塔額墾區(qū)甘藍(lán)型油菜主要性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性及通徑分析

王賀亞, 孟 玲, 李懷勝, 艾海峰, 賈東海

(1.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第九師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所(畜牧科學(xué)研究所), 新疆 塔城 834600;2.新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)科院, 烏魯木齊 832000)

甘藍(lán)型油菜屬十字花科蕓薹屬[1],是油菜三大類型之一。具有黑籽、多角果、耐低溫、匍匐性強(qiáng)、抗裂角等優(yōu)良性狀,且油菜籽含油量高,一般為30%～50%[2]。菜油是良好的食用植物油,其脂肪酸主要由棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、二十碳酸、芥酸組成[3]。油菜是塔額墾區(qū)重要的油料作物之一,其管理相對粗放,是適宜輕簡化栽培的特色油料作物之一[4]。研究塔額墾區(qū)甘藍(lán)型油菜主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)關(guān)系,對塔額墾區(qū)糧油發(fā)展、節(jié)本增效方面具有積極的意義。提高作物產(chǎn)量,綜合抗性、品質(zhì)改良是農(nóng)作物遺傳育種的永恒主題。在育種中既要注重某一優(yōu)良性狀,又要考慮其他性狀的影響,相關(guān)分析已廣泛用于各作物育種,在辣椒、花生、玉米、小麥、大豆、胡麻、紅花等已有相關(guān)研究[5-17]。關(guān)于塔額墾區(qū)甘藍(lán)型油菜主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性、聚類分析和通徑分析鮮見報(bào)道。因此,以25份塔額墾區(qū)甘藍(lán)型油菜為材料,通過主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析、聚類分析和通徑分析,研究產(chǎn)量與各主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性,以明確塔額墾區(qū)甘藍(lán)型油菜產(chǎn)量的主要影響因素,為塔額墾區(qū)油菜育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試材料均為新疆農(nóng)科院經(jīng)濟(jì)作物研究所自育材料(表1)。供試種質(zhì)資源極大程度地表現(xiàn)了塔額墾區(qū)甘藍(lán)型油菜的地域特性。

表1 供試材料

1.2 方 法

試驗(yàn)于2020年4—8月份開展,將25份供試材料種植于塔額墾區(qū)第九師農(nóng)(畜)科所團(tuán)結(jié)農(nóng)場試驗(yàn)地內(nèi),采用隨機(jī)排列,3次重復(fù),小區(qū)面積20 m2(10 m×2 m),行距20 cm,株距7 cm,按常規(guī)方式進(jìn)行田間管理。于油菜成熟期,每小區(qū)取正常生長的10株油菜進(jìn)行考種,測量方法按照《油菜種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》,通過考種取得當(dāng)年主要性狀數(shù)據(jù)的平均值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,采用SPSS軟件進(jìn)行9個(gè)產(chǎn)量相關(guān)性狀的相關(guān)性分析、聚類分析和通徑分析,分析各性狀對產(chǎn)量的直接影響及間接影響,明確影響塔額墾區(qū)甘藍(lán)型油菜產(chǎn)量的主要性狀。

2 結(jié)果與分析

2.1 塔額墾區(qū)油菜種質(zhì)資源產(chǎn)量的相關(guān)性狀

由表2可知,塔額墾區(qū)油菜種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀存在較大的變異系數(shù)。其株高(X1)、分枝高度(X2)、主花序長(X3)、主序角果數(shù)(X4)、全株角果數(shù)(X5)、角果長(X6)、角果粒數(shù)(X7)、千粒重(X8)和單株產(chǎn)量(X9)的平均值分別為160.12 cm、67.32 cm、65.01 cm、53.07個(gè)、176.35個(gè)、7.90 cm、22.97粒、3.81 g、12.53 g/株。變異系數(shù)在6%～36%之間,其中單株產(chǎn)量變異系數(shù)最大,為36%、全株角果數(shù)變異系數(shù)為24%、分枝高度變異系數(shù)為23%,說明三者遺傳變異豐富,最大值與最小值間差異顯著,為甘藍(lán)型油菜研究篩選不同目標(biāo)性狀提供良好的種質(zhì)基礎(chǔ)。

