普通白菜种质资源耐抽薹性评价及耐抽薹种质的筛选

刘 娟 黎 黎 陆柄辰 邓 朴 艾 辛

（湖南农业大学园艺园林学院，湖南长沙 410128）

普通白菜〔Brassica campestris L. ssp. chinensis（L.）Makino var. communis Tsen et Lee〕又称小白菜、不结球白菜、青菜、油菜等，属于十字花科芸薹属，起源于中国，具有种植简单、生产成本低且产量高、市场需求大等特点，是我国种植最为广泛的蔬菜之一（侯喜林，2003；王强 等，2008）。在长江以南的广大地区，搭配适宜品种可以实现普通白菜的周年生产，但在冬春低温季节，冬性弱的品种易感受低温通过春化，导致未熟抽薹，严重影响了普通白菜的产量和品质。根据十字花科植物感受低温的部位可分为种子春化型和绿体春化型，普通白菜属于种子春化型（刘生财 等，2010）。在冬春季恶劣气候环境下，品种本身的耐抽薹性成为重要的决定因素，选育耐抽薹和抽薹缓慢的品种是解决普通白菜先期抽薹的根本途径。

十字花科植物的耐抽薹鉴定方法早有报道，主要集中在大白菜、萝卜和甘蓝上（惠麦侠，2002；余阳俊 等，2004；杨小明，2009；张素君 等，2014）。余阳俊等（2004）以7 个大白菜品种为试材，研究大白菜耐抽薹性评价指标，得到显蕾期、短缩茎（薹）长、抽薹指数均可作为耐抽薹性的评价指标。惠麦侠（2002）认为花芽分化临界期、显蕾始期、抽薹始期、开花始期、38 d 植株株高、花芽分化指数与大白菜耐抽薹性显著相关。张素君等（2014）利用主成分分析法对萝卜种质资源进行耐抽薹性鉴定，结果表明采用显蕾期和开花期评价萝卜耐抽薹性最为可靠，并且利用隶属函数法将萝卜种质划分到不同的耐抽薹等级，鉴定了不同萝卜品种的耐抽薹性。普通白菜和大白菜虽然同属于十字花科芸薹属，但在抽薹形态上仍存在一定的差异（张磊，2014）。普通白菜在我国种植十分广泛（王强等，2008），由于各地区的生态差异和不规范引种，最终造成普通白菜品种间在耐抽薹性能上的巨大差异；而且各地区的试验条件、评价指标以及统计标准不同，导致同一品种的鉴定结果也有可能不一致。因此，对普通白菜种质进行系统的耐抽薹性评价和筛选是选育越冬和早春茬适宜品种的基础。本试验通过引种各地区不同冬性的普通白菜种质64份，在长沙地区越冬露地栽培，测定耐抽薹指标及主要农艺性状，采用主成分分析、相关性分析以及隶属函数、聚类分析综合评价普通白菜品种的耐抽薹性，以期为普通白菜耐抽薹种质创新及优良品种选育奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

从长沙市蔬菜种子市场购买了90 份来自于17个省、市、区的普通白菜和苗用大白菜（即快菜）种子，通过发芽试验和栽培普遍性调查，筛选出在长沙地区栽培面积较大的普通白菜品种47 份、快菜品种8 份，以及9 份耐抽薹普通白菜资源（该资源为长沙地区农户自繁留种，并由湖南农业大学园艺园林学院十字花科蔬菜课题组自交纯化）作为自然春化（越冬栽培）试验材料（表1）。

1.2 试验方法

试验于2018 年1 月8 日至5 月19 日在湖南农业大学金山蔬菜试验基地进行，参试64 份普通白菜材料均于1 月8 日播种，随机区组排列，每小区10 株，3 次重复。生长期间正常水肥管理，每隔3 d 观察记录1 次抽薹、现蕾、开花情况，统计各小区植株50%抽薹、现蕾、开花的时间，计算抽薹期、现蕾期、开花期、现蕾率及抽薹指数。3 月25日（70%的植株已抽薹），对各种质进行农艺性状（株高、薹高、单株质量、叶片数）测定。

