劉志新，姚培杰，李永威，劉興，萬正杰

（華中農(nóng)業(yè)大學園藝林學學院/園藝植物生物學教育部重點實驗室，湖北武漢，430070）

芥菜原產(chǎn)于我國，屬于十字花科蕓薹屬作物，分為根、莖、葉、薹等四大類16個變種[1]，是我國重要的鮮食蔬菜和精深加工蔬菜之一，全國各地均有栽培，其中，以西南、華中、華東、華南等15個省份栽培最為集中[2，3]。芥菜在我國長江流域和高山地區(qū)栽培時，易受低溫影響，提前抽薹開花，影響芥菜的產(chǎn)量和品質(zhì)，因此，耐先期抽薹是芥菜類蔬菜的主要育種目標，國內(nèi)已開展大量的耐先期抽薹相關(guān)研究，其中，大多為優(yōu)化栽培技術(shù)的研究，對耐抽薹芥菜遺傳育種報道較少。

對芥菜種質(zhì)資源進行系統(tǒng)的耐抽薹性評價是芥菜耐抽薹遺傳育種的基礎(chǔ)[4]，十字花科作物耐抽薹性鑒定方法早有報道，余陽俊等[5]以7個大白菜品種為試驗材料，研究大白菜耐抽薹性評價指標，得到顯蕾期、短縮莖（薹）長、抽薹指數(shù)均可作為耐抽薹性的評價指標。惠麥俠[6]通過測定種芽中過氧化物酶（POD）活性、可溶性蛋白含量來鑒定植株耐抽薹性。本試驗將具有不同遺傳背景的42份芥菜種質(zhì)種植于恩施高山地區(qū)，測定與抽薹相關(guān)的農(nóng)藝性狀，采用相關(guān)性分析、聚類分析、隸屬函數(shù)分析、主成分分析綜合評價芥菜的耐抽薹性[7]，并對具有極端抽薹性狀的3份芥菜種質(zhì)進行室內(nèi)生理指標檢測，簡化鑒定耐抽薹種質(zhì)的方法，旨在為今后芥菜耐抽薹育種工作奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為耐抽薹性不同的42份芥菜材料（表1），由華中農(nóng)業(yè)大學十字花科蔬菜遺傳育種課題組提供。

表1 供試材料

1.2 試驗方法

試驗于2020年6月3日至8月23日在建始縣花坪鎮(zhèn)蔬菜基地進行，參試的42份芥菜材料均于6月3日播種，每個品種3次重復，完全隨機區(qū)組設(shè)計，每小區(qū)種植20株，行距0.25 m，株距0.2 m，生長期間正常水肥管理。7月20日，材料開始抽薹后，每隔1 d觀察植株抽薹、顯蕾、開花情況，并測定植株主薹高、花莖顏色、花色等。

1.3 性狀調(diào)查標準

抽薹期：播種至小區(qū)50%的植株抽出長2 cm以上花薹的天數(shù)；現(xiàn)蕾期：播種至小區(qū)50%植株肉眼可見花蕾的天數(shù)；開花期：播種至小區(qū)50%植株第1朵花開放的天數(shù)；主薹高：植株開放第一朵花前，測量花莖基部到頂部的長度（cm）；單株薹數(shù)：開花期，單株植物抽出的花薹總數(shù)[8]。

花莖顏色：抽薹期，植株抽生出的花薹表皮的顏色（1—黃綠；2—淺綠；3—綠；4—紫；5—紫綠）；花色：盛花期，植株當天開放花朵花瓣的顏色（0—淺黃；2—黃；3—深黃；4—黃綠）。

正負相關(guān)的隸屬度依據(jù)下列公示計算：Uij=（Xij-Xjmin）/（Xjmax-Xjmin）；式中，Uij表示i種類j指標的耐抽薹性隸屬函數(shù)值；Xij表示i種類j指標的測定值；Xjmin表示所有種類j指標的最小值；Xjmax表示所有種類j指標的最大值；i表示某份材料；j表示某項指標[9]。同時，按照隸屬度將耐抽薹性分為5組：0～0.19為極不耐抽薹（susceptible，S），0.20～0.39為不 耐 抽 薹（low tolerance，LT），0.40～0.59為中等耐抽薹 （middle tolerance，MT），0.60～0.79為耐抽薹（tolerance，T），0.80～1.00為極耐抽薹（high tolerance，HT）[9]。

