中國冬油菜育成品種產(chǎn)量和主要性狀變化趨勢

朱吉風(fēng)，張俊英，蔣美艷，江建霞，楊立勇，王偉榮，李延莉，周熙榮

(上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物育種栽培研究所，上海201403)

油菜是世界重要油料作物，是人類生活中重要植物食用油來源之一。我國甘藍(lán)型油菜于20世紀(jì)從朝鮮、日本和英國等地引進(jìn)，目前已成為我國最大的油菜栽培類型[1-2]。我國冬油菜主要種植于長江流域和黃淮流域，2017年油菜種植面積約 665.3萬hm2，總產(chǎn)量 132.7億kg，占全國油料作物年產(chǎn)總量的38.2%，是當(dāng)前我國國產(chǎn)食用植物油的主要來源[3]。油菜除菜籽榨油外，還具有其他用途，如油菜薹可作為功能型蔬菜，油菜花可用來發(fā)展旅游、養(yǎng)蜂等產(chǎn)業(yè)，菜籽餅粕則是畜禽養(yǎng)殖中重要的高蛋白飼用原料[4]，因此，大力發(fā)展油菜產(chǎn)業(yè)，對保證國內(nèi)食用植物油生產(chǎn)安全，促進(jìn)飼料、養(yǎng)蜂、旅游等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

新品種選育或品種改良是提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)的最重要途徑，培育適合產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的優(yōu)良品種是促進(jìn)油菜產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展的重要支撐，分析品種主要性狀對深入了解當(dāng)前品種改良趨勢具有指導(dǎo)意義。目前，已對大豆、水稻、高粱、小麥、谷子等作物的品種性狀演變趨勢進(jìn)行了統(tǒng)計分析，并根據(jù)品種主要性狀變化，提出了階段性育種目標(biāo)和今后的發(fā)展趨勢[5-7]。前人對油菜審定品種的評價大多集中在產(chǎn)量、品質(zhì)及抗病性等單個或少數(shù)性狀上[8-10]，對年度間、品種間的差異或品種相關(guān)性狀演變規(guī)律的報道較少。自2017年起，因我國油菜由品種審定制改為品種登記制，本研究從2001—2016年國家審定的冬油菜品種中查閱了244份甘藍(lán)型冬油菜品種的相關(guān)資料，通過統(tǒng)計分析品種的產(chǎn)量、品質(zhì)等主要農(nóng)藝性狀演變規(guī)律，對今后冬油菜育種方向進(jìn)行展望，以期為我國油菜育種研究提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 材料及數(shù)據(jù)來源

2001—2017年期間我國油菜種植面積、油菜籽產(chǎn)量以及單位面積產(chǎn)量等數(shù)據(jù)來源于中華人民共和國國家統(tǒng)計局(http：www.stats.gov.cn)。244份國家審定冬油菜品種信息及相關(guān)數(shù)據(jù)查閱于中國種業(yè)商務(wù)網(wǎng)(http：www.chinaseed114.com)和中國知網(wǎng)(http：www.cnki.net)。本文統(tǒng)計的品種信息包括選育單位、審定年份、生育期、株高、抗病性、主要品質(zhì)性狀以及產(chǎn)量性狀等，其中品質(zhì)性狀包括含油量、芥酸含量和硫代葡萄糖苷(簡稱硫苷)含量，產(chǎn)量性狀包括區(qū)試產(chǎn)量、單株有效角果數(shù)、一次有效分枝數(shù)、每角粒數(shù)和千粒重。

1.2 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總和處理分析，利用SAS 9.1軟件進(jìn)行多重比較和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 我國油菜生產(chǎn)情況

