王轉(zhuǎn)茸 萬(wàn)麗麗 楊光圣 孫玉宏 辛強(qiáng) 洪登峰 高紅霞

摘要：甘藍(lán)型油菜（Brassica napus L.）的裂角落粒嚴(yán)重影響油菜的產(chǎn)量和機(jī)械適收性。利用改進(jìn)后的隨機(jī)碰撞法對(duì)122份甘藍(lán)型油菜的自交系和雜交組合進(jìn)行抗裂角性評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)抗裂角指數(shù)（Shatter resistant index，SRI）大于0.60的品系占4.1%。分析抗裂角指數(shù)（SRI）與角果長(zhǎng)、寬、果喙的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)抗裂角指數(shù)與角果長(zhǎng)和果皮厚呈極顯著正相關(guān)，且相關(guān)系數(shù)較高。結(jié)合種子的品質(zhì)性狀分析，共篩選了3份品質(zhì)性狀優(yōu)良且抗裂角性強(qiáng)的甘藍(lán)型油菜新品系早熟圣光168、E-7039和E-7089。

關(guān)鍵詞：甘藍(lán)型油菜（Brassica napus L.）;抗裂角;種子;品質(zhì)性狀

中圖分類號(hào)：S565.4 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2019）24-0034-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.24.009 ? ? ? ? ? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Screening of pod shatter resistance and analysis of

related traits in new lines of Brassica napus L.

WANG Zhuan-rong1，WAN Li-li1，YANG Guang-sheng2，SUN Yu-hong1，

XIN Qiang2，HONG Deng-feng2，GAO Hong-xia1

（1.Wuhan Academy of Agricultural Sciences，Wuhan 430065，China;

2.National Key Laboratory of Crop Genetic Improvement，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070，China）

Abstract： The pod shatter of Brassica napus L. seriously affected the yield and mechanical adaptability of rapeseed. 122 hybrids and self-lines of Brassica napus L. were assessed for pod shatter resistance using improved random impact test method.The results showed that the lines which pod shatter resistant index （SRI） was more than 0.60 accounted for 4.1%. By analyzing the correlation between the SRI and the length， width and beak of the pod， it is found that the SRI is significantly positively correlated with the length and thickness of the pod， and the correlation coefficient is high. Combined with the quality analysis traits of the seed， three new varieties of rapeseeds with good quality traits and higher SRI were screened for Zaoshu shengguang 168， E-7039 and E-7089.

Key words： Brassica napus L.; pod shatter resistant; seed; quality trait

油菜（Brassica napus L.）是中國(guó)重要的油料作物之一，其傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式用工較多，成本高。加快油菜的機(jī)械化收割能顯著減少用工，提高油菜產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。但在機(jī)械化收獲模式下，因角果開裂所造成的損失占油菜子?？偖a(chǎn)量的8%～12%，如若延遲收獲，產(chǎn)量損失則會(huì)增加到20%以上[1，2]。此外，裂角落入田間的種子可以在土壤中保持幾年的活力，嚴(yán)重影響后茬作物的雜草控制[3]。為了保證產(chǎn)量和減少次生苗的產(chǎn)生，大部分農(nóng)民選擇提前收獲的方式減少產(chǎn)量損失。然而，這種方式又嚴(yán)重影響菜子油的品質(zhì)[4]。因此，選育抗裂角性強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)油菜品種是提高油菜的機(jī)械適收性和降低裂角落粒造成產(chǎn)量損失的重要途徑[5]。

眾多研究者對(duì)油菜抗裂角性的測(cè)定方法及其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了長(zhǎng)期探索，創(chuàng)造了田間直測(cè)法、彎曲法、鐘擺法、變速電機(jī)分裂法、懸臂法和隨機(jī)碰撞法等方法[6-9]。其中，隨機(jī)碰撞法操作簡(jiǎn)單、重復(fù)性好，成為目前最為常用的方法[9]。本研究在彭鵬飛等[9]改進(jìn)的隨機(jī)碰撞法的基礎(chǔ)上，建立了一套適用范圍更廣的鑒定方法。利用該方法，本研究鑒定了122份甘藍(lán)型油菜自交系和雜交組合的抗裂角性，通過(guò)分析不同材料之間的抗裂角性和重要的品質(zhì)性狀，篩選出了適宜機(jī)械化生產(chǎn)的抗裂角油菜和品質(zhì)優(yōu)良的油菜新品系，為進(jìn)一步培育適合機(jī)械化生產(chǎn)的油菜品種提供參考。

1 ?材料與方法

1.1 ?試驗(yàn)材料來(lái)源及種植方式

在武漢市聯(lián)農(nóng)種業(yè)股份有限公司及華中農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家油菜工程技術(shù)研究中心收集了122份甘藍(lán)型油菜品系（組合）作為供試材料，包括65份自交系和57份雜交組合，其中7-5（常規(guī)品種）作為易裂角的對(duì)照品種，中雙11（常規(guī)品種）作為抗裂角的對(duì)照品種，2018年9月25日將所有收集的材料播種于華中農(nóng)業(yè)大學(xué)油菜試驗(yàn)基地、鄂州試驗(yàn)基地和江陵試驗(yàn)基地。試驗(yàn)材料的種植采用直播方式種植，按隨機(jī)區(qū)組排列播種，3次重復(fù)，每小區(qū)面積為90 m2，株距約0.2 m，行距0.4 m，試驗(yàn)區(qū)四周設(shè)保護(hù)行，田間水肥等管理水平一致。

