普通白菜形態學性狀及其根腫病抗性鑒定

董正中，陳超權，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 a農業試驗站，b農業與生物技術學院，浙江 杭州 310058)

普通白菜形態學性狀及其根腫病抗性鑒定

董正中a，陳超權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 a農業試驗站，b農業與生物技術學院，浙江 杭州 310058)

針對目前普通白菜新品種選育的骨干親本同質性變高，遺傳背景越來越窄等生產實際問題，為進一步拓寬育種資源的變異范圍，從國內外引進了12份普通白菜種質資源。對其植物形態學性狀進行了調查，并鑒定了其根腫病抗性。結果表明，所引進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。研究結果為深入了解和充分利用上述種質資源提供了科學依據。

普通白菜； 形態學性狀； 根腫病； 聚類分析

普通白菜[Brassicacampestris(syn.B.rapa) L. ssp.chinensis(L) Makino]又稱小白菜、青菜、不結球白菜，在我國北方俗稱油菜，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70年代后，我國北方地區的栽培面積也迅速擴大。相對大白菜而言，普通白菜植株矮小，葉片綠色展開，絕大部分無葉翼，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”。其生長期短，借助簡易的設施在我國南方溫暖地區已經實現了周年生產與周年供應。據統計，普通白菜占長江中下游各大城市蔬菜總產量的30%～40%，占當地蔬菜復種面積的40%～60%[1-2]。南方有諺語：“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中居重要地位。

普通白菜原產于我國，中國東部的江淮地區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、長短、粗細，葉片大小、形狀、色澤、數量、輕重，植株直立開展與束腰情況以及香味等不同特性而構成多種類型[2]。根據形態特征、生物學特性和栽培特點，普通白菜可以分為不同的類型。按照栽培季節可以分為春白菜、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用，新品種的骨干親本同質性迅速變高，遺傳背景越來越窄，極大地增加了生產上病蟲害流行危害的生態隱患。針對上述存在的問題，為進一步拓寬育種資源的變異范圍，近年來本課題組從國內外引進了12份普通白菜種質資源，現將其植物形態學觀察及根腫病鑒定結果總結如下，以期為深入了解和充分利用上述種質資源提供科學依據。

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內外不同的地方，根據來源不同進行編號。其中，CC-01～CC-06由加拿大薩斯卡通研究發展中心的Gary Peng教授饋贈；CC-07～CC-09購于江蘇中江種業股份有限公司；CC-10～CC-12由江蘇省農業科學院李建斌研究員饋贈。所有材料于2015年9月20日在浙江大學紫金港校區農業試驗田中進行大田播種，10月21日移栽，12月8日開展性狀調查。田間管理按常規進行。

1.2 方法

1.2.1 植株形態性狀測量

在蓮座期時，對株高、株幅、葉片長、葉片寬、莖粗、葉片數、葉柄長、葉柄寬、葉柄厚等性狀進行測量。每份試材隨機選取具有該品種特性的10株植株開展形態學性狀調查，采用卷尺和游標卡尺測量此類數量性狀。對于株型、葉型、葉形、葉頂端、葉裂刻等質量性狀采用目測法，觀察其形態性狀的多樣性。具體操作見《不結球白菜種質資源描述規范和數據標準》[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，經ECD系統鑒定其生理小種為ECD17/15/15[5]。采用插入法進行根腫病的發病試驗，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的基質。在15孔穴盤(長×寬×高為 8 cm×6 cm×6 cm)底部鋪上厚4 cm左右的基質，在基質上層鋪上厚2 cm左右帶蕓薹根腫菌的菌土，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 ℃溫室中進行培養。所有處理均采用15孔育苗穴盤，期間加強日常管理。

抗/感病鑒定。播種6周(42 d)后，將生長在穴盤中的植株小心地帶根挖出，然后將根部附著的基質以及帶病原菌的土壤用自來水沖洗干凈，觀察各個植株根部的生長狀況，每個試驗處理重復3次。根據病情嚴重程度劃分為4個標準：0級，根部生長發育正常，未感病；1級，主根生長發育正常，少數側根有微小腫瘤；2級，主根有輕微膨大癥狀或側根有較大腫瘤；3級，主根膨大明顯甚至表面龜裂或部分腐爛，沒有側根或側根與主根情況相似。

病情分析及計算公式：

發病率=發病株數/總株數×100；

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

抗感性劃分標準：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《不結球白菜種質資源描述規范和數據標準》分別對15個質量性狀進行賦值，應用SPSS軟件對11個數量性狀進行試驗統計的單因素方差分析，并對數量性狀、質量性狀及其綜合性狀分別進行聚類分析。同時，應用SPSS軟件對根腫病試驗結果進行單因素方差分析，并利用Duncan新復極差法開展多重比較分析。

