甘藍(lán)型油菜主要農(nóng)藝性狀相關(guān)及聚類分析

劉 娜 李華健 黃喬芬 文和明 鄧國(guó)軍 羅貞媛

（1 云南省文山州農(nóng)業(yè)科學(xué)院，文山 663099；2 云南省文山市農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，文山 663099）

油菜在云南省廣泛栽培，主要有白菜型油菜、芥菜型油菜和甘藍(lán)型油菜三大類型[1]。其中甘藍(lán)型油菜與其他蕓薹屬作物相比，馴化歷史較短，種內(nèi)分化程度較低，加上長(zhǎng)期以來育種家根據(jù)需求對(duì)特定農(nóng)藝性狀作定向選擇，導(dǎo)致甘藍(lán)型油菜品種的單一性，遺傳背景相對(duì)狹窄，遺傳多樣性普遍較低。為解決甘藍(lán)型油菜雜種優(yōu)勢(shì)利用方面遺傳背景狹窄等問題，種間雜交是實(shí)現(xiàn)種質(zhì)創(chuàng)新的主要手段之一。育種實(shí)踐證明，對(duì)油菜種質(zhì)主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行考察和分析，可有效對(duì)育種親本進(jìn)行篩選，同時(shí)通過對(duì)部分主要親本農(nóng)藝性狀的遺傳分析，可以較好掌握油菜主要性狀的遺傳規(guī)律，為高效開展重要目標(biāo)性狀改良提供有效科學(xué)依據(jù)。

近年來，相關(guān)性分析已廣泛應(yīng)用于各作物育種[2-5]。在油菜育種上，有研究對(duì)甘藍(lán)型雜交油菜主花序長(zhǎng)度與植株性狀進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果表明主花序長(zhǎng)度與株高、主花序角果數(shù)、單株角果數(shù)、一次分枝數(shù)、主花序角果長(zhǎng)度、角粒數(shù)均呈極顯著正相關(guān)，單株產(chǎn)量與單株角果數(shù)、主花序角果數(shù)、主花序長(zhǎng)度、株高、一次分枝數(shù)均呈極顯著正相關(guān)，選育長(zhǎng)主花序的材料能有效提高株高、主花序角果數(shù)、單株角果數(shù)、一次分枝數(shù)、主花序角果長(zhǎng)度、角粒數(shù)，從而達(dá)到提高油菜產(chǎn)量的目的[6]。對(duì)甘藍(lán)型油菜株高及其相關(guān)性狀的主基因+多基因遺傳分析，結(jié)果表明株高、主花序長(zhǎng)度及一次有效分枝高度均受2 對(duì)加性主基因控制，并存在加性—顯性多基因效應(yīng)；有效分枝節(jié)間距和有效分枝數(shù)的遺傳均只受加性—顯性—上位多基因控制，無主基因效應(yīng)。在甘藍(lán)型油菜理想株高育種進(jìn)程中，對(duì)早代株高進(jìn)行選擇是有效的[7]。通過對(duì)油菜產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出株高和生育期外的農(nóng)藝性狀均對(duì)油菜產(chǎn)量有直接的正面影響；分枝部位、分枝數(shù)對(duì)有效角果數(shù)有促進(jìn)作用[8]。對(duì)白菜型春油菜的經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行相關(guān)性分析，指出分枝數(shù)目、單株角果數(shù)、主花序角果數(shù)、角果長(zhǎng)度可作為白菜型春油菜產(chǎn)量評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)[8]。對(duì)甘藍(lán)型油菜育種親本單株產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀相關(guān)分析，指出株高、每角果粒數(shù)、一次有效分枝高度和一次有效分枝數(shù)是決定單株產(chǎn)量的主要因子[9]。這些研究得出的結(jié)論有相似，也有不同，原因可能與試驗(yàn)材料差異有關(guān)。為做好雜交組配，掌握不同育種親本間的遺傳差異，本研究以近年收集和自育的50 份油菜為試驗(yàn)材料，對(duì)主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行相關(guān)及聚類分析，分析材料的遺傳差異性，客觀評(píng)價(jià)材料農(nóng)藝性狀特點(diǎn)，為雜交育種親本選擇提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料50 份油菜材料見表1，分別為西南大學(xué)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院、四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院及玉溪市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、楚雄州農(nóng)業(yè)科學(xué)院、文山州農(nóng)業(yè)科學(xué)院自育材料。

表1 材料來源

1.2 試驗(yàn)方法試驗(yàn)于2020 年10 月至2021 年4月在云南硯山銃卡基地進(jìn)行，于2020 年10 月播種，采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，小區(qū)面積9m2，行距43cm，株距33cm，按照常規(guī)方式進(jìn)行田間管理，對(duì)花期、生育期進(jìn)行記載。于成熟后，每個(gè)品種（系）取5 株進(jìn)行株高、分枝部位、一次有效分枝、再次有效分枝、主花序長(zhǎng)、主花序角果、單株角果、千粒重等性狀測(cè)量，測(cè)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)》[11]完成。

