宋丰萍，程嘉庆，刘振兴，程志强，程田田，代 欢，宁友维，蒙祖庆*

(1.西藏农牧学院，西藏 林芝 860000;2.四川省农业科学院，四川 成都 610066)

【研究意义】油菜是西藏的主要油料作物，该区油菜种包括甘蓝型、芥菜型和白菜型油菜等多种类型，其中白菜型和芥菜型油菜具有较久的栽培历史，表现较广泛的遗传变异，具有早熟、抗逆、抗倒伏、耐贫瘠等较强的抗逆性，是西藏高海拔区油菜主要种植类型，但其产量和品质性状较差，双低育种难度较大，限制了当地油菜生产的发展。甘蓝型油菜是我国油菜栽培面积最广的油菜类型，其产量和品质与其他两个栽培种相比具有明显的优势，但由于抗逆性状较弱，导致西藏高海拔区种植受限[1-2]。利用芥菜型油菜与甘蓝型油菜进行种间杂交，人工创制新型甘蓝型油菜可以有效拓宽油菜遗传背景，为油菜种质资源创新奠定种质基础，是有效解决我国油菜遗传背景狭窄问题的有效途径。【前人研究进展】我国学者利用芥菜型油菜和白菜型油菜的特异性状采用种间杂交方法对甘蓝型油菜进行遗传改良创制新型甘蓝型油菜，通过自交、杂交、回交等多种授粉方式获得杂种后代并选择甘蓝型油菜个体。经典的甘蓝型油菜品种中油821的选育就是利用5个甘蓝型品种和一个白菜型地方品种复合杂交获得的[3]。李加纳[4]通过甘白、甘芥等种间杂交和系统选育，将黄籽基因导入到甘蓝型油菜培育出“渝黄”系列的甘蓝型黄籽油菜。孟金陵和刘忠松等[5-6]对芥甘杂交种的可交配性、克服不亲和的方法、胚胎学研究以及杂种后代的遗传特性等方面进行系统的研究，并利用芥甘杂交种培育出了甘蓝型油菜细胞质雄性不育系和黄籽甘蓝型油菜品种。青海省农林科学院利用芥菜型油菜地方品种“多室”性状导入甘蓝型油菜，获得了一批甘蓝型多室油菜[7]。抗性育种方面，Prakashs等通过了芥甘杂交方法创制了抗裂荚品种[8]；Roy等[9]将芥菜型油菜抗黑胫病性状导入甘蓝型油菜，提高了甘蓝型油菜的抗病性。Song等[10]通过芥甘杂交方法创制了新型甘蓝型油菜提高甘蓝型油菜的抗旱性。【本研究切入点】本研究以改良甘蓝型油菜西藏高原生态环境下的适应性为目的，利用芥甘种间有性杂交，通过开放授粉和多代自交定向选育的方法，获得了一批遗传性状稳定的芥甘杂交新种质群体。【拟解决的关键问题】围绕该群体，开展其生育期、产量性状、品质性状等15个表型性状进行综合评价，为优异基因资源的挖掘提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验所用的54个西藏新型甘蓝型油菜是以西藏芥菜型油菜地方品种为母本，优良甘蓝型油菜藏油5号为父本，通过种间有性杂交创制的新型甘蓝型油菜群体，编号为XZ1～XZ54。

1.2 试验设计

试验在西藏农牧学院试验农场进行，该农场海拔2970 m，年平均气温8.8 ℃，≥10 ℃的有效积温2000～2200 ℃，无霜期160～180 d。实验采用随机区组设计，于2019年3月31日大田直播，每份材料1行区，行长2.5 m，行距60 cm，3次重复。3～5叶期定苗，每行12～15株，试验地四周设保护行。试验田为沙性土质，肥力适中，前茬为玉米，播种前施复合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)450 kg/hm2作基肥，出苗后1个月，追施尿素225 kg/hm2。于2019年7月25日至8月17日依次收获，暂存于阴凉干燥处自然晾干，2019年11月15-30日集中考种。试验过程中施肥水平、栽培管理及病虫防治略高于一般生产管理。

1.3 产量品质及农艺性状的获取

参照武晓明2007版《油菜种质资源描述规范和数据标准》的方法对西藏新型甘蓝型油菜的25个性状包括产量、品质、生育期及农艺性状进行了调查。其中8个与产量相关的性状分别为角果长度、每角果粒数、主花序有效角果数、单株有效角果数、着果密度、千粒重、单株产量和折合产量；7个与籽粒品质相关的性状分别为含油量、油酸、亚油酸、亚麻酸、蛋白质、芥酸、硫苷；6个与植株营养体生长势相关的农艺性状分别为茎粗、株高、主花序、一次有效分枝数、二次有效分枝数、一次有效分枝高度；4个与生育期相关的性状，分别为苗期(出苗期至五叶期)、蕾臺期(五叶期至初花期)、总花期(初花期至终花期)、生育期天数(出苗期至成熟期)。

