江苏地区秋冬茬移栽不结球白菜品种资源评价

尹 莲,赵建锋,孙玉东,罗德旭,王林闯,许文钊,刘 璐

(江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所,淮安市设施蔬菜重点实验室,淮安 223001)

不结球白菜(Brassica campestrisssp.ChinensisMakino)为十字花科(Cruciferae)芸薹属(Brassica)白菜类作物,又称小白菜、青菜,起源于我国长江下游地区,是城乡居民终年喜食的大众化蔬菜之一[1]。 我国不结球白菜种质资源丰富,其品种类型已超过600 个,在世界范围内具有重要地位。 不结球白菜在南方栽培面积较广,占长江中下游各城市蔬菜总产量的30%—40%,在蔬菜周年生产和供应上具有重要地位[2]。 随着新品种的不断育成和推广,种质资源的保存和利用也逐渐引起人们的关注,因此评价和分析不结球白菜农艺性状的规律对品种认定及种质资源利用具有重要意义。

不结球白菜生长速度快、营养价值高且种类丰富,是蔬菜中含矿物质和维生素最丰富的叶菜[3-4]。 目前关于不结球白菜种质资源农艺性状的评价分析已有报道。 王学芳等[5]对不结球白菜的10 个农艺性状进行简单相关、偏相关和通径分析,揭示了多种性状对其产量的影响。 崔瑾等[6]对不结球白菜杂交种的产量性状进行遗传相关和通径分析,发现单株质量、株高、叶片质量是影响不结球白菜产量的重要性状。刘慧琴等[7]经过品种比较试验,发现地方品种‘衢州青’产量较高。 崔秀敏等[8]探究了不结球白菜生物性状与抗病性之间的关系,发现多个性状影响其病情指数。 谢鑫鑫等[9]对46 份不结球白菜资源的农艺性状进行描述,发现各性状间相关性较高,有7 个主要因子能反映不结球白菜农艺性状的总体信息,累计贡献率达78.96%。

江苏地区作为不结球白菜主要的生产和消费基地,种质资源尤其丰富,但是针对该地品种资源评价的报道还较为缺乏。 本研究选取江苏省近年来育成的25 个不结球白菜品种,通过调查其田间表现,并对采收期的13 个主要农艺性状指标进行差异性、相关性及聚类分析,旨在为不结球白菜品种认定及种质资源的高效利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选取25 个不结球白菜品种:‘HB375’ ‘HB301’ ‘HB17’ ‘HB01’ ‘NSXF’ ‘NSDM’ ‘NN5246’‘NN5254’‘NN2108’‘NN21A004’‘NN21B002’‘HB802’‘上海青’‘HB102’‘HB191’‘NSAJH’‘NSAXB’‘HB02’‘矮脚黄’‘SQ02’‘SQ06’‘SX04’‘苏州青’‘HX02’和‘XQC’,其中‘上海青’‘矮脚黄’‘苏州青’种子分别购于南京丰邦种业有限公司、南京绿领种业有限公司和南京嘉华农业发展有限公司,其余品种均由淮安市设施蔬菜重点实验室保存。

1.2 试验方法

试验在江苏省淮安市农业科学院科研创新基地进行(33o50’N,119o05’E)。 于2021 年9 月10 日在穴盘中播种,每穴播1 粒种子,播后用基质覆盖;10 月5 日将小白菜苗移栽定植于田间,试验地每667 m2施入充分腐熟有机肥1 000 kg 或三元复合肥(N15-P15-K15)40 kg;定植行距为25 cm×25 cm。 区域试验采用完全随机区组排列,设置3 次重复。

在采收期(播种后60 d)随机取样,每个品种随机选取9 株,测量其株高、叶片开展度、单株质量、单株叶片数、最大叶长、最大叶宽、叶柄长、叶柄宽、叶柄厚、叶质量、叶片质量和叶柄质量。 株高是植株基部到顶部的长度(cm)。 最大叶长、最大叶宽、叶柄长、叶柄宽、叶柄厚、叶质量、叶片质量和叶柄质量均选取各株最大叶进行测定。 叶长是最大叶的叶柄基部至叶片顶部的长度;叶片长是叶片与叶柄分界处至叶片顶部的长度;叶柄长为叶柄基部至叶片与叶柄分界处的距离;叶柄宽是最大叶叶柄基部的宽度;叶柄厚为叶柄基部最厚处凹面与凸面间的平行距离。 随机选取50 株不结球白菜进行产量测定。

1.3 数据处理

使用Excel 2019 软件进行差异性分析;利用SPSS 22.0 软件进行相关性、主成分和聚类分析。 使用Pearson 相关系数法进行相关性分析,采用t检验方法进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不结球白菜的形态特征

