張揚勇 靳 哲 方智遠 劉玉梅 楊麗梅 莊 木 孫培田

（中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所，北京 100081）

結球甘藍（Brassica oleracea var.capitata L.）簡稱甘藍，為十字花科蕓薹屬蔬菜，在蔬菜的周年供應及出口貿(mào)易中起重要作用，近年來全國種植面積約90萬hm2（楊麗梅 等，2011）。隨著市場需求的變化，甘藍產(chǎn)銷發(fā)生了一些新變化（方智遠，2008）。其中一個新變化就是長江中下游地區(qū)的越冬甘藍得到迅速發(fā)展，僅湖北省嘉魚縣越冬甘藍種植面積就達 1萬 hm2左右。該茬口一般在7～8月播種，翌年1～3月收獲，因此要求甘藍品種可耐-5 ℃左右的低溫，抗病耐裂性強。鑒于該茬口品種主要依賴于進口種子，中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所于21世紀初啟動了抗寒甘藍新品種選育工作，目前已經(jīng)選育出了一批優(yōu)良抗寒自交系，這些自交系間抗寒性存在一定的差異，但是他們的抗寒性配合力還不清楚。

關于抗寒性配合力的研究，已經(jīng)在小麥（孫貴臣和徐環(huán)澄，1993）、水稻（Cruz et al.，2006；Cruz et al.，2010）等作物上報道，但尚未見關于甘藍抗寒性配合力的報道。在甘藍中已有耐裂球性、產(chǎn)量、抗病性等性狀的配合力分析（Chiang，1972；方智遠和孫培田，1982；More ＆ Wallace，1988；莊木 等，2009；李梅 等，2009），這些性狀的配合力測定為常規(guī)育種提供了科學依據(jù)。本試驗以本所選育的6個甘藍抗寒自交系為材料，采用Griffing雙列雜交方法（Ⅳ）測定甘藍抗寒性的配合力并進行分析，為甘藍抗寒新組合的選育提供依據(jù)。

1 材料與方法

2010年春季選用6份甘藍抗寒自交系09-372、09-398、09-386、09-344、09-347、09-362（分別編號為A、B、C、D、E、F），按照Griffing雙列雜交方法（Ⅳ）配制15個雜交組合。2010年秋季在本所順義試驗農(nóng)場露地種植，采用隨機區(qū)組設計，3次重復，小區(qū)面積3.5 m2，每小區(qū)定植13株，7月16日播種，8月20日定植。

自然降溫至最低溫度0 ℃以下時，開始進行抗寒性調(diào)查，分2次進行：11月10日（寒害前期）、11月22日（寒害后期）。每小區(qū)調(diào)查全部植株的寒害級別，并計算寒害指數(shù)。寒害分級參照李錫香和方智遠（2007）結球甘藍幼苗的寒害分級標準，并結合甘藍植株的田間植物學性狀制定了寒害級別：0級，無任何受凍癥狀；1級，植株外部 1～2片葉受凍；3級，植株外部 3～5片葉受凍；5級，植株外部6～8片葉受凍；7級，植株全部葉片受凍萎蔫；9級，植株全部外葉枯死。

式中，Xi表示寒害級別；Ni表示受低溫傷害后相應級別的植株數(shù)；n為小區(qū)總植株數(shù)。

根據(jù) Griffing提出的雙列雜交配合力統(tǒng)計原理，按照劉來福等（1984）的計算方法，利用DPS軟件對小區(qū)寒害指數(shù)進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 抗寒材料的選育

近10年來，本所甘藍課題組先后引進寒春4號、M-3、帕特等甘藍優(yōu)良抗寒一代雜種逾50份。其中部分品種為胞質(zhì)不育系配制而成，無法加以利用，因此筆者選擇了以自交系配制的優(yōu)良抗寒品種進行自交分離和田間抗寒性篩選，已選育出了抗寒自交系逾80份，其中球形、球色、球內(nèi)結構、抗病性等經(jīng)濟性狀優(yōu)良的自交系逾30份，選取其中6份抗寒性較好但又有一定差異的優(yōu)良自交系進行配合力測定（表1）。

