中國冬油菜品系主要農藝性狀相關性分析及油菜育種策略

王健勝　侯桂玲

摘要： 以多年份參加冬油菜區(qū)試的838 個冬油菜品系為材料，對不同環(huán)境下油菜主要農藝性狀分別進行了相關性分析。結果表明，油菜主要農藝性狀相關性分析結果在不同環(huán)境間差異明顯，其中產量性狀差異最大，其次是抗病性狀，品質性狀差異相對較小；同時，各個環(huán)境下獲得的相關性分析結果與全國整體分析結果間差異明顯。全國區(qū)域相關分析結果對指導不同環(huán)境下油菜育種價值有限甚至會產生較大偏差，對多種環(huán)境下油菜性狀相關分析對不同區(qū)域油菜育種水平和效率的提升甚為關鍵。

關鍵詞： 冬油菜；農藝性狀；育種策略；相關分析

中圖分類號： S634.303 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2015）08-0094-03

近年來我國的油菜籽產量、品質得到了有效提升，但與我國油菜籽消費需求相比還存在一定差距。目前，我國每年仍需從國外進口部分油菜籽。進行油菜農藝性狀遺傳分析是開展油菜育種的基礎，對提高油菜育種水平和效率十分關鍵，相關性分析是遺傳分析的主要內容之一。劉唐興等以抗倒性不同的3個油菜品種為材料，分析了不同密度油菜根系特征和產量與倒伏性之間的相關性，結果表明，油菜根系各性狀間存在顯著或極顯著相關性，油菜單株產量與根體積、根莖粗顯著正相關，倒伏指數與根粗負相關 [1]。葉小利等分析了甘藍型黑籽和黃籽油菜種子發(fā)育過程中影響種皮色澤的花色素、苯丙氨酸和苯丙氨酸解氨酶的相關性，結果表明，黑籽的花色素含量與苯丙氨酸解氨酶活力呈正相關，與游離苯丙氨酸含量呈負相關 [2]。李培武等探討了甘藍型油菜葉片與種子硫苷含量的相關性，結果表明，葉片硫苷組分含量與種子硫苷組分含量相關性均不顯著，改變葉片硫苷含量不會顯著影響種子中硫苷含量，脂肪族硫苷含量是高硫、低硫材料葉片硫苷總含量差異的主要原因 [3]。其他學者針對油菜不同性狀的相關性也開展了較多研究 [4-10]。油菜農藝性狀是遺傳和環(huán)境共同作用的結果，同一油菜性狀在不同環(huán)境下表現差異較大，因此進行不同環(huán)境下油菜主要性狀的遺傳分析有利于全面掌握油菜性狀在特定環(huán)境下的具體遺傳特點，為制定適合該區(qū)域的油菜育種策略提供依據。本研究對不同環(huán)境下油菜主要農藝性狀的相關性進行分析，旨在為油菜育種提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

[JP3]供試材料為2004/2005年度至2009/2010 年度參加國家冬油 菜新品種區(qū)域試驗的所有品系，共計838 個，其中長江上游區(qū)196 個，長江中游區(qū)257 個，長江下游區(qū)252 個，黃淮區(qū)133 個。

1.2 性狀調查

調查性狀主要包括3大類13 個性狀，分別為品質性狀3 個（芥酸、硫苷、含油率）、產量性狀7 個（有效角果數、角果粒數、千粒質量、單株產量、株高、分枝數、生育期）和抗逆性狀3 個（菌核病抗性、病毒病抗性、抗寒性）。所有數據均來源于國家冬油菜新品種區(qū)域試驗總結報告。

1.3 統計分析

采用SPSS 18.0軟件分析數據。

2 結果與分析

2.1 冬油菜品質性狀的相關性分析

對油菜主要農藝性狀進行相關分析可以為油菜目標性狀改良提供依據。從表1可以看出，全國及不同區(qū)域油菜品質性狀相關性差異較大。就全國來看，芥酸、硫苷和含油率兩兩之間都存在極顯著正相關性；不同區(qū)域除硫苷和芥酸的相關性與全國分析基本一致外，其余性狀的相關性與全國差異明顯；芥酸與含油率在不同區(qū)域均表現負相關，硫苷與含油率在長江下游區(qū)表現為顯著負相關。可見，全國整體分析不能準確反映不同環(huán)境下油菜品質性狀的相關性，應該根據具體環(huán)境作具體分析，這樣才能獲得特定環(huán)境下油菜品質性狀準確的相關性分析結果，進而為開展高效油菜育種提供支撐。

2.2 冬油菜產量性狀的相關性分析

由表2可以看出，不同環(huán)境下油菜產量性狀相關性差異較大，不同環(huán)境下油菜產量性狀相關性與全國差異明顯。全國范圍內，有效角果數、角果粒數、千粒質量3者之間都呈負相關，其中千粒質量和有效角果數間呈極顯著負相關，有效角果數與單株產量、株高、分枝數、生育期都成極顯著正相關，角果粒數與單株產量和生育期呈極顯著正相關；單株產量作為重要的綜合性狀，它與所有的產量性狀都呈正相關， 可見，改

