芥菜型油菜重組自交系群體農藝性狀變異及其統計分析

田恩堂++李魯峰++賈世燕++林樹春

摘要：對包含了139份芥菜型油菜（Brassica juncea L.）的重組自交系群體的部分農藝性狀進行相關性和主成分分析。結果表明，在貴陽市所處環境條件下，不同株系的開花期、每角粒數、株高和千粒重表現出較大的變異，主成分分析將它們劃入到3個群中。Pearson相關性分析顯示株高與開花期呈顯著正相關，而千粒重與開花期和每角粒數則呈極顯著負相關。

關鍵詞：芥菜型油菜（Brassica juncea L.）；農藝性狀；主成分分析；相關性分析

中圖分類號：S565.4 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）03-0422-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.03.007

The Variation and Statistic Analysis of Agronomic Traits of

Recombinant Inbred Lines of Brassica juncea L.

TIAN En-tang1，LI Lu-feng2，JIA Shi-yan3，LIN Shu-chun1

（1.Oil Crops Research Institute，Guizhou University，Guiyang 550025，China； 2.Agricultural Science and Technology Institute of Xiaoshan District of Hangzhou City，Hangzhou 311200，China；3.Seed Control Station of Xiaoshan District of Hangzhou City，Hangzhou 311200，China）

Abstract： Correlation ananlysis and principal component analysis of the agronomic traits of one F5 recombinant inbred lines of B. juncea were carried out. The results showed that， in Guiyang environment， the agronomic traits of these lines showed great variation， which were further divided into three groups according to the PCA（Principal Component Analysis） analysis. The Pearson correlation analysis indicated that the plant height and flowering time were significantly positively correlated， the thousand seed weight with flowering time and seed number of each pot were significantly negatively correlated.

Key words： Brassica juncea L.； agronomic traits； principal component analysis； correlation ananlysis

甘藍型油菜（Brassica napus L.，AACC，2n=38）、芥菜型油菜（B. juncea L.，AABB，2n=36）和白菜型油菜（B. rapa，AA，2n=20）是中國蕓薹屬的三大油料作物[1]。芥菜型油菜抗病蟲、耐貧瘠、黃子、耐旱、可做蔬菜和調味料用等特性使其具有重要經濟價值[2-5]。而中國作為芥菜型油菜的重要起源中心，芥菜型油菜種質資源比較豐富。不斷加強芥菜型油菜的理論和應用研究對于增強抗性基因資源在甘藍型油菜和白菜型油菜中的應用，促進中國山地農業的發展和保障中國油料生產的安全具有重要的意義。

盡管芥菜型油菜有許多優良特性，但也存在產量低的弱點[6]。其農藝性狀和品質性狀與目前廣泛種質的甘藍型油菜存在較大差距。甘藍型油菜目前早已實現了F1雜種生產的商業化，而芥菜型油菜的相關工作才剛剛起步[7]。加強芥菜型油菜農藝和品質性狀的遺傳改良和相關研究，不斷培育優質、高產、適應山地農業需求的芥菜型油菜新品系是芥菜型油菜育種工作的當務之急。

令人欣喜的是近幾年隨著全球氣候變暖，水資源相對匱乏，芥菜型油菜作為甘藍型油菜的有益補充越來越受到國內外的重視。芥菜型油菜在中國，尤其是在中西部地區，一直被作為菜油兩用作物。在印度，芥菜型油菜是主要的食用油，其雜交育種體系在不斷完善。在加拿大和澳大利亞的一些干旱地區，政府部門大力擴大種植面積，使其種植面積不斷增加[8]。

本研究選用一個包含139個株系的芥菜型油菜重組自交系群體在貴陽市所處環境條件下進行種植，考察了開花期、株高、千粒重、每角果粒數等農藝性狀， 并對這些性狀進行了相關性分析和主成分分析，以期為芥菜型油菜育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選用139份芥菜型油菜的重組自交系F5群體作為試驗材料。于2014年10月將這139份芥菜型油菜種質資源種植于貴州大學農場，每個株系播種3個重復，采用隨機區組試驗方法，每份每重復材料播種2行，每個材料于開花期隨機選取3個單株套袋自交并收獲自交種子。

1.2 試驗方法

每小區有一半以上植株開花的時間為該小區的開花時間；每小區的種子成熟前取主枝中間10個角果統計每角果種子數目，取其平均值作為該小區每角果種子數目；在植株結角期，每個小區選取中間5株測量株高，其平均值作為該小區植株高度；每小區收獲3個套袋自交的種子，隨機數出3份500粒種子稱取其質量，并取3份測量值的均值乘以2作為該小區材料的千粒重。

