甘藍型油菜抗裂角種質篩選及其相關性狀分析

王 軍， 魏忠芬， 李德文， 王璐璐， 張太平

（1.貴州省油料研究所， 貴陽550006； 2.貴州省農業委員會， 貴陽550001）

油菜是食用油的主要來源，也是重要的工業原料和可再生能源的主要來源。油菜裂角是長期進化過程中形成的，在種子成熟后，角果開裂以釋放出種子使后代能得以延續，但這一現象對生產卻造成了不利影響。由油菜裂果而造成的產量損失可占總產量的8%～12%，若再延遲收獲，產量損失甚至可高達20%以上［1］。

油菜角果易裂的特點還不利于機械化收獲，通常采用的辦法是提前收獲，這又造成油菜籽含油量下降，影響食用油的品質。一些國家在油菜成熟前噴施甲基環己烷聚合物，阻止角果開裂，不僅增加了油菜生產成本，還會造成環境和食品污染，選育抗裂角油菜培育強優勢品種是解決裂角的有效途徑。Kadkol［1］、Josefsson［2］、Looft［3］、Morgan［4］等國外學者利用各種方法對油菜資源和品種的抗裂角性進行測定與分析。在國內，何 余 堂［5］、蒲 曉 斌［6］、李 會 珍［7］、譚 小 力［8］、文 雁成［9］、張冬青［10］、彭鵬飛［11］等研究表明，我國油菜種質資源中存在抗裂角變異材料，并由此篩選出一批雜交組合及多個抗裂角品種。本研究主要是采用彭鵬飛等［12］改進后的隨機碰撞法對油菜品種資源及育種親本進行抗裂角性鑒定，分析了相關性狀與抗裂角指數之間的關系，篩選抗裂角油菜種質資源，為抗裂角的甘藍型油菜品種培育提供材料支撐。

1 材料和方法

1.1 材 料

1 198份供試材料分別來自貴州省油料研究所和貴州省油菜研究所，其中貴州省油料研究所1 138份（甘藍型油菜品系1 102份，甘藍型油菜隱性核不育系36份），貴州省油菜研究所60份（甘藍型油菜品系34份，甘藍型油菜隱性核不育系26份）。

1.2 抗裂角性鑒定方法

在油菜成熟時，從每份材料中隨機選取10個植株，每株剪取主枝和1個一次分枝懸掛在掛藏室進行自然干燥，并在主枝上隨機剪下100個正常角果，采用彭鵬飛等［12］改進后的隨機碰撞法檢測其角果抗裂性。具體方法是將每份材料的20個角果放在內徑14cm，高8cm的并裝有10個直徑為15mm的鋼珠的聚乙烯塑料圓柱容器之內，轉速保持在200r／min搖動，每隔1min記錄并取出破裂的角果個數，共記錄10次，每份材料重復3次。裂角指數和抗裂角指數按彭鵬飛等［12］文獻中公式計算。

1.3 角果相關農藝性狀的考察

對每份供試材料的12個性狀進行考察，考察其結角密度（個／cm）、角果長（cm）、角果寬（cm）、角果長寬比、果柄長（cm）、果喙長（cm）、角果重（g）、角果皮重（g）、皮殼率、角粒數（粒）、籽粒密度（粒／cm）和角粒重（g）。結角密度、角果長寬比、皮殼率和籽粒密度通過計算獲得。

