西藏油菜地方種質(zhì)資源主要農(nóng)藝性狀分析與評價(jià)

黃海皎

（西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院農(nóng)業(yè)研究所，拉薩 850000）

農(nóng)作物種質(zhì)資源是品種選育的基礎(chǔ)，具有重要的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和科學(xué)研究價(jià)值，是保障國家糧食安全的戰(zhàn)略性資源[1]。油菜是世界第三和中國第一大油料作物，據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)，2017 年世界油菜收獲面積達(dá)3474 萬hm2，總產(chǎn)量達(dá)7624 萬t，僅次于油棕、大豆[2]。油菜在西藏具有悠久的栽培歷史，也是西藏自治區(qū)唯一的大宗油料作物，具有油用、菜用、花用、飼用、肥用、蜜用和藥用等多種功能[3]。近年來，王建林[4]提出西藏高原是世界油菜的起源中心之一，并在西藏高原發(fā)現(xiàn)數(shù)十處野生油菜群落。西藏地處青藏高原，土地遼闊，海拔差異極大，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境復(fù)雜，種質(zhì)資源豐富。本研究以52 份西藏地方品種資源為研究對象，以12 個(gè)主要農(nóng)藝性狀為切入點(diǎn)，運(yùn)用SPSS25 統(tǒng)計(jì)軟件分析農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性，以期為地方油菜種質(zhì)資源研究、利用提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料52 份供試材料均為西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院農(nóng)業(yè)研究所品質(zhì)資源室在全區(qū)各地市收集的，其中拉薩6 份、山南13 份、日喀則20 份、林芝2份、昌都6 份、那曲4 份、阿里1 份，具體詳見表1。

表1 供試材料主要信息表

1.2 試驗(yàn)方法2020-2022 年2 年度將在各地市收集的52 份材料種植在西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院農(nóng)業(yè)研究所4 號試驗(yàn)地。4 月15 日播種。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積10m2，3 次重復(fù)。田間管理與大田相同。參照《油菜種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》，對供試材料的農(nóng)藝性狀進(jìn)行觀測并做好田間記錄，成熟后對每份供試材料隨機(jī)取樣10 株進(jìn)行考種。

1.3 數(shù)據(jù)處理利用Excel2016 對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理歸納，并利用SPSS25 對整理的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要農(nóng)藝性狀變化情況對52 份西藏油菜地方種質(zhì)資源的12 個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行了整理與統(tǒng)計(jì)分析，從表2 可以看出，供試材料間存在很大的差異，表明各農(nóng)藝性狀具有豐富的遺傳多樣性。各農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)在11%～76%之間，從大到小依次是單株產(chǎn)量＞全株有效角果數(shù)＞千粒重＞角果寬度＞著果密度（10cm 有效角果數(shù)）=每角果粒數(shù)＞一次分枝數(shù)＞主軸有效角果數(shù)＞株高＞主軸有效長度＞角果長度＞生育期。油菜產(chǎn)量是由角果總數(shù)、每角果粒數(shù)和粒重3 個(gè)因素組成的，在不降低每角果粒數(shù)、粒重的情況下，爭取單位面積較多的角果數(shù)是提高油菜產(chǎn)量的關(guān)鍵。從各農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)來看，全株有效角果數(shù)、千粒重、著果密度和每角果粒數(shù)均存在豐富的多樣性，在油菜育種中可以適當(dāng)利用優(yōu)異的地方種質(zhì)資源來提高油菜單產(chǎn)。變異系數(shù)最小的是生育期，這可能和西藏長期的種植習(xí)慣（青稞油菜混播）有關(guān)，也是長期自然選擇的結(jié)果。

表2 主要農(nóng)藝性狀的變化情況

2.2 主要農(nóng)藝性狀的主成分分析對52 份供試材料的12 個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行主成分分析，提取特征根大于1 的前4 個(gè)主成分，結(jié)果表明（表3）前4 個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率為74.989%。第1 主成分的特征值是4.446，貢獻(xiàn)率為37.049%，在主成分1 的特征向量中，載荷較高的農(nóng)藝性狀有單株產(chǎn)量、角果寬度、全株有效角果數(shù)、生育期，特征向量值分別為0.895、0.778、0.775、0.774，說明全生育期天數(shù)與單株產(chǎn)量密切相關(guān)。第2 主成分的特征值是1.952，貢獻(xiàn)率為16.265%，在主成分2 的特征向量中，載荷較高的農(nóng)藝性狀有主軸有效長度、主軸有效角果數(shù)、株高，特征向量值分別為0.782、0.633、0.430，說明隨著株高的增加，主軸有效長度和主軸有效角果數(shù)也會(huì)隨之增加。第3 主成分的特征值是1.422，貢獻(xiàn)率為11.848%，在主成分3 的特征向量中，載荷較高的農(nóng)藝性狀是每角果粒數(shù)和角果長度，特征向量值分別為0.757 和0.646。第4 主成分的特征值是1.179，貢獻(xiàn)率為9.827%，在主成分4 的特征向量中，載荷較高且為正的農(nóng)藝性狀是每角果粒數(shù)，特征向量值為0.454，載荷較高、值為負(fù)的農(nóng)藝性狀是株高，特征向量值為-0.635，株高增高，有效分枝高度也隨之增加，每角果粒數(shù)相應(yīng)減少，間接影響單株產(chǎn)量。

