冬瓜若干植株性狀在F1代中的遺傳表現

姚金曉 楊飛 王國華 吳菊 吳國泉

摘要：【目的】分析冬瓜植株性狀在F1代中的遺傳表現與規律，為冬瓜目標性狀改良提供參考依據?！痉椒ā恳?個類型冬瓜品種LCDG、F0060、SNKY和XSBN為親本，進行不包括正反交在內的雙列雜交，配制6個雜交組合，對其F1代植株性狀進行統計分析?！窘Y果】冬瓜F1代莖粗、株高、葉面積、節間長、第一雄花節位及第一雌花節位6個性狀的雜種優勢指數平均值分別為95.38%、111.64%、93.36%、107.52%、72.48%和62.00%；株高、葉面積、第一雄花節位和第一雌花節位的平均變異系數大于10.00%，其中第一雌花節位的平均變異系數最大，為21.82%?！窘Y論】冬瓜F1代中，株高、葉面積、第一雄花節位和第一雌花節位具有豐富的遺傳潛力，株高極易出現超高親雜種優勢，第一雌花節位較易出現超低親個體，冬瓜育種過程中從早期世代起即可對這些性狀進行目標選擇。

關鍵詞： 冬瓜；植株性狀；遺傳表現；雜種優勢分析

中圖分類號： S642.3 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1191（2016）07-1159-05

0 引言

【研究意義】冬瓜（Benincasa hispida Cogn.）為葫蘆科冬瓜屬（Benincasa savi）一年生草本植物，是我國的傳統蔬菜品種之一，產量高，耐貯運，富含鉀、鈣、磷和鐵等人體所需元素及各種維生素，老瓜、嫩瓜均可食用。近年來選育推廣的常規品種小冬瓜因個小肉厚頗受消費者青睞，帶動了種植面積尤其是設施栽培面積不斷擴大，市場前景十分廣闊。但常規品種經長期栽培后性狀退化嚴重，導致產量和品質嚴重下降。因此，開展冬瓜性狀遺傳規律分析，對我國冬瓜育種具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】謝大森等（2002，2003）對冬瓜果實進行遺傳相關和通徑分析，發現瓜肉致密性是構成冬瓜產量的主要性狀；冬瓜雜種一代的單瓜重、橫徑和瓜肉致密性分別表現為正向超親優勢、負向超親遺傳和負向不完全顯性。陳清華等（2002）研究認為，節瓜（屬冬瓜變種）的產量性狀普遍具有雜種優勢，其F1代的產量與父本產量、中親值呈顯著正相關。魏佑營等（2003）開展節瓜性型遺傳規律研究，結果表明，節瓜的花性主要由兩對獨立分離基因控制，純雌株型、全雄株型分別由兩對純合或1對純合、1對雜合基因控制。何曉明等（2006）研究認為，節瓜F1代的果長與母本值、中親值呈極顯著正相關，與高親值呈顯著正相關，果肉可溶性固形物含量僅與父本值呈顯著正相關。喬燕春等（2014）研究顯示，冬瓜、節瓜果實性狀的表型變異系數為9.12%～123.13%，尤以單果重的變異系數最大；遺傳多樣性指數為0.122～1.859。鄧儉英等（2015）研究發現，冬瓜果皮的深綠色、黃綠色受1對核基因控制，深綠色對黃綠色為顯性?！颈狙芯壳腥朦c】前人對冬瓜的研究主要集中在果實農藝性狀方面，對冬瓜植株的株高、葉片大小等農藝性狀的研究鮮見報道?！緮M解決的關鍵問題】以4個類型冬瓜品種LCDG、F0060、SNKY 和XSBN配制6個雜交組合，觀測其F1代植株株高、葉片大小等農藝性狀的遺傳表現，掌握其遺傳規律，為冬瓜目標性狀改良提供參考依據。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

供試4個類型冬瓜品種為LCDG、F0060、SNKY和XSBN，其中F0060從中國種質資源庫引進，XSBN從云南西雙版納引進，其余為舟山市農林科學研究院自選純合材料。為方便描述，分別用L、F、S和X代替LCDG、F0060、SNKY和XSBN。

