塔额垦区甘蓝型油菜主要性状与产量的相关性及通径分析

2023-06-19王贺亚李怀胜艾海峰贾东海

种子 2023年4期

王贺亚, 孟玲, 李怀胜, 艾海峰, 贾东海

(1.新疆生产建设兵团第九师农业科学研究所(畜牧科学研究所), 新疆塔城 834600;2.新疆维吾尔自治区农科院, 乌鲁木齐 832000)

甘蓝型油菜属十字花科芸薹属[1],是油菜三大类型之一。具有黑籽、多角果、耐低温、匍匐性强、抗裂角等优良性状,且油菜籽含油量高,一般为30%～50%[2]。菜油是良好的食用植物油,其脂肪酸主要由棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、二十碳酸、芥酸组成[3]。油菜是塔额垦区重要的油料作物之一,其管理相对粗放,是适宜轻简化栽培的特色油料作物之一[4]。研究塔额垦区甘蓝型油菜主要农艺性状与产量的相关关系,对塔额垦区粮油发展、节本增效方面具有积极的意义。提高作物产量,综合抗性、品质改良是农作物遗传育种的永恒主题。在育种中既要注重某一优良性状,又要考虑其他性状的影响,相关分析已广泛用于各作物育种,在辣椒、花生、玉米、小麦、大豆、胡麻、红花等已有相关研究[5-17]。关于塔额垦区甘蓝型油菜主要农艺性状的相关性、聚类分析和通径分析鲜见报道。因此,以25份塔额垦区甘蓝型油菜为材料,通过主要农艺性状的相关性分析、聚类分析和通径分析,研究产量与各主要农艺性状的相关性,以明确塔额垦区甘蓝型油菜产量的主要影响因素,为塔额垦区油菜育种提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料均为新疆农科院经济作物研究所自育材料(表1)。供试种质资源极大程度地表现了塔额垦区甘蓝型油菜的地域特性。

表1 供试材料

1.2 方法

试验于2020年4—8月份开展,将25份供试材料种植于塔额垦区第九师农(畜)科所团结农场试验地内,采用随机排列,3次重复,小区面积20 m2(10 m×2 m),行距20 cm,株距7 cm,按常规方式进行田间管理。于油菜成熟期,每小区取正常生长的10株油菜进行考种,测量方法按照《油菜种质资源描述规范和数据标准》,通过考种取得当年主要性状数据的平均值。

1.3 数据处理

利用Excel软件对数据进行整理,采用SPSS软件进行9个产量相关性状的相关性分析、聚类分析和通径分析,分析各性状对产量的直接影响及间接影响,明确影响塔额垦区甘蓝型油菜产量的主要性状。

2 结果与分析

2.1 塔额垦区油菜种质资源产量的相关性状

由表2可知,塔额垦区油菜种质资源的农艺性状存在较大的变异系数。其株高(X1)、分枝高度(X2)、主花序长(X3)、主序角果数(X4)、全株角果数(X5)、角果长(X6)、角果粒数(X7)、千粒重(X8)和单株产量(X9)的平均值分别为160.12 cm、67.32 cm、65.01 cm、53.07个、176.35个、7.90 cm、22.97粒、3.81 g、12.53 g/株。变异系数在6%～36%之间,其中单株产量变异系数最大,为36%、全株角果数变异系数为24%、分枝高度变异系数为23%,说明三者遗传变异丰富,最大值与最小值间差异显著,为甘蓝型油菜研究筛选不同目标性状提供良好的种质基础。

表2 油菜种质资源产量的相关性状

2.2 塔额垦区油菜主要农艺性状的相关性分析

对25个甘蓝型油菜的9个农艺性状进行简单的相关性分析(表3),9个农艺性状与小区产量(Y)的正相关性由大到小依次为角果粒数、角果长、单株产量、千粒重、主花序长、株高、全株角果数、主序角果数、分枝高度,相关系数分别为0.351 8,0.318 1,0.309 5,0.247 2,0.185 4,0.144 2,0.142 7,0.010 6,-0.024 5,其中角果长、角果粒数、单株产量、千粒重与产量有较大的正相关。说明角果长、角果粒数、单株产量、千粒重是影响产量的重要因素。

表3 油菜主要农艺性状与小区产量的相关性分析

同时观察各个性状之间的相关性大小(表3),株高与分枝高度呈极显著正相关,相关系数为0.769 7,说明株高越高分枝高度越高,株高对分枝高的贡献最大;株高与单株产量的相关性达极显著正相关,相关系数为0.570 3,说明株高越高,单株产量越高,株高对单株产量的贡献最大;与全株角果数呈显著正相关,相关系数为0.482 9,与其余性状均呈不显著正相关。分枝高度与主花序长呈显著负相关,相关系数为-0.656 9*,说明分枝高度越高,主花序长越短,但对单株产量呈显著性正相关,相关系数为0.437 6,说明分枝高对单株产量贡献较大。主序角果数与全株角果数呈显著正相关,相关系数为0.580 7,说明主序角果数对全株角果数的贡献最大;全株角果数与单株产量呈显著正相关,相关系数为0.527 6,说明全株角果数对单株产量的贡献较大。

