十三個不結球白菜雜交組合的比較試驗及耐熱性鑒定

劉志新，李 慧，姚培杰，許可凈，萬正杰

(華中農業(yè)大學園藝林學學院/園藝植物生物學教育部重點實驗室，湖北武漢 430070)

不結球白菜(BrassicacampestrisL.ssp.Chinensis Makino)是原產于我國的重要蔬菜作物之一，在長江中下游地區(qū)廣泛栽培，一年四季均可生產，但以冬春二季栽培為主[1]。不結球白菜具有生長周期短、適應性廣、營養(yǎng)豐富等特點，深受消費者的喜愛，是我國栽培和消費的主要蔬菜種類之一[2]。長江中下游地區(qū)，夏季高溫多雨，不結球白菜栽培難度較大，容易發(fā)生死苗爛苗、產量降低、商品性下降等問題[3]，同時也降低植物對病蟲害的抗性[4]，因此，為滿足蔬菜周年供應需求，除了改善栽培技術外，不結球白菜耐熱品種的選育也極為重要[5]。在耐熱不結球白菜的選育過程中，以單株重為代表的農藝性狀是重要的育種目標[6]，同時，不結球白菜可溶性蛋白含量、可溶性糖含量等也是品種優(yōu)良的重要考察指標[7]。在品種的耐熱性鑒定方面，熱害指數是一個行之有效的鑒定方法[8]，宜采用產量、品質、耐熱指數等指標進行綜合篩選。為解決上述問題，本課題組對前期配制的十三個不結球白菜耐熱雜交組合進行品種比較試驗，對其農藝學性狀、生理指標、產量等進行比較，以期篩選出適宜在武漢地區(qū)夏季種植的耐熱不結球白菜品種。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料共十三個，以青梗耐熱小白菜作為對照品種(見表1)。

表1 參試不結球白菜雜交組合

1.2 試驗方法

試驗于2019年在華中農業(yè)大學國家蔬菜改良中心華中分中心進行。7月28日將所有參試材料進行穴盤育苗播種，在人工培養(yǎng)室內培養(yǎng)至2葉1心時期，期間溫度設置為25 ℃，移至覆蓋遮陽網的塑料大棚內，待材料生長至4～5片真葉時，定植于大棚中。采用隨機區(qū)組設計，每個雜交組合種植3個小區(qū)，每小區(qū)定植30株。定植5 d后揭開遮陽網，整個生長時期進行統(tǒng)一水肥和病蟲害管理。

1.3 性狀調查標準

植株收獲期，選取生長一致且無病蟲害的不結球白菜自交不親和系單株進行測定，每一材料選取5個單株測定，農藝性狀的測定指標包括數量性狀、質量性狀。

株型：蓮座葉外葉葉柄與土壤平面的夾角為80°～90°時，株型為直立；蓮座葉外葉葉柄與土壤平面的夾角為60°～80°時，株型為半直立；蓮座葉外葉葉柄與土壤平面的夾角為45°～60°時，株型為開展；蓮座葉外葉葉柄與土壤平面的夾角為0°～30°時，株型為塌地。

束腰性：植株葉叢的束腰狀態(tài)，分為束腰和不束腰2種。

株高：自然狀態(tài)下最高處與地面間的垂直高度。

株幅：自然狀態(tài)下蓮座葉開展之間的最大水平距離，測量兩個相互垂直的水平距離，取最大值。

菜頭粗：不結球白菜基部最粗的橫莖。

葉形：植株中下部蓮座葉的形狀，分為近圓形、卵圓形、倒卵形、橢圓形、披針形。

葉色：葉片正面的顏色，分為淺綠、綠、深綠、墨綠。

葉長：最大蓮座葉的葉柄基部到葉片頂端的長度。

葉寬：最大蓮座葉的葉片最寬部位的寬度。

蓮座葉數：蓮座葉葉長大于5 cm且可食用的葉片數。

葉柄長：最大蓮座葉的葉柄基部距葉片基部間的長度。

葉柄寬：最大蓮座葉的葉柄最寬部位的寬度。

葉柄厚：最大蓮座葉的葉柄基部最厚部位的寬度。

單株重：去除老葉、根等不可食用部分的植株的重量[9]。

1.4 材料生長期田間溫度和熱害指數測定

田間溫度測定：不結球白菜從培養(yǎng)室移出后到收獲期，每天觀測并記錄14:00大棚內的最高溫度、14:00大氣中的最高溫度、日出前后大氣中的最低溫度。

熱害指數測定：定植16 d時，每小區(qū)選取10株不結球白菜進行熱害情況的調查，并按照公式進行熱害指數的計算，調查標準及方法如下。

熱害分級標準：0級——植株生長正常，葉片無熱害癥狀；1級——植株心葉葉緣輕微卷曲；2級——植株心葉卷曲較嚴重，葉片不皺縮；3級——植株葉片有輕微皺縮、卷曲嚴重；4級——植株葉片嚴重皺縮、卷曲，生長不正常。

熱害指數的計算公式：熱害指數=∑(熱害級數×該級熱害株數)/(4×調查總株數)[8]