表1 参试普通白菜种质名称及来源

普通白菜生长期间（1 月8 日至5 月19 日），在大田中间位置悬挂杭州泽大仪器有限公司生产的ZDR-M20 型温湿度记录仪，实时测定田间温度，每30 min 记录1 次

1.3 性状调查标准和分级标准

抽薹期（bolting stage）：播种至50%植株薹高＞2 cm 的 天 数。现 蕾 期（bud stage）：播 种至50%植株肉眼可见花蕾的天数（张素君 等，2014）。开花期（flowering stage）：播种至50%植株第1 朵花开放的天数。

现蕾率为现蕾植株数占总植株数的百分比。抽薹指数参照余阳俊等（2004）、郝慧楠等（2009）、张素君等（2014）的方法并稍作修改。调查分级标准为：0 级，短缩茎未见伸长；1 级，短缩茎长＜1 cm；3 级，短缩茎伸长明显；5 级，抽薹且薹长2～5 cm；7 级，抽薹且薹长＞5 cm；9 级，开花且薹长＞5 cm。

抽薹指数=∑〔（各级株数×相应级数）/（调查总株数×9）〕×100

3 月25 日，每小区选取3 株有代表性的植株，测定株高、薹高、单株质量、叶片数，取平均值。抽薹植株株高为植株子叶着生处至花蕾顶部的高度（孙日飞 等，1999）；叶片数为抽薹植株＞2 cm 的功能叶数量（包括主薹茎生叶，但不包括腋叶）。

依据公式（1）、（2）分别计算各指标正负相关的隶属度。

式中，Uij表示i 种类j 指标的耐抽薹性隶属函数值；Xij表示i 种类j 指标的测定值；Xjmin表示所有种类j 指标的最小值；Xjmax表示所有种类j 指标的最大值；i 表示某份材料；j 表示某项指标。

参照张文娥等（2007）的方法，按照隶属度将耐抽薹性分为5 组：0～0.19 为极不耐抽薹（susceptible，S），0.20～0.39 为 不 耐 抽 薹（low tolerance，LT），0.40～0.59 为中等耐抽薹（middle tolerance，MT），0.60～0.79 为耐抽薹（tolerance，T），0.80～1.00 为极耐抽薹（high tolerance，HT）。

1.4 数据处理

利用DPS 3.0 软件和SPSS 22.0 软件对试验数据进行统计分析，运用Duncan’s 新复极差法进行多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 普通白菜生长期间的温度情况

2018 年1 月8 日 至5 月19 日，利 用ZDRM20 型温湿度记录仪实时记录普通白菜生长期间的温度变化，结果有26 d 最高温度低于10℃，其中8 d 最高温度低于5 ℃，1 d 最高温度低于0 ℃；有52 d 最低温度低于10 ℃，其中17 d 最低温度低于5 ℃，13 d 最低温度低于0 ℃。长沙地区2018 年1～3月气温波动幅度较大，低温时间长且连续，在该时间段种植的普通白菜容易感受低温通过春化，为自然春化条件下的普通白菜耐抽薹鉴定提供了适宜的试验环境条件。

2.2 普通白菜耐抽薹相关性状的相关性分析和主成分分析

从表2 可以看出：抽薹期、现蕾期、开花期之间呈极显著正相关，其中现蕾期的观测最为简单可靠，可以快速评价普通白菜的耐抽薹性；薹高、抽薹指数、现蕾率分别与抽薹期、现蕾期呈极显著负相关，即抽薹期、现蕾期、开花期越短，普通白菜的薹高、抽薹指数、现蕾率等抽薹性状越明显，说明普通白菜抽薹早晚可以从薹高、抽薹指数和现蕾率上来体现；单株质量和抽薹期、现蕾期、开花期呈极显著正相关，说明普通白菜抽薹晚有利于增产。

