甘蓝型优质杂交油菜品质性状与单株产量及群体产量的关系

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(贵州省农业科学院油菜研究所， 贵州 思南 565109)

我国油菜(Brassicauapus)种植面积和总产量均占世界的30%左右，是具有传统优势的重要油料作物[1]。随着社会的快速发展，生活水平的日益康富，对菜籽油的需求量及品质也不断提高。当前，国内油料作物仅提供植物油消费总量的40%左右，约60%需进口，油菜的供求矛盾已经开始显现[2]。在当前生产水平下，通过育种技术将品种的含油量提高3～5个百分点的经济效益，大约与提高种子产量10%～15%的效果相当[3]。因此，提高油菜产量与品质已成为重要的育种目标，也是满足当前人民生活水平不断提高的需求，同时也是解决我国油菜供求矛盾的重要手段，也有利于保障我国的粮油安全。

菜籽油的脂肪酸含量组成合理，其营养价值高于大豆油，远胜于棕榈油[1]，按其主要成分可分为饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸、芥酸链脂肪酸三大类。饱和脂肪酸包括棕榈酸(C 16∶0)及硬脂酸(C 18∶0)，不饱和脂肪酸主要包括油酸(C 18∶1)、亚油酸(C 18∶2)、亚麻酸(C 18∶3)，芥酸链脂肪酸包括二十碳烯酸(C 20∶1)和芥酸(C 22∶1)。饱和脂肪酸通过减饱和作用生成油酸，油酸通过减饱和作用生成亚油酸，而亚油酸通过减饱和作用生成亚麻酸，油酸通过碳链延长形成二十碳烯酸，二十碳烯酸通过碳链延长形成芥酸[4]。关于甘蓝型油菜产量与品质的相关研究已有报道，高志宏等研究表明，油菜产量与芥酸、含油率呈负相关，蛋白质、亚油酸、亚麻酸与产量呈正相关，其他性状与产量相关系数较小[5]；李加纳等研究表明，单株粒重、产油量及硫甙均与各性状存在不同程度的直接或间接关系，含油量、蛋白质及含油量+蛋白质3个性状与其余各性状的关系不大[6]；张建模等研究表明，单株产量与硫甙、芥酸含量呈极显著正相关，与含油量呈极显著负相关[7]。许多研究人员还进行了产量与品质的遗传效应分析[8-10]，密度对产量与品质的相关研究[11-12]，本课题组利用不同肥料类型及施用量等对产量与品质的影响进行了相关研究[13-17]。总体来说，已有的研究材料较少，密度不大，研究结果差异较大。笔者以600个甘蓝型优质杂交油菜组合为供试材料，研究不同甘蓝型优质杂交油菜单株产量、群体产量与品质性状在直播高密度条件下的相关关系，一是对前人的研究进行验证，二是为选育适合机械化生产的高产优质油菜新品种提供理论依据。

表1 不同甘蓝型杂交油菜组合品质性状及单株产量、群体产量的变化

品质性状芥酸(%)硫甙[μmol/g(饼)]含油率(%)蛋白质(%)棕榈酸(%)硬脂酸(%)油酸(%)亚油酸(%)亚麻酸(%)二十碳烯酸(%)单株产量(g)群体产量(kg/hm2)最小值0.3319.0541.3015.344.250.5459.8813.504.750.631.50298.23最大值1.5748.4455.1424.785.301.1877.4320.218.655.0713.181870.49平均值0.9628.5549.8619.934.830.8569.0016.196.842.724.311182.78标准差0.193.892.281.600.150.093.211.130.650.681.71261.97变异系数(%)19.7913.634.578.013.1810.754.656.989.5425.0839.6022.15

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料为贵州省农业科学院油菜研究所2015年度花期所配制的600个甘蓝型油菜隐性细胞核两系、三系杂交油菜新组合。

1.2 试验方法

试验于2015—2016年在贵州省思南县塘头镇贵州省油菜研究所机场坝科研基地进行。试验田前茬为水稻，肥力均匀中等偏上。油菜于2015年10月17日直播，每个杂交组合播种2行，行长6.2 m，行距0.5 m，小区面积6.2 m2。每个组合定量播种4.5 g，播前每小区施用西洋复合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)500 g，先开沟，后施肥，施肥后再松土1次，使肥土拌匀，每行播30穴。全生育期不中耕、不除草、不匀苗定苗间苗。成熟收获前，调查全试验各小区的实有收获株数(平均密度为51万株/hm2)，2016年5月24日收获。

