46份不结球白菜种质资源的评价

2018-03-02谢鑫鑫郑学立邵贵荣

江西农业学报 2018年2期

谢鑫鑫，郑学立，林峰，邵贵荣

不结球白菜（Brassica campestris ssp.chinensis Makino）是十字花科（Cruciferae）芸薹属芸薹种的一个亚种，俗称小白菜或青菜，为速生性蔬菜，是我国主要的叶菜类蔬菜之一，也是衡量蔬菜供应情况的主要标志［1－3］。我国被公认为不结球白菜的遗传多样性中心和起源中心，拥有极为丰富的种质资源，也育出了较多的地方品种［4－7］，随着工业化和城市化的发展，南北交流日益频繁，新品种的不断育成及推广，很多地方品种栽培面积逐年缩小，遗传多样性逐渐趋于单一化，这些问题的出现对种质资源保存和利用造成了巨大的冲击。为了更好地保存和利用这些种质资源，对不结球白菜农艺性状间相关性和特征规律的研究至关重要。

近年来，我国对不结球白菜农艺性状的研究已有不少报道［8－12］。本研究搜集了46份不结球白菜种质资源，运用差异性、相关性、主成分与系统聚类分析等方法，对其株幅、株高、菜头粗、腰粗、叶数、叶长等17个主要农艺性状进行分析，对新种质进行科学、客观和公正地评价，揭示了不结球白菜农艺性状间的相关性和特征规律，为种质资源的利用和创新提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为引进的46份不结球白菜种质资源（表1）。其中山东13份、河南3份、北京7份、河北1份、广东4份、甘肃5份、天津1份、江苏1份、江西1份、湖北4份、香港1份、日本5份。

表1 46份不结球白菜种质资源材料

1.2 试验方法

试验于2016～2017年在福州市蔬菜科学研究所内进行。2016年11月11日播种，12月9日定植。46份种质资源按完全随机区组设计，每个材料种植40株，株行距20 cm×18 cm，田间管理按照常规栽培进行，达到商品采收期时（定植约30 d后）开始调查各材料的农艺性状，每份种质随机选取10株进行统计。统计的农艺性状有17个，包括株幅、株高、菜头粗、腰粗、叶数、叶长、叶柄长、叶柄宽、叶色、叶柄色、叶面、花色、始花期、花期株高、花期侧枝数、荚果长、荚果种子粒数。

1.3 数据处理

统计后对不结球白菜的叶色、叶柄色、叶面和花色等 4个质量性状进行数量化处理（表 2）［13－15］。采用Excel 2007和SPSS19.0软件对数据进行整理和标准化处理，并进行差异性、相关性、主成分和系统聚类分析。

2 结果与分析

2.1 不结球白菜主要数量性状的差异

46份不结球白菜种质资源的13个数量性状差异较大（表3）。变异系数在7.18%～28.04%区间内波动，由大到小的顺序依次为：花期侧枝数＞叶柄长＞荚果种子粒数＞株高＞叶柄宽＞叶长＞叶片数＞花期株高＞角果长＞菜头粗＞株幅＞腰粗＞始花期，花期侧枝数变异系数最大，为28.04%，变异幅度在5.0～20.0范围，说明花期侧枝数选择潜力最大，此外，叶柄长和荚果种子粒数的变异系数也较大，分别为22.43%和18.23%，同样有较大的选择潜力。花期侧枝数、荚果种子粒数与单株种子产量有较大关系，可较容易选育出种子产量高的材料。始花期变异系数最小，仅为7.18%，说明这些材料的选择性较弱，耐抽薹性较一致，有利于材料间的回交、杂交授粉。

表2 质量性状的数量化赋值

2.2 主要农艺性状的相关性分析

在自然选择和人工选择条件下，不结球白菜形成了变异丰富的农艺性状，17个农艺性状相关性分析结果见表4。从表4可以看出，除叶面和花色与其他性状相关性较低外，其他性状至少与其中1个其他性状呈显著或极显著相关。其中株幅与株高（0.331*）显著正相关，与叶长（0.439**）极显著正相关；株高与叶长（0.679**）、叶柄长（0.604**）、叶柄色（0.513**）极显著正相关，与叶数（－0.313*）显著负相关，与叶柄宽（－0.497**）极显著负相关，叶长和叶柄长是影响株高的主要因素。菜头粗与腰粗（0.438**）、叶数（0.655**）、叶柄宽（0.635**）极显著正相关，与株高（－0.409**）、叶长（－0.411**）、叶柄长（－0.477**）、叶柄色（－0.475**）极显著负相关，叶数、叶柄宽对菜头粗影响较大；叶数还与叶柄宽（0.518**）极显著正相关，与叶长（－0.452**）、叶柄长（－0.420**）、叶柄色（－0.419**）极显著负相关。叶柄长与株高（0.604**）、叶长（0.613**）、叶柄色（0.583**）极显著正相关，与菜头粗（－0.477**）、叶数（－0.420**）、叶柄宽（－0.587**）极显著负相关。叶柄宽与叶柄长相反，它与株高（－0.497**）、叶长（－0.583**）、叶柄长（－0.587**）、叶柄色（－0.640**）极显著负相关，与菜头粗（0.635**）、叶数（0.518**）极显著正相关；花期侧枝数与荚果长（－0.427**）极显著负相关。荚果长与荚果种子粒数（0.703**）极显著正相关，荚果越长种子粒数越多。

