普通白菜種質資源耐抽薹性評價及耐抽薹種質的篩選

劉 娟 黎 黎 陸柄辰 鄧 樸 艾 辛

（湖南農業大學園藝園林學院，湖南長沙 410128）

普通白菜〔Brassica campestris L. ssp. chinensis（L.）Makino var. communis Tsen et Lee〕又稱小白菜、不結球白菜、青菜、油菜等，屬于十字花科蕓薹屬，起源于中國，具有種植簡單、生產成本低且產量高、市場需求大等特點，是我國種植最為廣泛的蔬菜之一（侯喜林，2003；王強 等，2008）。在長江以南的廣大地區，搭配適宜品種可以實現普通白菜的周年生產，但在冬春低溫季節，冬性弱的品種易感受低溫通過春化，導致未熟抽薹，嚴重影響了普通白菜的產量和品質。根據十字花科植物感受低溫的部位可分為種子春化型和綠體春化型，普通白菜屬于種子春化型（劉生財 等，2010）。在冬春季惡劣氣候環境下，品種本身的耐抽薹性成為重要的決定因素，選育耐抽薹和抽薹緩慢的品種是解決普通白菜先期抽薹的根本途徑。

十字花科植物的耐抽薹鑒定方法早有報道，主要集中在大白菜、蘿卜和甘藍上（惠麥俠，2002；余陽俊 等，2004；楊小明，2009；張素君 等，2014）。余陽俊等（2004）以7 個大白菜品種為試材，研究大白菜耐抽薹性評價指標，得到顯蕾期、短縮莖（薹）長、抽薹指數均可作為耐抽薹性的評價指標。惠麥俠（2002）認為花芽分化臨界期、顯蕾始期、抽薹始期、開花始期、38 d 植株株高、花芽分化指數與大白菜耐抽薹性顯著相關。張素君等（2014）利用主成分分析法對蘿卜種質資源進行耐抽薹性鑒定，結果表明采用顯蕾期和開花期評價蘿卜耐抽薹性最為可靠，并且利用隸屬函數法將蘿卜種質劃分到不同的耐抽薹等級，鑒定了不同蘿卜品種的耐抽薹性。普通白菜和大白菜雖然同屬于十字花科蕓薹屬，但在抽薹形態上仍存在一定的差異（張磊，2014）。普通白菜在我國種植十分廣泛（王強等，2008），由于各地區的生態差異和不規范引種，最終造成普通白菜品種間在耐抽薹性能上的巨大差異；而且各地區的試驗條件、評價指標以及統計標準不同，導致同一品種的鑒定結果也有可能不一致。因此，對普通白菜種質進行系統的耐抽薹性評價和篩選是選育越冬和早春茬適宜品種的基礎。本試驗通過引種各地區不同冬性的普通白菜種質64份，在長沙地區越冬露地栽培，測定耐抽薹指標及主要農藝性狀，采用主成分分析、相關性分析以及隸屬函數、聚類分析綜合評價普通白菜品種的耐抽薹性，以期為普通白菜耐抽薹種質創新及優良品種選育奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

從長沙市蔬菜種子市場購買了90 份來自于17個省、市、區的普通白菜和苗用大白菜（即快菜）種子，通過發芽試驗和栽培普遍性調查，篩選出在長沙地區栽培面積較大的普通白菜品種47 份、快菜品種8 份，以及9 份耐抽薹普通白菜資源（該資源為長沙地區農戶自繁留種，并由湖南農業大學園藝園林學院十字花科蔬菜課題組自交純化）作為自然春化（越冬栽培）試驗材料（表1）。

1.2 試驗方法

試驗于2018 年1 月8 日至5 月19 日在湖南農業大學金山蔬菜試驗基地進行，參試64 份普通白菜材料均于1 月8 日播種，隨機區組排列，每小區10 株，3 次重復。生長期間正常水肥管理，每隔3 d 觀察記錄1 次抽薹、現蕾、開花情況，統計各小區植株50%抽薹、現蕾、開花的時間，計算抽薹期、現蕾期、開花期、現蕾率及抽薹指數。3 月25日（70%的植株已抽薹），對各種質進行農藝性狀（株高、薹高、單株質量、葉片數）測定。

