芥菜型油菜重组自交系群体农艺性状变异及其统计分析

田恩堂++李鲁峰++贾世燕++林树春

摘要：对包含了139份芥菜型油菜（Brassica juncea L.）的重组自交系群体的部分农艺性状进行相关性和主成分分析。结果表明，在贵阳市所处环境条件下，不同株系的开花期、每角粒数、株高和千粒重表现出较大的变异，主成分分析将它们划入到3个群中。Pearson相关性分析显示株高与开花期呈显著正相关，而千粒重与开花期和每角粒数则呈极显著负相关。

关键词：芥菜型油菜（Brassica juncea L.）；农艺性状；主成分分析；相关性分析

中图分类号：S565.4 文献标识码：A 文章编号：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）是中国芸薹属的三大油料作物[1]。芥菜型油菜抗病虫、耐贫瘠、黄子、耐旱、可做蔬菜和调味料用等特性使其具有重要经济价值[2-5]。而中国作为芥菜型油菜的重要起源中心，芥菜型油菜种质资源比较丰富。不断加强芥菜型油菜的理论和应用研究对于增强抗性基因资源在甘蓝型油菜和白菜型油菜中的应用，促进中国山地农业的发展和保障中国油料生产的安全具有重要的意义。

尽管芥菜型油菜有许多优良特性，但也存在产量低的弱点[6]。其农艺性状和品质性状与目前广泛种质的甘蓝型油菜存在较大差距。甘蓝型油菜目前早已实现了F1杂种生产的商业化，而芥菜型油菜的相关工作才刚刚起步[7]。加强芥菜型油菜农艺和品质性状的遗传改良和相关研究，不断培育优质、高产、适应山地农业需求的芥菜型油菜新品系是芥菜型油菜育种工作的当务之急。

令人欣喜的是近几年随着全球气候变暖，水资源相对匮乏，芥菜型油菜作为甘蓝型油菜的有益补充越来越受到国内外的重视。芥菜型油菜在中国，尤其是在中西部地区，一直被作为菜油两用作物。在印度，芥菜型油菜是主要的食用油，其杂交育种体系在不断完善。在加拿大和澳大利亚的一些干旱地区，政府部门大力扩大种植面积，使其种植面积不断增加[8]。

本研究选用一个包含139个株系的芥菜型油菜重组自交系群体在贵阳市所处环境条件下进行种植，考察了开花期、株高、千粒重、每角果粒数等农艺性状， 并对这些性状进行了相关性分析和主成分分析，以期为芥菜型油菜育种提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选用139份芥菜型油菜的重组自交系F5群体作为试验材料。于2014年10月将这139份芥菜型油菜种质资源种植于贵州大学农场，每个株系播种3个重复，采用随机区组试验方法，每份每重复材料播种2行，每个材料于开花期随机选取3个单株套袋自交并收获自交种子。

1.2 试验方法

每小区有一半以上植株开花的时间为该小区的开花时间；每小区的种子成熟前取主枝中间10个角果统计每角果种子数目，取其平均值作为该小区每角果种子数目；在植株结角期，每个小区选取中间5株测量株高，其平均值作为该小区植株高度；每小区收获3个套袋自交的种子，随机数出3份500粒种子称取其质量，并取3份测量值的均值乘以2作为该小区材料的千粒重。

1.3 统计分析

试验获得的数据利用SPSS 20软件进行统计分析，包括描述性统计、相关性分析、正态分布图、聚类图、多重比较（LSD法检测）等。

2 结果与分析

2.1 群体性状变异

芥菜型油菜重组自交系群体在贵阳市所处环境条件下的开花期、每角粒数、株高、千粒重呈现明显的正态分布，见图1。群体开花期的均值为139.4 d，变异系数为1.3%；开花期在137～139 d的材料有50份，占全部材料的36.0%；开花期在139～141 d的材料有65份，占全部材料的46.8%；开花期在141～143 d的材料有21份，占全部材料的15.1%；开花期在143～145 d的材料有3份，占全部材料的2.2%。群体每角粒数的均值为20.9粒，变异系数为10.9%，每角粒数在11～15的材料有1份，占全部材料的0.7%；每角粒数在15～19的材料有21份，占全部材料的15.1%；每角粒数在19～23的材料有95份，占全部材料的68.3%；每角粒数在23～29的材料有22份，占全部材料的15.8%。

群体株高的均值为128.3 cm，变异系数为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%。群体千粒重的均值为2.9 g，变异系数为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 相关性分析

对重组自交系群体农艺性状之间的相关性进行了Pearson相关性分析（表1）。其中株高与开花期呈极显著正相关，相关系数为0.503（P=0.000）；千粒重与开花期呈极显著负相关，相关系数为-0.488（P=0.000）；千粒重与每角粒数呈极显著负相关，相关系数为-0.420（P=0.000）；每角粒数与开花期之间表现正相关关系，相关性不显著；千粒重与株高、株高与每角粒数之间表现负相关关系，相关性不显著。

2.3 聚类分析

以芥菜型油菜群体株系材料的开花期、每角粒数、株高和千粒重为主要指标对139个株系进行了主成分分析，获得的4个主成分因子中，第一主成分（PCA1）解释了45.8%的变异，第二主成分（PCA2）解释了31.5%的变异，第三主成分（PCA3）解释了14.4%的变异，第四主成分（PCA4）解释了8.3%的变异。可以看出前两个主成分因子共解释了77.3%的变异，因此，以PCA1和PCA2分别为X轴和Y轴进行作图，群体的139个株系被分成3个群（图2），其中群Ⅰ样本数为4，所占比例为2.9%；群Ⅱ样本数为134，所占比例为96.4%；群Ⅲ样本数为1，所占比例为0.7%。调查的4个农艺性状除株高外，其余性状在每个群之间均存在极显著的差异（表2），开花期在3个群间的顺序为群Ⅰ>群Ⅱ>群Ⅲ，每角粒数在3个群间的顺序为群Ⅰ>群Ⅱ>群Ⅲ，千粒重在3个群间的顺序为群Ⅲ>群Ⅱ>群Ⅰ，株高在3个群间的顺序为群Ⅱ>群Ⅰ>群Ⅲ。

3 小结与讨论

本研究考察了芥菜型油菜的重组自交系群体在贵阳市所处环境条件下的农艺性状的表现情况，并对其进行了主成分分析和相关性分析，结果对芥菜型油菜的育种和未来的有关农艺性状调控机理的研究具有一定的指导意义。

芥菜型油菜的研究相对于甘蓝型油菜落后许多，今后应该大力发展品质育种。目前加拿大已经率先培育出双低的芥菜型油菜材料[9]，可以用于未来的芥菜型油菜的双低育种，从而从根本上改善油用芥菜型油菜的品质。而农艺性状是芥菜型油菜目前继续改善的另外一个指标，例如种子偏小、角果密度小等，导致芥菜型油菜的产量远远低于甘蓝型油菜，目前还只能作为恶劣条件下甘蓝型油菜的一个替代作物，不能真正发挥其抗性强等优良特性。大力开展芥菜型油菜育种研究可以为中国广大山地农业生产提供更适宜的经济作物，对于推动中国山地农业的发展具有重要的意义。

参考文献：

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