芥菜種質資源主要農藝性狀的相關性及聚類分析楊連勇;孫信成;張忠武;詹遠華;田軍;陳位平;彭元群;康杰;冷麗萍【摘要】為探索芥菜種質資源的特性及分類，對52份芥菜資源12個主要農藝性狀進行相關性和聚類分析.結果表明:瘤莖皮刺毛變異系數最大;單瘤重和葉重2個農藝性狀與其他農藝性狀相關性各異,對莖芥菜和葉芥菜育種具有一定指導意義.52份芥菜種質資源在遺傳距離為25處分為2大類,在遺傳距離為20處分為I、H、B類,其中i.m類種質資源豐富，具有較好的應用前景.【期刊名稱】《湖南農業科學》【年(卷)，期】2019(000)001【總頁數】4頁(P4-7)【關鍵詞】芥菜;農藝性狀;相關性分析;聚類分析【作者】楊連勇;孫信成;張忠武;詹遠華;田軍;陳位平;彭元群;康杰;冷麗萍【作者單位】常德市農林科學研究院，湖南常德415000;常德市農林科學研究院，湖南常德415000;常德市農林科學研究院，湖南常德415000;常德市農林科學研究院,湖南常德415000;常德市農林科學研究院，湖南常德415000;常德市農林科學研究院，湖南常德415000;常德市農林科學研究院，湖南常德415000;常德市農林科學研究院，湖南常德415000;常德市農林科學研究院，湖南常德415000【正文語種】中文【中圖分類】S637芥菜是十字花科蕓苔屬，起源中心在中國，自然資源非常豐富［1］,栽培百余年；其加工品榨菜是與西德甜酸甘藍、歐洲酸黃瓜媲美的被譽為世界三大名腌菜之一。在新品種選育中，種質資源的生物多樣性是育種工作的物質基礎，改良品種的關鍵是種質資源的有效利用。研究芥菜種質資源特性及分類是合理利用芥菜資源、選配親本、目標改造材料、提高育種效率的前提條件之一。周源等［2］、陳材林等［3］、孟秋峰等［4-5］、任錫亮等［6］、宋學林等［7］、劉義華等［8-10］、方平等［11］開展了形態標記和聚類分析；曹必好等［12］、喬愛民等［13］、Fu等［14］、Qi等［15-16］、宋明等［17］、陳發波等［18-19］、林清等［20］利用同工酶、統計調查、遺傳育種研究、RAPD技術、ITS序列標記、AFLP標記、ISSR標記、SSR標記、SCoT標記等開展了芥菜資源和遺傳研究，結論與形態標記分類有一定差異。筆者以2002-2017年收集到的52份芥菜資源為材料，對其主要農藝性狀進行相關性和資源聚類，以期客觀評價這些資源，為芥菜種質資源的收集、保存、鑒定、創新、利用以及在育種中親本選擇和組合選配上提供科學參考。1材料與方法1.1供試材料52份供試芥菜材料均為常德市農林科學研究院蔬菜科學研究所于2002—2017年從芥菜主要分布區收集而來，資源名稱及來源見表1。1.2試驗方法1.2.1田間種植試驗在常德市農林科學研究院蔬菜科學研究所基地進行。參試資源于2017年9月15日苗床直播，覆蓋遮陽網降溫保濕，9月19日齊苗，再覆蓋防蟲網防止蚜蟲危害；10月10日移栽，株行距35cmx35cm,小區面積15m2,栽120株，3次重復，隨機排列，田間管理一致。1.2.2性狀調查參試材料農藝性狀均按國家農作物種質資源平臺、國家作物科學數據中心提供的《根用和莖用芥菜種質資源描述規范和數據標準》進行觀測和記載。其中，3個質量性狀的記標準如下：葉面刺毛：0無（葉面無刺毛），1少（葉面有少量刺毛，分布稀疏），2中（葉面有刺毛，分布密度中等），3多（葉面刺毛密生）；瘤莖皮刺毛：0無（皮無刺毛），1少（皮有少量刺毛，分布稀疏），2中（皮有刺毛，分布密度中等），3多（皮刺毛密生）；瘤莖皮蠟粉：0無（皮無蠟粉），1少（皮有少量蠟粉，呈淺白色），2中（皮有蠟粉，白色），3多（皮有蠟粉且厚，白色）。