1.4 数据统计与分析

描述统计用EXCEL2016完成，相关性分析和主成分分析采用IBMSPSSStatisticsV21.0。

2 结果与分析

2.1 生育期性状比较

新型甘蓝型油菜54个品系的生育期性状见表1，参试新型油菜品系的生育期分布于102～125 d之间，平均119 d，生育期整体低于对照品种，呈现早熟的特点，其中生育期短于120 d的有24个品系，品系XZ32生育期最短可达110 d，在西藏高原地区均能正常成熟。由新型甘蓝型油菜品系的生育期结果可以看出，通过芥甘种间杂交进一步缩短早熟甘蓝型油菜的生育期是有效可行的。

表1 新型甘蓝型油菜的生育期性状

2.2 产量性状比较

西藏新型甘蓝型油菜54个品系的产量性状见表2，产量性状比较结果表明，角果较长和千粒重较大是参试新型甘蓝型油菜品系较对照品种较为明显的特点。54个新型甘蓝型油菜品系的角果长度分布于5.44～11.63 cm，其中50个品系的角果长度大于对照品种，7个品系的角果长度在10 cm以上；新型甘蓝型油菜品系的千粒重分布于2.74～5.42 g，36个品系的千粒重大于对照品种，其中XZ6、XZ21、XZ42 3个品系的千粒重大于5 g；新型甘蓝型油菜的主花序角果数平均38.22～87个，其中11个品系的主花序角果数多于对照品种；新型甘蓝型油菜的单株有效角果数平均220～884个，22个品系的单株有效角果数高于对照品种，其中6个品系的单株有效角果数超出对照50%，品系XZ47的单株有效角果数884个高于对照89%；参试54个新型甘蓝型油菜单株粒重分布于12.21～55.29 g，其中12个品系的单株粒重大于对照，XZ46、XZ47、XZ49 3个品系的单株粒重高于50 g，具有较高的单株产量。

表2 新型甘蓝型油菜的产量性状

续表2 Continued table 2

续表2 Continued table 2

2.3 品质性状比较

菜籽的蛋白主要集中在油菜籽粒的子叶中，菜籽油脂提取后，主要存在于饼粕中，作为饲料价值的评价指标。西藏新型甘蓝型油菜54个品系的品质性状见表3，品质性状比较结果表明，54个新型甘蓝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个品系超出对照品种。高含油量品种的选育是油菜育种的重要目标，本实验新型甘蓝型油菜含油量34.63%～51.50%，平均44.79%,其中19个品系超出对照2%～8%，有8个品系含油量超出了50%，这些高含油量的品系可作为进一步实验材料，为高油品种的选育奠定种质基础；油菜籽脂肪酸组成也是评价籽品质的重要指标，54个品系油酸含量23.44%～69.52%，平均51.54%，13个品系超出对照；亚麻酸含量6.86%～11.56%,平均8.94%，28个品系的亚麻酸含量高于对照品种；亚油酸5.61%～19.80%，平均12.30%，26个品系超出对照；其中品系XZ11不仅表现含油量高，而且油酸含量也在65%以上，如果将其后代对油酸进行定向选育，有可能培育出油酸含量更高的品系。然而，按照双低油菜品质评价标准，该新型甘蓝型油菜群体籽粒品质中最大的不足就是芥酸和硫苷含量较高，此问题可能与其芥菜型油菜亲本有直接关系，54个品系中只有4个品系达到双低标准(芥酸<3%,硫苷<30 μmol/g)，分别是XZ7、XZ14、X41、X54，可进一步定向选育。

