甘蓝型油菜抗裂角种质筛选及其相关性状分析

王 军， 魏忠芬， 李德文， 王璐璐， 张太平

（1.贵州省油料研究所， 贵阳550006； 2.贵州省农业委员会， 贵阳550001）

油菜是食用油的主要来源，也是重要的工业原料和可再生能源的主要来源。油菜裂角是长期进化过程中形成的，在种子成熟后，角果开裂以释放出种子使后代能得以延续，但这一现象对生产却造成了不利影响。由油菜裂果而造成的产量损失可占总产量的8%～12%，若再延迟收获，产量损失甚至可高达20%以上［1］。

油菜角果易裂的特点还不利于机械化收获，通常采用的办法是提前收获，这又造成油菜籽含油量下降，影响食用油的品质。一些国家在油菜成熟前喷施甲基环己烷聚合物，阻止角果开裂，不仅增加了油菜生产成本，还会造成环境和食品污染，选育抗裂角油菜培育强优势品种是解决裂角的有效途径。Kadkol［1］、Josefsson［2］、Looft［3］、Morgan［4］等国外学者利用各种方法对油菜资源和品种的抗裂角性进行测定与分析。在国内，何 余 堂［5］、蒲 晓 斌［6］、李 会 珍［7］、谭 小 力［8］、文 雁成［9］、张冬青［10］、彭鹏飞［11］等研究表明，我国油菜种质资源中存在抗裂角变异材料，并由此筛选出一批杂交组合及多个抗裂角品种。本研究主要是采用彭鹏飞等［12］改进后的随机碰撞法对油菜品种资源及育种亲本进行抗裂角性鉴定，分析了相关性状与抗裂角指数之间的关系，筛选抗裂角油菜种质资源，为抗裂角的甘蓝型油菜品种培育提供材料支撑。

1 材料和方法

1.1 材 料

1 198份供试材料分别来自贵州省油料研究所和贵州省油菜研究所，其中贵州省油料研究所1 138份（甘蓝型油菜品系1 102份，甘蓝型油菜隐性核不育系36份），贵州省油菜研究所60份（甘蓝型油菜品系34份，甘蓝型油菜隐性核不育系26份）。

1.2 抗裂角性鉴定方法

在油菜成熟时，从每份材料中随机选取10个植株，每株剪取主枝和1个一次分枝悬挂在挂藏室进行自然干燥，并在主枝上随机剪下100个正常角果，采用彭鹏飞等［12］改进后的随机碰撞法检测其角果抗裂性。具体方法是将每份材料的20个角果放在内径14cm，高8cm的并装有10个直径为15mm的钢珠的聚乙烯塑料圆柱容器之内，转速保持在200r／min摇动，每隔1min记录并取出破裂的角果个数，共记录10次，每份材料重复3次。裂角指数和抗裂角指数按彭鹏飞等［12］文献中公式计算。

1.3 角果相关农艺性状的考察

对每份供试材料的12个性状进行考察，考察其结角密度（个／cm）、角果长（cm）、角果宽（cm）、角果长宽比、果柄长（cm）、果喙长（cm）、角果重（g）、角果皮重（g）、皮壳率、角粒数（粒）、籽粒密度（粒／cm）和角粒重（g）。结角密度、角果长宽比、皮壳率和籽粒密度通过计算获得。

角果密度＝主花序有效角果数／主花序有效长；

角果长宽比＝角果长／角果宽；

皮壳率＝角果皮重／角果重；

籽粒密度＝角粒数／角果长。

从每份材料中取出10个单株，且在每个单株中取10个主花序正常角果进行性状考察，以求其平均值。

1.4 数据处理与分析

分别采用Excel 2007和唐启义［13］的 DPS软件进行考察数据处理和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 甘蓝型油菜种质资源抗裂角性鉴定

