全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2005, 32 (2) : 244～248
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2004 - 06 - 08; 修回日期 : 2004 - 12 - 03
基金项目 : 国家 ‘863’项目 (2001AA241124) ; 山东省自然科学基金资助项目 ( Y2000D08)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: zdyu@ sohu1com)
本论文承蒙朱军先生的修改指正 , 谨致谢意 !
大白菜主要营养品质性状的遗传效应研究
于占东 1, 2, 3 　何启伟 13 　王翠花 1 　牟晋华 1 　刘春香 2 　刘继保 1
(1 山东省农业科学院蔬菜研究所 , 济南 250100; 2 山东农业大学园艺学院 , 泰安 271018; 3 吉林农业大学园艺学院 ,
长春 130118)
摘 　要 : 选用大白菜 3个生态型的 6个高代自交系进行完全双列杂交 , 对其干物质、维生素 C、可溶
性糖、有机酸、粗纤维和氨基酸含量进行遗传效应分析。结果表明 , 维生素 C、有机酸、干物质及粗纤维
含量符合加性 - 显性 - 母体效应 (ADM ) 遗传模型 , 其狭义遗传力分别为 5311%、1315%、3813%和
2812% ; 可溶性糖及氨基酸含量符合加性 - 显性 (AD ) 遗传模型 , 狭义遗传力分别为 1814%和 4013%。
可溶性糖与干物质含量呈显著正相关 , 相关系数为 01746; 维生素 C与干物质含量呈显著正相关 , 相关系
数为 01293, 与有机酸、粗纤维含量呈显著负相关 , 相关系数分别为 01305和 01366。
关键词 : 大白菜 ; 营养品质性状 ; 遗传效应
中图分类号 : S 63411　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2005) 0220244205
Stud ies on Genetic Effects of Im portan t Nutr ien t Qua lity Characters in Ch i2
nese Cabbage
Yu Zhandong1, 2, 3 , He Q iwei13 , W ang Cuihua1 , Mou J inhua1 , L iu Chunxiang2 , and L iu J ibao1
(1 Institu te of V egetable C rops, Shandong A cadem y of A gricultural Science, J ipinan 250100, China; 2 College of Horticulture,
Shandong A gricu ltura l U niversity, Ta ipian 271018, Ch ina; 3 College of Horticulture, J ilin A gricu ltura l U niversity, Changchun
130118, China)
Abstract: Genetic effects of dry matter, vitam in C, soluble sugar, organic acid, crude fiber and am ino
acid contents in Chinese cabbage (B rassica cam pestris L. ssp. pekinensis) were analysed for a set of 6 ×6
diallel crosseswith six inbred lines of three ecotypes. The results showed that the genetics of vitam in C, organ2
ic acid, dry matter and crude fibre content was app rop riate to the additive2dom inant2maternal model while the
inherence of the soluble sugar and am ino acid was app rop riate to the additive2dom inance model. The estimated
narrow heritability of vitam in C, organic acid, dry matter and crude fibre contents were 5311% , 1315% ,
3813% and 2812%. The estimated narrow heritability of soluble sugar, am ino acid contentswere 1814% and
4013% respectively. It is observed that there was a significant positive correlation between the content of sou2
ble sugar and dry matter, the content of vitam in C and dry matter, the coefficient is 01746 and 01293 respec2
tively; however , there was a significant negative correlation between the content of vitam in C and crude fibre,
the content of vitam in C and organic acid, the coefficient is 01366 and 01305, respectively.
