白菜薹主要數(shù)量性狀的選擇及與單株產(chǎn)量的關(guān)系研究

吳湖龍

(長(zhǎng)江大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖北 荊州434025；湖北省宜都市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化辦公室，湖北 宜都 443300)

成紅波，劉樂承

(長(zhǎng)江大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖北 荊州434025)

白菜薹(Brassicacampestrisssp.chinensis)是十字花科蕓薹屬小白菜亞種中的一個(gè)變種，是從小白菜中分離出來(lái)的一個(gè)變異類群[1,2]。白菜薹是廣大消費(fèi)者所喜愛的蔬菜，在我國(guó)長(zhǎng)江流域種植廣泛。產(chǎn)量是白菜薹栽培及育種的主要目標(biāo)。數(shù)量性狀之間存在一定相關(guān)性，當(dāng)對(duì)某一性狀進(jìn)行選擇時(shí)，往往對(duì)其他性狀產(chǎn)生間接的影響，因而尋找與產(chǎn)量性狀密切相關(guān)且表現(xiàn)穩(wěn)定的性狀，對(duì)白菜薹豐產(chǎn)育種具有重要意義。與白菜薹同屬作物如紅菜薹[3,4]、甘藍(lán)[5～7]、白菜[8～10]已經(jīng)有大量的產(chǎn)量相關(guān)性狀的研究，但關(guān)于白菜薹產(chǎn)量相關(guān)性狀的研究尚未見報(bào)道。為此，通過(guò)相關(guān)分析、逐步回歸分析和通徑分析，探討了白菜薹16個(gè)數(shù)量性狀的相關(guān)性及15個(gè)數(shù)量性狀對(duì)單株產(chǎn)量的相對(duì)重要性，以期為白菜薹豐產(chǎn)育種實(shí)踐提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在湖北省荊州市長(zhǎng)江大學(xué)園藝園林學(xué)院實(shí)習(xí)基地進(jìn)行。供試材料為收集的荊州及周邊地區(qū)農(nóng)民主要栽培的8份常規(guī)品種材料。2013年9月2日，將所收集到材料種子播種于營(yíng)養(yǎng)缽中育苗，9月21日按行距30cm、株距25cm單行定植大田并進(jìn)行常規(guī)管理。

1.2 試驗(yàn)方法

在供試白菜薹群體中隨機(jī)選取24個(gè)單株，適時(shí)調(diào)查測(cè)定現(xiàn)蕾期(X1，d)、葉片數(shù)(X2，片)、最大葉寬(X3，cm)、最大葉長(zhǎng)(X4，cm)、最小葉寬(X5，cm)、最小葉長(zhǎng)(X6，cm)、葉柄長(zhǎng)(X7，cm)、株高(X8，cm)、株幅(X9，cm)、單株薹數(shù)(X10，個(gè))、薹長(zhǎng)(X11，g)、薹粗(X12，cm)、單薹重(X13，cm)、薹葉重(X14，g)、薹葉比(X15)及單株產(chǎn)量(Y，g)共16個(gè)數(shù)量性狀。對(duì)16個(gè)數(shù)量性狀進(jìn)行相關(guān)分析后，以單株產(chǎn)量為因變量、其余性狀為自變量，在逐步回歸的基礎(chǔ)上進(jìn)行通徑分析。

數(shù)據(jù)分析采用SPSS、Excel軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 各性狀的變異系數(shù)

樣本變異系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)差與均值的比率，是衡量各樣本觀測(cè)值變異程度的重要統(tǒng)計(jì)量[12,13]。育種實(shí)踐表明，性狀的變異系數(shù)較大才有選擇潛力。從表1可以看出，16個(gè)數(shù)量性狀變異系數(shù)的大小依次為X14>X10>Y>X6>X13>X5>X15>X11>X2>X7>X4>X9>X12>X3>X8>X1。16個(gè)數(shù)量性狀的變異系數(shù)均超過(guò)10%，變幅都較大，都有選擇潛力。其中，薹葉重(X14)的變異系數(shù)最大(110.13%)，說(shuō)明薹葉重較易通過(guò)栽培等措施修飾；現(xiàn)蕾期(X1)的變異系數(shù)最小(13.32%)，說(shuō)明現(xiàn)蕾期可修飾程度較小。值得注意的是，單株產(chǎn)量(Y)的變異系數(shù)達(dá)到54.17%，說(shuō)明單株產(chǎn)量具有很高的修飾潛力。