表1 參試普通白菜種質名稱及來源

普通白菜生長期間（1 月8 日至5 月19 日），在大田中間位置懸掛杭州澤大儀器有限公司生產的ZDR-M20 型溫濕度記錄儀，實時測定田間溫度，每30 min 記錄1 次

1.3 性狀調查標準和分級標準

抽薹期（bolting stage）：播種至50%植株薹高＞2 cm 的 天 數。現 蕾 期（bud stage）：播 種至50%植株肉眼可見花蕾的天數（張素君 等，2014）。開花期（flowering stage）：播種至50%植株第1 朵花開放的天數。

現蕾率為現蕾植株數占總植株數的百分比。抽薹指數參照余陽俊等（2004）、郝慧楠等（2009）、張素君等（2014）的方法并稍作修改。調查分級標準為：0 級，短縮莖未見伸長；1 級，短縮莖長＜1 cm；3 級，短縮莖伸長明顯；5 級，抽薹且薹長2～5 cm；7 級，抽薹且薹長＞5 cm；9 級，開花且薹長＞5 cm。

抽薹指數=∑〔（各級株數×相應級數）/（調查總株數×9）〕×100

3 月25 日，每小區選取3 株有代表性的植株，測定株高、薹高、單株質量、葉片數，取平均值。抽薹植株株高為植株子葉著生處至花蕾頂部的高度（孫日飛 等，1999）；葉片數為抽薹植株＞2 cm 的功能葉數量（包括主薹莖生葉，但不包括腋葉）。

依據公式（1）、（2）分別計算各指標正負相關的隸屬度。

式中，Uij表示i 種類j 指標的耐抽薹性隸屬函數值；Xij表示i 種類j 指標的測定值；Xjmin表示所有種類j 指標的最小值；Xjmax表示所有種類j 指標的最大值；i 表示某份材料；j 表示某項指標。

參照張文娥等（2007）的方法，按照隸屬度將耐抽薹性分為5 組：0～0.19 為極不耐抽薹（susceptible，S），0.20～0.39 為 不 耐 抽 薹（low tolerance，LT），0.40～0.59 為中等耐抽薹（middle tolerance，MT），0.60～0.79 為耐抽薹（tolerance，T），0.80～1.00 為極耐抽薹（high tolerance，HT）。

1.4 數據處理

利用DPS 3.0 軟件和SPSS 22.0 軟件對試驗數據進行統計分析，運用Duncan’s 新復極差法進行多重比較分析。

2 結果與分析

2.1 普通白菜生長期間的溫度情況

2018 年1 月8 日 至5 月19 日，利 用ZDRM20 型溫濕度記錄儀實時記錄普通白菜生長期間的溫度變化，結果有26 d 最高溫度低于10℃，其中8 d 最高溫度低于5 ℃，1 d 最高溫度低于0 ℃；有52 d 最低溫度低于10 ℃，其中17 d 最低溫度低于5 ℃，13 d 最低溫度低于0 ℃。長沙地區2018 年1～3月氣溫波動幅度較大，低溫時間長且連續，在該時間段種植的普通白菜容易感受低溫通過春化，為自然春化條件下的普通白菜耐抽薹鑒定提供了適宜的試驗環境條件。

2.2 普通白菜耐抽薹相關性狀的相關性分析和主成分分析

從表2 可以看出：抽薹期、現蕾期、開花期之間呈極顯著正相關，其中現蕾期的觀測最為簡單可靠，可以快速評價普通白菜的耐抽薹性；薹高、抽薹指數、現蕾率分別與抽薹期、現蕾期呈極顯著負相關，即抽薹期、現蕾期、開花期越短，普通白菜的薹高、抽薹指數、現蕾率等抽薹性狀越明顯，說明普通白菜抽薹早晚可以從薹高、抽薹指數和現蕾率上來體現；單株質量和抽薹期、現蕾期、開花期呈極顯著正相關，說明普通白菜抽薹晚有利于增產。

