46份不结球白菜种质资源的评价

谢鑫鑫，郑学立，林 峰，邵贵荣

不结球白菜（Brassica campestris ssp.chinensis Makino）是十字花科（Cruciferae）芸薹属芸薹种的一个亚种，俗称小白菜或青菜，为速生性蔬菜，是我国主要的叶菜类蔬菜之一，也是衡量蔬菜供应情况的主要标志［1－3］。我国被公认为不结球白菜的遗传多样性中心和起源中心，拥有极为丰富的种质资源，也育出了较多的地方品种［4－7］，随着工业化和城市化的发展，南北交流日益频繁，新品种的不断育成及推广，很多地方品种栽培面积逐年缩小，遗传多样性逐渐趋于单一化，这些问题的出现对种质资源保存和利用造成了巨大的冲击。为了更好地保存和利用这些种质资源，对不结球白菜农艺性状间相关性和特征规律的研究至关重要。

近年来，我国对不结球白菜农艺性状的研究已有不少报道［8－12］。本研究搜集了46份不结球白菜种质资源，运用差异性、相关性、主成分与系统聚类分析等方法，对其株幅、株高、菜头粗、腰粗、叶数、叶长等17个主要农艺性状进行分析，对新种质进行科学、客观和公正地评价，揭示了不结球白菜农艺性状间的相关性和特征规律，为种质资源的利用和创新提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为引进的46份不结球白菜种质资源（表1）。其中山东13份、河南3份、北京7份、河北1份、广东4份、甘肃5份、天津1份、江苏1份、江西1份、湖北4份、香港1份、日本5份。

表1 46份不结球白菜种质资源材料

1.2 试验方法

试验于2016～2017年在福州市蔬菜科学研究所内进行。2016年11月11日播种，12月9日定植。46份种质资源按完全随机区组设计，每个材料种植40株，株行距20 cm×18 cm，田间管理按照常规栽培进行，达到商品采收期时（定植约30 d后）开始调查各材料的农艺性状，每份种质随机选取10株进行统计。统计的农艺性状有17个，包括株幅、株高、菜头粗、腰粗、叶数、叶长、叶柄长、叶柄宽、叶色、叶柄色、叶面、花色、始花期、花期株高、花期侧枝数、荚果长、荚果种子粒数。

1.3 数据处理

统计后对不结球白菜的叶色、叶柄色、叶面和花色等 4个质量性状进行数量化处理（表 2）［13－15］。采用Excel 2007和SPSS19.0软件对数据进行整理和标准化处理，并进行差异性、相关性、主成分和系统聚类分析。

2 结果与分析

2.1 不结球白菜主要数量性状的差异

46份不结球白菜种质资源的13个数量性状差异较大（表3）。变异系数在7.18%～28.04%区间内波动，由大到小的顺序依次为：花期侧枝数＞叶柄长＞荚果种子粒数＞株高＞叶柄宽＞叶长＞叶片数＞花期株高＞角果长＞菜头粗＞株幅＞腰粗＞始花期，花期侧枝数变异系数最大，为28.04%，变异幅度在5.0～20.0范围，说明花期侧枝数选择潜力最大，此外，叶柄长和荚果种子粒数的变异系数也较大，分别为22.43%和18.23%，同样有较大的选择潜力。花期侧枝数、荚果种子粒数与单株种子产量有较大关系，可较容易选育出种子产量高的材料。始花期变异系数最小，仅为7.18%，说明这些材料的选择性较弱，耐抽薹性较一致，有利于材料间的回交、杂交授粉。

表2 质量性状的数量化赋值

2.2 主要农艺性状的相关性分析

在自然选择和人工选择条件下，不结球白菜形成了变异丰富的农艺性状，17个农艺性状相关性分析结果见表4。从表4可以看出，除叶面和花色与其他性状相关性较低外，其他性状至少与其中1个其他性状呈显著或极显著相关。其中株幅与株高（0.331*）显著正相关，与叶长（0.439**）极显著正相关；株高与叶长（0.679**）、叶柄长（0.604**）、叶柄色（0.513**）极显著正相关，与叶数（－0.313*）显著负相关，与叶柄宽（－0.497**）极显著负相关，叶长和叶柄长是影响株高的主要因素。菜头粗与腰粗（0.438**）、叶数（0.655**）、叶柄宽（0.635**）极显著正相关，与株高（－0.409**）、叶长（－0.411**）、叶柄长（－0.477**）、叶柄色（－0.475**）极显著负相关，叶数、叶柄宽对菜头粗影响较大；叶数还与叶柄宽（0.518**）极显著正相关，与叶长（－0.452**）、叶柄长（－0.420**）、叶柄色（－0.419**）极显著负相关。 叶柄长与株高（0.604**）、叶长（0.613**）、叶柄色（0.583**）极显著正相关，与菜头粗（－0.477**）、叶数（－0.420**）、叶柄宽（－0.587**）极显著负相关。叶柄宽与叶柄长相反，它与株高（－0.497**）、 叶 长 （－0.583**）、 叶 柄 长（－0.587**）、叶柄色（－0.640**）极显著负相关，与菜头粗（0.635**）、叶数（0.518**）极显著正相关；花期侧枝数与荚果长（－0.427**）极显著负相关。荚果长与荚果种子粒数（0.703**）极显著正相关，荚果越长种子粒数越多。

