江蘇地區秋冬茬移栽不結球白菜品種資源評價

尹 蓮,趙建鋒,孫玉東,羅德旭,王林闖,許文釗,劉 璐

(江蘇徐淮地區淮陰農業科學研究所,淮安市設施蔬菜重點實驗室,淮安 223001)

不結球白菜(Brassica campestrisssp.ChinensisMakino)為十字花科(Cruciferae)蕓薹屬(Brassica)白菜類作物,又稱小白菜、青菜,起源于我國長江下游地區,是城鄉居民終年喜食的大眾化蔬菜之一[1]。 我國不結球白菜種質資源豐富,其品種類型已超過600 個,在世界范圍內具有重要地位。 不結球白菜在南方栽培面積較廣,占長江中下游各城市蔬菜總產量的30%—40%,在蔬菜周年生產和供應上具有重要地位[2]。 隨著新品種的不斷育成和推廣,種質資源的保存和利用也逐漸引起人們的關注,因此評價和分析不結球白菜農藝性狀的規律對品種認定及種質資源利用具有重要意義。

不結球白菜生長速度快、營養價值高且種類豐富,是蔬菜中含礦物質和維生素最豐富的葉菜[3-4]。 目前關于不結球白菜種質資源農藝性狀的評價分析已有報道。 王學芳等[5]對不結球白菜的10 個農藝性狀進行簡單相關、偏相關和通徑分析,揭示了多種性狀對其產量的影響。 崔瑾等[6]對不結球白菜雜交種的產量性狀進行遺傳相關和通徑分析,發現單株質量、株高、葉片質量是影響不結球白菜產量的重要性狀。劉慧琴等[7]經過品種比較試驗,發現地方品種‘衢州青’產量較高。 崔秀敏等[8]探究了不結球白菜生物性狀與抗病性之間的關系,發現多個性狀影響其病情指數。 謝鑫鑫等[9]對46 份不結球白菜資源的農藝性狀進行描述,發現各性狀間相關性較高,有7 個主要因子能反映不結球白菜農藝性狀的總體信息,累計貢獻率達78.96%。

江蘇地區作為不結球白菜主要的生產和消費基地,種質資源尤其豐富,但是針對該地品種資源評價的報道還較為缺乏。 本研究選取江蘇省近年來育成的25 個不結球白菜品種,通過調查其田間表現,并對采收期的13 個主要農藝性狀指標進行差異性、相關性及聚類分析,旨在為不結球白菜品種認定及種質資源的高效利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選取25 個不結球白菜品種:‘HB375’ ‘HB301’ ‘HB17’ ‘HB01’ ‘NSXF’ ‘NSDM’ ‘NN5246’‘NN5254’‘NN2108’‘NN21A004’‘NN21B002’‘HB802’‘上海青’‘HB102’‘HB191’‘NSAJH’‘NSAXB’‘HB02’‘矮腳黃’‘SQ02’‘SQ06’‘SX04’‘蘇州青’‘HX02’和‘XQC’,其中‘上海青’‘矮腳黃’‘蘇州青’種子分別購于南京豐邦種業有限公司、南京綠領種業有限公司和南京嘉華農業發展有限公司,其余品種均由淮安市設施蔬菜重點實驗室保存。

1.2 試驗方法

試驗在江蘇省淮安市農業科學院科研創新基地進行(33o50’N,119o05’E)。 于2021 年9 月10 日在穴盤中播種,每穴播1 粒種子,播后用基質覆蓋;10 月5 日將小白菜苗移栽定植于田間,試驗地每667 m2施入充分腐熟有機肥1 000 kg 或三元復合肥(N15-P15-K15)40 kg;定植行距為25 cm×25 cm。 區域試驗采用完全隨機區組排列,設置3 次重復。

在采收期(播種后60 d)隨機取樣,每個品種隨機選取9 株,測量其株高、葉片開展度、單株質量、單株葉片數、最大葉長、最大葉寬、葉柄長、葉柄寬、葉柄厚、葉質量、葉片質量和葉柄質量。 株高是植株基部到頂部的長度(cm)。 最大葉長、最大葉寬、葉柄長、葉柄寬、葉柄厚、葉質量、葉片質量和葉柄質量均選取各株最大葉進行測定。 葉長是最大葉的葉柄基部至葉片頂部的長度;葉片長是葉片與葉柄分界處至葉片頂部的長度;葉柄長為葉柄基部至葉片與葉柄分界處的距離;葉柄寬是最大葉葉柄基部的寬度;葉柄厚為葉柄基部最厚處凹面與凸面間的平行距離。 隨機選取50 株不結球白菜進行產量測定。

1.3 數據處理

使用Excel 2019 軟件進行差異性分析;利用SPSS 22.0 軟件進行相關性、主成分和聚類分析。 使用Pearson 相關系數法進行相關性分析,采用t檢驗方法進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不結球白菜的形態特征