文雁成等认为，抗裂角指数（SRI）在0～0.1之间的属于极易裂角的资源；SRI在0.1～0.3之间的属于易裂角资源；SRI在0.3～0.5之间的属于中间类型；SRI在0.5～0.7之间的属于较抗裂角资源；SRI大于0.7的属于抗裂角资源［9］。从图1可看出，甘蓝型油菜品系SRI呈现较大变异，变异幅度在0～0.98之间，平均为0.03，变异系数（CV）高达246.9%，说明抗裂角性状在不同的甘蓝型油菜种质间存在较大变异。在1 136份品种（系）中，SRI在0～0.1之间的极易裂角资源有1 087份，占95.68%；SRI在0.1～0.3之间的易裂角资源有40份，占3.52%；SRI在0.3～0.5之间的中间类型资源有6份，占0.53%；SRI在0.5～0.7之间的较抗裂角资源有2份（WR 508和3410），占0.18%；SRI在0.7以上的抗裂角资源仅有1份（HR 3111），由此可见，在甘蓝型油菜品系中抗裂角种质资源极少。

图1 1 136份甘蓝型油菜品系的抗裂角指数分布

2.2 甘蓝型油菜隐性核不育系角果抗裂角性鉴定

将62份甘蓝型油菜隐性核不育系中不育株与可育株分别通过人工杂交或隔离繁殖后选取不育株上的角果进行抗裂角性鉴定，结果表明：SRI在0～0.75之间，平均0.08，变异系数达53%。SRI在0～0.1之间的极易裂角不育系有46份，占74.19%；SRI在0.1～0.3之间的易裂角不育系10份，占16.13%；SRI在0.3～0.5之间的中间类型不育系3份，占4.84%；SRI在0.5～0.7之间的较抗裂角不育系2份，占3.23%。鉴定出较抗裂角甘蓝型油菜隐性不育系亲本2份（6515A和9403A，SRI分别为0.65、0.54），抗裂角甘蓝型油菜隐性不育系亲本1份（258A，SRI＝0.75）。

图2 62份甘蓝型油菜隐性核不育系的抗裂角指数分布

图3 13份甘蓝型油菜隐性核不育系不育株及其可育株的抗裂角指数比较

2.3 甘蓝型油菜隐性核不育系不育株与可育株角果抗裂角性比较

从上述62份甘蓝型油菜隐性核不育系中选取13份不育系进行不育株角果及其对应的可育株角果抗裂角性比较，比较同一种方法测定不同材料抗裂角性的差异。于油菜成熟期分别从甘蓝型油菜隐性核不育系可育株和不育株主花序上各取60份角果，利用随机碰撞法对其进行抗裂角性鉴定。结果表明：不育株角果SRI在0～0.75之间，而可育株角果SRI在0～0.69之间。对2种取样处理各样本鉴定结果配对t检验，t＝0.625 0（p＝0.543 7），其均值检验无差异。进一步对其进行相关性分析，相关系数为r＝0.998 3＊＊（p＜0.000 1），相关性极显著，说明从甘蓝型油菜隐性核不育系中选取不育株对应的可育株角果与人工杂交后不育株上的角果抗裂角性测定结果较为一致，甘蓝型油菜隐性核不育系抗裂角性鉴定可以用不育株对应的可育株角果替代，从材料选择上优化了不育系抗裂角性鉴定。

2.4 抗裂角指数与主要农艺性状的相关性

通过检测结果密度、果柄长、角果宽、角果长宽比、果柄长、果喙长、角果重、角果皮重、皮壳率、角粒数、籽粒密度和角粒重12个主要农艺性状，发现它们存在广泛变异（表1）。简单相关分析表明，12个农艺性状与抗裂角指数的相关系数在－0.031 2～0.229 4之间。其中结角密度、角果宽、皮壳率和籽粒密度与抗裂角指数间不相关。抗裂角指数与角果长、角果长宽比、果柄长、果喙长、角果重、角果皮重、角粒数和角粒重间都呈现出极显著的正相关，说明角果长、果柄长和果喙越长，角果长宽比值越大，角果、角果皮和角粒重越重或角粒数越多，抗裂角能力就越强。以抗裂角指数与果柄长间相关系数最小（r＝0.118 9＊＊），与角果重间最大 （r＝0.229 4＊＊），其 次 是 与 角 果 皮 重 间 （r＝0.217 1＊＊），说明角果及角果皮重显著影响油菜的抗裂角性，角果重和角果皮重等可以作为筛选抗裂角油菜种质的形态指标。

