甘藍(lán)型優(yōu)質(zhì)雜交油菜品質(zhì)性狀與單株產(chǎn)量及群體產(chǎn)量的關(guān)系

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(貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院油菜研究所， 貴州 思南 565109)

我國油菜(Brassicauapus)種植面積和總產(chǎn)量均占世界的30%左右，是具有傳統(tǒng)優(yōu)勢的重要油料作物[1]。隨著社會(huì)的快速發(fā)展，生活水平的日益康富，對菜籽油的需求量及品質(zhì)也不斷提高。當(dāng)前，國內(nèi)油料作物僅提供植物油消費(fèi)總量的40%左右，約60%需進(jìn)口，油菜的供求矛盾已經(jīng)開始顯現(xiàn)[2]。在當(dāng)前生產(chǎn)水平下，通過育種技術(shù)將品種的含油量提高3～5個(gè)百分點(diǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，大約與提高種子產(chǎn)量10%～15%的效果相當(dāng)[3]。因此，提高油菜產(chǎn)量與品質(zhì)已成為重要的育種目標(biāo)，也是滿足當(dāng)前人民生活水平不斷提高的需求，同時(shí)也是解決我國油菜供求矛盾的重要手段，也有利于保障我國的糧油安全。

菜籽油的脂肪酸含量組成合理，其營養(yǎng)價(jià)值高于大豆油，遠(yuǎn)勝于棕櫚油[1]，按其主要成分可分為飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、芥酸鏈脂肪酸三大類。飽和脂肪酸包括棕櫚酸(C 16∶0)及硬脂酸(C 18∶0)，不飽和脂肪酸主要包括油酸(C 18∶1)、亞油酸(C 18∶2)、亞麻酸(C 18∶3)，芥酸鏈脂肪酸包括二十碳烯酸(C 20∶1)和芥酸(C 22∶1)。飽和脂肪酸通過減飽和作用生成油酸，油酸通過減飽和作用生成亞油酸，而亞油酸通過減飽和作用生成亞麻酸，油酸通過碳鏈延長形成二十碳烯酸，二十碳烯酸通過碳鏈延長形成芥酸[4]。關(guān)于甘藍(lán)型油菜產(chǎn)量與品質(zhì)的相關(guān)研究已有報(bào)道，高志宏等研究表明，油菜產(chǎn)量與芥酸、含油率呈負(fù)相關(guān)，蛋白質(zhì)、亞油酸、亞麻酸與產(chǎn)量呈正相關(guān)，其他性狀與產(chǎn)量相關(guān)系數(shù)較小[5]；李加納等研究表明，單株粒重、產(chǎn)油量及硫甙均與各性狀存在不同程度的直接或間接關(guān)系，含油量、蛋白質(zhì)及含油量+蛋白質(zhì)3個(gè)性狀與其余各性狀的關(guān)系不大[6]；張建模等研究表明，單株產(chǎn)量與硫甙、芥酸含量呈極顯著正相關(guān)，與含油量呈極顯著負(fù)相關(guān)[7]。許多研究人員還進(jìn)行了產(chǎn)量與品質(zhì)的遺傳效應(yīng)分析[8-10]，密度對產(chǎn)量與品質(zhì)的相關(guān)研究[11-12]，本課題組利用不同肥料類型及施用量等對產(chǎn)量與品質(zhì)的影響進(jìn)行了相關(guān)研究[13-17]?？傮w來說，已有的研究材料較少，密度不大，研究結(jié)果差異較大。筆者以600個(gè)甘藍(lán)型優(yōu)質(zhì)雜交油菜組合為供試材料，研究不同甘藍(lán)型優(yōu)質(zhì)雜交油菜單株產(chǎn)量、群體產(chǎn)量與品質(zhì)性狀在直播高密度條件下的相關(guān)關(guān)系，一是對前人的研究進(jìn)行驗(yàn)證，二是為選育適合機(jī)械化生產(chǎn)的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)油菜新品種提供理論依據(jù)。

