





中国农业科学 ›› 2026, Vol. 59 ›› Issue (2): 250-264.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2026.02.003
杨锐1, 陈敬东1, 黄郢1, 谢伶俐1, 张学昆1,2, 周登文3, 刘清云4, 徐劲松1, 许本波1
收稿日期:2025-08-20
接受日期:2025-10-07
出版日期:2026-01-16
发布日期:2026-01-22
通信作者:
联系方式:
杨锐,E-mail:ruiyang.stu@yangtzeu.edu.cn。
基金资助:YANG Rui1, CHEN JingDong1, HUANG Ying1, XIE LingLi1, ZHANG XueKun1,2, ZHOU DengWen3, LIU QingYun4, XU JinSong1, XU BenBo1
Received:2025-08-20
Accepted:2025-10-07
Published:2026-01-16
Online:2026-01-22
摘要:
【目的】 长江上游为我国重要油菜主产区之一,在保障我国食用植物油供给安全和提高我国油料自给率中发挥关键作用。然而,该地区气候条件复杂多变,传统的遗传改良评价方法受环境干扰较大,难以精准识别品种遗传潜力变化趋势。建立一种以年度高产品系为代表的遗传改良追踪方法,系统揭示2004—2023年长江上游地区油菜品系的遗传进步轨迹与农艺性状演化特征,明确高产品系关键农艺性状的协同调控机制,为油菜高产稳产育种提供理论支撑。【方法】 以长江上游地区2004—2023年国家冬油菜新品种比较试验中年度平均产量最高的品系作为研究对象,运用混合线性模型、最佳线性无偏预测(BLUP)模型分离环境影响,结合线性回归、皮尔森相关性分析、通径分析和主成分分析,全面评估2004—2023年高产品系的产量遗传进步趋势与农艺性状变异特征,构建多性状协同调控网络。【结果】 2004—2023年长江上游地区油菜品系实际产量和产量BLUP值均呈显著上升趋势,高产品系性状改良表现出显著的阶段性变化特征:2004—2013年育种策略以紧凑株型为主,表现为分枝数、单株角果数和全生育期显著下降;2014—2023年则向粒数型转变,单株角果数和千粒重稳定提升。相关性分析与通径分析揭示单株产量为提升群体产量的核心直接驱动因子,单株角果数与分枝数主要通过提升单株产量来促进群体产量增加。主成分分析结果表明,前五个主成分特征值均大于1,累计解释76%的总变异,其中,以单株角果数、分枝数和株高等结构性状为主导的PC1贡献率为29%,成为导致品种间差异最主要的特征维度,揭示了高产品系从“单一性状突破”向“多因子协同”转型的育种趋势。【结论】 明确了油菜育种方向由早期的株型结构优化逐步转向后期粒数强化的阶段性演变趋势;系统揭示了单株产量为核心直接驱动因子,“分枝数-角果数-粒型”为支撑的多性状协同高产模式。长江上游地区2004—2013年缺乏高产品系的推广,表明未来该区域的育种方向应综合考虑产油量和抗倒伏性,在不同生态和管理条件下实现长江上游油菜产量的持续突破。
杨锐, 陈敬东, 黄郢, 谢伶俐, 张学昆, 周登文, 刘清云, 徐劲松, 许本波. 长江上游油菜高产品系遗传改良与构型分析[J]. 中国农业科学, 2026, 59(2): 250-264.
