北方白菜型冬油菜的春化率、抗寒性和遺傳多樣性分析

路曉明，武軍艷，王新發(fā)，徐愛遐，李學(xué)才，劉麗君，馬 驪，蒲媛媛，牛早霞，王會(huì)文，朱明川，范軍強(qiáng)，孫萬(wàn)倉(cāng)

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/甘肅省油菜工程技術(shù)研究中心/甘肅省作物遺傳改良與種質(zhì)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/省部共建干旱生境作物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730070; 2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所，北京 100000; 3.西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

我國(guó)油菜生產(chǎn)依據(jù)播種季節(jié)，劃分為冬油菜與春油菜兩大產(chǎn)區(qū)[1]，以甘肅省的天水附近為分界線[2]。由于強(qiáng)抗寒品種的育成及其在北方地區(qū)的推廣應(yīng)用，我國(guó)冬油菜的種植區(qū)域擴(kuò)大，初步形成了北方冬油菜產(chǎn)區(qū)。這個(gè)區(qū)域冬油菜分布范圍廣，西起新疆阿勒泰，東至河北、北京等北方多個(gè)省市區(qū)，生態(tài)條件復(fù)雜，品種生態(tài)型豐富。由于冬油菜含油率高、產(chǎn)量高，而且可利用冬閑田生產(chǎn)，在冬春季具有優(yōu)異的地表覆蓋、保土、保水、保肥功能，對(duì)我國(guó)食用植物油生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)具有重要意義。

北方冬油菜生產(chǎn)的首要問題是如何選擇和應(yīng)用抗寒品種，確保安全越冬。有關(guān)白菜型油菜種質(zhì)的抗寒性評(píng)價(jià)已有研究，趙彩霞[3]研究結(jié)果表明，SOD活性、氣孔密度、單位面積氣孔總長(zhǎng)度、葉片組織結(jié)構(gòu)的柵/海比和葉片組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)疏松度等均可作為油菜抗寒性鑒定指標(biāo)。陳奇[4]研究表明越冬率是評(píng)價(jià)冬油菜抗寒性最可靠直觀的依據(jù)。許耀照等[5-6]研究表明，白菜型冬油菜抗寒性與冬前低溫下葉片光合特性以及干物質(zhì)積累有關(guān)，并提出采用準(zhǔn)確的、無(wú)傷害的葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)鑒定冬油菜的抗寒性。楊寧寧[7]研究指出根據(jù)春播條件下春化率高低可以判斷油菜品種的冬性強(qiáng)弱。不同品種經(jīng)相同春化時(shí)間處理后，其現(xiàn)蕾率和開花率表現(xiàn)不同[8]，說明不同品種之間春化率存在差異。春化率是油菜抗寒性強(qiáng)弱的直觀體現(xiàn)，且影響其種植范圍和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目前，在北方冬油菜產(chǎn)區(qū)，生產(chǎn)上應(yīng)用的品種繁雜，抗寒性和親緣關(guān)系不明，對(duì)育種研究及品種利用造成了一定影響。因此本研究基于春播條件下的春化率、半致死溫度結(jié)合分子標(biāo)記技術(shù)評(píng)價(jià)白菜型冬油菜抗寒性及遺傳多樣性。

簡(jiǎn)單重復(fù)序列(Simple sequence repeat, SSR)是以PCR擴(kuò)增技術(shù)為基礎(chǔ)的共顯性分子標(biāo)記，具有多態(tài)性豐富和擴(kuò)增結(jié)果重現(xiàn)性高的優(yōu)點(diǎn)[9-10]，在植物中用于鑒別其資源的遺傳多樣性。SRAP(Sequence-related amplified polymorphism)相關(guān)序列擴(kuò)增多態(tài)性標(biāo)記，是針對(duì)蕓薹屬開發(fā)的一種標(biāo)記，主要以擴(kuò)增開放閱讀框(ORF)為主。基于全基因組重測(cè)序開發(fā)的插入/缺失[Insertion/Deletion(InDel)]標(biāo)記在類群劃分、品種純度鑒定、親緣關(guān)系鑒定方面廣泛應(yīng)用[11]。

