李 輝,魏家萍,董小云,鄭國(guó)強(qiáng),崔俊美,方 彥,武澤峰,曹小東,方新玲,王 瑩,田海燕,王晉雄,劉自剛

(1. 省部共建干旱生境作物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,甘肅 蘭州 730070;2. 西藏農(nóng)牧科學(xué)院農(nóng)業(yè)研究所,西藏 拉薩 850000)

我國(guó)北方旱寒區(qū)冬季嚴(yán)寒漫長(zhǎng),冬作物需具有強(qiáng)抗寒性才可抵御冬季低溫而安全越冬。冬油菜主要有白菜型、芥菜型和甘藍(lán)型等類(lèi)型,相對(duì)而言,白菜型冬油菜具有更強(qiáng)抗寒性,是強(qiáng)冬性區(qū)的冬油菜主栽類(lèi)型,然而其產(chǎn)量低、品質(zhì)差且易倒伏的問(wèn)題一直未能完全解決[1-3]。近年來(lái),本課題組(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)油菜育種團(tuán)隊(duì))育成了多個(gè)強(qiáng)抗寒甘藍(lán)型冬油菜品種/系,可在北方旱寒區(qū)冬季極端溫度不低于-26.5℃的地區(qū)安全越冬[4],分析評(píng)價(jià)其產(chǎn)量、品質(zhì)和抗倒性,對(duì)于旱寒區(qū)甘藍(lán)型冬油菜種植及其替代低產(chǎn)劣質(zhì)白菜型品種具有重要意義。

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動(dòng)力的減少和人工成本的不斷增加,機(jī)械化收割成為降低油菜生產(chǎn)成本、提高其經(jīng)濟(jì)效益、實(shí)現(xiàn)油菜產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的必要途徑[5]。但油菜倒伏會(huì)使其角果層匍匐在地表,導(dǎo)致機(jī)械收割無(wú)法進(jìn)行,且倒伏是造成油菜產(chǎn)量降低(較未倒伏處理減產(chǎn)10%～30%,嚴(yán)重時(shí)可達(dá)50%)、品質(zhì)下降(油菜籽粒含油量下降10%～30%)的主要因素之一[6-8]。因此,在油菜選育時(shí)不僅要關(guān)注產(chǎn)量和品質(zhì),還要重視其抗倒性。倒伏是垂直扭力大于莖稈的承受力時(shí),植株從直立狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橛谰缅e(cuò)位狀態(tài)的現(xiàn)象[9],油菜的抗倒伏性表現(xiàn)為復(fù)雜的數(shù)量性狀遺傳特征,不同油菜種質(zhì)的抗倒性不同。目前對(duì)于油菜倒伏問(wèn)題已有較多研究,劉唐興等[9]將甘藍(lán)型油菜的倒伏分為莖倒和根倒兩種類(lèi)型,莖倒是指由于外界因素影響使莖稈所受外力大于承受力導(dǎo)致其變形彎折,根倒是指由于土壤疏松或植株根系發(fā)育不良及其入土層薄等問(wèn)題導(dǎo)致油菜根系與土壤結(jié)合性差而產(chǎn)生的倒伏[10]。陳新軍等[11]研究表明,株型緊湊、株高適中、分枝適中、結(jié)角分布均勻等是理想的抗倒株型結(jié)構(gòu)。王學(xué)芳等[12]研究發(fā)現(xiàn)根系發(fā)育情況與植株抗倒性密切相關(guān),根頸粗、根冠比大的品種抗倒性強(qiáng)。此外,大風(fēng)、降水等外界因素也可加重植株倒伏[6,8]。目前關(guān)于我國(guó)北方旱寒區(qū)育成的強(qiáng)抗寒性甘藍(lán)型冬油菜品種(系)的抗倒性等研究較少,因此,本試驗(yàn)以34份強(qiáng)抗寒性甘藍(lán)型冬油菜品系為材料,通過(guò)對(duì)其產(chǎn)量、品質(zhì)及抗倒性進(jìn)行評(píng)價(jià)分析,為旱寒區(qū)甘藍(lán)型冬油菜種植及其替代傳統(tǒng)白菜型品種等提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料均為從甘白雜交后代中選育出的具有強(qiáng)抗寒性的甘藍(lán)型冬油菜高代自交品系,基因純合、性狀一致,由甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)甘肅省干旱生境作物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室油菜課題組提供,材料名稱(chēng)及來(lái)源見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2018年8月10日—2019年7月20日在甘肅省天水市會(huì)寧縣河畔鎮(zhèn)(35°24′～35°26′N(xiāo),104°29′～105°34′E)進(jìn)行,該地區(qū)平均海拔2 025 m,年均氣溫8.9℃,年均降雨量315 mm。每個(gè)品系種植1個(gè)小區(qū),小區(qū)面積為4 m2(2 m×2 m),播種密度為25株·m-2,隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),3次重復(fù)。田間管理同當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)一致,籽粒灌漿末期或成熟期每品系隨機(jī)采樣9株用于農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀及倒伏指標(biāo)測(cè)定。

