尹 蓮,趙建鋒,孫玉東,羅德旭,王林闖,許文釗,劉 璐

(江蘇徐淮地區(qū)淮陰農(nóng)業(yè)科學研究所,淮安市設(shè)施蔬菜重點實驗室,淮安 223001)

不結(jié)球白菜(Brassica campestrisssp.ChinensisMakino)為十字花科(Cruciferae)蕓薹屬(Brassica)白菜類作物,又稱小白菜、青菜,起源于我國長江下游地區(qū),是城鄉(xiāng)居民終年喜食的大眾化蔬菜之一[1]。 我國不結(jié)球白菜種質(zhì)資源豐富,其品種類型已超過600 個,在世界范圍內(nèi)具有重要地位。 不結(jié)球白菜在南方栽培面積較廣,占長江中下游各城市蔬菜總產(chǎn)量的30%—40%,在蔬菜周年生產(chǎn)和供應上具有重要地位[2]。 隨著新品種的不斷育成和推廣,種質(zhì)資源的保存和利用也逐漸引起人們的關(guān)注,因此評價和分析不結(jié)球白菜農(nóng)藝性狀的規(guī)律對品種認定及種質(zhì)資源利用具有重要意義。

不結(jié)球白菜生長速度快、營養(yǎng)價值高且種類豐富,是蔬菜中含礦物質(zhì)和維生素最豐富的葉菜[3-4]。 目前關(guān)于不結(jié)球白菜種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的評價分析已有報道。 王學芳等[5]對不結(jié)球白菜的10 個農(nóng)藝性狀進行簡單相關(guān)、偏相關(guān)和通徑分析,揭示了多種性狀對其產(chǎn)量的影響。 崔瑾等[6]對不結(jié)球白菜雜交種的產(chǎn)量性狀進行遺傳相關(guān)和通徑分析,發(fā)現(xiàn)單株質(zhì)量、株高、葉片質(zhì)量是影響不結(jié)球白菜產(chǎn)量的重要性狀。劉慧琴等[7]經(jīng)過品種比較試驗,發(fā)現(xiàn)地方品種‘衢州青’產(chǎn)量較高。 崔秀敏等[8]探究了不結(jié)球白菜生物性狀與抗病性之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)多個性狀影響其病情指數(shù)。 謝鑫鑫等[9]對46 份不結(jié)球白菜資源的農(nóng)藝性狀進行描述,發(fā)現(xiàn)各性狀間相關(guān)性較高,有7 個主要因子能反映不結(jié)球白菜農(nóng)藝性狀的總體信息,累計貢獻率達78.96%。

江蘇地區(qū)作為不結(jié)球白菜主要的生產(chǎn)和消費基地,種質(zhì)資源尤其豐富,但是針對該地品種資源評價的報道還較為缺乏。 本研究選取江蘇省近年來育成的25 個不結(jié)球白菜品種,通過調(diào)查其田間表現(xiàn),并對采收期的13 個主要農(nóng)藝性狀指標進行差異性、相關(guān)性及聚類分析,旨在為不結(jié)球白菜品種認定及種質(zhì)資源的高效利用提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選取25 個不結(jié)球白菜品種:‘HB375’ ‘HB301’ ‘HB17’ ‘HB01’ ‘NSXF’ ‘NSDM’ ‘NN5246’‘NN5254’‘NN2108’‘NN21A004’‘NN21B002’‘HB802’‘上海青’‘HB102’‘HB191’‘NSAJH’‘NSAXB’‘HB02’‘矮腳黃’‘SQ02’‘SQ06’‘SX04’‘蘇州青’‘HX02’和‘XQC’,其中‘上海青’‘矮腳黃’‘蘇州青’種子分別購于南京豐邦種業(yè)有限公司、南京綠領(lǐng)種業(yè)有限公司和南京嘉華農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司,其余品種均由淮安市設(shè)施蔬菜重點實驗室保存。

1.2 試驗方法

試驗在江蘇省淮安市農(nóng)業(yè)科學院科研創(chuàng)新基地進行(33o50’N,119o05’E)。 于2021 年9 月10 日在穴盤中播種,每穴播1 粒種子,播后用基質(zhì)覆蓋;10 月5 日將小白菜苗移栽定植于田間,試驗地每667 m2施入充分腐熟有機肥1 000 kg 或三元復合肥(N15-P15-K15)40 kg;定植行距為25 cm×25 cm。 區(qū)域試驗采用完全隨機區(qū)組排列,設(shè)置3 次重復。