表1參試芥菜資源及來源編號資源來源編號資源來源編號資源來源1六總宮花葉湖南19涪引榨菜湖南37科興特大棒菜湖南2早板葉湖南20甬榨5號浙江38棒棒菜四川3青芥菜湖南21白芥蘭湖南39易遲青菜湖南4上林板葉湖南22陽合花葉榨菜湖南40易早青菜湖南5羅灣板葉湖南23六總宮花葉早榨菜湖南41石門花葉青菜湖南6遲白芥蘭湖南24早熟100天重慶學海重慶42特早青菜湖南7半碎葉浙江25精選永安小葉湖南43香脆青菜湖南8蘿卜葉湖南26重慶引花葉榨菜重慶44涪引棒菜湖南9羅灣花板葉湖南27半碎葉浙江榨菜浙江45薄皮棒菜湖南10精選板葉湖南28白龍青菜湖南46特大棒菜福華高科重慶11將軍村蘿卜葉湖南29特大罐兒菜四川47棒筍王湖南12永安小葉重慶30尖葉青菜湖南48溪口板葉棒菜湖南13早熟花板葉湖南31泡泡青菜湖南49九斤菜湖南14泡泡板葉湖南32皺葉青菜湖南50玉葉迎春葉芥菜湖南15溪口榨菜湖南33甘露寺青菜湖南51新選四川南充泡泡葉四川16三星板葉湖南34陽合花葉青菜湖南52脆無筋青菜四川17三星板葉2湖南35青菜頭湖南18懷化榨菜湖南36大葉大頭青湖南1.3數據分析采用SPSS19.0和Excel軟件進行相關性、主成分分析和聚類分析等數據處理和分析。2結果與分析2.152份芥菜種質資源主要農藝性狀的相關性分析2.1.1主要農藝性狀表現差異和變異系數分析主要農藝性狀表現出的差異是決定變異系數大小的基礎，而變異系數越大，其遺傳變異選擇機會增多的可能性就越大。52份芥菜種質資源的主要農藝性狀表現差異和變異系數分別列于表2、表3。由表2、表3可見，葉面刺毛、瘤莖皮刺毛、瘤莖皮蠟粉3個質量性狀的極差與其最大值相等，分別為3、1、3,最小值均為0，因為其極差與其最大值相等，整個數值又接近于0，所以其變異系數反而巨大，分別為166.7%、400.0%、204.0%；株高的極差為42.8cm，最大值為104.4cm，變異系數為13.7%，說明資源間株高存在一定差異；開展度的極差為21.0cm，極大值為44.0cm，變異系數為14.7%，說明資源間開展度的差異大于株高；葉長和葉寬相對來說差異較小，變異系數分別為12.1%和11.7%；葉柄寬的差異較株高、開展度、葉長和葉寬略大，其變異系數為20.0%；瘤莖縱徑、瘤莖橫徑、單瘤重和葉重這4個數量性狀因其極小值為0和接近于0，極差又較大，因而其變異系數也較大，分別為75.6%、45.4%、71.4%和62.5%。由此可見，葉面刺毛、瘤莖皮刺毛、瘤莖皮蠟粉3個質量性狀在雜交后代中遺傳變異選擇的機會相對較多，瘤莖縱徑、瘤莖橫徑、單瘤重、葉重4個數量性狀在雜交后代中遺傳變異選擇的機會相對較少，而株高、開展度、葉長、葉寬和葉柄寬這5個數量性狀的遺傳較穩定，基本沒有變異選擇的機會。2.1.2主要農藝性狀進行的相關性分析對52份芥菜種質資源主要農藝性狀進行相關性分析（表4）可知，葉面刺毛與葉重呈顯著正相關，與瘤莖橫徑呈顯著負相關;瘤莖皮刺毛與瘤莖皮蠟粉呈極顯著正相關；株高與葉長呈極顯著正相關，與開展度呈顯著正相關，與瘤莖縱徑呈顯著負相關；開展度與葉寬呈極顯著正相關，與葉柄寬呈顯著正相關；葉長與葉寬呈顯著正相關；葉寬與葉柄寬、葉重呈極顯著正相關;葉柄寬與葉重呈極顯著正相關；瘤莖縱徑與瘤莖橫徑、單瘤重呈極顯著正相關；瘤莖橫徑與單瘤重呈極顯著正相關。表2參試芥菜資源主要農藝性狀表現差異葉重（g）極小值00061.623.038.52.80000.2極大值313104.444.077.335.17.448.717.21.83.2平均值0.600.060.5079.532.957.727.04.522.59.70.70.8極差31342.821.016.44.648.717.21.83.0平均偏差0.80.110.778.74.05.22.50.716.13.40.50.3標準差1.000.241.0210.94.847.03.20.917.04.40.50.5指標葉面刺毛瘤莖皮刺毛瘤莖皮蠟粉株高（cm）開展度（cm）葉長（cm）葉寬（cm）葉柄寬（cm）瘤莖縱徑（cm）瘤莖橫徑（cm）單瘤重（g）表3參試芥菜資源主要農藝性狀的變異系數（%）指標葉面刺毛瘤莖皮刺毛瘤莖皮蠟粉株高開展度葉長葉寬葉柄寬瘤莖縱徑瘤莖橫徑單瘤重葉重變異系數166.7400.0204.013.714.712.111.720.075.645.471.462.5表4參試芥菜資源農藝性狀相關性分析注：*表示顯著相關（P<0.05）,"表示極顯著相關（P<0.01）。