蕪菁甘藍種質(zhì)資源評價

王應芬，牟 瓊，李 娟，雷 霞，吳佳海

(1.貴州省草業(yè)研究所，貴州 貴陽550006；2.貴州省草地技術試驗推廣站，貴州 獨山 558200)

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蕪菁甘藍種質(zhì)資源評價

王應芬1,2，牟 瓊1，李 娟1，雷 霞1，吳佳海1

(1.貴州省草業(yè)研究所，貴州 貴陽550006；2.貴州省草地技術試驗推廣站，貴州 獨山 558200)

摘要：為有效利用蕪菁甘藍(Brassica napobrassica)種質(zhì)資源，對28份蕪菁甘藍種質(zhì)資源的27個數(shù)量性狀進行了觀測，并分析其遺傳多樣性。結(jié)果表明，1)不同材料間存在較大差異，且不同材料在不同性狀上也表現(xiàn)出不同程度的多樣性。其中，單株角果數(shù)的變異程度最大，變異系數(shù)達64.1%；其次為小裂葉對數(shù)，其變異系數(shù)為57%；單根重的變異系數(shù)最小，為2.4%。2)通過聚類分析，將28份蕪菁甘藍分為四大類群。其中第Ⅰ類的14份材料均具有綠色子葉、側(cè)芽小、板葉葉型、葉頂端圓形、根形橢圓及須根少等特點；第Ⅱ類中的兩份材料具有平滑葉面、葉面無刺毛、少蠟粉、葉面有光澤及半直立葉簇等特點；第Ⅲ類由分蘗能力中等、淺綠色角果、白色肉質(zhì)根及少須根的6份材料組成；第Ⅳ類由具有復鋸齒和大波紋葉緣、有葉瘤及紅褐色種皮的6份材料組成。

關鍵詞：蕪菁甘藍；種質(zhì)資源；形態(tài)性狀；遺傳多樣性

蕪菁甘藍(Brassicanapobrassica)，又稱洋大頭菜、洋蔓菁及洋疙瘩等。蕪菁甘藍為蕪菁(B.rapa)和甘藍(B.oleracea)雜交形成，最初來源于地中海沿岸及瑞典等地，在我國主要栽培于貴州、云南、山東、河北等省(區(qū))，現(xiàn)在江西、湖南、廣西、江蘇等省(區(qū))也有推廣種植。自蕪菁甘藍出現(xiàn)后，牧場主們發(fā)現(xiàn)它比蕪菁更富有營養(yǎng)價值，被譽為是一種具有廣泛推廣發(fā)展前途的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)塊根飼料作物[1]。

蕪菁甘藍塊根肥大，產(chǎn)量高，且肉質(zhì)根干物質(zhì)含量高，尤其是糖分、淀粉含量多，且維生素C含量也較豐富[2]。蕪菁甘藍以肥大的肉質(zhì)根為主要產(chǎn)品，莖葉均可利用，主要用于秋季采葉青飼，冬、春季采收肉質(zhì)根和莖葉飼喂畜禽，可緩解冬、春季青綠飼料缺乏的矛盾。蕪菁甘藍汁多味甜，適口性好，營養(yǎng)豐富、產(chǎn)量高；適于切碎后直接飼喂或青貯、打漿后利用，豬、牛、羊等家畜喜食[3-4]。

目前，蕪菁甘藍的種植以常規(guī)品種為主，存在純度、塊根一致性差，根型、根皮色參差不齊等問題。同時，塊根用蕪菁甘藍種質(zhì)資源的遺傳背景較為狹窄、育種材料較單一，嚴重制約了蕪菁甘藍的生產(chǎn)和推廣及根用蕪菁甘藍的育種水平[5]。因此，本研究通過觀測28份蕪菁甘藍種質(zhì)的27個植物學性狀表現(xiàn)，分析其遺傳多樣性，旨為進一步開展蕪菁甘藍種質(zhì)資源分子水平的遺傳多樣性和相關性研究提供理論指導，同時為我國根用蕪菁甘藍資源的組成結(jié)構及優(yōu)勢育種工作提供基礎數(shù)據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗材料為在貴州各地和其它地區(qū)采集到的地方品種資源，共28份。主要包括當?shù)卦衅贩N和長期在當?shù)卦耘噙^的引進種。其中，貴州9份，省外12份，國外7份。命名方式為有名字的品種按照當?shù)胤Q謂命名，無名字的品種或存在同名現(xiàn)象的品種，以采集地的鄉(xiāng)鎮(zhèn)名字命名(表1)。