如圖1所示，2001—2005年全國油菜種植面積呈平穩(wěn)略有上升趨勢，總產(chǎn)量明顯增加；2006年全國油菜播種面積和總產(chǎn)量均大幅度縮減；2006年之后，全國油菜種植面積和總產(chǎn)量增減趨勢略有不同，其中：油菜種植面積在2006—2009年呈現(xiàn)上升趨勢，2010年以后，播種面積趨于穩(wěn)定但略有縮減；油菜總產(chǎn)量在2006—2015年則呈上升趨勢，2015年以后略有下降。從整體上看，我國油菜單產(chǎn)呈穩(wěn)步增加趨勢，通過線性擬合發(fā)現(xiàn)：全國油菜平均每年增產(chǎn)約24.6 kghm2(圖2)。

2.2 審定品種信息及其主要性狀變化

油菜品種類型包括甘藍(lán)型油菜雜交品種和常規(guī)品種，244份審定品種中，以雜交品種居多，為204份，占所選品種總數(shù)的83.6%，常規(guī)品種僅有40份，占16.4%(圖3)。統(tǒng)計分析2001年來國家審定冬油菜品種主要性狀，發(fā)現(xiàn)生育期、千粒重和菌核病性狀年度間變化較小，產(chǎn)量、每角粒數(shù)和含油量呈逐年增加趨勢，株高、一次有效分枝數(shù)和單株有效角果數(shù)呈平穩(wěn)下降趨勢，芥酸、硫苷和病毒病病株率則急劇下降。

2.2.1 農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量

244份油菜品種的株高變幅為 136.5—230.0 cm，平均 172.1 cm；從審定年份上看，2001年審定品種的平均株高最高，達(dá) 181.3 cm，2002—2016年表現(xiàn)為增-減-增-減趨勢，即2002—2006年審定品種平均株高由 172.5 cm增高至 178.3 cm，隨后6年持續(xù)下降至 165.4 cm，2013—2014年有所回升，2016年又急劇下降，達(dá)歷史最低值(159.2 cm)；整體而言，2001—2016年審定品種株高呈下降趨勢，通過線性擬合，平均每年株高下降約0.68 cm(圖4)。

244份國家審定冬油菜品種的平均產(chǎn)量為1 840.4—3 433.7 kghm2，最高產(chǎn)量值出現(xiàn)在2007年國家審定品種(‘雜優(yōu)1號’)的黃淮區(qū)試中，該品種屬于甘藍(lán)型油菜雜交種，生育期較長，為241 d。比較不同年份審定品種的產(chǎn)量，結(jié)果表明，品種產(chǎn)量年度間存在差異，整體上呈逐年上升趨勢，區(qū)試單產(chǎn)年均增幅約48.7 kghm2，遠(yuǎn)高于實際單產(chǎn)增幅(24.6 kghm2)，說明新選育的品種具有產(chǎn)量優(yōu)勢，與我國油菜高產(chǎn)育種方向相符。

統(tǒng)計分析千粒重、每角粒數(shù)和單株角果數(shù)等產(chǎn)量構(gòu)成因子，發(fā)現(xiàn)這些性狀間的變化趨勢存在差異，如圖4所示：不同年份審定品種的千粒重相差較小，一般在3.6 g上下波動，但品種間千粒重相差較大，如有些品種千粒重可高達(dá)4.8 g，有些僅為2.9 g；每角粒數(shù)的變化趨勢與產(chǎn)量趨勢相對一致，呈波浪式遞增，平均每年提高約0.14粒；而一次有效分枝數(shù)和單株角果數(shù)則呈下降趨勢，可能受油菜種植密度影響。

2.2.2 品質(zhì)性狀

從圖5可知，2001年以來，審定品種含油量呈波浪式增加，2016年審定品種的平均含油量達(dá)到較高值，為45.9%；244份審定冬油菜品種含油量變幅為35.9%—49.9%，芥酸含量變幅為0—46.6%，硫苷為16.2—119.0 μmolg；2001年起審定品種芥酸和硫苷含量均有大幅度降低，2004年起多數(shù)品種已達(dá)到國家“雙低”(低芥酸、低硫苷)油菜標(biāo)準(zhǔn)，2006年以后審定品種芥酸含量平均值低于0.5%，硫苷低于25.0 μmolg(圖5)，說明我國“雙低”油菜育種已在甘藍(lán)型冬油菜育種中全面普及。