表2 普通白菜耐抽薹指標和主要農藝性狀的相關性分析結果

表3 普通白菜耐抽薹指標和主要農藝性狀的主成分分析結果

表4 普通白菜耐抽薹相關性狀與主成分之間的向量關系

表5 64 份普通白菜材料的平均隸屬度及其耐抽薹性

進一步進行主成分分析（表3），結果表明前3項成分包含了9 個指標79.147%的信息，符合多元統計的要求（張堯庭，1995），基本能反映普通白菜品種的耐抽薹性。

從表4可以看出，第1主成分主要包括現蕾期、抽薹期、開花期3 個指標，主要描述植株抽薹時間；第2 主成分主要包括株高、薹高、單株質量等指標，主要描述植株生長狀態；第3 主成分主要包括單株質量和葉片數，主要描述植株的生長量。

2.3 普通白菜種質的耐抽薹能力評價

對主成分分析篩選出來的3 個耐抽薹評價指標進行平均隸屬度的計算，并用平均隸屬度來綜合評價64 份普通白菜材料的耐抽薹性。從表5 可以看出，64 份普通白菜材料中有17 份極不耐抽薹（S）、27 份較耐抽薹（LT）、10 份中等耐抽薹（MT）、6份耐抽薹（T）、4 份極耐抽薹（HT）。從表6 可以看出，5 個耐抽薹等級的平均現蕾期、抽薹期、開花期均存在顯著性差異。極耐抽薹種質（HT）的現蕾期、抽薹期和開花期分別達111.50、103.25、122.75 d，均極顯著高于其他等級，說明采用平均隸屬度可以有效評價普通白菜品種的耐抽薹性。

2.4 普通白菜種質抽薹性狀和農藝性狀的聚類分析

利用DPS 軟件對64 份普通白菜材料的現蕾期和各農藝性狀指標進行系統聚類分析，采用可變類平均法，結果表明（圖1）在距離系數2.50 處64份普通白菜材料可明顯分為5 大組群，各組群的各項指標平均值見表7。其中隸屬函數法篩選出的4份極耐抽薹種質和6 份耐抽薹種質均劃分到第Ⅱ類群，說明隸屬函數法和聚類分析法均能有效鑒定普通白菜的耐抽薹性，因隸屬函數法有明確的平均隸屬度，則更為簡便直觀。

第Ⅰ類群以上海青類型為代表，有11 份材料，這一類群耐抽薹能力較強、抽薹速度慢，且在低溫條件下生長速度較慢，植株矮小。

第Ⅱ類群有10 份材料，均為長沙本地材料，這一類群平均單株質量為24.70 g，明顯高于其他類群，現蕾率、抽薹指數均為最低，屬于低溫條件下生長狀態好的晚抽薹種質，且抽薹緩慢，為慢薹型（侯喜林和宋小明，2012）。這一結果與采用隸屬函數評價法得到的結果相似，因此該類群的10份普通白菜材料可作為長沙地區越冬和早春茬栽培的首選品種，并可作為長沙地區普通白菜耐抽薹新品種選育的基礎材料。

表6 普通白菜耐抽薹等級間多重比較分析結果

距離系數圖1 64 份普通白菜材料的聚類分析結果

第Ⅲ類群有19 份材料，耐抽薹能力中等，進一步細分為3 個亞群，亞群間在抽薹能力上也存在差異，第1 亞群和第2 亞群抽薹相對第3 亞群表現較早，第3 亞群較耐抽薹，并且抽薹速度慢，薹不高；這3 個亞群的共同特點是：植株生長速度快，抽薹時達到了商品采收的要求，因此在農業生產上也不會因先期抽薹而減產。

表7 5 個組群的抽薹指標和農藝性狀的平均值

第Ⅳ類群有17 份材料，耐抽薹能力較弱，進一步細分為3 個亞群，第1 亞群有4 份材料，共同特點是植株矮小，抽薹速度慢、不整齊；第2 亞群有6 份材料，以青梗菜類型為主，抽薹整齊；第3亞群有7 份材料，該亞群植株大小相差不大，抽薹速度快。