表1 不同甘藍(lán)型雜交油菜組合品質(zhì)性狀及單株產(chǎn)量、群體產(chǎn)量的變化

品質(zhì)性狀芥酸(%)硫甙[μmol/g(餅)]含油率(%)蛋白質(zhì)(%)棕櫚酸(%)硬脂酸(%)油酸(%)亞油酸(%)亞麻酸(%)二十碳烯酸(%)單株產(chǎn)量(g)群體產(chǎn)量(kg/hm2)最小值0.3319.0541.3015.344.250.5459.8813.504.750.631.50298.23最大值1.5748.4455.1424.785.301.1877.4320.218.655.0713.181870.49平均值0.9628.5549.8619.934.830.8569.0016.196.842.724.311182.78標(biāo)準(zhǔn)差0.193.892.281.600.150.093.211.130.650.681.71261.97變異系數(shù)(%)19.7913.634.578.013.1810.754.656.989.5425.0839.6022.15

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院油菜研究所2015年度花期所配制的600個(gè)甘藍(lán)型油菜隱性細(xì)胞核兩系、三系雜交油菜新組合。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2015—2016年在貴州省思南縣塘頭鎮(zhèn)貴州省油菜研究所機(jī)場壩科研基地進(jìn)行。試驗(yàn)田前茬為水稻，肥力均勻中等偏上。油菜于2015年10月17日直播，每個(gè)雜交組合播種2行，行長6.2 m，行距0.5 m，小區(qū)面積6.2 m2。每個(gè)組合定量播種4.5 g，播前每小區(qū)施用西洋復(fù)合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)500 g，先開溝，后施肥，施肥后再松土1次，使肥土拌勻，每行播30穴。全生育期不中耕、不除草、不勻苗定苗間苗。成熟收獲前，調(diào)查全試驗(yàn)各小區(qū)的實(shí)有收獲株數(shù)(平均密度為51萬株/hm2)，2016年5月24日收獲。

1.3 性狀調(diào)查及品質(zhì)分析

成熟收獲前，每個(gè)雜交組合取行中間具有代表性的20個(gè)植株，掛于考種室自然風(fēng)干后進(jìn)行考種，計(jì)算單株產(chǎn)量并進(jìn)行小區(qū)測產(chǎn)。并用傅立葉近紅外掃描儀(FOSS NIR Systems 5000)進(jìn)行品質(zhì)測定，測定指標(biāo)有芥酸、硫甙、含油率、蛋白質(zhì)、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、二十碳烯酸等，品質(zhì)組合有脂蛋總量=含油率+蛋白質(zhì)，不飽和脂肪酸=油酸+亞油酸+亞麻酸，不飽和脂肪酸指數(shù)=(油酸×1)+(亞油酸×2)+(亞麻酸×3)，飽和脂肪酸=棕櫚酸+硬脂酸，芥酸鏈脂肪酸=二十碳烯酸+芥酸。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用DPS v 3.01專業(yè)版及WPS office 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 甘藍(lán)型優(yōu)質(zhì)雜交油菜品質(zhì)性狀與單株產(chǎn)量、群體產(chǎn)量的變化

不同甘藍(lán)型雜交油菜組合品質(zhì)性狀與單株產(chǎn)量、群體產(chǎn)量的變化如表1。從表1可以看出，群體產(chǎn)量變幅為298.23～1 870.49 kg/hm2，平均為1 182.78 kg/hm2，高低相差1 572.26 kg/hm2；單株產(chǎn)量變幅為1.50～13.18 g，平均為4.31 g。含油率平均為49.86%，最高可達(dá)55.14%，最低為41.30%；芥酸平均為0.96%，硫甙平均為28.55μmol/g(餅)。說明本試驗(yàn)所用組合均為優(yōu)質(zhì)高含油率的甘藍(lán)型雜交油菜，符合國家優(yōu)質(zhì)油菜標(biāo)準(zhǔn)[芥酸≤1%，硫甙≤30μmol/g(餅)]。在本試驗(yàn)中，不同甘藍(lán)型雜交油菜組合的蛋白質(zhì)平均為19.93%，棕櫚酸平均為4.83%，硬脂酸平均為0.85%，油酸平均為69.00%，亞油酸平均為16.19%，亞麻酸平均為6.84%，二十碳烯酸平均為2.72%。

