冀北高山高原區(qū)青花菜表型性狀分析及綜合評價(jià)

摘""" 要：為了給高山高原地區(qū)青花菜的良種選育提供理論指導(dǎo)，運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度分析法對14個(gè)青花菜新品種單株產(chǎn)量與表型性狀進(jìn)行分析。結(jié)果表明，青花菜單株產(chǎn)量與11個(gè)表型性狀的關(guān)聯(lián)度大小依次為：花球主莖橫徑gt;花球主莖高gt;葉片寬度gt;花球縱徑gt;開展度gt;花球橫徑gt;株高gt;葉片長度gt;分枝數(shù)量gt;外葉數(shù)量gt;生育期。得出對單株產(chǎn)量的影響以花球主莖橫徑和花球主莖高最大，其關(guān)聯(lián)度分別為0.795 4和0.759 5。根據(jù)各性狀權(quán)重?cái)?shù)據(jù)得到青花菜綜合評價(jià)模型：H＝0.080 8Z1＋0.090 4Z2＋0.092 3Z3＋0.083 5Z4＋0.088 8Z5＋0.095 4Z6＋0.084 0Z7＋0.093 6Z8＋0.091 6Z9＋0.097 5Z10＋0.102 1Z11，篩選出中青518、中青16、中青118和中青193可作為下一年當(dāng)?shù)卦囼?yàn)示范推廣品種。因此，在青花菜雜交育種過程中，以產(chǎn)量為育種目標(biāo)，可注重花球主莖橫徑和花球主莖高2個(gè)性狀的選擇，同時(shí)兼顧其他性狀進(jìn)行綜合篩選。

關(guān)鍵詞：青花菜；產(chǎn)量；表型性狀；灰色關(guān)聯(lián)度；綜合評價(jià)

中圖分類號：S635.3"""""""""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A""""""""""" 文章編號：1673-2871（2024）11-138-07

收稿日期：2024-02-05；修回日期：2024-08-24

基金項(xiàng)目：財(cái)政部和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部：國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)（CARS-23-G07）；河北省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系露地蔬菜創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目（HBCT202414）

作者簡介：申領(lǐng)艷，女，副研究員，研究方向?yàn)槭卟嗽耘嗯c育種。E-mail：jiayou7132212@163.com

共同第一作者：陳子臻，男，在讀本科生，研究方向?yàn)槭只剖卟诵誀钆c遺傳。E-mail：2789730539@qq.com

通信作者：閆鳳岐，男，研究員，研究方向?yàn)槭卟嗽耘嗯c育種。E-mail：zjkyfq@126.com

"""""""""""""""陳寶剛，男，高級農(nóng)藝師，研究方向?yàn)槭卟嗽耘嗯c推廣。E-mail：66658297@qq.com

DOI：10.16861/j.cnki.zggc.2024.0086

Phenotypic traits analysis and comprehensive evaluation of broccoli in northern Hebei plateau

SHEN Lingyan1， CHEN Zizhen2， LI Shufang1， KANG Shaohui1， CAO Xuemei1， PANG Jianwen1， YAO Yuexia3， CHEN Baogang4， YAN Fengqi1

（1. Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences， Zhangjiakou 075000， Hebei， China; 2. College of Horticulture， Hebei Agricultural University， Baoding 071000， Hebei， China; 3. Chicheng County Agricultural and Rural Bureau， Chicheng 075500， Hebei， China; 4. Zhangjiakou Rural Revitalization Promotion Center， Zhangjiakou 075000， Hebei， China）

Abstract： In order to provide theoretical guidance for the breeding of broccoli in the alpine plateau region， in this study， the yield per plant and phenotypic quantitative traits of 14 new varieties of broccoli were analyzed by grey correlation analysis. The results showed the correlation degree between yield per plant and 11 phenotypic quantitative traits of broccoli was as follows： Center column width gt; Center column height gt; Leaf width gt; Flower head vertical diameter gt; Expansion degree gt; Flower head transverse diameter gt; Plant height gt; Leaf length gt; Branch number gt; Outer leaf number gt; Growth period. It was concluded that the width and height of the central column had the greatest influence on the yield per plant， and the correlation degrees were 0.795 4 and 0.759 5， respectively. According to the weight data of each trait， the comprehensive evaluation model of broccoli was obtained ： H = 0.080 8Z1 + 0.090 4Z2 + 0.092 3Z3 + 0.083 5Z4 + 0.088 8Z5 + 0.095 4Z6 + 0.084 0Z7 + 0.093 6Z8 + 0.091 6Z9 + 0.097 5Z10 + 0.102 1Z11. Four varieties were selected as Zhongqing 518， Zhongqing16， Zhongqing 118 and Zhongqing 193， which could be used as local test demonstration and promotion varieties. Therefore， in the process of hybrid breeding of broccoli， if the yield was breeding goal， the two traits of center column width and heigh could be paid attention， and comprehensively consider other traits for comprehensive screening.