Key words: Chinese cabbage; Nutrient quality character; Genetic effect
大白菜 〔B rassica cam pestris L. ssp. pekinensis (Lour) O lsson〕原产中国 , 栽培历史悠久 , 种质资
源丰富 , 是中国各地 , 尤其是北方地区冬春主要蔬菜。随着人们生活水平的提高 , 对大白菜的周年供
应和品质风味等有了更高的要求。因此 , 大白菜品质育种越来越受到人们的关注。大白菜品质应包括
风味品质、商品外观和营养品质。目前商品外观品质各地依其消费习惯 , 可直接目测鉴定。风味品质
　2期 于占东等 : 大白菜主要营养品质性状的遗传效应研究 　
与品种的营养成分、特殊风味物质及组织结构有关〔1, 2〕, 鉴定常采用系统评分法〔3, 4〕, 对大白菜质地、
易煮烂程度、水分、甜味和综合风味在供试品种之间存在的差异进行品尝鉴定 , 可以有效地区分品种
间风味品质的差异。营养品质尚无简便可行的鉴定方法。而要提出和制定简便可行的营养品质的鉴定
方法 , 首先要明确营养品质所包含的性状及其相关性 , 以及与产量等经济性状的关系 , 才能进而筛选
出简易定量化的营养品质鉴定的指标和方法。研究证实 , 营养品质性状多为数量性状 , 但在近年的遗
传研究和育种中发现控制数量性状的基因在效应大小上往往存在较大的差异〔5〕, 这在白菜上有过报
道〔6, 7〕。对大白菜品质性状的遗传研究方面 , 赵义平等〔8〕曾以一组杂交组合为试材 , 分析了粗纤维、
蛋白质、可溶性糖性状指标间的遗传相关性 ; 金同铭等〔9〕评价了北京、山东等地的 12个品种的营养
成分含量差异 ; 而有关主要品质性状的遗传效应研究尚未见报道。作者采用 3个生态型大白菜的 6个
高代自交系做亲本进行完全双列杂交 , 研究主要营养品质性状的遗传效应、各性状间的遗传相关性 ,
并对亲本及组合的遗传效应作出评价 , 以期为大白菜营养品质育种提供理论依据。
1　材料与方法
111　供试材料
选用大白菜 3个基本生态型且品质各有差异的 6个品种的高代自交系为试材 (表 1)。
表 1　大白菜试材名称
Tab1e 1　The list of ma ter ia ls
自交系
Inbred lines
编号
No.
包球方式
Head shape
来源
Source
生态型
Ecotype
新福 474 Xinfu 474 A1 卵圆类型 Ecotp. ovata L i 福山包头 Fushan Baotou 海洋性气候生态型 Marine climate ecotype
新福 1042 Xinfu 1042 A2 卵圆类型 Ecotp. ovata L i 福山二包头 Fushan Erbaotou 海洋性气候生态型 Marine climate ecotype
2001295 A3 平头类型 Ecotp. depressa L i 石特 Shite 大陆性气候生态型 Mainland climate ecotype
卫 214 W ei 214 A4 平头类型 Ecotp. depressa L i 卫固 W eigu 大陆性气候生态型 Mainland climate ecotype
992682 A5 直筒类型 Ecotp. cylindrica L i 天津青麻叶 Tianjin Q ingmaye 交叉性气候生态型 Interlaced climate ecotype
992683 A6 直筒类型 Ecotp. cylindrica L i 天津绿 Tianjin Lü 交叉性气候生态型 Interlaced climate ecotype
112　试验设计
试验在山东省农业科学院蔬菜研究所进行。2001年秋至 2002年春完成 6个亲本的完全双列杂交
(即获得了 6个亲本及其 30个杂交组合试材 ) , 2002年 8月 15日播种供试材料 , 采用随机区组设计 ,
3次重复 , 每小区种植 14株 , 行距 50 cm , 株距 50 cm, 田间管理与大田相同 , 结球后期每小区随机
取样 3株 , 测定营养成分含量。
113　测定项目及统计分析方法
对鲜样采用 4分法取得分析样品 , 干样混匀后取样。分别以鲜样测定干物质 (烘干称重法 )、维
生素 C (216 -二氯靛酚钠盐法 )、有机酸 (酸碱中和滴定法 ) , 以干样测定干物可溶性糖 (蒽酮法 )、
粗纤维 (酸碱洗涤法 )、氨基酸 (日立 83550型测定 )〔10〕; 按朱军〔11〕的加性 -显性 (AD)、加性 -显
性 -母体效应 (ADM ) 模型 , 采用 M INQUE (1) 统计方法 , 估算各性状的遗传方差和遗传力 , 同时
用调整的无偏预测法 (AUP) 预测各项遗传效应值。
2　结果与分析
211　主要营养成分分析结果及其方差分量与遗传效应值分析
各亲本及其组合主要营养成分指标的测定结果列入表 2。
对所分析的 6个营养品质性状进行方差分解及显著性检测 , 结果表明 6个性状中 , 按 ADM模型