表1 6份甘藍抗寒自交系的主要農(nóng)藝性狀

2.2 雜交組合的抗寒性表現(xiàn)

從表2可以看出，A×B、B×E、D×E、C×D等4個組合在兩次調(diào)查中的平均寒害指數(shù)均較低，抗寒性好；組合E×F、D×F在兩次調(diào)查中的寒害指數(shù)均大于90 %，而組合A×F、B×F、C×F的寒害指數(shù)介于65.3 %～94.8 %之間。

表2 甘藍雜交組合的寒害指數(shù) %

2.3 方差分析

2.3.1 隨機區(qū)組方差分析 對15個雜交組合的抗寒性進行隨機區(qū)組方差分析，兩個時期的F值分別為130.29和78.92，差異均達極顯著水平，表明組合間存在真實的差異，可以進行配合力和遺傳力分析。

2.3.2 配合力方差分析 將組合間的方差分解為一般配合力（GCA）方差和特殊配合力（SCA）方差進行分析，兩次調(diào)查中這兩種配合力的F值都達到極顯著水平（表3）。這表明，甘藍抗寒性在兩次調(diào)查中有極顯著的一般配合力差異及組合間極顯著的特殊配合力差異；同時還表明，在本試驗中基因加性效應和非加性效應對甘藍抗寒性均起重要作用。

表3 甘藍雜交組合寒害指數(shù)的配合力方差分析

GCA與 SCA均方比是衡量一般配合力和特殊配合力相對重要性的指標。這一比值在兩個調(diào)查時期均大于 7，且達到極顯著水平。由此說明，甘藍抗寒性主要是由基因加性效應決定的。后期寒害指數(shù)的 GCA/SCA均方比略大于前期，這也表明隨著溫度的降低，基因加性效應的作用略有增加。

2.4 配合力效應及評價

2.4.1 一般配合力效應及評價 一般配合力由基因的加性效應決定，一般配合力高的品系，其相應性狀傳遞能力強，對雜種后代影響也大。由表4可知，在調(diào)查的兩個時期，自交系F的GCA均為正值，對寒害指數(shù)產(chǎn)生正向促進效應。自交系 B、C、D的 GCA均為負值，對寒害指數(shù)產(chǎn)生負向促進效應；平均負向效應值絕對值大小順序為B＞D＞C，自交系B的GCA效應值最小，雜交組合的寒害指數(shù)促進效應最小，即對抗寒性作用最大。因此，自交系 B、C、D的一般配合力效應值為負向，在甘藍抗寒育種中有很大潛力，可用于試配抗寒組合。自交系A在調(diào)查初期表現(xiàn)為正向促進效應，到后期表現(xiàn)為負向促進效應，表明該自交系前期抗寒性略差，待適應零下低溫后可誘導出較強的抗寒性。自交系E在調(diào)查初期表現(xiàn)為負向促進效應，后期為正向促進效應，表明該自交系的前期抗寒性較好，而后期抗寒性一般。

2.4.2 特殊配合力效應及評價 特殊配合力是指兩親本配制一代雜種的水平，由基因的非加性效應決定。由表5可以看出，不同組合間的SCA效應差異較大。有些組合在前、后期表現(xiàn)出一致的正向或負向優(yōu)勢，如組合A×B、A×C、A×E、B×C、B×D、B×E、B×F、C×D、C×F、D×E、D×F、E×F，在兩個調(diào)查時期表現(xiàn)出較好的一致性；其他 3個組合的 SCA效應值在兩個調(diào)查時期正向或負向趨勢不完全一致。