從表1還可以看出，在芥酸、硫甙、含油率、蛋白質(zhì)、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、二十碳烯酸、單株產(chǎn)量、群體產(chǎn)量12個(gè)性狀中，變異系數(shù)>10%的有6個(gè)性狀，以單株產(chǎn)量變異系數(shù)最大，為39.60%，其次為二十碳烯酸(25.08%)，硬脂酸最小(10.75%)；變異系數(shù)<10%的有6個(gè)性狀，以亞麻酸為最大(9.54%)，棕櫚酸最小(3.18%)。變異系數(shù)大，說明易受環(huán)境條件和栽培措施的影響，變異系數(shù)小，說明遺傳力較高，不易受環(huán)境因素的影響，在育種過程中適合早代選擇。

2.2 甘藍(lán)型優(yōu)質(zhì)雜交油菜不同含油率水平下單株產(chǎn)量、群體產(chǎn)量的變化

將參試材料按含油率從高到低分為9組，統(tǒng)計(jì)出不同含油率水平下單株產(chǎn)量、群體產(chǎn)量的變化(表2)。從表2可以看出，含油率在53%以上的材料有45個(gè)(其中含油率>55%有2份材料)，占總體比例的7.50%；含油率在46%以下的材料有38個(gè)，占總體比例的6.33%；含油率在47%～53%之間的材料占總體比例的81.33%，含油率在50%以上或以下的材料比例基本各占一半。說明近年來育種家對品質(zhì)育種很重視，選育的材料含油率都普遍升高，但高含油率(≥53%)的材料不多。

表3 甘藍(lán)型優(yōu)質(zhì)雜交油菜產(chǎn)量與品質(zhì)性狀的相關(guān)性

相關(guān)系數(shù)X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10pX110.0001X20.270110.5292X30.47320.006410X4-0.4619-0.1287-0.715710X50.17860.2827-0.0599-0.173010.0811X60.2823-0.16840.2360-0.0396-0.106010.0554X70.1635-0.17700.6675-0.5799-0.30050.000610X8-0.12590.2746-0.31330.3259**0.64680.0441-0.6487**10.0016X9-0.15130.1457-0.29860.4031**0.23570.2057-0.7110**0.650510X100.0701-0.0830-0.14570.4068**-0.04850.3198-0.4892**0.11470.3499**10.0215Y1-0.1607**-0.0257-0.2663**0.3495**-0.07130.0783-0.2380**0.1283**0.2354**0.09380Y2-0.2605**-0.0907-0.3816**0.5537**-0.00670.0273-0.3343**0.2343**0.2419**0.2834**0

注：①X1為芥酸，X2為硫甙，X3為含油率，X4為蛋白質(zhì)，X5為棕櫚酸，X6為硬脂酸，X7為油酸，X8為亞油酸，X9為亞麻酸，X10為二十碳烯酸，Y1為單株產(chǎn)量，Y2為群體產(chǎn)量；②*和**分別表示相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.05和0.01顯著水平。③ 單株產(chǎn)量與品質(zhì)性狀回歸方程Y=0.631 4+0.374 4X4+2.335 6X6-0.056 3X7-0.197 0X8+0.363 5X9-0.435 3X10，相關(guān)系數(shù)R=0.396 4；F=18.419 3；顯著水平p=0.000 0。群體產(chǎn)量與品質(zhì)性狀回歸方程Y=-2 438.832 4+97.153 5X4+218.896 6X5+7.661 3X7+36.230 7X10，相關(guān)系數(shù)R=0.567 7；F=70.736 3；顯著水平p=0.000 0。

