植物遗传资源科学(Joural of Plant Genetic Resources)


 

油菜地方资源的生态适应性鉴定评价基金项目

蒲晓斌 蒋梁材 王 瑞 张启行

(四川省农业科学院作物所,成都 610066)

 

摘要 对来自全国各不同生态区的111份油菜地方资源在四川冬油菜区连续两年的试验结果进行统计分析和综合比较,结果表明:45份资源(A类群)最适应四川种植;28份资源(B类群)较适应四川种植;15份资源(C类群)不适应四川种植;23份资源(D类群)最不适应四川种植。该研究结果与植物的温光反应性是一致的。

关键词 油菜;地方资源;生态适应性;鉴定;评价

 

油菜地方品种资源具有广泛的遗传基础和多种抗(耐)性[1],是优良品种选育的物质基础,但往往由于生境的改变会出现长势变弱、性状不一致、结实差甚至不开花结实、生育期过长、经济性状特差等现象。对其进行生态适应性研究,以求找出最佳生态区并据此很好地利用,具有十分重要的意义。四川作为一个农业大省,有着较丰富的油菜地方资源[2,3],但本地资源仍有一定局限。为了丰富四川油菜资源,为四川油菜育种界提供多种多样的遗传资源,我们以“八五”期间中国农科院油料作物研究所初选出的全国各不同生态区的111份优异资源为试材,于1997~1999年连续两年在四川冬油菜区进行了种植鉴定和综合评价,以确定这些初选优异资源在四川的遗传稳定性、生态适应性和综合农艺性状优劣,为四川省开发利用这些资源提供理论和实践依据。

 

1 材料与方法

本试验111份材料均由中国农科院油料作物研究所提供,主要是早熟、矮秆、双低、高油、高蛋白、高产、抗病、高芥酸等资源。其中甘蓝型(Brassica napus L.)100份(包括14份矮秆资源)、芥菜型(B.juncea L.)7份、白菜型(B.campestris L.)4份。对照分别为目前生产上大面积推广的中油821、望江芥、浠水白,由中国农科院油料作物研究所统一提供。

本试验方案两年基本相同,选择肥力中等且均一的田土,按不同品种类型分成甘蓝型矮秆(实际上在本点一般均高于150cm)、甘蓝型、芥菜型、白菜型四组,每组内随机排列3次重复,每隔10份(芥菜型和白菜型每隔2份)材料设一同类型统一对照。每材料每个重复种6.7m2, 株行距为0.33m×0.33m,直播。底肥∶三叶期追肥∶五叶期追肥∶蕾薹期追肥为2∶1∶1∶1。在各主要生育阶段对几个主要性状如生育时期、生长势、性状一致性、抗倒伏性和病害等进行记载;成熟期对单株有效总角果数、每角粒数、千粒重、单株生产力等进行测定。数据处理按文献[4],用常规生物统计学手段并借助计算机进行。

 

2 结果与分析

2.1 生态反应及农艺性状

由田间观察及室内考种结果可以看出,同一材料在两年中的表现基本一致,而不同来源的材料表现出明显的差异。根据各材料两年的生态反应和综合农艺性状表现,可分为A、B、C、D四大生态类群,分别为最适应、较适应、不适应、最不适应四川种植的资源(表1)。

 

表 1 各参试资源在四川种植的表现(二年综合)Table 1 Display of different materials planted in Sichuan winter-rapeseed region(comprehensive

surveyed in two years)

类群

Type

资源份数

Number of

materials

适应性

Adaptability

经济性状

Economical

character

生育期

Growth

period

生长势

Growing

potential

性状一致性

Unanimity

抗病性

Disease

resistance

抗倒伏性

Lodging-

resistance

A

41(甘)

(B.napus)

4(芥)

(B.juncea)

最强

most

adaptable

best

适中

moderate

strongest

一致

unanimity

resistant

resistant

B

21(甘)

(B.napus)

3(芥)

(B.juncea)

4(白)

(B.campestris)

较强

more

adaptable

较优

better

适中

moderate

较强

stronger

一致

unanimity

resistant

resistant

C

15(甘)

(B.napus)

较差

worse

中至差

good to

bad

适中至较长

moderate

to longer

较强至中

stronger

to strong

中至不一致

little unanimous

to different

强至避病resistant to

disease-escaping

resistant

D

23(甘)

