甘蓝型油菜主要农艺性状相关及聚类分析

刘 娜 李华健 黄乔芬 文和明 邓国军 罗贞媛

（1 云南省文山州农业科学院，文山 663099；2 云南省文山市农业环境保护监测站，文山 663099）

油菜在云南省广泛栽培，主要有白菜型油菜、芥菜型油菜和甘蓝型油菜三大类型[1]。其中甘蓝型油菜与其他芸薹属作物相比，驯化历史较短，种内分化程度较低，加上长期以来育种家根据需求对特定农艺性状作定向选择，导致甘蓝型油菜品种的单一性，遗传背景相对狭窄，遗传多样性普遍较低。为解决甘蓝型油菜杂种优势利用方面遗传背景狭窄等问题，种间杂交是实现种质创新的主要手段之一。育种实践证明，对油菜种质主要农艺性状进行考察和分析，可有效对育种亲本进行筛选，同时通过对部分主要亲本农艺性状的遗传分析，可以较好掌握油菜主要性状的遗传规律，为高效开展重要目标性状改良提供有效科学依据。

近年来，相关性分析已广泛应用于各作物育种[2-5]。在油菜育种上，有研究对甘蓝型杂交油菜主花序长度与植株性状进行相关分析，结果表明主花序长度与株高、主花序角果数、单株角果数、一次分枝数、主花序角果长度、角粒数均呈极显著正相关，单株产量与单株角果数、主花序角果数、主花序长度、株高、一次分枝数均呈极显著正相关，选育长主花序的材料能有效提高株高、主花序角果数、单株角果数、一次分枝数、主花序角果长度、角粒数，从而达到提高油菜产量的目的[6]。对甘蓝型油菜株高及其相关性状的主基因+多基因遗传分析，结果表明株高、主花序长度及一次有效分枝高度均受2 对加性主基因控制，并存在加性—显性多基因效应；有效分枝节间距和有效分枝数的遗传均只受加性—显性—上位多基因控制，无主基因效应。在甘蓝型油菜理想株高育种进程中，对早代株高进行选择是有效的[7]。通过对油菜产量及农艺性状进行统计分析，得出株高和生育期外的农艺性状均对油菜产量有直接的正面影响；分枝部位、分枝数对有效角果数有促进作用[8]。对白菜型春油菜的经济性状进行相关性分析，指出分枝数目、单株角果数、主花序角果数、角果长度可作为白菜型春油菜产量评价的主要指标[8]。对甘蓝型油菜育种亲本单株产量与农艺性状相关分析，指出株高、每角果粒数、一次有效分枝高度和一次有效分枝数是决定单株产量的主要因子[9]。这些研究得出的结论有相似，也有不同，原因可能与试验材料差异有关。为做好杂交组配，掌握不同育种亲本间的遗传差异，本研究以近年收集和自育的50 份油菜为试验材料，对主要农艺性状进行相关及聚类分析，分析材料的遗传差异性，客观评价材料农艺性状特点，为杂交育种亲本选择提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料50 份油菜材料见表1，分别为西南大学农业科学研究院、四川省农业科学院、云南省农业科学院及玉溪市农业科学院、楚雄州农业科学院、文山州农业科学院自育材料。

表1 材料来源

1.2 试验方法试验于2020 年10 月至2021 年4月在云南砚山铳卡基地进行，于2020 年10 月播种，采用完全随机设计，小区面积9m2，行距43cm，株距33cm，按照常规方式进行田间管理，对花期、生育期进行记载。于成熟后，每个品种（系）取5 株进行株高、分枝部位、一次有效分枝、再次有效分枝、主花序长、主花序角果、单株角果、千粒重等性状测量，测量方法按照《油菜种质资源描述规范和数据标准》[11]完成。