2.2.3 審定品種抗病性

244份國家審定品種菌核病病株率變幅為1.2%—38.0%，病毒病病株率為0—25.4%，說明品種間菌核病和病毒病的抗性存在差異。統(tǒng)計分析不同年度審定品種的抗病性，發(fā)現(xiàn)病毒病呈下降趨勢，而菌核病則在12.0%處上下浮動，下降趨勢不明顯(圖6)，表明審定冬油菜品種的病毒病抗性逐漸增強(qiáng)，而菌核病抗性育種仍需進(jìn)一步加強(qiáng)。

2.3 品種產(chǎn)量與主要性狀相關(guān)性分析

統(tǒng)計分析審定品種單產(chǎn)與其他性狀之間的相關(guān)性，結(jié)果如圖7所示：單產(chǎn)與生育期、含油量、每角粒數(shù)均表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)(P<0.001)，而與病毒病病株率、芥酸含量為顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)，表明油菜產(chǎn)量可以和籽粒含油量、油菜品質(zhì)、每角粒數(shù)、病毒病抗性同時提高，即增加每角粒數(shù)、降低芥酸含量、降低病毒病發(fā)病率均可有效提高油菜單產(chǎn)，通過提高油菜的產(chǎn)量亦可獲取更多的菜籽油。

3 討論

3.1 油菜產(chǎn)量仍有較大提升空間

隨著人口的增加和可用耕地面積的不斷減少，最大限度的提高作物單位面積產(chǎn)量已成為當(dāng)前急需解決的重要問題。油菜單位面積產(chǎn)量主要受種植密度和單株產(chǎn)量的影響，而單株產(chǎn)量則是由每角粒數(shù)、千粒重和單株有效角果數(shù)3個主要因子構(gòu)成。因單株角果數(shù)隨種植密度增加而顯著降低[11]，在當(dāng)前油菜高密度栽培模式下，很難進(jìn)一步通過增加單株角果數(shù)來提高油菜的產(chǎn)量，而每角粒數(shù)和千粒重卻仍有很大的提升空間，如在甘藍(lán)型油菜種質(zhì)中存在千粒重高達(dá)7.5 g或每角粒數(shù)高于30粒的油菜種質(zhì)資源[12-13]，但近些年參加區(qū)試的冬油菜品種平均千粒重和每角粒數(shù)分別不足4.2 g和23粒[14]，本文查閱的244份審定品種的最大千粒重和每角粒數(shù)也分別僅有4.8 g和26粒，另外，本研究與張芳等[9]研究結(jié)果均發(fā)現(xiàn)千粒重、每角粒數(shù)與產(chǎn)量呈正相關(guān)，特別是每角粒數(shù)與產(chǎn)量間呈極顯著正相關(guān)，即增加每角粒數(shù)可以有效提高油菜的產(chǎn)量，所以，通過選育多粒甘藍(lán)型油菜優(yōu)勢新品種，有望實現(xiàn)油菜產(chǎn)量的進(jìn)一步提高。

3.2 加強(qiáng)油菜高產(chǎn)育種，同時兼顧油菜品質(zhì)育種

高產(chǎn)一直是油菜等作物的主要育種方向[3，15-16]，2001—2017年，我國油菜單產(chǎn)呈逐漸增加趨勢，然而，與同年區(qū)試產(chǎn)量相比，油菜最高實際產(chǎn)量(約1.9 thm2)明顯低于審定品種區(qū)試產(chǎn)量(2.5—3.0 thm2)，因此急需選種高產(chǎn)新品種以進(jìn)一步提高油菜產(chǎn)量。

