宋豐萍，程嘉慶，劉振興，程志強，程田田，代 歡，寧友維，蒙祖慶*

(1.西藏農牧學院，西藏 林芝 860000;2.四川省農業(yè)科學院，四川 成都 610066)

【研究意義】油菜是西藏的主要油料作物，該區(qū)油菜種包括甘藍型、芥菜型和白菜型油菜等多種類型，其中白菜型和芥菜型油菜具有較久的栽培歷史，表現較廣泛的遺傳變異，具有早熟、抗逆、抗倒伏、耐貧瘠等較強的抗逆性，是西藏高海拔區(qū)油菜主要種植類型，但其產量和品質性狀較差，雙低育種難度較大，限制了當地油菜生產的發(fā)展。甘藍型油菜是我國油菜栽培面積最廣的油菜類型，其產量和品質與其他兩個栽培種相比具有明顯的優(yōu)勢，但由于抗逆性狀較弱，導致西藏高海拔區(qū)種植受限[1-2]。利用芥菜型油菜與甘藍型油菜進行種間雜交，人工創(chuàng)制新型甘藍型油菜可以有效拓寬油菜遺傳背景，為油菜種質資源創(chuàng)新奠定種質基礎，是有效解決我國油菜遺傳背景狹窄問題的有效途徑。【前人研究進展】我國學者利用芥菜型油菜和白菜型油菜的特異性狀采用種間雜交方法對甘藍型油菜進行遺傳改良創(chuàng)制新型甘藍型油菜，通過自交、雜交、回交等多種授粉方式獲得雜種后代并選擇甘藍型油菜個體。經典的甘藍型油菜品種中油821的選育就是利用5個甘藍型品種和一個白菜型地方品種復合雜交獲得的[3]。李加納[4]通過甘白、甘芥等種間雜交和系統(tǒng)選育，將黃籽基因導入到甘藍型油菜培育出“渝黃”系列的甘藍型黃籽油菜。孟金陵和劉忠松等[5-6]對芥甘雜交種的可交配性、克服不親和的方法、胚胎學研究以及雜種后代的遺傳特性等方面進行系統(tǒng)的研究，并利用芥甘雜交種培育出了甘藍型油菜細胞質雄性不育系和黃籽甘藍型油菜品種。青海省農林科學院利用芥菜型油菜地方品種“多室”性狀導入甘藍型油菜，獲得了一批甘藍型多室油菜[7]?？剐杂N方面，Prakashs等通過了芥甘雜交方法創(chuàng)制了抗裂莢品種[8]；Roy等[9]將芥菜型油菜抗黑脛病性狀導入甘藍型油菜，提高了甘藍型油菜的抗病性。Song等[10]通過芥甘雜交方法創(chuàng)制了新型甘藍型油菜提高甘藍型油菜的抗旱性?！颈狙芯壳腥朦c】本研究以改良甘藍型油菜西藏高原生態(tài)環(huán)境下的適應性為目的，利用芥甘種間有性雜交，通過開放授粉和多代自交定向選育的方法，獲得了一批遺傳性狀穩(wěn)定的芥甘雜交新種質群體。【擬解決的關鍵問題】圍繞該群體，開展其生育期、產量性狀、品質性狀等15個表型性狀進行綜合評價，為優(yōu)異基因資源的挖掘提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗所用的54個西藏新型甘藍型油菜是以西藏芥菜型油菜地方品種為母本，優(yōu)良甘藍型油菜藏油5號為父本，通過種間有性雜交創(chuàng)制的新型甘藍型油菜群體，編號為XZ1～XZ54。

1.2 試驗設計

試驗在西藏農牧學院試驗農場進行，該農場海拔2970 m，年平均氣溫8.8 ℃，≥10 ℃的有效積溫2000～2200 ℃，無霜期160～180 d。實驗采用隨機區(qū)組設計，于2019年3月31日大田直播，每份材料1行區(qū)，行長2.5 m，行距60 cm，3次重復。3～5葉期定苗，每行12～15株，試驗地四周設保護行。試驗田為沙性土質，肥力適中，前茬為玉米，播種前施復合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)450 kg/hm2作基肥，出苗后1個月，追施尿素225 kg/hm2。于2019年7月25日至8月17日依次收獲，暫存于陰涼干燥處自然晾干，2019年11月15-30日集中考種。試驗過程中施肥水平、栽培管理及病蟲防治略高于一般生產管理。