1.3 數(shù)據(jù)處理所有的數(shù)據(jù)用Excel 2010 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，用SPSS 24 和Origin Pro2021 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析、回歸和聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要農(nóng)藝性狀差異分析對(duì)試驗(yàn)材料的主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行差異分析（表2），除生育期變異系數(shù)小于10%外，其余性狀變異系數(shù)均較大，依次排序?yàn)樵俅斡行Х种?單株角果>分枝部位>單株產(chǎn)量>一次有效分枝>主花序角果>每角粒數(shù)>主花序長(zhǎng)>花期>株高>千粒重，變異系數(shù)分別為88.39%、41.91%、40.74%、29.85%、24.17%、23.72%、23.16%、21.36%、14.69%、13.88%、10.40%，說明各油菜材料農(nóng)藝性狀存在較大差異，為篩選不同目標(biāo)性狀提供了基礎(chǔ)。

表2 參試材料的農(nóng)藝性狀差異分析

2.2 主要農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析由表3 可見各農(nóng)藝性狀間都有相關(guān)性。株高與分枝部位、一次有效分枝、再次有效分枝、主花序角果、單株角果、單株產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)；與主花序長(zhǎng)、生育期呈顯著正相關(guān)。分枝部位與主花序角果、千粒重呈極顯著正相關(guān)；與每角粒數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)。一次有效分枝與再次有效分枝、單株角果呈極顯著正相關(guān)；與千粒重、生育期呈顯著正相關(guān)；與每角粒數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)。再次有效分枝與單株角果、生育期呈極顯著正相關(guān)。主花序長(zhǎng)與每角粒數(shù)、花期呈極顯著正相關(guān)；與單株產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)；與千粒重呈極顯著負(fù)相關(guān)。主花序角果與單株角果、千粒重呈極顯著正相關(guān)；與每角粒數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)。單株角果與生育期呈顯著正相關(guān)。每角粒數(shù)與單株產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)；與千粒重呈極顯著負(fù)相關(guān)。生育期與花期呈顯著負(fù)相關(guān)。

表3 農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析

2.3 產(chǎn)量性狀與農(nóng)藝性狀回歸分析基于提高產(chǎn)量的育種目標(biāo)，運(yùn)用SPSS 對(duì)單株產(chǎn)量與其他農(nóng)藝性狀進(jìn)行逐步回歸，分析影響產(chǎn)量的因子。經(jīng)過分析，分枝部位、一次有效分枝、再次有效分枝、主花序長(zhǎng)、主花序角果、單株角果、千粒重、生育期及花期P值均不顯著，只有株高和每角粒數(shù)P值顯著。說明每角粒數(shù)和株高是影響單株產(chǎn)量的主要因子。得到逐步回歸方程如下。

2.4 聚類分析用Origin Pro2021 軟件以12 個(gè)性狀為變量，對(duì)50 份材料進(jìn)行聚類，當(dāng)聚類閾值為145時(shí)，50 份資源可分為3 類（圖1）。第Ⅰ類包含22 份材料，表現(xiàn)為株高、分枝部位、一次有效分枝、再次有效分枝、主花序角果、單株角果、每角粒數(shù)、千粒重較低，主花序長(zhǎng)最低，單株產(chǎn)量最高，生育期較短，花期最短；第Ⅱ類26 份材料，表現(xiàn)為株高、分枝部位、一次有效分枝、再次有效分枝、主花序角果、單株角果、千粒重、單株產(chǎn)量最低，主花序長(zhǎng)較短，每角粒數(shù)最多，生育期最短，花期較短；第Ⅲ類包含2 份材料，表現(xiàn)為株高、分枝部位、一次有效分枝、再次有效分枝、主花序長(zhǎng)、主花序角果、單株角果千粒重最高，每角粒數(shù)最低，單株產(chǎn)量較低，生育期、花期最長(zhǎng)（表4）。

表4 油菜資源亞類性狀特點(diǎn)分析

圖1 油菜資源聚類結(jié)果

3 結(jié)論與討論

親本選配是雜交育種的基礎(chǔ)，研究育種親本材料遺傳差異，并進(jìn)行分類，可為雜交育種親本選配提供重要依據(jù)。本試驗(yàn)從油菜主要農(nóng)藝性狀差異分析看，除生育期變異系數(shù)較小外，其余性狀變異系數(shù)均較大，說明各性狀存在廣泛變異，運(yùn)用于雜交育種中，可有效拓寬油菜的遺傳背景，創(chuàng)制豐富油菜種質(zhì)。從相關(guān)性分析結(jié)果看，各農(nóng)藝性狀間都有相關(guān)性。單株產(chǎn)量與株高、每角粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與主花序長(zhǎng)呈顯著正相關(guān)，與主花序角果、千粒重呈負(fù)相關(guān)，但不顯著。通過單株產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀回歸分析，株高和每角粒數(shù)對(duì)單株產(chǎn)量影響顯著，是影響單株產(chǎn)量的主要因子。從聚類分析結(jié)果看，第Ⅰ類單株產(chǎn)量最高，生育期較短，可以作為高產(chǎn)品種選育親本；第Ⅱ類生育期最短，可以作為早熟品種選育親本；第Ⅲ類株高最高，生育期、花期最長(zhǎng)，可以作為觀賞品種選育親本。試驗(yàn)過程中為便于統(tǒng)計(jì)分析，在性狀的選擇上還是有局限性，因此在雜交育種操作中，還要對(duì)親本一些重要特性的遺傳傳遞規(guī)律開展進(jìn)一步研究，綜合考慮性狀，以達(dá)到選育出優(yōu)良雜交后代的目標(biāo)。