如图1 所示,25 个不结球白菜品种植株的形态差异较大。 田间生长情况显示,除品种‘HB191’(10.71%)与‘苏州青’(7.14%)外,大部分品种田间整齐度较高,杂株率低(表1)。 株型较大的品种有‘HB17’‘NN5246’‘NN2108’‘NN21A004’‘HX02’和‘XQC’,较小的品种有‘矮脚黄’‘HB02’‘NSAXB’‘NSAJH’和‘HB802’,其余品种差异不大。 除株型外,不结球白菜叶柄的颜色也明显不同。 ‘NN5246’‘NN5254’‘NSAJH’‘HB102’‘HB191’‘HB02’和‘矮脚黄’的叶柄为白色,其余品种均为浅绿或白绿色。‘NN2108’叶片为紫绿色,‘SX04’为深绿,其余品种为黄绿、浅绿或中等绿。 束腰株型品种有‘HB375’‘HB301’‘HB17’‘NSDM’‘HB802’‘HB02’‘上海青’‘HB191’‘NSAXB’和‘苏州青’。 ‘HX02’和‘XQC’叶片表面皱缩,且叶缘波状程度较大,其余品种叶面与叶缘平滑。

图1 25 个秋冬茬移栽小白菜品种植株的形态特征Fig.1 Morphological characteristics of 25 non-heading Chinese cabbage varieties transplanted in autumn-winter

表1 不结球白菜田间生长情况Table 1 Field growth condition of non-heading Chinese cabbage

2.2 不结球白菜主要农艺性状的差异性分析

由表2 可知,不结球白菜品种农艺性状差异较大。 变异系数最大的是叶柄长(33.65%),其次是叶柄质量和叶片质量,分别为33.17%和32.45%,叶质量、单株质量、叶柄厚和产量的变异系数也较大。 株高、最大叶宽、单株叶片数和叶片开展度的变异系数较小,分别为15.34%、14.17%、11.37%和10.26%,表明这些性状遗传相对稳定。 产量最高的品种是‘HB301’,产量高于平均数的品种有‘HB375’‘NSDM’‘NN5246’‘NN5254’‘NN21A004’‘NN21B002’‘HB802’‘上海青’‘NSAXB’‘SQ02’和‘苏州青’。 单株叶片数高于平均数的品种有‘HB102’‘NSAXB’‘矮脚黄’和‘SQ06’。 ‘HB301’单株质量最大,‘NN5246’叶质量、叶柄质量和叶片质量均最大,‘HX02’的株高、叶片开展度和最大叶长均最大。

表2 25 个秋冬茬移栽不结球白菜品种农艺性状的变异分析Table 2 Variation analysis of agronomic traits of 25 non-heading Chinese cabbage varieties transplanted in autumn-winter

2.3 不结球白菜主要农艺性状的相关性分析

如表3 所示,产量与单株质量(0.702)和叶柄质量(0.717)呈极显著正相关,与株高(0.399)、叶柄宽(0.491)和叶柄厚(0.490)相关系数也较大,说明单株叶柄质量越大,株高越高,叶柄越宽越厚,产量越高;单株质量与叶质量(0.692)、最大叶长(0.239)、叶柄质量(0.818)、叶柄宽(0.653)、叶柄厚(0.313)和叶片质量(0.209)均呈极显著正相关,与最大叶宽(0.151)和叶柄长(0.171)显著相关,说明多个因素影响植株的单株质量;叶柄厚与叶片质量呈显著负相关,表明二者关系不大;除单株叶片数外,叶柄质量均与其他性状极显著相关,说明叶柄质量影响多个农艺性状;叶柄长与叶柄宽和叶柄厚呈显著负相关,相关系数分别为-0.079 和-0.009。

表3 25 个秋冬茬移栽不结球白菜品种农艺性状的相关性分析Table 3 Correlation analysis of agronomic traits of 25 non-heading Chinese cabbage varieties transplanted in autumn-winter

2.4 不结球白菜主要农艺性状的主成分分析

对25 个不结球白菜的主要农艺性状进行主成分分析(表4),特征值大于1 的4 个主成分累计贡献率达78.561%。 第一成分的贡献率最大,为34.434%,特征值为4.476,主要反映叶质量(0.942)、叶柄质量(0.896)、单株质量(0.753)和最大叶长(0.671)等农艺性状。 单株叶片数( -0.621)为负值,表明植株的叶片数越少,其最大叶长越长,叶片和叶柄质量越大。 第二成分的特征值为3.320,贡献率为25.536%,主要反映产量和单株质量、叶柄的性状(叶柄宽和叶柄厚)。 第三成分的叶柄厚和叶片质量为负值,表明单株的叶柄厚和叶片质量越小,株高和叶片开展度最大。 第四成分的累计贡献率较小,特征值为1.016,贡献率为7.812%。