Key words： Broccoli; Yield; Phenotypic quantitative traits; Grey correlation degree; Comprehensive evaluation

青花菜又名綠菜花、西藍(lán)花、綠花椰菜等，為十字花科蕓薹屬甘藍(lán)類蔬菜變種之一[1]。青花菜的主要食用部位是花球，營養(yǎng)豐富，富含抗癌活性成分[2-4]，是備受國內(nèi)外消費(fèi)者青睞的高營養(yǎng)及保健蔬菜。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所是國內(nèi)最早開展青花菜育種的單位之一，早在20世紀(jì)80年代初就開始從事青花菜種質(zhì)資源收集、創(chuàng)新和遺傳育種工作[5-6]，保存了1000余份種質(zhì)資源，在青花菜育種技術(shù)和品種培育方面處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院與之合作承擔(dān)了國家青花菜重大科研聯(lián)合體一級測試點(diǎn)任務(wù)。目前，青花菜在我國的種植面積超過86 000 hm2，總產(chǎn)量高達(dá)4 158 000 t，年出口量基本穩(wěn)定在140 000 t左右[7]。然而，我國青花菜育種工作起步晚，國內(nèi)品種在球型、蕾粒、色澤一致性等外觀品相和抗性等方面存在不足；青花菜種子主要從國外進(jìn)口，不利于中國青花菜產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。研究青花菜表型性狀是開展青花菜育種的前提，可以加速育種進(jìn)程并提高育種效率。申領(lǐng)艷等[8]采用通徑分析法對86份青花菜材料進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)量與花球高、外葉長和外葉寬呈極顯著相關(guān)；高旭等[9]利用相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，青花菜單株產(chǎn)量與球位高、莖徑和花球橫徑呈極顯著相關(guān)；崔麗紅[10]利用相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，青花菜單株產(chǎn)量與葉面積指數(shù)、花球直徑呈極顯著相關(guān)。但有關(guān)高山高原地區(qū)特定的環(huán)境條件下利用灰色關(guān)聯(lián)度分析法探索青花菜產(chǎn)量與表型性狀相關(guān)性的研究較少。筆者采用灰色關(guān)聯(lián)度法研究14個(gè)青花菜新品種生育期、株高、開展度、外葉數(shù)、葉片長度、葉片寬度、分枝數(shù)、花球縱徑等11個(gè)表型數(shù)量性狀與單株產(chǎn)量間的關(guān)系，以揭示各表型性狀對單株產(chǎn)量影響的主次關(guān)系，進(jìn)而提高青花菜育種效率，促進(jìn)青花菜種質(zhì)資源改良和創(chuàng)新，為選育適合市場的新品種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

參試材料由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所培育并提供，青花菜品種共13個(gè)，以耐寒優(yōu)秀（日本坂田種苗株式會(huì)社）為試驗(yàn)對照，共計(jì)14個(gè)青花菜品種（表1）。

1.2 方法

田間試驗(yàn)于2021年6—9月在張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院壩上（張北縣喜順溝）基地進(jìn)行，地勢平坦、土壤肥力均勻，前茬作物為結(jié)球甘藍(lán)。參試材料于2021年4月28日在張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院沙嶺子基地溫室播種育苗，6月2日定植于壩上（張北縣喜順溝）基地試驗(yàn)田。試驗(yàn)地采用黑地膜覆蓋起壟，壟寬60 cm，壟高10 cm，壟溝寬50 cm，每壟2行，株距50 cm。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)排列，3次重復(fù)，小區(qū)10 m2。試驗(yàn)地四周設(shè)保護(hù)行，田間管理與當(dāng)?shù)厍嗷ú舜筇锷a(chǎn)保持一致。