1.3 統計分析

試驗獲得的數據利用SPSS 20軟件進行統計分析，包括描述性統計、相關性分析、正態分布圖、聚類圖、多重比較（LSD法檢測）等。

2 結果與分析

2.1 群體性狀變異

芥菜型油菜重組自交系群體在貴陽市所處環境條件下的開花期、每角粒數、株高、千粒重呈現明顯的正態分布，見圖1。群體開花期的均值為139.4 d，變異系數為1.3%；開花期在137～139 d的材料有50份，占全部材料的36.0%；開花期在139～141 d的材料有65份，占全部材料的46.8%；開花期在141～143 d的材料有21份，占全部材料的15.1%；開花期在143～145 d的材料有3份，占全部材料的2.2%。群體每角粒數的均值為20.9粒，變異系數為10.9%，每角粒數在11～15的材料有1份，占全部材料的0.7%；每角粒數在15～19的材料有21份，占全部材料的15.1%；每角粒數在19～23的材料有95份，占全部材料的68.3%；每角粒數在23～29的材料有22份，占全部材料的15.8%。

群體株高的均值為128.3 cm，變異系數為10.7%；株高在97～114 cm的材料有20份，占全部材料的14.4%；株高在114～131 cm的材料有64份，占全部材料的46.0%；株高在131～148 cm的材料有43份，占全部材料的30.9%；株高在148～166 cm的材料有12份，占全部材料的8.6%。群體千粒重的均值為2.9 g，變異系數為10.6%；千粒重在2.28～2.68 g的材料有42份，占全部材料的30.2%；千粒重在2.68～3.08 g的材料有70份，占全部材料的50.4%；千粒重在3.08～3.48 g的材料有22份，占全部材料的15.8%；千粒重在3.48～3.89 g的材料有5份，占全部材料的3.6%。

2.2 相關性分析

對重組自交系群體農藝性狀之間的相關性進行了Pearson相關性分析（表1）。其中株高與開花期呈極顯著正相關，相關系數為0.503（P=0.000）；千粒重與開花期呈極顯著負相關，相關系數為-0.488（P=0.000）；千粒重與每角粒數呈極顯著負相關，相關系數為-0.420（P=0.000）；每角粒數與開花期之間表現正相關關系，相關性不顯著；千粒重與株高、株高與每角粒數之間表現負相關關系，相關性不顯著。

2.3 聚類分析

以芥菜型油菜群體株系材料的開花期、每角粒數、株高和千粒重為主要指標對139個株系進行了主成分分析，獲得的4個主成分因子中，第一主成分（PCA1）解釋了45.8%的變異，第二主成分（PCA2）解釋了31.5%的變異，第三主成分（PCA3）解釋了14.4%的變異，第四主成分（PCA4）解釋了8.3%的變異?？梢钥闯銮皟蓚€主成分因子共解釋了77.3%的變異，因此，以PCA1和PCA2分別為X軸和Y軸進行作圖，群體的139個株系被分成3個群（圖2），其中群Ⅰ樣本數為4，所占比例為2.9%；群Ⅱ樣本數為134，所占比例為96.4%；群Ⅲ樣本數為1，所占比例為0.7%。調查的4個農藝性狀除株高外，其余性狀在每個群之間均存在極顯著的差異（表2），開花期在3個群間的順序為群Ⅰ>群Ⅱ>群Ⅲ，每角粒數在3個群間的順序為群Ⅰ>群Ⅱ>群Ⅲ，千粒重在3個群間的順序為群Ⅲ>群Ⅱ>群Ⅰ，株高在3個群間的順序為群Ⅱ>群Ⅰ>群Ⅲ。

3 小結與討論

本研究考察了芥菜型油菜的重組自交系群體在貴陽市所處環境條件下的農藝性狀的表現情況，并對其進行了主成分分析和相關性分析，結果對芥菜型油菜的育種和未來的有關農藝性狀調控機理的研究具有一定的指導意義。

芥菜型油菜的研究相對于甘藍型油菜落后許多，今后應該大力發展品質育種。目前加拿大已經率先培育出雙低的芥菜型油菜材料[9]，可以用于未來的芥菜型油菜的雙低育種，從而從根本上改善油用芥菜型油菜的品質。而農藝性狀是芥菜型油菜目前繼續改善的另外一個指標，例如種子偏小、角果密度小等，導致芥菜型油菜的產量遠遠低于甘藍型油菜，目前還只能作為惡劣條件下甘藍型油菜的一個替代作物，不能真正發揮其抗性強等優良特性。大力開展芥菜型油菜育種研究可以為中國廣大山地農業生產提供更適宜的經濟作物，對于推動中國山地農業的發展具有重要的意義。

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