20份小白菜品种引种试验农艺性状的多样性分析

2020-11-02 21:47赵孟良韩睿王紫莹任延靖
南方农业学报 2020年8期
关键词:遗传多样性引种小白菜

赵孟良 韩睿 王紫莹 任延靖

摘要:【目的】明晰引進小白菜种质资源在青海地区种植的适应性,筛选性状优异的种质资源,为小白菜优良品种选育及种植提供科学依据。【方法】以收集引进的20份京研系列小白菜品种为材料,对其株幅、净菜率、株型、束腰性等农艺性状及维生素C(Vc)、粗纤维、亚硝酸盐和硝态氮含量等营养指标进行调查统计,结合遗传多样性、营养成分、隶属函数、相关性、主成分和聚类分析等方法进行系统评价。【结果】20份小白菜品种的不同性状间具有丰富的遗传多样性。质量性状的遗传多样性指数(H')变化范围在0.00~1.16,其中叶色最高,为1.16。数量性状的H'在0.88~1.59,变异系数在0.03~0.41,排序为单株重>短缩茎纵径>叶柄宽>叶宽>株高>叶柄长>腰粗>短缩茎横径>叶长>株幅>干物质率>净菜率。Vc含量介于72.89~396.82 mg/100 gFW,粗纤维含量介于3.81%~23.00%,亚硝酸盐含量介于0.32~3.13 μg/g,硝态氮含量介于16.67~604.72 mg/kgFW。12个数量性状的隶属函数均值(R)介于0.22~0.81。相关分析结果表明,株高与株幅、腰粗、叶长、叶宽和单株重均存在极显著正相关(P<0.01,下同);株幅与腰粗、叶长和叶宽均呈极显著正相关;腰粗与叶长、叶宽和单株重均呈极显著正相关;叶宽与短缩茎横径呈显著正相关(P<0.05),相关系数为0.476;叶柄宽与短缩茎纵径呈负相关,与干物质率呈极显著负相关;短缩茎横径与单株重间存在极显著正相关。提取到的8个主成分特征值均在1.00以上,8个主成分的累计贡献率达87.45%。根据聚类分析结果,可将20个供试材料划分为五大类,第Ⅰ类中有5份资源,第Ⅱ类有3份资源,第Ⅲ和第Ⅴ类都只有1份资源,第Ⅳ类共有10份资源,其中,以第Ⅱ类的夏绿2号、春油5号和京绿7号3个品种的商品性最好。【结论】参试小白菜资源表型性状的遗传多样性指数和变异程度较高,具有丰富的变异程度和多样性;不同小白菜资源营养成分含量具有明显的差异性。综合隶属函数和营养成分分析筛选出春油5号和春油1号2个小白菜品种,其露地种植田间综合表现较优,适宜在青海当地推广种植。

关键词: 小白菜;引种;遗传多样性;农艺性状

中图分类号: S634.3                               文献标志码: A 文章编号:2095-1191(2020)08-1960-10

Diversity of agronomic characters of 20 pakchoi varieties in introduction experiment

ZHAO Meng-liang1,2,3, HAN Rui1,2, WANG Zi-ying1,2, REN Yan-jing1,2,3*

(1Academy of Agriculture and Forest Science, Qinghai University, Xining  810016, China; 2Qinghai Key Laboratory of Vegetable Genetics and Physiology, Xining  810016, China; 3State Key Laboratory of Plateau Ecology and Agriculture, Qinghai University, Xining  810016, China)

Abstract:【Objective】Clarifying the adaptability of imported pakchoi planted in Qinghai area, screening out the germplasm resources suitable for planting in Qinghai, and providing scientific basis for breeding and planting of superior pakchoi varieties. 【Method】In this study, 20 pakchoi varieties were detected for agronomic traits such as plant width, net vegetable rate, plant type and waist and nutrient indexes such as vitamin C, crude fiber, nitrite and nitrate nitrogen contents, genetic diversity analysis, nutrient composition analysis, membership function analysis, correlation analysis, principal component analysis and cluster analysis, which aimed to systematically assess the adaptability of pakchoi varieties. 【Result】There were abundant genetic diversity among different traits of 20 varieties of pakchoi. The variation range of the genetic diversity index(H') of quality traits was between 0.00 and 1.16, and the variation range of leaf color was highest(1.16). The H' of quantitative traits ranged from 0.88 to 1.59 with the coefficient of variation ranging from 0.03 to 0.41. The coefficient of variation ranged from large to small, as follows: the weight of single plant>shortened stem longitudinal diameter>wide petiole>wide leaf width>height>petiole length>waist width>shortened stem transverse diameter>leaf length>plant width>dry matter rate>net vegetable rate. The vitamin C content of 20 non-heading pakchoi varieties was 72.89-396.82 mg/100 gFW, the content of crude fiber ranged was 3.81%-23.00%, the nitrite content was 0.32-3.13 μg/g, and the nitrate content was 16.67-604.72 mg/kgFW. The average of membership function of 12 quantity traits was between 0.22 and 0.81. The correlation analysis showed that there were extremely significant positive correlation between plant height and plant width, waist, leaf length, leaf width and single plant weight(P<0.01,the same below).  There was extremely significant positive correlation between plant width and waist, leaf length, leaf width, and between waist and leaf length, leaf width and single weight. There was significant positive correlation between leaf width and short stem transverse diameter(P<0.05), the correlation coefficient was 0.476. Petiole width was negatively correlated with short stem longitudinal diameter, and extremely positively correlated with dry matter rate, and short stem transverse diameter was extremely positively correlated with single plant weight.The extracted characteristic values of the eight principal components were all above 1.0, and the cumulative contribution rate of the eight principal components reached 87.45%. The 20 Chinese pakchoi varieties were clustered into five groups by cluster analysis. There are five resources in group Ⅰ, three in group Ⅱ, one in group Ⅲ, one in group Ⅴ, and 10 resources in group Ⅳ, among them, Xialü No.2, Chunyou No.5 and Jinglü No.7 of group II had the best commercial properties. 【Conclusion】The genetic diversity index and variation degree of phenotypic traits of pakchoi resources are high, and there are abundant variation degree and diversity, and the nutrient content of different pakchoi resources is obviously different. Through comprehensive membership function and nutrient composition analysis, the three pakchoi varieties of Chunyou No.5 and Chunyou No.2 present fine performance in open field planting in Qinghai, they are suitable for promotion in Qinghai.