1.2試驗地概況

試驗設在貴州省草業(yè)研究所試驗基地，位于107°33′ E，25°52′ N，海拔960 m，≥10 ℃年積溫4 538 ℃·d，極端低溫-8 ℃，極端高溫38 ℃，最高月平均氣溫27.6 ℃，年均溫15 ℃，年降水量1 346.3 mm，降水多集中在5-8月，無霜期272 d，年日照時數(shù)1 336.7 h，空氣相對濕度82%，雨熱同期，干濕季節(jié)較明顯。試驗地土壤為黃壤，有機質(zhì)含量2.8 g·kg-1，全氮含量0.85 g·kg-1，有效磷含量30.62 mg·kg-1，速效鉀含量86.2 mg·kg-1，pH值6.5。前茬作物為多花黑麥草(Loliummultiflorum)。

1.3播種與田間管理

1.3.1播種播種前犁耙兩次，并輔以人工碎土平整?；└燹r(nóng)家肥2.25 kg·m-2和復合肥74.96 g·m-2。穴播，每穴播種5～8粒種。9月5日播種，順序排列，小區(qū)面積20 m2，長5 m，寬4 m，行距50 cm，株距40 cm，密度5 株·m-2。四周設保護行。

1.3.2田間管理在苗期進行勻苗工作，2-3片真葉期間苗，每窩留2～3株，5葉期定苗1株。中耕一次，培土一次，結(jié)合中耕培土追肥一次，1 hm2土地施尿素300 kg。5葉期防治菜粉蝶一次。

1.4植物學性狀調(diào)查方法及標準

2013年9月至2014年5月，選取具有品種特性的10株蕪菁甘藍隨機調(diào)查形態(tài)學特征。子葉長、子葉寬、蓮座期株高、蓮座期株幅、小裂葉對數(shù)、蓮座期葉數(shù)、葉長、葉寬、塊根長、塊根寬、單根重、單株重、單產(chǎn)、開花期株高、有效分枝位、一次分枝數(shù)、二次分枝數(shù)、主花序長、主花序角果數(shù)、單株角果數(shù)、角果長度、角果寬度、單角果種子數(shù)、種子產(chǎn)量、種子千粒重、播種-塊根收獲期、播種-種子成熟期27個數(shù)量性狀(數(shù)值型性狀)采用測量法；子葉顏色、下胚軸顏色、側(cè)芽大小、葉型、葉形、葉頂端形狀、葉緣齒狀、葉緣波紋、葉裂刻、葉裂回數(shù)、葉面、葉面刺毛、葉面蠟粉、葉面光澤、葉簇、株型、分蘗、葉色、葉柄色、葉柄切面、葉瘤大小、抽薹性、花莖顏色、花色、角果顏色、角果落粒性、種皮顏色、商品熟性、根形、根肉色、根皮色、須根、塊根口感、塊根質(zhì)地34個質(zhì)量性狀按照《葉用和薹(籽)用芥菜種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》[6]進行性狀觀察記載賦值，按各性狀值代碼進行數(shù)字化再進行分析。

1.5數(shù)據(jù)分析

數(shù)量性狀采用Excel 2007和SPSS v10.0軟件統(tǒng)計出其最大值、最小值、平均值、標準差、極差和變異系數(shù)；質(zhì)量性狀利用NTSYS-pc v2.2軟件進行聚類分析。

2結(jié)果與分析

2.1數(shù)量性狀的遺傳多樣性

分析28份蕪菁甘藍種質(zhì)資源的27個數(shù)量性狀發(fā)現(xiàn)，不同材料間存在很大差異，同時不同性狀在不同材料間表現(xiàn)出的多樣性也不一致(表2)。