1.3 農(nóng)藝性狀測(cè)定

油菜成熟期拔取整株植株測(cè)定株高、分枝部位、一次分枝數(shù)、二次分枝數(shù)、主花序長(zhǎng)度、莖粗、根長(zhǎng)、根粗、根鮮質(zhì)量、地上部鮮質(zhì)量、主花序角果數(shù)、全株角果數(shù)、角果長(zhǎng)度、角粒數(shù)、千粒重、單株產(chǎn)量等性狀。

1.4 籽粒主要品質(zhì)性狀測(cè)定

采用近紅外儀(Foss NIR System)測(cè)定籽粒含油量、蛋白質(zhì)含量、脂肪酸(油酸、亞油酸、亞麻酸和芥酸)含量及硫代葡萄糖苷含量。

1.5 倒伏指標(biāo)測(cè)定

在油菜籽粒灌漿末期從大田中收取整株鮮樣進(jìn)行倒伏相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定。

1.5.1 重心高度 將完整單株置于1個(gè)支點(diǎn),不斷移動(dòng)植株使其在支點(diǎn)上達(dá)到平衡,此時(shí)子葉結(jié)距離支點(diǎn)的長(zhǎng)度為植株的重心高度。

1.5.2 抗折力 使用支點(diǎn)將植株莖稈懸空放置,1個(gè)支點(diǎn)位于植株子葉結(jié)位置,另1個(gè)支點(diǎn)位于植株重心位置,采用計(jì)數(shù)拉力計(jì)(尚岑HP數(shù)顯推拉力計(jì)NK-500)從兩支點(diǎn)中間位置不斷下壓,莖稈達(dá)到最大壓力折斷時(shí)的瞬時(shí)壓力記為植株莖稈抗折力。

1.5.3 地上部鮮質(zhì)量 將完整植株從子葉結(jié)處切斷,稱(chēng)量子葉結(jié)以上部分重量,即為地上部鮮質(zhì)量。

1.5.4 倒伏系數(shù) 依據(jù)方新玲等[3]的方法計(jì)算倒伏系數(shù),倒伏系數(shù)=地上部鮮質(zhì)量×重心高度/抗折力。

1.6 數(shù)據(jù)分析

采用Office 2019軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),使用SPSS 22.0進(jìn)行方差分析和相關(guān)性分析,性狀隸屬函數(shù)值參照王婷婷等[13]的方法計(jì)算,與育種目標(biāo)一致的性狀/指標(biāo)采用公式(1)計(jì)算,與育種目標(biāo)相反的性狀/指標(biāo)采用公式(2)計(jì)算,各性狀/指標(biāo)隸屬函數(shù)值的平均值為綜合隸屬函數(shù)值F。

Zij=(Xij-Xmin)/(Xmax-Xmin)

(1)

Mij=1-(Xij-Xmin)/(Xmax-Xmin)

(2)

式中,Zij、Mij均為i品系j性狀/指標(biāo)的隸屬函數(shù),Xij為i品系j性狀/指標(biāo),Xmin為所有參試材料j性狀的最小值,Xmax為所有參試材料j性狀的最大值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同甘藍(lán)型冬油菜材料的產(chǎn)量分析