Key words: pakchoi; introduction; genetic diversity; agronomic traits

Foundation item:National Natural Science Foundation of China(31960602); Qinghai Natural Science Foundation for Youth(2019-ZJ-979Q); Key Laboratory Project of Qinghai Science and Technology Department(2020-ZJ-Y02); Pro-ject of Qinghai Academy of Agriculture and Forestry(2018-NKY-008)

0 引言

【研究意义】青海高原气候冷凉,非常适合十字花科蔬菜作物种植,但由于种植品种单一,适合当地种植的白菜品种已出现退化现象。小白菜(Brassica pekinensis)即不结球白菜,俗称青菜,一年或二年生草本植物,在我国各地均有栽培,以长江中下游栽种最广,一年四季均可供应(刘凤军等,2011),是非常重要的叶菜类蔬菜(程昕,2012)。小白菜质地鲜嫩,味道清香,且富含多种营养元素,深受人们喜爱(李桂花等,2016)。小白菜具有生育期短、对环境适应性强、生产成本低及可随时播种的特点,解决蔬菜淡季供应不足、保证蔬菜均衡供应、稳定菜价起着重要作用。种质资源的鉴定和筛选是培育和改良品种的一项基础工作(刘胤等,2016;张鸿燕等,2018)。近年来,为满足人们对小白菜周年均衡供应的需求,适合不同区域环境的新品种选育迫在眉睫。青海地区昼夜温差大、环境无污染,当地生产的蔬菜品质优,但现有能适应高寒地区的油白菜种植品种较少,且在长期的生产中易造成品种的单一化(谢晋等,2018),因此拓宽白菜种质资源,丰富遗传多样性势在必行。【前人研究进展】至今,国内已有众多学者对小白菜进行了大量研究。在栽培方面,吴菊等(2017)从出苗率、产量及品质等方面研究有机基质栽培叶菜的优缺点,结果表明有机基质栽培可有效改善夏季高温季节小白菜或小青菜出苗率低的问题;朱静妍等(2019)研究不同氮磷钾水平对水培小白菜产量的影响,结果表明不同磷、钾浓度对地上部鲜重与不同氮、钾浓度对根部鲜重影响变化趋势一致,均在低水平时鲜重较高,随着浓度的增加,鲜重先升高后降低。在小白菜生长发育及品质方面,卢琪等(2019)研究不同浓度一氧化氮(NO)气体对小白菜生物量、营养及抗氧化品质的影响,结果表明适量增加外源NO气体对小白菜的生物量及品质均有一定促进效果,在蔬菜大棚生产中,施加NO 100 mL/L对提高小白菜生长和品质的效果最好;阮亚男等(2019)研究离子液体1-丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸对小白菜种子萌发、幼苗生长、抗氧化系统的影响,结果表明液体浓度越大,其对小白菜生长的影响越强;张陆云等(2019)研究铅处理下小白菜种子的萌发及幼苗生长情况,发现各浓度铅胁迫对小白菜发芽率、发芽势及发芽指数均无显著影响,但不同浓度铅胁迫明显抑制小白菜活力指数、胚根长和幼苗生物量。在小白菜种质资源方面,马金健等(2015)研究50份小白菜种质的表型遗传多样性,结果表明苗期12个数量性状的变异系数为20.69%~71.68%,平均值为34.30%,其中单株重的变异系数最大,叶宽的变异系数最小;李桂花等(2017)采用SRAP和SSR分子標记对41份小白菜进行遗传多样性分析,结果显示小白菜品种具有丰富的遗传多样性,大多数小白菜种质资源间的亲缘关系与其地理来源存在明显的相关性;谢晋等(2018)对55份小白菜自交系进行SSR遗传多样性分析,得到105个多态性位点,平均每对引物扩增的条带数为2.4,每条染色体上平均多态性位点为10.5个,遗传距离在0.0169~0.7544,平均为0.3730,参试材料间差异明显。【本研究切入点】至今,鲜见针对青海高海拔地区小白菜种质资源适应性进行系统研究的相关报道。【拟解决的关键问题】以20份京研系列小白菜品种为试验材料,通过对供试材料种植后的形态学、生理生化等指标进行系统研究,旨在筛选适宜我国冷凉地区种植的优异小白菜种质,为青海高原小白菜品种资源保护和利用提供理论依据。