表2 油菜種質(zhì)資源產(chǎn)量的相關(guān)性狀

2.2 塔額墾區(qū)油菜主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

對25個(gè)甘藍(lán)型油菜的9個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行簡單的相關(guān)性分析(表3),9個(gè)農(nóng)藝性狀與小區(qū)產(chǎn)量(Y)的正相關(guān)性由大到小依次為角果粒數(shù)、角果長、單株產(chǎn)量、千粒重、主花序長、株高、全株角果數(shù)、主序角果數(shù)、分枝高度,相關(guān)系數(shù)分別為0.351 8,0.318 1,0.309 5,0.247 2,0.185 4,0.144 2,0.142 7,0.010 6,-0.024 5,其中角果長、角果粒數(shù)、單株產(chǎn)量、千粒重與產(chǎn)量有較大的正相關(guān)。說明角果長、角果粒數(shù)、單株產(chǎn)量、千粒重是影響產(chǎn)量的重要因素。

表3 油菜主要農(nóng)藝性狀與小區(qū)產(chǎn)量的相關(guān)性分析

同時(shí)觀察各個(gè)性狀之間的相關(guān)性大小(表3),株高與分枝高度呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.769 7,說明株高越高分枝高度越高,株高對分枝高的貢獻(xiàn)最大;株高與單株產(chǎn)量的相關(guān)性達(dá)極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.570 3,說明株高越高,單株產(chǎn)量越高,株高對單株產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大;與全株角果數(shù)呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.482 9,與其余性狀均呈不顯著正相關(guān)。分枝高度與主花序長呈顯著負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.656 9*,說明分枝高度越高,主花序長越短,但對單株產(chǎn)量呈顯著性正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.437 6,說明分枝高對單株產(chǎn)量貢獻(xiàn)較大。主序角果數(shù)與全株角果數(shù)呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.580 7,說明主序角果數(shù)對全株角果數(shù)的貢獻(xiàn)最大;全株角果數(shù)與單株產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.527 6,說明全株角果數(shù)對單株產(chǎn)量的貢獻(xiàn)較大。

相關(guān)分析結(jié)果表明,在甘藍(lán)型油菜育種中應(yīng)該更加關(guān)注角果長、角果粒數(shù)、單株產(chǎn)量和千粒重,同時(shí)對主序花長、株高和主序角果數(shù)進(jìn)行綜合考慮。

由此可得出,在選育甘藍(lán)型油菜品種時(shí),不能只考慮單一的性狀,而是要兼顧多個(gè)農(nóng)藝性狀及各性狀相互之間的效應(yīng)。達(dá)到一定平衡,油菜產(chǎn)量才能達(dá)到最大。

2.3 塔額墾區(qū)油菜主要農(nóng)藝性狀的聚類分析

研究表明,基于9個(gè)農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)的聚類分析結(jié)果(圖1)顯示,在歐氏距離為10時(shí),可以將25份材料聚為四大類群,其中第一大類群包括13,14,11,22等9份材料,平均產(chǎn)量為148.5 kg/667 m2,屬于中低產(chǎn)群體;第二大類群包括2和3共計(jì)兩份材料,這類群主序角果數(shù)平均值、全株角果數(shù)平均值和角果粒數(shù)平均值在四個(gè)類群中最大,且產(chǎn)量平均值較高,為166.65 kg/667 m2,屬于高產(chǎn)群體;第三大類群包括21和25共計(jì)兩份材料,這兩份材料千粒重平均值和單株產(chǎn)量平均值在四個(gè)類群中最大,平均產(chǎn)量為136.7 kg/667 m2,屬于低產(chǎn)群體;第四大類群包括1,23,15,10,12等12份材料,該類群平均產(chǎn)量最高,為169.73 kg/667 m2,屬于高產(chǎn)群體。

