云南主栽甘蓝型油菜品种硼效率分析*

张玉松，汪 骞，孙 超，米 超，张传利，周 超，刘有民，林良斌

(1.云南农业大学 农学与生物技术学院，云南 昆明 650201；2.云南省农业科学院 园艺作物研究所，云南 昆明 650202；3.云南农业大学 热带作物学院，云南 普洱 665000)

油菜(Brassica napusL.)是中国主要油料作物，为中国居民提供40%以上的食用油[1]。油菜是一种喜硼植物，缺硼会影响其生长发育，导致“花而不实”，严重影响油菜产量[2]。而中国绝大多数耕地特别是油菜主栽区的土壤硼含量偏低[3]，远远不能满足油菜正常生长的需求。因此，筛选油菜硼高效种质资源和培育硼高效油菜新品种，对油菜产业发展具有非常重要的意义。

有关甘蓝型油菜的硼效率研究已有一些报道。王运华等[4-5]以低硼与正常硼条件下的苗期地上部生物量比值和全生育期产量比值作为甘蓝型油菜硼效率评价指标，采用两步筛选法结果的吻合度达90%，并筛选到特早16 和青油10 号等7个硼高效品种以及Bakow 和95105 等2个硼低效品种。楮海燕等[6]也采用两步筛选法从130 份甘蓝型油菜品种中筛选出22个硼高效品种。杜昌文等[7]和年夫照等[8]研究发现：低硼处理下茎秆和根的硼含量呈现硼高效品种高于硼低效品种，而叶中硼含量呈现硼低效品种显著高于硼高效品种，但叶柄中硼含量无明显差异。徐芳森等[9]研究表明：正常硼处理下叶、茎和叶柄的硼含量相近，但低硼处理下不同硼效率甘蓝型油菜品种不同组织间硼含量存在差异，低效品种叶的硼含量比高效品种高16%，茎的硼含量则低17.7%，而叶柄的硼含量相近。云南是土壤有效硼缺乏的地区[10]，但云南主栽油菜品种的硼效率研究还未见报道。因此，本研究采用水培法对23个甘蓝型油菜品种的硼效率、不同组织的硼含量及其与硼效率的相关性进行分析，旨在为甘蓝型油菜硼高效种质资源的筛选和育种提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

23个供试材料种子来源于云南省各油菜育种单位及中国农业科学院油料作物研究所(表1)。

表1 供试品种及来源Tab.1 Tested cultivars and sources

1.2 试验方法

硼效率筛选分两步进行。第1 步：采用水培法培育幼苗，以低硼和正常硼处理下地上部生物量的比值作为筛选指标评价硼高、中、低效品种；第2 步：利用砂培法种植油菜，以低硼和正常硼处理下单株产量的比值作为筛选指标验证硼高、中、低效品种。

1.2.1 油菜硼效率的水培筛选

按霍格兰营养液配方配制营养液，设2个处理：0.25 μmol/L (低硼) 和25.00 μmol/L (正常硼)，硼浓度以H3BO4计。

选取饱满种子放置于有湿润滤纸的培养皿中进行催芽，露白后用海绵夹取插入到育苗盘的穴孔中，每穴1 粒种子，每处理15 穴，重复3 次。将播好种子的育苗盘漂浮置于含有去离子水的黑色塑料托盘中，1 周后更换为含硼的1/4 霍格兰营养液，3 d 后更换为含硼的1/2 霍格兰营养液，再经3 d 后换为含硼的全霍格兰营养液，之后每周更换1 次含硼的全霍格兰营养液，每次更换体积均为1 L。40 d 后整株取样，取5 株长势一致的植株，在105 ℃杀青30 min，然后在60～80 ℃烘干至恒质量，称量整株和地上部用于硼效率系数计算；将根、茎、叶和叶柄保存，根据苗期硼效率的筛选结果，从硼高、中、低效品种中分别选择3个品种进行正常硼和低硼处理下苗期根、茎、叶和叶柄的硼含量分析。

1.2.2 油菜硼效率的产量筛选

根据苗期的硼效率筛选结果，从硼高、中、低效品种中分别选择3个品种进行全生育期产量筛选。挑选籽粒饱满的种子催芽后移栽至30 cm×35 cm 的盆栽袋中，每盆装5 kg (蛭石+珍珠岩)混合基质，每个品种各处理种植15 盆，每盆种5 株，营养液施用与苗期相同，每隔2 d 施500 mL霍格兰营养液，其他管理方式与大田管理相同，直至收获成熟种子测量单株产量。

1.3 指标测定及计算

(1) 硼含量测定：利用姜黄素比色法[11]测定低硼和正常硼处理下根、茎、叶和叶柄的硼含量。

(2) 硼效率系数(boron efficient ratio，BER)：按以下公式计算并取3 次重复的平均值。BER≥0.9 为硼高效品种，0.6≤BER＜0.9 为硼中效品种，BER＜0.6 为硼低效品种。

(3) 硼含量降低率(reduction rate of boron content，RRBC)：按以下公式计算并取3 次重复的平均值。

(4) 相关性分析：为确定组织硼含量及硼含量降低率能否作为硼效率筛选的指标，对组织硼含量及硼含量降低率与硼效率系数的相关性进行分析。

1.4 数据统计与分析

数据采用Excel 2019 统计；相关性分析采用SPSS 26 进行；显著性分析采用DPS 软件进行。

2 结果与分析

2.1 不同甘蓝型油菜品种的硼效率分析

由表2 可知：正常硼处理下供试材料整株干质量为1.64～4.13 g，低硼处理下供试材料整株干质量为0.62～2.82 g。从23个供试品种中筛选出硼高效品种3个(中双8 号、中双9 号和云花油1 号)、硼中效品种6个和硼低效品种14个，表明云南主栽油菜品种多为硼中低效品种，只有云花油1 号为硼高效品种。