在采收期(播種后60 d)隨機取樣,每個品種隨機選取9 株,測量其株高、葉片開展度、單株質(zhì)量、單株葉片數(shù)、最大葉長、最大葉寬、葉柄長、葉柄寬、葉柄厚、葉質(zhì)量、葉片質(zhì)量和葉柄質(zhì)量。 株高是植株基部到頂部的長度(cm)。 最大葉長、最大葉寬、葉柄長、葉柄寬、葉柄厚、葉質(zhì)量、葉片質(zhì)量和葉柄質(zhì)量均選取各株最大葉進行測定。 葉長是最大葉的葉柄基部至葉片頂部的長度;葉片長是葉片與葉柄分界處至葉片頂部的長度;葉柄長為葉柄基部至葉片與葉柄分界處的距離;葉柄寬是最大葉葉柄基部的寬度;葉柄厚為葉柄基部最厚處凹面與凸面間的平行距離。 隨機選取50 株不結(jié)球白菜進行產(chǎn)量測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2019 軟件進行差異性分析;利用SPSS 22.0 軟件進行相關(guān)性、主成分和聚類分析。 使用Pearson 相關(guān)系數(shù)法進行相關(guān)性分析,采用t檢驗方法進行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不結(jié)球白菜的形態(tài)特征

如圖1 所示,25 個不結(jié)球白菜品種植株的形態(tài)差異較大。 田間生長情況顯示,除品種‘HB191’(10.71%)與‘蘇州青’(7.14%)外,大部分品種田間整齊度較高,雜株率低(表1)。 株型較大的品種有‘HB17’‘NN5246’‘NN2108’‘NN21A004’‘HX02’和‘XQC’,較小的品種有‘矮腳黃’‘HB02’‘NSAXB’‘NSAJH’和‘HB802’,其余品種差異不大。 除株型外,不結(jié)球白菜葉柄的顏色也明顯不同。 ‘NN5246’‘NN5254’‘NSAJH’‘HB102’‘HB191’‘HB02’和‘矮腳黃’的葉柄為白色,其余品種均為淺綠或白綠色。‘NN2108’葉片為紫綠色,‘SX04’為深綠,其余品種為黃綠、淺綠或中等綠。 束腰株型品種有‘HB375’‘HB301’‘HB17’‘NSDM’‘HB802’‘HB02’‘上海青’‘HB191’‘NSAXB’和‘蘇州青’。 ‘HX02’和‘XQC’葉片表面皺縮,且葉緣波狀程度較大,其余品種葉面與葉緣平滑。

圖1 25 個秋冬茬移栽小白菜品種植株的形態(tài)特征Fig.1 Morphological characteristics of 25 non-heading Chinese cabbage varieties transplanted in autumn-winter

表1 不結(jié)球白菜田間生長情況Table 1 Field growth condition of non-heading Chinese cabbage

2.2 不結(jié)球白菜主要農(nóng)藝性狀的差異性分析

由表2 可知,不結(jié)球白菜品種農(nóng)藝性狀差異較大。 變異系數(shù)最大的是葉柄長(33.65%),其次是葉柄質(zhì)量和葉片質(zhì)量,分別為33.17%和32.45%,葉質(zhì)量、單株質(zhì)量、葉柄厚和產(chǎn)量的變異系數(shù)也較大。 株高、最大葉寬、單株葉片數(shù)和葉片開展度的變異系數(shù)較小,分別為15.34%、14.17%、11.37%和10.26%,表明這些性狀遺傳相對穩(wěn)定。 產(chǎn)量最高的品種是‘HB301’,產(chǎn)量高于平均數(shù)的品種有‘HB375’‘NSDM’‘NN5246’‘NN5254’‘NN21A004’‘NN21B002’‘HB802’‘上海青’‘NSAXB’‘SQ02’和‘蘇州青’。 單株葉片數(shù)高于平均數(shù)的品種有‘HB102’‘NSAXB’‘矮腳黃’和‘SQ06’。 ‘HB301’單株質(zhì)量最大,‘NN5246’葉質(zhì)量、葉柄質(zhì)量和葉片質(zhì)量均最大,‘HX02’的株高、葉片開展度和最大葉長均最大。