圖1 油菜主要農(nóng)藝性狀的聚類分析

2.4 塔額墾區(qū)油菜主要農(nóng)藝性狀對小區(qū)產(chǎn)量的通徑系數(shù)

遺傳相關(guān)系數(shù)的大小雖然能表明各主要農(nóng)藝性狀間的相關(guān)程度,但并不能完全反映油菜主要農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量的相對重要性,故以小區(qū)產(chǎn)量為因變量,其他主要農(nóng)藝性狀為自變量,進(jìn)行通徑分析,估算出各個(gè)主要農(nóng)藝性狀對小區(qū)產(chǎn)量的直接影響效應(yīng),客觀評價(jià)各農(nóng)藝性狀對甘藍(lán)型油菜小區(qū)產(chǎn)量的相對重要性,同時(shí)將產(chǎn)量和各主要農(nóng)藝性狀之間的相關(guān)系數(shù)分解為直接作用和間接作用,進(jìn)一步分析各農(nóng)藝性狀的相互作用。

通徑分析結(jié)果(表4)顯示,各農(nóng)藝性狀對小區(qū)產(chǎn)量影響的直接通徑系數(shù)為X1>X9>X6>X7>X8>X4>X5>X3>X2。

表4 塔額墾區(qū)油菜主要農(nóng)藝性狀對小區(qū)產(chǎn)量的通徑系數(shù)

塔額墾區(qū)甘藍(lán)型油菜株高對產(chǎn)量的直接效應(yīng)最大(0.604 3),通過單株產(chǎn)量的間接正效應(yīng)較大(0.231 7),分枝高度對產(chǎn)量產(chǎn)生較大負(fù)效應(yīng)(-0.694 4),但其他性狀對產(chǎn)量的間接效應(yīng)較小,說明甘藍(lán)型油菜要選擇適宜的株高,且株高與單株產(chǎn)量的關(guān)系緊密。

單株產(chǎn)量對小區(qū)產(chǎn)量的直接效應(yīng)較大(0.406 4),說明增加單株產(chǎn)量可以增加小區(qū)產(chǎn)量,通過株高、角果粒數(shù)、千粒重產(chǎn)生正效應(yīng),分枝高度、主花序長、主序角果數(shù)、全株角果數(shù)和角果長對其產(chǎn)生負(fù)效應(yīng),說明適當(dāng)?shù)脑黾痈叨?、角果粒?shù)和千粒重可增加產(chǎn)量。

角果長對小區(qū)產(chǎn)量的直接效應(yīng)較大(0.232 8),且通過其他性狀的間接正效應(yīng)較小或?yàn)槿踟?fù)效應(yīng),說明適當(dāng)增加角果長有助于產(chǎn)量的增加,因此,應(yīng)選擇適宜的角果長。

角果粒數(shù)對小區(qū)產(chǎn)量的直接效應(yīng)較大(0.205 2),但通過其他性狀的間接正效應(yīng)較小,說明甘藍(lán)型油菜角果粒數(shù)有助于產(chǎn)量增加,因此,應(yīng)加強(qiáng)對角果粒數(shù)的選擇。

千粒重對小區(qū)產(chǎn)量的直接效應(yīng)較大(0.177 0),通過單株產(chǎn)量的間接效應(yīng)也較大(0.134 1),說明適宜的千粒重可以增加產(chǎn)量,且千粒重與單株產(chǎn)量關(guān)系緊密,因此,在千粒重適宜的材料中應(yīng)加強(qiáng)對單株產(chǎn)量的選擇。

