劉賀娟,任福森,郭志偉,陳昊放,孫強(qiáng)
(河南新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,453003)
蘿卜(Raphanus sativusL.)屬于十字花科蘿卜屬能形成肥大肉質(zhì)根的二年生草本植物[1]。其原始種為起源于歐、亞溫暖海岸的野蘿卜。我國是蘿卜的起源地之一,并且栽培歷史悠久,蘿卜深受人們的喜愛[1]。蘿卜的適應(yīng)性很強(qiáng),在我國南北各地一年四季均有種植[2]。
蘿卜不僅營養(yǎng)豐富,還是具有一定醫(yī)療功效的藥用植物,在開胃消食、生津止渴、清熱化痰等方面對人體起著重要的作用,其在中國民間享有許多美譽(yù),如“蘿卜進(jìn)城,藥鋪關(guān)門”、“冬吃蘿卜夏吃姜,不勞醫(yī)生開藥方”、“蘿卜上場,大夫還鄉(xiāng)”等[1]。
蘿卜品種繁多,食法多樣,既可作為水果生食,也可炒食,更適于加工,蘿卜芽苗菜更是人們餐桌上的美味佳肴,有些國家和地區(qū)還食用其嫩角果。除食用外,蘿卜的葉片和肉質(zhì)根也是家畜的好飼料,并可作綠肥[1]。
前人曾對蘿卜藥用價(jià)值、品質(zhì)等進(jìn)行了大量的研究,而對蘿卜主要農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量之間的相關(guān)性研究較少。在作物育種中,高產(chǎn)往往是人們關(guān)注的首要目標(biāo),但是,構(gòu)成單株產(chǎn)量的各因素又是相互關(guān)聯(lián)、相互制約的。因此,探明構(gòu)成產(chǎn)量的諸因素中哪些是主要因素,以及各因素與產(chǎn)量之間相關(guān)程度的大小,對于加快育種速度、提高育種準(zhǔn)確性具有重要指導(dǎo)意義。通過對10種不同品系蘿卜的主要農(nóng)藝性狀及葉綠素含量與單株產(chǎn)量之間的相關(guān)性進(jìn)行研究,探究蘿卜主要農(nóng)藝性狀及葉綠素與單株產(chǎn)量之間的關(guān)聯(lián)程度,從而為蘿卜新品種選育提供理論參考,加快蘿卜育種進(jìn)程。
表1 不同品系蘿卜主要農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量間的變異系數(shù)
供試材料為新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院提供的10種不同品系的蘿卜,分別為豐光、濰縣青蘿卜、德日二號、地黃纓、北京甜脆、南魯堡、特好吃水仙青、新科 791(35 號)、新科 791(36 號)、春翡翠。
供試材料于2016年8月20日進(jìn)行播種,11月18日采收。栽培行距為60 cm,株距為25 cm,每個(gè)小區(qū)面積為15 m2,采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),每個(gè)品系蘿卜重復(fù)3次。于收獲期每個(gè)品系隨機(jī)選取10個(gè)成熟度一致且具有該品種代表性的蘿卜共100個(gè)。將其置于實(shí)驗(yàn)室內(nèi),在常溫條件下進(jìn)行測量。
主要農(nóng)藝性狀的測試項(xiàng)目:地上部質(zhì)量(X1,kg)、地上部高(X2,cm)、葉片數(shù)(X3,片)、根頭長度(X4,cm)、根頸長(X5,cm)、真根長(X6,cm)、木質(zhì)部厚(X7,cm)、韌皮部厚(X8,cm)、單株產(chǎn)量(X9,kg)。
葉綠素的測定方法:將新鮮的蘿卜葉片剪碎,稱取0.2 g,分別放入研缽中,加少量石英砂和碳酸鈣粉及2~3 mL 95%乙醇,研成勻漿,過濾,用乙醇定容至25 mL容量瓶中。室溫下置于暗處浸提24 h,其間搖動(dòng)3~4次,取出觀察組織完全變白,表示葉綠素已浸提干凈,以95%乙醇為空白對照,在665、649 nm下測定吸光度值,按公式計(jì)算[3]。
采用相關(guān)分析法分析各主要農(nóng)藝性狀、葉綠素含量與單株產(chǎn)量的相關(guān)性,再采用通徑分析法進(jìn)一步分析影響單株產(chǎn)量的主要因素。數(shù)據(jù)采用DPS系統(tǒng)進(jìn)行分析[4]。
性狀的變幅和變異系數(shù)越大,表明品種相應(yīng)指標(biāo)選擇的范圍越廣,選擇的潛力就越大[5]。表1表明,單株產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)由大到小依次為根頭長度、地上部質(zhì)量、根頸長、真根長、葉片數(shù)、地上部高、木質(zhì)部厚、韌皮部厚。因此,在蘿卜引種篩選中,應(yīng)首先考慮根頭長度對單株產(chǎn)量的影響,其次是地上部質(zhì)量、根頸長、真根長、葉片數(shù)、地上部高、木質(zhì)部厚、韌皮部厚。