表4 6份甘藍自交系寒害指數(shù)的一般配合力效應值

表5 甘藍雜交組合寒害指數(shù)的特殊配合力效應值

其中組合 A×B、B×F、C×D、C×F、D×E的 SCA效應值在兩個調(diào)查時期均為負值，抗寒性較強，且表現(xiàn)出很好的一致性。組合D×E的負向SCA效應值最大，其次為組合B×F、A×B，均表現(xiàn)出較好的抗寒性。特別是組合A×B，球色綠，球形好，產(chǎn)量高，后期抗寒性好。

2.5 抗寒性的基因型和表現(xiàn)型方差及遺傳力估算

由表6可以看出，在調(diào)查的兩個時期加性方差均大于非加性方差，表明甘藍的抗寒性以加性效應為主，還有非加性效應的作用。甘藍雜交組合在調(diào)查的兩個時期均表現(xiàn)出較高的遺傳力，廣義遺傳力達97 %以上，狹義遺傳力在廣義遺傳力中所占比例較高，這也表明甘藍的抗寒性主要以加性效應為主，這與GCA/SCA均方比大于7的結果相符合。

表6 甘藍雜交組合寒害指數(shù)的基因型和表現(xiàn)型方差及遺傳力

2.6 高配合力優(yōu)良抗寒甘藍組合的選育

綜合一般配合力、特殊配合力測定結果及田間經(jīng)濟性狀調(diào)查結果，初步明確優(yōu)良抗寒越冬甘藍組合2個（表7）：10秋1119（D×E）、10秋1126（A×B）。10秋1119表現(xiàn)葉色深綠，中心柱長占球高的55 %，結球緊實，結構好，田間抗病性強；10秋1126表現(xiàn)葉色綠，中心柱長小于球高的1/2，結球緊實，結構好，田間抗病性強。

表7 2個優(yōu)良抗寒甘藍組合的經(jīng)濟性狀

3 結論與討論

對小麥（孫貴臣和徐環(huán)澄，1993）、水稻（Cruz et al.，2010）的研究表明，抗寒性受加性效應和非加性效應共同作用，以加性效應為主。但也有例外，Cruz等（2006）對水稻發(fā)芽期的抗寒性配合力研究表明，非加性效應起主要作用，可在較晚的世代進行該性狀篩選，推測是因為該抗寒性是在種子發(fā)芽期調(diào)查的，而Cruz等（2010）調(diào)查的抗寒性是在水稻苗期。本試驗以6份甘藍抗寒自交系進行配合力、遺傳力分析，結果表明基因加性效應和非加性效應對抗寒性均起重要作用，且以加性效應為主。因此，選擇耐寒材料時，應重視從早期世代起對抗寒性狀加以篩選。

前人對甘藍重要性狀的配合力測定主要包括耐裂球性（Chiang，1972；莊木 等，2009）、單球質(zhì)量、中心柱長（方智遠和孫培田，1982；More ＆ Wallace，1988）、耐抽薹性（李梅 等，2009）等性狀，其中耐裂球性、耐抽薹性、中心柱長、株高等性狀的表現(xiàn)以加性效應為主，而單球質(zhì)量等性狀的表現(xiàn)以非加性效應為主。在本試驗中，對抗寒性的配合力分析結果表明其以加性效應為主。綜合前人研究結果，上述農(nóng)藝性狀中大多數(shù)以加性效應為主，表明常規(guī)育種經(jīng)過多代分離篩選，能逐步累積控制優(yōu)良性狀的基因。

在抗寒材料的自然低溫篩選過程中，大多數(shù)材料的抗寒性表現(xiàn)前后是一致的，且隨著溫度的降低其加性效應只輕微增加?？紤]到多數(shù)北方地區(qū)冬季極端溫度可達-10 ℃以下，因此在實際育種過程中，可以在-3 ℃左右進行抗寒材料的初選，在-5 ℃時做進一步選擇，這樣既能保證選育材料的成活率，避免受過度凍傷，又達到了抗寒篩選的目的。

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