油菜花期的基因型差異與分類、鑒定

熊 潔，丁 戈，鄒小云，陳倫林，李書宇，鄒曉芬，宋來強(qiáng)

(江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 作物研究所/國家油料改良中心 南昌分中心/農(nóng)業(yè)部 長江中下游作物生理生態(tài)與耕作重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/江西省油料作物生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330200)

油菜花期的基因型差異與分類、鑒定

熊 潔，丁 戈，鄒小云，陳倫林，李書宇，鄒曉芬，宋來強(qiáng)*

(江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 作物研究所/國家油料改良中心 南昌分中心/農(nóng)業(yè)部 長江中下游作物生理生態(tài)與耕作重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/江西省油料作物生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330200)

以不同基因型油菜種質(zhì)為材料，研究了油菜花期的基因型差異，并對其進(jìn)行了分類、鑒定。結(jié)果表明：油菜花期與各主要生育期均呈極顯著負(fù)相關(guān)，其中與播種至初花階段的相關(guān)性最大；花期與初花期間呈極顯著負(fù)相關(guān)，隨著初花期的延遲，花期縮短。不同基因型油菜的花期和初花期差異明顯，大多數(shù)油菜品系的花期在22～36 d，初花期為2月23日～3月5日。151份油菜種質(zhì)分屬于7種類型，近似于正態(tài)分布；早熟種質(zhì)分為5個(gè)類型，種質(zhì)分布明顯偏向初花日期早、花期中等或較長一側(cè)；中熟種質(zhì)分為7個(gè)類型，分布較分散，以E-M最多，M-S和L-S次之。因此，初花期可以作為篩選長花期油菜品種的重要指標(biāo)，景區(qū)在選擇油菜品種時(shí)可選用初花期較早、花期較長的早熟品種。

油菜；花期；基因型差異；分類；鑒定

油菜是中國主要的油料作物之一，其種植面積、總產(chǎn)量均占世界的30%左右，也是國產(chǎn)食用植物油的第一大來源，對于保障中國食用植物油供給安全具有重要意義[1,2]。我國傳統(tǒng)的油菜栽培技術(shù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)繁瑣、用工量多、生產(chǎn)成本高、比較效益低，農(nóng)民種植油菜的積極性受到挫傷，導(dǎo)致油菜種植面積下降[3]。近年來，油菜因其花色鮮艷，深受人們的喜愛，全國很多地方都在打造油菜花海旅游，促進(jìn)鄉(xiāng)村休閑農(nóng)業(yè)發(fā)展。油菜已由傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)作物轉(zhuǎn)向人們的視野成為一種景觀作物，在花海旅游地油菜已經(jīng)成為游客旅游的一道風(fēng)景，也成為了游客旅游的重要吸引物[4]。作為重要的旅游資源，種植油菜可以為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展帶來巨大的推動(dòng)作用。為了吸引更多的游客，各旅游景點(diǎn)一般選擇花期較長、花色鮮艷、株高適中的油菜品種。因此，探討油菜種質(zhì)資源花期的基因型潛力，篩選、鑒定長花期油菜品種具有重要意義。但前人少有針對油菜花期開展基因型差異研究和分類鑒定。為此，本研究試圖篩選長花期的油菜品種，闡明油菜花期與主要生育期的關(guān)聯(lián)度，評價(jià)一些性狀作為長花期篩選指標(biāo)的可行性，為探討選育長花期油菜品種、闡明長花期的遺傳機(jī)制提供理論依據(jù)和技術(shù)途徑。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)材料為2011～2016年參加江西省油菜新品種區(qū)域試驗(yàn)的151個(gè)油菜品系，其中2011～2013年每年度中熟組品系均為24個(gè)，2013～2014年中熟組、早熟組品系分別為25個(gè)和11個(gè)，2014～2015年中熟組、早熟組品系分別為24個(gè)和9個(gè)，2015～2016年中熟組、早熟組品系分別為24個(gè)和10個(gè)(表1)。