分析维生素 C、有机酸、干物质及粗纤维含量遗传母体效应均达到显著或极显著水平 , 故按 AD模型
进行分析 , 其它性状母体遗传效应不显著。
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园 　　艺 　　学 　　报 32卷
表 2　各亲本及其组合营养品质性状测定结果
Table 2　The results of each paren t and its group nutr ien t qua lity characters
亲本 (组合 )
Parents
(Combinations)
干物质
D ry matter
( g/g FM)
维生素 C
V itam in C
(mg/g FM)
有机酸
O rganic acid
(mg/g FM)
可溶性糖
Soluble sugar
(mg/mg DM)
粗纤维
Crude fiber
(mg/mg DM)
氨基酸
Am ino acid
(mg/mg DM)
P1 010652 011315 013342 011392 011363 011314
P2 010520 012197 012315 011332 011217 011436
P3 010582 012635 013298 011345 011130 010990
P4 010610 012623 013372 011276 011153 011615
P5 010736 012433 014035 011373 010983 011910
P6 010733 012075 012722 011697 011047 011245
P1 ×Pj 010622 012040 012973 011272 011251 011291
P2 ×Pj 010551 012045 012764 011328 011220 011306
P3 ×Pj 010619 012208 012530 011464 011268 011104
P4 ×Pj 010603 012319 012724 011404 011189 011259
P5 ×Pj 010629 012507 012675 011348 011127 011384
P6 ×Pj 010615 012235 012461 011393 011169 011160
　　注 : j = 1, 2, 3, 4, 5, 6。表中数据为 3次重复测定的平均值。
Note: j = 1, 2, 3, 4, 5, 6. The data in the table was the average value of three rep licates.
21111　遗传方差比率 　利用 ADM模型或 AD模型 , 采用 M INQUE ( 1) 统计方法 , 估算各性状的遗
传方差和遗传力 , 同时用调整的无偏预测法 (AUP) 预测各项遗传效应值 , 其分析结果如表 3、表 4。
表 3　 6个营养品质性状的遗传参数估计
Table 3　Estima tes of genetic param eters of six nutr ien t qua lity characters in Ch inese cabbage
方差比率
Component of variance
维生素 C
V itam in C
可溶性糖
Soluble sugar
有机酸
O rganic acid
干物质
D ry matter
粗纤维
Crude fiber
氨基酸
Am ino acid
加性方差 Additive variance /表现型方差 Phenotyp ic variance 012713 01038 01004 011993 01035 014033 3
显性方差 Dom inance variance /表现型方差 Phenotyp ic variance 012913 3 01228 016823 3 014263 3 013793 3 014273
母体方差 Maternal variance /表现型方差 Phenotyp ic variance 012613 3 01146 011313 3 011843 012473 3 %
机误方差 Error variance /表现型方差 Phenotyp ic variance 01177 015883 011833 3 011913 3 013393 3 011703 3
狭义遗传力 Narrow2sense heritability ( h2N ) 015313 01184 01135 013833 01282 014033 3
广义遗传力 B road2sense heritability ( h2B ) 018233 3 01412 018173 3 018103 3 016613 3 018303 3
　　3 : P < 0105; 3 3 : P < 0101。以下各表相同。The same as below.