如表2所示,34份甘藍(lán)型冬油菜材料的產(chǎn)量及相關(guān)性狀間相差較大,主花序角果數(shù)22.50～59.00個(gè),平均29.19個(gè);全株角果數(shù)112.00～424.00個(gè),平均264.25個(gè);角果長(zhǎng)度5.30～7.00 cm,均值為6.08 cm;每角粒數(shù)22.00～33.67個(gè),平均26.62個(gè);千粒重3.00～4.74 g,均值為3.84 g;單株產(chǎn)量6.50～36.67 g,平均產(chǎn)量為21.08 g。不同材料間變異較大,單株產(chǎn)量、全株角果數(shù)、主花序角果數(shù)、每角粒數(shù)、千粒重的變異系數(shù)分別為32.66%、27.80%、18.43%、10.86%、10.41%,遺傳資源豐富;僅角果長(zhǎng)度變異較小,變異系數(shù)為7.51%。

相關(guān)性分析結(jié)果(表3)顯示,34份甘藍(lán)型冬油菜的單株產(chǎn)量與全株角果數(shù)(r=0.897**)和每角粒數(shù)(r=0.534**)極顯著正相關(guān),與主花序角果數(shù)(r=0.405*)顯著正相關(guān),與角果長(zhǎng)度和千粒重?zé)o顯著相關(guān)性;角果長(zhǎng)度與每角粒數(shù)極顯著正相關(guān)(r=0.500**);主花序每角果數(shù)與角果長(zhǎng)度極顯著正相關(guān)(r=0. 457**),與每角粒數(shù)顯著正相關(guān)(r=0.399*)。結(jié)果表明全株角果數(shù)和每角粒數(shù)對(duì)單株產(chǎn)量的影響最大。

2.2 不同甘藍(lán)型冬油菜材料的品質(zhì)分析

如表4所示,34份材料的含油量、蛋白質(zhì)、油酸、亞油酸、亞麻酸、芥酸和硫代葡萄糖苷含量分別為33.40%～49.54%、16.87%～27.24%、23.62%～68.81%、10.62%～18.48%、5.41%～8.97%、0.15%～27.51%、18.47～70.35 μmol·g-1,均值分別為43.32%、21.18%、45.92%、14.87%、7.66%、10.80%、34.41 μmol·g-1。試驗(yàn)材料間品質(zhì)差異較大,蛋白質(zhì)、油酸、亞油酸、亞麻酸、芥酸和硫代葡萄糖苷的變異系數(shù)分別為11.57%、29.38%、14.69%、10.65%、85.57%、41.08%,遺傳資源較為豐富;僅含油量變異較小,變異系數(shù)為7.71%。

表1 試驗(yàn)材料名稱(chēng)及來(lái)源

表2 甘藍(lán)型冬油菜產(chǎn)量性狀變異性

表3 甘藍(lán)型冬油菜產(chǎn)量性狀相關(guān)性分析

通過(guò)相關(guān)性分析(表5)發(fā)現(xiàn),含油量與蛋白質(zhì)含量極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.877**);油酸含量與亞油酸含量極顯著正相關(guān)(r=0.827**),與亞麻酸含量顯著正相關(guān)(r=0.421*),與芥酸含量極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.913**);亞油酸含量與亞麻酸含量極顯著正相關(guān)(r=0.758**),油酸(r=-0.913**)、亞油酸(r=-0.890**)和亞麻酸(r=-0.595**)均與芥酸含量極顯著負(fù)相關(guān)。

2.3 不同甘藍(lán)型冬油菜材料的抗倒性分析

如表6所示,34個(gè)甘藍(lán)型冬油菜材料之間的抗倒性差異較大,各材料倒伏系數(shù)的均值為233.05,變異系數(shù)為25.64%,變異范圍為153.74～359.61;倒伏系數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)抗折力和地上部鮮質(zhì)量分別為9.20～53.17 N和40.82～191.33 g,均值分別為34.25 N、120.56 g,變異系數(shù)分別為30.70%、28.22%,遺傳資源豐富;而重心高度為50.37～75.00 cm,均值為63.88 cm,變異系數(shù)為9.89%,變異較弱。株型性狀中,株高、分枝部位、一次分枝數(shù)、二次分枝數(shù)、主花序長(zhǎng)度、莖粗、根長(zhǎng)、根粗、根鮮質(zhì)量分別為117.00～156.50 cm、14.00～41.50 cm、8.00～12.33個(gè)、3.00～18.00個(gè)、22.50～59.00 cm、0.75～1.90 cm、12.75 ～29.17 cm、1.00～2.50 cm、15.00～59.33 g,均值分別為132.64 cm、28.15 cm、9.54個(gè)、9.41個(gè)、45.83 cm、1.48 cm、18.63 cm、1.73 cm及31.47 g;僅株高變異系數(shù)較小(CV<10%),其他株型性狀的變異較大(CV>10%),遺傳資源豐富。

