普通白菜形態(tài)學(xué)性狀及其根腫病抗性鑒定

董正中，陳超權(quán)，劉子萌，鄭柳青，吳 薇，謝涵冰，葛柳群，劉盛蘭嘉，余小林*

(浙江大學(xué) a農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站，b農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310058)

普通白菜形態(tài)學(xué)性狀及其根腫病抗性鑒定

董正中a，陳超權(quán)b，劉子萌b，鄭柳青b，吳 薇b，謝涵冰b，葛柳群b，劉盛蘭嘉b，余小林b*

(浙江大學(xué) a農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站，b農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310058)

針對(duì)目前普通白菜新品種選育的骨干親本同質(zhì)性變高，遺傳背景越來(lái)越窄等生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題，為進(jìn)一步拓寬育種資源的變異范圍，從國(guó)內(nèi)外引進(jìn)了12份普通白菜種質(zhì)資源。對(duì)其植物形態(tài)學(xué)性狀進(jìn)行了調(diào)查，并鑒定了其根腫病抗性。結(jié)果表明，所引進(jìn)的普通白菜遺傳多樣性較為豐富，鑒定獲得1份中感根腫病的材料。研究結(jié)果為深入了解和充分利用上述種質(zhì)資源提供了科學(xué)依據(jù)。

普通白菜； 形態(tài)學(xué)性狀； 根腫??； 聚類分析

普通白菜[Brassicacampestris(syn.B.rapa) L. ssp.chinensis(L) Makino]又稱小白菜、青菜、不結(jié)球白菜，在我國(guó)北方俗稱油菜，屬十字花科蕓薹屬蕓薹種(2n=2x=20)，系南方普遍栽培最大眾化的蔬菜。20世紀(jì)70年代后，我國(guó)北方地區(qū)的栽培面積也迅速擴(kuò)大。相對(duì)大白菜而言，普通白菜植株矮小，葉片綠色展開，絕大部分無(wú)葉翼，葉柄肥厚，短縮莖上的葉片抱合成基部肥大的筒狀蓮座葉，部分植株束腰呈“花瓶狀”。其生長(zhǎng)期短，借助簡(jiǎn)易的設(shè)施在我國(guó)南方溫暖地區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了周年生產(chǎn)與周年供應(yīng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，普通白菜占長(zhǎng)江中下游各大城市蔬菜總產(chǎn)量的30%～40%，占當(dāng)?shù)厥卟藦?fù)種面積的40%～60%[1-2]。南方有諺語(yǔ)：“三天不吃青，頭上冒金星”，可見，普通白菜在日常居民蔬菜供應(yīng)中居重要地位。

普通白菜原產(chǎn)于我國(guó)，中國(guó)東部的江淮地區(qū)到太湖一帶是白菜類蔬菜的演化中心。由于其有著悠久的栽培和演化歷史，目前在生產(chǎn)上品種類型繁多[3]。普通白菜性狀變異很大，如葉柄寬窄、厚薄、長(zhǎng)短、粗細(xì)，葉片大小、形狀、色澤、數(shù)量、輕重，植株直立開展與束腰情況以及香味等不同特性而構(gòu)成多種類型[2]。根據(jù)形態(tài)特征、生物學(xué)特性和栽培特點(diǎn)，普通白菜可以分為不同的類型。按照栽培季節(jié)可以分為春白菜、夏白菜和秋冬白菜，其中，以秋冬白菜為主；按葉柄顏色可分為青梗白菜和白梗白菜，其中，以青梗白菜為主；按照葉柄長(zhǎng)短和植株高矮的不同，還可分為矮樁類型(株高<30 cm)、中樁類型(30 cm<株高<45 cm)和高樁類型(株高>45 cm)，目前以矮樁類型為主。隨著主推雜交種的廣泛應(yīng)用，新品種的骨干親本同質(zhì)性迅速變高，遺傳背景越來(lái)越窄，極大地增加了生產(chǎn)上病蟲害流行危害的生態(tài)隱患。針對(duì)上述存在的問(wèn)題，為進(jìn)一步拓寬育種資源的變異范圍，近年來(lái)本課題組從國(guó)內(nèi)外引進(jìn)了12份普通白菜種質(zhì)資源，現(xiàn)將其植物形態(tài)學(xué)觀察及根腫病鑒定結(jié)果總結(jié)如下，以期為深入了解和充分利用上述種質(zhì)資源提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