从表 3可以看出 : 维生素 C、干物质含量由加性、显性、母体效应共同控制 , 分别达到显著或极
显著水平。这两个性状是由细胞核和细胞质基因双重控制的。可溶性糖、有机酸和粗纤维含量加性效
应不显著 , 并且可溶性糖的环境 (机误 ) 方差占表现型方差的 5818% , 可见在杂种后代中遗传力较
低 , 受环境影响较大 , 即栽培条件对其含量起着重要作用。氨基酸含量由加性方差、显性方差控制 ,
均达到显著、极显著水平。
21112　遗传力和遗传效应值 　从表 3、表 4还可以看出 : 维生素 C狭义遗传力 ( h2N ) 为 5311% , 广
义遗传力 ( h2B ) 为 8213% ; P3、P4 加性效应预测值较高 , 达到显著或极显著水平。在进一步分析维
生素 C的显性遗传效应值时 , P1 ×P3、P1 ×P5、P1 ×P6、P2 ×P3、P2 ×P4 组合达到 1%极显著水平 ,
说明不同类型亲本系间配组杂种优势明显。可溶性糖的 h2N 1814% , h2B 4112% , 说明在杂种后代中遗
传率较低 , 受环境影响较大。粗纤维的 h2N 2812% , h2B 6611%。有机酸 h2N 1315% , h2B 8117%。干物质
h2N 3813% , h2B 8110% , 为提高干物质含量 , 叠抱类型的 P3、P4 及直筒型的 P5 是较理想的亲本 , 与
其相关的杂交组合中 P2 ×P4、P3 ×P5 等不同类型的杂合显性效应值较高 , 可利用杂种优势。大白菜
氨基酸含量的 h2N 4013% , h2B 83% , 均达到显著水平 , 说明其主要由遗传因素决定。P2、P4、P5 加性
效应预测值较高 , 达到显著或极显著水平。杂交组合的显性随机效应预测值中 P1 ×P2 达到 5%显著
水平 , 说明氨基酸含量在合抱类型内杂种优势较强 , 不同的生态型间杂种优势不明显。
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　2期 于占东等 : 大白菜主要营养品质性状的遗传效应研究 　
表 4　各亲本加性效应及杂交组合显性随机效应预测值
Table 4　The pred icted add itive and dom inan t effects for paren ts and cross com b ina tion s
亲本 (组合 )
Parents(Combinations)
维生素 C
V itam in C
可溶性糖
Soluble sugar
有机酸
O rganic acid
干物质
D ry matter
粗纤维
Crude fiber
氨基酸
Am ino acid
A1 - 211813 3 　01183 - 01161 - 01224 　01048 　01044
A2 - 01243 - 01203 　01040 - 014193 　01182 　013873
A3 　215023 3 - 01530 　012058 　010913 　01214 - 114953 3
A4 　119743 - 01032 　01007 　014853 3 - 01276 　013183
A5 - 3 1963 3 - 01132 - 01008 　011133 　01113 　114603 3
A6 - 016553 　01715 - 01083 - 01048 - 01281 - 017143
D1 ×2 - 214233 3 - 01254 　21774 - 013733 　01008 　116993
D1 ×3 　215013 3 - 11121 - 11850 - 01079 　01487 　01004
D1 ×4 - 11222 - 11077 - 11182 - 01078 - 112993 - 017683 3
D1 ×5 　419533 3 　113213 - 31320 　01086 　01014 - 01875
D1 ×6 　417533 3 - 01695 　01424 - 018363 3 - 01481 - 017873
D2 ×3 　019323 3 　01291 - 01595 　01116 - 017283 3 - 015813
D2 ×4 　317493 3 　01641 - 11781 　110313 3 　018283 3 - 01810
D2 ×5 - 215343 3 - 01779 - 01419 - 017193 3 　01824 - 118733
D2 ×6 - 315183 3 - 018253 　219333 3 - 014483 3 - 01293 　01033
D3 ×4 - 118633 　11886 - 416233 　01344 　01026 - 11105
D3 ×5 - 311083 3 　01738 - 714583 3 　014383 　210983 3 - 01336
D3 ×6 - 01072 - 01898 - 213773 　01202 　114293 - 01171
D4 ×5 - 115963 3 - 01005 - 710313 3 - 01048 - 01141 - 118913
D4 ×6 　01387 　112163 3 - 11504 　01119 - 01275 - 114043
D5 ×6 - 01322 - 11835 - 21898 - 114883 3 　016753 - 11187
212　遗传相关分析
采用 M INQUE (1) 法 , 可以无偏地估算成对性状间遗传效应协方差分量和相关系数〔11〕。遗传相
关分析结果 (表 5) 表明 , 维生素 C与干物质含量呈显著正相关 , 与有机酸、粗纤维含量呈显著负相