2.2 各性狀與單株產(chǎn)量的線性回歸關(guān)系

表2 15個(gè)數(shù)量性狀與單株產(chǎn)量的回歸分析

注：F0.01(1,22)=7.95，F(xiàn)0.05(1,22)=4.30。

以單株產(chǎn)量(Y)為因變量、其余15個(gè)數(shù)量性狀分別為自變量，通過(guò)F測(cè)驗(yàn)對(duì)線性回歸關(guān)系進(jìn)行顯著性測(cè)驗(yàn)。結(jié)果(表2)顯示，株幅(X9)、薹長(zhǎng)(X11)、單薹重(X13)3個(gè)性狀與單株產(chǎn)量的回歸關(guān)系都達(dá)極顯著水平，葉片數(shù)(X2)、薹粗(X12)2個(gè)性狀與單株產(chǎn)量(Y)的回歸關(guān)系達(dá)顯著水平，說(shuō)明這5個(gè)性狀分別與單株產(chǎn)量有明確的線性回歸關(guān)系。同時(shí)，株高(X8)、薹數(shù)(X10)與單株產(chǎn)量(Y)的回歸關(guān)系趨近于顯著，也可以進(jìn)行多元回歸分析和通徑分析，其余數(shù)量性狀與單株產(chǎn)量的回歸關(guān)系不顯著，應(yīng)予剔除。

2.3 各性狀相關(guān)及逐步回歸關(guān)系

通過(guò)相關(guān)分析，得到了16個(gè)數(shù)量性狀的相關(guān)系數(shù)(表3)。從表3看出，各數(shù)量性狀與單株產(chǎn)量(Y)的相關(guān)系數(shù)依次為X13>X11>X9>X2>X12>X8>X10>X7>X5>X6>X4>X3>X14>X15>X1。但簡(jiǎn)單的相關(guān)分析不能反映性狀間的真實(shí)關(guān)系，為進(jìn)一步了解這些性狀對(duì)單株產(chǎn)量形成的本質(zhì)效應(yīng)，采用相關(guān)系數(shù)矩陣進(jìn)行逐步回歸分析，逐步對(duì)偏回歸系數(shù)的顯著性進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，得到最優(yōu)多元回歸方程，從而篩選出與單株產(chǎn)量達(dá)到顯著相關(guān)的性狀。經(jīng)逐步回歸分析，獲得的多元回歸方程為：Y= -397.65 + 32.599X10+ 10.509X13，F(xiàn)=36.939,P=1.33×10-7，達(dá)極顯著水平，則回歸方程有意義。結(jié)果表明，單株產(chǎn)量(Y)與薹長(zhǎng)(X11)、株幅(X9)、葉片數(shù)(X2)、薹粗(X12)、株高(X8)等5個(gè)性狀相關(guān)不顯著，而與薹數(shù)(X10)和單薹重(X13)這2個(gè)性狀顯著相關(guān)。因此，高產(chǎn)育種時(shí)應(yīng)著重對(duì)薹數(shù)和單薹重2個(gè)性狀進(jìn)行選擇。

表3 16個(gè)數(shù)量性狀的相關(guān)系數(shù)

注：顯著水平臨界值為0.404，極顯著水平臨界值0.515。

2.4 7個(gè)性狀與單株產(chǎn)量的相關(guān)和通徑分析

利用通徑分析能全面了解諸多性狀間的相互關(guān)系。對(duì)與單株產(chǎn)量相關(guān)程度較高的7個(gè)數(shù)量性狀進(jìn)行通徑分析，利用相關(guān)系數(shù)矩陣得到通徑系數(shù)(表4)。結(jié)果表明，7個(gè)數(shù)量性狀對(duì)單株產(chǎn)量的相對(duì)重要性依次為單薹重(PY-X13)>薹數(shù)(PY-X10)>株幅(PY-X9)>葉片數(shù)(PY-X2)>株高(PY-X8)>薹粗(PY-X12)>薹長(zhǎng)(PY-X11)，其中葉片數(shù)和株高效應(yīng)為負(fù)效應(yīng)。

表4 7個(gè)性狀對(duì)單株產(chǎn)量的通徑系數(shù)

單薹重(X13)與單株產(chǎn)量(Y)的相關(guān)主要由直接效應(yīng)提供，其直接通徑系數(shù)為0.7214，相關(guān)系數(shù)為0.7092，絕對(duì)值都最大，說(shuō)明單薹重是影響單株產(chǎn)量的第一因素。同時(shí)，單薹重通過(guò)葉片數(shù)、株高、薹數(shù)對(duì)單株產(chǎn)量產(chǎn)生負(fù)向間接作用，但作用較小。因此，提高單薹重對(duì)提高單株產(chǎn)量有明顯作用。