表2 硼对不同甘蓝型油菜品种整株干质量的影响Tab.2 Effect of boron on the whole plant dry weight of different Brassica napus cultivars

由表3 可知：正常硼处理下云南主栽品种的产量均大于省外品种，低硼处理均不同程度地降低油菜产量，随硼效率系数的降低，低硼处理较正常硼处理的油菜产量降低幅度增加。同时，苗期筛选的硼效率经产量验证后发现：苗期与全生育期的筛选的硼高、中、低效品种结果均一致，证明利用两步筛选法筛选不同硼效率甘蓝型油菜品种有较好的可靠性。

表3 硼对不同甘蓝型油菜品种单株产量的影响Tab.3 Effect of boron on the per plant yield of different B.napus cultivars

2.2 甘蓝型油菜苗期不同组织的硼含量分析

由表4 可知：正常硼处理下，不同硼效率品种间硼含量差异较小，但组织间硼含量呈叶＞叶柄＞茎＞根，表明叶片正常生长对硼的需求量更高，且在满足正常生长的情况下，硼主要储存在叶片的液泡中，故叶片的硼含量最高。正常硼处理下，硼低效品种的根、茎、叶和叶柄的硼含量均高于硼高效和中效品种。与正常硼处理相比，低硼处理根、茎、叶和叶柄的硼含量均不同程度地降低，其中根的硼含量降低幅度最大，这说明根对低硼响应最敏感。低硼处理下，大多数品种的组织硼含量表现为叶＞叶柄＞茎＞根，与正常硼处理一致；不同硼效率品种根、茎、叶和叶柄的硼含量均表现为硼高效品种＞硼中效品种＞硼低效品种，表明低硼处理下硼高效品种的硼吸收转运能力较强，能从外界吸收更多的硼并向生长中心分配，硼低效品种硼吸收转运能力弱，使各组织硼营养供不应求，极大地降低组织硼含量。

表4 甘蓝型油菜苗期各组织的硼含量Tab.4 The boron content of various tissues in the seedling stage of B.napus μg/g

2.3 苗期硼效率系数与组织硼含量的相关性分析

苗期硼效率系数与低硼处理下根、茎、叶和叶柄的硼含量均呈极显著正相关，相关系数分别为0.845、0.730、0.818 和0.644 (P＜0.01)，表明随着硼效率系数的增加，甘蓝型油菜根、茎、叶和叶柄中硼含量也增加，即品种耐低硼能力的强弱取决于它们积累硼能力的大小，最耐低硼的品种含有最高的组织硼含量，反之亦然；而硼效率系数与根和叶硼含量的相关系数均大于0.8，说明它们均可作为油菜硼高效种质资源的筛选指标。

苗期硼效率系数与根、茎、叶和叶柄的硼含量降低率均呈极显著负相关，相关系数分别为-0.965、-0.895、-0.922 和-0.753 (P＜0.01)，且苗期硼效率系数与根和叶硼含量降低率的相关系数均大于0.9，特别是根硼含量降低率的相关系数达到-0.965，说明以根硼含量降低率作为筛选油菜硼高效种质资源的指标更可靠。

3 讨论

缺硼严重影响油菜的生长发育，会导致油菜“花而不实”，甚至绝产。本研究利用两步筛选法对云南主栽甘蓝型油菜进行硼效率筛选，从云南主栽油菜品种中只筛选出1个硼高效品种，而随机选用的2个中国农业科学院油料作物研究所品种均为硼高效品种。这表明云南主栽油菜品种中硼高效品种很少，在今后油菜育种中要多选择硼高效种质资源作为育种亲本，并且在云南油菜生产中注意硼肥的施用。

本研究发现：正常硼处理下，不同硼效率品种间硼含量差异较小，但组织间差异呈叶＞叶柄＞茎＞根，且硼低效品种的根、茎、叶和叶柄硼含量均高于硼高效和中效品种，这与已有研究[12-14]结果相似。此外，低硼处理下硼高效品种的根、茎、叶和叶柄硼含量均大于硼中效和低效品种，这与杜昌文等[7]和徐芳森等[9]的研究结果不同，这可能是由于不同品种的硼储存能力有所差异。本研究还发现：低硼处理根、茎、叶和叶柄硼含量均不同程度地降低，其中根的硼含量降低幅度最大，这与黄玫等[15]的研究结果相似。

采用两步筛选法进行油菜硼效率的评价虽然准确度较高，但具有筛选周期长、易受环境影响和田间管理费时费力等缺点，因此，有必要筛选确定更多油菜硼效率评价的辅助指标，以提高筛选速度，节约成本。油菜的硼效率通常根据低硼下的生物量变化进行评价[4-6]，而薛建明等[16]分析低硼处理下油菜根长、株高、干物质量与硼效率的关系后认为：根长可作为油菜苗期硼效率筛选的有效指标。本研究通过分析苗期硼效率系数与低硼处理下硼含量及硼含量降低率的相关性发现：根的硼含量降低率与苗期硼效率系数的相关性最高，故认为它可作为评价油菜硼效率的可靠指标。

4 结论

本研究利用两步筛选法从23个甘蓝型油菜品种中筛选出3个硼高效品种、6个硼中效品种和14个硼低效品种。低硼处理均可降低油菜根、茎、叶和叶柄的硼含量，且硼中、低效品种的降低幅度大于硼高效品种，表明云南主栽甘蓝型油菜大多为硼中、低效品种，因此，在生产中应选用硼高效品种进行栽培种植或多施用硼肥以提高油菜产量和品质。根的硼含量降低率与硼效率系数的相关性最高，可作为硼效率筛选的辅助指标，提高硼效率的筛选效率。