本研究基于春播條件下的春化率結(jié)合半致死溫度的測(cè)定、SRAP、SSR和InDel 3種標(biāo)記及冬前植物學(xué)性狀特性鑒定，對(duì)目前生產(chǎn)上應(yīng)用的北方白菜型冬油菜種質(zhì)資源進(jìn)行抗寒性評(píng)價(jià)及遺傳多樣性分析，以探究不同抗寒性材料之間的差異，為北方白菜型冬油菜抗寒性鑒定及強(qiáng)抗寒品種選育和品種選擇提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 參試材料

本研究選取北方各地種植面積較大的26個(gè)白菜型冬油菜品種(系)為試驗(yàn)材料，分別來(lái)自甘肅天水、甘肅慶陽(yáng)、甘肅蘭州和陜西洛川四地，詳情見表1。

表1 參試材料Table 1 Test materials

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 春化率測(cè)定 春播試驗(yàn)于2018年4月20日在蘭州市永登縣上川鎮(zhèn)播種，小區(qū)面積10m2，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。于9月10日統(tǒng)計(jì)每個(gè)品種各生長(zhǎng)階段(未現(xiàn)蕾、現(xiàn)蕾、開花、結(jié)角、成熟)的植株數(shù)，現(xiàn)蕾及現(xiàn)蕾后開花、結(jié)角、成熟的植株即為通過春化植株數(shù)，計(jì)算春化率，春化率=通過春化植株數(shù)/總植株數(shù)×100%。

1.2.2 冬前植物學(xué)性狀測(cè)定 秋播試驗(yàn)于2019年8月22日在永登縣上川鎮(zhèn)進(jìn)行播種，10月21日進(jìn)行冬前苗期植物學(xué)性狀的記載統(tǒng)計(jì)。小區(qū)面積為1 m2，3次重復(fù)。依據(jù)《北方旱寒區(qū)白菜型冬油菜品種試驗(yàn)記載規(guī)范》(NY/T2912-2016)進(jìn)行[12]，主要觀測(cè)記載油菜生長(zhǎng)習(xí)性、心葉色澤、刺毛、葉色、葉脈色澤和葉緣共6個(gè)非數(shù)值型性狀(表2)，以及葉柄長(zhǎng)度、葉片寬度、葉片長(zhǎng)度和裂葉對(duì)數(shù)共4個(gè)數(shù)值型性狀。

表2 白菜型冬油菜非數(shù)值型性狀及其賦值Table 2 Code designed for qualitative traits in winter rapeseed (Brassica rapa L.)

1.2.3 半致死溫度測(cè)定與計(jì)算 盆栽試驗(yàn)于2020年5月28日開始，播種后將盆栽置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，取五葉期的盆栽苗葉片作為試驗(yàn)材料，使用打孔器取各材料相同大小的小圓片3片，置于10 mL離心管中并加入200 μL去離子水，以空白去離子水為對(duì)照。于低溫循環(huán)儀中設(shè)置6個(gè)溫度梯度(0、-4、-8、-12、-16、-20℃)，每個(gè)溫度處理設(shè)置4次重復(fù)，溫度降至所設(shè)溫度處理保持30 min后取出，用去離子水定容至10 mL，搖床上振蕩2 h后，使用電導(dǎo)率儀測(cè)定其初電導(dǎo)率(S1)及對(duì)照電導(dǎo)率(Lck)，測(cè)定完成后煮沸30 min，搖床上振蕩冷卻后，測(cè)定其最終電導(dǎo)率值(S2)，求得相對(duì)電導(dǎo)率；利用相對(duì)電導(dǎo)率和溫度得到Logistic線性方程[13]并進(jìn)行半致死溫度(LT50)的計(jì)算。