表4 甘藍(lán)型冬油菜品質(zhì)變異性

表5 甘藍(lán)型冬油菜品質(zhì)性狀相關(guān)性分析

相關(guān)性分析表明(表7),倒伏系數(shù)與抗折力極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.501**),與重心高度極顯著正相關(guān)(r=0.502**),與地上部鮮質(zhì)量弱相關(guān)(r=0.109),表明植株倒伏系數(shù)主要受到抗折力和重心高度直接影響;地上部鮮質(zhì)量與抗折力極顯著正相關(guān)(r=0.743**),地上部鮮質(zhì)量越大則抗折力越強(qiáng),對(duì)于倒伏系數(shù)的間接負(fù)效應(yīng)與直接正效應(yīng)相抵消,因此其與倒伏系數(shù)的相關(guān)性降低。與倒伏系數(shù)密切相關(guān)的其他株型性狀主要有莖粗(r=-0.816**)、主花序長(zhǎng)度(r=-0.679**)及分枝部位(r=0.472**)。莖粗與抗折力極顯著正相關(guān)(r=0.724**),與重心高度極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.474**);主花序長(zhǎng)度與重心高度極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.524**);分枝部位與重心高度極顯著正相關(guān)(r=0.661**),表明莖稈粗大的植株抗折力大,重心也較低;主花序長(zhǎng)的植株重心高度低,而分枝部位高的植株重心高,株型性狀主要通過(guò)影響抗折力和重心高度影響植株抗倒性。

2.4 甘藍(lán)型冬油菜種質(zhì)評(píng)價(jià)

通過(guò)對(duì)不同材料單株產(chǎn)量、倒伏系數(shù)及主要品質(zhì)性狀(含油量、蛋白質(zhì)含量、油酸含量、亞油酸含量、亞麻酸含量、芥酸含量及硫代葡萄糖苷含量)優(yōu)異品系進(jìn)行篩選發(fā)現(xiàn)(表8), 17NPZ240-1、17NPZ106-3、17NS13、16NTS309-6和17NDL22-4為單產(chǎn)較優(yōu)品系,單株產(chǎn)量介于29.57～36.67 g。17NDL20-7、17NPZ52-1、17NDL23-1、16NTS309-12、17NDL22-4為抗倒較優(yōu)品系,倒伏系數(shù)介于153.74～169.06。在菜籽品質(zhì)性狀中,含油率較高品系為17NDL32-3、17NDL23-1、16NTS1-1、16NTS312-1、16NTS309-12,含油率介于47.28%～49.59%;蛋白質(zhì)含量較高品系為16NTS309-4、17NDL29、17NPZ220-2、16NTS309-6、17NPZ75-1,含量介于24.05%～27.40%;油酸含量較高品系為17NPZ242-1、17NPZ227-4、17NPZ224-1、17NDL17-1、16NTS12-1-7,其油酸含量介于59.62%～68.81%;亞油酸含量較高的為17NPZ52-3、17NDL17-1、17NPZ220-2、17NPZ52-1、15TS290,亞油酸含量介于17.06%～18.48%;亞麻酸較優(yōu)品系為17NPZ52-3、17NDL22-4、17NDJ47-1、17NPZ75-1、15TS290,其含量介于8.64%～8.97%;芥酸含量較低品系為17NPZ52-3、17NPZ52-1、16NTS309-1、17NDJ47-1、15TS290,含量介于0.15%～1.77%;硫代葡萄糖苷含量較低品系為16NTS309-7、16NTS309-1、17NDJ47-1、16NTS309-6、17NPZ52-3,其含量介于18.47～20.85 μmol·g-1。各性狀表現(xiàn)較優(yōu)的品系有重疊,單產(chǎn)最優(yōu)品系第4位的16NTS309-6同時(shí)具有較高的蛋白質(zhì)含量,第5位的17NDL22-4具有較強(qiáng)的抗倒性以及較高的亞麻酸含量;抗倒最優(yōu)品系第2位的17NPZ52-1的亞油酸含量較高,芥酸含量較低,排名第3的17NDL23-1含油量較高;17NPZ52-3、15TS290在亞油酸、亞麻酸、芥酸含量較優(yōu)的品系排名中分別位于第1和第5,此外,17NPZ52-3的硫代葡萄糖苷含量也較低;16NTS309-1的芥酸與硫代葡萄糖苷含量較低;17NDJ47-1的亞麻酸含量較高,芥酸與硫代葡萄糖苷含量較低。