善任何1個產量性狀都對提高單株產量有效；株高與分枝數呈極顯著正相關，與生育期呈極顯著負相關，分枝數與生育期呈極顯著正相關。

不同區(qū)域油菜產量性狀相關性差異較大。除黃淮區(qū)外，有效角果數均與其他性狀的相關性較為接近。除黃淮區(qū)外，角果粒數和千粒質量在3種環(huán)境下均呈極顯著負相關；除長江下游區(qū)外，角果粒數與單株產量均呈極顯著正相關；在長江中游區(qū)和長江下游區(qū)，角果粒數與株高均呈極顯著正相關。值得注意的是，角果粒數在全國范圍內與分枝數呈顯著負相關，在長江中游區(qū)和長江下游區(qū)，角果粒數與生育期呈負相關，在全國范圍內角果粒數與生育期呈極顯著正相關。千粒質量與單株產量除在長江中游區(qū)呈極顯著負相關外，在其余3 個生態(tài)區(qū)均呈正相關；千粒質量與株高除在黃淮區(qū)達極顯著正相關外，在其余3 個生態(tài)區(qū)均未達到顯著性。單株產量與株高除在長江上游區(qū)差異未達到顯著水平外，在其余3 個生態(tài)區(qū)均差異極顯著水平；單株產量與分枝數在長江上游區(qū)呈顯著負相關，但在長江中游和長江下游呈極顯著正相關；單株產量與生育期在長江上游區(qū)呈顯著負相關，但在長江下游區(qū)呈極顯著正相關；株高與分枝數在除黃淮區(qū)外的3 個生態(tài)區(qū)均呈極顯著正相關。

2.3 冬油菜抗病性狀的相關性分析

由表3可知，在全國范圍內，油菜的菌核病、病毒病、凍害，其發(fā)病率和凍指兩兩之間都呈極顯著正相關，可見這3個病害之間關聯十分緊密，1個病害的發(fā)生和感染程度往往會增加其他2個病害發(fā)生的概率、強度。當油菜在受到病害侵染時，其自身的防御功能會有所降低，油菜受到外界其他病害侵染的概率就會明顯增加。因此，在油菜抗病育種實踐中，對病害要實行綜合防治，盡可能避免植株受病害的侵染，如果已經感病，要設法降低病害的發(fā)生率、強度，只有這樣，油菜的綜合抗病能力才能逐步提高。不同環(huán)境下油菜抗病性相關性差異較大。菌核病發(fā)病率與菌核病病指在4 個生態(tài)區(qū)均呈極顯著正相關；在長江上游區(qū)，菌核病發(fā)病率與病毒病發(fā)病率、病毒病病指均呈極顯著正相關；在黃淮區(qū)，菌核病發(fā)病率與受凍率、凍指都呈極顯著正相關。在長江上游區(qū)，菌核病病指與病毒病發(fā)病率、病毒病病指也呈極顯著正相關，但與受凍率呈顯著負相關；在長江中游區(qū)和長江下游區(qū)，菌核病病指與病毒病發(fā)病率、病毒病病指和受凍率均呈正相關；在黃淮區(qū)，菌核病病指與受凍率、凍指也呈正相關。病毒病發(fā)病率與病毒病病指在4 個生態(tài)區(qū)均呈極顯著正相關；在長江上游區(qū)和長江中游區(qū)，病毒病發(fā)病率與受凍率均呈正相關。病毒病病指與凍指除在黃淮區(qū)呈極顯著正相關外，在其他3 個生態(tài)區(qū)，病毒病病指與凍指相關性均未達顯著水平。

3 結論與討論

油菜農藝性狀的遺傳分析是進行油菜育種的重要基礎，相關性分析是遺傳分析的主要內容之一。雖然前人圍繞油菜農藝性狀相關性開展了較多研究 [11-15]，但這些研究只是針對某一特定環(huán)境或者全國整體范圍，不同生態(tài)環(huán)境下油菜性狀相關性研究鮮見報道。油菜性狀表現受外界環(huán)境影響很大，進行特定環(huán)境下油菜性狀相關性分析對不同環(huán)境油菜育種的實施應用價值非常有限，有時甚至會產生負面效應，因此在不同環(huán)境下進行性狀相關性分析對特定環(huán)境下油菜育種工作的開展尤為重要。

本研究結果表明，油菜產量性狀、品質性狀、抗病性狀的相關性在不同環(huán)境下差異較大，特別是產量性狀、抗病性狀，其部分性狀的相關性在各個環(huán)境中差異明顯，有時甚至獲得完全相反的結果，不同環(huán)境下相關性分析結果與全國范圍內的分析結果差異較大，這表明在全國區(qū)域進行油菜性狀相關性分析對不同生態(tài)區(qū)油菜育種的應用價值較為有限，同時也說明了分不同環(huán)境進行油菜相關性分析的重要性。本研究結果對我國油菜育種策略的完善及育種效率的提高具有重要價值。這里以品質性狀為例加以說明，在全國范圍內，油菜的芥酸與硫苷、芥酸與含油率、硫苷與含油率間都存在著極顯著的正相關性，這表明這3個性狀間聯系非常緊密，改變其中1個性狀，另2個性狀也會隨之而改變，如果利用此結果對我國不同環(huán)境下油菜品質性狀改良進行指導顯然存在一定的誤差，故全國區(qū)域品質性狀的相關性分析結果對不同環(huán)境下油菜品質改良指導價值非常有限。芥酸和含油率的相關性在4 個生態(tài)區(qū)都未達到顯著水平且都呈負相關，硫苷與含油率在長江中游區(qū)和長江下游區(qū)均呈負相關，該結果對我們進行特定環(huán)境區(qū)域的油菜品質性狀改良具有指導意義。我國現代油菜品質育種是以“兩低一高”為主要目標，即低芥酸、低硫苷、高含油率，這3者在不同環(huán)境下的相關性為實現這一目標提供了有利條件。

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