1 材料与方法

1. 1 试验地概况

试验地位于青海大学农林科学院园艺所试验基地(东经101°45′、北纬36°42′),海拔2320 m。该地区属湟水流域灌溉区,土壤为栗钙土,土壤有机质20.28 g/kg,pH 8.12,全氮1.17 g/kg,全磷2.18 g/kg,全钾22.5 g/kg,速效氮69.0 mg/kg,速效磷65.0 mg/kg,速效钾229.0 mg/kg。

1. 2 试验材料

选取的20份京研系列杂交小白菜品种均由北京市农林科学院蔬菜研究中心提供,生育期在45 d左右,且具有抗逆性强、品质优、产量高的特点。其中,包括京研快菜6份、京冠系列3份、四季快菜1份、京绿系列2份、夏绿1份、春油系列4份、新奶白1份、国夏1份、紫冠1份。

1. 3 试验方法

1. 3. 1 试验设计 采用单因素随机区组设计。每小区面积4.00 m2(5.0 m×0.8 m),种植100株,3次重复。于2018年6月6日播种,期间正常进行水肥管理,当年7月13日成熟期时进行数据统计。

1. 3. 2 植物学性状调查 参照李锡香和沈镝(2006)在《不结球白菜种质资源描述规范和数据标准》中使用的统计方法对所有小白菜品种的农艺性状及营养指标进行调查分析。在成熟期,对所有材料分别进行27项指标检测,其中包括12项数量性状(株高、株幅、腰粗、叶长、叶宽、叶柄长、叶柄宽、短缩茎横茎、短缩茎纵茎、单株重、净菜重和干物质率),11项质量性状(株型、叶形、叶型、束腰性、叶顶端形状、叶缘波状、叶缘齿状、叶面毛刺、叶色、叶脉鲜明度和叶柄色),4项营养指标[维生素C(Vc)、粗纤维、亚硝酸盐和硝态氮]。数量性状采用电子游标卡尺和钢卷尺测定;质量性状采用赋值的方式进行,详见表1。根据4分点原则和相关研究的分级标准(都真真等,2016;梁吉业等,2016)对各性状数量分级并整理;计算各性状的Shannon-Weiner多样性指数(H'):

H'=∑PiInPi

式中,Pi为某一性状在第i个级别出现的频率。

隶属函数(吴欣明等,2018)计算公式如下:

R(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin

式中,Xi为指标的测定值,Xmax和Xmin分别为所有供试材料某一个指标的最大值和最小值。

1. 4 统计分析

通过Excel 2013对各数量性状数据进行处理与分析,采用SPSS 22.0进行测试指标的主成分分析,并以UPGMA法进行聚类分析与制图。

2 结果与分析

2. 1 小白菜品种数量性状多样性分析结果

由表2可看出,20份供试小白菜品种的数量性状差异明显,其H'分布在0.88~1.59,平均为1.45。其中,腰粗的H'最高,干物质率的H'最小;除干物质率外,其他数量性状的H'均大于1.00。由表2还可看出,各数量性状间存在不同程度的遗传变异,变异系数分布在0.03~0.41,其中,单株重、短缩茎纵径、叶柄宽和叶宽具有较大的离散程度,单株重的变异系数和极差均最大。综合各数量性状的变异系数、极差和多样性指数可知,各数量性状中单株重和叶宽呈现出明显的遗传差异。

2. 2 小白菜品种质量性状多样性分析结果

由表3可知,20份小白菜品种的质量性状中株型表现为直立的占25%,表现为半直立的占40%;束腰性表现为不束腰的占70%;叶形表现为近圆、长倒卵和椭圆的分别占35%、30%和30%;叶顶端性状表现为阔圆和圆的分别占60%和35%;叶缘性状中95%的小白菜是全缘无波;60%的小白菜叶色表现为绿或深绿;75%的小白菜具有明显的叶脉鲜明度;90%的小白菜叶柄色表现为浅绿或绿白;20份小白菜品种的叶型均表现为板叶且叶面无毛刺。11个质量性状的H'分布在0.00~1.16,平均为0.61,其中叶色的H'最大,叶型和叶面毛刺的H'最小,大部分质量性状间均表现出丰富的遗传多样性。