表6 甘藍(lán)型冬油菜株型性狀與抗倒性的變異分析

表7 甘藍(lán)型冬油菜株型性狀與倒伏系數(shù)相關(guān)分析

采用隸屬函數(shù)法分別計(jì)算34份甘藍(lán)型冬油菜材料單株產(chǎn)量、倒伏系數(shù)及主要品質(zhì)性狀(含油率、蛋白質(zhì)含量、油酸含量、亞油酸含量、亞麻酸含量、芥酸含量及硫代葡萄糖苷含量)的隸屬函數(shù)值。以綜合隸屬函數(shù)值F評(píng)價(jià)34份甘藍(lán)型冬油菜種質(zhì)的品質(zhì),F值介于0.25～0.77,最大值和最小值相差0.52,種質(zhì)間差異較大(表9)。采用系統(tǒng)聚類(lèi)中的歐氏距離-最長(zhǎng)距離法(complete)對(duì)34份甘藍(lán)型冬油菜材料進(jìn)行聚類(lèi)分析,在歐式距離D=1.5的水平可將其劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共3類(lèi)(圖1),由表10可知,Ⅰ類(lèi)群包括17份材料,占總材料數(shù)的50.00%,該類(lèi)群的倒伏系數(shù)、單株產(chǎn)量、含油量、蛋白質(zhì)含量、油酸含量、亞油酸含量、亞麻酸含量、芥酸含量、硫代葡萄糖苷含量的平均值分別為196.42、24.14 g、42.84%、21.13%、54.71%、16.70%、8.29%、3.35%、30.73 μmol·g-1,其中單株產(chǎn)量、油酸含量、亞油酸含量、亞麻酸含量的均值處于最高水平,倒伏系數(shù)、芥酸含量及硫代葡萄糖苷含量的均值處于最低水平,蛋白質(zhì)的平均含量處于中等水平。Ⅱ類(lèi)群包括4份材料,占總材料的11.76%,倒伏系數(shù)、單株產(chǎn)量、含油量、蛋白質(zhì)含量、油酸含量、亞油酸含量、亞麻酸含量、芥酸含量、硫代葡萄糖苷含量的平均值分別為264.70、20.51 g、43.44%、21.47%、39.77%、13.68%、7.27%、15.42%、33.79 μmol·g-1,倒伏系數(shù)和蛋白質(zhì)含量的平均值處于最高水平,其他指標(biāo)的平均值處于中等水平。第Ⅲ類(lèi)群包含13份材料,占總材料的38.26%,其倒伏系數(shù)、單株產(chǎn)量、含油量、蛋白質(zhì)含量、油酸含量、亞油酸含量、亞麻酸含量、芥酸含量、硫代葡萄糖苷含量的平均值分別為249.44、14.30 g、44.02%、21.12%、27.87%、11.37%、6.50%、25.16%、42.40 μmol·g-1,其中含油量、芥酸含量及硫代葡萄糖苷含量的平均含量處于最高水平,單株產(chǎn)量和蛋白質(zhì)、油酸、亞油酸、亞麻酸的平均含量處于最低水平,倒伏系數(shù)的平均值處于中等水平。

表8 甘藍(lán)型冬油菜不同性狀優(yōu)異品系

圖1 34 份甘藍(lán)型冬油菜種質(zhì)資源聚類(lèi)圖

表9 不同甘藍(lán)型冬油菜隸屬函數(shù)值

表10 不同甘藍(lán)型冬油菜材料產(chǎn)量、品質(zhì)及抗倒性分類(lèi)特點(diǎn)