不同材料間的變異系數(shù)存在很大差異。單株角果數(shù)的變異程度最大，達到64.1%，變幅為154.0～4 292.0粒；其次為小裂葉對數(shù)，其變異系數(shù)為57%，變幅為0～16.0對；角果寬度的變異系數(shù)為51.7%，變幅為0.18～2.50 cm；子葉長的變異系數(shù)為48.7%，變幅為0.95～7.50 mm；子葉寬的變異系數(shù)為46.9%，變幅為1.50～10.0 mm。以上5個數(shù)量性狀的變異系數(shù)均在45%以上，變幅范圍較大。

有效分枝位的變異系數(shù)為5.6%，變幅為1.5～36.5 cm；播種-種子成熟期的變異系數(shù)為3.5%，變幅為250～271 d；播種-塊根收獲期的變異系數(shù)為3.1%，變幅為86～115 d；單株重的變異系數(shù)為2.9%，變幅為0.5～6.5 kg；單根重的變異系數(shù)最小為2.4%，變幅為0.2～4.5 kg。以上5個數(shù)量性狀的變異系數(shù)均<10%，變幅范圍較小。剩余17個數(shù)量性狀的變異系數(shù)均在10%～40%。分析27個數(shù)量性狀統(tǒng)計變量，如平均值、最大值、最小值、標準差、極差和變異系數(shù)可見，28份蕪菁甘藍種質(zhì)資源的遺傳多樣性較為多樣，遺傳改良利用潛力強健，可以為提高蕪青甘藍的品質(zhì)和產(chǎn)量提供實際意義。

表1　供試材料名稱與來源

表2　蕪菁甘藍種質(zhì)資源中27個數(shù)量性狀的遺傳多樣性評價

2.2聚類分析

對28個蕪菁甘藍材料的27個數(shù)量性狀進行賦值，并利用UPGMA法對供試材料進行聚類分析(圖1)，可將28份參試材料聚為4類。第Ⅰ類具有子葉為綠色、側(cè)芽小、葉型為板葉、葉頂端形狀都為圓形、根形橢圓及須根少等特點，由貴州省草業(yè)研究所的威寧蕪菁甘藍(1號)和花溪蕪菁甘藍(3號)，百綠集團的拿破侖灰蘿卜(4號)，重慶的江口洋蘿卜(7號)，道真的洛龍洋蘿卜(8號)、河口洋蘿卜(10號)和三橋灰蘿卜(11號)，青海省畜牧獸醫(yī)科學院的青海玉樹蕪菁(14號)，新疆的卡馬古蕪菁(15號)，內(nèi)蒙古紫皮蔓菁(16號)，昭通的昭通洋蘿卜(18號)，清鎮(zhèn)的新店灰蘿卜(19號)，新西蘭的KRC-6004(25號)和KRC-6063(26號)共14份參試材料組成。

第Ⅱ類是由來自邢臺興達種業(yè)有限公司的京豐1號(13號)和新西蘭的KRC-7860(27號)組成，具有葉面平滑、葉面無刺毛且少蠟粉、葉面有光澤及葉簇呈半直立等特點。

來自涼山彝族自治州畜牧獸醫(yī)科學研究所的四川園根(2號)、百綠集團的德國園根(5號)、溫州市神鹿種業(yè)有限公司的溫州盤菜(12號)、涼山的涼山蕪菁(17號)、重慶的秀山大梗菜(22號)、新西蘭的KRC-7809(28號)共6份參試材料聚為第Ⅲ類，此類具有分蘗能力中等、葉色主要呈黃綠色、角果顏色為淺綠色、根肉色為白色及須根少等特點。

圖1　28個蕪菁甘藍種質(zhì)聚類

第Ⅳ是由來自重慶的武陵大頭菜(6號)、道真的陽溪芥菜(9號)、重慶的清溪黃心芥(20號)、松桃的瓦溪大頭菜(21號)、獨山的獨山大頭菜(23號)及新西蘭的KRC-3960(24號)共6份材料組成，具有葉緣有復鋸齒和大波紋、葉裂刻呈全裂或深裂、葉裂回數(shù)均為一回及有葉瘤、種皮顏色為紅褐色等特點。