表4 25 个秋冬茬移栽不结球白菜品种农艺性状的主成分分析Table 4 Principal components analysis of agronomic traits of 25 non-heading Chinese cabbage varieties transplanted in autumn-winter

2.5 不结球白菜品种的聚类分析

对25 个不结球白菜品种资源进行聚类分析,发现在遗传距离为10 时可将其分为3 个类群(图2)。第Ⅰ类群包括‘XQC’‘HX02’‘苏州青’‘SX04’‘SQ06’‘SQ02’‘矮脚黄’‘HB02’‘NSAXB’‘NSAJH’‘HB191’和‘HB102’共12 个品种,主要包含了‘XQC’‘苏州青’和‘矮脚黄’3 组类型的品种,该类群的不结球白菜株高较为平均,叶质量和单株质量较小,最大叶长和最大叶宽也较小,叶柄长宽都较短,叶柄较薄且质量小;第Ⅱ类群包括‘上海青’‘HB802’‘NN21B002’‘NN21A004’‘NN2108’‘NN5254’‘NN5246’‘NSDM’和‘NSXF’共9 个品种,该类群产量和单株质量较大,叶片开展度较大,单株叶片数少,叶柄厚而长,叶片质量大;第Ⅲ类群包括‘HB01’‘HB17’‘HB301’和‘HB375’4 个品种,该类群产量较高,单株叶片数量多,叶片和单株质量大,叶柄厚且质量大(表5)。

图2 25 个秋冬茬移栽不结球白菜品种的聚类分析Fig.2 Clustering analysis of 25 non-heading Chinese cabbage varieties transplanted in autumn-winter

表5 各类群不结球白菜品种农艺性状的平均值Table 5 The average values of agronomic traits of non-heading Chinese cabbage varieties in different classes

3 讨论

种质资源是遗传研究的原材料,农艺性状的评价和鉴定是研究种质资源的基本方法。 依据农艺特性对种质资源进行分类具有重要意义,基于类间优势进行亲本选择,可以减少育种工作中亲本选择的盲目性[10]。 江苏地区拥有丰富的不结球白菜品种,吴擎柱[11]对苏南(昆山、无锡)、苏北(盐城)地区的不结球白菜栽培情况进行了调查,分析了高产优质的栽培技术。 杨献娟等[12]对江苏南通地方不结球白菜品种‘马耳朵’的特征及栽培技术进行探究,发现该品种品质优良,抗逆能力也较强。 韩建明等[13]对不结球白菜种质资源形态性状进行多样性分析,发现其具有明显的区域分布特点,且江苏的平均多样指数最高。

不结球白菜是以地上部分茎叶为食的1—2 年生草本植物,种质遗传丰富。 刘冬媛等[14]研究指出江淮流域的不结球白菜种质具有相对独立的遗传结构,并进一步验证了江淮流域不结球白菜的重要地位。本研究发现不结球白菜品种间不仅形态差异较大,农艺性状也存在较大变异。 13 个主要农艺性状的变异系数均超过了10%,其中叶柄长最大,叶柄质量和叶片质量次之,各性状间差异较大,表明其遗传改良的潜力较大[15-16]。 相关性分析结果表明各性状之间均有不同程度的关联,单株质量、叶柄质量、株高与叶柄宽等均与产量显著相关,因此在丰产育种过程中,可以选择这些性状作为参考以达到增产目的。 赖佳等[17]发现株幅、最大叶长和最大叶宽与不结球白菜单株产量关联性更高,这可能是品种和栽培方式的差异所致。 孙丽等[18]发现不结球白菜的单株鲜重与叶数、叶长和叶宽等呈极显著正相关,在品种认定时需关注叶片相关因子的情况。 本研究中,主成分分析显示4 个成分的累计贡献率达78.561%,能反映品种原来性状的遗传特征,因此在选育适宜品种时,需要依据各成分进行有侧重的选择[8,19]。 聚类分析将25个不结球白菜品种分为3 类,Ⅰ类群包含品种最多,Ⅱ类群和Ⅲ类群产量、单株质量、叶片质量和叶柄质量均较大,主要包含青梗菜,说明青梗菜基本性状类似,这与前人的研究结果一致[8]。 此外,外界环境及栽培技术对植株的农艺性状也有一定的影响[20]。

不结球白菜具有丰富的种质资源,对其进行比较、筛选和保存,对于培育性状优良的新品种具有重要意义[21]。 本研究对江苏地区秋冬茬不结球白菜进行综合评价,不仅为江苏地区不结球白菜的栽培生产提供参考,也为不结球白菜的种质资源利用提供基础。