角果密度＝主花序有效角果數／主花序有效長；

角果長寬比＝角果長／角果寬；

皮殼率＝角果皮重／角果重；

籽粒密度＝角粒數／角果長。

從每份材料中取出10個單株，且在每個單株中取10個主花序正常角果進行性狀考察，以求其平均值。

1.4 數據處理與分析

分別采用Excel 2007和唐啟義［13］的 DPS軟件進行考察數據處理和相關性分析。

2 結果與分析

2.1 甘藍型油菜種質資源抗裂角性鑒定

文雁成等認為，抗裂角指數（SRI）在0～0.1之間的屬于極易裂角的資源；SRI在0.1～0.3之間的屬于易裂角資源；SRI在0.3～0.5之間的屬于中間類型；SRI在0.5～0.7之間的屬于較抗裂角資源；SRI大于0.7的屬于抗裂角資源［9］。從圖1可看出，甘藍型油菜品系SRI呈現較大變異，變異幅度在0～0.98之間，平均為0.03，變異系數（CV）高達246.9%，說明抗裂角性狀在不同的甘藍型油菜種質間存在較大變異。在1 136份品種（系）中，SRI在0～0.1之間的極易裂角資源有1 087份，占95.68%；SRI在0.1～0.3之間的易裂角資源有40份，占3.52%；SRI在0.3～0.5之間的中間類型資源有6份，占0.53%；SRI在0.5～0.7之間的較抗裂角資源有2份（WR 508和3410），占0.18%；SRI在0.7以上的抗裂角資源僅有1份（HR 3111），由此可見，在甘藍型油菜品系中抗裂角種質資源極少。

圖1 1 136份甘藍型油菜品系的抗裂角指數分布

2.2 甘藍型油菜隱性核不育系角果抗裂角性鑒定

將62份甘藍型油菜隱性核不育系中不育株與可育株分別通過人工雜交或隔離繁殖后選取不育株上的角果進行抗裂角性鑒定，結果表明：SRI在0～0.75之間，平均0.08，變異系數達53%。SRI在0～0.1之間的極易裂角不育系有46份，占74.19%；SRI在0.1～0.3之間的易裂角不育系10份，占16.13%；SRI在0.3～0.5之間的中間類型不育系3份，占4.84%；SRI在0.5～0.7之間的較抗裂角不育系2份，占3.23%。鑒定出較抗裂角甘藍型油菜隱性不育系親本2份（6515A和9403A，SRI分別為0.65、0.54），抗裂角甘藍型油菜隱性不育系親本1份（258A，SRI＝0.75）。

圖2 62份甘藍型油菜隱性核不育系的抗裂角指數分布

圖3 13份甘藍型油菜隱性核不育系不育株及其可育株的抗裂角指數比較

2.3 甘藍型油菜隱性核不育系不育株與可育株角果抗裂角性比較

從上述62份甘藍型油菜隱性核不育系中選取13份不育系進行不育株角果及其對應的可育株角果抗裂角性比較，比較同一種方法測定不同材料抗裂角性的差異。于油菜成熟期分別從甘藍型油菜隱性核不育系可育株和不育株主花序上各取60份角果，利用隨機碰撞法對其進行抗裂角性鑒定。結果表明：不育株角果SRI在0～0.75之間，而可育株角果SRI在0～0.69之間。對2種取樣處理各樣本鑒定結果配對t檢驗，t＝0.625 0（p＝0.543 7），其均值檢驗無差異。進一步對其進行相關性分析，相關系數為r＝0.998 3＊＊（p＜0.000 1），相關性極顯著，說明從甘藍型油菜隱性核不育系中選取不育株對應的可育株角果與人工雜交后不育株上的角果抗裂角性測定結果較為一致，甘藍型油菜隱性核不育系抗裂角性鑒定可以用不育株對應的可育株角果替代，從材料選擇上優化了不育系抗裂角性鑒定。

2.4 抗裂角指數與主要農藝性狀的相關性

通過檢測結果密度、果柄長、角果寬、角果長寬比、果柄長、果喙長、角果重、角果皮重、皮殼率、角粒數、籽粒密度和角粒重12個主要農藝性狀，發現它們存在廣泛變異（表1）。簡單相關分析表明，12個農藝性狀與抗裂角指數的相關系數在－0.031 2～0.229 4之間。其中結角密度、角果寬、皮殼率和籽粒密度與抗裂角指數間不相關?？沽呀侵笖蹬c角果長、角果長寬比、果柄長、果喙長、角果重、角果皮重、角粒數和角粒重間都呈現出極顯著的正相關，說明角果長、果柄長和果喙越長，角果長寬比值越大，角果、角果皮和角粒重越重或角粒數越多，抗裂角能力就越強。以抗裂角指數與果柄長間相關系數最?。╮＝0.118 9＊＊），與角果重間最大 （r＝0.229 4＊＊），其 次 是 與 角 果 皮 重 間 （r＝0.217 1＊＊），說明角果及角果皮重顯著影響油菜的抗裂角性，角果重和角果皮重等可以作為篩選抗裂角油菜種質的形態指標。

