甘藍型油菜主要農藝性狀相關及聚類分析

劉 娜 李華健 黃喬芬 文和明 鄧國軍 羅貞媛

（1 云南省文山州農業科學院，文山 663099；2 云南省文山市農業環境保護監測站，文山 663099）

油菜在云南省廣泛栽培，主要有白菜型油菜、芥菜型油菜和甘藍型油菜三大類型[1]。其中甘藍型油菜與其他蕓薹屬作物相比，馴化歷史較短，種內分化程度較低，加上長期以來育種家根據需求對特定農藝性狀作定向選擇，導致甘藍型油菜品種的單一性，遺傳背景相對狹窄，遺傳多樣性普遍較低。為解決甘藍型油菜雜種優勢利用方面遺傳背景狹窄等問題，種間雜交是實現種質創新的主要手段之一。育種實踐證明，對油菜種質主要農藝性狀進行考察和分析，可有效對育種親本進行篩選，同時通過對部分主要親本農藝性狀的遺傳分析，可以較好掌握油菜主要性狀的遺傳規律，為高效開展重要目標性狀改良提供有效科學依據。

近年來，相關性分析已廣泛應用于各作物育種[2-5]。在油菜育種上，有研究對甘藍型雜交油菜主花序長度與植株性狀進行相關分析，結果表明主花序長度與株高、主花序角果數、單株角果數、一次分枝數、主花序角果長度、角粒數均呈極顯著正相關，單株產量與單株角果數、主花序角果數、主花序長度、株高、一次分枝數均呈極顯著正相關，選育長主花序的材料能有效提高株高、主花序角果數、單株角果數、一次分枝數、主花序角果長度、角粒數，從而達到提高油菜產量的目的[6]。對甘藍型油菜株高及其相關性狀的主基因+多基因遺傳分析，結果表明株高、主花序長度及一次有效分枝高度均受2 對加性主基因控制，并存在加性—顯性多基因效應；有效分枝節間距和有效分枝數的遺傳均只受加性—顯性—上位多基因控制，無主基因效應。在甘藍型油菜理想株高育種進程中，對早代株高進行選擇是有效的[7]。通過對油菜產量及農藝性狀進行統計分析，得出株高和生育期外的農藝性狀均對油菜產量有直接的正面影響；分枝部位、分枝數對有效角果數有促進作用[8]。對白菜型春油菜的經濟性狀進行相關性分析，指出分枝數目、單株角果數、主花序角果數、角果長度可作為白菜型春油菜產量評價的主要指標[8]。對甘藍型油菜育種親本單株產量與農藝性狀相關分析，指出株高、每角果粒數、一次有效分枝高度和一次有效分枝數是決定單株產量的主要因子[9]。這些研究得出的結論有相似，也有不同，原因可能與試驗材料差異有關。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 份油菜為試驗材料，對主要農藝性狀進行相關及聚類分析，分析材料的遺傳差異性，客觀評價材料農藝性狀特點，為雜交育種親本選擇提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料50 份油菜材料見表1，分別為西南大學農業科學研究院、四川省農業科學院、云南省農業科學院及玉溪市農業科學院、楚雄州農業科學院、文山州農業科學院自育材料。

表1 材料來源

1.2 試驗方法試驗于2020 年10 月至2021 年4月在云南硯山銃卡基地進行，于2020 年10 月播種，采用完全隨機設計，小區面積9m2，行距43cm，株距33cm，按照常規方式進行田間管理，對花期、生育期進行記載。于成熟后，每個品種（系）取5 株進行株高、分枝部位、一次有效分枝、再次有效分枝、主花序長、主花序角果、單株角果、千粒重等性狀測量，測量方法按照《油菜種質資源描述規范和數據標準》[11]完成。

1.3 數據處理所有的數據用Excel 2010 進行統計，用SPSS 24 和Origin Pro2021 軟件對數據進行相關分析、回歸和聚類分析。

2 結果與分析

2.1 主要農藝性狀差異分析對試驗材料的主要農藝性狀進行差異分析（表2），除生育期變異系數小于10%外，其余性狀變異系數均較大，依次排序為再次有效分枝>單株角果>分枝部位>單株產量>一次有效分枝>主花序角果>每角粒數>主花序長>花期>株高>千粒重，變異系數分別為88.39%、41.91%、40.74%、29.85%、24.17%、23.72%、23.16%、21.36%、14.69%、13.88%、10.40%，說明各油菜材料農藝性狀存在較大差異，為篩選不同目標性狀提供了基礎。

表2 參試材料的農藝性狀差異分析

2.2 主要農藝性狀相關性分析由表3 可見各農藝性狀間都有相關性。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、單株產量呈極顯著正相關；與主花序長、生育期呈顯著正相關。分枝部位與主花序角果、千粒重呈極顯著正相關；與每角粒數呈極顯著負相關。一次有效分枝與再次有效分枝、單株角果呈極顯著正相關；與千粒重、生育期呈顯著正相關；與每角粒數呈極顯著負相關。再次有效分枝與單株角果、生育期呈極顯著正相關。主花序長與每角粒數、花期呈極顯著正相關；與單株產量呈顯著正相關；與千粒重呈極顯著負相關。主花序角果與單株角果、千粒重呈極顯著正相關；與每角粒數呈極顯著負相關。單株角果與生育期呈顯著正相關。每角粒數與單株產量呈極顯著正相關；與千粒重呈極顯著負相關。生育期與花期呈顯著負相關。

表3 農藝性狀相關性分析

2.3 產量性狀與農藝性狀回歸分析基于提高產量的育種目標，運用SPSS 對單株產量與其他農藝性狀進行逐步回歸，分析影響產量的因子。經過分析，分枝部位、一次有效分枝、再次有效分枝、主花序長、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P值顯著。說明每角粒數和株高是影響單株產量的主要因子。得到逐步回歸方程如下。

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

表4 油菜資源亞類性狀特點分析

圖1 油菜資源聚類結果

3 結論與討論

親本選配是雜交育種的基礎，研究育種親本材料遺傳差異，并進行分類，可為雜交育種親本選配提供重要依據。本試驗從油菜主要農藝性狀差異分析看，除生育期變異系數較小外，其余性狀變異系數均較大，說明各性狀存在廣泛變異，運用于雜交育種中，可有效拓寬油菜的遺傳背景，創制豐富油菜種質。從相關性分析結果看，各農藝性狀間都有相關性。單株產量與株高、每角粒數呈極顯著正相關，與主花序長呈顯著正相關，與主花序角果、千粒重呈負相關，但不顯著。通過單株產量與農藝性狀回歸分析，株高和每角粒數對單株產量影響顯著，是影響單株產量的主要因子。從聚類分析結果看，第Ⅰ類單株產量最高，生育期較短，可以作為高產品種選育親本；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，可以作為觀賞品種選育親本。試驗過程中為便于統計分析，在性狀的選擇上還是有局限性，因此在雜交育種操作中，還要對親本一些重要特性的遺傳傳遞規律開展進一步研究，綜合考慮性狀，以達到選育出優良雜交后代的目標。