北方旱寒区甘蓝型冬油菜产量、品质及抗倒性的分析评价

2018—2019年,以34个强抗寒甘蓝型冬油菜品系为试验材料,对其产量、品质及抗倒性进行分析和评价,挖掘优异种质资源。结果表明:不同材料间的产量、品质及抗倒性存在较大差异,单株产量变异范围为6.50~36.67 g,平均产量为21.08 g,17NPZ240-1的产量最高;相关分析表明全株角果数(r=0.897**)和每角粒数(r=0.534**)与单株产量极显著正相关。各材料倒伏系数介于153.74~359.61,17NDL20-7的倒伏系数最低,抗倒性最强;相关分析表明抗折力(r=-0.501**)、重心高度(r=502**)、茎粗(r=-0.816**)、分枝部位(r=0.472**)和主花序长度(r=-0.679**)与倒伏系数呈极显著相关关系。品质性状中,含油量介于33.40%~49.54%,平均含量为43.32%,17DNL32-3的含量最高;蛋白质含量介于16.87%~27.24%,平均含量为21.18%,16NTS309-4的含量最高;油酸含量介于23.62%~68.81%,平均含量为45.92%,17NPZ242-1的含量最高;亚油酸含量介于10.62%~18.48%,平均含量为14.87%,亚麻酸含量介于5.41%~8.97%,平均含量为7.60%,芥酸含量介于0.15%~27.51%,平均含量为10.80%,17NPZ52-3的亚油酸、亚麻酸含量最高,芥酸含量最低;硫代葡萄糖苷含量介于18.47~70.35μmol·g^(-1),平均含量为34.41μmol·g^(-1),16NTS309-7的含量最低;相关分析表明油酸、亚油酸、亚麻酸和芥酸含量间存在显著相关关系(0.421≤r≤0.913)。9个性状的综合隶属函数值F介于0.25~0.77,相差0.52,品系间差异较大。聚类分析将34份甘蓝型冬油菜材料划分为3大类群,第Ⅰ类群包含17份材料,综合表现最好,但平均含油量最低;第Ⅱ类群包含4份材料,综合表现较弱,倒伏系数均值最高,其他8个性状的平均值都处于中等水平;第Ⅲ类群包含13份材料,综合表现最弱,但平均含油量最高,倒伏系数均值处于中等水平,其他7个性状的均值都处于最低水平。

基于GGE双标图的北方旱寒区冬油菜适应性分析

为评判白菜型冬油菜品种(系)的抗寒性以及在北方地区越冬的稳定性和适应性,对北方11个省(区、市)两年25个试点43点次试验的12个白菜型冬油菜品种的越冬率进行了GGE双标图法分析。结果表明,品种效应为55.12%,远远大于环境效应和品种与环境互作效应,为环境效应、品种与环境互作效应的2.5倍,因此,北方旱寒区冬油菜生产关键是选择超强抗寒品种。陇油6号、7号和12号品种抗寒性优良、越冬率稳定、广适性好,以‘陇油6号’和‘陇油7号’为最佳。GGE双标图分析还表明,本试验25个试点除祁县和天水两个试点外,其余试点对白菜型冬油菜品种抗寒性的鉴别力均较好,可作为北方冬油菜抗寒性鉴定的试点,以泾源、临河和靖边为最佳试点。同时将所有试点划分成不同的生态区,并筛选出了适宜不同生态区的特异适应性品种。‘陇油6号’和‘陇油7号’适于在参试的所有试点栽培;‘07皋兰DQW-1-3’和‘07兰州MXW-1-3’适于在拉萨、酒泉、定州、顺义、延边等地栽培;‘06468’适于在天水栽培。本研究表明,品种效应对冬油菜越冬率的影响占主导地位,但环境效应和品种与环境互作效应对冬油菜越冬率的影响也占较大比重,故在北方旱寒区冬油菜生产中,要综合考虑品种、环境及品种与环境互作效应,因地制宜地选择适宜地区以及不同地区的种植品种,才能保证其安全越冬。

北方旱寒区冬油菜根系抗寒指标分析

为了研究北方旱寒区冬油菜根部生理特性与其抗寒性的相关性,对6个不同抗寒性冬油菜品种整个生育期根部的干物质积累、含水量、可溶性蛋白含量及相关保护性酶活性的变化进行了分析,并将各指标与越冬率进行了相关性分析,用与越冬率相关性显著、极显著的6个指标对冬油菜进行聚类分析。结果表明,降温前,各指标与越冬率的相关性均不显著;降温后,越冬率与可溶性蛋白含量、SOD活性极显著正相关,与POD、APX活性显著正相关,与根直径、根冠比、CAT活性正相关,与根含水量负相关;根据聚类分析结果,可将试验材料分为3类,第1类:07-G01,天油2号,天油4号,此类抗寒性弱,为耐寒性品种;第2类:上党,74-1,此类抗寒性一般,为中抗寒性品种;第3类:陇油6号,此类抗寒性强,为强抗寒性品种。由此推断,在北方旱寒区,冬油菜越冬前根直径大、根冠比高、根含水量低有利于冬油菜安全越冬;降温后,冬油菜可溶性蛋白、SOD、POD、CAT和APX酶活性值越高,其抗寒性越强。

北方旱寒区冬油菜种植密度对生态条件的响应

在北方旱寒区不同生态条件下开展了冬油菜适宜种植密度试验，研究了种植密度对冬油某越冬率、生育期、产量及农艺性状的影响。结果表明，越冬率随种植密度增大而降低；密度对生育期存在一定的影响；随着种植密度的增加，分枝部位增高，株高、植株总分枝数、主花序长度、千粒重、单株产量均降低。角粒数也受种植密度影响，随密度增大，角粒数基本呈抛物线状变化。冬油菜在新疆、酒泉、靖远和北京地区适宜种植密度范围不同，分别为60～120、60～75、60～90万株／hm2和60～90万株／hm2。北方旱寒区冬油菜适宜的种植密度范围在60～90万株／hm2。

北方旱寒区冬油菜抗寒性相关指标的QTL定位

以抗寒性不同的白菜型冬油菜品种陇油7号与陇油9号为亲本构建的F2群体为材料,对白菜型冬油菜抗寒性相关的生理指标进行了QTL定位分析。在白菜型油菜的10条染色体上定位了SOD活性、POD活性、CAT活性、MDA含量、游离脯氨酸含量和可溶性蛋白含量共6个性状的24个QTL位点,可解释表型变异为11.1783%~81.1753%;10个显性效应表现为显性正效应,LOD值在3.2787~163.7958之间。染色体2A的Br ID90127-Br ID10421区、Br ID10421-Br ID10709区及Br ID10709-Br ID101165区,5A的BRMS034(R5)-Ra3-H10区、6A的Ra1-F06-Ra2-D04区、8A的Br ID10839-Ra2-E12区和10A的Br ID90115-Ra2-E07区是多个性状QTL共享的标记区间。研究结果对冬油菜抗寒性基因精确定位具有一定价值。