1.5 生理指標測定

材料定植兩周后，揭開遮陽網，對葉片進行取樣，測定相對電導率、葉綠素含量、丙二醛含量、葉綠素熒光參數、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量。

測定儀器和方法：相對電導率采用電導儀，葉綠素采用丙酮提取比色法，丙二醛采用研磨提取后比色測定，葉綠素熒光參數采用Imaging-PAM調制熒光成像系統(tǒng)測定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍G-250法。測定操作步驟參照《植物生理生化實驗原理和技術》[10]。

1.6 數據處理

采用SPSS 22.0對試驗數據進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 不結球白菜雜交組合生長期間的溫度狀況

在不結球白菜生長期間，從8月14日起，連續(xù)記錄了40 d的大氣最高溫度、大氣最低溫度、棚內最高溫度。由圖1可知，在40 d的觀測中，棚內最高溫度最大值可達48.5 ℃，最小值為29 ℃；大氣最高溫度最大值可達38 ℃，最小值為22 ℃；大氣最低溫度最大值可達28 ℃，最小值為13 ℃。試驗期滿足高溫環(huán)境條件，可以進行小白菜耐熱性鑒定。

圖1 不結球白菜生長期間的溫度狀況

2.2 不結球白菜雜交組合熱害指數分析

定植16 d時，每個小區(qū)選取10株材料進行熱害調查，并根據公式計算熱害指數。由表2可見，熱害指數越大，不結球白菜受熱脅迫的影響越大，耐熱性越差；反之，熱害指數越小，耐熱性越強。19XR03、19XR04的熱害指數最小，受熱脅迫的影響最小。19XR12、19XR13的熱害指數最大，受熱脅迫的影響最大，耐熱性最差。19XR02、19XR03、19XR04、19XR05、19XR07、19XR10的熱害指數小于CK，即比CK更耐熱。參試雜交組合耐熱性強弱的排序為19XR04>19XR03>19XR10>19XR07>19XR05>19XR02>CK>19XR08>19XR06>19XR14>19XR09>19XR01>19XR12。

表2 不結球白菜雜交組合熱害指數分析

2.3 不結球白菜雜交組合性狀調查

由表3可知，所有的參試材料均不束腰；具半直立和開展2種株型，占比各接近一半；具卵圓、橢圓、近圓3種葉形，其中大部分雜交組合葉形為卵圓形；葉片顏色分為綠色和深綠色2種類型；材料的株高最大值為23.06 cm，最小值為13.53 cm，蓮座葉個數最大值26個，最小值為13個。

表3 不結球白菜雜交組合農藝性狀調查

2.4 不結球白菜雜交組合產量比較

由表4可知，19XR14產量最高，單株重66.1 g，折合667 m2產量1 101.9 kg，較對照增產44%；19XR13產量第二高，單株重57.4 g，折合667 m2產量957.2 kg，較對照增產36%；19XR07產量第三高，單株重49.3 g，折合667 m2產量821.2 kg，較對照增產25%；其他雜交組合表現(xiàn)則一般，也有部分組合不如對照。

表4 不結球白菜雜交組合產量

2.5 不結球白菜雜交組合生理指標測定

由表5的測定結果可見，不同雜交組合之間的丙二醛含量存在著顯著性差異，根據前人研究，丙二醛含量越高，植物的耐熱性越差[2]，由此可見，19XR06的耐熱性最好，優(yōu)于其他材料；在可溶性蛋白含量、葉綠素熒光參數、相對電導率方面，不同雜交組合沒有表現(xiàn)出顯著的差異性，說明這三項生理指標各參試材料之間沒有明顯差別；不同雜交組合之間的葉綠素含量存在著顯著性差異，其中19XR02的葉綠素含量達到0.45 mg·g-1，顯著高于其他組合；不同雜交組合之間的可溶性糖含量也存在著顯著性差異，其中19XR03的可溶性糖含量顯著高于其他組合。

表5 不結球白菜雜交組合的生理指標

3 結論與討論

本試驗采用農藝性狀、熱害指數、生理指標三者相結合的方式，綜合評價十三個參試不結球白菜雜交組合的耐熱性。材料生長過程中，通過對溫度的不間斷監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，武漢地區(qū)夏季整體處于高溫狀態(tài)，滿足試驗對溫度的要求。對熱害指數進行測定，發(fā)現(xiàn)19XR04、19XR03、19XR10、19XR07、19XR05、19XR02的耐熱性均優(yōu)于對照；對產量性狀進行測定，發(fā)現(xiàn)19XR07、19XR08、19XR09、19XR12、19XR13、19XR14的產量均高于對照。生理指標測定結果表明，可溶性蛋白含量，各個雜交組合之間沒有顯著性的差異；可溶性糖含量，19XR03、19XR09顯著高于對照；丙二醛含量，各個雜交組合之間無顯著性的差異。本研究結果顯示，參試材料的丙二醛含量和熱害指數無規(guī)律性的關聯(lián)，表明植物的耐熱生理是一個復雜的過程，需要更進一步的研究。綜上所述認為，19XR07的耐熱性和產量均優(yōu)于對照品種青梗耐熱小白菜，可以作為長江流域耐熱小白菜新品種進行推廣應用。