2. 3 小白菜品种营养成分含量分析结果

由表4可知,20份小白菜品种的Vc含量介于72.89~396.82 mg/100 gFW。其中,Vc含量在300.00~400.00 mg/100 gFW的品种有4份,分别为京绿7号、春油5号、春油3号和夏绿2号;Vc含量在200.00~300.00 mg/100 gFW的品种有2份,分别是京绿1号和春油1号;Vc含量在100.00~200.00 mg/100 gFW的品种有12份,其属于Vc含量较低品种,占供试品种的60%;Vc含量低于100.00 mg/100 gFW的品种有2份,分别是新奶白和京研紫快菜。供试小白菜品种京绿7号的Vc含量最高,京研紫快菜的Vc含量最低,2个品种间差异达显著水平(P<0.05,下同)。20份小白菜品种的粗纤维含量介于3.81%~23.00%。其中,粗纤维含量在15.00%~25.00%的小白菜品种有2份,分别是紫冠1号和春油4号;粗纤维含量在5.00%~15.00%的小白菜品种有16份,占供试品种的80%;粗纤维含量低于5.00%的小白菜品种有2份,分别是京研紫快菜和京研快菜6号。供试小白菜粗纤维含量最高的品种是紫冠1号,最低的是京研紫快菜,二者差异显著。供试小白菜品种的亚硝酸盐含量介于0.32~3.13 μg/g,有3份小白菜品种亚硝酸盐含量高于2.00 μg/g,分别是京研紫快菜、紫冠1号和春油3号;亚硝酸盐含量在1.00~2.00 μg/g的小白菜材料有7份,占供试品种的35%;亚硝酸盐含量低于1.00 μg/g的小白菜品种有10份,其属于亚硝酸盐含量相对较低的小白菜品种,占供试品种的50%。20份小白菜品种亚硝酸盐含量最高的是京研紫快菜,为3.13 μg/g,是京绿1号(含量最低,0.32 μg/g)的9.8倍,2个品种间差异显著。供试小白菜品种的硝态氮含量为16.67~604.72 mg/kgFW。其中,有13份品种的硝态氮含量在10.00~300.00 mg/kgFW,占供试品种的65%;6份品种的硝态氮含量在300.00~600.00 mg/kgFW,占供试品种的30%;硝态氮含量在600.00 mg/kgFW以上的小白菜品種仅有春油1号,其属于硝态氮含量较高的材料,是含量最低品种四季快菜(16.67 mg/kgFW)的35倍以上,2个品种间差异显著。

2. 4 小白菜品种的隶属函数分析结果

由表5可知,20份小白菜品种的隶属函数均值(R)介于0.22~0.81,R≥0.50的品种分别为四季快菜、京研快菜、京研快菜2号、京研快菜4号和春油5号,其中四季快菜的R最高,可能是由于该品种在表型性状上极具优势,尤其是叶长、株高和株幅3个性状。R介于0.40~0.50的品种有7份,占供试品种的35%;介于0.30~0.40的品种有6份,占供试品种的30%;介于0.20~0.30的品种有2份,分别为紫冠1号和京冠F1。

2. 5 小白菜品种数量性状的相关分析结果

数量指标是反映小白菜商品性的重要指标,对小白菜育种而言,选育叶大及净菜率高的品种资源具有重要意义。由小白菜品种数量性状的相关分析结果(表6)可知,株高与株幅、腰粗、叶长、叶宽和单株重均呈极显著正相关(P<0.01,下同),与短缩茎横径呈显著正相关;株幅与腰粗、叶长和叶宽均呈极显著正相关,与短缩茎横径和单株重呈显著正相关;腰粗与叶长、叶宽和单株重均呈极显著正相关,与短缩茎横径和净菜率呈显著正相关;叶长与叶宽呈极显著正相关,与短缩茎横径和单株重呈显著正相关;叶宽与短缩茎横径呈显著正相关;短缩茎横径与单株重呈极显著正相关;单株重与净菜率呈显著正相关。其中,株高与叶长的相关系数(0.950)最大。另外,短缩茎横径与短缩茎纵径,短缩茎纵径与单株重、净菜率和干物质率,单株重和净菜率与干物质率间均存在负相关。在今后实际生产中,可用株高和短缩茎横径衡量单株重,用单株重及腰粗衡量净菜率,用叶柄宽大小衡量干物质率,从直观的农艺学性状可预判小白菜产量和品质。

