彭琦+張潔夫+張維+陳松

摘要：采用改良的隨機碰撞法對162份常規(guī)油菜品種和219份高世代自交系材料的裂角性進行鑒定。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，抗裂角材料的數(shù)量在常規(guī)品種中占比為25.3%，在自交系中占比為21.9%，與前人的研究結(jié)果相比，抗裂角性好的品種占比越來越高，抗裂角已經(jīng)成為我國當(dāng)前油菜育種的重要目標(biāo)之一，而改良的隨機碰撞法可以為油菜裂角性評價和抗裂角品種選育提供技術(shù)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：甘藍(lán)型油菜；抗裂角；隨機碰撞法；裂角指數(shù)

中圖分類號：S634.303文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1002-1302（2014）11-0128-03

油菜是我國最主要的油料作物，常年種植面積在666.7萬hm2左右，產(chǎn)量在1300萬t左右。長期以來，我國油菜種植面積和總產(chǎn)量均居世界第一，占世界油菜種植面積和總產(chǎn)量的20%左右。近年來，隨著我國工業(yè)化進程的提高和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，農(nóng)業(yè)勞動力密集型產(chǎn)業(yè)已經(jīng)開始轉(zhuǎn)移，傳統(tǒng)的油菜生產(chǎn)方式已經(jīng)受到勞動力成本不斷提高和油菜機械化發(fā)展相對滯后所帶來的影響，油菜種植面積已經(jīng)呈現(xiàn)逐年下滑的趨勢。油菜的機械化面臨來自機械化移栽和收獲兩方面的挑戰(zhàn)，而油菜品種的抗裂角性差是當(dāng)前油菜機械化收獲中最突出的問題[1-2]。由于影響油菜裂角的因素較多，裂角過程復(fù)雜，準(zhǔn)確評價抗裂角性狀一直是育種家關(guān)注的問題。目前油菜抗裂角性鑒定方法主要有田間直測法、彎曲法、變速電機分裂法、鐘擺法、拉裂法和隨機碰撞法等[2-5]。本研究在前人方法的基礎(chǔ)上，對隨機碰撞法進行改進，建立了一套操作性強的快速鑒定方法。利用該方法對國內(nèi)搜集的381份甘藍(lán)型油菜核心種質(zhì)資源材料進行抗裂角性鑒定，并分析了這些品種和材料抗裂角指數(shù)的變異范圍，展示了我國油菜抗裂角育種的發(fā)展現(xiàn)狀。

1材料與方法

1.1材料

甘藍(lán)型油菜核心資源材料共計381份，由江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所提供，其中常規(guī)油菜品種162份，高世代自交系材料219份。

1.2試驗儀器

DHZ-CA大容量恒溫振蕩器（江蘇太倉實驗設(shè)備廠）、計時器、方形塑料容器、鋼珠等。

1.3試驗方法

材料種植：381份材料于2012年10月全部播種于江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院溧水植物科學(xué)基地試驗地，每份材料種植2行，每行12～15株，行距40cm，株距15cm。

取樣：黃熟期每份材料取長勢一致相鄰3株的主軸和2個分枝上的角果裝入網(wǎng)袋中，于常溫常壓下室內(nèi)懸掛30d進行自然干燥后儲放于恒溫恒濕的生長室1d以備檢測。

改進后的隨機碰撞法：整個檢測過程在生長室中完成，隨機取20個已干燥的角果放入邊長11.5cm、高4.5cm的方形帶蓋塑料容器內(nèi)，再放入50顆直徑為5mm的不銹鋼珠。蓋好蓋子后將容器放置在恒溫振蕩器（DHZ-CA型）上，轉(zhuǎn)速設(shè)置為300r/min，振幅30mm，振動2min后停下振蕩器，記錄破裂的角果數(shù)，以角果開裂或能看見油菜籽粒作為判斷破裂的標(biāo)準(zhǔn)。每份材料測試3個單株，每單株隨機取20個角果混合，共60個角果，3次試驗重復(fù)。最后計算抗裂角指數(shù)。

抗裂角指數(shù)=（20i-n1-n2-…-ni）/（20i）（n表示裂角數(shù)，i表示重復(fù)次數(shù)）。

1.4數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)采用Excel軟件進行分析。

2結(jié)果與分析

2.1常規(guī)油菜品種抗裂角指數(shù)變異分析

對162份常規(guī)油菜品種的抗裂角性結(jié)果進行統(tǒng)計后發(fā)現(xiàn)，平均抗裂角指數(shù)為0.47，變異范圍為0～0.98（圖1），說明各材料間的變異范圍較大，鑒定結(jié)果能較好地反映常規(guī)品種之間的差異。如果把抗裂角指數(shù)按圖2所示分成10個區(qū)間，從低到高各區(qū)間常規(guī)品種的數(shù)量分別為40、9、17、16、9、11、6、13、14、27個，說明現(xiàn)有的油菜常規(guī)品種中抗裂角性狀的變異趨向兩極分化，而且以抗裂角性差的品種為主。