(B.napus)

最差

worst

bad

longest

weak

不一致

different

避病

disease-escaping

resistant

 

2.2 分类评价

分A、B、C、D四大生态类群,主要考察了在不同年度间单株有效总角数、每角粒数、千粒重、籽粒产量的遗传稳定性和差异(表2)。

由表2可以看出,各类群单株有效总角数平均值与同类型对照相比,甘蓝型和芥菜型第二年比第一年有所减少。但从减少的趋势来看,A类群最小,B类群次之,C类群较大,D类群两年均显著低于CK 。白菜型第二年比第一年有所增加,但两年均比CK低很多。说明单株有效总角数A类群遗传最稳定,D类群最不稳定,而白菜型在该生态环境下角果不能很好地发育。 各类群每角粒数平均值与同类型对照相比,甘蓝型第二年比第一年均明显减少(比CK减幅达25%~35%),这是由于第二年花期和灌浆期不利的气候因素造成的。但从减少的趋势来看,仍是A类群最小,C和D类群均较大,B类群最大。芥菜型在两年中均比CK低很多,但年度间差异不大。白菜型第一年比CK低很多,第二年与CK接近。说明甘蓝型的每角粒数受气候影响很大,但A类群甘蓝型稳定性仍最佳;芥菜型的每角粒数受气候影响很小,但在四川的气候条件下不能提高;白菜型的每角粒数第二年比第一年增加,但年度间稳定性差,在四川的气候条件下不能提高。

各类群千粒重平均值与同类型对照相比,第二年比第一年有明显增加的趋势,这是由于第二年在油菜生殖生长期、花期和灌浆期遇到了比第一年更不利的气候,致使单株有效总角数和每角粒数较上年低,而千粒重与前二者之间呈负相关关系[5],所以千粒重明显增加。A、B类群甘蓝型千粒重增幅较小,说明受环境影响较小,较能稳定遗传。其它资源千粒重变化很大,说明受环境影响大,遗传稳定性差,同时在四川很难获得理想的千粒重。

 

表 2 不同年度间单株总角数、每角粒数、千粒重、籽粒产量差异比较

Table 2 Comparison of total pods per plant、seeds per pod、weight of 1000-seed and grain yield among four types in different years

类群

Type

资 源

份 数

Number

of

materials

平均比CK±% mean more than CK±%

1997~1998

1998~1999

单株总角数

Totalpods

per plant

每角粒数

Seeds

per pod

千粒重Weight of 1000-seed

籽粒产量Grain

yield

单株总角数Total pods

per plant

每角粒数Seeds per pod

千粒重Weight of 1000-seed

籽粒产量Grain

yield

A

41(甘)

+7.72%

+22.17%

+14.99%

-13.27%

-1.06%

-3.75%

+20.47%

+17.50%

4(芥)

+38.73%

-20.68%

-9.07%

-13.93%

+15.03%

-22.93%

+53.95%

-13.59%

B

21(甘)

-13.43%

+17.48%

+12.59%

-36.79%

-25.26%

-15.42%

+20.31%

-12.43%

3(芥)

+27.02%

-13.78%

-7.45%

-59.02%

-0.69%

-12.18%

+37.93%

-31.98%

4(白)

-32.86%

-17.73%

-4.32%

-13.49%

-30.52%

-1.07%

+41.67%

-33.71%

C

15(甘)

-18.49%

-6.56%

-0.89%

-67.02%

-45.12%

-34.76%

+12.67%

-77.61%

D

23(甘)

-42.14%

-20.82%

-30.71%

-76.84%

-59.26%

-48.53%

+0.24%

-91.64%

 

各类群籽粒产量平均值第二年均比第一年低,这是由于第二年在青荚期干旱严重,后期高温逼熟所致。与CK相比,A、B两类群第二年籽粒产量有增加的趋势,C、D两类群籽粒产量有降低的趋势,但在两年中前两类群与CK的差异远小于后两类群 ,年度间的稳定性也较强,能适应四川的生态环境。

综合上述可以看出,当环境较不利于油菜生长时,单株有效总角数和每角粒数较易受到影响,说明它们受环境因素影响较大,存在较明显的遗传与环境互作效应。A、B类群在本生态点有较好的稳产性和丰产性。环境因素对C、D类群籽粒产量影响较大,此二类群在本生态点籽粒产量存在较大变异性,稳产性和丰产性差,不适合本地种植。