自古農(nóng)民種植油菜的主要目的是榨取更多的菜籽油，因油菜含油量每提高1%，相當(dāng)于油菜籽增產(chǎn)2.5%[17-18]，因此，高含油量油菜新品種選育是油菜育種家追求的主要目標(biāo)。2001—2016年我國審定的冬油菜品種含油量逐漸上升，其中品種含油量最高值達(dá)49.9%，但卻遠(yuǎn)低于李殿榮等[18]獲取的高油油菜種質(zhì)中的含油量(約63.8%)，所以高油育種仍是今后油菜育種的主要目標(biāo)。而提高油菜產(chǎn)量也能夠顯著增加菜籽產(chǎn)油量，因此，加強(qiáng)油菜高產(chǎn)育種對提高菜籽油產(chǎn)量亦有重要價值。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和居民生活水平的提高，食用油營養(yǎng)品質(zhì)備受人們關(guān)注，油菜籽作為我國國產(chǎn)食用植物油的主要來源，其品質(zhì)對人類健康至關(guān)重要[4]?！半p低”油菜因脂肪酸組成合理，被稱為“最健康的油”，“雙低”油菜同樣成為油菜育種家的主要目標(biāo)[18-19]，目前，我國“雙低”油菜育種成效顯著，基本實現(xiàn)了雙低化[4]。然而，在我國油菜生產(chǎn)中仍有14左右的非“雙低”油菜品種[3]，本研究中，244份冬油菜品種的平均芥酸含量為0.8%，硫苷為26.3 μmolg，雖然近些年選育的多數(shù)品種已達(dá)到國家“雙低”油菜標(biāo)準(zhǔn)，但仍有高芥酸、高硫苷品種的存在，若商品菜籽中混雜非“雙低”油菜品種則會降低食用油品質(zhì)。隨著人們對食用油品質(zhì)的要求越來越高，零芥酸、高油酸、高亞油酸等功能菜籽油的研究被提上日程，而生產(chǎn)中油菜品種芥酸含量多數(shù)未降到零，硫苷含量仍有較大的降低空間，因此，繼續(xù)降低菜籽中芥酸和硫苷的含量，改善油菜籽品質(zhì)仍是油菜育種的重要方向。

3.3 協(xié)調(diào)各主要農(nóng)藝性狀，加強(qiáng)抗逆育種

從2001年起，審定的甘藍(lán)型油菜品種在產(chǎn)量、含油量、芥酸和硫苷含量等方面的研究均有較大的進(jìn)展，但在株高、千粒重、抗逆性等方面進(jìn)展緩慢，特別是在菌核病抗性方面，一直缺少突破性品種。油菜生長過程中，病蟲害發(fā)生不可避免，有報道稱我國油菜因病蟲危害造成的實際年均產(chǎn)量損失約30萬t，其中油菜菌核病危害損失最大，蚜蟲次之[20]，因此，迫切需要加強(qiáng)菌核病、蚜蟲等病蟲害的防治，以減輕油菜病蟲害危害損失，實現(xiàn)油菜穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。選育抗性優(yōu)良品種是防治病蟲害最為經(jīng)濟(jì)環(huán)保有效的措施，今后油菜育種應(yīng)重點解決品種的抗病性，注重千粒重和每角粒數(shù)的定向選育，提高籽粒含油量，培育“雙低”、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)油菜新品種，并加強(qiáng)多用途、多類型油菜品種的選育，以滿足我國油菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。

4 展望

2001—2016年油菜單產(chǎn)呈上升趨勢，但生產(chǎn)中油菜實際產(chǎn)量和增產(chǎn)幅度遠(yuǎn)低于同期區(qū)試品種，說明油菜的產(chǎn)量潛力遠(yuǎn)沒有得到充分發(fā)輝。每角粒數(shù)和千粒重為油菜產(chǎn)量的主要構(gòu)成因子，在提高油菜單產(chǎn)中將發(fā)揮重要作用。目前選育的油菜品種每角粒數(shù)多集中在20粒左右，而在油菜種質(zhì)資源中，存在每角粒數(shù)高達(dá)35粒的油菜種質(zhì)，若其他性狀不變，將每角粒數(shù)由20粒提升至25粒，則油菜單產(chǎn)可增幅25%以上，因此，建議今后一段時間內(nèi)把增加每角粒數(shù)作為油菜品種改良的重點，同時注重配套栽培，減少病害發(fā)生。