表2 不同含油率水平下單株產(chǎn)量、群體產(chǎn)量的變化

含油率區(qū)間(%)樣本數(shù)(N)樣本數(shù)比例(%)單株產(chǎn)量變幅(g)群體產(chǎn)量變幅(kg/hm2)平均值單株重量(g)群體產(chǎn)量(kg/hm2)含油率(%)≥53457.501.60～6.19298.23～1490.323.29873.3853.63[52,53)6210.331.50～6.37454.28～1825.673.371039.0452.35[51,52)8714.501.87～9.77525.25～1797.474.181144.9251.48[50,51)11218.671.74～10.27591.15～1823.694.301174.9150.50[49,50)10517.501.69～13.06569.56～1870.494.461247.6449.56[48,49)7111.832.21～12.86692.60～1780.264.841286.8248.50[47,48)518.502.34～10.54884.62～1717.894.641269.2847.54[46,47)294.832.73～8.051028.27～1689.084.891311.6646.56<46386.332.41～13.18859.26～1811.644.991305.5544.77

從表2可看出，含油率在49%～50%區(qū)間內(nèi)，群體產(chǎn)量達(dá)到最大，為1 870.49 kg/hm2，比全田平均群體產(chǎn)量(1 182.78 kg/hm2)增產(chǎn)58.14%，單株產(chǎn)量最高為13.06 g，比全田平均單株產(chǎn)量(4.31 g)增加8.75 g；含油率在50%～51%區(qū)間內(nèi)，群體產(chǎn)量最高，為1 823.69 kg/hm2，比全田平均群體產(chǎn)量增產(chǎn)54.19%，單株產(chǎn)量最高為10.27 g，比全田平均單株產(chǎn)量增加5.96 g；含油率在52%～53%區(qū)間內(nèi)，群體產(chǎn)量最高，為1 825.67 kg/hm2，比全田平均群體產(chǎn)量增產(chǎn)54.35%，單株產(chǎn)量最高，為6.37 g，比全田平均單株產(chǎn)量增加2.06 g；在含油率≥53%區(qū)間內(nèi)，群體產(chǎn)量最高為1 490.32 kg/hm2，比全田平均群體產(chǎn)量增產(chǎn)26.00%，單株產(chǎn)量最高為6.19 g，比全田平均單株產(chǎn)量增加1.88 g。從平均值來看，隨著單株產(chǎn)量及群體產(chǎn)量的提高，含油率呈下降趨勢，這對選育高產(chǎn)高油優(yōu)質(zhì)品種是不利的，但從表2中單株產(chǎn)量變幅及群體產(chǎn)量變幅可以看出，在不同含油率區(qū)間，均有產(chǎn)量高及產(chǎn)量低的材料。說明選育高產(chǎn)高油品種是可以實(shí)現(xiàn)的。

2.3 甘藍(lán)型優(yōu)質(zhì)雜交油菜單株產(chǎn)量、群體產(chǎn)量與品質(zhì)性狀的相關(guān)分析

單株產(chǎn)量、群體產(chǎn)量與品質(zhì)性狀間的相關(guān)分析及顯著性結(jié)果如表3。從表3可以看出，單株產(chǎn)量與蛋白質(zhì)(r=0.349 5)、亞油酸(r=0.128 3)、亞麻酸(r=0.235 4)呈極顯著正相關(guān)，與含油率(r=-0.266 3)、油酸(r=-0.238 0)、芥酸(r=-0.160 7)呈極顯著負(fù)相關(guān)，與硫甙、棕櫚酸及硬脂酸未達(dá)顯著水平，與二十碳烯酸達(dá)到顯著水平，但相關(guān)系數(shù)很小。從相關(guān)系數(shù)大小可看出，單株產(chǎn)量對蛋白質(zhì)、含油率影響較大，其次是亞麻酸、油酸，最后是芥酸與亞油酸。群體產(chǎn)量與品質(zhì)性狀的相關(guān)性，除了群體產(chǎn)量與二十碳烯酸(r=0.283 4)呈極顯著正相關(guān)以外，同單株產(chǎn)量與品質(zhì)性狀間的相關(guān)性一致。說明，提高群體產(chǎn)量或單株產(chǎn)量，首先有利于提高蛋白質(zhì)與亞麻酸，其次是提高亞油酸、降低芥酸，最后是提高二十碳烯酸；但對提高含油率、油酸是不利的。從表3還可以看出，蛋白質(zhì)與亞油酸、亞麻酸、二十碳烯酸呈極顯著正相關(guān)，與含油率、油酸呈極顯著負(fù)相關(guān)；油酸與亞油酸、亞麻酸、二十碳烯酸呈極顯著負(fù)相關(guān)。