①主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性分析 由表2可以看出,葉片數(shù)及木質(zhì)部厚與單株產(chǎn)量呈正相關(guān),地上部質(zhì)量、地上部高、根頭長度、根頸長、韌皮部厚與單株產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)。而木質(zhì)部厚與單株產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),根頭長度與單株產(chǎn)量呈顯著的負(fù)相關(guān)。說明木質(zhì)部厚和根頭長度對蘿卜增產(chǎn)具有極其重要的作用。各主要性狀與單株產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)由大到小依次為木質(zhì)部厚、根頭長度、韌皮部厚、葉片數(shù)、地上部高、地上部質(zhì)量、真根長、根頸長。
②主要農(nóng)藝性狀間的相關(guān)性分析研究的8個(gè)農(nóng)藝性狀之間均存在相關(guān)關(guān)系(表2)。地上部質(zhì)量與地上部高之間為正相關(guān),且達(dá)到極顯著水平。地上部質(zhì)量與真根長之間為遺傳正相關(guān),達(dá)到顯著水平。根頸長與真根長、真根長與木質(zhì)部厚之間均為遺傳負(fù)相關(guān),達(dá)極顯著水平。葉片數(shù)與根頸長之間為遺傳負(fù)相關(guān),達(dá)到顯著水平。
表2 蘿卜主要農(nóng)藝性狀間的相關(guān)系數(shù)
③葉綠素含量與單株產(chǎn)量的相關(guān)性分析 從表3可看出,葉綠素a/b的比值與單株產(chǎn)量相關(guān)系數(shù)達(dá)到極顯著水平,葉綠素a及葉綠素(a+b)含量與單株產(chǎn)量呈正相關(guān),葉綠素b含量及葉綠素a/b的比值與單株產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)。各葉綠素種類與單株產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)按絕對值由大到小排序?yàn)槿~綠素a/b、葉綠素a、葉綠素(a+b)、葉綠素 b。
表3 蘿卜葉綠素與單株產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)
通過逐步回歸分析建立了主要農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量的多元回歸方程:Y=0.067+0.026X3-0.254X4+0.261 1X7,共 3 個(gè)變量 X3(葉片數(shù))、X4(根頭長度)、X7(木質(zhì)部厚)被引入了方程。對引入方程的因子做了通徑分析,結(jié)果(表4)表明,3個(gè)農(nóng)藝性狀對單株產(chǎn)量的直接通徑分析結(jié)果與遺傳型相關(guān)表現(xiàn)一致,直接通徑系數(shù)按絕對值大小排序?yàn)槟举|(zhì)部厚>根頭長度>葉片數(shù)。
表4 主要農(nóng)藝性狀對單株產(chǎn)量的通徑系數(shù)
①葉片數(shù)對單株產(chǎn)量的效應(yīng) 葉片數(shù)對單株產(chǎn)量的直接作用(通徑系數(shù))為0.413 7,遺傳相關(guān)系數(shù)為0.46,二者方向是一致的,但是遺傳相關(guān)系數(shù)大于直接通徑系數(shù)。這是因?yàn)槿~片數(shù)對單株產(chǎn)量的效應(yīng)通過根頭長度、木質(zhì)部厚對單株產(chǎn)量的間接作用為正值。
②根頭長度對單株產(chǎn)量的效應(yīng) 根頭長度對單株產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為-0.442 8,遺傳相關(guān)系數(shù)為-0.65,二者方向一致,但直接通徑系數(shù)大于遺傳相關(guān)系數(shù)。這是因?yàn)楦^長度通過葉片數(shù)、木質(zhì)部厚對單株產(chǎn)量的間接效應(yīng)為負(fù)值,負(fù)向間接作用增加了綜合效應(yīng)。
③木質(zhì)部厚對單株產(chǎn)量的效應(yīng) 木質(zhì)部厚對單株產(chǎn)量的直接作用(通徑系數(shù))為0.552 5,遺傳相關(guān)系數(shù)為0.68,二者方向是一致的,但是遺傳相關(guān)系數(shù)遠(yuǎn)大于直接通徑系數(shù)。這是因?yàn)橥ㄟ^葉片數(shù)、根頭長度對單株產(chǎn)量的間接作用有較大正值。