相對(duì)電導(dǎo)率(REC)=(S1-Lck)/(S2-Lck)×100%

1.2.4 油菜基因組DNA提取及檢測(cè) 取盆栽苗五葉期的冬油菜葉片，采用CTAB法進(jìn)行基因組DNA的提取，利用1%瓊脂糖凝膠進(jìn)行電泳檢測(cè)，并用核酸測(cè)定儀測(cè)定濃度，將提取得到的DNA母液稀釋成50 ng·μL-1于-20℃環(huán)境下保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.5 PCR擴(kuò)增及引物初篩 參照臧珊等[14]結(jié)果及蕓薹屬數(shù)據(jù)庫(kù)(http://brassicadb.org/brad/)，選用均勻分布在10條染色體上的30對(duì)InDel引物、20對(duì)SSR引物和48對(duì)SRAP引物進(jìn)行初篩，每對(duì)引物3次生物學(xué)重復(fù)，依據(jù)引物多態(tài)性和可重復(fù)性，總共篩選到27對(duì)核心引物。SSR和InDel引物名稱及序列見表3，SRAP引物及序列見表4，上游引物和下游引物隨機(jī)組合，其中篩選到4對(duì)SRAP引物組合分別為Em4/Me8、Em5/Me8、Em12/Me8和EM12/Me18。SSR和InDel標(biāo)記總反應(yīng)體系為10 μL，其中2×Taq PCR Master Mix為5 μL、10 μmol·L-1的引物各0.5 μL、50 ng·μL-1的DNA模板2 μL、滅菌雙蒸水2 μL。SRAP-PCR反應(yīng)體系為10 μL，2×Taq PCR Master Mix為5 μL、上下游引物各0.6 μL，50 ng·μL-1的DNA模板2 μL，滅菌雙蒸水1.8 μL。擴(kuò)增產(chǎn)物通過8%非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳進(jìn)行分離，電泳結(jié)束后采用硝酸銀進(jìn)行銀染。

表3 標(biāo)記名稱與序列Table 3 Marker names and sequences

表4 SRAP引物序列Table 4 SRAP primer sequences

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

對(duì)26份北方白菜型冬油菜的6個(gè)非數(shù)值型性狀進(jìn)行數(shù)值轉(zhuǎn)化處理(表2)，4個(gè)數(shù)值型性狀進(jìn)行分級(jí)處理[15]，計(jì)算各植物學(xué)性狀的變異范圍、極差、平均數(shù)、變異系數(shù)、Simpson指數(shù)和Shannon-weaver指數(shù)，具體參考Pielou[16]的計(jì)算方法。

Simpson指數(shù)：

式中，Pi為某性狀第i級(jí)別內(nèi)材料份數(shù)占總份數(shù)的百分比，ln為自然對(duì)數(shù)。

基于Excel和SPSS 22.0軟件對(duì)春化率、半致死溫度和植物學(xué)性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及系統(tǒng)聚類。通過人工計(jì)數(shù)的方式識(shí)別26份白菜型冬油菜品種的凝膠電泳條帶，形成0/1矩陣，通過Dataformer軟件轉(zhuǎn)化成各軟件所需格式[17]。使用Popgen 32軟件計(jì)算各遺傳參數(shù)，PowerMarker V3.25軟件計(jì)算PIC和品種間的遺傳距離，得到非加權(quán)組平均法(UPGMA，unweighted pair-group method with arithmetic means)聚類結(jié)果。用iTOL對(duì)聚類結(jié)果進(jìn)行修飾得到系統(tǒng)發(fā)生樹[18]。NTSYS-pc2.10e軟件基于遺傳距離矩陣，進(jìn)行主坐標(biāo)分析[19]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同北方白菜型冬油菜春播后的春化率差異

北方冬油菜感溫性強(qiáng)，但品種間有較大差異，不同品種感溫性差異可表現(xiàn)為其對(duì)春播條件下氣溫的適應(yīng)性不同，主要表現(xiàn)為不同感溫性材料的田間春化率的不同，因此根據(jù)田間春化率的高低可以鑒別冬油菜抗寒性的強(qiáng)弱[7]。本研究的參試材料春播后，群體中各單株表現(xiàn)出不同的生長(zhǎng)發(fā)育狀態(tài)，主要有未現(xiàn)蕾、現(xiàn)蕾、開花、結(jié)角、全結(jié)角和成熟共6種發(fā)育狀態(tài)(圖1，見9頁(yè)；表5)。根據(jù)田間生長(zhǎng)發(fā)育狀態(tài)表型的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，各材料春化率為6.59%～69.88%，臨洮WYW-1-4和16QD-15的春化率最低，分別為6.59%和6.94%，處于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段植株占群體總株數(shù)的比例分別為93.41%和93.06%；天油4號(hào)的春化率最高，為69.88%，其中現(xiàn)蕾期植株占群體總株數(shù) 26.51%。此外，天油258選1、2016PI-13 PZ24、天油142、2010元山區(qū)試天2、天油178、冬油8號(hào)、2010元山區(qū)試天5Ⅲ、臨洮延油2號(hào)-7共8份材料均表現(xiàn)出較高的春化率。