表3 不结球白菜13个数量性状的差异

表4 不结球白菜17个农艺性状相关分析

2.3 主要农艺性状的主成分分析

通过对46份不结球白菜材料17个农艺性状的计算，其前7个因子的特征值主成分累计贡献率达到78.96%（表5），基本上概况了原指标的信息。提取这7个因子的主成分（表6）。由表5、表6可知，第1个主成分特征值为4.587，贡献率为26.981%，起主要作用的指标是：株高（0.714）、菜头粗（－0.735）、叶数（－0.687）、叶长（0.767）、叶柄长（0.773）、叶柄宽（－0.817）、叶柄色（0.786），为株型和产量性状因子。第2个主成分特征值为2.562，贡献率为15.070%，起主要作用的指标是花期侧枝数（0.597）、荚果长（－0.839）、荚果种子粒数（－0.791），为种子数量相关因子。第3个主成分特征值为 1.813，贡献率为10.662%，起主要作用的指标是始花期（0.514）、腰粗（0.564），为花期、腰粗因子。第4个主成分特征值为1.438，贡献率为8.456%，起主要作用的指标是叶色（0.844）。第5个主成分特征值为1.163，贡献率为6.839%，起主要作用的指标为花期株高（0.702）、株幅（0.851）。第6个主成分特征值为0.961，贡献率为5.656%，起主要作用的指标为花色（0.719）。第7个主成分特征值为0.900，贡献率为5.297%，起主要作用的指标为叶面（0.645）。

表5 不结球白菜17个成分的特征值及贡献率

2.4 聚类分析

运用SPSS 19.0统计软件，采用组间连接系统聚类方法对46份不结球白菜进行系统聚类分析（图1），在欧式距离为 20处聚为 3类，Ⅰ类有：14、33、10、13、18、30、34、8、15、43、7、12、6、9、11、31、32、35、16、17、21、37、38、26、39、22、36、42、19、20、2、3、4、5、27、1、41、40；Ⅱ类有：25、46、44、45、23、24、28；Ⅲ类有：29。各类群农艺性状均值特征见表7。

Ⅰ类有38份不结球白菜，多为青梗菜，表现为株幅较小，植株中，菜头粗大，叶数多，叶柄宽，叶色多为绿色，部分为深绿、浅绿、墨绿，叶柄色多为浅绿，少量绿色，叶面多为平滑，少量微皱，始花期晚，花期侧枝数多，荚果长，荚果种子粒数多。Ⅱ类有7份，为直立型散叶白菜类，表现为株幅大，植株高，菜头粗小，腰粗大，叶长、叶柄长，叶柄较窄，叶色多为深绿或绿，叶柄白色，始花期中，荚果较长，荚果种子粒数较多。Ⅲ类为奶白菜，单独列为一类，表现为株幅较大，植株较矮，菜头粗、腰粗小，叶色墨绿，叶柄短窄，叶柄白色，叶面皱，始花期早，花期侧枝数少，荚果短，荚果种子粒数少。

3 结论与讨论

近年来，对不结球白菜研究取得了较大的进展，其各性状特征是由基因型和环境共同作用的结果，在植株生长发育过程中，各性状间也因不同程度的相关而相互影响，在一定基因型和环境条件下，通过适宜的栽培技术，可以充分发挥不结球白菜的优良特性。不结球白菜的农艺性状越好、生长势越强，即经济产量越高［16］。直观、快速、简便、易行地鉴定农艺性状是研究种质资源最基本的方法和途径［17－18］。作物的许多重要农艺性状是由多基因控制的数量性状，改良数量性状而利用的种质一般是群体而不是单株。群体特征常用平均数、方差、变异系数等指标进行遗传多样性分析［19］。

表6 不结球白菜17个农艺性状的成分矩阵

本试验对46份不结球白菜种质资源的17个农艺性状进行了调查分析，发现不结球白菜农艺性状存在不同程度的变异，变异系数在7.18%～28.04%范围内波动，其中花期侧枝数变异系数最大，叶柄长和荚果种子粒数的变异系数次之，花期侧枝数、荚果种子粒数与单株种子产量有较大关系，可以通过对这些性状进行人工选择改良，选育出种子产量高的材料。相关性分析表明：各性状间存在着不同程度的关联度，改变其中一个性状的特性可能引起其他几个性状的相应变化［20］，本研究发现：叶长与叶柄长极显著正相关，与叶数极显著负相关。孙丽等［10］的研究表明：叶长与叶数、叶柄长极显著正相关，而刘朝阳等［9］研究表明：叶长与叶柄长极显著正相关，但与叶数未达到显著相关水平，这可能与所引进种质类别与栽培环境有关。主成分分析表明：前7个因子所含信息量占总体信息的78.96%，基本上可以反映不结球白菜农艺性状的总体信息。因此，在新品种的选育中，可根据育种目标调整各主成分的大小，选育适宜品种，如选育种子产量高的，可侧重种子相关因子成分的选育，相对降低其他因子的值。

46份种质资源在欧氏距离20处聚为3类，其中Ⅰ类占了38份，这类中叶色、叶柄色和叶面平展度有较大差异，说明青梗菜基本形态一致，只是叶色和叶形存在较大变异；Ⅱ类7份，Ⅲ类1份，所占比重小，这可能是搜集的种质资源不够广泛、种质间交流渗透较为深入导致的。同时，表型性状受环境和栽培因素影响较大，如种植密度、管理技术等，因此，对表型性状的调查也存在一定的误差［21－22］。