1.2 ?試驗(yàn)方法

1.2.1 ?抗裂角性狀的鑒定 ?黃熟期每個(gè)品種隨機(jī)選取5株，收獲后在常溫常壓下室內(nèi)懸掛自然干燥4周。每個(gè)單株用剪刀剪取單株主花序中部、發(fā)育正常、充分成熟的15個(gè)角果，用尼龍網(wǎng)袋裝好備用。鑒定前對(duì)角果統(tǒng)一進(jìn)行烘干處理，設(shè)置80 ℃烘烤30 min后密封室溫隔夜保存，以減少余溫的干擾。每個(gè)品種測(cè)試5個(gè)單株，每單株取12個(gè)角果混合，共60個(gè)角果，3次重復(fù)。每次取20個(gè)角果放入內(nèi)徑為13.0 cm、高10.0 cm的方形帶蓋子的塑料容器內(nèi)，容器內(nèi)放置6個(gè)直徑為14.0 mm的鋼珠和20個(gè)直徑為4.0 mm的鋼珠。將容器放置在哈東聯(lián)HZQ-C雙層空氣恒溫振蕩器上，轉(zhuǎn)速設(shè)置為240 r/min，振幅20 mm;每振蕩2 min記錄一次破裂角果數(shù)，以角果破損50%或能看見油菜子粒作為角果破裂的標(biāo)準(zhǔn)，總共記錄5次，每次記錄時(shí)把破裂的角果拿出來(lái)。最后計(jì)算裂角指數(shù)和抗裂角指數(shù)。公式為：

SI=ΣXi×（6-i）/100（1）

SRI=1-SI（2）

式中，SI（Shatter index）為裂角指數(shù)，SRI（Shatter resistant index）為抗裂角指數(shù)，Xi為第i次破損的角果數(shù)，1≤i≤5。

1.2.2 ?角果相關(guān)性狀檢測(cè) ?從122份甘藍(lán)型油菜中隨機(jī)抽取30份材料，分別用游標(biāo)卡尺測(cè)量10個(gè)角果的角果長(zhǎng)、角果寬、果皮厚、果喙長(zhǎng)、喙橫切長(zhǎng)和喙縱切長(zhǎng)，取平均值。最后用萬(wàn)分之一電子天平秤量10個(gè)角果的果喙重量。

1.2.3 ?品質(zhì)性狀檢測(cè) ?用近紅外品質(zhì)分析儀NIRS （FOSS Analytical A/S Near-infrared reflectance spectroscopy，USA）對(duì)甘藍(lán)型油菜的種子含油量、芥酸含量、硫苷含量進(jìn)行測(cè)定。

1.3 ?數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用SPSS 13.0軟件進(jìn)行分析。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?甘藍(lán)型油菜不同品種的抗裂角指數(shù)

于2019年5月田間收獲了122份裂角抗性具有明顯差異的甘藍(lán)型油菜，室內(nèi)自然晾干和水分平衡結(jié)束后，利用隨機(jī)碰撞法評(píng)估了這些材料的裂角抗性。研究結(jié)果顯示，參試材料的平均裂角指數(shù)為0.140，變異范圍在0～0.970;抗裂角指數(shù)分布在0～0.1、>0.1～0.2、>0.2～0.3、>0.3～0.4、>0.4～0.5、>0.5～0.6、>0.6～0.7、>0.7～0.8和>0.8的品種（系）數(shù)目分別為69、26、9、8、1、4、3、0和2份（圖1）。其中，抗裂角指數(shù)小于0.1的品系占比為56.6%，抗裂角指數(shù)大于0.6的品系占比4.1%，說(shuō)明抗裂角性狀在不同的品系間差異較大。本研究所測(cè)試的新品系中，常規(guī)品種育909和G120的抗裂角指數(shù)較高，分別是0.97 和0.82（表1）。