性狀名稱葉面刺毛瘤莖皮刺毛瘤莖皮蠟粉株高開展度葉長葉寬葉柄寬瘤莖縱徑瘤莖橫徑單瘤重瘤莖皮刺毛0.101瘤莖皮蠟粉0.2030.531**株高-0.156-0.1370.142開展度0.128-0.0300.1100.288*葉長-0.0460.0470.0840.547**0.231葉寬0.1760.1110.0460.1770.521**0.394**葉柄寬0.143-0.094-0.1900.0320.316*0.0000.473**瘤莖縱徑-0.195-0.182-0.135-0.284*-0.013-0.0200.098-0.009瘤莖橫徑-0.281*-0.132-0.031-0.0260.0250.1920.076-0.1000.837**單瘤重-0.204-0.144-0.089-0.243-0.0360.0110.146-0.0400.954**0.876**葉重0.314*-0.126-0.153-0.1390.238-0.0030.470**0.530**0.141-0.0960.1862.252份芥菜種質資源主要農藝性狀聚類分析采用SPSS分析中的系統聚類分析，平方Euclidean(歐式)距離，組間聯接方法進行。由圖1的層次聚類樹形圖可知，在遺傳距離為25處，52份芥菜種質資源分成2類，即芥菜16、17、15、18、11、13、19、9、25、12、24、5、8、10、26、14、2、36、48、33、30、47、38、46、37、44、45、35、39、40、28、34、43、41、29、42、21、22、4、1、3、23、7、20、6、27、31、32共48個資源聚為一類，該類群主要是莖瘤芥、筍子芥兩種類型，均以莖為食用器官；49、50、51、52共4個資源聚為一類，該類群主要是葉芥菜類型，均以葉為食用器官。在遺傳距離為20處，52份芥菜種質資源分成3類，即芥菜16、17、15、18、11、13、19、9、25、12、24、5、8、10、26、14、2、36、48、33、30、47、38、46、37、44、45、35、39、40、28、34、43、41、29、42、21、22、4、1、3、23、7、20、6、27共46個資源聚為I類；31、32共2個資源聚為H類;49、50、51、52共4個資源聚為B類。3結論參試芥菜種質資源農藝性狀變異系數普遍較高，各性狀間相關性存在顯著差異性。其中：與單瘤重呈極顯著正相關是瘤莖縱徑〉瘤莖橫徑，與葉重呈顯著正相關是葉柄寬〉葉寬〉葉面刺毛。變異系數和相關性分析結果對芥菜資源遺傳改良具有指導性意義，為育種環節在性狀篩選時指明了方向。圖1參試芥菜資源主要農藝性狀聚類樹形圖［使用平均聯接(組間)的樹狀圖重新調整距離聚類合并］52份芥菜資源依據系統聚類在遺傳距離25處分為2類，在遺傳距離20處分為3類，其中第I類可作為榨菜、筍子芥核心種質資源利用，第II類可作為筍子芥種質資源利用，第III類可作為葉芥菜種質資源利用。聚類分析為芥菜主要性狀的改良及不同類型的親本選配提供了理論依據。4討論4.152份芥菜種質資源性狀遺傳分析與育種目標選擇根據12個農藝性狀的變異系數結果顯示，芥菜主要農藝性狀的變異系數介于11.7%~400.0%，說明各性狀在種質個體間差距大。該研究表明，株高、開展度、葉長、葉寬、葉柄寬的變異系數＜20.0%，表型比較穩定，進行遺傳改良的可能性不大；其他性狀的變異系數均〉20.0%，其中瘤莖皮刺毛、瘤莖皮蠟粉、葉面刺毛的變異系數〉100.0%，遺傳變異基礎豐富，選擇潛力較大；綜合各性狀的平均值、最大值、最小值和變異系數分析，52份芥菜種質資源各具特點，差距顯著，類型廣泛，在芥菜資源鑒定和育種配組上有一定利用價值。