圖1 參試材料春播后的田間表現(xiàn)Fig.1 Field performance of materials after spring sowing

表5 供試材料春播后不同生長(zhǎng)發(fā)育階段的植株數(shù)及所占比例Table 5 The number and proportion of plants at different growth and development stages after spring sowing

2.2 不同北方白菜型冬油菜抗寒性差異

低溫半致死溫度是評(píng)價(jià)植物抗寒性的常用指標(biāo)，一般運(yùn)用相對(duì)電導(dǎo)率結(jié)合Logistic方程計(jì)算，其高低反映抗寒性強(qiáng)弱。本研究根據(jù)葉片相對(duì)電導(dǎo)率擬合的Logistic方程的擬合度(R2)介于0.8344～0.9971，說明Logistic方程擬合度較好。26份參試材料的低溫半致死溫度變化范圍為-3.52～-9.93℃(表6)，說明北方白菜型冬油菜各參試材料之間抗寒性差異較大，其中臨洮WYW-1-4的低溫半致死溫度最低，為-9.93℃；天油258選1的低溫半致死溫度最高，為-3.52℃。天水市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育的材料包括天油4號(hào)、天油258、天油142等品種(系)抗寒性弱于隴油27號(hào)、臨洮WYW-1-4、隴油26號(hào)等白菜型冬油菜品種(系)。

表6 26份冬油菜品種(系)的低溫半致死溫度Table 6 Semi-lethal low temperature of 26 winter rapeseed varieties (lines)

2.3 植物學(xué)性狀變化及其與抗寒性的相關(guān)性分析

通過對(duì)26份參試材料的植物學(xué)性狀觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，各參試材料的生長(zhǎng)習(xí)性有匍匐與半直立生長(zhǎng)兩種類型，心葉色為淡綠或紫色，真葉顏色深綠居多，葉脈色多為白色，葉緣形狀多為鋸齒狀，真葉刺毛數(shù)量存在差異。對(duì)參試材料苗期4個(gè)數(shù)值型性狀(表7)及6個(gè)非數(shù)值型性狀(表8)分析結(jié)果表明，2016PⅡ-16 14PZ24葉柄長(zhǎng)度和裂葉對(duì)數(shù)值最大，分別是12.30 cm和5.25對(duì)。葉片長(zhǎng)度值最大的是2010元山區(qū)試天2(10.61 cm)，最小的是臨洮延油2號(hào)-7(6.88 cm)；葉片寬度值最大的是2010元山區(qū)試天5Ⅲ(9.04 cm)，最小的是15PZ20選1(6.05 cm)。數(shù)值型性狀的變異系數(shù)平均值為25.39%，葉片寬度變異系數(shù)最小(21.59%)，裂葉對(duì)數(shù)變異系數(shù)最大(32.00%)；非數(shù)值型性狀真葉刺毛數(shù)量的變異系數(shù)最大(55.42%)，生長(zhǎng)習(xí)性的變異系數(shù)最小(7.54%)，平均值為37.76%。數(shù)值型性狀的平均變異小于非數(shù)值型，說明其遺傳相對(duì)穩(wěn)定。10個(gè)植物學(xué)性狀遺傳多樣性指數(shù)Simpson(D)的變化范圍為0.011～0.847，Shannon-weaver(H)的變化范圍為0.035～2.046。數(shù)值型性狀的遺傳多樣性指數(shù)D與H的平均值分別為0.826、1.917，說明參試材料的遺傳變異豐富。葉柄長(zhǎng)度的遺傳多樣性指數(shù)最大，D、H值分別為0.847、2.046；裂葉對(duì)數(shù)的遺傳多樣性指數(shù)最小。非數(shù)值型性狀的遺傳多樣性指數(shù)D、H的平均值分別為0.395、0.627，說明數(shù)值型性狀的遺傳多樣性高于非數(shù)值型性狀，其中生長(zhǎng)習(xí)性的遺傳多樣性指數(shù)最小。