2. 6 小白菜品种的主成分分析结果

以特征值大于1.00为标准提取主成分,结果(表7)显示,在25个主成分中,前8个主成分累计贡献率达87.45%,其中第一主成分(PC1)的特征值为7.36,方差贡献率最大(29.43%),其中作用较大的性状主要有叶长(0.90)、株高(0.87)、腰粗(0.86)、株幅(0.86)、叶宽(0.81)、单株重(0.74)、叶缘波状(0.73)和叶缘齿状(0.73),即主要反映6项数量性状指标和2项质量性状指标。第二主成分(PC2)特征值为3.62,贡献率为14.48%,作用较大的性状主要包括干物质率(0.82)、叶色(0.58)、亚硝酸盐含量(0.57)、束腰性(0.52)、粗纤维含量(0.39)和叶柄色(0.31)即主要反映3项营养指标和3项数量性状指标。第三主成分(PC3)特征值为2.97,贡献率为11.88%,主要性状分别为叶柄长(0.77)、Vc含量(0.57)、叶缘波状(0.40)、叶缘齿状(0.40)、叶形(0.38)、叶脉鲜明度(0.38)和叶柄色(0.33),即主要反映5项质量性状指标、1项数量性状指标和1项营养指标。第四主成分(PC4)特征值为2.18,贡献率为8.74%,主要性状为叶柄色(0.54)、叶形(0.52)、束腰性(0.37)和净菜率(0.31),即主要反映3项质量性状指标和1项数量性状指标。第五主成分(PC5)特征值为1.94,贡献率为7.75%,主要性状为粗纤维含量(0.55)、净菜率(0.55)、叶缘波状(0.31)和叶缘齿状(0.31),即主要反映2项数量性状指标和2项质量性状指标。第六主成分(PC6)特征值为1.50,贡献率为5.99%,主要性状为亚硝酸盐含量(0.58)、株型(0.53)、叶形(0.45)和叶脉鲜明度(0.37),即主要反映3项质量性状指标和1项营养指标。第七主成分(PC7)特征值为1.29,贡献率为5.14%,主要性状为硝态氮含量(0.35)、束腰性(0.27)和粗纤维含量(0.26),即主要反映2项营养指标和1个质量性状指标。第八主成分(PC8)特征值为1.01,贡献率为4.04,主要性状为叶顶端性状(0.32)、叶缘波状(0.31)和叶缘齿状(0.31),即主要反映3项质量性状指标。

2. 7 小白菜品种的聚类分析结果

依据25个性状的测试数据,对20份小白菜品种进行系统聚类分析(图1),在相似系数为8处,20份材料可分为五大类。第Ⅰ类共5份,分别为京研快菜4号、京冠4号、京冠F1、京研快菜和四季快菜,该类品种的营养指标测定值较低,其中Vc含量在100.39~183.60 mg/100 gFW,硝态氮含量和亚硝酸盐含量偏低;该类品种植株高,叶大,株型以直立、半直立为主,叶色翠绿。第Ⅱ类共3份,分别为夏绿2号、春油5号和京绿7号,该类品种的营养指标测定值偏高,其中Vc含量均高于350.00 mg/100 gFW,硝态氮含量平均为62.63 mg/kgFW,亚硝酸盐含量平均为1.13 μg/g;该类品种株型以半直立为主,不束腰,叶色翠绿,叶形以椭圆为主,叶缘为全缘。第Ⅲ类只有1份品种,为春油3号,其主要特点是叶柄长最长(8.47 cm),营养指标测定值均较高,株型直立,不束腰,叶形为椭圆,叶色绿色,叶缘为全缘。第Ⅳ类共有10份品种,该类品种的主要特点是硝态氮含量较高(平均值336.84 mg/kgFW),亚硝酸盐含量偏高,Vc含量较低,株型以半塌地为主,叶形主要为长倒卵,叶缘为全缘。第Ⅴ类只有1份品种,为春油1号,其主要特点是硝态氮含量最高,达604.72 mg/kgFW,亚硝酸盐含量偏低,Vc含量偏高,株型为半塌地,不束腰,叶形为椭圆,叶色绿色。

3 讨论

作物表型性状研究是对作物种质资源评价和高效利用的重要过程之一(张莹等,2016),植物表型性状的多样性由植物遗传和周围环境等多重因素共同决定,对植物表型性状的系统调查可充分体现出植株的综合表型形态特征(袁东升等,2019)。刘朝阳等(2014)对小白菜7个农艺性状进行遗传相关分析,结果表明小白菜主要农艺性状的变异系数在10.59%~65.53%,叶数变异系数最小,单株鲜重变异系数最大。本研究中供试的20份小白菜的质量性状变异指数在0.00~1.16,数量性状变异系数在0.03~0.41,H'在0.88~1.59,表明供试的小白菜品种大部分性状表现出丰富的遗传多样性。

小白菜植株內富含的矿物质有助于增强免疫力和强健身体,还含有丰富的Vc,具有延缓衰老和抗癌的作用(吕锡山,2013)。本研究对20个小白菜品种4个营养指标的测定分析结果表明,不同小白菜品种的营养物质含量存在明显差异,Vc含量范围在72.89~396.82 mg/100 gFW,高于吕锡山(2013)的研究结果,表明试验区的环境条件有助于小白菜Vc含量的积累。粗纤维是膳食纤维的一类,可促进机体肠胃蠕动,降低血糖含量和胆固醇含量,有助于改善口感(程晓彬等,2019),本研究中的紫冠1号和春油4号2个品种的粗纤维含量均在15.00%以上。小白菜也是富集硝酸盐的蔬菜之一,虽然NO3-本身对人体健康无害,但NO3-在人体内可被还原为亚硝胺,而亚硝胺是强致癌物质,严重影响人体健康(熊艳等,2003)。供试材料中亚硝酸盐含量最低的品种是京绿1号(0.32 μg/g),硝态氮含量最低的品种是四季快菜(16.67 mg/kgFW),2份材料可作为今后低硝酸化合物品种的推广。