3 討 論

種質(zhì)資源鑒定是育種的基礎(chǔ),本試驗(yàn)對(duì)34個(gè)從甘白雜交后代中選育出的具備強(qiáng)抗寒性的甘藍(lán)型冬油菜種質(zhì)的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、品質(zhì)及抗倒性進(jìn)行測(cè)定分析,結(jié)果表明產(chǎn)量性狀主花序角果數(shù)、全株角果數(shù)、角果長(zhǎng)度、每角粒數(shù)、千粒重、單株產(chǎn)量的變異系數(shù)介于7.51%～32.66%,單株產(chǎn)量的變異系數(shù)最大,與段利云[14]的研究結(jié)果一致。全株角果數(shù)、角粒數(shù)和千粒重是油菜產(chǎn)量的重要構(gòu)成因素,張鶴[15]研究發(fā)現(xiàn)全株角果數(shù)與單株產(chǎn)量的相關(guān)性最大;黃郢等[16]研究表明長(zhǎng)江中游油菜種質(zhì)的單株有效角果數(shù)對(duì)單株產(chǎn)量直接作用最大,而長(zhǎng)江下游油菜種質(zhì)的千粒重對(duì)單株產(chǎn)量直接作用最大;陳碧云[17]研究則發(fā)現(xiàn)全株角果數(shù)對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大,其次是角粒數(shù),千粒重對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最小。本研究發(fā)現(xiàn)34份甘藍(lán)型冬油菜的全株角果數(shù)(r=0.897**)和每角粒數(shù)(r=0.534**)與單株產(chǎn)量極顯著正相關(guān),然而千粒重(r=0.264)與單株產(chǎn)量無(wú)顯著相關(guān)性,表明單株產(chǎn)量受到全株角果數(shù)和角粒數(shù)的影響較大,受千粒重影響較小。研究結(jié)果不同可能與試驗(yàn)材料和試驗(yàn)環(huán)境的差異有關(guān)。本研究還發(fā)現(xiàn)主花序角果數(shù)與單株產(chǎn)量顯著正相關(guān),與鄭本川等[18]的研究結(jié)果一致,說(shuō)明在油菜育種過(guò)程應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注全株角果數(shù)、角粒數(shù)與主花序角果數(shù)等指標(biāo)的變化。

菜籽油作為我國(guó)主要的食品油之一,富含多種人體所需的不飽和脂肪酸(油酸、亞油酸、亞麻酸),同時(shí)也存在危害人體健康的芥酸以及影響榨油后籽粒餅粕使用的硫代葡萄糖苷[19-20]。因此,高含油量、高油酸、高亞油酸、高亞麻酸、低芥酸和低硫代葡萄糖苷是油菜品質(zhì)育種的主要目標(biāo)。本研究中,34份強(qiáng)抗寒甘藍(lán)油菜材料的含油量、油酸含量、亞油酸含量、亞麻酸含量、芥酸含量及硫代葡萄糖苷含量的變異系數(shù)介于10.65%～85.57%,芥酸含量變異系數(shù)最大,其次是硫代葡萄糖苷含量,與梁峰豪等[21]研究結(jié)果一致。34份冬油菜的含油量變異范圍介于33.40%～49.54%,均值為43.32%,與高含油量(>50%)品種(系)[22-23]差距明顯,提升空間較大;油酸含量變異范圍介于23.62%～68.81%,均值為45.92%,低于雙低(低芥酸低硫甙)甘藍(lán)型油菜油酸含量(60%);亞油酸、亞麻酸含量的變異范圍分別為10.62%～18.48%與5.41%～8.97%,均值分別為14.87%與7.66%,亞油酸含量顯著低于雙低油菜(25%),亞麻酸含量略低于雙低油菜(8%),亞油酸含量∶亞麻酸含量約為1.94∶1,較雙低油菜的比例(3.13∶1)更接近人體營(yíng)養(yǎng)需求[24]。芥酸含量變異范圍介于0.15%～27.51%,均值為10.80%;硫代葡萄糖苷含量變異范圍介于18.47～70.35 μmol·g-1,均值為34.41 μmol·g-1,后續(xù)仍需不斷創(chuàng)新種質(zhì)材料,篩選和培育能達(dá)到“雙低”水平的油菜品種。相關(guān)性分析顯示,34份強(qiáng)抗寒甘藍(lán)型油菜的含油量與蛋白質(zhì)含量極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.877**),與前人研究結(jié)果一致[21, 25];高蛋白餅粕是我國(guó)第二大飼用蛋白源[23],然而高蛋白含量的種質(zhì)往往含油量低,應(yīng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求進(jìn)行選擇。本研究中油酸、亞油酸含量和亞麻酸含量間均呈極顯著或顯著正相關(guān)關(guān)系,且3個(gè)性狀與芥酸含量均極顯著負(fù)相關(guān),與趙衛(wèi)國(guó)等[26]、王麗萍等[27]的研究結(jié)果一致;而姚琳等[28]研究發(fā)現(xiàn)油酸與亞油酸含量極顯著負(fù)相關(guān),油酸與亞麻酸、亞油酸與亞麻酸含量間無(wú)顯著相關(guān)性;常濤等[25]則發(fā)現(xiàn)油酸與亞油酸和亞麻酸含量均呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,亞油酸與亞麻酸含量極顯著正相關(guān),油酸與芥酸含量顯著負(fù)相關(guān)。研究結(jié)果不同可能是供試材料遺傳背景不同所致。