12份供試的普通白菜材料收集于國(guó)內(nèi)外不同的地方，根據(jù)來(lái)源不同進(jìn)行編號(hào)。其中，CC-01～CC-06由加拿大薩斯卡通研究發(fā)展中心的Gary Peng教授饋贈(zèng)；CC-07～CC-09購(gòu)于江蘇中江種業(yè)股份有限公司；CC-10～CC-12由江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院李建斌研究員饋贈(zèng)。所有材料于2015年9月20日在浙江大學(xué)紫金港校區(qū)農(nóng)業(yè)試驗(yàn)田中進(jìn)行大田播種，10月21日移栽，12月8日開展性狀調(diào)查。田間管理按常規(guī)進(jìn)行。

1.2 方法

1.2.1 植株形態(tài)性狀測(cè)量

在蓮座期時(shí)，對(duì)株高、株幅、葉片長(zhǎng)、葉片寬、莖粗、葉片數(shù)、葉柄長(zhǎng)、葉柄寬、葉柄厚等性狀進(jìn)行測(cè)量。每份試材隨機(jī)選取具有該品種特性的10株植株開展形態(tài)學(xué)性狀調(diào)查，采用卷尺和游標(biāo)卡尺測(cè)量此類數(shù)量性狀。對(duì)于株型、葉型、葉形、葉頂端、葉裂刻等質(zhì)量性狀采用目測(cè)法，觀察其形態(tài)性狀的多樣性。具體操作見《不結(jié)球白菜種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[4]。

1.2.2 根腫病抗性鑒定

根腫病菌土取自浙江省溫嶺市箬橫鎮(zhèn)，經(jīng)ECD系統(tǒng)鑒定其生理小種為ECD17/15/15[5]。采用插入法進(jìn)行根腫病的發(fā)病試驗(yàn)，具體操作為：草炭、蛭石和珍珠巖按照體積比3∶2∶1的比例混合作為普通白菜植株生長(zhǎng)的基質(zhì)。在15孔穴盤(長(zhǎng)×寬×高為 8 cm×6 cm×6 cm)底部鋪上厚4 cm左右的基質(zhì)，在基質(zhì)上層鋪上厚2 cm左右?guī)|薹根腫菌的菌土，隨后將種子播種在帶菌土壤的上層，每孔播9粒種子，上面再覆蓋一層薄薄的草炭，于20～25 ℃溫室中進(jìn)行培養(yǎng)。所有處理均采用15孔育苗穴盤，期間加強(qiáng)日常管理。

抗/感病鑒定。播種6周(42 d)后，將生長(zhǎng)在穴盤中的植株小心地帶根挖出，然后將根部附著的基質(zhì)以及帶病原菌的土壤用自來(lái)水沖洗干凈，觀察各個(gè)植株根部的生長(zhǎng)狀況，每個(gè)試驗(yàn)處理重復(fù)3次。根據(jù)病情嚴(yán)重程度劃分為4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：0級(jí)，根部生長(zhǎng)發(fā)育正常，未感病；1級(jí)，主根生長(zhǎng)發(fā)育正常，少數(shù)側(cè)根有微小腫瘤；2級(jí)，主根有輕微膨大癥狀或側(cè)根有較大腫瘤；3級(jí)，主根膨大明顯甚至表面龜裂或部分腐爛，沒(méi)有側(cè)根或側(cè)根與主根情況相似。

病情分析及計(jì)算公式：

發(fā)病率=發(fā)病株數(shù)/總株數(shù)×100；

病情指數(shù)(Disease Index，DI)=[100×(0×0級(jí)株數(shù)+ 1×1級(jí)株數(shù)+ 2×2級(jí)株數(shù)+ 3×3級(jí)株數(shù))]/總株數(shù)×最高發(fā)病等級(jí)。

抗感性劃分標(biāo)準(zhǔn)：DI=0，則定為高抗(HR)；DI<10，則定為抗病(R)；10≤DI<20，則定為中感(MR)；20≤DI<50，則定為感病(S)；DI>50，則定為高感(HS)。

1.2.3 方差分析與聚類分析

按照《不結(jié)球白菜種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》分別對(duì)15個(gè)質(zhì)量性狀進(jìn)行賦值，應(yīng)用SPSS軟件對(duì)11個(gè)數(shù)量性狀進(jìn)行試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)的單因素方差分析，并對(duì)數(shù)量性狀、質(zhì)量性狀及其綜合性狀分別進(jìn)行聚類分析。同時(shí)，應(yīng)用SPSS軟件對(duì)根腫病試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行單因素方差分析，并利用Duncan新復(fù)極差法開展多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 普通白菜形態(tài)學(xué)性狀的多態(tài)性

