侯靜靜晉芳趙利王斌

(1甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，730070，甘肅蘭州；2全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，100125，北京)

油用亞麻（Linum usitatissimumL.）又稱為胡麻，屬一年生草本植物，是我國(guó)華北和西北地區(qū)的主要油料作物之一[1]。2019年我國(guó)胡麻播種面積為23.3萬(wàn)hm2，產(chǎn)量為1459.2kg/hm2，總產(chǎn)量為34萬(wàn)t[2]。我國(guó)亞麻種植有六大主產(chǎn)區(qū)，分別為甘肅、山西、內(nèi)蒙古、寧夏、河北和新疆，甘肅位居首位[3]。亞麻籽油的脂肪酸組成中α-亞麻酸含量最高，為39%～62%[4-5]。α-亞麻酸屬于人體必需脂肪酸，是維持機(jī)體正常生長(zhǎng)必不可少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，只能從食物中攝取[6]。α-亞麻酸具有降血壓血脂、預(yù)防心腦血管疾病、改善睡眠及增強(qiáng)人體免疫力等多種功能[7]。有研究[8-9]將亞麻籽和亞麻油分別稱為“21世紀(jì)的功能食品”和“陸地上的深海魚油”。隨著生活質(zhì)量的提高和健康意識(shí)的增強(qiáng)，人們對(duì)亞麻的需求逐漸由食用性轉(zhuǎn)變?yōu)楸＝⌒?，培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)（粗脂肪和α-亞麻酸含量高）和綜合性狀優(yōu)良的油用亞麻品種具有重要意義。

作物新品種（系）評(píng)價(jià)方法有隸屬函數(shù)法、灰色關(guān)聯(lián)度法、動(dòng)態(tài)逼近理想解排序法（DTOPSIS法）和多元統(tǒng)計(jì)分析方法等[10]。DTOPSIS法是依據(jù)多目標(biāo)決策問(wèn)題的“理想解”和“負(fù)理想解”進(jìn)行排序，采用正向、中性和逆向指標(biāo)，把各性狀指標(biāo)（模糊指標(biāo)）量化為對(duì)理想解的相對(duì)接近度（Ci），為育種工作者提供客觀量化的標(biāo)準(zhǔn)，從而更加科學(xué)全面地反映品種（系）的優(yōu)劣[11]。近年來(lái)，該方法廣泛運(yùn)用于玉米[12]、水稻[13]、芝麻[14]、大豆[15]和甘蔗[16]等作物的綜合評(píng)價(jià)中。杜剛等[17]運(yùn)用DTOPSIS法和灰色關(guān)聯(lián)度法對(duì)亞麻新品種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果得出，DTOPSIS法更適用于亞麻新品種的評(píng)估，其量化標(biāo)準(zhǔn)更為合理，具有優(yōu)越性，與灰色關(guān)聯(lián)度法相比較，品種間的差異性較顯著。

本研究運(yùn)用DTOPSIS法對(duì)16個(gè)油用亞麻新品系進(jìn)行農(nóng)藝及品質(zhì)性狀綜合評(píng)價(jià)，篩選出更適應(yīng)于西北地區(qū)種植的油用亞麻新品系，提高新品種的選育效率，為油用亞麻新品種在西北地區(qū)的推廣應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019年3月-2020年9月在甘肅省白銀市景泰縣（104°07′E，37°09′N）進(jìn)行，試驗(yàn)地屬于干旱型大陸性氣候，年均氣溫9.0℃，年均降水量較小，約185mm，無(wú)霜期141d左右，晝夜溫差大，濕度小，風(fēng)速大，日照充足。地勢(shì)平坦，肥力中等，前茬作物為玉米。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所遺傳育種研究室提供的16個(gè)亞麻新品系（R25、R41、R46、R88、R96、R99、R103、R104、R104-1、R148、R148-1、R158、R161、R172、R173、R182）和 2個(gè)對(duì)照品種（張亞2號(hào)和隴亞13號(hào)）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，條播，四周設(shè)1.00m保護(hù)行，重復(fù)3次。前茬作物收獲后及時(shí)深翻。每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)種植10行，行長(zhǎng)6.67m，行距20cm，小區(qū)面積13.34m2，每行播種1200粒，出苗后按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)田間管理。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