表7 26份參試材料數(shù)值型性狀的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、極差、變異系數(shù)及遺傳多樣性分析Table 7 Mean, standard deviation, extreme value, coefficient of variation and genetic diversity for numeric traits on 26 tested materials

表8 26份參試材料非數(shù)值型性狀的變異系數(shù)及遺傳多樣性分析Table 8 The variation parameter and genetic diversity of qualitative traits on 26 tested materials

基于植物學(xué)性狀對(duì)26份參試材料進(jìn)行聚類結(jié)果表明(圖2)，參試材料以歐氏距離5為界限，被分為4大類，第Ⅰ類包括2016QⅡ-1 12PZ16-1、隴油27號(hào)、2015PI-19、2016DI-1 PZ20、隴油24號(hào)、12PⅡ-16和2015QI-6共7份材料，占所有材料的26.92%；該類群的植株生長(zhǎng)勢(shì)中等，匍匐生長(zhǎng)，葉色為深綠，葉脈色以白色居多，真葉刺毛較多，葉柄長(zhǎng)度、葉片長(zhǎng)度和寬度及裂葉對(duì)數(shù)居中。第Ⅱ類包括12PⅡ-1 選3、隴油26號(hào)、2016QI-1 12PZ20、2015QI-5、16QD-15、2016PI-13 PZ24、15PZ20 選1、天油178、2016QⅢ-1 12PZ20、臨洮WYW-1-4和臨洮延油2號(hào)-7共11份材料，占所有材料的42.31%；該類群的特點(diǎn)是葉柄長(zhǎng)度相對(duì)較短，心葉色以紫色居多。第Ⅲ類包括2010元山區(qū)試天5Ⅲ、2010元山區(qū)試天2、冬油8號(hào)、天油4號(hào)、天油258選1、天油142和2016PⅡ-16 14PZ24共7份材料，占所有材料的26.92%；該類群的特點(diǎn)是生長(zhǎng)旺盛，葉片長(zhǎng)度、寬度高于另外3個(gè)組群，生長(zhǎng)勢(shì)相對(duì)較強(qiáng)，是甘肅天水的主要栽培品種。第Ⅳ類包括1份參試材料天油4號(hào)選7，僅占參試材料的3.85%，該組葉柄長(zhǎng)度最長(zhǎng)，葉片長(zhǎng)度、寬度、裂葉對(duì)數(shù)明顯小于其他3個(gè)類群。

圖2 基于各參試材料植物學(xué)性狀的系統(tǒng)聚類圖Fig.2 Systematic cluster diagram of the tested materials based on botanical characters

春化率與其余的11個(gè)植物學(xué)性狀的相關(guān)性分析表明(圖3，見9頁(yè))，葉色與半致死溫度呈極顯著負(fù)相關(guān)(P≤0.01)，葉柄長(zhǎng)度與半致死溫度呈極顯著正相關(guān)(P≤0.01)，說明白菜型冬油菜葉色越深、葉柄長(zhǎng)度相對(duì)較短，其半致死溫度就越低。春化率與生長(zhǎng)習(xí)性呈顯著正相關(guān)(P≤0.05)，與半致死溫度呈極顯著正相關(guān)(P≤0.01)，與葉色呈極顯著負(fù)相關(guān)(P≤0.001)；半直立生長(zhǎng)，其生長(zhǎng)勢(shì)越強(qiáng)，地上部分生物量越大，不利于其越冬，該品種的抗寒性就越弱，春播時(shí)，其春化率就越高。葉色與低溫半致死溫度、春化率呈極顯著負(fù)相關(guān)，即葉色越深，多為深綠，其抗寒性越強(qiáng)，通過春化的植株所占比例越低。

注：* P≤0.05；** P≤0.01；*** P≤0.001；Note: * P≤0.05; ** P≤0.01; *** P≤0.001; GH: Growth habit; CBC: Central blade color; SH: Spiny hair; LC: Leaf color; LVC: Leaf vein color; LM: Leaf margin; PL: Petiole length; BL: Blade length; BW: Blade width; LL: Lobed leaf; LT50: Semi-lethal temperature; VR: Vernalization rate.圖3 植物學(xué)性狀與抗寒性的相關(guān)性分析Fig.3 Correlation analysis between botanical characters and cold resistance