1.3 產量品質及農藝性狀的獲取

參照武曉明2007版《油菜種質資源描述規(guī)范和數據標準》的方法對西藏新型甘藍型油菜的25個性狀包括產量、品質、生育期及農藝性狀進行了調查。其中8個與產量相關的性狀分別為角果長度、每角果粒數、主花序有效角果數、單株有效角果數、著果密度、千粒重、單株產量和折合產量；7個與籽粒品質相關的性狀分別為含油量、油酸、亞油酸、亞麻酸、蛋白質、芥酸、硫苷；6個與植株營養(yǎng)體生長勢相關的農藝性狀分別為莖粗、株高、主花序、一次有效分枝數、二次有效分枝數、一次有效分枝高度；4個與生育期相關的性狀，分別為苗期(出苗期至五葉期)、蕾臺期(五葉期至初花期)、總花期(初花期至終花期)、生育期天數(出苗期至成熟期)。

1.4 數據統(tǒng)計與分析

描述統(tǒng)計用EXCEL2016完成，相關性分析和主成分分析采用IBMSPSSStatisticsV21.0。

2 結果與分析

2.1 生育期性狀比較

新型甘藍型油菜54個品系的生育期性狀見表1，參試新型油菜品系的生育期分布于102～125 d之間，平均119 d，生育期整體低于對照品種，呈現早熟的特點，其中生育期短于120 d的有24個品系，品系XZ32生育期最短可達110 d，在西藏高原地區(qū)均能正常成熟。由新型甘藍型油菜品系的生育期結果可以看出，通過芥甘種間雜交進一步縮短早熟甘藍型油菜的生育期是有效可行的。

表1 新型甘藍型油菜的生育期性狀

2.2 產量性狀比較

西藏新型甘藍型油菜54個品系的產量性狀見表2，產量性狀比較結果表明，角果較長和千粒重較大是參試新型甘藍型油菜品系較對照品種較為明顯的特點。54個新型甘藍型油菜品系的角果長度分布于5.44～11.63 cm，其中50個品系的角果長度大于對照品種，7個品系的角果長度在10 cm以上；新型甘藍型油菜品系的千粒重分布于2.74～5.42 g，36個品系的千粒重大于對照品種，其中XZ6、XZ21、XZ42 3個品系的千粒重大于5 g；新型甘藍型油菜的主花序角果數平均38.22～87個，其中11個品系的主花序角果數多于對照品種；新型甘藍型油菜的單株有效角果數平均220～884個，22個品系的單株有效角果數高于對照品種，其中6個品系的單株有效角果數超出對照50%，品系XZ47的單株有效角果數884個高于對照89%；參試54個新型甘藍型油菜單株粒重分布于12.21～55.29 g，其中12個品系的單株粒重大于對照，XZ46、XZ47、XZ49 3個品系的單株粒重高于50 g，具有較高的單株產量。

表2 新型甘藍型油菜的產量性狀

續(xù)表2 Continued table 2

續(xù)表2 Continued table 2

2.3 品質性狀比較

菜籽的蛋白主要集中在油菜籽粒的子葉中，菜籽油脂提取后，主要存在于餅粕中，作為飼料價值的評價指標。西藏新型甘藍型油菜54個品系的品質性狀見表3，品質性狀比較結果表明，54個新型甘藍型油菜的籽粒蛋白含量分布于14.55%～31.75%，平均20.92%，其中有43個品系超出對照品種。高含油量品種的選育是油菜育種的重要目標，本實驗新型甘藍型油菜含油量34.63%～51.50%，平均44.79%,其中19個品系超出對照2%～8%，有8個品系含油量超出了50%，這些高含油量的品系可作為進一步實驗材料，為高油品種的選育奠定種質基礎；油菜籽脂肪酸組成也是評價籽品質的重要指標，54個品系油酸含量23.44%～69.52%，平均51.54%，13個品系超出對照；亞麻酸含量6.86%～11.56%,平均8.94%，28個品系的亞麻酸含量高于對照品種；亞油酸5.61%～19.80%，平均12.30%，26個品系超出對照；其中品系XZ11不僅表現含油量高，而且油酸含量也在65%以上，如果將其后代對油酸進行定向選育，有可能培育出油酸含量更高的品系。然而，按照雙低油菜品質評價標準，該新型甘藍型油菜群體籽粒品質中最大的不足就是芥酸和硫苷含量較高，此問題可能與其芥菜型油菜親本有直接關系，54個品系中只有4個品系達到雙低標準(芥酸<3%,硫苷<30 μmol/g)，分別是XZ7、XZ14、X41、X54，可進一步定向選育。