3討論

種質(zhì)資源遺傳多樣性是作物遺傳育種的物質(zhì)基礎，不僅有助于種質(zhì)資源的管理、評價和利用，更有利于優(yōu)異種質(zhì)的創(chuàng)新研究[7-11]。在小麥[12-13](Triticumaestivum)、苜蓿[14-15](Medicago)、斑茅[16](Erianthusarundinaceum)、大豆[17-18](Glycinemax)和燕麥[19-20](Avenasativa)等植物上，均有應用數(shù)量性狀探討種質(zhì)遺傳多樣性的報道。本研究對國內(nèi)外育成品種28份蕪菁甘藍種質(zhì)資源27個數(shù)量性狀進行遺傳多樣性研究，發(fā)現(xiàn)蕪菁甘藍種質(zhì)資源在不同品種的不同性狀上表現(xiàn)出不同程度的多樣性，可以作為蕪菁甘藍種質(zhì)資源數(shù)量性狀分析的主要性狀指標。各性狀中單株角果數(shù)的變異系數(shù)最大，其次是小裂葉對數(shù)及角果寬度，說明這3個性狀的變異性大，遺傳性豐富，蘊藏著較大的選擇空間，對種質(zhì)變異和創(chuàng)新的貢獻率越大，可供選擇和利用的潛力大，在常規(guī)育種中，可以把變異系數(shù)較大的性狀作為其數(shù)量分析的主要性狀，通過對28份蕪菁甘藍數(shù)量性狀的分析，能選育出期望得到的變異類型的概率較大。聚類分析結(jié)果表明，28份供試材料可劃歸為四大類，具有同一性狀的大部分材料聚在同一類。類內(nèi)材料具有相同或相似的形態(tài)性狀，而類間的形態(tài)性狀差異較明顯。

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(責任編輯張瑾)

Evaluation of Brassica napobrassica germplasm resources

Wang Ying-fen1,2, Mou Qiong1, Li Juan1, Lei Xia1,Wu Jia-hai1

(1.Guizhou prataculture institute, Guiyang 550006, China;2.Guizhou Technical and Testing Extension Station of Pasture, Dushan 558200, China)

Abstract:In order to efficiently utilize Brassica napobrassia, the genetic diversity of 28 B. napobrassica accessions were assessed by measuring 27 quantitative traits. The results showed that the B. napobrassica had significant genetic differentiation and diversity in 27 quantitative traits. Among those data, the coefficient of variation (CV) of the nutlet was maximum, reaching up to 64.1%, the second was the pair number of lobule with CV of 57%, and the minimum was weight per earthnut with CV of 2.4%. In addition, 28 B. napobrassica accessions were divided into four categories by cluster analysis. The first group included 14 accessions possessingthe characteristics of green cotyledon, small lateral bud and round blade leaf opex, the second group included 2 accessions with the characteristics of smooth leaf surface, no seta on leaf surface, less powder and semi upright leaf cluster, the third group included 6 accessions with the characteristics of medium tillering ability, light green siliqua, white fleshy root, and less fibrous root, the fourth group included 6 accessions with the characteristics of serrated and large corrugated leaf edge, leaf nodule and reddishbrown seed coat.

Key words:Brassica napobrassica; germplasm resources; morphological trait; genetic diversity

DOI:10.11829/j.issn.1001-0629.2015-0374

*收稿日期：2015-07-03接受日期：2016-03-01

基金項目：黔科合重大專項字〔2014〕6017號；黔農(nóng)科院院專項〔2014〕028號

通信作者：牟瓊(1970-),女(仡佬族),貴州道真人,研究員,碩士,主要從事草育種及利用研究。E-mail:gzcymq@163.com

中圖分類號：S635.4;Q943

文獻標志碼：A

文章編號：1001-0629(2016)6-1200-06*

Corresponding author:Mou QiongE-mail：gzcymq@163.com

王應芬,牟瓊,李娟,雷霞,吳佳海.蕪菁甘藍種質(zhì)資源評價.草業(yè)科學,2016,33(6)：1200-1205.

Wang Y F,Mou Q,Li J,Lei X,Wu J H.Evaluation ofBrassicanapobrassicagermplasm resources.Pratacultural Science，2016,33(6)：1200-1205.

第一作者：王應芬(1977-),女,貴州湄潭人,高級畜牧師,碩士,主要從事草地建植及養(yǎng)殖研究。E-mail:276371093@qq.com