表3 新型甘蓝型油菜的籽粒品质性状

续表3 Continued table 3

3 讨 论

本研究采用有性杂交的方式，将西藏芥菜型油菜与甘蓝型油菜进行种间有性杂交及定向选育，获得一批性状稳定的新型甘蓝型油菜。这些新型甘蓝型油菜的生育期较其甘蓝型油菜亲本均表现早熟性状，这种早熟性状为高寒区油菜高产和稳产的实现奠定了种质基础。早熟是许多油菜产区和多熟制地区的育种目标之一，培育甘蓝型油菜早熟品种是当前油菜育种的主攻方向之一[11]。西藏农区具有海拔高、积温低、无霜期短的气候特点，西藏油菜在长期自然选择和人工选择条件下，早熟性状有利于避免生育后期干旱低温等多种灾害的危害，为油菜稳产提供安全保障。我国育种实践证明，远缘杂交是进行育种和种质创新的一条重要途径，前人利用甘蓝型油菜与白菜型油菜种间杂交，把白菜型油菜早熟性状导入甘蓝型油菜，可以得到早熟的后代，改良了甘蓝型油菜成熟期较长的特性[12]。本研究利用西藏芥菜型油菜与甘蓝型油菜杂交的方法，也可以获得具有早熟性状的甘蓝型油菜群体，且芥菜型油菜具有抗旱性强的普遍特点，为西藏甘蓝型油菜的遗传改良奠定了方法和种质基础。

千粒重是油菜产量构成的重要因素，根据《中国油菜栽培》中的划分标准，千粒重大于等于5 g即为极大粒型，本研究利用54个芥菜型油菜与甘蓝型油菜杂种后代，筛选出大粒品系3个，这些大粒品种的单株产量均在30 g以上，具有较大的产量利用潜力。试验中使用的芥菜型和甘蓝型油菜的亲本千粒重均未超过5 g，而其杂种后代中之所以产生极大粒品种，其原因可能是基因重组，芥菜型油菜与甘蓝型油菜的亲缘关系较远，远缘杂交的方式可能有利于千粒重等经济性状的遗传变异。前人利用胚抢救和子房培养的方法通过远缘杂交也获得过大粒甘蓝型油菜新种质[13]。这些大粒甘蓝型油菜种质资源可作为亲本和现有优质甘蓝型油菜品种杂交，选育出优质、高产甘蓝型油菜育种材料，为甘蓝型油菜产量的提高奠定种质基础。

脂肪与蛋白质是油菜籽粒中的主要营养成分，然而较多的研究认为两种组分间呈负相关关系。本实验条件下芥甘杂交新种质的籽粒蛋白质含量高于对照，其主要原因是这些种子大田生产中多采取了套网的方式自交留种，根据前人研究结果相对遮光的环境不利于籽粒发育后期油分的积累，相应提高了籽粒中蛋白的含量[14]。提高菜籽含油量是当前增加菜油产量最为有效的途径，如果生产中油菜品种含油量超过48%，则相当于总产量提高10%[15]。我国学者采用常规定向选择或杂交转育、诱变及基因工程的方法在高产和高含油等品质方面取得突破性进展，其中含油量50%以上的菜籽被认为是高油菜籽[16]。Liu等[17]将芥菜型油菜黄籽转育到甘蓝型油菜中，创制出含油量高达52.38%“黄矮早”等新种质，且性状遗传稳定。本研究利用西藏芥菜型油菜与甘蓝型油菜进行杂交，54份新型甘蓝型油菜中有8个品系的含油量高于50%，一方面与本实验高原气候有一定关系，依据前人研究结果，高海拔充足的光照和较长的日照时长有利于油菜籽含油量的提高[18]；另一方面也进一步证实了通过芥甘油菜种间杂交可以实现含油量的提高，但该性状是否能够稳定遗传尚需进一步实验验证。在“双低”油菜的品质基础上，脂肪酸组成是否平衡合理是评价油脂品质的重要指标，其中油酸是菜籽油的主要脂肪酸，健康营养油是带有高油酸、高亚油酸和高亚麻酸的油脂[19-20]。

本实验中54个品系中13个品系的油酸含量超出对照，最高的可以达到69.52%，表明通过芥菜型和甘蓝型油菜常规的种间有性杂交技术也可以改善甘蓝型油菜的脂肪酸组成，提高菜籽油品质。

4 结 论

通过芥甘有性杂交获得的54个新型甘蓝型油菜品系的生育期均短于甘蓝型油菜亲本，呈现早熟的特点，表明通过芥甘种间杂交进一步缩短早熟甘蓝型油菜的生育期是有效可行的。通过芥甘有性杂交获得新型甘蓝型油菜具有千粒重大和单株产量高的特点，54个新型甘蓝型油菜品系中获得千粒重大于5 g的大粒品系3个，单株产量大于50 g的高产品系3个，产量性状优于甘蓝型油菜亲本。有8个品系的含油量超出50%；有11个品系的油酸含量超出65%，油酸最高可达69.52%；有4个品系达到双低标准(芥酸<3%,低硫苷<30 μmol/g)，这些品系将为今后甘蓝型油菜育种提供优良的亲本资源。