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表1
长江上游油菜年度高产品系主要农艺性状的统计与变异系数(2004—2023年)"
| 年份 Year | 菌核病 病指 Sclerotium index | 株高 Plant height (cm) | 分枝数 Branching number | 单株角果数 Silique number per plant | 每角粒数 Seed number per silique | 千粒重 Thousand seeds weight (g) | 单株产量 Yield per plant (g) | 全生育期 Whole growth period (d) | 硫甙含量 Glucosinolate content (µmol·g-1) | 含油量 Oil content (%) | 产量 Yield (kg·hm-2) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2004 | 2.03 | 210.02 | 9.10 | 486.10 | 15.75 | 3.34 | 24.31 | 229.67 | 24.64 | 36.88 | 2411.50±152.39 |
| 2005 | 3.35 | 205.02 | 9.92 | 429.22 | 18.37 | 3.56 | 24.66 | 227.00 | 109.98 | 44.14 | 2608.83±168.98 |
| 2006 | 1.31 | 212.72 | 9.15 | 430.52 | 20.16 | 3.24 | 28.42 | 222.50 | 20.02 | 39.44 | 2653.33±132.24 |
| 2007 | 3.34 | 194.60 | 8.72 | 509.38 | 18.07 | 3.72 | 30.85 | 226.83 | 27.70 | 40.83 | 2808.33±135.13 |
| 2008 | 4.36 | 197.43 | 9.62 | 445.82 | 18.83 | 3.57 | 29.42 | 223.83 | 35.69 | 40.51 | 2745.83±121.48 |
| 2009 | 3.59 | 207.20 | 8.60 | 483.90 | 16.97 | 4.05 | 30.77 | 224.00 | 29.57 | 39.78 | 2838.83±131.54 |
| 2010 | 5.14 | 195.32 | 8.67 | 450.27 | 16.84 | 4.23 | 28.01 | 230.50 | 29.72 | 40.39 | 3108.67±167.14 |
| 2011 | 1.01 | 203.75 | 7.73 | 366.24 | 19.91 | 3.77 | 23.61 | 224.17 | 20.73 | 40.74 | 2694.83±199.79 |
| 2012 | 1.27 | 186.26 | 7.24 | 308.22 | 20.62 | 4.04 | 23.38 | 220.00 | 21.08 | 43.12 | 2852.80±215.20 |
| 2013 | 1.84 | 192.35 | 6.70 | 265.55 | 18.83 | 4.13 | 20.58 | 221.00 | 22.55 | 37.28 | 3011.50±251.33 |
| 2014 | 2.20 | 187.03 | 7.22 | 319.93 | 21.42 | 3.16 | 21.73 | 206.50 | 21.17 | 40.75 | 2927.40±180.34 |
| 2015 | 7.88 | 202.35 | 6.72 | 320.18 | 17.77 | 3.40 | 18.52 | 216.83 | 19.57 | 42.06 | 2837.17±233.09 |
| 2016 | 5.01 | 191.78 | 8.93 | 347.47 | 16.52 | 3.69 | 19.27 | 215.17 | 28.08 | 41.85 | 2924.17±283.79 |
| 2017 | 3.57 | 202.52 | 7.78 | 318.16 | 25.38 | 3.13 | 19.86 | 214.80 | 20.76 | 42.46 | 2786.40±150.37 |
| 2018 | 2.51 | 208.68 | 5.82 | 255.10 | 17.72 | 4.15 | 17.10 | 214.00 | 39.35 | 44.12 | 3078.33±196.57 |
| 2019 | 0.89 | 196.17 | 7.45 | 216.48 | 20.63 | 4.19 | 12.88 | 209.33 | 34.58 | 46.14 | 2841.17±177.64 |
| 2020 | 4.67 | 196.40 | 7.62 | 268.64 | 20.98 | 3.49 | 17.90 | 216.00 | 20.81 | 42.95 | 2886.00±132.45 |
| 2021 | 5.48 | 185.52 | 6.20 | 300.34 | 18.96 | 4.21 | 17.66 | 209.40 | 39.26 | 45.35 | 2776.60±117.67 |
| 2022 | 17.85 | 205.08 | 9.42 | 398.32 | 20.10 | 3.24 | 20.16 | 219.40 | 49.68 | 39.00 | 3134.80±422.14 |
| 2023 | 15.99 | 193.23 | 9.28 | 425.15 | 21.28 | 3.40 | 22.48 | 213.83 | 34.29 | 41.86 | 2996.50±238.17 |
| 平均值 Average | 4.66 | 198.67 | 8.09 | 367.25 | 19.26 | 3.69 | 22.58 | 219.24 | 32.46 | 41.48 | 2846.15 |
| 最大值 Maximum | 17.85 | 212.72 | 9.92 | 509.38 | 25.38 | 4.23 | 30.85 | 230.50 | 109.98 | 46.14 | 3134.80 |