2.4.2 薹數(shù)與單株產(chǎn)量的相關(guān)和通徑分析

薹數(shù)(X10)對(duì)單株產(chǎn)量(Y)的直接通徑系數(shù)為0.5539，相關(guān)系數(shù)為0.3581，說(shuō)明它們的相關(guān)中直接作用占主要地位。同時(shí)，薹數(shù)通過(guò)葉片數(shù)、株高、薹長(zhǎng)、薹粗和單薹重產(chǎn)生較小的負(fù)向間接作用。因此，增加薹數(shù)對(duì)提高單株產(chǎn)量有明顯作用。

2.4.3 株幅與單株產(chǎn)量的相關(guān)和通徑分析

株幅(X9)與單株產(chǎn)量(Y)的直接通徑系數(shù)為0.2681，相關(guān)系數(shù)為0.5444，說(shuō)明它們的相關(guān)中直接作用較大。同時(shí)，株幅通過(guò)單薹重(PX9-X13-Y=0.2307)和薹數(shù)(PX9-X10-Y=0.1378)對(duì)單株產(chǎn)量產(chǎn)生較大的正向間接作用，而株幅通過(guò)葉片數(shù)和株高產(chǎn)生較小的負(fù)向間接作用。因此，株幅對(duì)單株產(chǎn)量的正向的直接影響和間接影響都較大。

2.4.4 葉片數(shù)與單株產(chǎn)量的相關(guān)和通徑分析

葉片數(shù)(X2)與單株產(chǎn)量(Y)的相關(guān)系數(shù)為0.4143，而直接通徑系數(shù)卻為-0.1046，前者表明葉片數(shù)與單株產(chǎn)量正相關(guān)，后者則表明葉片數(shù)對(duì)單株產(chǎn)量起負(fù)向直接作用。這個(gè)看似相互矛盾的結(jié)果，是因?yàn)槿~片數(shù)還同時(shí)通過(guò)薹數(shù)(PX2-X10-Y=0.3299)和單薹重(PX2-X13-Y=0.1106)有2個(gè)明顯的正向間接作用，說(shuō)明增加葉片數(shù)主要是通過(guò)薹數(shù)和單薹重的間接作用提高單株產(chǎn)量。

2.4.5 株高與單株產(chǎn)量的相關(guān)和通徑分析

株高(X8)與單株產(chǎn)量(Y)的相關(guān)系數(shù)為0.3771，而直接通徑系數(shù)卻為-0.094，前者說(shuō)明株高與單株產(chǎn)量正相關(guān)，后者表明株高對(duì)單株產(chǎn)量起負(fù)向直接作用。這個(gè)看似相互矛盾的結(jié)果，是因?yàn)橹旮哌€同時(shí)通過(guò)單薹重(PX8-X13-Y=0.2315)和株幅(PX8-X9-Y=0.1751)有2個(gè)明顯的正向間接作用，說(shuō)明增大株高主要是通過(guò)單薹重和株幅的間接作用提高單株產(chǎn)量。

2.4.6 薹粗與單株產(chǎn)量的相關(guān)和通徑分析

薹粗(X12)與單株產(chǎn)量(Y)的相關(guān)系數(shù)為0.4125，直接通徑系數(shù)為0.0521，二者相差較大。這是因?yàn)檗反峙c單株產(chǎn)量的相關(guān)除直接作用外，還有薹粗通過(guò)單薹重的正向間接作用(PX12-X13-Y=0.5312)及薹粗通過(guò)薹數(shù)的負(fù)向間接作用(PX12-X10-Y=-0.2145)。因此，白菜薹育種中薹粗性狀的選擇不能忽視，要協(xié)調(diào)好薹粗與單薹重、薹數(shù)的關(guān)系。

2.4.7 薹長(zhǎng)與單株產(chǎn)量的相關(guān)和通徑分析

薹長(zhǎng)(X11)與單株產(chǎn)量(Y)的相關(guān)系數(shù)為0.5788，直接通徑系數(shù)為0.0363，二者相差較大。這是因?yàn)檗烽L(zhǎng)與單株產(chǎn)量的相關(guān)除直接作用外，還有薹長(zhǎng)通過(guò)單薹重的正向間接作用(PX11-X13-Y=0.60686)及薹長(zhǎng)通過(guò)薹數(shù)的負(fù)向間接作用(PX11-X10-Y=-0.1260)。因此，白菜薹育種中薹長(zhǎng)性狀的選擇也不能忽視，要協(xié)調(diào)好薹長(zhǎng)與單薹重、薹數(shù)的關(guān)系。