2.3 遗传稳定性分析

各类群在不同年度间单株有效总角数、每角粒数、千粒重、籽粒产量的平均数(x)

、标准差(s)、变异系数(cv)列于表3。

由表3可以看出:A类群的千粒重和每角粒数年度间变异程度较小,说明能稳定遗传,受环境影响不大;单株有效总角数第一年比第二年变异程度大,籽粒产量第二年比第一年变异程度大,说明第二年有利于单株有效总角数的稳定,而第一年有利于籽粒产量的稳定。B类群千粒重和每角粒数第一年比第二年变异程度小,但相差不大,说明第二年的环境因素对其有一定影响,但仍主要取决于遗传因素;单株有效总角数和籽粒产量第一年比第二年变异程度大,但前者两年相差不大,后者两年相差较大,说明单株有效总角数主要受遗传控制,而籽粒产量可能受环境影响较大。C类群四项指标的变异程度第二年均大于第一年,说明该类群受年度即环境影响较大,表现出较大变异,不具有本生态环境下的遗传稳定性;但仍可看出千粒重是其中最稳定的指标,其次是每角粒数和单株有效总角数,而籽粒产量受环境影响大。D类群千粒重的变异程度第一年比第二年稍大,单株有效总角数、每角粒数、籽粒产量都是第二年比第一年变异程度大,但千粒重和每角粒数仍主要受遗传影响,单株有效总角数和籽粒产量则主要受环境影响。两年中,A类群每角粒数的变异程度明显小于B、C、D类群;A、B类群单株有效总角数的变异程度比C、D类群明显较小; A、B、C、D类群千粒重的变异程度在年度间和类群间均不大;籽粒产量的变异程度A、B类群年度间较小,而C、D类群年度间差异很大。说明千粒重主要受遗传影响,A类群在本生态点的适应性最强,A、B类群比C、D类群在本生态区具有更好的稳产性和丰产性。

 

表 3 变异系数比较表

Table 3 Comparison of variation coefficient

类群

Type

1997-1998

1998-1999

单株总角数Total pods

per plant

每角粒数Seeds per

pod

千粒重

Weight of

1000-seed(g)

籽粒产量

Grain yield

kg/667m2

单株总角数Total pods

per plant

每角粒数

Seeds per

pod

千粒重

Weight of

1000-seed(g)

籽粒产量

Grain yield

kg/667m2

A(甘)

(B.napus)

x

334.12

19.01

3.490

118.65

350.37

18.72

2.996

87.23

s

87.96

2.46

0.500

22.82

61.96

2.91

0.392

23.81

cv

26.33%

12.95%

14.32%

19.23%

17.68%

15.56%

13.10%

27.30%

A(芥)

(B.juncea)

x

915.96

12.89

1.293

84

1332.28

11.26

1.307

70.64

s

70.18

0.89

0.23

10.58

203.74

2.57

0.276

18.58

cv

7.66%

6.92%

17.47%

12.60%

15.29%

22.81%

21.14%

26.30%

B(甘)

(B.napus)

x

268.52

18.28

3.417

86.47

264.66

16.45

2.992

65.01

s

69.83

5.14

0.527

26.18

63.93

5.31

0.544

11.26

cv

26.01%

28.11%

15.42%

30.28%

24.15%

32.30%

18.18%

17.32%

B(芥)

(B.juncea)

x

838.68

14.01

1.316

40.00

1150.20

12.83

1.71

55.61

s

325.04

1.61

0.116

8.00

650.63

1.96

0.288

12.21

cv

38.76%

11.51%

8.83%

20%

56.57%

15.28%

24.60%

12.96%

B(白)

(B.campistris)

x

296.91

18.00

2.459

50

410.27

16.71

2.278

51.15

s

75.16

1.47

0.249

10.07

88.00

1.95

0.422

2.77

cv

25.31%

8.18%

10.13%

20.13%

21.45%

11.71%

18.52%

5.42%

C(甘)

(B.napus)

x

252.81

14.54

3.008

45.12

194.32

12.69

2.802

30.63

s

91.78

3.28

0.554

8.53

86.76

4.45

0.622

15.38

cv

36.30%

22.54%

18.41%

18.90%

44.65%

35.10%

22.21%

50.22%

D(甘)