本研究結(jié)果表明,不同材料間株型和抗倒性差異較大,株型性狀中株高、分枝部位、一次分枝數(shù)、二次分枝數(shù)、主花序長(zhǎng)度、莖粗、根長(zhǎng)、根粗、根鮮質(zhì)量、抗折力、地上部鮮質(zhì)量和重心高度的變異系數(shù)介于5.99%～37.61%,其中株高變異系數(shù)最小,二次分枝數(shù)變異系數(shù)最大,與郭娜等[29]、符明聯(lián)等[30]的研究結(jié)果相似。倒伏系數(shù)是評(píng)價(jià)油菜抗倒性的重要指標(biāo),本研究中其變異范圍為153.74～359.6,均值為233.05,顯著低于白菜型冬油菜的倒伏系數(shù)(348.80)[3],表明強(qiáng)抗寒甘藍(lán)型油菜抗倒性?xún)?yōu)于白菜型油菜。本研究發(fā)現(xiàn),甘藍(lán)型冬油菜的倒伏系數(shù)與其評(píng)定指標(biāo)抗折力(r=-0.501**)和重心高度(r=0.502**)均極顯著相關(guān),而與地上部鮮質(zhì)量無(wú)顯著相關(guān)性,這與陳新軍等[11]、許鳳英等[31]的研究結(jié)果一致,而與馬霓等[32]發(fā)現(xiàn)的倒伏系數(shù)與植株干鮮質(zhì)量極顯著負(fù)相關(guān),與重心高度無(wú)顯著相關(guān)性的結(jié)果有所不同,這可能是試驗(yàn)材料差異所致。株型性狀中,莖粗和主花序長(zhǎng)度與倒伏系數(shù)間極顯著負(fù)相關(guān),分枝部位與倒伏系數(shù)間極顯著正相關(guān),根粗與倒伏系數(shù)間顯著負(fù)相關(guān),這與馬寧等[33]、馬霓等[32]、王學(xué)芳等[12]、陳新軍等[11]的研究結(jié)果一致,表明根粗、莖粗、主花序長(zhǎng)度及分枝部位都與植株的抗倒性關(guān)系密切。此外,本研究還發(fā)現(xiàn)根粗與抗折力(r=0703**)極顯著正相關(guān);莖粗與抗折力極顯著正相關(guān)(r=0.724**),與重心高度極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.474**);主花序長(zhǎng)度與重心高度極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.524**);分枝部位與重心高度極顯著正相關(guān)(r=0.661**),表明根莖粗大的植株抗折力大,重心也較低;主花序長(zhǎng)的植株重心高度低,而分枝部位高的植株重心高,株型性狀主要通過(guò)影響抗折力和重心高度而影響植株的抗倒性。