表2 普通白菜耐抽薹指标和主要农艺性状的相关性分析结果

表3 普通白菜耐抽薹指标和主要农艺性状的主成分分析结果

表4 普通白菜耐抽薹相关性状与主成分之间的向量关系

表5 64 份普通白菜材料的平均隶属度及其耐抽薹性

进一步进行主成分分析（表3），结果表明前3项成分包含了9 个指标79.147%的信息，符合多元统计的要求（张尧庭，1995），基本能反映普通白菜品种的耐抽薹性。

从表4可以看出，第1主成分主要包括现蕾期、抽薹期、开花期3 个指标，主要描述植株抽薹时间；第2 主成分主要包括株高、薹高、单株质量等指标，主要描述植株生长状态；第3 主成分主要包括单株质量和叶片数，主要描述植株的生长量。

2.3 普通白菜种质的耐抽薹能力评价

对主成分分析筛选出来的3 个耐抽薹评价指标进行平均隶属度的计算，并用平均隶属度来综合评价64 份普通白菜材料的耐抽薹性。从表5 可以看出，64 份普通白菜材料中有17 份极不耐抽薹（S）、27 份较耐抽薹（LT）、10 份中等耐抽薹（MT）、6份耐抽薹（T）、4 份极耐抽薹（HT）。从表6 可以看出，5 个耐抽薹等级的平均现蕾期、抽薹期、开花期均存在显著性差异。极耐抽薹种质（HT）的现蕾期、抽薹期和开花期分别达111.50、103.25、122.75 d，均极显著高于其他等级，说明采用平均隶属度可以有效评价普通白菜品种的耐抽薹性。

2.4 普通白菜种质抽薹性状和农艺性状的聚类分析

利用DPS 软件对64 份普通白菜材料的现蕾期和各农艺性状指标进行系统聚类分析，采用可变类平均法，结果表明（图1）在距离系数2.50 处64份普通白菜材料可明显分为5 大组群，各组群的各项指标平均值见表7。其中隶属函数法筛选出的4份极耐抽薹种质和6 份耐抽薹种质均划分到第Ⅱ类群，说明隶属函数法和聚类分析法均能有效鉴定普通白菜的耐抽薹性，因隶属函数法有明确的平均隶属度，则更为简便直观。

第Ⅰ类群以上海青类型为代表，有11 份材料，这一类群耐抽薹能力较强、抽薹速度慢，且在低温条件下生长速度较慢，植株矮小。

第Ⅱ类群有10 份材料，均为长沙本地材料，这一类群平均单株质量为24.70 g，明显高于其他类群，现蕾率、抽薹指数均为最低，属于低温条件下生长状态好的晚抽薹种质，且抽薹缓慢，为慢薹型（侯喜林和宋小明，2012）。这一结果与采用隶属函数评价法得到的结果相似，因此该类群的10份普通白菜材料可作为长沙地区越冬和早春茬栽培的首选品种，并可作为长沙地区普通白菜耐抽薹新品种选育的基础材料。

表6 普通白菜耐抽薹等级间多重比较分析结果

距离系数图1 64 份普通白菜材料的聚类分析结果

第Ⅲ类群有19 份材料，耐抽薹能力中等，进一步细分为3 个亚群，亚群间在抽薹能力上也存在差异，第1 亚群和第2 亚群抽薹相对第3 亚群表现较早，第3 亚群较耐抽薹，并且抽薹速度慢，薹不高；这3 个亚群的共同特点是：植株生长速度快，抽薹时达到了商品采收的要求，因此在农业生产上也不会因先期抽薹而减产。

表7 5 个组群的抽薹指标和农艺性状的平均值

第Ⅳ类群有17 份材料，耐抽薹能力较弱，进一步细分为3 个亚群，第1 亚群有4 份材料，共同特点是植株矮小，抽薹速度慢、不整齐；第2 亚群有6 份材料，以青梗菜类型为主，抽薹整齐；第3亚群有7 份材料，该亚群植株大小相差不大，抽薹速度快。