1.3 数据处理所有的数据用Excel 2010 进行统计，用SPSS 24 和Origin Pro2021 软件对数据进行相关分析、回归和聚类分析。

2 结果与分析

2.1 主要农艺性状差异分析对试验材料的主要农艺性状进行差异分析（表2），除生育期变异系数小于10%外，其余性状变异系数均较大，依次排序为再次有效分枝>单株角果>分枝部位>单株产量>一次有效分枝>主花序角果>每角粒数>主花序长>花期>株高>千粒重，变异系数分别为88.39%、41.91%、40.74%、29.85%、24.17%、23.72%、23.16%、21.36%、14.69%、13.88%、10.40%，说明各油菜材料农艺性状存在较大差异，为筛选不同目标性状提供了基础。

表2 参试材料的农艺性状差异分析

2.2 主要农艺性状相关性分析由表3 可见各农艺性状间都有相关性。株高与分枝部位、一次有效分枝、再次有效分枝、主花序角果、单株角果、单株产量呈极显著正相关；与主花序长、生育期呈显著正相关。分枝部位与主花序角果、千粒重呈极显著正相关；与每角粒数呈极显著负相关。一次有效分枝与再次有效分枝、单株角果呈极显著正相关；与千粒重、生育期呈显著正相关；与每角粒数呈极显著负相关。再次有效分枝与单株角果、生育期呈极显著正相关。主花序长与每角粒数、花期呈极显著正相关；与单株产量呈显著正相关；与千粒重呈极显著负相关。主花序角果与单株角果、千粒重呈极显著正相关；与每角粒数呈极显著负相关。单株角果与生育期呈显著正相关。每角粒数与单株产量呈极显著正相关；与千粒重呈极显著负相关。生育期与花期呈显著负相关。

表3 农艺性状相关性分析

2.3 产量性状与农艺性状回归分析基于提高产量的育种目标，运用SPSS 对单株产量与其他农艺性状进行逐步回归，分析影响产量的因子。经过分析，分枝部位、一次有效分枝、再次有效分枝、主花序长、主花序角果、单株角果、千粒重、生育期及花期P值均不显著，只有株高和每角粒数P值显著。说明每角粒数和株高是影响单株产量的主要因子。得到逐步回归方程如下。

2.4 聚类分析用Origin Pro2021 软件以12 个性状为变量，对50 份材料进行聚类，当聚类阈值为145时，50 份资源可分为3 类（图1）。第Ⅰ类包含22 份材料，表现为株高、分枝部位、一次有效分枝、再次有效分枝、主花序角果、单株角果、每角粒数、千粒重较低，主花序长最低，单株产量最高，生育期较短，花期最短；第Ⅱ类26 份材料，表现为株高、分枝部位、一次有效分枝、再次有效分枝、主花序角果、单株角果、千粒重、单株产量最低，主花序长较短，每角粒数最多，生育期最短，花期较短；第Ⅲ类包含2 份材料，表现为株高、分枝部位、一次有效分枝、再次有效分枝、主花序长、主花序角果、单株角果千粒重最高，每角粒数最低，单株产量较低，生育期、花期最长（表4）。

表4 油菜资源亚类性状特点分析

图1 油菜资源聚类结果

3 结论与讨论

亲本选配是杂交育种的基础，研究育种亲本材料遗传差异，并进行分类，可为杂交育种亲本选配提供重要依据。本试验从油菜主要农艺性状差异分析看，除生育期变异系数较小外，其余性状变异系数均较大，说明各性状存在广泛变异，运用于杂交育种中，可有效拓宽油菜的遗传背景，创制丰富油菜种质。从相关性分析结果看，各农艺性状间都有相关性。单株产量与株高、每角粒数呈极显著正相关，与主花序长呈显著正相关，与主花序角果、千粒重呈负相关，但不显著。通过单株产量与农艺性状回归分析，株高和每角粒数对单株产量影响显著，是影响单株产量的主要因子。从聚类分析结果看，第Ⅰ类单株产量最高，生育期较短，可以作为高产品种选育亲本；第Ⅱ类生育期最短，可以作为早熟品种选育亲本；第Ⅲ类株高最高，生育期、花期最长，可以作为观赏品种选育亲本。试验过程中为便于统计分析，在性状的选择上还是有局限性，因此在杂交育种操作中，还要对亲本一些重要特性的遗传传递规律开展进一步研究，综合考虑性状，以达到选育出优良杂交后代的目标。