第Ⅴ類群有7 份材料，耐抽薹能力弱，進一步細分為2 個亞群，第1 亞群有4 份材料，共同特點是單株質量小、薹高、抽薹速度快，但抽薹不整齊；第2 亞群有3 份材料，共同特點是植株抽薹早、單株質量大、薹粗且高。

第Ⅳ、Ⅴ類群均不耐寒、冬性弱、先期抽薹嚴重、產量低，不適宜長沙地區早春栽培。

3 結論與討論

越冬生長的十字花科蔬菜的耐抽薹性常常以春季先期抽薹植株的百分比來鑒定，短縮莖和平均顯蕾期也可作為種子春化型十字花科蔬菜的鑒定指標（惠麥俠，2002；余陽俊 等，2002；羅本釩，2015）。但是對耐抽薹種質資源的鑒定不應只分析其耐抽薹性狀，還應與其農藝性狀相結合來綜合評價。本試驗采用抽薹指標和農藝性狀相結合的評價方式，對普通白菜的9 項指標進行主成分分析，前3 個主成分的累積貢獻率達到79.147%，從抽薹時間、植株生長狀態和生長量三方面描述了普通白菜耐抽薹性能和抽薹時植株生長情況。相關性分析結果表明現蕾期、抽薹期和開花期之間均呈極顯著正相關，可選取其中1 個指標作為評價標準，這與張素君等（2014）的研究結果一致。但由于普通白菜不同品種在抽薹時有較大的形態差異（薹高），加上觀測統計時受主觀因素的影響較大，因此抽薹期和薹高均不適合作為快速鑒定普通白菜耐抽薹性的指標。此外，開花期雖較容易觀測，但是所耗時間太長，現蕾期觀測則較為簡單方便。綜合近幾年十字花科蔬菜的耐抽薹性快速、高效鑒定方法，現蕾期是最為可靠的指標之一，能較好地評價普通白菜種質的耐抽薹性。

先期抽薹是影響十字花科蔬菜越冬和早春生產的一個重要問題。在湖南地區冬季寒冷、春季氣溫多變的惡劣條件下，植物自身的耐抽薹性尤為重要。因此，引種不同地區的普通白菜品種并進行耐抽薹性鑒定，可為普通白菜耐抽薹種質創新提供理論依據并解決生產問題。Wen 等（2006）記錄了98 個大白菜品種的抽薹期，結果表明大部分大白菜品種的抽薹期為101～112 d。本試驗鑒定結果表明：參試的64 份普通白菜材料中有4 份極耐抽薹（白梗白葉小白菜和3 份長沙本地普通白菜耐抽薹資源）、6 份耐抽薹、10 份中等耐抽薹、27 份較耐抽薹和17 份極不耐抽薹，其中抽薹期＞101 d 的耐抽薹材料大多來自于溫度變化大的湖南、山東、浙江等地區，說明普通白菜種質的耐抽薹特性可能是與當地的氣候環境相適應的結果。本試驗對64 份普通白菜材料的鑒定結果基本與其種子包裝說明一致，但有幾個不耐抽薹的品種種子包裝上有明顯的誤差，比如：麒麟2 號（B-02）包裝上寫的是較耐抽薹，但本試驗鑒定結果為不耐抽薹；金沙8 號青梗白菜（B-34）、金沙中腳黑葉白菜（B-35）種子包裝上寫的是不易抽薹，但本試驗鑒定結果為不耐抽薹和極不耐抽薹。普通白菜種子包裝袋上標注的抽薹性沒有統一標準，可能會誤導生產者導致經濟損失，建議大規模種植前先進行引種試種。目前我國具有豐富的普通白菜種質資源，其中地方品種占比很大，因此收集各地區普通白菜種質資源進行耐抽薹性鑒定及篩選對加快我國普通白菜耐抽薹優異種質創新和新品種選育具有重要意義。