表1 12個農藝性狀的變異范圍和及其抗裂角指數的相關系數

3 小結與討論

3.1 抗裂角性狀的遺傳變異現象

油菜在長期的進化過程中自然形成了易裂角的特性，種子成熟后，角果開裂即釋放出種子，使其后代不斷延續，因此，在油菜中抗裂角種質資源極少。Morgan等研究發現，現有的甘藍型油菜品種之中，抗裂角的變異出現得很少［4］。文雁成等對229份甘藍型油菜品種（系）的抗裂角性進行了檢測，發現抗裂角性存在了廣泛的變異，變異系數達114.4%，篩選到2份抗裂角的品種（系）［9］。本研究從1 136份甘藍型油菜種質資源中發現較抗裂角的有2份（WR 508和3410），并篩選出1份最抗裂角的品系（HR 3111），結果顯示：甘藍型油菜的抗裂角性狀在品系之間存在很大差異，極易裂角和較易裂角的品種占絕大多數，這與文雁成等［9］的研究結論相一致。說明在甘藍型油菜中能夠篩選出抗裂角的種質資源，選育甘藍型油菜抗裂角品系也是可能的。

3.2 甘藍型油菜隱性核不育系抗裂角性鑒定與優化

從人工雜交或隔離繁殖的62份甘藍型油菜隱性核不育系中分別選取不育株上的角果進行抗裂角性鑒定，篩選出較抗裂角甘藍型油菜隱性不育系親本2份（6515A和9403A，SRI分別為0.65、0.54）和1份抗裂角甘藍型油菜隱性不育系親本（258A，SRI＝0.75）。由于甘藍型油菜隱性核不育系在繁殖過程中會出現1∶1的不育株與可育株分離，對不育系抗裂角性測定的材料若選擇開放授粉，不育株上的角果則會因其有些不正常角果造成結果誤判，而對人工雜交后不育株上所結實的角果進行抗裂角測定將會費時費力。本研究對13份不育系甘藍型油菜隱性核不育系的不育株角果與其對應的可育株角果抗裂角性進行比較，2種取樣處理各樣本鑒定結果配對t檢驗均值檢驗無差異，表明從甘藍型油菜隱性核不育系選取不育株對應的可育株角果與人工雜交后不育株上所結實的角果進行裂角性鑒定結果較為一致，從而從材料選擇上優化了不育系抗裂角性鑒定。

3.3 角果性狀及其與抗裂角性狀間的相關性

油菜的抗裂角性狀產生，在農藝性狀上依賴于很多結構特性，包括整個植株和分枝的農藝性狀、單個角果的性狀以及單個性狀之間的相關性［14］。前人多通過相關分析研究角果的抗裂角性與角果相關性狀之間的關系。Morgan等研究認為，抗裂角性狀與角皮厚度正相關，與角喙長度呈顯著的負相關，而與角果密度、角果長、角果寬、角粒數并不相關［16］。何余堂等認為，抗裂角性狀與角果長呈極顯著的負相關，并與角果寬、每果粒數等均呈負相關關系［7］。文雁成等認為，抗裂角性狀與角果密度呈顯著的負相關，卻與角果長、角果寬、果喙長、果皮厚度、每角果粒數等呈顯著的正相關［9］。本研究部分結果與 Morgan等［16］、文雁成等［9］的觀點相同，而與何余堂等［5］的結果不同。相關分析結果表明：抗裂角指數與角果重間最大（r＝0.229 4＊＊），其次是與角果皮重間（r＝0.217 1＊＊），說明角果及角果皮重顯著影響油菜的抗裂角性，角果重和角果皮重等可以作為篩選抗裂角油菜種質的形態指標。

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