2.2自交系材料抗裂角指數(shù)變異分析

對219份油菜高世代自交系材料的抗裂角性結(jié)果進行統(tǒng)計后發(fā)現(xiàn)，平均抗裂角指數(shù)為0.43，變異范圍也達(dá)到了0～0.98（圖3），說明各材料間的變異范圍較大，鑒定結(jié)果能較好地反映自交系材料之間的差異。如果把抗裂角指數(shù)按圖4所

示分成10個區(qū)間，從低到高各區(qū)間自交系材料的數(shù)量分別為68、13、17、9、21、15、17、11、13、35個。說明現(xiàn)有的油菜自交系材料當(dāng)中抗裂角性狀的變異也出現(xiàn)兩極分化，并且以抗裂角性差的品種為主，但是中等抗性材料及高等抗性材料的數(shù)量明顯上升。

2.3常規(guī)品種和自交系材料抗裂角性比較分析

將抗裂角指數(shù)按圖5所示分成5個區(qū)間，比較常規(guī)品種和自交系材料在各區(qū)間的分布數(shù)量百分比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，育成的常規(guī)品種中25.3%為抗裂角材料，高于自交系材料；而中等抗性的材料中自交系的占比分別為16.4%和12.8%，遠(yuǎn)高于常規(guī)品種的12.3%和11.7%，說明抗裂角性好的品種越來越多，而且以抗裂角性好作為育種目標(biāo)的后備材料也越來越多；抗裂角性差的自交系材料數(shù)量比常規(guī)品種多，自交系材料、常規(guī)品種數(shù)量百分比分別為37.0%、30.2%，說明大量的自交系材料將面臨機械化育種目標(biāo)的淘汰。

3討論

2012—2020年全國現(xiàn)代農(nóng)作物種業(yè)發(fā)展規(guī)劃中對油菜產(chǎn)業(yè)提出的科研目標(biāo)是培育適應(yīng)機械化作業(yè)、年推廣面積超過6.67萬hm2的新品種10個以上，其中抗裂角性狀是科研重點之一。但由于油菜抗裂角性狀評價方法的發(fā)展相對緩慢，導(dǎo)致油菜育種家難以通過這一性狀進行種質(zhì)篩選。目前，國內(nèi)報道較多的油菜裂角性評價方法主要是拉裂法和隨機碰撞法。拉裂法主要利用拉力儀直接測定角果開裂所需要的力，以開裂力的大小來評價單個角果的抗裂角性[6-7]。該方法的結(jié)果比較直觀，但在測定過程中需要固定角果，儀器昂貴，且不易把握拉裂點，試驗重復(fù)性較差。Bruce等模擬田間角果與外界物體的碰撞情況，發(fā)明了隨機碰撞法[7]；隨后文雁成等對該方法多次進行改進，并提高了操作性和準(zhǔn)確性[8-9]。本研究在利用隨機碰撞法進行測定的過程中發(fā)現(xiàn)容器的形狀和鋼珠的數(shù)量對鑒定結(jié)果產(chǎn)生的影響較大，利用方形的塑料容器替代圓柱體容器并適當(dāng)增加鋼珠的數(shù)量能有效提高角果碰撞的隨機性。其原因在于實驗室常見搖床在振蕩時主要進行圓周運動而不是左右水平振蕩，因此鋼珠和角果在圓柱體容器內(nèi)運動軌跡多為圓周形，這會降低角果與鋼珠碰撞的隨機性和碰撞概率，導(dǎo)致角果的裂角指數(shù)偏低，而方形容器能不停地改變鋼珠和角果的運動軌跡，可能更接近自然狀態(tài)下田間角果與外界物體的碰撞情況。改進后的測定方法較好地反映了油菜角果的抗裂角特性，為油菜抗裂角種質(zhì)資源的篩選和評價利用奠定了很好的基礎(chǔ)。

目前，利用裂角這一性狀對油菜種質(zhì)資源進行篩選的報道還比較少。從近10年育成品種的抗裂角特性來看，抗性品種所占比重已經(jīng)越來越高。文雁成等利用隨機碰撞法對國內(nèi)2004年之前育成的229份甘藍(lán)型油菜品種進行抗裂角性鑒定后發(fā)現(xiàn)，極易裂角資源占59.39%，易裂角資源占27.07%，而抗裂角資源只占0.09%[8]，可見這一時期的抗裂角品種極少。浦惠明等利用拉力儀對2006—2007年大面積推廣或參加區(qū)試的286份材料的裂角力進行測定，其中包括146份甘藍(lán)型雜交油菜品種和140份常規(guī)油菜品種，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不管是雜交品種還是常規(guī)品種，其裂角力都是以較抗品種的數(shù)量占多數(shù)，易裂角或抗裂角的品種數(shù)量相對較少，但抗裂角品種數(shù)量占比較2004年之前的品種明顯增加，其中常規(guī)油菜品種的抗裂角資源占6.42%[10]。本研究中搜集的381份材料主要來自2012年之前國內(nèi)育成的核心種質(zhì)資源，通過改進后的隨機碰撞法測定后發(fā)現(xiàn)抗性品種的數(shù)量進一步增加，其中常規(guī)油菜品種的抗性品種占比達(dá)到了25.3%，自交系的抗性品種占比達(dá)到了21.9%。此外，自交系作為育種的中間材料，其較抗裂角材料的數(shù)量也呈現(xiàn)上升趨勢，未來可能涌現(xiàn)更多抗裂角的品種。利用隨機碰撞法進行抗裂角種質(zhì)資源篩選時發(fā)現(xiàn)，所測定的不同品種、材料間存在較大的變異，因此從現(xiàn)有材料中篩選出抗裂角性好、適宜機械化收割的品種，從而實現(xiàn)我國油菜育種的中遠(yuǎn)期目標(biāo)是可能的。