2.4 基于SRAP、SSR和InDel標(biāo)記的遺傳多樣性及聚類分析

2.4.1 參試材料遺傳多樣性 利用27對(duì)引物對(duì)26份白菜型冬油菜種質(zhì)的遺傳多樣性參數(shù)進(jìn)行分析(表9)，26份白菜型冬油菜的27對(duì)引物數(shù)據(jù)共檢測(cè)總等位基因數(shù)130個(gè)，其中引物基因座主要分布在A01、A02、A10這3條染色體。每條染色體的觀測(cè)等位基因數(shù)變化范圍為2～17，平均值為4.81，A01和A10染色體的觀測(cè)等位基因數(shù)最多。有效等位基因數(shù)(Ne)的變化范圍為1.26～6.81，平均值為3.14；觀測(cè)雜合度(Ho)的變化范圍為0.1238～0.7919；期望雜合度(He)的最小值是0.2081，最大值是0.8762；香農(nóng)指數(shù)(I)和Nei’s基因多樣性指數(shù)(H)的平均值分別為1.2073和0.6168；多態(tài)性信息含量(PIC)的變化范圍是0.1833～0.8378，平均值為0.5681。其中SRAP標(biāo)記的PIC值最高，以及PIC>0.5的位點(diǎn)有19個(gè)，占全部標(biāo)記的70.37%，說明本研究所選的標(biāo)記具有較高的多態(tài)性，可以有效地反映參試材料的遺傳多樣性信息。

表9 26份冬油菜種質(zhì)遺傳多樣性參數(shù)Table 9 Genetic diversity parameters of 26 winter rapeseed germplasms

2.4.2 基于遺傳相似系數(shù)的聚類分析 如圖4所示，26份參試材料分為6大類，第I類主要包括2010元山區(qū)試天5Ⅲ、2010元山區(qū)試天2、冬油8號(hào)、臨洮延油2號(hào)-7、2016PI-13 PZ24、2016QI-1 12PZ20和天油4號(hào)選7共7份材料；第Ⅱ類包括天油258選1、天油178、天油4號(hào)、天油142、2016DI-1 PZ20和隴油26號(hào)共6份材料；類群I和類群Ⅱ主要包括的是甘肅天水育成的材料。第Ⅲ類包括1份材料2015QI-6；第Ⅳ類包括2份材料15PZ20選1和12PⅡ-1選3;第Ⅴ類包括2015QI-5、16QD-15、隴油24號(hào)、2016QⅢ-1 12PZ20、2015PI-19和12PⅡ-16共6份材料；第Ⅵ類包括2016QⅡ-1 12PZ16-1、2016PⅡ-16 14PZ24、臨洮WYW-1-4和隴油27號(hào)共4份材料；類群Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ主要包括的是甘肅蘭州育成的材料。

圖4 基于SSR、SRAP和InDel標(biāo)記聚類26份冬油菜種質(zhì)Fig.4 Clustering of 26 winter rapeseed germplasm based on SSR, SRAP and InDel markers

2.4.3 依據(jù)SRAP、SSR和InDel標(biāo)記的26份參試材料的主坐標(biāo)分析 依據(jù)遺傳相似系數(shù)，對(duì)26份白菜型冬油菜品種進(jìn)行主坐標(biāo)分析，前3個(gè)主坐標(biāo)的方差貢獻(xiàn)率分別為24.4%、13.7%和9.5%。對(duì)26個(gè)參試材料分別做第1、2主坐標(biāo)二維圖的排序(圖5)。第1、2主坐標(biāo)總的貢獻(xiàn)率是38.2%，參試材料被分為6類，其中第I類包括2016PI-13 PZ24、2010元山區(qū)試天2、2010元山區(qū)試天5Ⅲ、臨洮延油2號(hào)-7和冬油8號(hào)共5份材料。第Ⅱ類包括隴油26號(hào)、天油4號(hào)、天油258選1和天油178共4份材料。第Ⅲ類包括天油142、天油4號(hào)選7和2016DI-1 PZ20共3份材料。第Ⅳ類包括2015QI-6、15PZ20選1、12PⅡ-1選3、12PⅡ-16共4份材料。第Ⅴ類包括2015PI-19、2016QⅢ-1 12PZ20、隴油27號(hào)、2016PⅡ-16 14PZ24、臨洮WYW-1-4、2016QⅡ-1 12PZ16-1、2015QI-5、隴油24號(hào)共8份材料。第Ⅵ類包括2016QI-1 12PZ20和16QD-15共2份材料。