2 結果與分析

2.1 普通白菜形態學性狀的多態性

2.1.1 質量性狀多態性

由表1和圖1的調查結果顯示，在觀察的15個質量性狀中，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、長卵，其中大部分葉形為近圓，葉形為長卵的有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，供材料主要表現出淺綠、綠、墨綠、紫4種性狀，大部分材料呈現出綠色，2份白菜材料表現為淺綠色，2份表現為墨綠色，1份表現為紫色。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份材料表現不明顯。在葉脈光澤度方面，試驗材料主要表現出中、強、弱3種性狀，大部分材料呈現中。普通白菜葉柄顏色是重要的質量性狀之一，在葉柄顏色方面，明顯呈現出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，在本次試驗中表現為鈍尖、圓、闊圓，大部分材料表現為闊圓和圓，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行的分類，在葉緣波狀方面，根據標準葉緣波狀主要分為大、中、小、無4種，其中中波狀2份，小波狀3份，其他7份為無波狀。葉裂刻是葉片裂刻的深淺和排列形狀，在葉裂刻方面，表現出2種：無裂刻和耳狀裂刻，耳狀深裂的是CC-06，其他表現為無裂刻。葉面蠟粉主要有無、少、多3種性狀，其中8份材料為無蠟粉，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。供試材料的側芽萌發力有：無、弱、強，其中大部分為無，1份為強，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。綜合上述質量性狀結果可知，所引進的12份普通白菜遺傳多樣性較為豐富，可應用于今后的育種實踐，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量性狀的多態性

圖1 12份普通白菜的田間植株形態

2.1.2 數量性狀多態性

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

2.2 聚類分析

利用SPSS軟件進行聚類分析，結果如圖2所示。12份普通白菜大致可以分成3個亞類，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，與形態學性狀的觀察結果基本一致。此外，進一步分析發現，綜合數量與質量性狀的總聚類結果與僅以數量性狀分析的結果完全一致，暗示相對質量性狀而言，數量性狀在綜合性狀聚類分析中更為重要，貢獻度更高。

表2 供試普通白菜數量性狀的多態性

2.3 根腫病的抗感性

在調查表型性狀的基礎上，我們還進行了根腫病的抗性鑒定試驗。病情指數是衡量來源不同的材料抗感性的重要指標。由表3可知，供試的12份普通白菜中，除CC-12和CC-06外，其他材料的發病指數均高于50%，是根腫病高感材料。CC-12的病情指數>20、<50，是感病材料。雖然本次試驗未能獲得根腫病的抗性材料，但CC-06的病情指數為15.5，為中感材料，在生產上有一定的利用價值。

圖2 以不同性狀數據進行聚類分析的結果比較

材料發病率/%病情指數抗感性材料發病率/%病情指數抗感性材料發病率/%病情指數抗感性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

對引種材料進行評價與鑒定是選擇適種適銷品種和育種利用最重要的基礎工作[6]。隨著第2代和第3代普通白菜雜交種在全國范圍內的推廣應用，以及不同地方社會成員間的流動變得更加頻繁，人們對新品種的口感與株型等品質與商品性狀的要求日漸趨同，使得普通白菜新品種數量與種類大幅減少，其骨干親本的遺傳背景相對變窄，導致實際生產中發生病害流行的生態隱患也越來越高。本研究對從國內外引進的12份白菜質量和數量性狀的分析結果表明，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，不同來源的材料和同一來源的材料都沒有被聚在一個亞類中，該結果與前人采用SSR分子標記對不結球白菜的聚類結果基本一致[7]，顯示供試的12份普通白菜材料的遺傳背景較為復雜。因此，上述材料對于今后進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，這與前人的研究結果相似[8]。說明在蕓薹種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。雖然本次試驗未能獲得根腫病的抗性材料，但CC-06的病情指數為15.5，為中感材料，在生產上有一定的利用價值。目前正在將CC-06中0級的材料進行進一步的分離和純化，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的遺傳累贅，縮短選育周期，提高育種效率。

[1] 侯喜林. 不結球白菜育種研究新進展[J]. 南京農業大學學報, 2003, 26(4): 111-115.

[2] 徐家炳, 趙岫云. 我國小白菜品種市場需求的變化趨勢[J]. 中國蔬菜, 2005 (6): 39-40.

[3] 曹家樹, 秦嶺. 園藝植物種質資源與利用[M]. 北京：中國農業出版社, 2001: 180-185.

[4] 李錫香. 不結球白菜種質資源描述規范和數據標準[M]. 北京：中國農業出版社, 2008: 12-90.

[5] 張梅. 蕓薹根腫菌致病性及其生理小種分化的研究[D]. 杭州：浙江大學, 2014: 39-48.

[6] 陳小龍, 陳聯和. 中非共和國引進中國蔬菜品種的試種初報[J]. 浙江農業科學, 2010 (3): 450-453.

[7] 軒淑欣, 李向, 顧愛俠, 等. 基于SSR標記的不結球白菜品種資源的聚類分析[J]. 北方園藝, 2014 (3): 83-87.

[8] PENG G, FALK K C, GUGEL R K, et al. Sources of resistance toPlasmodiophorabrassicae(clubroot) pathotypes virulent on canola[J]. Canadian Journal of Plant Pathology, 2014, 36(1): 89-99.

(責任編輯：侯春曉)

2017-09-06

國家重點研發計劃子課題(2016YFD0100204-31)；浙江省公益性技術應用研究專項(2014C32008)；國家自然科學基金(31460521)；浙江省農業新品種選育重大科技專項重點項目子課題(2016C02051-6-1)；浙江省科技廳項目(2013TD05)

董正中(1969—)，男，浙江泰順人，長期從事蔬菜良種引進與品比工作，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。

文獻著錄格式：董正中，陳超權，劉子萌，等. 普通白菜形態學性狀及其根腫病抗性鑒定[J].浙江農業科學，2017，58(11)：2006-2009.

10.16178/j.issn.0528-9017.20171142

S634.3

A

0528-9017(2017)11-2006-04