1.4 生理指標測定方法

試驗于2020年6月18日開始，在42份芥菜材料中，選出耐抽薹能力差異較大的芥菜自交系品種3份：206-144（易抽薹）、206-124（耐抽薹）、206-102（極耐抽薹），每份材料取種子50 g在室溫下浸種，均勻放置于鋪有濕潤濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)，3次重復。培養(yǎng)皿置于28℃恒溫培養(yǎng)箱中催芽24 h，后轉(zhuǎn)移到4℃冰箱中進行春化處理，低溫處理時長分別為5、10、15、20 d，隨后測定萌動種子中可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、過氧化物酶活性以及相對電導率。

可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍G-250法測定；可溶性糖采用蒽酮比色法測定；過氧化物酶活性采用愈創(chuàng)木酚法測定；相對電導率使用電導儀測定后計算獲得；測定方法參照《植物生理生化實驗原理和技術(shù)》[10]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 22.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，進行方差分析時，假定方差齊性選擇LSD和Waller-Duncan 2種方式。

2 結(jié)果與分析

2.1 芥菜耐抽薹相關(guān)性狀的相關(guān)性分析

如表2所示，抽薹期、顯蕾期、開花期之間呈極顯著正相關(guān)，其中，顯蕾期和抽薹期的相關(guān)系數(shù)為0.996，觀察現(xiàn)蕾期是極為可靠的辦法，可用于評價芥菜的耐抽薹性。

表2 芥菜耐抽薹相關(guān)性狀的相關(guān)性分析結(jié)果

2.2 芥菜耐抽薹相關(guān)性狀的主成分分析

對耐抽薹相關(guān)性狀進行主成分分析（表3），結(jié)果顯示，前3項成分包含了80.69%的信息，基本能反映芥菜品種的耐抽薹性。進一步分析了耐抽薹相關(guān)性狀與主成分之間的向量關(guān)系（表4），可以看出，第1主成分主要包含了抽薹期、現(xiàn)蕾期、開花期3個指標，描述了植株的抽薹時間；第2主成分和第3主成分則包含了其他4個指標，描述植株花薹的生長狀況。

表3 芥菜耐抽薹相關(guān)農(nóng)藝性狀的主成分分析結(jié)果

表4 芥菜耐抽薹相關(guān)性狀與主成分之間的向量關(guān)系

2.3 芥菜種質(zhì)的耐抽薹能力評價

對主成分分析篩選出來的3個指標（抽薹期、現(xiàn)蕾期、開花期）進行平均隸屬度的計算，并用平均隸屬度來評價芥菜材料的耐抽薹能力。從表5中可以看出，42份材料中有12份極耐抽薹（HT）、4份耐抽薹（T）、6份中等耐抽薹（MT）、6份不耐抽薹（LT）、14份極不耐抽薹（S）。其中，極耐抽薹材料以分蘗芥菜為代表，抽薹晚；極不耐抽薹材料以客家芥和水東芥為代表，抽薹時間早，耐抽薹能力弱。