2.1.1 質(zhì)量性狀多態(tài)性

由表1和圖1的調(diào)查結(jié)果顯示，在觀察的15個(gè)質(zhì)量性狀中，12份供試的普通白菜材料之間均有明顯差異。在株型方面，呈現(xiàn)出2種：直立與半直立，其中直立型5份，半直立型7份。在葉型方面，呈現(xiàn)出2種：板葉與花葉，其中花葉4份，板葉8份。在葉形方面，有3種：卵形、近圓、長(zhǎng)卵，其中大部分葉形為近圓，葉形為長(zhǎng)卵的有2份，葉形為卵圓的有1份。葉色是肉眼觀察到的葉片顏色，在葉色方面，供材料主要表現(xiàn)出淺綠、綠、墨綠、紫4種性狀，大部分材料呈現(xiàn)出綠色，2份白菜材料表現(xiàn)為淺綠色，2份表現(xiàn)為墨綠色，1份表現(xiàn)為紫色。在葉面光滑程度方面，有平滑、微皺、皺和多皺，其中多皺1份，皺2份，微皺4份，平滑5份。在葉脈鮮明度方面，主要表現(xiàn)出明顯、不明顯2種性狀，大部分材料葉脈較明顯，只有2份材料表現(xiàn)不明顯。在葉脈光澤度方面，試驗(yàn)材料主要表現(xiàn)出中、強(qiáng)、弱3種性狀，大部分材料呈現(xiàn)中。普通白菜葉柄顏色是重要的質(zhì)量性狀之一，在葉柄顏色方面，明顯呈現(xiàn)出3種顏色：綠白、淺綠、白，大部分呈綠白，2份為白，1份為綠。在葉頂端形狀方面，在本次試驗(yàn)中表現(xiàn)為鈍尖、圓、闊圓，大部分材料表現(xiàn)為闊圓和圓，闊圓6份，圓形5份，鈍尖CC-11，表明葉頂端形狀為鈍尖的比較稀少。葉緣波狀是葉頂端波狀大小進(jìn)行的分類，在葉緣波狀方面，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)葉緣波狀主要分為大、中、小、無(wú)4種，其中中波狀2份，小波狀3份，其他7份為無(wú)波狀。葉裂刻是葉片裂刻的深淺和排列形狀，在葉裂刻方面，表現(xiàn)出2種：無(wú)裂刻和耳狀裂刻，耳狀深裂的是CC-06，其他表現(xiàn)為無(wú)裂刻。葉面蠟粉主要有無(wú)、少、多3種性狀，其中8份材料為無(wú)蠟粉，1份材料為多蠟粉，3份材料為少蠟粉。葉柄橫切面形狀主要有半圓、扁圓，大部分為半圓，扁圓3份。供試材料的側(cè)芽萌發(fā)力有：無(wú)、弱、強(qiáng)，其中大部分為無(wú)，1份為強(qiáng)，3份為弱。供試材料的熟性主要有中熟和晚熟2種，其中晚熟4份，其余的8份為中熟品種。綜合上述質(zhì)量性狀結(jié)果可知，所引進(jìn)的12份普通白菜遺傳多樣性較為豐富，可應(yīng)用于今后的育種實(shí)踐，以拓寬育種資源的遺傳變異范圍。

表1 供試普通白菜材料質(zhì)量性狀的多態(tài)性

圖1 12份普通白菜的田間植株形態(tài)

2.1.2 數(shù)量性狀多態(tài)性

由表2和圖1的調(diào)查結(jié)果顯示，在觀察的11個(gè)數(shù)量性狀中，12份供試的普通白菜材料之間也均有明顯差異。變異系數(shù)的大小與性狀變異范圍呈正相關(guān)，變異系數(shù)越大，表明性狀的變異性越大。其中，變異系數(shù)最大的是根質(zhì)量，為0.539；變異系數(shù)最小的是葉柄寬，為0.188。其他如株高、株幅、莖粗、葉片數(shù)、葉柄長(zhǎng)、葉柄厚和單株質(zhì)量等性狀也存在一定的差異。上述數(shù)量性狀的調(diào)查結(jié)果也表明引進(jìn)的12份普通白菜遺傳多樣性較豐富。

2.2 聚類分析

利用SPSS軟件進(jìn)行聚類分析，結(jié)果如圖2所示。12份普通白菜大致可以分成3個(gè)亞類，CC-01/CC-11/CC-03和CC-09/CC-02/CC-04/CC-07分別聚為一亞類，其余的CC-10/CC-12/CC-05/CC-08/CC-06聚為一亞類，與形態(tài)學(xué)性狀的觀察結(jié)果基本一致。此外，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，綜合數(shù)量與質(zhì)量性狀的總聚類結(jié)果與僅以數(shù)量性狀分析的結(jié)果完全一致，暗示相對(duì)質(zhì)量性狀而言，數(shù)量性狀在綜合性狀聚類分析中更為重要，貢獻(xiàn)度更高。