叶菜类的生物量与生长势有关,叶菜类的农艺性状越好其生长势也越好,即生物产量和经济产量也越高(程智慧,2010)。本研究结果发现供试小白菜品种的各数量性状间存在相互影响,因此在今后选育区域品种时需综合考虑各项指标。主成分分析是通过将多个指标转化为少数综合指标的方法(王海平等,2014),通过对影响作物种质资源性状的多种因子进行分析,最终明确最主要的影响因子,更有利于对种质资源进行系统评价和分类(芮文婧等,2018)。本研究对20个小白菜品种的25个性状进行主成分分析,结果获得的Vc含量、粗纤维、干物质率、亚硝酸盐、硝态氮、净菜率、单株重和短缩茎纵径8个指标的主成分可代表小白菜常规测定的22个性状,今后针对小白菜农艺性状的统计调查时可重点对这8个指标进行调查。

通过数量性状隶属函数分析,发现四季快菜的R最高,即数量性状最丰富,其次是京研快菜、京研快菜2号、春油5号和京研快菜4号。根据小白菜的营养成分含量分析可知,春油1号和春油5号具有较高Vc含量、高硝态氮含量且粗纤维含量较低,夏绿2号和京绿7号也是营养含量较丰富的品种。因此综合隶属函数和营养成分分析筛选出春油5号和春油1号2个小白菜品种,结合其在青海当地露地种植的田间综合表现较优,认为其在青海适宜推广;另外,夏绿2号、春油3号和京绿7号3个小白菜品种也可适当种植。

韩建明等(2010)通过聚类分析,将收集的125份不结球白菜分为六大类,并根据每个分类组群内的一致特征明确了供试资源的类型。本研究通过对20份小白菜品种进行聚类分析,最终聚为五大类,其中,第Ⅰ类中Vc含量和粗纤维含量较低,商品性能一般;第Ⅱ类Vc含量和粗纤维含量偏高,硝态氮和亚硝酸盐含量处于居中水平;第Ⅲ类只有1份品种,该类品种叶柄长最长,营养指标测定值均较高;第Ⅳ类硝态氮含量和亚硝酸盐含量偏高,Vc含量较低,且株型以半塌地为主;第Ⅴ类只有1份品种,该类群硝态氮含量最高,株型为半塌地。目前市场上小白菜品种繁多,本研究仅对20份小白菜的23个表型性状和4个营养成分进行研究,后续可通过引种更多小白菜品种,并增加分子生物学手段进行系统的鉴定与筛选。

4 结论

参试小白菜资源表型性状的遗传多样性指数和变异程度较高,具有丰富的变异程度和多样性;不同小白菜资源营养成分含量具有明显的差异性。综合隶属函数和营养成分分析筛选出春油5号和春油1号2个小白菜品种,结合在青海当地的露地种植情况,综合表现较优适宜在青海当地推广。研究结果为今后小白菜品种在青海地区的开发利用打下基础。

参考文献:

程昕. 2012. 几种小白菜的品种植物学性状调查及品质分析[J]. 现代园艺,(8):12. [Cheng X. 2012. Investigation of botanical characters and quality analysis of several Chinese cabbage cultivars[J]. Xiandai Horticulture,(8):12.]

程晓彬,王金苗,于江莲. 2019. 氮肥减量施用对小白菜生长的影响[J]. 现代园艺,(21):5-6. [Cheng X B,Wang J M,Yu J L. 2019. Effects of reduced nitrogen application on the growth of pakchoi[J]. Xiandai Horticulture,(21):5-6.]

程智慧. 2010. 蔬菜栽培学总论[M]. 北京:科学出版社:65. [Cheng Z H. 2010. General introduction to the science of vegetable cultivation[M]. Beijing:Science Press:65.]

都真真,李錫香,宋江萍,武亚红,赵青,徐婷,张晓辉,Barbara Hellier,Jinguo Hu,王海平. 2019. 228份引进大蒜资源的表型多样性分析及适应性初步评价[J]. 植物遗传资源学报,20(5):1186-1196. [Du Z Z,Li X X,Song J P,Wu Y H,Zhao Q,Xu T,Zhang X H,Hellier B,Hu J G,Wang H P. 2019. Phenotypic diversity and adaptability analysis of 228 accessions of introduced garlic genetic resources[J]. Journal of Plant Genetic Resources,20(5):1186-1196.]

韩建明,侯喜林,徐海明,史公军. 2010. 不结球白菜种质资源形态性状多样性分析[J]. 生物数学学报,25(1):137-146. [Han J M,Hou X L,Xu H M,Shi G J. 2010. Morphological diversity of non-heading Chinese cabbage(Brassica campestres ssp. Chinensis Makino) germplasm[J]. Journal of Biomathematics,25(1):137-146.]

李桂花,陈汉才,张艳,黎庭耀. 2017. 小白菜种质遗传多样性与亲缘关系的SRAP和SSR分析[J]. 广东农业科学,44(5):37-45. [Li G H,Chen H C,Zhang Y,Li T Y. 2017. Genetic diversity and phylogenetic relationships analysis of Chinese cabbage germplasm resources by SRAP and SSR[J]. Guangdong Agricultural Sciences,44(5):37-45.]