按照《亞麻種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[18]測(cè)定農(nóng)藝性狀，隨機(jī)采集20株亞麻測(cè)定株高、工藝長(zhǎng)度、分莖數(shù)、分枝數(shù)、單株果數(shù)、單株粒重和千粒重，產(chǎn)量按小區(qū)收獲后折算。品質(zhì)性狀測(cè)定包括粗脂肪、木酚素和5種脂肪酸（亞麻酸、亞油酸、硬脂酸、油酸和棕櫚酸），其中采用殘余法測(cè)定粗脂肪含量，采用直接堿解法測(cè)定木酚素含量，采用氣相色譜法測(cè)定5種脂肪酸含量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用Microsoft Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，運(yùn)用SPSS 25軟件進(jìn)行顯著性和相關(guān)性分析。采用DTOPSIS法對(duì)亞麻新品系進(jìn)行綜合評(píng)分，各指標(biāo)以2019和2020年的平均值作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

根據(jù)育種目標(biāo)及生產(chǎn)實(shí)踐，結(jié)合文獻(xiàn)[19]，對(duì)15個(gè)性狀指標(biāo)（株高、工藝長(zhǎng)度、分莖數(shù)、分枝數(shù)、單株果數(shù)、單株粒重、千粒重、產(chǎn)量、粗脂肪、木酚素、亞麻酸、亞油酸、硬脂酸、油酸和棕櫚酸）分別賦予權(quán)重系數(shù)（Wj），依次為0.02、0.02、0.01、0.05、0.05、0.05、0.05、0.30、0.25、0.05、0.11、0.01、0.01、0.01 和 0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)藝性狀分析

如表1所示，2年的株高、分莖數(shù)、分枝數(shù)、單株粒重和千粒重測(cè)量值較為接近，2019年的工藝長(zhǎng)度較短，2020年的產(chǎn)量相關(guān)性狀普遍較低，可能與當(dāng)年的氣候條件有關(guān)。

表1 油用亞麻新品系的農(nóng)藝性狀差異性Table 1 The difference of agronomic traits of new oil flax lines

綜合2年數(shù)據(jù)可知，株高的變化范圍為44.73～74.50cm；工藝長(zhǎng)度的變化范圍為17.90～58.77cm；分莖數(shù)、分枝數(shù)和單株果數(shù)的變化范圍分別為0～2.13、2.49～8.13和13.07～64.13；單株粒重、千粒重和產(chǎn)量分別為 0.63～2.87g、4.60～8.60g 和 1288.71～2172.84kg/hm2。

變異系數(shù)最大的為分莖數(shù)，2年分別為64.65%和62.69%，最小的是2019年產(chǎn)量變異系數(shù)，為9.67%。2年的平均變異系數(shù)表現(xiàn)為株高＜產(chǎn)量＜千粒重＜分枝數(shù)＜單株果數(shù)＜工藝長(zhǎng)度＜單株粒重＜分莖數(shù)。

2.2 品質(zhì)性狀分析

如表2所示，2019和2020年的7個(gè)品質(zhì)性狀的檢測(cè)值均較為接近，亞麻酸的平均含量最高，2019和2020年分別為52.10%和51.37%。綜合2年的數(shù)據(jù)，粗脂肪的變化范圍為37.01%～43.42%，木酚素的變化范圍為5.09～9.99mg/g，亞麻酸的變化范圍為40.61%～59.59%，亞油酸、硬脂酸、油酸和棕櫚酸的變化范圍分別為12.85%～14.93%、2.36%～6.12%、16.50%～32.58%和 5.34%～6.69%。變異系數(shù)最大的為硬脂酸，2019和2020年分別為19.75%和29.46%。2年的平均變異系數(shù)表現(xiàn)為亞油酸＜粗脂肪＜棕櫚酸＜亞麻酸＜油酸＜木酚素＜硬脂酸。

表2 油用亞麻新品系的品質(zhì)性狀差異性Table 2 The difference of quality traits of new oil flax lines

2.3 相關(guān)性分析

圖1是農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析，可以看出，單株果數(shù)與單株粒重正相關(guān)系數(shù)最大，達(dá)到0.802，工藝長(zhǎng)度與單株果數(shù)的負(fù)相關(guān)系數(shù)最大，為-0.525。除了分枝數(shù)與千粒重，工藝長(zhǎng)度與其余性狀均呈極顯著負(fù)相關(guān)。株高與分莖數(shù)和產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)。單株粒重與株高、分莖數(shù)、千粒重和產(chǎn)量均呈正相關(guān)，其中與株高和分莖數(shù)均達(dá)極顯著水平。單株果數(shù)與單株粒重、株高和分莖數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)。分枝數(shù)與單株粒重和單株果數(shù)呈顯著或極顯著正相關(guān)。

圖1 農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析Fig.1 Correlation analysis of agronomic traits