表1 各年份供試油菜品系數(shù)量 個(gè)

1.2 試驗(yàn)方法

2011～2014年江西省油菜區(qū)域試驗(yàn)?zāi)喜c(diǎn)試驗(yàn)種植于江西省農(nóng)科院作物所試驗(yàn)農(nóng)場，2014～2016年種植于南昌縣武陽鎮(zhèn)。試驗(yàn)田塊前茬均為水稻，粘質(zhì)壤土，肥力中等，排灌方便。每年度的區(qū)域試驗(yàn)均采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積為20 m2。中熟組10月上中旬播種，早熟組10月下旬播種，種植密度為24萬～30萬株/hm2。各小區(qū)觀察記載播種、抽薹、初花、終花、成熟等物候期，以3個(gè)重復(fù)小區(qū)的平均表現(xiàn)來計(jì)量各品系的物候期。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用DPS進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、差異顯著性分析、相關(guān)性分析、頻數(shù)分布分析和聚類分析等。

2 結(jié)果與分析

2.1 花期與油菜主要生育期的相關(guān)性

油菜花期即初花期至終花期間的開花天數(shù)。分析花期與各主要生育階段的相關(guān)性，由表2可知，花期與各主要生育階段均呈極顯著負(fù)相關(guān)，其中與播種至初花階段的相關(guān)性最大(r=-0.74)，播種至抽薹階段的次之，抽薹至初花階段的最小。這表明播種至初花的天數(shù)與花期的關(guān)系最為密切，初花期可能是影響花期的主要因素。

進(jìn)一步對花期與初花期進(jìn)行分析，從圖1可以看出，花期與初花期間呈極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，隨著初花期的推遲，花期則縮短，這也說明了初花期與花期的關(guān)系極為密切。

表2 花期與油菜主要生育期間的相關(guān)性

圖1 油菜初花日期與花期的關(guān)系

2.2 油菜花期的基因型差異

151個(gè)油菜品系的花期存在明顯的基因型差異(表3)，花期變幅為17～75 d，以JH16的花期最短，233的花期最長。不同年份花期的極差在12～54 d，以2013～2014年度的差值最大，2012～2013年度的差值最?。换ㄆ诰档淖兎鶠?2.4～33.1 d，2013～2016年的花期顯著長于2011～2013年的花期；花期的變異系數(shù)為11.3%～34.1%，2013～2014年度油菜品系間花期的差異較大，2015～2016年度油菜品系間花期的差異較小。

表3 油菜花期的基因型差異

注：同列數(shù)據(jù)后不同大寫或小寫字母表示在0.01或0.05水平上差異顯著。下同。

油菜花期的基因型頻數(shù)分布近似于正態(tài)曲線(圖2)，多數(shù)品系的花期處于22～36 d。為評判不同油菜品系的花期，采用歐氏距離和離差平方和法對花期進(jìn)行聚類分析，可將151個(gè)品系劃分為3類，類間存在極顯著差異(表4)。第一類為JH16、9M049、贛油雜50等61個(gè)品系，花期較短，平均為23.0 d；第二類為F698、中油雜12號、贛油雜52等57個(gè)品系，花期屬于中間類型，平均為30.5 d；第三類為233、青雜10號、龍油668等33個(gè)品系，花期較長，平均為38.5 d。

圖2 油菜花期的種質(zhì)頻數(shù)分布

類別品系數(shù)/個(gè)最大值/d最小值/d極差/d平均值/d標(biāo)準(zhǔn)差/dCV/%短花期6127171023.0cC2.711.8中花期573328530.5bB1.65.1長花期3375344138.5aA9.524.5

2.3 油菜初花期的基因型差異

由表5可知，不同油菜品系的初花期具有較大的差異，初花期最早為1月13日(233)，最晚為3月26日(D0241、11611、嘉油1號)。不同年份初花期的極差為13～60 d，以2013～2014年度的差值最大，2012～2013年度的差值最小。