2.4 甘藍(lán)型優(yōu)質(zhì)雜交油菜單株產(chǎn)量、群體產(chǎn)量與品質(zhì)組合的相關(guān)分析

甘藍(lán)型優(yōu)質(zhì)雜交油菜產(chǎn)量與品質(zhì)組合間的相關(guān)分析及顯著性結(jié)果如表4。從表4可以看出，單株產(chǎn)量與不飽和脂肪酸(r=-0.202 3)呈極顯著負(fù)相關(guān)，與脂蛋總量、不飽和脂肪酸指數(shù)、飽和脂肪酸、芥酸鏈脂肪酸相關(guān)不顯著，且相關(guān)系數(shù)很小。群體產(chǎn)量與不飽和脂肪酸(r=-0.282 8)呈極顯著負(fù)相關(guān)，與芥酸鏈脂肪酸(r=0.199 4)、單株產(chǎn)量(r=0.327 3)呈極顯著正相關(guān)，與脂蛋總量、不飽和脂肪酸指數(shù)、飽和脂肪酸相關(guān)不顯著。說明群體產(chǎn)量對品質(zhì)組合的影響與單株產(chǎn)量對品質(zhì)組合的影響有一定的差異。

表4 甘藍(lán)型優(yōu)質(zhì)雜交油菜產(chǎn)量與品質(zhì)組合的相關(guān)性

相關(guān)系數(shù)X1X2X3X4X5X6YpX110.8340X20.456410X30.34120.593310.5141X4-0.07410.01240.440410.8222X50.2453-0.4665-0.23510.203610X6-0.0310-0.2023**-0.0048-0.02250.046810Y0.0086-0.2828**-0.02670.00920.1994**0.3273**10

注：①X1為脂蛋總量，X2為不飽和脂肪酸，X3為不飽和脂肪酸指數(shù)，X4為飽和脂肪酸，X5為芥酸鏈脂肪酸，X6為單株產(chǎn)量，Y為群體產(chǎn)量；②*和**分別表示相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.05和0.01顯著水平。

③ 相關(guān)系數(shù)R=0.435 96；F=34.903 1；顯著水平p=0.000 0。群體產(chǎn)量與品質(zhì)性狀回歸方程

Y=1 538.642 0+23.062 7X1-44.363 5X2+15.992 0X3+38.980 5X6。

3 結(jié)論與討論

3.1 不同甘藍(lán)型優(yōu)質(zhì)雜交油菜品質(zhì)性狀與單株產(chǎn)量、群體產(chǎn)量的變化

不同甘藍(lán)型雜交油菜組合單株產(chǎn)量變幅為1.50～13.18 g，平均為4.31 g，群體產(chǎn)量變幅為298.23～1 870.49 kg/hm2，平均為1 182.78 kg/hm2。含油率平均為49.86%，芥酸平均為0.96%，硫甙平均為28.55μmol/g(餅)，符合國家優(yōu)質(zhì)油菜標(biāo)準(zhǔn)(芥酸≤1%，硫甙≤30μmol/g(餅)，說明本試驗(yàn)所用組合均為優(yōu)質(zhì)高含油率的甘藍(lán)型雜交油菜。本研究結(jié)果表明，單株產(chǎn)量變異系數(shù)最大，為39.60%，其次為二十碳烯酸(25.08%)；而亞麻酸(9.54%)，含油率(4.57%)，蛋白質(zhì)(8.01%)，油酸(4.69%)、棕櫚酸(3.18%)等變異系數(shù)較小。變異系數(shù)大，說明易受環(huán)境條件和栽培措施的影響，變異系數(shù)小，說明遺傳力較高，不易受環(huán)境因素的影響，在育種過程中適合早代選擇。這與王健勝等[8]、酈美娟等[9]的研究結(jié)果基本一致。