1.3 表型數(shù)量性狀調(diào)查

按照《花椰菜和青花菜種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[11]的方法。每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取5株青花菜，測定生育期、株高、開展度、外葉數(shù)、葉片長度、葉片寬度、分枝數(shù)、花球縱徑、花球橫徑、花球主莖高、花球主莖橫徑、單株產(chǎn)量等12個(gè)性狀。

1.4 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)灰色系統(tǒng)理論[12]，將青花菜新品種單株產(chǎn)量及11個(gè)表型數(shù)量性狀看作一個(gè)整體，為一個(gè)灰色系統(tǒng)，設(shè)青花菜新品種單株產(chǎn)量（kg）作為參考序列記為Z0；11個(gè)主要農(nóng)藝性狀作為比較序列Zi，生育期（Z1）/ d、株高（Z2）/cm、開展度（Z3）/cm、外葉數(shù)量（Z4）/片、葉片長度（Z5）/cm、葉片寬度（Z6）/cm、分枝數(shù)量（Z7）/個(gè)、花球縱徑（Z8）/cm、花球橫徑（Z9）/cm、花球主莖高（Z10）/cm、花球主莖橫徑（Z11）/cm。

采用Microsoft Excel 2010計(jì)算各性狀指標(biāo)數(shù)據(jù)取平均值，采用DPS 7.05統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 數(shù)據(jù)無量綱標(biāo)準(zhǔn)化處理

14個(gè)青花菜新品種的單株產(chǎn)量和主要表型數(shù)量性狀調(diào)查結(jié)果求平均值（表2）。由于原始數(shù)據(jù)中各性狀量綱不同，需進(jìn)行無量綱標(biāo)準(zhǔn)化處理，計(jì)算方法見式（1）。數(shù)據(jù)無量綱標(biāo)準(zhǔn)化處理結(jié)果見表3。

[Z（K）=zi（K）-ziSi]。"""""""""""""""""""""""""""""" （1）

式中，[zi（K）]：原始數(shù)據(jù)；[zi：]平均值；[Si：]標(biāo)準(zhǔn)差；K：品系（K=1、2、3、……14；[i]=0、1、2、3、……11）；[i]：某個(gè)表型性狀。

2.2 參考序列與比較序列間的絕對差值序列

求絕對差值序列見式（2）。

ΔZi（K）= | Z0（K）- Zi（K） |。""""""""""""""""""""""" （2）

式中，ΔZi（K）：絕對差值序列；Z0（K）：參考序列；Zi（K）：比較序列。

參考序列與各比較序列的絕對差值序列計(jì)算結(jié)果見表4。

2.3 單株產(chǎn)量性狀與表型數(shù)量性狀間的關(guān)聯(lián)系數(shù)

由表4可得，最小絕對差值：

△min=minmin｜Z0（K）-Zi（K）｜=0.007 6。

最大絕對差值：

△max=maxmax｜Z0（K）-Zi（K）｜=3.198 3。

ρ稱為分辨系數(shù)，ρ[∈]（0，1），取值0.5[12]；ΔZi（K）為參考序列與比較序列間對應(yīng)的絕對差值，代入公式（3），計(jì)算各性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)。

求關(guān)聯(lián)系數(shù)[[ξi（K）]]，計(jì)算公式如下。

["""""""""""" ξi（K）=△min+ρ△maxΔZi（K）+ρ△max][""""""""""""""" =0.007 6+0.5×3.198 3ΔZi（K）+0.5× 3.198 3]。"""""" """""""""（3）

將表4式中差值序列[ΔZi（K）]值代入公式（3），求出參試青花菜單株產(chǎn)量與表型數(shù)量性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)[ξi（K）]的值，計(jì)算結(jié)果見表5。

參試青花菜單株產(chǎn)量與各表型數(shù)量性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)不同，與同一表型數(shù)量性狀關(guān)聯(lián)系數(shù)也存在很大差異。如耐寒優(yōu)秀花球縱徑與單株產(chǎn)量關(guān)聯(lián)系數(shù)最大為1.000 0，表明該品種對花球縱徑性狀進(jìn)行選擇就易獲得高產(chǎn)的青花菜新品種；中青520的生育期與單株產(chǎn)量關(guān)聯(lián)系數(shù)最小，為0.334 9，表明該品種的生育期對單株產(chǎn)量選擇影響較小。由此可見，關(guān)聯(lián)系數(shù)越大，說明該性狀對目標(biāo)性狀貢獻(xiàn)越大；關(guān)聯(lián)系數(shù)越小，說明該性狀對目標(biāo)性狀貢獻(xiàn)越小。