表5 油菜初花期的基因型差異

從油菜初花期的種質(zhì)頻數(shù)分布圖(圖3)中可以看出，多數(shù)油菜品系的初花期為2月23日～3月5日。進(jìn)一步采用歐氏距離和離差平方和法對不同油菜品系的初花日期進(jìn)行聚類分析，可將151個(gè)品系劃分為3類(表6)。第一類為233、青雜10號、景油190等89個(gè)品系，初花期較早；第二類為陽光136、F698、贛油雜52等41個(gè)品系，初花期為中間型；第三類為嘉油1號、11611、D0241等21個(gè)品系，初花日期較晚。

2.4 不同基因型油菜花期與初花期的分類、鑒定

以花期和初花期為分類指標(biāo)，綜合分析表5、表6的聚類結(jié)果，可將油菜種質(zhì)綜合分為9類，從表7可以看出，實(shí)際上只存在7類，以初花早-花期中等(E-M)類型最多，為31.8%；初花早-花期長(E-L)、初花中等-花期短(M-S)類型次之；不存在理論上的初花晚-花期中等(L-M)和初花晚-花期長(L-L)類型的種質(zhì)；初花中等-花期長(M-L)類型的種質(zhì)也僅有1個(gè)。

類別品系數(shù)/個(gè)最遲值最早值極差/d早花893月1日1月13日48中花413月14日3月2日12晚花213月26日3月16日10

采用花期和初花期兩個(gè)指標(biāo)，對供試油菜逐一進(jìn)行鑒定，151份油菜種質(zhì)分屬于7種類型，近似于正態(tài)分布；早熟種質(zhì)分為5個(gè)類型，分布較集中，以E-L最多(50.0%)，E-M次之(36.7%)，種質(zhì)分布明顯偏向初花日期早、花期中等或較長一側(cè)；中熟種質(zhì)分為7個(gè)類型，分布較分散，以E-M最多(30.6%)，M-S和L-S次之。這一結(jié)果可為研究油菜種質(zhì)花期的遺傳特性、選育長花期的觀花油菜新種質(zhì)提供豐富的種質(zhì)信息。

3 結(jié)論與討論

油菜花觀光旅游越來越受到人們的喜愛，延長花期可以吸引和留住更多的游客，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益，因此篩選、選育長花期油菜種質(zhì)是目前急需解決的問題。油菜花期是指初花期至終花期的天數(shù)，本研究表明，花期與各主要生育階段均呈極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，其中與播種至初花階段的相關(guān)系數(shù)絕對值最大；花期與初花期間呈極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，隨著初花期的推遲，花期縮短。可見，播種至初花的天數(shù)與花期的關(guān)系最為密切，初花期與花期的關(guān)系也極為密切，初花期可以作為篩選長花期油菜品種的重要指標(biāo)。前人[5-7]在油菜早熟品種的選育過程中也將初花期作為選擇性狀，認(rèn)為油菜初花期與成熟期密切相關(guān)，任何影響初花期的因素都會(huì)對成熟期產(chǎn)生重大的影響。

表7 油菜種質(zhì)花期與初花日期的分類、鑒定

不同基因型油菜的花期和初花期存在著明顯的差異，花期、初花期的變幅分別為17～75 d、1月13日～3月26日，這為長花期油菜品種的篩選、選育提供了廣泛的基因基礎(chǔ)。本研究中油菜品系花期和初花期的種質(zhì)頻數(shù)分布近似于正態(tài)曲線，大多數(shù)油菜品系的花期處于22～36 d，初花期為2月23日～3月5日。本研究以花期和初花期為指標(biāo)，對供試油菜資源進(jìn)行分類、鑒定。研究表明，151份油菜種質(zhì)理論上可分為9類，但不存在初花晚-花期中等(L-M)和初花晚-花期長(L-L)類型的種質(zhì)，這可能是長期自然選擇和人工選擇(育種)的結(jié)果。151份油菜種質(zhì)實(shí)際上分屬于7種類型，近似于正態(tài)分布；早熟種質(zhì)分為5個(gè)類型，種質(zhì)分布明顯偏向初花期早、花期中等或較長一側(cè)；中熟種質(zhì)分為7個(gè)類型，分布較分散。因此，景區(qū)在選擇油菜品種時(shí)可選用初花日期較早、花期較長的早熟品種。