表3 主要農(nóng)藝性狀的主成分分析

2.3 主要農(nóng)藝性狀聚類分析對52 份西藏地方油菜種質(zhì)資源的12 個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行了系統(tǒng)聚類，以歐式距離為遺傳距離，聚類方法采用組間聯(lián)接法，在遺傳距離為10 處將供試材料分為3 類（圖1），其中第I 類群包含31 份資源材料，第II 類群包含14 份資源材料，第III 類群僅有7 份資源材料，3 個(gè)類群特征見表4。

表4 西藏油菜地方種質(zhì)資源主要農(nóng)藝性狀基本情況

圖1 西藏地方油菜種質(zhì)資源的聚類圖

第I 類群的31 份材料包括20 份白菜型地方資源，2 份芥菜型地方資源，9 份甘藍(lán)型地方資源，其中20 份白菜型地方資源來源于拉薩、山南、日喀則、那曲、阿里，3 份芥菜型地方資源來源于山南、拉薩，9 份甘藍(lán)型地方資源來源于山南、日喀則、林芝。主要特征是生育期短，株高較矮，一次分枝數(shù)少，主軸有效角果數(shù)、全株有效角果數(shù)少，角果長度長，千粒重小。

第II 類群的14 份材料包括6 份白菜型地方資源，2 份芥菜型地方資源，6 份甘藍(lán)型地方資源，其中6 份白菜型地方資源來源于山南、日喀則，2 份芥菜型地方資源來源于昌都、日喀則，6 份甘藍(lán)型地方資源來源于日喀則、山南、昌都。主要特征是株高矮，生育期較長，主軸有效角果數(shù)、全株有效角果數(shù)、每角果粒數(shù)較多，各農(nóng)藝性狀表現(xiàn)比較均勻。

第III 類群的7 份材料包括2 份芥菜型地方資源，5 份甘藍(lán)型地方資源，其中2 份芥菜型地方資源來源于山南、日喀則，5 份甘藍(lán)型地方資源來源于山南、昌都。主要特征是生育期長，株高高，主軸有效角果數(shù)、全株有效角果數(shù)、每角果粒數(shù)多，千粒重高，單株產(chǎn)量高，屬于高稈多角果型的高產(chǎn)資源材料，在今后的油菜育種中可以多加利用。

3 結(jié)果與討論

遺傳育種工作離不開寶貴的種質(zhì)資源，豐富的種質(zhì)資源能有效解決育種親本日漸狹窄的問題[5]，充分挖掘和利用油菜種質(zhì)資源中的優(yōu)異性狀及基因是培育油菜新品種的基礎(chǔ)和關(guān)鍵[6]，對促進(jìn)西藏油菜產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展具有重要意義，而對地方種質(zhì)資源進(jìn)行精準(zhǔn)鑒定和評價(jià)是種質(zhì)資源利用的前提和基礎(chǔ)[7]。本研究對“第三次全國農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動(dòng)”和“第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究”項(xiàng)目收集到的油菜種質(zhì)地方資源進(jìn)行了主要農(nóng)藝性狀的鑒定與評價(jià)。經(jīng)過田間觀察，油菜的生育期在100d 左右，絕大部分地方資源為白菜型，這與前人研究的“西藏在白菜型和芥菜型油菜起源中心上的地位上”[8-9]的結(jié)論一致。從52 份油菜地方種質(zhì)資源的12 個(gè)主要農(nóng)藝性狀變異情況來看，油菜地方品種間存在著豐富的變異，變異系數(shù)在11%～76%之間，其中單株產(chǎn)量的變異系數(shù)最高，為76%，其他與產(chǎn)量相關(guān)的性狀如全株有效角果數(shù)、千粒重等的變異系數(shù)也較高，說明西藏油菜地方資源在產(chǎn)量性狀上具有很大的遺傳改良空間，可以為新品種的選育提供豐富的資源。在聚類分析時(shí)，52 份油菜資源被劃分為3 大類型，但是相同的類型并沒有被劃分到相同的類群。這有可能是因?yàn)槔枚鄠€(gè)性狀進(jìn)行聚類時(shí)，某些性狀的差異可能會(huì)被另一些性狀的差異所掩蓋，導(dǎo)致出現(xiàn)部分組間差異模糊情況[5，10]。此外，52 份油菜資源也并未完全按照地區(qū)聚成一類，這可能是由西藏生態(tài)氣候復(fù)雜多變，各地間有引種、換種、串種的現(xiàn)象造成的。