表1 12个农艺性状的变异范围和及其抗裂角指数的相关系数

3 小结与讨论

3.1 抗裂角性状的遗传变异现象

油菜在长期的进化过程中自然形成了易裂角的特性，种子成熟后，角果开裂即释放出种子，使其后代不断延续，因此，在油菜中抗裂角种质资源极少。Morgan等研究发现，现有的甘蓝型油菜品种之中，抗裂角的变异出现得很少［4］。文雁成等对229份甘蓝型油菜品种（系）的抗裂角性进行了检测，发现抗裂角性存在了广泛的变异，变异系数达114.4%，筛选到2份抗裂角的品种（系）［9］。本研究从1 136份甘蓝型油菜种质资源中发现较抗裂角的有2份（WR 508和3410），并筛选出1份最抗裂角的品系（HR 3111），结果显示：甘蓝型油菜的抗裂角性状在品系之间存在很大差异，极易裂角和较易裂角的品种占绝大多数，这与文雁成等［9］的研究结论相一致。说明在甘蓝型油菜中能够筛选出抗裂角的种质资源，选育甘蓝型油菜抗裂角品系也是可能的。

3.2 甘蓝型油菜隐性核不育系抗裂角性鉴定与优化

从人工杂交或隔离繁殖的62份甘蓝型油菜隐性核不育系中分别选取不育株上的角果进行抗裂角性鉴定，筛选出较抗裂角甘蓝型油菜隐性不育系亲本2份（6515A和9403A，SRI分别为0.65、0.54）和1份抗裂角甘蓝型油菜隐性不育系亲本（258A，SRI＝0.75）。由于甘蓝型油菜隐性核不育系在繁殖过程中会出现1∶1的不育株与可育株分离，对不育系抗裂角性测定的材料若选择开放授粉，不育株上的角果则会因其有些不正常角果造成结果误判，而对人工杂交后不育株上所结实的角果进行抗裂角测定将会费时费力。本研究对13份不育系甘蓝型油菜隐性核不育系的不育株角果与其对应的可育株角果抗裂角性进行比较，2种取样处理各样本鉴定结果配对t检验均值检验无差异，表明从甘蓝型油菜隐性核不育系选取不育株对应的可育株角果与人工杂交后不育株上所结实的角果进行裂角性鉴定结果较为一致，从而从材料选择上优化了不育系抗裂角性鉴定。

3.3 角果性状及其与抗裂角性状间的相关性

油菜的抗裂角性状产生，在农艺性状上依赖于很多结构特性，包括整个植株和分枝的农艺性状、单个角果的性状以及单个性状之间的相关性［14］。前人多通过相关分析研究角果的抗裂角性与角果相关性状之间的关系。Morgan等研究认为，抗裂角性状与角皮厚度正相关，与角喙长度呈显著的负相关，而与角果密度、角果长、角果宽、角粒数并不相关［16］。何余堂等认为，抗裂角性状与角果长呈极显著的负相关，并与角果宽、每果粒数等均呈负相关关系［7］。文雁成等认为，抗裂角性状与角果密度呈显著的负相关，却与角果长、角果宽、果喙长、果皮厚度、每角果粒数等呈显著的正相关［9］。本研究部分结果与 Morgan等［16］、文雁成等［9］的观点相同，而与何余堂等［5］的结果不同。相关分析结果表明：抗裂角指数与角果重间最大（r＝0.229 4＊＊），其次是与角果皮重间（r＝0.217 1＊＊），说明角果及角果皮重显著影响油菜的抗裂角性，角果重和角果皮重等可以作为筛选抗裂角油菜种质的形态指标。

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