圖2是品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析，亞麻酸與硬脂酸、棕櫚酸和油酸均達(dá)極顯著負(fù)相關(guān)，木酚素與亞油酸和粗脂肪呈顯著正相關(guān)，亞油酸與棕櫚酸和硬脂酸均呈顯著負(fù)相關(guān)，粗脂肪與油酸呈極顯著負(fù)相關(guān)。

圖2 品質(zhì)性狀相關(guān)性分析Fig.2 Correlation analysis of quality traits

綜合農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀進(jìn)行相關(guān)性分析（表3），粗脂肪與分莖數(shù)和單株粒重均呈顯著正相關(guān)，其中與分莖數(shù)達(dá)極顯著水平，與工藝長(zhǎng)度呈極顯著負(fù)相關(guān)。木酚素與株高呈極顯著正相關(guān)，與分莖數(shù)呈顯著正相關(guān)，與分枝數(shù)和工藝長(zhǎng)度呈顯著負(fù)相關(guān)。硬脂酸與工藝長(zhǎng)度呈極顯著負(fù)相關(guān)，油酸與分莖數(shù)和單株粒重呈顯著負(fù)相關(guān)。

表3 不同油用亞麻品質(zhì)的農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀相關(guān)性Table 3 Correlation of agronomic traits and quality traits of different oil flax lines

2.4 DTOPSIS法綜合評(píng)價(jià)

16個(gè)油用亞麻新品系和2個(gè)對(duì)照品種連續(xù)2年試驗(yàn)結(jié)果的平均值如表4所示，建立18個(gè)樣品（i）和15個(gè)性狀（j）的矩陣。將指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱化處理，分枝數(shù)、單株果數(shù)、單株粒重、千粒重、產(chǎn)量、粗脂肪、木酚素和亞麻酸8個(gè)指標(biāo)為正向指標(biāo)；株高、工藝長(zhǎng)度和分莖數(shù)3個(gè)指標(biāo)為中性指標(biāo)；亞油酸、硬脂酸、油酸和棕櫚酸4個(gè)指標(biāo)為負(fù)向指標(biāo)。然后建立決策矩陣，將無(wú)量綱化處理后的數(shù)據(jù)分別乘以各性狀指標(biāo)的Wj，得到?jīng)Q策矩陣，運(yùn)用MAX和MIN函數(shù)分別求出各性狀的正理想解和負(fù)理想解。

表4 油用亞麻新品系的綜合性狀Table 4 Comprehensive traits of new oil flax lines

運(yùn)用歐幾里德范數(shù)和距離測(cè)度公式計(jì)算各品系的理想解相對(duì)接近度，Si+為正理想解距離，Si-為負(fù)理想解距離，Ci為相對(duì)接近度，依據(jù)DTOPSIS法的評(píng)價(jià)原則，Ci越大，表明該油用亞麻品系的綜合性狀越好。由表5可知，Ci由大到小依次為R161＞R99＞R46＞R96＞R104-1＞R41＞隴亞13號(hào)＞R104＞張亞2號(hào)＞R172＞R158＞R182＞R173＞R103＞R88＞R148＞R25＞R148-1，說(shuō)明 R161、R99、R46、R96、R104-1和R41這6個(gè)品系綜合性狀優(yōu)于2個(gè)對(duì)照品種；R104優(yōu)于張亞2號(hào)，低于隴亞13號(hào)；其他9個(gè)品系的綜合性狀均低于2個(gè)對(duì)照品種。

表5 DTOPSIS法綜合評(píng)價(jià)結(jié)果Table5 Comprehensive evaluation results by DTOPSIS method

3 討論

葉小倩等[20]綜合比較分析了甘肅省的4種油料作物，得出生產(chǎn)規(guī)模優(yōu)勢(shì)、生產(chǎn)效率比較優(yōu)勢(shì)和綜合比較優(yōu)勢(shì)最強(qiáng)的均為胡麻，并提出加快優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高油品種選育的建議。本研究對(duì)16個(gè)油用亞麻新品系進(jìn)行農(nóng)藝和品質(zhì)性狀綜合分析，篩選出6個(gè)品系（R161、R99、R46、R96、R104-1和R41）綜合性狀均優(yōu)于對(duì)照品種（隴亞13號(hào)和張亞2號(hào)）。農(nóng)藝性狀分析得出，株高的變異系數(shù)最小，分莖數(shù)的變異系數(shù)最大，測(cè)量的相同農(nóng)藝性狀內(nèi)，與陳英[21]的研究結(jié)果相一致。張煒等[22]對(duì)旱地胡麻主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析，有效分莖數(shù)的變異系數(shù)最大（38.51%），株高的變異系數(shù)最?。?.29%）。伊六喜等[23]研究中沒(méi)有分莖數(shù)指標(biāo)，單株粒重變異系數(shù)最大，除去分莖數(shù)指標(biāo)，本研究結(jié)果與之相同。品質(zhì)性狀分析得出，在5種脂肪酸中，硬脂酸的變異系數(shù)最大（24.60%），與伊六喜等[23]和王斌等[24]的研究結(jié)果相似，硬脂酸變異系數(shù)分別為21.04%和17.00%。