第Ⅴ类群有7 份材料，耐抽薹能力弱，进一步细分为2 个亚群，第1 亚群有4 份材料，共同特点是单株质量小、薹高、抽薹速度快，但抽薹不整齐；第2 亚群有3 份材料，共同特点是植株抽薹早、单株质量大、薹粗且高。

第Ⅳ、Ⅴ类群均不耐寒、冬性弱、先期抽薹严重、产量低，不适宜长沙地区早春栽培。

3 结论与讨论

越冬生长的十字花科蔬菜的耐抽薹性常常以春季先期抽薹植株的百分比来鉴定，短缩茎和平均显蕾期也可作为种子春化型十字花科蔬菜的鉴定指标（惠麦侠，2002；余阳俊 等，2002；罗本钒，2015）。但是对耐抽薹种质资源的鉴定不应只分析其耐抽薹性状，还应与其农艺性状相结合来综合评价。本试验采用抽薹指标和农艺性状相结合的评价方式，对普通白菜的9 项指标进行主成分分析，前3 个主成分的累积贡献率达到79.147%，从抽薹时间、植株生长状态和生长量三方面描述了普通白菜耐抽薹性能和抽薹时植株生长情况。相关性分析结果表明现蕾期、抽薹期和开花期之间均呈极显著正相关，可选取其中1 个指标作为评价标准，这与张素君等（2014）的研究结果一致。但由于普通白菜不同品种在抽薹时有较大的形态差异（薹高），加上观测统计时受主观因素的影响较大，因此抽薹期和薹高均不适合作为快速鉴定普通白菜耐抽薹性的指标。此外，开花期虽较容易观测，但是所耗时间太长，现蕾期观测则较为简单方便。综合近几年十字花科蔬菜的耐抽薹性快速、高效鉴定方法，现蕾期是最为可靠的指标之一，能较好地评价普通白菜种质的耐抽薹性。

先期抽薹是影响十字花科蔬菜越冬和早春生产的一个重要问题。在湖南地区冬季寒冷、春季气温多变的恶劣条件下，植物自身的耐抽薹性尤为重要。因此，引种不同地区的普通白菜品种并进行耐抽薹性鉴定，可为普通白菜耐抽薹种质创新提供理论依据并解决生产问题。Wen 等（2006）记录了98 个大白菜品种的抽薹期，结果表明大部分大白菜品种的抽薹期为101～112 d。本试验鉴定结果表明：参试的64 份普通白菜材料中有4 份极耐抽薹（白梗白叶小白菜和3 份长沙本地普通白菜耐抽薹资源）、6 份耐抽薹、10 份中等耐抽薹、27 份较耐抽薹和17 份极不耐抽薹，其中抽薹期＞101 d 的耐抽薹材料大多来自于温度变化大的湖南、山东、浙江等地区，说明普通白菜种质的耐抽薹特性可能是与当地的气候环境相适应的结果。本试验对64 份普通白菜材料的鉴定结果基本与其种子包装说明一致，但有几个不耐抽薹的品种种子包装上有明显的误差，比如：麒麟2 号（B-02）包装上写的是较耐抽薹，但本试验鉴定结果为不耐抽薹；金沙8 号青梗白菜（B-34）、金沙中脚黑叶白菜（B-35）种子包装上写的是不易抽薹，但本试验鉴定结果为不耐抽薹和极不耐抽薹。普通白菜种子包装袋上标注的抽薹性没有统一标准，可能会误导生产者导致经济损失，建议大规模种植前先进行引种试种。目前我国具有丰富的普通白菜种质资源，其中地方品种占比很大，因此收集各地区普通白菜种质资源进行耐抽薹性鉴定及筛选对加快我国普通白菜耐抽薹优异种质创新和新品种选育具有重要意义。