3 討 論

甘藍(lán)型油菜具有黑籽、多角果、耐低溫、抗裂角等優(yōu)良性狀,種質(zhì)資源多樣化是種質(zhì)基礎(chǔ),用于油菜雜種優(yōu)勢利用及品質(zhì)改良[18-19]。塔額墾區(qū)甘藍(lán)型油菜種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀存在較大的標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù),變異系數(shù)在6%～36%之間,其中單株產(chǎn)量變異系數(shù)最大,為36%,全株角果數(shù)變異系數(shù)為24%,分枝高度變異系數(shù)為23%,說明種質(zhì)資源材料間的單株產(chǎn)量、全株角果數(shù)、分枝高度的遺傳變異豐富,最大值與最小值間差異顯著,為甘藍(lán)型油菜研究篩選不同目標(biāo)性狀提供良好的種質(zhì)基礎(chǔ)。

塔額墾區(qū)甘藍(lán)型油菜的角果粒數(shù)、角果長、單株產(chǎn)量、千粒重與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.351 8,0.318 1,0.309 5,0.247 2。說明角果粒數(shù)、角果長、單株產(chǎn)量、千粒重是影響產(chǎn)量的重要因素。株高與分枝高度呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.769 7,說明株高越高分枝高度越高,株高對分枝高度的貢獻(xiàn)最大;株高與單株產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.570 3,說明株高越高,單株產(chǎn)量越高,株高對單株產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大;與全株角果數(shù)呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.482 9,與其余性狀均呈不顯著正相關(guān)。分枝高度與主花序長呈顯著負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.656 9,說明分枝高度越高,主花序長越短,但分枝高度對單株產(chǎn)量呈顯著性正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.437 6,說明分枝高度對單株產(chǎn)量貢獻(xiàn)較大。主序角果數(shù)與全株角果數(shù)呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.580 7,說明主序角果數(shù)對全株角果數(shù)的貢獻(xiàn)最大;全株角果數(shù)與單株產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.527 6,說明全株角果數(shù)對單株產(chǎn)量的貢獻(xiàn)較大。由此可以得出,在選育甘藍(lán)型油菜品種時(shí),不能只考慮單一的性狀,而是要兼顧多個(gè)農(nóng)藝性狀及各性狀相互之間的效應(yīng)[20-25]。達(dá)到一定平衡,油菜產(chǎn)量才能達(dá)到最大。

從聚類分析結(jié)果看,25份資源可聚為四大類群,第二類群主序角果數(shù)平均值、全株角果數(shù)平均值和角果粒數(shù)平均值最高,可作為高角果數(shù)、高角果粒數(shù)的品種選育;第三類群千粒重平均值和單株產(chǎn)量平均值最高,可以作為高千粒重、高單株產(chǎn)量品種選育;第四類群平均產(chǎn)量最高,可作為高產(chǎn)品種選育。

塔額墾區(qū)甘藍(lán)型油菜株高、單株產(chǎn)量、角果長、角果粒數(shù)、千粒重對產(chǎn)量的直接效應(yīng)呈正相關(guān),直接通徑系數(shù)分別為0.604 3,0.406 4,0.232 8,0.205 2和0.177 0。株高對小區(qū)產(chǎn)量的直接作用最大,為0.604 3,單株產(chǎn)量的間接正效應(yīng)較大(0.231 7),分枝高度對產(chǎn)量產(chǎn)生較大負(fù)效應(yīng)(-0.694 4),其他性狀對產(chǎn)量的間接效應(yīng)較小。單株產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為0.406 4,且株高產(chǎn)生了極大的正效應(yīng)(0.344 6)。在油菜的選擇上應(yīng)加強(qiáng)對株高和單株產(chǎn)量的選擇。

4 結(jié) 論

塔額墾區(qū)甘藍(lán)型油菜的株高、單株產(chǎn)量、角果長、角果粒數(shù)、千粒重是影響產(chǎn)量的重要因素,其中單株產(chǎn)量對株高的貢獻(xiàn)率最大,且通過株高產(chǎn)生了極大的正效應(yīng),所以在甘藍(lán)型油菜高產(chǎn)育種中除了要注重株高的選擇外,還應(yīng)該加強(qiáng)單株產(chǎn)量的選擇。