不同海拔环境中甘蓝型油菜籽粒主要性状的差异研究

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油菜是我国四大油料作物之一,也是我国最为重要的油料作物之一,在我国农业生产中占有十分重要的地位。甘蓝型油菜由于植株高大,枝叶繁茂,抗寒和抗病毒能力较强,较耐肥,产量较高且较稳定,增产潜力大,因而是我国目前最有经济价值的一个栽培种。品种(基因型)是影响甘蓝型油菜产量及品质性状最主要的因素。但是,产量和品质的最终形成,是基因型、环境以及两者相互作用的结果,环境在某种程度上也起到相当重要的作用。环境是个宽泛的概念,包括地理环境、气候环境、生物环境、社会环境。其中,地理环境、气候环境、生物环境属于自然环境,而社会环境则具体包括栽培制度、栽培措施、管理技术等方面。从作物生长发育所需外界条件来看,光、温、水、气、肥是五个生长因子,而这五个因子则是由地理位置、地形所决定的。研究环境对油菜的影响,传统的做法是固定几个因子,仅研究光、温、水、气、肥五个因素中的某一个因素对油菜生长发育的单独效应,这类的研究比较多也比较透彻,也明确了各个环境因子对油菜生长发育的影响。但是,对于作物而言,环境终究是个复杂的外部系统,并且五个因子之间互相制约、互相影响,在实际农业生产中,利用控制环境因子(光、温、水、气)而试图显著提高产量和提高品质的做法只能在小面积上试验示范,如果要实现规模生产,则成本巨大,经济效益低。如果以系统的眼光,将外界环境条件看成一个有机的整体,研究这个整体对作物生长发育的影响,将具有一定现实意义。本文所研究的,是自然环境中的地理环境,具体来说是海拔高度环境(地形),对甘蓝型油菜主要性状的影响。海拔高低不同,有可能造成不同地区光、温、水、气、肥的巨大差别。在地理位置(主要是纬度)基本相同的条件下,不同海拔高度具有不同的环境综合效应。对于一些地形复杂的地区而言,研究不同海拔高度所决定的环境综合效应对油菜主要性状的影响,有利于人们利用现有的优越的地理自然资源,合理地规划油菜种植,指导油菜生产。本文选取北碚、万州两个不同海拔地点,对两种不同海拔环境中甘蓝型油菜亲本及其两个F8代重组自交系群体(用RIL1和RIL2表示)的种子千粒重、皮壳率、含油量、蛋白质含量、黄籽度等五个主要性状的差异进行了比较和研究,主要研究结果如下:1.通过分析两种海拔环境中亲本以及RIL的性状表型值的著异,发现高海拔环境的含油量要显著高于低海拔环境,低海拔的蛋白质含量要显著高于高海拔环境;商海拔环境中的含油量+蛋白质含量显著地高于低海拔环境;海拔环境对黄籽度的影响不显著;海拔环境对皮壳率、千粒重的影响可能与群体基因型有关。2.五个性状都呈连续变异,表现多基因控制的数量性状特点。其中千粒重、含油量、蛋白质含量的频率分布符合正态分布,表现微效多基因控制的数量性状特点;皮壳率、黄籽度的频率分布不符合正态分布,表现主效-微效基因控制的数量性状特点。3.两种海拔环境中,RIL主要性状间的相关性的表现趋势基本是一致的。主要性状中表现为极显著负相关的有:皮壳率和含油量、含油量和蛋白质含量、皮壳率和黄籽度;表现为极显著正相关的是含油量和黄籽度。但研究也发现,同一RIL群体在不同海拔环境中的某些性状相关性表现不尽相同,在同一海拔环境中不同RIL群体的性状相关程度也有所不同。RIL群体的主要性状对含油量的通径分析表明,皮壳率对含油量的直接通径系数远远大于间接通径系数;千粒重对含油量的直接通径系数和间接通径系数都很小;蛋白质含量与含油量的负相关主要是通过蛋白质含量的直接作用体现的;黄籽度对含油量的效应主要是通过皮壳率的间接作用体现的,因而黄籽度主要是通过减少皮壳率而提高含油量的。4.利用作图法和相关分析法推测RIL群体主要性状的基因型×环境效应,发现千粒重、黄籽度存在负向的基因型×环境效应,皮壳率、含油量、蛋白质存在正向的基因型×环境效应;皮壳率、黄籽度、含油量的基因型×环境效应可能比较小,千粒重、蛋白质的基因型×环境效应可能比较大。5.两种海拔环境中,RIL群体的甘蓝型油菜综合评价指标具有极显著的差异,高海拔环境中的甘蓝型油菜综合评价指标显著高于低海拔环境,说明在高海拔地区种植的油菜商品价值高于低海拔地区油菜的商品价值。
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