1.3 性状调查及品质分析

成熟收获前，每个杂交组合取行中间具有代表性的20个植株，挂于考种室自然风干后进行考种，计算单株产量并进行小区测产。并用傅立叶近红外扫描仪(FOSS NIR Systems 5000)进行品质测定，测定指标有芥酸、硫甙、含油率、蛋白质、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、二十碳烯酸等，品质组合有脂蛋总量=含油率+蛋白质，不饱和脂肪酸=油酸+亚油酸+亚麻酸，不饱和脂肪酸指数=(油酸×1)+(亚油酸×2)+(亚麻酸×3)，饱和脂肪酸=棕榈酸+硬脂酸，芥酸链脂肪酸=二十碳烯酸+芥酸。

1.4 统计分析

试验数据用DPS v 3.01专业版及WPS office 2016软件进行数据统计及分析。

2 结果与分析

2.1 甘蓝型优质杂交油菜品质性状与单株产量、群体产量的变化

不同甘蓝型杂交油菜组合品质性状与单株产量、群体产量的变化如表1。从表1可以看出，群体产量变幅为298.23～1 870.49 kg/hm2，平均为1 182.78 kg/hm2，高低相差1 572.26 kg/hm2；单株产量变幅为1.50～13.18 g，平均为4.31 g。含油率平均为49.86%，最高可达55.14%，最低为41.30%；芥酸平均为0.96%，硫甙平均为28.55μmol/g(饼)。说明本试验所用组合均为优质高含油率的甘蓝型杂交油菜，符合国家优质油菜标准[芥酸≤1%，硫甙≤30μmol/g(饼)]。在本试验中，不同甘蓝型杂交油菜组合的蛋白质平均为19.93%，棕榈酸平均为4.83%，硬脂酸平均为0.85%，油酸平均为69.00%，亚油酸平均为16.19%，亚麻酸平均为6.84%，二十碳烯酸平均为2.72%。

从表1还可以看出，在芥酸、硫甙、含油率、蛋白质、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、二十碳烯酸、单株产量、群体产量12个性状中，变异系数>10%的有6个性状，以单株产量变异系数最大，为39.60%，其次为二十碳烯酸(25.08%)，硬脂酸最小(10.75%)；变异系数<10%的有6个性状，以亚麻酸为最大(9.54%)，棕榈酸最小(3.18%)。变异系数大，说明易受环境条件和栽培措施的影响，变异系数小，说明遗传力较高，不易受环境因素的影响，在育种过程中适合早代选择。

2.2 甘蓝型优质杂交油菜不同含油率水平下单株产量、群体产量的变化

将参试材料按含油率从高到低分为9组，统计出不同含油率水平下单株产量、群体产量的变化(表2)。从表2可以看出，含油率在53%以上的材料有45个(其中含油率>55%有2份材料)，占总体比例的7.50%；含油率在46%以下的材料有38个，占总体比例的6.33%；含油率在47%～53%之间的材料占总体比例的81.33%，含油率在50%以上或以下的材料比例基本各占一半。说明近年来育种家对品质育种很重视，选育的材料含油率都普遍升高，但高含油率(≥53%)的材料不多。

表3 甘蓝型优质杂交油菜产量与品质性状的相关性

相关系数X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10pX110.0001X20.270110.5292X30.47320.006410X4-0.4619-0.1287-0.715710X50.17860.2827-0.0599-0.173010.0811X60.2823-0.16840.2360-0.0396-0.106010.0554X70.1635-0.17700.6675-0.5799-0.30050.000610X8-0.12590.2746-0.31330.3259**0.64680.0441-0.6487**10.0016X9-0.15130.1457-0.29860.4031**0.23570.2057-0.7110**0.650510X100.0701-0.0830-0.14570.4068**-0.04850.3198-0.4892**0.11470.3499**10.0215Y1-0.1607**-0.0257-0.2663**0.3495**-0.07130.0783-0.2380**0.1283**0.2354**0.09380Y2-0.2605**-0.0907-0.3816**0.5537**-0.00670.0273-0.3343**0.2343**0.2419**0.2834**0

注：①X1为芥酸，X2为硫甙，X3为含油率，X4为蛋白质，X5为棕榈酸，X6为硬脂酸，X7为油酸，X8为亚油酸，X9为亚麻酸，X10为二十碳烯酸，Y1为单株产量，Y2为群体产量；②*和**分别表示相关系数达到0.05和0.01显著水平。③ 单株产量与品质性状回归方程Y=0.631 4+0.374 4X4+2.335 6X6-0.056 3X7-0.197 0X8+0.363 5X9-0.435 3X10，相关系数R=0.396 4；F=18.419 3；显著水平p=0.000 0。群体产量与品质性状回归方程Y=-2 438.832 4+97.153 5X4+218.896 6X5+7.661 3X7+36.230 7X10，相关系数R=0.567 7；F=70.736 3；显著水平p=0.000 0。