表2 25 個秋冬茬移栽不結(jié)球白菜品種農(nóng)藝性狀的變異分析Table 2 Variation analysis of agronomic traits of 25 non-heading Chinese cabbage varieties transplanted in autumn-winter

2.3 不結(jié)球白菜主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

如表3 所示,產(chǎn)量與單株質(zhì)量(0.702)和葉柄質(zhì)量(0.717)呈極顯著正相關(guān),與株高(0.399)、葉柄寬(0.491)和葉柄厚(0.490)相關(guān)系數(shù)也較大,說明單株葉柄質(zhì)量越大,株高越高,葉柄越寬越厚,產(chǎn)量越高;單株質(zhì)量與葉質(zhì)量(0.692)、最大葉長(0.239)、葉柄質(zhì)量(0.818)、葉柄寬(0.653)、葉柄厚(0.313)和葉片質(zhì)量(0.209)均呈極顯著正相關(guān),與最大葉寬(0.151)和葉柄長(0.171)顯著相關(guān),說明多個因素影響植株的單株質(zhì)量;葉柄厚與葉片質(zhì)量呈顯著負相關(guān),表明二者關(guān)系不大;除單株葉片數(shù)外,葉柄質(zhì)量均與其他性狀極顯著相關(guān),說明葉柄質(zhì)量影響多個農(nóng)藝性狀;葉柄長與葉柄寬和葉柄厚呈顯著負相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為-0.079 和-0.009。

表3 25 個秋冬茬移栽不結(jié)球白菜品種農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis of agronomic traits of 25 non-heading Chinese cabbage varieties transplanted in autumn-winter

2.4 不結(jié)球白菜主要農(nóng)藝性狀的主成分分析

對25 個不結(jié)球白菜的主要農(nóng)藝性狀進行主成分分析(表4),特征值大于1 的4 個主成分累計貢獻率達78.561%。 第一成分的貢獻率最大,為34.434%,特征值為4.476,主要反映葉質(zhì)量(0.942)、葉柄質(zhì)量(0.896)、單株質(zhì)量(0.753)和最大葉長(0.671)等農(nóng)藝性狀。 單株葉片數(shù)( -0.621)為負值,表明植株的葉片數(shù)越少,其最大葉長越長,葉片和葉柄質(zhì)量越大。 第二成分的特征值為3.320,貢獻率為25.536%,主要反映產(chǎn)量和單株質(zhì)量、葉柄的性狀(葉柄寬和葉柄厚)。 第三成分的葉柄厚和葉片質(zhì)量為負值,表明單株的葉柄厚和葉片質(zhì)量越小,株高和葉片開展度最大。 第四成分的累計貢獻率較小,特征值為1.016,貢獻率為7.812%。

表4 25 個秋冬茬移栽不結(jié)球白菜品種農(nóng)藝性狀的主成分分析Table 4 Principal components analysis of agronomic traits of 25 non-heading Chinese cabbage varieties transplanted in autumn-winter

2.5 不結(jié)球白菜品種的聚類分析

對25 個不結(jié)球白菜品種資源進行聚類分析,發(fā)現(xiàn)在遺傳距離為10 時可將其分為3 個類群(圖2)。第Ⅰ類群包括‘XQC’‘HX02’‘蘇州青’‘SX04’‘SQ06’‘SQ02’‘矮腳黃’‘HB02’‘NSAXB’‘NSAJH’‘HB191’和‘HB102’共12 個品種,主要包含了‘XQC’‘蘇州青’和‘矮腳黃’3 組類型的品種,該類群的不結(jié)球白菜株高較為平均,葉質(zhì)量和單株質(zhì)量較小,最大葉長和最大葉寬也較小,葉柄長寬都較短,葉柄較薄且質(zhì)量小;第Ⅱ類群包括‘上海青’‘HB802’‘NN21B002’‘NN21A004’‘NN2108’‘NN5254’‘NN5246’‘NSDM’和‘NSXF’共9 個品種,該類群產(chǎn)量和單株質(zhì)量較大,葉片開展度較大,單株葉片數(shù)少,葉柄厚而長,葉片質(zhì)量大;第Ⅲ類群包括‘HB01’‘HB17’‘HB301’和‘HB375’4 個品種,該類群產(chǎn)量較高,單株葉片數(shù)量多,葉片和單株質(zhì)量大,葉柄厚且質(zhì)量大(表5)。