2.4 單株產(chǎn)量與表型數(shù)量性狀的關(guān)聯(lián)度分析

單株產(chǎn)量與各表型數(shù)量性狀間的關(guān)聯(lián)度為該性狀所有品種關(guān)聯(lián)系數(shù)的算術(shù)平均值，計(jì)算公式如下。

[Ri=1nk=0nξi（K）。""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" （4）]

式中，[R]i為單株產(chǎn)量與各表型數(shù)量性狀間的關(guān)聯(lián)度，[ξi（]K）為表型數(shù)量性狀與單株產(chǎn)量性狀間的關(guān)聯(lián)系數(shù)。計(jì)算出單株產(chǎn)量與表型數(shù)量性狀的關(guān)聯(lián)度及關(guān)聯(lián)度排序，結(jié)果見表6。

灰色權(quán)重系數(shù)（[Wi]），計(jì)算公式：

[Wi]= [RiRi。""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" （5）]

比較青花菜單株產(chǎn)量與各表型數(shù)量性狀的關(guān)聯(lián)度并排序（表6），關(guān)聯(lián)度從大到小依次為：花球主莖橫徑、花球主莖高、葉片寬度、花球縱徑、開展度、花球橫徑、株高、葉片長度、分枝數(shù)量、外葉數(shù)量、生育期。單株產(chǎn)量與花球主莖橫徑、花球主莖高的關(guān)聯(lián)度較高，分別為0.795 4和0.759 5，這說明二者是影響青花菜單株產(chǎn)量形成的重要因素。其余表型性狀對單株產(chǎn)量形成影響較小，其中，生育期與單株產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度最小，為0.629 8，對單株產(chǎn)量形成的貢獻(xiàn)小，可不作為主要選擇性狀，但在該地域生態(tài)環(huán)境條件下則需作為一個(gè)考慮因素。

2.5 青花菜新品種加權(quán)關(guān)聯(lián)度及其排序

加權(quán)關(guān)聯(lián)度計(jì)算公式：

Gi =[Wi（K）ξi（K）。"""""""""""""""""""""""""""""""""" （6）]

將表5中的表型數(shù)量性狀與單株產(chǎn)量性狀間的關(guān)聯(lián)系數(shù)[ξi（K]）和表6中的各性狀的權(quán)重系數(shù)代入公式（6）中，計(jì)算出青花菜新品種加權(quán)關(guān)聯(lián)度及其排序，結(jié)果見表7。加權(quán)關(guān)聯(lián)度是對各參試新品種綜合性能的具體反映，表明參試品種間各指標(biāo)的差異及綜合性能高低。綜合評價(jià)13個(gè)青花菜新品種，排名前4的品種為中青518、中青16、中青118、中青193，可作為下一年當(dāng)?shù)卦囼?yàn)示范推廣品種。

3 討論與結(jié)論

灰色關(guān)聯(lián)度分析法可用于分析品種性狀與目標(biāo)性狀間的主次關(guān)系，計(jì)算品種性狀對目標(biāo)性狀的影響程度，有助于篩選優(yōu)良種質(zhì)資源及品種，提高育種效率，易學(xué)易用，操作簡單，已廣泛應(yīng)用于多種作物，如玉米[13-17]、葵花[18]、大豆[19]、芝麻[20-21]、甘藍(lán)[22]等。