| 最小值 Minimum | 0.89 | 185.52 | 5.82 | 216.48 | 15.75 | 3.13 | 12.88 | 206.50 | 19.57 | 36.88 | 2411.50 |
| 标准差 STDEV | 4.56 | 8.13 | 1.21 | 86.98 | 2.21 | 0.39 | 4.98 | 6.89 | 20.03 | 2.44 | 177.08 |
| 变异系数 CV (%) | 97.81 | 4.09 | 14.89 | 23.68 | 11.49 | 10.48 | 22.04 | 3.14 | 61.70 | 5.87 | 6.22 |
表2
长江上游油菜年度高产品系主要农艺性状的BLUP值与年度变化"
| 性状 Trait | 斜率Slope | ||
|---|---|---|---|
| 2004-2023 | 2004-2013 | 2014-2023 | |
| 菌核病病指Sclerotium index | 0.0090 | -0.0746 | 0.0675 |
| 株高Plant height | 0.0071 | -0.4473 | -0.2764 |
| 分枝数Branching number | 0.0089 | -0.0742* | 0.0379 |
| 单株角果数Silique number per plant | 0.9342* | -3.7045** | 1.7955** |
| 每角粒数Seed number per silique | -0.0215 | 0.0838 | -0.2311 |
| 千粒重Thousand seeds weight | -0.0129 | 0.0401* | 0.0256 |
| 单株产量Yield per plant | -0.0204 | -0.0096 | -0.0363 |
| 全生育期Whole growth period | 0.0322 | -0.2791* | 0.2387** |
| 硫甙含量Glucosinolate content | -0.6253 | -3.8843 | 1.9544 |
| 含油量Oil content | 0.1496* | 0.2122 | 0.2011 |
| 产量Yield | 4.7836* | 11.7442 | 5.6638 |
表3
2004—2023年长江上游油菜年度高产品系主要农艺性状与产量的通径分析"
| 交互作用因子 Interaction factor | 相关系数 Correlation coefficient | 通径系数Path coefficient | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 直接通径系数 Direct path coefficient | 间接通径系数Indirect path coefficient | |||||||||||
| x1 | x2 | x3 | x4 | x5 | x6 | x7 | x8 | x9 | x10 | |||
| x1 | 0.10 | 0.11 | 0.00 | 0.00 | -0.01 | 0.00 | 0.01 | -0.02 | -0.01 | 0.01 | 0.00 | 0.00 |
| x2 | 0.01 | 0.12 | 0.00 | 0.00 | -0.08 | -0.03 | -0.03 | -0.03 | 0.07 | 0.00 | 0.00 | -0.01 |
| x3 | -0.02 | -0.16 | 0.00 | 0.06 | 0.00 | -0.05 | -0.02 | -0.05 | 0.28 | -0.06 | -0.01 | -0.02 |
| x4 | 0.13 | -0.08 | 0.00 | 0.05 | -0.11 | 0.00 | -0.02 | -0.03 | 0.42 | -0.08 | 0.00 | -0.03 |
| x5 | 0.07 | 0.07 | 0.02 | -0.04 | 0.03 | 0.03 | 0.00 | -0.03 | -0.04 | 0.01 | 0.00 | 0.02 |
| x6 | 0.14 | 0.14 | -0.01 | -0.02 | 0.05 | 0.02 | -0.01 | 0.00 | -0.03 | -0.01 | 0.00 | 0.03 |
| x7 | 0.25 | 0.53 | 0.00 | 0.02 | -0.08 | -0.06 | 0.00 | -0.01 | 0.00 | -0.11 | 0.00 | -0.03 |
| x8 | 0.03 | -0.18 | -0.01 | 0.00 | -0.05 | -0.03 | 0.00 | 0.01 | 0.32 | 0.00 | 0.00 | -0.03 |
| x9 | -0.05 | -0.04 | 0.01 | 0.01 | -0.04 | -0.01 | -0.01 | 0.00 | 0.02 | -0.02 | 0.00 | 0.03 |
| x10 | 0.05 | 0.10 | 0.00 | -0.01 | 0.03 | 0.03 | 0.01 | 0.04 | -0.17 | 0.06 | -0.01 | 0.00 |
表4
2004—2023年长江上游油菜年度高产品系主要农艺性状的主成分分析"
| 主成分 Principal component | 特征值 Eigenvalue | 贡献率 Contribution (%) | 累计贡献率 Accumulative contribution rate (%) |
|---|---|---|---|
| PC1 | 3.21 | 29 | 29 |
| PC2 | 1.47 | 13 | 42 |
| PC3 | 1.41 | 13 | 55 |
| PC4 | 1.30 | 12 | 67 |
| PC5 | 1.09 | 10 | 76 |
| PC6 | 0.86 | 8 | 84 |
| PC7 | 0.54 | 5 | 89 |
| PC8 | 0.46 | 4 | 93 |
| PC9 | 0.32 | 3 | 96 |
| PC10 | 0.30 | 3 | 99 |
| PC11 | 0.12 | 1 | 100 |
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