[1] 王漢中.我國油菜產(chǎn)需形勢分析及產(chǎn)業(yè)發(fā)展對策[J].中國油料作物學(xué)報(bào),2007,29(1):101-105.

[2] 熊潔,陳倫林,鄒曉芬,等.初花期干旱對甘藍(lán)型油菜生理和農(nóng)藝性狀的影響[J].中國油料作物學(xué)報(bào),2015,37(2):173-178.

[3] 殷艷,王漢中.我國油菜生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].農(nóng)業(yè)展望,2011(1):43-45.

[4] 李梁平,謝曉文.婺源縣農(nóng)戶景觀油菜種植制約因素的對策探討[J].時(shí)代農(nóng)機(jī),2015,42(8):109-111.

[5] Campbell D C, Kondra Z P. A genetic study of growth characters and yield characters of oilseed rape[J]. Euphytica, 1978, 27: 177-183.

[6] Collins W J, Wilson J H. Mode of flowering as an index of plant development [J]. Ann Bot (London) N S, 1974, 38: 175-180.

[7] 官春云,靳芙蓉,董國云,等.冬油菜早熟品種生長發(fā)育特性研究[J].中國工程科學(xué),2012,14(11):4-12.

GenotypicDifference,ClassificationandIdentificationofFloweringPeriodofOilseedRape

XIONG Jie, DING Ge, ZOU Xiao-yun, CHEN Lun-lin, LI Shu-yu, ZOU Xiao-fen, SONG Lai-qiang*

(Crop Research Institute, Jiangxi Academy of Agricultural Sciences / Nanchang Branch, National Center of Oil Crop Improvement / Key Laboratory of Crop Ecophysiology and Farming System for Middle and Lower Reaches of Yangtze River, Ministry of Agriculture / Jiangxi Provincial Key Laboratory of Oil Crop Biology, Nanchang 330200, China)

We studied the genotypic difference, classification and identification of flowering period of different oilseed rape germplasm resources. The results showed that there were very significantly negative correlations between flowering period and other main growth periods. Flowering period had the greatest correlation with the duration from sowing to initial flowering. Flowering period had a very significantly negative correlation with initial flowering date, and it shortened along with the delay of initial flowering date. There were obvious differences in flowering period and initial flowering date among different oilseed rape genotypes. The flowering period of most oilseed rape lines was from 22 days to 36 days, and their initial flowering date was between February 23rd and March 5th. One hundred and fifty-one oilseed rape lines were classified into 7 types, and their distribution was approximately normal distribution. Early-maturing genotypes were attributed to 5 types, and their distribution markedly inclined to early initial flowering date, medium or long flowering period. Medium-maturing genotypes were attributed to 7 types, their distribution was relatively disperse, and it was mainly E-M, followed by M-S and L-S. Thus, the initial flowering date can be used as an important index for screening oilseed rape varieties with long flowering period, and the early-maturing oilseed rape varieties with earlier initial flowering date and longer flowering period shall be selected in scenic area.

Oilseed rape; Flowering period; Genotypic difference; Classification; Identification

2017-07-20

國家油菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目(CARS-13)；觀花油菜種質(zhì)資源創(chuàng)制和品種選育(20141BBF60008)。

熊潔(1984─)，女，助理研究員，博士，研究方向?yàn)樽魑镌耘嗯c生理生態(tài)。*通訊作者：宋來強(qiáng)。

S565.4

A

1001-8581(2017)11-0013-04

(責(zé)任編輯：許晶晶)