相关分析结果表明,在甘蓝型油菜育种中应该更加关注角果长、角果粒数、单株产量和千粒重,同时对主序花长、株高和主序角果数进行综合考虑。

由此可得出,在选育甘蓝型油菜品种时,不能只考虑单一的性状,而是要兼顾多个农艺性状及各性状相互之间的效应。达到一定平衡,油菜产量才能达到最大。

2.3 塔额垦区油菜主要农艺性状的聚类分析

研究表明,基于9个农艺性状数据的聚类分析结果(图1)显示,在欧氏距离为10时,可以将25份材料聚为四大类群,其中第一大类群包括13,14,11,22等9份材料,平均产量为148.5 kg/667 m2,属于中低产群体;第二大类群包括2和3共计两份材料,这类群主序角果数平均值、全株角果数平均值和角果粒数平均值在四个类群中最大,且产量平均值较高,为166.65 kg/667 m2,属于高产群体;第三大类群包括21和25共计两份材料,这两份材料千粒重平均值和单株产量平均值在四个类群中最大,平均产量为136.7 kg/667 m2,属于低产群体;第四大类群包括1,23,15,10,12等12份材料,该类群平均产量最高,为169.73 kg/667 m2,属于高产群体。

图1 油菜主要农艺性状的聚类分析

2.4 塔额垦区油菜主要农艺性状对小区产量的通径系数

遗传相关系数的大小虽然能表明各主要农艺性状间的相关程度,但并不能完全反映油菜主要农艺性状对产量的相对重要性,故以小区产量为因变量,其他主要农艺性状为自变量,进行通径分析,估算出各个主要农艺性状对小区产量的直接影响效应,客观评价各农艺性状对甘蓝型油菜小区产量的相对重要性,同时将产量和各主要农艺性状之间的相关系数分解为直接作用和间接作用,进一步分析各农艺性状的相互作用。

通径分析结果(表4)显示,各农艺性状对小区产量影响的直接通径系数为X1>X9>X6>X7>X8>X4>X5>X3>X2。

表4 塔额垦区油菜主要农艺性状对小区产量的通径系数

塔额垦区甘蓝型油菜株高对产量的直接效应最大(0.604 3),通过单株产量的间接正效应较大(0.231 7),分枝高度对产量产生较大负效应(-0.694 4),但其他性状对产量的间接效应较小,说明甘蓝型油菜要选择适宜的株高,且株高与单株产量的关系紧密。

单株产量对小区产量的直接效应较大(0.406 4),说明增加单株产量可以增加小区产量,通过株高、角果粒数、千粒重产生正效应,分枝高度、主花序长、主序角果数、全株角果数和角果长对其产生负效应,说明适当的增加高度、角果粒数和千粒重可增加产量。

角果长对小区产量的直接效应较大(0.232 8),且通过其他性状的间接正效应较小或为弱负效应,说明适当增加角果长有助于产量的增加,因此,应选择适宜的角果长。

角果粒数对小区产量的直接效应较大(0.205 2),但通过其他性状的间接正效应较小,说明甘蓝型油菜角果粒数有助于产量增加,因此,应加强对角果粒数的选择。

千粒重对小区产量的直接效应较大(0.177 0),通过单株产量的间接效应也较大(0.134 1),说明适宜的千粒重可以增加产量,且千粒重与单株产量关系紧密,因此,在千粒重适宜的材料中应加强对单株产量的选择。

3 讨论

甘蓝型油菜具有黑籽、多角果、耐低温、抗裂角等优良性状,种质资源多样化是种质基础,用于油菜杂种优势利用及品质改良[18-19]。塔额垦区甘蓝型油菜种质资源的农艺性状存在较大的标准差和变异系数,变异系数在6%～36%之间,其中单株产量变异系数最大,为36%,全株角果数变异系数为24%,分枝高度变异系数为23%,说明种质资源材料间的单株产量、全株角果数、分枝高度的遗传变异丰富,最大值与最小值间差异显著,为甘蓝型油菜研究筛选不同目标性状提供良好的种质基础。

塔额垦区甘蓝型油菜的角果粒数、角果长、单株产量、千粒重与产量呈显著正相关,相关系数分别为0.351 8,0.318 1,0.309 5,0.247 2。说明角果粒数、角果长、单株产量、千粒重是影响产量的重要因素。株高与分枝高度呈极显著正相关,相关系数为0.769 7,说明株高越高分枝高度越高,株高对分枝高度的贡献最大;株高与单株产量呈极显著正相关,相关系数为0.570 3,说明株高越高,单株产量越高,株高对单株产量的贡献最大;与全株角果数呈显著正相关,相关系数为0.482 9,与其余性状均呈不显著正相关。分枝高度与主花序长呈显著负相关,相关系数为-0.656 9,说明分枝高度越高,主花序长越短,但分枝高度对单株产量呈显著性正相关,相关系数为0.437 6,说明分枝高度对单株产量贡献较大。主序角果数与全株角果数呈显著正相关,相关系数为0.580 7,说明主序角果数对全株角果数的贡献最大;全株角果数与单株产量呈显著正相关,相关系数为0.527 6,说明全株角果数对单株产量的贡献较大。由此可以得出,在选育甘蓝型油菜品种时,不能只考虑单一的性状,而是要兼顾多个农艺性状及各性状相互之间的效应[20-25]。达到一定平衡,油菜产量才能达到最大。

从聚类分析结果看,25份资源可聚为四大类群,第二类群主序角果数平均值、全株角果数平均值和角果粒数平均值最高,可作为高角果数、高角果粒数的品种选育;第三类群千粒重平均值和单株产量平均值最高,可以作为高千粒重、高单株产量品种选育;第四类群平均产量最高,可作为高产品种选育。

塔额垦区甘蓝型油菜株高、单株产量、角果长、角果粒数、千粒重对产量的直接效应呈正相关,直接通径系数分别为0.604 3,0.406 4,0.232 8,0.205 2和0.177 0。株高对小区产量的直接作用最大,为0.604 3,单株产量的间接正效应较大(0.231 7),分枝高度对产量产生较大负效应(-0.694 4),其他性状对产量的间接效应较小。单株产量的直接通径系数为0.406 4,且株高产生了极大的正效应(0.344 6)。在油菜的选择上应加强对株高和单株产量的选择。