通過農藝性狀的相關性分析，在以產量為主要育種目標選擇和配組時，莖瘤芥著重考慮與單瘤重呈極顯著正相關的瘤莖縱徑、瘤莖橫徑等性狀，這與劉義華等［8-9］各性狀對單株產量作用大小順序是瘤莖橫徑〉單株質量〉葉長〉葉寬〉單根質量〉瘤莖縱徑的結論基本一致。葉芥菜著重考慮與葉重呈顯著正相關的葉柄寬、葉寬、葉面刺毛等性狀，這與張加強等［21］、王煒勇等［22］結論不完全一致，這可能是此次參試葉芥菜資源少，群體不足所致。4.2芥菜性狀與資源聚類結果52份芥菜種質資源主要農藝性狀差異明顯，表明資源來源廣泛，很難定量地進行描述，故按照數量分類法進行聚類分析。根據聚類分析的原理，數據特征越接近者則越先被合并，數據特征相差越大者則越靠后被合并。根據52份芥菜種質資源的層次聚類樹形圖分析，在遺傳距離為25處分為2大類，從形態特征上可以看出是根據莖用和葉用2種分類的；在遺傳距離為20處分為I、H、B類，1類中有莖瘤芥和筍子芥、H類為筍子芥、B類均為葉芥菜，說明該研究中I類種質資源豐富，H、B類群內資源基本穩定，3類群間的資源差異較大，這與陳發波等［18-19］、林清等［20］、李寧等［23］研究結果基本一致，與喬愛民等［13］A組筍子芥、B組葉芥、C組莖瘤芥結論不一致，同樣也說明芥菜種質資源非常豐富，由于可異花授粉，資源間串粉機率高，變異大。以數量性狀作為育種目標時，這種聚類分析分類法對芥菜新品種選育有極大推動作用。在雜交選配親本時，應根據遺傳距離大小，盡量不選用同一類的親本雜交，利用主要農藝性狀的優勢互補性，進行材料間配組，以提高新品種選育的成功率。參考文獻：【相關文獻】劉佩瑛.中國芥菜[M].北京：中國農業出版社，1996.周源，陳學群，周光凡，等.栽培芥菜、野生芥菜及其基本祖種的同工酶分析[J].西南農業學報,1990，3（4）：42-46.陳材林，周源，周光凡，等.中國的芥菜起源探討[J].西南農業學報，1992，5（3）：6-11.孟秋峰，王毓洪，皇甫偉國，等.芥菜類蔬菜植物學性狀鑒定及聚類分析[J].浙江農業科學，2006，47（3）：254-257.孟秋峰，王毓洪，任錫亮，等.加工型莖用芥菜適應性研究[J].寧波農業科技，2010（1）：15-17.任錫亮，王毓洪，趙天榮，等.芥菜品種資源對蕪菁花葉病毒的抗病性鑒定研究[J].寧波農業科技，2007（4）：2-3.宋學林，方偉良.大葉包心芥豐產栽培技術[J].上海蔬菜，2010（4）：32.劉義華.莖芥菜（莖瘤芥）單株產量與主要性狀的關系[J].中國蔬菜，1999（3）：17-19.劉義華，令蓉，張召榮，等.莖瘤芥（榨菜）農藝性狀的典型相關分析[J].西南農業學報，2008，21（6）：1647-1649.劉義華，張召榮，范永紅，等.莖瘤芥（榨菜）優良種質主要性狀變異度及相關分析[J].西南農業學報，2005,18（18）：61-63.方平，姚啟倫，熊愛華，等.莖瘤芥表型性狀的主成分分析[J].種子，2012,31（11）：58-61.曹必好，雷建軍，宋洪元，等.芥菜的紅葉RAPD標記篩選研究[J].農業生物技術學報，2001,9（3）：238-242.喬愛民，劉佩英，雷建軍.芥菜16個變種的RAPD研究[J].植物學報，1998,40（10）：915-921.FuJ,ZhangMF,QiXH.GeneticdiversityoftraditionalChinesemustardcropsBrassicajunceaasrevealedbyphenotypicdifferencesandRAPDmarkers[J].GeneticResourcesandCropEvolution，2006，53(7)：1513-1519.QiXH,ZhangMF,YangJH.MolecularphylogenyofChinesevegetablemustard(Brassicajunce