表3 新型甘藍型油菜的籽粒品質性狀

續(xù)表3 Continued table 3

3 討 論

本研究采用有性雜交的方式，將西藏芥菜型油菜與甘藍型油菜進行種間有性雜交及定向選育，獲得一批性狀穩(wěn)定的新型甘藍型油菜。這些新型甘藍型油菜的生育期較其甘藍型油菜親本均表現早熟性狀，這種早熟性狀為高寒區(qū)油菜高產和穩(wěn)產的實現奠定了種質基礎。早熟是許多油菜產區(qū)和多熟制地區(qū)的育種目標之一，培育甘藍型油菜早熟品種是當前油菜育種的主攻方向之一[11]。西藏農區(qū)具有海拔高、積溫低、無霜期短的氣候特點，西藏油菜在長期自然選擇和人工選擇條件下，早熟性狀有利于避免生育后期干旱低溫等多種災害的危害，為油菜穩(wěn)產提供安全保障。我國育種實踐證明，遠緣雜交是進行育種和種質創(chuàng)新的一條重要途徑，前人利用甘藍型油菜與白菜型油菜種間雜交，把白菜型油菜早熟性狀導入甘藍型油菜，可以得到早熟的后代，改良了甘藍型油菜成熟期較長的特性[12]。本研究利用西藏芥菜型油菜與甘藍型油菜雜交的方法，也可以獲得具有早熟性狀的甘藍型油菜群體，且芥菜型油菜具有抗旱性強的普遍特點，為西藏甘藍型油菜的遺傳改良奠定了方法和種質基礎。

千粒重是油菜產量構成的重要因素，根據《中國油菜栽培》中的劃分標準，千粒重大于等于5 g即為極大粒型，本研究利用54個芥菜型油菜與甘藍型油菜雜種后代，篩選出大粒品系3個，這些大粒品種的單株產量均在30 g以上，具有較大的產量利用潛力。試驗中使用的芥菜型和甘藍型油菜的親本千粒重均未超過5 g，而其雜種后代中之所以產生極大粒品種，其原因可能是基因重組，芥菜型油菜與甘藍型油菜的親緣關系較遠，遠緣雜交的方式可能有利于千粒重等經濟性狀的遺傳變異。前人利用胚搶救和子房培養(yǎng)的方法通過遠緣雜交也獲得過大粒甘藍型油菜新種質[13]。這些大粒甘藍型油菜種質資源可作為親本和現有優(yōu)質甘藍型油菜品種雜交，選育出優(yōu)質、高產甘藍型油菜育種材料，為甘藍型油菜產量的提高奠定種質基礎。

脂肪與蛋白質是油菜籽粒中的主要營養(yǎng)成分，然而較多的研究認為兩種組分間呈負相關關系。本實驗條件下芥甘雜交新種質的籽粒蛋白質含量高于對照，其主要原因是這些種子大田生產中多采取了套網的方式自交留種，根據前人研究結果相對遮光的環(huán)境不利于籽粒發(fā)育后期油分的積累，相應提高了籽粒中蛋白的含量[14]。提高菜籽含油量是當前增加菜油產量最為有效的途徑，如果生產中油菜品種含油量超過48%，則相當于總產量提高10%[15]。我國學者采用常規(guī)定向選擇或雜交轉育、誘變及基因工程的方法在高產和高含油等品質方面取得突破性進展，其中含油量50%以上的菜籽被認為是高油菜籽[16]。Liu等[17]將芥菜型油菜黃籽轉育到甘藍型油菜中，創(chuàng)制出含油量高達52.38%“黃矮早”等新種質，且性狀遺傳穩(wěn)定。本研究利用西藏芥菜型油菜與甘藍型油菜進行雜交，54份新型甘藍型油菜中有8個品系的含油量高于50%，一方面與本實驗高原氣候有一定關系，依據前人研究結果，高海拔充足的光照和較長的日照時長有利于油菜籽含油量的提高[18]；另一方面也進一步證實了通過芥甘油菜種間雜交可以實現含油量的提高，但該性狀是否能夠穩(wěn)定遺傳尚需進一步實驗驗證。在“雙低”油菜的品質基礎上，脂肪酸組成是否平衡合理是評價油脂品質的重要指標，其中油酸是菜籽油的主要脂肪酸，健康營養(yǎng)油是帶有高油酸、高亞油酸和高亞麻酸的油脂[19-20]。

本實驗中54個品系中13個品系的油酸含量超出對照，最高的可以達到69.52%，表明通過芥菜型和甘藍型油菜常規(guī)的種間有性雜交技術也可以改善甘藍型油菜的脂肪酸組成，提高菜籽油品質。

4 結 論

通過芥甘有性雜交獲得的54個新型甘藍型油菜品系的生育期均短于甘藍型油菜親本，呈現早熟的特點，表明通過芥甘種間雜交進一步縮短早熟甘藍型油菜的生育期是有效可行的。通過芥甘有性雜交獲得新型甘藍型油菜具有千粒重大和單株產量高的特點，54個新型甘藍型油菜品系中獲得千粒重大于5 g的大粒品系3個，單株產量大于50 g的高產品系3個，產量性狀優(yōu)于甘藍型油菜親本。有8個品系的含油量超出50%；有11個品系的油酸含量超出65%，油酸最高可達69.52%；有4個品系達到雙低標準(芥酸<3%,低硫苷<30 μmol/g)，這些品系將為今后甘藍型油菜育種提供優(yōu)良的親本資源。