如圖1 所示,25 個不結球白菜品種植株的形態差異較大。 田間生長情況顯示,除品種‘HB191’(10.71%)與‘蘇州青’(7.14%)外,大部分品種田間整齊度較高,雜株率低(表1)。 株型較大的品種有‘HB17’‘NN5246’‘NN2108’‘NN21A004’‘HX02’和‘XQC’,較小的品種有‘矮腳黃’‘HB02’‘NSAXB’‘NSAJH’和‘HB802’,其余品種差異不大。 除株型外,不結球白菜葉柄的顏色也明顯不同。 ‘NN5246’‘NN5254’‘NSAJH’‘HB102’‘HB191’‘HB02’和‘矮腳黃’的葉柄為白色,其余品種均為淺綠或白綠色。‘NN2108’葉片為紫綠色,‘SX04’為深綠,其余品種為黃綠、淺綠或中等綠。 束腰株型品種有‘HB375’‘HB301’‘HB17’‘NSDM’‘HB802’‘HB02’‘上海青’‘HB191’‘NSAXB’和‘蘇州青’。 ‘HX02’和‘XQC’葉片表面皺縮,且葉緣波狀程度較大,其余品種葉面與葉緣平滑。

圖1 25 個秋冬茬移栽小白菜品種植株的形態特征Fig.1 Morphological characteristics of 25 non-heading Chinese cabbage varieties transplanted in autumn-winter

表1 不結球白菜田間生長情況Table 1 Field growth condition of non-heading Chinese cabbage

2.2 不結球白菜主要農藝性狀的差異性分析

由表2 可知,不結球白菜品種農藝性狀差異較大。 變異系數最大的是葉柄長(33.65%),其次是葉柄質量和葉片質量,分別為33.17%和32.45%,葉質量、單株質量、葉柄厚和產量的變異系數也較大。 株高、最大葉寬、單株葉片數和葉片開展度的變異系數較小,分別為15.34%、14.17%、11.37%和10.26%,表明這些性狀遺傳相對穩定。 產量最高的品種是‘HB301’,產量高于平均數的品種有‘HB375’‘NSDM’‘NN5246’‘NN5254’‘NN21A004’‘NN21B002’‘HB802’‘上海青’‘NSAXB’‘SQ02’和‘蘇州青’。 單株葉片數高于平均數的品種有‘HB102’‘NSAXB’‘矮腳黃’和‘SQ06’。 ‘HB301’單株質量最大,‘NN5246’葉質量、葉柄質量和葉片質量均最大,‘HX02’的株高、葉片開展度和最大葉長均最大。

表2 25 個秋冬茬移栽不結球白菜品種農藝性狀的變異分析Table 2 Variation analysis of agronomic traits of 25 non-heading Chinese cabbage varieties transplanted in autumn-winter

2.3 不結球白菜主要農藝性狀的相關性分析

如表3 所示,產量與單株質量(0.702)和葉柄質量(0.717)呈極顯著正相關,與株高(0.399)、葉柄寬(0.491)和葉柄厚(0.490)相關系數也較大,說明單株葉柄質量越大,株高越高,葉柄越寬越厚,產量越高;單株質量與葉質量(0.692)、最大葉長(0.239)、葉柄質量(0.818)、葉柄寬(0.653)、葉柄厚(0.313)和葉片質量(0.209)均呈極顯著正相關,與最大葉寬(0.151)和葉柄長(0.171)顯著相關,說明多個因素影響植株的單株質量;葉柄厚與葉片質量呈顯著負相關,表明二者關系不大;除單株葉片數外,葉柄質量均與其他性狀極顯著相關,說明葉柄質量影響多個農藝性狀;葉柄長與葉柄寬和葉柄厚呈顯著負相關,相關系數分別為-0.079 和-0.009。

表3 25 個秋冬茬移栽不結球白菜品種農藝性狀的相關性分析Table 3 Correlation analysis of agronomic traits of 25 non-heading Chinese cabbage varieties transplanted in autumn-winter

2.4 不結球白菜主要農藝性狀的主成分分析

對25 個不結球白菜的主要農藝性狀進行主成分分析(表4),特征值大于1 的4 個主成分累計貢獻率達78.561%。 第一成分的貢獻率最大,為34.434%,特征值為4.476,主要反映葉質量(0.942)、葉柄質量(0.896)、單株質量(0.753)和最大葉長(0.671)等農藝性狀。 單株葉片數( -0.621)為負值,表明植株的葉片數越少,其最大葉長越長,葉片和葉柄質量越大。 第二成分的特征值為3.320,貢獻率為25.536%,主要反映產量和單株質量、葉柄的性狀(葉柄寬和葉柄厚)。 第三成分的葉柄厚和葉片質量為負值,表明單株的葉柄厚和葉片質量越小,株高和葉片開展度最大。 第四成分的累計貢獻率較小,特征值為1.016,貢獻率為7.812%。