相關(guān)性分析得出，單株果數(shù)和單株粒重正相關(guān)系數(shù)最大，達(dá)到0.802；除了分枝數(shù)與千粒重，工藝長(zhǎng)度與其余性狀均呈極顯著負(fù)相關(guān)。產(chǎn)量與單株果數(shù)、單株粒重和株高均呈正相關(guān)，分枝數(shù)與單株果數(shù)呈極顯著正相關(guān)，該結(jié)果與左振興等[25]和焦振飛等[26]的研究結(jié)果一致。品質(zhì)性狀相關(guān)性分析中，亞麻酸與硬脂酸、棕櫚酸和油酸均呈極顯著負(fù)相關(guān)，木酚素與亞油酸和粗脂肪均呈顯著正相關(guān)，亞油酸與棕櫚酸和硬脂酸均呈顯著負(fù)相關(guān)，與趙利等[27]和陳明哲等[28]的研究結(jié)果相似。綜合農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀進(jìn)行分析，粗脂肪與分莖數(shù)和單株粒重均呈顯著正相關(guān)，與工藝長(zhǎng)度呈極顯著負(fù)相關(guān)。木酚素與株高和分莖數(shù)均呈顯著正相關(guān)，與分枝數(shù)和工藝長(zhǎng)度均呈顯著負(fù)相關(guān)。硬脂酸與工藝長(zhǎng)度呈極顯著負(fù)相關(guān)，油酸與分莖數(shù)和單株粒重均呈顯著負(fù)相關(guān)。

不同的生態(tài)區(qū)都有各自最適宜的種植品種，運(yùn)用綜合評(píng)價(jià)方法篩選出較適宜種植的品系，可以加快新品種選育效率。本研究運(yùn)用DTOPSIS法篩選出6個(gè)綜合性狀優(yōu)良、適宜西北地區(qū)種植的油用亞麻新品系。熱不海提·帕力哈提等[29]在湖北武漢將35份亞麻品種（系）進(jìn)行適應(yīng)性評(píng)價(jià)，篩選出651品系最適合在該地推廣種植，其次為609和M0459。歐巧明等[30]在甘肅蘭州篩選出豐產(chǎn)且綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良的5份品種資源，分別為康保亞麻、公系32號(hào)、涼城-6、莎縣胡麻和AC Lightning。張麗麗等[31]在河北張家口對(duì)20份俄羅斯亞麻資源進(jìn)行測(cè)定分析，篩選出Bilton的綜合性狀最佳，最適宜用于育種材料或生產(chǎn)。王麗艷等[32]對(duì)來(lái)自6個(gè)產(chǎn)地的12份亞麻品種進(jìn)行綜合品質(zhì)評(píng)價(jià)，結(jié)果得出，晉亞7號(hào)為綜合品質(zhì)最優(yōu)的品種。郭英杰等[33]在冀北壩上進(jìn)行油用亞麻的適應(yīng)性評(píng)價(jià)，篩選出天亞11號(hào)、壩選三號(hào)和晉亞13號(hào)適宜在冀北地區(qū)種植。

4 結(jié)論

運(yùn)用2年試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)16個(gè)油用亞麻新品系進(jìn)行測(cè)定分析。農(nóng)藝性狀分析得出，株高的變異系數(shù)最小，分莖數(shù)的變異系數(shù)最大。品質(zhì)性狀分析得出，亞油酸變異系數(shù)最小，硬脂酸變異系數(shù)最大。相關(guān)性分析得出，單株果數(shù)與單株粒重呈極顯著正相關(guān)；產(chǎn)量與單株果數(shù)、單株粒重和株高均呈正相關(guān)；亞麻酸與硬脂酸、棕櫚酸和油酸均極顯著負(fù)相關(guān)；粗脂肪與分莖數(shù)和單株粒重均呈顯著正相關(guān)，與工藝長(zhǎng)度呈極顯著負(fù)相關(guān)。運(yùn)用DTOPSIS法篩選出6個(gè)綜合性狀優(yōu)良、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)且適宜西北地區(qū)推廣種植的油用亞麻新品系，分別為R161、R99、R46、R96、R104-1和 R41。