注：1～26代表品種(系)名稱，見表1。Note: 1～26 represent the names of the varieties (lines), as shown in Table 1.圖5 依據(jù)SRAP、SSR和InDel標(biāo)記進(jìn)行主坐標(biāo)分析的第1、2主坐標(biāo)散點(diǎn)圖Fig.5 Scatter diagram of the first and second principal coordinates of the principal coordinates analysis based on SRAP, SSR and InDel markers

3 討論與結(jié)論

感溫性是指作物由營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)向生殖生長(zhǎng)過程中對(duì)溫度條件的反應(yīng)特性[7]。植物感溫性的田間直觀表現(xiàn)是春播條件下的春化率[20]。楊寧寧[7]和徐春梅等[20]研究都表明，感溫性不同的白菜型冬油菜完成春化階段所需的時(shí)間不同，隨著冬性由強(qiáng)到弱，春化所需時(shí)間由長(zhǎng)到短，春化率由低到高。感溫性與抗寒性也存在內(nèi)在關(guān)系。

本研究依據(jù)表型植物學(xué)性狀分析，將參試材料劃分為4個(gè)類群，類群I和類群Ⅱ主要是在蘭州育成的材料，其在生長(zhǎng)習(xí)性、真葉刺毛、葉色等農(nóng)藝性狀方面差異不大，表現(xiàn)出較低的春化率和半致死溫度，表明該類群可作為選育抗寒品種的優(yōu)異種質(zhì)資源。類群Ⅲ和類群Ⅳ表現(xiàn)出較好的生長(zhǎng)勢(shì)，在葉柄長(zhǎng)度、葉片長(zhǎng)度、葉片寬度和裂葉對(duì)數(shù)等方面優(yōu)于類群I和類群Ⅱ，表現(xiàn)出較高的春化率和半致死溫度，因此，該類群可用于冬季覆蓋作物材料的篩選。

通過對(duì)26份北方白菜型冬油菜品種(系)進(jìn)行表型性狀多樣性分析，發(fā)現(xiàn)其數(shù)值型性狀平均多樣性指數(shù)高達(dá)1.917，高于非數(shù)值型性狀平均多樣性指數(shù)(0.627)，說明北方白菜型冬油菜品種(系)表型性狀具有豐富變異，同李夢(mèng)寒等[21]的研究結(jié)果比較相符。本研究發(fā)現(xiàn)，白菜型冬油菜非數(shù)值型性狀苗期生長(zhǎng)習(xí)性的遺傳多樣性相對(duì)較低，真葉刺毛的遺傳多樣性指數(shù)相對(duì)較高，其主要原因是白菜型冬油菜苗期生長(zhǎng)習(xí)性以匍匐生長(zhǎng)為主，而真葉刺毛的多少受品種的影響，表現(xiàn)不同。

表型性狀容易受到環(huán)境因素的影響，因此，本研究在表型性狀的基礎(chǔ)上，采用分子標(biāo)記技術(shù)從DNA水平上揭示品種之間的親緣關(guān)系?；赟RAP、SSR和InDel標(biāo)記分析，將參試材料劃分為6個(gè)類群，類群I和類群Ⅱ主要是天水育成材料，其整體生長(zhǎng)勢(shì)較強(qiáng)，春化率較高，主要是由于天水的地理位置、氣候等因素的影響，使該地選育成的品種(系)抗寒性弱于隴油27號(hào)、臨洮WYW-1-4、隴油26號(hào)等其他區(qū)域的白菜型冬油菜品種(系)；類群Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ主要是在蘭州育成的材料，其表現(xiàn)出較低的春化率和較強(qiáng)的抗寒性；抗寒性劃分水平與植物學(xué)特征特性一致，強(qiáng)抗寒參試材料具有葉色深綠、葉柄相對(duì)較短的特征，而弱抗寒的類型具有葉色較淺、生長(zhǎng)勢(shì)較強(qiáng)的特征。