蘿卜主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析表明,農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量之間存在遺傳相關(guān)性,木質(zhì)部厚對單株產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),根頭長度與單株產(chǎn)量呈顯著的負(fù)相關(guān),所以在蘿卜選育時(shí)對木質(zhì)部厚和根頭長度的選擇要嚴(yán)。葉綠素a/b的比值與單株產(chǎn)量相關(guān)系數(shù)達(dá)到極顯著負(fù)相關(guān)。葉綠素a及葉綠素(a+b)含量與蘿卜單株產(chǎn)量呈正相關(guān)。
蘿卜主要農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量的通徑分析可知,主要農(nóng)藝性狀對單株產(chǎn)量的作用方向和大小不同。各性狀對單株產(chǎn)量的相對重要性依次為:木質(zhì)部厚>根頭長度>葉片數(shù)。木質(zhì)部厚與葉片數(shù)對單株產(chǎn)量的直接效應(yīng)為正效應(yīng),而木質(zhì)部厚為負(fù)效應(yīng)。
綜合相關(guān)性分析和通徑分析的結(jié)果,各農(nóng)藝性狀之間的相關(guān)和交互作用綜合對單株產(chǎn)量產(chǎn)生影響,使得直接通徑系數(shù)和遺傳相關(guān)系數(shù)的大小不完全相同。本試驗(yàn)認(rèn)為,木質(zhì)部厚對蘿卜單株產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大,且呈顯著相關(guān),葉片數(shù)對單株產(chǎn)量存在一定的正向影響,根頭長度對單株產(chǎn)量有較大的負(fù)效應(yīng)值,且根頭長度與單株產(chǎn)量有顯著的遺傳相關(guān)性。同時(shí),性狀間的交互作用關(guān)系是復(fù)雜的,既有相輔相成的,也有相互制約的,某一性狀的加強(qiáng)往往伴隨著一些性狀作用的加強(qiáng)和另外一些性狀的削弱。在蘿卜的育種中,應(yīng)以木質(zhì)部厚作為最主要指標(biāo),同時(shí)要兼顧根頭長度對單株產(chǎn)量的負(fù)面影響。綜上所述,要想獲得單株產(chǎn)量較高的品種,在育種過程中,宜選擇木質(zhì)部厚、葉片數(shù)多、根頭長度短的品種。
葉片是植物光合作用的主要器官,葉綠素是植物葉片的主要光合色素,光合作用是物質(zhì)生長與產(chǎn)量形成的生理基礎(chǔ)。葉片光合作用的產(chǎn)物影響著蘿卜的產(chǎn)量,葉綠素含量與植物的光合能力有較好的相關(guān)性[6]。葉綠素a和葉綠素(a+b)含量較高的蘿卜品種,其單株產(chǎn)量也相對的較高。但本文研究的葉綠素含量與單株產(chǎn)量的相關(guān)性程度不顯著,可能是試驗(yàn)過程中出現(xiàn)的誤差所導(dǎo)致的,也可能蘿卜的葉綠素含量本來與單株產(chǎn)量的相關(guān)性就不顯著,這點(diǎn)有待繼續(xù)研究。
本研究對蘿卜主要農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量間的相關(guān)性進(jìn)行了初步分析,并對主要產(chǎn)量因素進(jìn)行了通徑分析,初步揭示了蘿卜主要性狀與單株產(chǎn)量間的密切關(guān)聯(lián)程度。但是主要農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量間的相關(guān)性不顯著,可能是由于此文測定的農(nóng)藝性狀種類、蘿卜品種和每個(gè)品種選擇測量的個(gè)數(shù)較少,或選擇的蘿卜樣品沒有代表性等原因。因此,所得結(jié)論不能代表大多的蘿卜品種,有待在今后的研究中引起注意。
[1]汪隆植.蘿卜優(yōu)質(zhì)高效四季栽培[M].北京:科技技術(shù)文獻(xiàn)出版社,2003:1-3.
[2]程智慧.蔬菜栽培學(xué)各論[M].北京:科學(xué)出版社,2010:144-145.
[3]李合生,孫群,趙世杰,等.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2000:134-137.
[4]唐啟義,馮明光.DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[M].北京:科學(xué)出版社,2001:222.
[5]王磊,王勇,李尚中,等.旱地玉米主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)分析[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技,2010(5):5-8.
[6]孫紅,李民贊.玉米生長期葉片葉綠素含量檢測研究[J].光譜學(xué)與光譜分析,2010(9):2 488-2 492.