表5 42份芥菜材料的平均隸屬度及其耐抽薹性

2.4 芥菜耐抽薹相關(guān)性狀的聚類分析和抽薹等級間的多重比較分析

利用SPSS 22.0軟件對42份芥菜材料的耐抽薹相關(guān)農(nóng)藝性狀進行系統(tǒng)聚類，劃分為四大組群，結(jié)果如圖1所示，第Ⅰ類群以分蘗芥菜為代表，包含12份材料，這一類材料抽薹晚，耐抽薹能力強。第Ⅱ類群以榨菜為代表，包含部分大葉芥和寬柄芥，共計14份材料，這一類材料耐抽薹能力較強，但不及分蘗芥菜。第Ⅲ類群包含4份材料，為大葉芥和榨菜，耐抽薹能力一般。第Ⅳ類群包含12份材料，耐抽薹能力較弱，可進一步細分為2個亞群，第1亞群包含6份材料，以客家芥為代表；第2亞群包含6份材料，以水東芥菜為代表。這與隸屬函數(shù)分析法所得出的結(jié)果基本一致，說明采用平均隸屬度和聚類分析均可有效評價芥菜的耐抽薹性。對4個類群抽薹期、現(xiàn)蕾期、開花期進行多重比較分析，結(jié)果如表6所示，耐抽薹能力強的第Ⅰ類群抽薹時間平均為73.5 d，耐抽薹能力弱的第Ⅳ類群抽薹時間平均為60.08 d。

表6 芥菜耐抽薹主要農(nóng)藝性狀多重比較結(jié)果

圖1 42份芥菜材料耐抽薹相關(guān)性狀的聚類分析結(jié)果

2.5 芥菜耐抽薹相關(guān)生理指標測定

在42份芥菜材料中，選出耐抽薹能力差異較大的芥菜自交系206-144（早抽薹）、206-124（中間型）、206-102（晚抽薹）萌動的種子經(jīng)過不同時間的低溫處理，測定其可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、POD活性、相對電導率，結(jié)果如表7所示，可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、相對電導率3個指標的變化情況與不同低溫時長處理沒有明顯的關(guān)系，不能作為植株耐抽薹能力的鑒定指標；5個不同低溫時長處理下，POD活性均為耐抽薹>中間型>不耐抽薹；以上結(jié)果表明，耐抽薹性越強的芥菜品種，其萌動種子中的POD活性越高。

表7 芥菜耐抽薹相關(guān)生理指標隨低溫處理時間的變化

3 結(jié)論與討論

本試驗采用耐抽薹相關(guān)農(nóng)藝性狀和生理指標相結(jié)合的方式，對芥菜抽薹相關(guān)性狀的7項指標進行了相關(guān)性和主成分分析，結(jié)果表明，抽薹期、現(xiàn)蕾期、開花期3項指標之間兩兩呈現(xiàn)極顯著相關(guān)性，且3個指標的主成分累積貢獻率達80.69%，3項指標中任意一個都可用于描述植株的耐抽薹性，這與張素君等[8]的研究結(jié)果一致，主薹高等性狀與抽薹時間沒有明顯的相關(guān)性，不適合作為快速鑒定芥菜耐抽薹性的生理指標，在實際生產(chǎn)中，現(xiàn)蕾期和開花期的觀測相對繁瑣，而抽薹期的觀測較為方便。

試驗測定了4℃低溫處理下萌動的種子可溶性蛋白、可溶性糖含量及POD活性、相對電導率4項指標，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、相對電導率3個指標與不同低溫時長處理間沒有明顯的關(guān)系；4℃低溫處理下，不同低溫時長處理，POD活性均為耐抽薹>中間型>不耐抽薹。在大白菜耐抽薹性鑒定試驗中，楊勇[11]發(fā)現(xiàn)大白菜的耐抽薹性越強，POD活性越低的規(guī)律，而惠麥俠[6]在大白菜耐抽薹鑒定實驗中發(fā)現(xiàn)，當春化時間大于20 d時，耐抽薹性強的材料的POD活性開始高于耐抽薹性弱的材料，這些與本試驗的結(jié)果存在很大差異，可見，春化期間，植物體內(nèi)POD活性的變化是一個很復雜的過程，即便是同一種植物，都很難得到一致的結(jié)論，需進一步深入研究。

綜上所述，在鑒定芥菜品種的抽薹性時，植株的抽薹期和萌動種子中的POD活性可作為可靠指標，這對耐抽薹育種工作有一定指導意義。此外，種芽中POD活性可作為篩選耐抽薹品種的依據(jù)，對芥菜的實際生產(chǎn)有重要意義。