2.5 決定系數(shù)分析及貢獻(xiàn)值評(píng)價(jià)

單薹重、薹數(shù)、株幅、葉片數(shù)、株高、薹粗、薹長(zhǎng)對(duì)單株產(chǎn)量的決定系數(shù)如表5所示。由表5可知，決定系數(shù)絕對(duì)值的大小為dY-X13>dY-X10>dY-X10-X13>dY-X9-X13>dY-X9-X10>dY-X9>dY-X2-X10>dY-X12-X13>dY-X11-X13>dY-X8-X13>dY-X8-X9>dY-X10>dY-X2-X9>dY-X2-X13>dY-X10-X12>dY-X8-X10>dY-X2>dY-X10-X11>dY-X8>dY-X2-X8>dY-X9-X11>dY-X8-X11>dY-X12>dY-X9-X12=dY-X11-X12>dY-X2-X10>dY-X8-X12>dY-X2-X11。各數(shù)量性狀單獨(dú)或共同決定單株產(chǎn)量的相對(duì)程度，單薹重的作用居于首位，薹數(shù)的作用次之，單薹重和薹數(shù)的共同作用居第3位，說(shuō)明單薹重和薹數(shù)是影響單株產(chǎn)量的主要因素，這與通徑分析的結(jié)果一致。由表5數(shù)據(jù)結(jié)果分析可知：R2=0.8197，表明所研究的7個(gè)性狀決定了單株產(chǎn)量變異的81.97%，基本可以描述白菜薹單株產(chǎn)量的表現(xiàn)。

表5 7個(gè)性狀對(duì)單株產(chǎn)量的決定系數(shù)

注：dn表示第n個(gè)性狀的決定系數(shù)。

表6 7個(gè)性狀對(duì)單株產(chǎn)量的總貢獻(xiàn)值與排序

根據(jù)通徑分析中各數(shù)量性狀對(duì)單株產(chǎn)量的決定系數(shù)計(jì)算各個(gè)性狀的貢獻(xiàn)值，可評(píng)價(jià)各個(gè)性狀對(duì)單株產(chǎn)量的貢獻(xiàn)(表6)，其大小為X13>X10>X9>X12>X11>X8>X2。顯然，貢獻(xiàn)值最大的是單薹重(X13)，其次是薹數(shù)(X10)，這與通徑分析結(jié)果一致，這說(shuō)明在豐產(chǎn)育種過(guò)程中單薹重和薹數(shù)的作用十分關(guān)鍵。

3 結(jié)論

1)相關(guān)分析結(jié)果表明，白菜薹各數(shù)量性狀與單株產(chǎn)量的相關(guān)順序?yàn)閱无分?薹長(zhǎng)>株幅>葉片數(shù)>薹粗>株高>薹數(shù)>葉柄長(zhǎng)>最小葉寬>最小葉長(zhǎng)>最大葉長(zhǎng)>最大葉寬>薹葉重>薹葉比>現(xiàn)蕾期；通過(guò)線性回歸分析篩選出與單株產(chǎn)量相關(guān)的7個(gè)數(shù)量性狀分別為單薹重、薹長(zhǎng)、株幅、葉片數(shù)、薹粗、株高、薹數(shù)；逐步回歸分析結(jié)果表明，要提高白菜薹單株產(chǎn)量，應(yīng)著重考慮對(duì)薹數(shù)和單薹重性狀進(jìn)行選擇。

2)通徑分析結(jié)果表明，要選育單株產(chǎn)量高的白菜薹品種，除了注重直接作用較大的單薹重、薹數(shù)、株幅3個(gè)性狀的選擇外，還應(yīng)加強(qiáng)間接作用較大的株幅、葉片數(shù)、株高性狀的選擇，同時(shí)，協(xié)調(diào)好薹粗、薹長(zhǎng)與單薹重、薹數(shù)性狀的關(guān)系也有利于提高單株產(chǎn)量。決定系數(shù)分析表明，本研究在確定自變量時(shí)已包含81.97%的影響因素，雖然仍有18.03%的影響因素未包含在內(nèi)，但基本可以利用這些性狀描述白菜薹單株產(chǎn)量的表現(xiàn)。