表2 不同含油率水平下单株产量、群体产量的变化

含油率区间(%)样本数(N)样本数比例(%)单株产量变幅(g)群体产量变幅(kg/hm2)平均值单株重量(g)群体产量(kg/hm2)含油率(%)≥53457.501.60～6.19298.23～1490.323.29873.3853.63[52,53)6210.331.50～6.37454.28～1825.673.371039.0452.35[51,52)8714.501.87～9.77525.25～1797.474.181144.9251.48[50,51)11218.671.74～10.27591.15～1823.694.301174.9150.50[49,50)10517.501.69～13.06569.56～1870.494.461247.6449.56[48,49)7111.832.21～12.86692.60～1780.264.841286.8248.50[47,48)518.502.34～10.54884.62～1717.894.641269.2847.54[46,47)294.832.73～8.051028.27～1689.084.891311.6646.56<46386.332.41～13.18859.26～1811.644.991305.5544.77

从表2可看出，含油率在49%～50%区间内，群体产量达到最大，为1 870.49 kg/hm2，比全田平均群体产量(1 182.78 kg/hm2)增产58.14%，单株产量最高为13.06 g，比全田平均单株产量(4.31 g)增加8.75 g；含油率在50%～51%区间内，群体产量最高，为1 823.69 kg/hm2，比全田平均群体产量增产54.19%，单株产量最高为10.27 g，比全田平均单株产量增加5.96 g；含油率在52%～53%区间内，群体产量最高，为1 825.67 kg/hm2，比全田平均群体产量增产54.35%，单株产量最高，为6.37 g，比全田平均单株产量增加2.06 g；在含油率≥53%区间内，群体产量最高为1 490.32 kg/hm2，比全田平均群体产量增产26.00%，单株产量最高为6.19 g，比全田平均单株产量增加1.88 g。从平均值来看，随着单株产量及群体产量的提高，含油率呈下降趋势，这对选育高产高油优质品种是不利的，但从表2中单株产量变幅及群体产量变幅可以看出，在不同含油率区间，均有产量高及产量低的材料。说明选育高产高油品种是可以实现的。

2.3 甘蓝型优质杂交油菜单株产量、群体产量与品质性状的相关分析

单株产量、群体产量与品质性状间的相关分析及显著性结果如表3。从表3可以看出，单株产量与蛋白质(r=0.349 5)、亚油酸(r=0.128 3)、亚麻酸(r=0.235 4)呈极显著正相关，与含油率(r=-0.266 3)、油酸(r=-0.238 0)、芥酸(r=-0.160 7)呈极显著负相关，与硫甙、棕榈酸及硬脂酸未达显著水平，与二十碳烯酸达到显著水平，但相关系数很小。从相关系数大小可看出，单株产量对蛋白质、含油率影响较大，其次是亚麻酸、油酸，最后是芥酸与亚油酸。群体产量与品质性状的相关性，除了群体产量与二十碳烯酸(r=0.283 4)呈极显著正相关以外，同单株产量与品质性状间的相关性一致。说明，提高群体产量或单株产量，首先有利于提高蛋白质与亚麻酸，其次是提高亚油酸、降低芥酸，最后是提高二十碳烯酸；但对提高含油率、油酸是不利的。从表3还可以看出，蛋白质与亚油酸、亚麻酸、二十碳烯酸呈极显著正相关，与含油率、油酸呈极显著负相关；油酸与亚油酸、亚麻酸、二十碳烯酸呈极显著负相关。

2.4 甘蓝型优质杂交油菜单株产量、群体产量与品质组合的相关分析

甘蓝型优质杂交油菜产量与品质组合间的相关分析及显著性结果如表4。从表4可以看出，单株产量与不饱和脂肪酸(r=-0.202 3)呈极显著负相关，与脂蛋总量、不饱和脂肪酸指数、饱和脂肪酸、芥酸链脂肪酸相关不显著，且相关系数很小。群体产量与不饱和脂肪酸(r=-0.282 8)呈极显著负相关，与芥酸链脂肪酸(r=0.199 4)、单株产量(r=0.327 3)呈极显著正相关，与脂蛋总量、不饱和脂肪酸指数、饱和脂肪酸相关不显著。说明群体产量对品质组合的影响与单株产量对品质组合的影响有一定的差异。

表4 甘蓝型优质杂交油菜产量与品质组合的相关性

相关系数X1X2X3X4X5X6YpX110.8340X20.456410X30.34120.593310.5141X4-0.07410.01240.440410.8222X50.2453-0.4665-0.23510.203610X6-0.0310-0.2023**-0.0048-0.02250.046810Y0.0086-0.2828**-0.02670.00920.1994**0.3273**10