(B.napus)

x

179.59

12.32

2.103

31.68

144.28

10.01

2.493

11.43

s

55.34

3.96

0.411

9.10

89.79

4.16

0.417

8.42

cv

30.82%

32.16%

19.54%

28.72%

62.23%

41.56%

16.71%

73.66%

 

3 讨论

对植物遗传资源的引种利用必须遵循其温光反应的特点。从本试验来看,以特定生态区为试验点综合评价来源不同的资源材料,得到了与理论上相一致的结果。来源于同一生态区的试验材料各性状表现较一致,而不同生态区的试验材料各性状表现差异很大。比如A类群的45份资源均来源于与四川相近似的原始生态区,表现为最适合四川种植,遗传稳定,适应性强,生长旺,性状一致,经济性状优;B类群的28份资源均来源于南方或中部地区,其原始生态区与四川较接近或略有差异,表现为较适合四川种植,较能稳定遗传,适应性较强,生长较旺,性状较一致,经济性状较优;C类群15份资源均来源于中部或北部地区,其原始生态区与四川相差较远,表现为不适应四川种植,遗传稳定性年度间差异大,长势有强有弱,性状不一致;D类群23份资源均来源于北部或偏北部地区,其原始生态区与四川相差很远,有些甚至来源于春油菜区,表现为最不适应四川种植,长势弱,性状不一致,冬性强,结实差,生育期特长,经济性状特差,但可以避病。由此可见植物遗传资源的潜力发挥与否与生态条件关系很大。

通过两年的试验来看,无论对照或参试材料的试验结果均有一定的差异,但总的变化趋势仍是一致的。比如生育期第一年比对照短的第二年仍较对照短,与对照相同的仍同于对照,长于对照的仍比对照长。所有材料的主要农艺性状和经济性状在年度间虽有一定的差异,但仍能很好地吻合,即第一年表现优秀的第二年仍优秀,第一年表现差的第二年仍差。生长势、性状一致性、抗倒性和抗病性在两年中表现基本一致。从两年统计资料的对比可以看出,第二年各测试数据大多数低于第一年,但绝大多数材料的变化趋势是一致的,这说明第二年的气候不利于油菜生长。

本试验各考察项目均以统一对照(中油821、望江芥、浠水白)在同等条件下的表现情况为参照,结果是有效的。但要对各参试资源的生态适应性和遗传稳定性作深入研究,尚需通过多年多点的试验才能进行。

 

参考文献

1 晏月明.植物遗传资源学.重庆:西南农业大学出版部.1992,5~11

2 蒋梁材,杨淑筠,张碧.四川省油菜地方品种资源的品质及农艺性状鉴定. 西南农业学报(品资专辑).1996(9):78~82

3 杨淑筠,蒋梁材.四川油菜品种资源的收集保存和评价利用.西南农业学报(品资专辑).1996(9):83~87

4 荣廷昭,朱孝达,唐富玉.农业试验与统计分析.成都:四川科学技术出版社.1993:32~43

5 袁继超,牛应泽,范巧佳.杂交油菜蓉油3号经济性状的相关和通径分析.四川农业大学学报.1998,16(4):419~424

 

 

 

Identifying and evaluating on the ecological adaptability

of rape local germplasmic resources

 

PU Xiaobin JIANG Liangcai WANG Rui ZHANG Qixing

(The Crop Research Institute Of Sichuan Academy Of Agricultural Sciences,Chengdu 610066)

 

Abstract It is very important to screen new germplasm used in the rape (Brassica L.) production and breeding.A total of 111 landraces with different elite characteristics were used in this experiment.These germplasm,originating in different ecological region of China,were planted in winter rape production area to evaluate their suitability for two continuous years in Sichuan.Some important agronomic traits were investigated during growth and development of rape.Through systematical analysis and comprehensive comparison,all introduced germplasm can be classified into four groups of A,B,C and D.Group A included 45 germplasm were the most suitable to be cultivated in Sichuan,the second group(B)were more suitable to be cultivated in Sichuan,group C and D were not adapted and the worst germplasm in Sichuan relatively.This result is coincidence with plant reaction to the photoperiod-temperature,which can instruct directly introducing and utilizing germplasm in rape.

Key words Rapeseed;Landrace;Ecological adaptability;Identification;Evaluation