3.2 不同含油率水平下單株產(chǎn)量、群體產(chǎn)量的變化

以含油率為目標(biāo)性狀進(jìn)行分組統(tǒng)計(jì)，含油率在53%以上的材料占總體比例的7.50%，含油率在50%以上或以下的材料比例基本各占一半。說明近年來育種家對品質(zhì)育種很重視，并且所選育的材料含油率都普遍升高，但高含油率的材料并不多。隨著單株產(chǎn)量及群體產(chǎn)量的提高，含油率呈下降趨勢，這對選育高產(chǎn)高油優(yōu)質(zhì)品種是不利的，但在不同含油率區(qū)間內(nèi)，均有產(chǎn)量高及產(chǎn)量低的材料。說明高產(chǎn)與高油雖然在總體趨勢上仍然存在一定的矛盾，對選育高產(chǎn)、高油、優(yōu)質(zhì)品種有一定的難度，但選育高產(chǎn)、高油、優(yōu)質(zhì)油菜新品種并不是不可實(shí)現(xiàn)的，實(shí)際上在育成的新品種中已有成功的事例。

3.3 甘藍(lán)型優(yōu)質(zhì)雜交油菜產(chǎn)量與品質(zhì)性狀及其組合的相關(guān)性

本研究表明，群體產(chǎn)量或單株產(chǎn)量與蛋白質(zhì)、亞油酸、亞麻酸呈極顯著正相關(guān)，與含油率、油酸、芥酸呈極顯著負(fù)相關(guān)，與硫甙、棕櫚酸及硬脂酸未達(dá)到顯著水平。這與高志宏等[5]、張建模等[7]的研究結(jié)果基本相同；趙永國等研究表明，審定油菜品種的含油量與單株產(chǎn)量和產(chǎn)量間均未達(dá)到顯著相關(guān)水平[11]，與本研究差異較大。從相關(guān)系數(shù)大小可看出，提高群體產(chǎn)量或單株產(chǎn)量，首先有利于提高蛋白質(zhì)與亞麻酸，其次是提高亞油酸、降低芥酸，最后是提高二十碳烯酸；但對提高含油率、油酸是不利的。本研究還發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)與亞油酸、亞麻酸、二十碳烯酸呈極顯著正相關(guān)，與含油率、油酸呈極顯著負(fù)相關(guān)；油酸與亞油酸、亞麻酸、二十碳烯酸呈極顯著負(fù)相關(guān)，這與朱宗河等[18]的研究結(jié)果一致。在本研究中，群體產(chǎn)量對品質(zhì)組合的影響與單株產(chǎn)量對品質(zhì)組合的影響有一定的差異。隨著群體產(chǎn)量的增加，有利于芥酸鏈脂肪酸、單株產(chǎn)量的增加，對脂蛋總量、飽和脂肪酸有一定的促進(jìn)作用，與不飽和脂肪酸指數(shù)沒有相關(guān)性。綜合品質(zhì)性狀與品質(zhì)組合的相關(guān)分析，隨著產(chǎn)量的提高脂蛋總量基本不變，蛋白質(zhì)升高，含油率降低；不飽和酸指數(shù)基本不變，油酸降低，亞油酸、亞麻酸升高。說明提高產(chǎn)量，不僅增加了蛋白質(zhì)使餅粕變優(yōu)，還促進(jìn)了油分的轉(zhuǎn)化，降低了油的穩(wěn)定性，使人體更容易吸收。

隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展，油菜輕簡化栽培及機(jī)播機(jī)收技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前油菜的主要生產(chǎn)方式[19-20]，在高密植條件下，目前適合機(jī)械化播種的材料和品種較少，選育高密植、高抗、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)品種是當(dāng)今油菜育種的一個(gè)首要目標(biāo)。下一步有必要開展多年、多個(gè)材料在不同生態(tài)區(qū)品質(zhì)性狀與產(chǎn)量關(guān)系變化的研究，以選育出高油、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的油菜品種應(yīng)用于生產(chǎn)。