注：①X1为脂蛋总量，X2为不饱和脂肪酸，X3为不饱和脂肪酸指数，X4为饱和脂肪酸，X5为芥酸链脂肪酸，X6为单株产量，Y为群体产量；②*和**分别表示相关系数达到0.05和0.01显著水平。

③ 相关系数R=0.435 96；F=34.903 1；显著水平p=0.000 0。群体产量与品质性状回归方程

Y=1 538.642 0+23.062 7X1-44.363 5X2+15.992 0X3+38.980 5X6。

3 结论与讨论

3.1 不同甘蓝型优质杂交油菜品质性状与单株产量、群体产量的变化

不同甘蓝型杂交油菜组合单株产量变幅为1.50～13.18 g，平均为4.31 g，群体产量变幅为298.23～1 870.49 kg/hm2，平均为1 182.78 kg/hm2。含油率平均为49.86%，芥酸平均为0.96%，硫甙平均为28.55μmol/g(饼)，符合国家优质油菜标准(芥酸≤1%，硫甙≤30μmol/g(饼)，说明本试验所用组合均为优质高含油率的甘蓝型杂交油菜。本研究结果表明，单株产量变异系数最大，为39.60%，其次为二十碳烯酸(25.08%)；而亚麻酸(9.54%)，含油率(4.57%)，蛋白质(8.01%)，油酸(4.69%)、棕榈酸(3.18%)等变异系数较小。变异系数大，说明易受环境条件和栽培措施的影响，变异系数小，说明遗传力较高，不易受环境因素的影响，在育种过程中适合早代选择。这与王健胜等[8]、郦美娟等[9]的研究结果基本一致。

3.2 不同含油率水平下单株产量、群体产量的变化

以含油率为目标性状进行分组统计，含油率在53%以上的材料占总体比例的7.50%，含油率在50%以上或以下的材料比例基本各占一半。说明近年来育种家对品质育种很重视，并且所选育的材料含油率都普遍升高，但高含油率的材料并不多。随着单株产量及群体产量的提高，含油率呈下降趋势，这对选育高产高油优质品种是不利的，但在不同含油率区间内，均有产量高及产量低的材料。说明高产与高油虽然在总体趋势上仍然存在一定的矛盾，对选育高产、高油、优质品种有一定的难度，但选育高产、高油、优质油菜新品种并不是不可实现的，实际上在育成的新品种中已有成功的事例。

3.3 甘蓝型优质杂交油菜产量与品质性状及其组合的相关性

本研究表明，群体产量或单株产量与蛋白质、亚油酸、亚麻酸呈极显著正相关，与含油率、油酸、芥酸呈极显著负相关，与硫甙、棕榈酸及硬脂酸未达到显著水平。这与高志宏等[5]、张建模等[7]的研究结果基本相同；赵永国等研究表明，审定油菜品种的含油量与单株产量和产量间均未达到显著相关水平[11]，与本研究差异较大。从相关系数大小可看出，提高群体产量或单株产量，首先有利于提高蛋白质与亚麻酸，其次是提高亚油酸、降低芥酸，最后是提高二十碳烯酸；但对提高含油率、油酸是不利的。本研究还发现，蛋白质与亚油酸、亚麻酸、二十碳烯酸呈极显著正相关，与含油率、油酸呈极显著负相关；油酸与亚油酸、亚麻酸、二十碳烯酸呈极显著负相关，这与朱宗河等[18]的研究结果一致。在本研究中，群体产量对品质组合的影响与单株产量对品质组合的影响有一定的差异。随着群体产量的增加，有利于芥酸链脂肪酸、单株产量的增加，对脂蛋总量、饱和脂肪酸有一定的促进作用，与不饱和脂肪酸指数没有相关性。综合品质性状与品质组合的相关分析，随着产量的提高脂蛋总量基本不变，蛋白质升高，含油率降低；不饱和酸指数基本不变，油酸降低，亚油酸、亚麻酸升高。说明提高产量，不仅增加了蛋白质使饼粕变优，还促进了油分的转化，降低了油的稳定性，使人体更容易吸收。

随着农业机械化的发展，油菜轻简化栽培及机播机收技术已经成为当前油菜的主要生产方式[19-20]，在高密植条件下，目前适合机械化播种的材料和品种较少，选育高密植、高抗、高产、优质品种是当今油菜育种的一个首要目标。下一步有必要开展多年、多个材料在不同生态区品质性状与产量关系变化的研究，以选育出高油、高产、优质的油菜品种应用于生产。