表2 供試普通白菜數(shù)量性狀的多態(tài)性

2.3 根腫病的抗感性

在調(diào)查表型性狀的基礎(chǔ)上，我們還進(jìn)行了根腫病的抗性鑒定試驗(yàn)。病情指數(shù)是衡量來(lái)源不同的材料抗感性的重要指標(biāo)。由表3可知，供試的12份普通白菜中，除CC-12和CC-06外，其他材料的發(fā)病指數(shù)均高于50%，是根腫病高感材料。CC-12的病情指數(shù)>20、<50，是感病材料。雖然本次試驗(yàn)未能獲得根腫病的抗性材料，但CC-06的病情指數(shù)為15.5，為中感材料，在生產(chǎn)上有一定的利用價(jià)值。

圖2 以不同性狀數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析的結(jié)果比較

材料發(fā)病率/%病情指數(shù)抗感性材料發(fā)病率/%病情指數(shù)抗感性材料發(fā)病率/%病情指數(shù)抗感性CC-0187.2A78.8A高感CC-0581.4ABC72.7AB高感CC-0873.9C66.6B高感CC-1185.5A76.0AB高感CC-0380.8ABC72.0AB高感CC-0473.6C65.4B高感CC-0283.9AB75.6AB高感CC-1078.7ABC69.9AB高感CC-1258.7D47.8C感病CC-0783.1ABC75.5AB高感CC-0975.4BC68.3AB高感CC-0625.7E15.5D中感

3 討論

對(duì)引種材料進(jìn)行評(píng)價(jià)與鑒定是選擇適種適銷品種和育種利用最重要的基礎(chǔ)工作[6]。隨著第2代和第3代普通白菜雜交種在全國(guó)范圍內(nèi)的推廣應(yīng)用，以及不同地方社會(huì)成員間的流動(dòng)變得更加頻繁，人們對(duì)新品種的口感與株型等品質(zhì)與商品性狀的要求日漸趨同，使得普通白菜新品種數(shù)量與種類大幅減少，其骨干親本的遺傳背景相對(duì)變窄，導(dǎo)致實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)生病害流行的生態(tài)隱患也越來(lái)越高。本研究對(duì)從國(guó)內(nèi)外引進(jìn)的12份白菜質(zhì)量和數(shù)量性狀的分析結(jié)果表明，不同材料間存在顯著差異，不同材料之間的表型多樣性較為豐富。同時(shí)，不同來(lái)源的材料和同一來(lái)源的材料都沒(méi)有被聚在一個(gè)亞類中，該結(jié)果與前人采用SSR分子標(biāo)記對(duì)不結(jié)球白菜的聚類結(jié)果基本一致[7]，顯示供試的12份普通白菜材料的遺傳背景較為復(fù)雜。因此，上述材料對(duì)于今后進(jìn)一步豐富本課題組普通白菜育種親本的遺傳背景具有重要作用。

在根腫病抗性鑒定中，12份供試普通白菜絕大部分為高感材料，這與前人的研究結(jié)果相似[8]。說(shuō)明在蕓薹種AA基因組的植物中，除了歐洲蕪菁外很少帶有根腫病抗性基因。雖然本次試驗(yàn)未能獲得根腫病的抗性材料，但CC-06的病情指數(shù)為15.5，為中感材料，在生產(chǎn)上有一定的利用價(jià)值。目前正在將CC-06中0級(jí)的材料進(jìn)行進(jìn)一步的分離和純化，以期從中分離獲得抗性材料，從而避免普通白菜與歐洲蕪菁雜交帶來(lái)的遺傳累贅，縮短選育周期，提高育種效率。

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(責(zé)任編輯：侯春曉)

2017-09-06

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題(2016YFD0100204-31)；浙江省公益性技術(shù)應(yīng)用研究專項(xiàng)(2014C32008)；國(guó)家自然科學(xué)基金(31460521)；浙江省農(nóng)業(yè)新品種選育重大科技專項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目子課題(2016C02051-6-1)；浙江省科技廳項(xiàng)目(2013TD05)

董正中(1969—)，男，浙江泰順人，長(zhǎng)期從事蔬菜良種引進(jìn)與品比工作，E-mail: 309900324@qq.com。

余小林(1970—)，男，江西廣豐人，教授，博士，從事蔬菜分子育種工作，E-mail: xlyu@zju.edu.cn。

文獻(xiàn)著錄格式：董正中，陳超權(quán)，劉子萌，等. 普通白菜形態(tài)學(xué)性狀及其根腫病抗性鑒定[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，58(11)：2006-2009.

10.16178/j.issn.0528-9017.20171142

S634.3

A

0528-9017(2017)11-2006-04