表3 不结球白菜13个数量性状的差异

表4 不结球白菜17个农艺性状相关分析

2.3 主要农艺性状的主成分分析

通过对46份不结球白菜材料17个农艺性状的计算，其前7个因子的特征值主成分累计贡献率达到78.96%（表5），基本上概况了原指标的信息。提取这7个因子的主成分（表6）。由表5、表6可知，第1个主成分特征值为4.587，贡献率为26.981%，起主要作用的指标是：株高（0.714）、菜头粗（－0.735）、叶数（－0.687）、叶长（0.767）、叶柄长（0.773）、叶柄宽（－0.817）、叶柄色（0.786），为株型和产量性状因子。第2个主成分特征值为2.562，贡献率为15.070%，起主要作用的指标是花期侧枝数（0.597）、荚果长（－0.839）、荚果种子粒数（－0.791），为种子数量相关因子。第3个主成分特征值为 1.813，贡献率为10.662%，起主要作用的指标是始花期（0.514）、腰粗（0.564），为花期、腰粗因子。第4个主成分特征值为1.438，贡献率为8.456%，起主要作用的指标是叶色（0.844）。第5个主成分特征值为1.163，贡献率为6.839%，起主要作用的指标为花期株高（0.702）、株幅（0.851）。第6个主成分特征值为0.961，贡献率为5.656%，起主要作用的指标为花色（0.719）。第7个主成分特征值为0.900，贡献率为5.297%，起主要作用的指标为叶面（0.645）。

表5 不结球白菜17个成分的特征值及贡献率

2.4 聚类分析

运用SPSS 19.0统计软件，采用组间连接系统聚类方法对46份不结球白菜进行系统聚类分析（图1），在欧式距离为 20处聚为 3类，Ⅰ类有：14、33、10、13、18、30、34、8、15、43、7、12、6、9、11、31、32、35、16、17、21、37、38、26、39、22、36、42、19、20、2、3、4、5、27、1、41、40；Ⅱ类有：25、46、44、45、23、24、28；Ⅲ类有：29。各类群农艺性状均值特征见表7。

Ⅰ类有38份不结球白菜，多为青梗菜，表现为株幅较小，植株中，菜头粗大，叶数多，叶柄宽，叶色多为绿色，部分为深绿、浅绿、墨绿，叶柄色多为浅绿，少量绿色，叶面多为平滑，少量微皱，始花期晚，花期侧枝数多，荚果长，荚果种子粒数多。Ⅱ类有7份，为直立型散叶白菜类，表现为株幅大，植株高，菜头粗小，腰粗大，叶长、叶柄长，叶柄较窄，叶色多为深绿或绿，叶柄白色，始花期中，荚果较长，荚果种子粒数较多。Ⅲ类为奶白菜，单独列为一类，表现为株幅较大，植株较矮，菜头粗、腰粗小，叶色墨绿，叶柄短窄，叶柄白色，叶面皱，始花期早，花期侧枝数少，荚果短，荚果种子粒数少。

3 结论与讨论

近年来，对不结球白菜研究取得了较大的进展，其各性状特征是由基因型和环境共同作用的结果，在植株生长发育过程中，各性状间也因不同程度的相关而相互影响，在一定基因型和环境条件下，通过适宜的栽培技术，可以充分发挥不结球白菜的优良特性。不结球白菜的农艺性状越好、生长势越强，即经济产量越高［16］。直观、快速、简便、易行地鉴定农艺性状是研究种质资源最基本的方法和途径［17－18］。作物的许多重要农艺性状是由多基因控制的数量性状，改良数量性状而利用的种质一般是群体而不是单株。群体特征常用平均数、方差、变异系数等指标进行遗传多样性分析［19］。

表6 不结球白菜17个农艺性状的成分矩阵

本试验对46份不结球白菜种质资源的17个农艺性状进行了调查分析，发现不结球白菜农艺性状存在不同程度的变异，变异系数在7.18%～28.04%范围内波动，其中花期侧枝数变异系数最大，叶柄长和荚果种子粒数的变异系数次之，花期侧枝数、荚果种子粒数与单株种子产量有较大关系，可以通过对这些性状进行人工选择改良，选育出种子产量高的材料。相关性分析表明：各性状间存在着不同程度的关联度，改变其中一个性状的特性可能引起其他几个性状的相应变化［20］，本研究发现：叶长与叶柄长极显著正相关，与叶数极显著负相关。孙丽等［10］的研究表明：叶长与叶数、叶柄长极显著正相关，而刘朝阳等［9］研究表明：叶长与叶柄长极显著正相关，但与叶数未达到显著相关水平，这可能与所引进种质类别与栽培环境有关。主成分分析表明：前7个因子所含信息量占总体信息的78.96%，基本上可以反映不结球白菜农艺性状的总体信息。因此，在新品种的选育中，可根据育种目标调整各主成分的大小，选育适宜品种，如选育种子产量高的，可侧重种子相关因子成分的选育，相对降低其他因子的值。

46份种质资源在欧氏距离20处聚为3类，其中Ⅰ类占了38份，这类中叶色、叶柄色和叶面平展度有较大差异，说明青梗菜基本形态一致，只是叶色和叶形存在较大变异；Ⅱ类7份，Ⅲ类1份，所占比重小，这可能是搜集的种质资源不够广泛、种质间交流渗透较为深入导致的。同时，表型性状受环境和栽培因素影响较大，如种植密度、管理技术等，因此，对表型性状的调查也存在一定的误差［21－22］。

图1 不结球白菜种质资源的农艺性状系统聚类图

本试验对不结球白菜种质资源评价具有十分重要的现实意义和理论价值，农艺性状是最为直接考察的指标，通过差异性、相关性、主成分与系统聚类分析等方法，对其农艺性状进行分析和综合评价，挖掘其遗传潜力，拓宽遗传基础，为更好地利用种质资源奠定基础。

表7 各类群不结球白菜的农艺性状平均值

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