圖2 25 個秋冬茬移栽不結(jié)球白菜品種的聚類分析Fig.2 Clustering analysis of 25 non-heading Chinese cabbage varieties transplanted in autumn-winter

表5 各類群不結(jié)球白菜品種農(nóng)藝性狀的平均值Table 5 The average values of agronomic traits of non-heading Chinese cabbage varieties in different classes

3 討論

種質(zhì)資源是遺傳研究的原材料,農(nóng)藝性狀的評價和鑒定是研究種質(zhì)資源的基本方法。 依據(jù)農(nóng)藝特性對種質(zhì)資源進行分類具有重要意義,基于類間優(yōu)勢進行親本選擇,可以減少育種工作中親本選擇的盲目性[10]。 江蘇地區(qū)擁有豐富的不結(jié)球白菜品種,吳擎柱[11]對蘇南(昆山、無錫)、蘇北(鹽城)地區(qū)的不結(jié)球白菜栽培情況進行了調(diào)查,分析了高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的栽培技術(shù)。 楊獻娟等[12]對江蘇南通地方不結(jié)球白菜品種‘馬耳朵’的特征及栽培技術(shù)進行探究,發(fā)現(xiàn)該品種品質(zhì)優(yōu)良,抗逆能力也較強。 韓建明等[13]對不結(jié)球白菜種質(zhì)資源形態(tài)性狀進行多樣性分析,發(fā)現(xiàn)其具有明顯的區(qū)域分布特點,且江蘇的平均多樣指數(shù)最高。

不結(jié)球白菜是以地上部分莖葉為食的1—2 年生草本植物,種質(zhì)遺傳豐富。 劉冬媛等[14]研究指出江淮流域的不結(jié)球白菜種質(zhì)具有相對獨立的遺傳結(jié)構(gòu),并進一步驗證了江淮流域不結(jié)球白菜的重要地位。本研究發(fā)現(xiàn)不結(jié)球白菜品種間不僅形態(tài)差異較大,農(nóng)藝性狀也存在較大變異。 13 個主要農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)均超過了10%,其中葉柄長最大,葉柄質(zhì)量和葉片質(zhì)量次之,各性狀間差異較大,表明其遺傳改良的潛力較大[15-16]。 相關(guān)性分析結(jié)果表明各性狀之間均有不同程度的關(guān)聯(lián),單株質(zhì)量、葉柄質(zhì)量、株高與葉柄寬等均與產(chǎn)量顯著相關(guān),因此在豐產(chǎn)育種過程中,可以選擇這些性狀作為參考以達到增產(chǎn)目的。 賴佳等[17]發(fā)現(xiàn)株幅、最大葉長和最大葉寬與不結(jié)球白菜單株產(chǎn)量關(guān)聯(lián)性更高,這可能是品種和栽培方式的差異所致。 孫麗等[18]發(fā)現(xiàn)不結(jié)球白菜的單株鮮重與葉數(shù)、葉長和葉寬等呈極顯著正相關(guān),在品種認定時需關(guān)注葉片相關(guān)因子的情況。 本研究中,主成分分析顯示4 個成分的累計貢獻率達78.561%,能反映品種原來性狀的遺傳特征,因此在選育適宜品種時,需要依據(jù)各成分進行有側(cè)重的選擇[8,19]。 聚類分析將25個不結(jié)球白菜品種分為3 類,Ⅰ類群包含品種最多,Ⅱ類群和Ⅲ類群產(chǎn)量、單株質(zhì)量、葉片質(zhì)量和葉柄質(zhì)量均較大,主要包含青梗菜,說明青梗菜基本性狀類似,這與前人的研究結(jié)果一致[8]。 此外,外界環(huán)境及栽培技術(shù)對植株的農(nóng)藝性狀也有一定的影響[20]。

不結(jié)球白菜具有豐富的種質(zhì)資源,對其進行比較、篩選和保存,對于培育性狀優(yōu)良的新品種具有重要意義[21]。 本研究對江蘇地區(qū)秋冬茬不結(jié)球白菜進行綜合評價,不僅為江蘇地區(qū)不結(jié)球白菜的栽培生產(chǎn)提供參考,也為不結(jié)球白菜的種質(zhì)資源利用提供基礎(chǔ)。