量性狀的遺傳力及基因效應(yīng)［J］.中國(guó)油料作物學(xué)報(bào)，1996，18(3):1 －3.

［32］王通強(qiáng).油菜籽含油量的遺傳及雜種優(yōu)勢(shì)［J］.貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，1992(6):37 －42.

［33］曲存民，付福友，劉列釗，等.甘藍(lán)型油菜胚色素成分的QTL定位［J］.作物學(xué)報(bào)，2009，35(2):286 －294.