李桂花,谈近强,陈汉才,陆美莲,张艳,黎庭耀,叶莹莹,张慧. 2016. 不同品种小白菜的营养品质比较试验[J]. 广东农业科学,43(9):26-32. [Li G H,Tan J Q,Chen H C,Lu M Y,Zhang Y,Li T Y,Ye Y Y,Zhang H. 2016. Comparison of nutrional quality of different varieties of Chinese cabbage[J]. Guangdong Agricultural Sciences,43(9):26-32.]

李锡香,沈镝. 2008. 不结球白菜种质资源描述规范和数据标准[M]. 北京:中国农业出版社. [Li X X,Shen D. 2008. Specification of germplasm resources description and data standard for non-heading Chinese cabbage[M]. Beijing:China Agriculture Press.]

梁吉业,冯晨娇,宋鹏. 2016. 大数据相关分析综述[J]. 计算机学报,(1):1-18. [Liang J Y,Feng C J,Song P. 2016. A survey on correlation analysis of big data[J]. Chinese Journal of Computers,(1):1-18.]

刘凤军,宋英,李军,佘旭东,牟建梅,张国芹,徐君. 2011. 秋茬青梗小白菜品种(系)比较试验[J]. 长江蔬菜,(14):33-35. [Liu F J,Song Y,Li J,She X D,Mou J M,Zhang G Q,Xu J. 2011. Comparison of Chinese cabbage cultivars(lines) cultivated in autumn[J]. Journal of Chang-jiang Vegetables,(14):33-35.]

刘胤,陈涛,张静,王珏,王浩,汤浩茹,王小蓉. 2016. 中国樱桃地方种质资源表型性状遗传多样性分析[J]. 园艺学报,43(11):2119-2132. [Liu Y,Chen T,Zhang J,Wang J,Wang H,Tang H R,Wang X R. 2016. Genetic diversity analysis of Chinese cherry landraces(Prunus pseudo-cerasus) based on phenotypic traits[J]. Acta Horticulturae Sinica,43(11):2119-2132.]

刘朝阳,穆金艳,孙丽,余美鲜. 2014. 小白菜主要营养品质及与农艺性状的相关分析[J]. 北方园艺,(15):10-13. [Liu Z Y,Mu J Y,Sun L,Yu M X. 2014. The correlation analysis on main nutrient quality and agronomic traits of pakchoi[J]. Northern Horticulture,(15):10-13.]

卢琪,宋天琦,潘维,徐茜茹,吴蔡楠,宋必秀,都韶婷. 2019. NO浓度对小白菜生长和品质的影响[J]. 植物营养与肥料学报,25(3):453-460. [Lu Q,Song T Q,Pan W,Xu X R,Wu C N,Song B X,Du S T. 2019. Effects of application of NO on plant growth and quality of pakchoi(Brassica chinensis L.)[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers,25(3):453-460.]

呂锡山. 2013. 不同品种小白菜的生物学性状及品质比较研究[D]. 杭州:浙江农林大学:8-9. [Lü X S. 2013. Comparative study on biological characteristics and quality of different pakchoi cultivars[D]. Hangzhou:Zhejiang A & F University:8-9.]

马金健,李宁,张淑娟,鱼昭君,惠麦侠. 2015. 小白菜种质资源苗期表型性状的多样性分析[J]. 北方园艺,(17):21-24. [Ma J J,Li N,Zhang S J,Yu Z J,Hui M X. 2015. Diversity analysis of non-heading Chinese cabbage based on seeding phenotypic traits[J]. Northern Horticulture,(17):21-24.]

阮亚男,韩阳,邢晓琳,崔智昕,孟靖. 2019. 离子液体[C3mim]BF4对小白菜幼苗抗氧化特性的影响[J]. 核农学报,34(1):195-202. [Ruan Y N,Han Y,Xing X L,Cui Z X,Meng J. 2019. Effects of the ionic liquid[C3mim]BF4 on antioxidant properties of pakchoi seedlings[J]. Journal of Nuclear Agricultural Sciences,34(1):195-202.]

芮文婧,王晓敏,张倩男,胡学义,胡新华,付金军,高艳明,李建设. 2018. 番茄353份种质资源表型性状遗传多样性分析[J]. 园艺学报,45(3):561-570. [Rui W J,Wang X M,Zhang Q N,Hu X Y,Hu X H,Fu J J,Gao Y M,Li J S. 2018. Genetic diversity analysis of 353 tomato germplasm rsources by phenotypic traits[J]. Acta Horticulturae Sinica,45(3):561-570.]

王海平,李锡香,沈镝,邱杨,宋江萍,张晓辉,Philipp W S. 2014. 基于表型性状的中国大蒜资源遗传多样性分析[J]. 植物遗传资源学报,15(1):24-31. [Wang H P,Li X X,Shen D,Qiu Y,Song J P,Zhang X H,Philipp W S. 2014. Evaluation on genetic diversity of Garlic(Allium sativum L.) clones in China based on morphological chara-cters[J]. Journal of Plant Genetic Resources,15(1):24-31.]