隸屬函數(shù)分析法因其操作簡(jiǎn)便、直觀、評(píng)價(jià)結(jié)果能準(zhǔn)確全面地反映某一種質(zhì)資源的綜合品質(zhì)特性而被廣泛應(yīng)用于馬鈴薯[34]、蘋(píng)果[35]、山藥[36]、洋蔥[37]等植物的綜合評(píng)價(jià),本試驗(yàn)采用隸屬函數(shù)法計(jì)算出34份參試材料的單株產(chǎn)量、倒伏系數(shù)及7個(gè)品質(zhì)性狀的隸屬函數(shù)值,綜合隸屬函數(shù)值F為0.25～0.77,相差0.52,材料間差異較大。聚類(lèi)分析是將具有相近特征種質(zhì)資源合為一類(lèi)的分類(lèi)方法,以F值進(jìn)行聚類(lèi)分析將34份甘藍(lán)型冬油菜材料劃分為3類(lèi),Ⅰ類(lèi)群包括17份材料,占總材料數(shù)的50.00%,綜合表現(xiàn)最好,倒伏系數(shù)、芥酸含量及硫代葡萄糖苷含量的均值處于最低水平,蛋白質(zhì)含量的均值處于中等水平,油酸、亞油酸及亞麻酸的平均含量最高;Ⅱ類(lèi)群包括4份材料,占總材料的11.76%,綜合表現(xiàn)較弱,倒伏系數(shù)和蛋白質(zhì)含量的平均值處于最高水平,其他指標(biāo)的均值均處于中等水平;第Ⅲ類(lèi)群包含13份材料,占總材料數(shù)的38.26%,綜合表現(xiàn)最弱,該類(lèi)群的含油量、芥酸及硫代葡萄糖苷的含量平均值處于最高水平,而單株產(chǎn)量、蛋白質(zhì)、油酸、亞油酸、亞麻酸的含量均值處于最低水平,倒伏系數(shù)的平均值處于中等水平。在旱寒區(qū)強(qiáng)抗寒性甘藍(lán)型冬油菜新品種選育的實(shí)踐過(guò)程中,可將Ⅰ類(lèi)種質(zhì)資源作為優(yōu)良基礎(chǔ)材料。此外,供試材料中還存在某一性狀表現(xiàn)突出而綜合表現(xiàn)較差的種質(zhì)材料,如17NDL32-2的含油量最高,16NTS309-4的蛋白質(zhì)含量最高,16NTS309-7的硫代葡萄糖苷含量最低,但綜合評(píng)價(jià)排名靠后,分別在21、25名和30名,這類(lèi)單個(gè)性狀表現(xiàn)優(yōu)異的種質(zhì)材料在育種過(guò)程中也應(yīng)重視。

4 結(jié) 論

1)通過(guò)甘白雜交選育出的34份強(qiáng)抗寒甘藍(lán)型油菜品系,其單株產(chǎn)量受全株角果數(shù)和每角粒數(shù)的顯著影響,17NPZ240-1單株產(chǎn)量(32.66 g)最高。

2)7個(gè)品質(zhì)性狀中,各材料表現(xiàn)有所不同,17NDL32-3的含油量(49.54%)最高,16NTS309-4蛋白含量(27.40%)最高,17NPZ242-1油酸含量(68.81%)最高,17NPZ52-3亞油酸(18.48%)、亞麻酸含量(8.97%)最高,芥酸含量(0.15%)最低,16NTS309-7硫代葡萄糖苷含量(18.47%)最低。油酸、亞油酸、亞麻酸和芥酸含量間均極顯著相關(guān),而芥酸變異最豐富;在強(qiáng)抗寒甘藍(lán)型油菜品質(zhì)育種過(guò)程中應(yīng)主要重視芥酸、硫代葡萄糖苷及含油量,同時(shí)兼顧油酸、亞油酸、亞麻酸及蛋白質(zhì)含量等指標(biāo)。

3)倒伏系數(shù)與抗折力和重心高度極顯著相關(guān),對(duì)于莖粗、分枝部位及主花序長(zhǎng)度等影響甘藍(lán)型冬油菜抗折力與重心高度的性狀應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注,抗倒性最強(qiáng)品系為17NDL20-7(153.74)。

4)采用隸屬函數(shù)評(píng)價(jià)和聚類(lèi)分析方法,將34份強(qiáng)抗寒甘藍(lán)型油菜品系分為3類(lèi),其中,Ⅰ類(lèi)(17份)種質(zhì)材料綜合表現(xiàn)較好,可用于對(duì)其他材料進(jìn)行雜交優(yōu)化改良及選育新品種。