參考文獻(xiàn)：

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目前，利用裂角這一性狀對油菜種質(zhì)資源進行篩選的報道還比較少。從近10年育成品種的抗裂角特性來看，抗性品種所占比重已經(jīng)越來越高。文雁成等利用隨機碰撞法對國內(nèi)2004年之前育成的229份甘藍(lán)型油菜品種進行抗裂角性鑒定后發(fā)現(xiàn)，極易裂角資源占59.39%，易裂角資源占27.07%，而抗裂角資源只占0.09%[8]，可見這一時期的抗裂角品種極少。浦惠明等利用拉力儀對2006—2007年大面積推廣或參加區(qū)試的286份材料的裂角力進行測定，其中包括146份甘藍(lán)型雜交油菜品種和140份常規(guī)油菜品種，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不管是雜交品種還是常規(guī)品種，其裂角力都是以較抗品種的數(shù)量占多數(shù)，易裂角或抗裂角的品種數(shù)量相對較少，但抗裂角品種數(shù)量占比較2004年之前的品種明顯增加，其中常規(guī)油菜品種的抗裂角資源占6.42%[10]。本研究中搜集的381份材料主要來自2012年之前國內(nèi)育成的核心種質(zhì)資源，通過改進后的隨機碰撞法測定后發(fā)現(xiàn)抗性品種的數(shù)量進一步增加，其中常規(guī)油菜品種的抗性品種占比達(dá)到了25.3%，自交系的抗性品種占比達(dá)到了21.9%。此外，自交系作為育種的中間材料，其較抗裂角材料的數(shù)量也呈現(xiàn)上升趨勢，未來可能涌現(xiàn)更多抗裂角的品種。利用隨機碰撞法進行抗裂角種質(zhì)資源篩選時發(fā)現(xiàn)，所測定的不同品種、材料間存在較大的變異，因此從現(xiàn)有材料中篩選出抗裂角性好、適宜機械化收割的品種，從而實現(xiàn)我國油菜育種的中遠(yuǎn)期目標(biāo)是可能的。

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目前，利用裂角這一性狀對油菜種質(zhì)資源進行篩選的報道還比較少。從近10年育成品種的抗裂角特性來看，抗性品種所占比重已經(jīng)越來越高。文雁成等利用隨機碰撞法對國內(nèi)2004年之前育成的229份甘藍(lán)型油菜品種進行抗裂角性鑒定后發(fā)現(xiàn)，極易裂角資源占59.39%，易裂角資源占27.07%，而抗裂角資源只占0.09%[8]，可見這一時期的抗裂角品種極少。浦惠明等利用拉力儀對2006—2007年大面積推廣或參加區(qū)試的286份材料的裂角力進行測定，其中包括146份甘藍(lán)型雜交油菜品種和140份常規(guī)油菜品種，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不管是雜交品種還是常規(guī)品種，其裂角力都是以較抗品種的數(shù)量占多數(shù)，易裂角或抗裂角的品種數(shù)量相對較少，但抗裂角品種數(shù)量占比較2004年之前的品種明顯增加，其中常規(guī)油菜品種的抗裂角資源占6.42%[10]。本研究中搜集的381份材料主要來自2012年之前國內(nèi)育成的核心種質(zhì)資源，通過改進后的隨機碰撞法測定后發(fā)現(xiàn)抗性品種的數(shù)量進一步增加，其中常規(guī)油菜品種的抗性品種占比達(dá)到了25.3%，自交系的抗性品種占比達(dá)到了21.9%。此外，自交系作為育種的中間材料，其較抗裂角材料的數(shù)量也呈現(xiàn)上升趨勢，未來可能涌現(xiàn)更多抗裂角的品種。利用隨機碰撞法進行抗裂角種質(zhì)資源篩選時發(fā)現(xiàn)，所測定的不同品種、材料間存在較大的變異，因此從現(xiàn)有材料中篩選出抗裂角性好、適宜機械化收割的品種，從而實現(xiàn)我國油菜育種的中遠(yuǎn)期目標(biāo)是可能的。

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