关 ; 可溶性糖与干物质含量呈显著正相关。
表 5　成对性状的遗传相关分析
Table 5　Covar iance and correla tion between pa irs of tra its
遗传相关
Pairs of traits
加性相关
Additive
correlation
显性相关
Dom inance
correlation
母体相关
Maternal
correlation
基因型相关
Genotyp ic
correlation
表现型相关
Phenotyp ic
correlation
维生素 C和可溶性糖 V itam in C and soluble sugar - 01980 - 01132
- 013923 - 01360 - 01199
维生素 C和有机酸 V itam in C and organic acid - 11000 - 01060 - 01512
- 013053 - 012893
维生素 C和干物质 V itam in C and dry matter 　018283 - 01077 　01337 　012933 　01229
维生素 C和粗纤维 V itam in C and crude fiber
- 012303 - 012303 　016733 - 013663 - 012633
维生素 C和氨基酸 V itam in C and am ino acid - 01146 　01035 　0 - 01035 　01001
可溶性糖和有机酸 Soluble sugar and organic acid 　11000 - 01143 　01011 - 01036 - 01010
可溶性糖和干物质 Soluble sugar and dry matter - 01984 　01845 - 01592 　017463 　011893
可溶性糖和粗纤维 Soluble sugar and crude fiber - 11000 - 01098 - 0330 - 01379 - 01176
可溶性糖和氨基酸 Soluble sugar and am ino acid - 01262 　01002 　0 - 01057 - 01045
有机酸和干物质 O rganic acid and dry matter 　01271 　01050
- 014833 - 01049 - 010903
有机酸和粗纤维 O rganic acid and crude fiber 　11000
- 015623 　01303 - 01219 - 01124
有机酸和氨基酸 O rganic acid and am ino acid - 01336 　017883 　0 　015003 　014363 3
干物质和粗纤维 D ry matter and crude fiber - 11000 - 01054 - 01044 - 01204 - 01147
干物质和氨基酸 D ry matter and am ino acid - 01030 　013183 　0 　01178 　01178
粗纤维和氨基酸 Crude fiber and am ino acid 　01467 - 01324 　0 - 01102 - 01065
3　讨论
营养品质性状的表现对大白菜品质有重要影响 , 培育具有优良品质的新品种是育种家的重要目
标。目前 , 在亲本系选育中 , 于低世代测定大白菜亲本材料的营养品质指标尚存在工作量大、成本高
等问题。本研究结果表明 , 维生素 C、干物质含量的加性及母体效应显著 , 狭义遗传力分别为 5311%
和 3813% , 不同生态类型亲本系间配组杂种优势较明显。以上结果与张增翠〔7〕等对白菜的研究结果
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园 　　艺 　　学 　　报 32卷
不同 , 其研究结果认为这两个性状符合 AD模型。可见大白菜与白菜不同的遗传材料以及不同环境条
件下各性状的表现不完全一致。可溶性糖、有机酸、粗纤维、氨基酸含量 h2N 分别为 1814%、
1315%、2812%和 4013%。维生素 C、干物质含量在不同类型间配组杂种优势较强 , 而氨基酸含量在
合抱类型内配组杂种优势较强 , 不同的生态型间杂种优势不明显。维生素 C分别与干物质呈显著正
相关、与有机酸、粗纤维呈显著负相关 ; 可溶性糖与干物质呈显著正相关。在亲本选择和组合选配中
可作为重要依据。适当提高维生素 C、可溶性糖、氨基酸及干物质含量和适当降低有机酸、粗纤维含
量是优质育种的重要目标性状。
根据各亲本的不同遗传效应预测值 , 可以了解亲本的潜在价值 , 为大白菜品质育种的亲本选择提
供依据。维生素 C、干物质和氨基酸等 3个品质性状狭义遗传率较高 , 必须首先侧重于亲本的加性效
应 , 可在早期世代进行选择。重点培育某些性状特别优良的材料系做亲本 , 再与其它综合性状好的亲
本系配组 , 以获得较理想的杂交组合。粗纤维、可溶性糖、有机酸等性状遗传力较低 , 选择宜在高世
代进行 , 同时因其受环境条件影响较大 , 要提高可溶性糖的含量 , 还需要与优良栽培条件相配合。本
试验在试材的选择中 , 注重了以各生态类型间的营养品质性状差别较大的材料做亲本系配制组合 , 试
验结果在对主要营养品质性状的遗传效应、各性状间的遗传相关性、各亲本及组合的遗传效应作出的
评价 , 可以为大白菜营养品质育种提供一定的理论依据。但由于在选材上虽为 3个基本生态类型 , 但
在类型内试材偏少 , 有些结论尚需进一步探讨。
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