吴菊,王呈阳,赵会娟,吴国泉. 2017. 有机基质栽培对夏季小白菜产量及品质的影响[J]. 浙江农业科学,58(8):1346-1349. [Wu J,Wang C Y,Zhao H J,Wu G Q. 2017. Effects of organic substrate cultivation on the yield and quality of Chinese cabbage in summer[J]. Journal of Zhejiang Agricultural Sciences,58(8):1346-1349.]

吳欣明,郭璞,池惠武,方志红,石永红,王运琦,刘建宁,王赞,王学敏. 2018. 国外紫花苜蓿种质资源表型性状与品质多样性分析[J]. 植物遗传资源学报,19(1):103-111. [Wu X M,Guo P,Chi H W,Fang Z H,Shi Y H,Wang Y Q,Liu J N,Wang Z,Wang X M. 2018. Diversity analy-sis of phenotypic traits and quality characteristics of Alfalfa(Medicago sativa) introducted from abroad germplasm resources[J]. Journal of Plant Genetic Resources,19(1):103-111.]

谢晋,滕长才,赵志刚,余青兰,赵洪朝. 2018. 五十五份小白菜自交系的SSR遗传多样性分析[J]. 北方园艺,(12):7-12. [Xie J,Teng C C,Zhao Z G,Yu Q L,Zhao H C. 2018. Analysis on genetic diversity of fity-five Brassica campestris L. by SSR markers[J]. Northern Horticulture,(12):7-12.]

熊艳,尹增松,马艳兰,林克惠. 2003. 蔬菜中硝酸盐污染现状及其防治措施[J]. 云南农业大学学报,18(3):304-308. [Xiong Y,Yin Z S,Ma Y L,Lin K H. 2003. The situation and control measures of nitrate pollution in vegetables[J]. Journal of Yunnan Agricultural University,18(3):304-308.]

袁东升,王晓敏,赵宇飞,潘兵青,白嫆嫆,胡新华,付金军,高艳明,李建设. 2019. 100份番茄种质资源表型性状的遗传多样性分析[J]. 西北农业学报,28(4):594-601. [Yuan D S,Wang X M,Zhao Y F,Pan B Q,Bai R R,Hu X H,Fu J J,Gao Y M,Li J S. 2019. Genetic diversity analysis of 100 tomato germplasm resources based on phenotypic traits[J]. Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica,28(4):594-601.]

张鸿燕,方荣,周坤华,袁欣捷,陈学军. 2018. 茄子种质资源遗传多样性与种质创新研究进展[J]. 江西农业学报,30(7):45-50. [Zhang H Y,Fang R,Zhou K H,Yuan X J,Chen X J. 2018. Research advances in genetic diversity and germplasm innovation of eggplant germplasm resour-ces[J]. Acta Agriculturae Jiangxi,30(7):45-50.]

张陆云,任艳芳,何俊瑜,王伟,崔志文,王羲玥,张黎明. 2019. 不同品种小白菜萌发期对铅胁迫的耐性差异及其生理机制[J]. 植物生理学报,55(10):1467-1480. [Zhang L Y,Ren Y F,He J Y,Wang W,Cui Z W,Wang X Y,Zhang L M. 2019. Tolerance and physiological mechanism of different varieties of pakchoi to lead stress at germination stage[J]. Plant Physiology Journal,55(10):1467-1480.]

张莹,曹玉芬,霍宏亮,田路明,董星光,齐丹,张小双. 2016. 基于花表型性状的梨种质资源多样性研究[J]. 园艺学报,43(7):1245-1256. [Zhang Y,Cao Y F,Huo H L,Tian L M,Dong X G,Qi D,Zhang X S. 2016. Research on diversity of pear germplasm resources based on flowers phenotype traits[J]. Acta Horticulturae Sinica,43(7):1245-1256.]

朱静妍,刘强,黎鑫宇,廖荣华,宋城业,罗琪,谭宁宁. 2019. 不同氮磷钾水平下水培小白菜产量的研究[J]. 南方农机,50(17):72-73. [Zhu J Y,Liu Q,Li X Y,Liao R H,Song C Y,Luo Q,Tan N N. 2019. Study on the yield of pakchoi hydroponically cultured under different N P K levels[J]. China Southern Agricultural Machinery,50(17):72-73.]

(责任编辑 邓慧灵)

收稿日期:2019-12-05

基金项目:国家自然科学基金项目(31960602);青海省自然科学青年基金项目(2019-ZJ-979Q);青海省科学技术厅重点实验室开放项目(2020-ZJ-Y02);青海省农林科学院基金项目(2018-NKY-008)

作者简介:*为通讯作者,任延靖(1991-),博士,主要从事蔬菜遗传育种与分子生物学研究工作,E-mail:renyan0202@163.com。赵孟良(1986-),主要从事蔬菜遗传育种与分子生物学研究工作,E-mail:8304269@163.com

猜你喜欢
遗传多样性引种小白菜
我的小白菜
学做小白菜炒油面筋
小白菜
茄子种质资源农艺性状遗传多样性分析