表4 25 個秋冬茬移栽不結球白菜品種農藝性狀的主成分分析Table 4 Principal components analysis of agronomic traits of 25 non-heading Chinese cabbage varieties transplanted in autumn-winter

2.5 不結球白菜品種的聚類分析

對25 個不結球白菜品種資源進行聚類分析,發現在遺傳距離為10 時可將其分為3 個類群(圖2)。第Ⅰ類群包括‘XQC’‘HX02’‘蘇州青’‘SX04’‘SQ06’‘SQ02’‘矮腳黃’‘HB02’‘NSAXB’‘NSAJH’‘HB191’和‘HB102’共12 個品種,主要包含了‘XQC’‘蘇州青’和‘矮腳黃’3 組類型的品種,該類群的不結球白菜株高較為平均,葉質量和單株質量較小,最大葉長和最大葉寬也較小,葉柄長寬都較短,葉柄較薄且質量小;第Ⅱ類群包括‘上海青’‘HB802’‘NN21B002’‘NN21A004’‘NN2108’‘NN5254’‘NN5246’‘NSDM’和‘NSXF’共9 個品種,該類群產量和單株質量較大,葉片開展度較大,單株葉片數少,葉柄厚而長,葉片質量大;第Ⅲ類群包括‘HB01’‘HB17’‘HB301’和‘HB375’4 個品種,該類群產量較高,單株葉片數量多,葉片和單株質量大,葉柄厚且質量大(表5)。

圖2 25 個秋冬茬移栽不結球白菜品種的聚類分析Fig.2 Clustering analysis of 25 non-heading Chinese cabbage varieties transplanted in autumn-winter

表5 各類群不結球白菜品種農藝性狀的平均值Table 5 The average values of agronomic traits of non-heading Chinese cabbage varieties in different classes

3 討論

種質資源是遺傳研究的原材料,農藝性狀的評價和鑒定是研究種質資源的基本方法。 依據農藝特性對種質資源進行分類具有重要意義,基于類間優勢進行親本選擇,可以減少育種工作中親本選擇的盲目性[10]。 江蘇地區擁有豐富的不結球白菜品種,吳擎柱[11]對蘇南(昆山、無錫)、蘇北(鹽城)地區的不結球白菜栽培情況進行了調查,分析了高產優質的栽培技術。 楊獻娟等[12]對江蘇南通地方不結球白菜品種‘馬耳朵’的特征及栽培技術進行探究,發現該品種品質優良,抗逆能力也較強。 韓建明等[13]對不結球白菜種質資源形態性狀進行多樣性分析,發現其具有明顯的區域分布特點,且江蘇的平均多樣指數最高。

不結球白菜是以地上部分莖葉為食的1—2 年生草本植物,種質遺傳豐富。 劉冬媛等[14]研究指出江淮流域的不結球白菜種質具有相對獨立的遺傳結構,并進一步驗證了江淮流域不結球白菜的重要地位。本研究發現不結球白菜品種間不僅形態差異較大,農藝性狀也存在較大變異。 13 個主要農藝性狀的變異系數均超過了10%,其中葉柄長最大,葉柄質量和葉片質量次之,各性狀間差異較大,表明其遺傳改良的潛力較大[15-16]。 相關性分析結果表明各性狀之間均有不同程度的關聯,單株質量、葉柄質量、株高與葉柄寬等均與產量顯著相關,因此在豐產育種過程中,可以選擇這些性狀作為參考以達到增產目的。 賴佳等[17]發現株幅、最大葉長和最大葉寬與不結球白菜單株產量關聯性更高,這可能是品種和栽培方式的差異所致。 孫麗等[18]發現不結球白菜的單株鮮重與葉數、葉長和葉寬等呈極顯著正相關,在品種認定時需關注葉片相關因子的情況。 本研究中,主成分分析顯示4 個成分的累計貢獻率達78.561%,能反映品種原來性狀的遺傳特征,因此在選育適宜品種時,需要依據各成分進行有側重的選擇[8,19]。 聚類分析將25個不結球白菜品種分為3 類,Ⅰ類群包含品種最多,Ⅱ類群和Ⅲ類群產量、單株質量、葉片質量和葉柄質量均較大,主要包含青梗菜,說明青梗菜基本性狀類似,這與前人的研究結果一致[8]。 此外,外界環境及栽培技術對植株的農藝性狀也有一定的影響[20]。

不結球白菜具有豐富的種質資源,對其進行比較、篩選和保存,對于培育性狀優良的新品種具有重要意義[21]。 本研究對江蘇地區秋冬茬不結球白菜進行綜合評價,不僅為江蘇地區不結球白菜的栽培生產提供參考,也為不結球白菜的種質資源利用提供基礎。