筆者利用灰色關(guān)聯(lián)度分析法分析14個(gè)青花菜品種單株產(chǎn)量與各表型數(shù)量性狀的關(guān)聯(lián)度，從大到小依次為花球主莖橫徑、花球主莖高、葉片寬度、花球縱徑、開展度、花球橫徑、株高、葉片長度、分枝數(shù)量、外葉數(shù)量、生育期。若某一性狀對單株產(chǎn)量形成的因素越密切，該性狀與單株產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度數(shù)值就越大；反之，則該性狀與單株產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度數(shù)值就越小。在本研究中，花球主莖橫徑對單株產(chǎn)量形成最密切，朱長志等[23]利用相關(guān)性及主成分和聚類的方法對76個(gè)青花菜品種的16個(gè)主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析研究，結(jié)果表明，青花菜的莖徑（花球主莖橫徑）與單株產(chǎn)量形成最密切，這與本研究結(jié)果一致。同時(shí)筆者發(fā)現(xiàn)，生育期對單株產(chǎn)量形成的關(guān)聯(lián)度最小，這與申領(lǐng)艷等[8]利用相關(guān)性分析、通徑分析和回歸分析的方法對青花菜品種11個(gè)主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)用生育期來提高單株產(chǎn)量效果不理想的結(jié)果一致。與申領(lǐng)艷等[24]利用聚類分析、相關(guān)性和主成分分析的方法，對86個(gè)青花菜品種進(jìn)行表型性狀綜合評價(jià)，研究表明生育期對單株產(chǎn)量形成的結(jié)果一致。但高旭等[9]利用相關(guān)性及主成分分析以及系統(tǒng)聚類的方法，對26個(gè)青花菜品種的13個(gè)重要農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析與評價(jià)，發(fā)現(xiàn)青花菜的花球橫徑與單株產(chǎn)量形成最密切，其次是莖徑（花球主莖橫徑），與本研究結(jié)果略有差異，這可能是參試材料、土壤條件、栽培技術(shù)以及試驗(yàn)區(qū)生態(tài)環(huán)境不同等原因造成的。雖然，青花菜單株產(chǎn)量隨花球主莖橫徑和花球主莖高增加而提高，但花球主莖高僅能增大到市場收購標(biāo)準(zhǔn)，反之直接影響其經(jīng)濟(jì)效益，因此，根據(jù)市場收購標(biāo)準(zhǔn)，盡可能增大中心柱寬度和中心柱高度，確保青花菜單株產(chǎn)量最大化，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在高山高原地區(qū)青花菜良種選育種過程中，以產(chǎn)量為育種目標(biāo)，注重中心柱寬度和中心柱高度的選擇，同時(shí)綜合兼顧其他性狀的選擇，才能選育出適合特定區(qū)域綜合性狀較好的青花菜新品種。

根據(jù)關(guān)聯(lián)度計(jì)算各性狀的權(quán)重系數(shù)，使各性狀權(quán)重系數(shù)從主觀賦值變?yōu)榭陀^求值[25]，以提高青花菜選育的準(zhǔn)確性和效率。根據(jù)各性狀權(quán)重?cái)?shù)據(jù)可得青花菜綜合評價(jià)模型[26]：Ｈ＝0.080 8Z1＋0.090 4Z2＋0.092 3 Z3＋0.083 5Z4＋0.088 8Z5＋0.095 4Z6＋0.084 0Z7＋0.093 6Z8＋0.091 6Z9＋0.097 5Z10＋0.102 1Z11，進(jìn)一步對參試青花菜新品種進(jìn)行綜合評價(jià)及排序，與對照品種相比，綜合評價(jià)前4的品種分別為為中青518、中青16、中青118和中青193，但本研究試驗(yàn)品種來源于同一個(gè)科研單位，造成了青花菜品種的遺傳背景比較窄的局面，品種之間同質(zhì)化程度高，因此，下一步研究應(yīng)補(bǔ)充更豐富多樣的品種進(jìn)行比較分析。

筆者利用灰色關(guān)聯(lián)度分析14個(gè)青花菜品種的11個(gè)表型數(shù)量性狀對單株產(chǎn)量形成的影響程度，結(jié)果表明，花球主莖橫徑對單株產(chǎn)量影響最大，生育期對單株產(chǎn)量影響最小。根據(jù)各性狀權(quán)重?cái)?shù)據(jù)得出青花菜綜合評價(jià)模型，篩選出4個(gè)品種，分別為中青518、中青16、中青118和中青193，可作為下一年當(dāng)?shù)卦囼?yàn)示范推廣品種。在青花菜雜交育種過程中，以產(chǎn)量為育種目標(biāo)，可注重花球主莖橫徑的選擇，同時(shí)綜合兼顧其他性狀，這樣才能獲得單株產(chǎn)量及綜合性狀較好的青花菜新品種。

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