2.2 ?油菜抗裂角指數(shù)與角果長(zhǎng)、寬、果喙的相關(guān)性

從122份甘藍(lán)型油菜中隨機(jī)抽取30份材料分別進(jìn)行角果長(zhǎng)、角果寬、果皮厚、果喙長(zhǎng)、喙橫切長(zhǎng)、喙縱切長(zhǎng)、10個(gè)果喙重量與抗裂角指數(shù)的相關(guān)性進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，30份角果性狀的角果長(zhǎng)、角果寬、果皮厚、果喙長(zhǎng)、10個(gè)果喙重量都與裂角抗性存在極顯著相關(guān)，與果喙橫切長(zhǎng)和縱切長(zhǎng)顯著相關(guān)（表2），說(shuō)明角果長(zhǎng)越長(zhǎng)，果喙越長(zhǎng)，角果越寬，角果皮越厚和果喙越重的材料，抗裂角能力就越強(qiáng)。其中，抗裂角指數(shù)與果皮厚之間的相關(guān)系數(shù)最大（r=0.593），其次與角果長(zhǎng)之間的相關(guān)系數(shù)較大（r=0.442），與果喙長(zhǎng)之間的相關(guān)性最低（r=0.045）。比如，抗裂角指數(shù)為0.82的G120，其角果皮最厚為0.326 mm，角果長(zhǎng)6.22 cm，果喙長(zhǎng)1.17 cm;抗裂角指數(shù)為0的“8-8003”，其角果皮厚0.061 mm，角果長(zhǎng)4.56 cm，果喙長(zhǎng)1.19 cm。以上結(jié)果說(shuō)明，角果長(zhǎng)和果皮厚極顯著影響油菜的抗裂角性，果喙長(zhǎng)、角果寬以及果喙重量等可以作為篩選抗裂角油菜種質(zhì)的形態(tài)指標(biāo)。

2.3 ?油菜抗裂角指數(shù)>0.30的新品系的種子品質(zhì)性狀

為了獲得適宜機(jī)械化生產(chǎn)并兼具優(yōu)良品質(zhì)性狀的甘藍(lán)型油菜新品系，本研究對(duì)平均抗裂角指數(shù)大于0.3的新品系進(jìn)行硫苷、芥酸、含油量和油酸等重要品質(zhì)性狀的考察。結(jié)果（表3）顯示，有17個(gè)新品系平均抗裂角指數(shù)大于0.30，其中，有9個(gè)新品系的硫苷含量低于20.0 μmol/g，而硫苷含量低于15.0 μmol/g的新品系有早熟圣光168、E-7083和E-5782;芥酸含量低于2.0%的新品系有E-7035、E-7089、“8-7919”、圣光185和ET125;僅有3份新品系的含油量低于45.0%，而含油量高于49.0%的新品系有3個(gè)，育909、E-7039、E-7089;17個(gè)新品系的油酸含量變異范圍在56.38%～70.49%，其中早熟圣光168的油酸含量最高。此外，在這17個(gè)抗裂角指數(shù)>0.30的新品系中，優(yōu)良的雜交品系有14個(gè)。說(shuō)明綜合品質(zhì)性狀和抗裂角指數(shù)，所有新品系中早熟圣光168、E-7039和E-7089是最適宜機(jī)械化生產(chǎn)和品質(zhì)優(yōu)良的油菜新品系。

2.4 ?相同母本配制的雜交組合的抗裂角性比較

為了研究不同父本對(duì)雜交后代抗裂角性的影響，以DFMX16為母本配制了8個(gè)雜交組合，以XYD01為母本配制了13個(gè)雜交組合（圖2）。結(jié)果顯示，以DFMX16為母本配制的8個(gè)雜交組合的抗裂角指數(shù)的變異范圍在0.10～0.37;以XYD01為母本配制的13個(gè)雜交組合的抗裂角指數(shù)變異范圍為0.10～0.65。其中，XYD01母本具有ZS11的遺傳背景，以XYD01母本配制的雜交組合E-7039的抗裂角指數(shù)較大（SRI=0.65），該組合的父本“8-7943”（SRI=0.11）是利用ZS11改良的自交系。利用該父本與G120（SRI=0.82）配制的雜交組合E-7035的抗裂角指數(shù)也高達(dá)0.65（表3），說(shuō)明“8-7943”雖然自身的抗裂角性較差，但該材料是一般配合力好的親本材料，以此作為親本能更好地提高雜交后代在抗裂角性上的優(yōu)勢(shì)。以上結(jié)果說(shuō)明，選擇優(yōu)良的雙親組合對(duì)培育抗裂角品種具有重要的實(shí)踐意義。

3 ?討論

對(duì)122份甘藍(lán)型油菜品系的抗裂角性進(jìn)行鑒定表明，抗裂角性差（SRI<0.1）的材料占56.6%，抗裂角性強(qiáng)（SRI>0.6）的材料占4.1%，而相同母本配制的雜交組合之間的抗裂角差異明顯，說(shuō)明甘藍(lán)型油菜不同品系間的抗裂角性變異較大，大部分甘藍(lán)型油菜的抗裂角性較差，這與崔嘉成等[10]和文雁成等[11]的研究結(jié)果一致。本研究證明，有針對(duì)性地對(duì)雙親抗裂角性狀進(jìn)行改良，可能是有效提高雜交組合抗裂角性的方法。綜合抗裂角性和品質(zhì)性狀，本研究篩選出了3個(gè)抗裂角性強(qiáng)且品質(zhì)優(yōu)良的甘藍(lán)型油菜新品系，下一步將對(duì)篩選出的優(yōu)良新品系進(jìn)行大面積種植，進(jìn)行機(jī)械化試收，并結(jié)合人工收獲和機(jī)械化收獲的產(chǎn)量來(lái)評(píng)估其機(jī)械適收性。

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