1. 2 試驗方法

1. 2. 1 雜交組合配制 進行不包括正反交在內的雙列雜交共6個，分別為：L×F、L×S、 L×X、F×S、F×X和S×X，其F1代于2015年春季在舟山市農林科學研究院蔬菜基地進行設施吊蔓種植。設3次重復，栽培管理按南方冬瓜常規方法進行。

1. 2. 2 植株性狀測定 2015年1～7月，對各雜交組合的F1進行單株性狀測定，測定內容包括株高、莖粗、葉面積、節間長、第一雄花節位和第一雌花節位共6個指標。參考李娟娟等（2014）的方法，在果實成熟期用卷尺測量株高，即植株基部至第15節的高度；用游標卡尺測量莖粗，即植株第15節的橫徑；計算葉面積，即植株第15節葉片的面積；計算中親值、雜種優勢指數和變異系數。

式中，MP為中親值，P為雙親某性狀實際測量值的平均值，CV為變異系數，σ為雜交后代性狀的標準差，x為相應雜交組合F1代群體的平均值，Hi為雜種優勢指數。按照馬育華和蓋鈞鎰（1979）的方法，將變異系數0～10.00%、10.00%～20.00%和20.00%以上分別定義為遺傳變異度較小、中等和較大。

1. 3 統計分析

試驗數據采用WPS 2015進行統計分析。

2 結果與分析

2. 1 冬瓜F1代莖粗的遺傳特點

由表1可知，6個冬瓜雜交組合F1代莖粗的變異均較小，平均為8.80%，說明4個冬瓜品種F1代中植株莖粗的變化范圍比較集中；莖粗的雜種優勢指數平均為95.38%。從莖粗雜種比例的平均值來看，超低親個體占35.83%，雙親間個體占48.98%，超高親個體占15.18%，以超高親個體所占比例較低，說明冬瓜的莖粗雜交優勢不明顯。

由表1可知，L×F、L×S及L×X的F1代中，莖粗在雙親間的個體所占比例遠高于超低親個體和超高親個體，分別為86.67%、83.33%和66.67%，3個雜交組合親本莖粗間差異較明顯，說明莖粗差異較明顯的冬瓜材料進行雜交時，其F1代莖粗出現中間類型個體的概率最高。

2. 2 冬瓜F1代株高的遺傳特點

由表2可知，6個冬瓜雜交組合F1代株高變異系數平均為10.81%，屬于中等變異，說明冬瓜F1代中植株株高的變化范圍分散；株高的雜種優勢指數平均為111.64%。從株高雜種比例的平均值來看，超低親本個體占7.22%，雙親間個體占42.78%，超高親個體占50.00%，以超高親個體所占比例較高，說明冬瓜F1代 株高性狀具有明顯的雜種優勢。

由表2可知，L×X及F×S雜交組合的親本株高差異不明顯，其F1代中株高超高親個體所占比例均為66.67%，明顯高于位于雙親間及超低親個體所占比例，說明株高接近的冬瓜材料雜交時其F1代的株高具有明顯的雜種優勢；L×F、L×S、F×X和S×X雜交組合的親本株高差異較明顯，其F1代中株高超低親個體所占比例為0，說明株高相差較明顯的冬瓜材料進行雜交時其F1代株高出現超低親個體的概率極低。

2.3 冬瓜F1代葉面積的遺傳特點

由表3可知，6個冬瓜雜交組合F1代葉面積的變異系數平均為17.02%，屬于中等變異，說明冬瓜F1代的葉面積變化范圍比較分散；F1代葉面積的雜種優勢指數平均為93.36%。從葉面積雜種比例的平均值來看，超低親個體占37.78%，雙親間個體占45.56%，超高親個體占16.67%，以超高親個體所占比例較低，說明F1代植株中葉面積性狀雜種優勢較弱。

由表3可知，L×X、F×X和S×X雜交組合的親本葉面積差異較明顯，其F1代中位于雙親間的個體比例遠高于超低親和超高親個體的比例，分別為76.67%、93.33%和60.00%，說明葉面積差異較明顯的材料間進行雜交時，出現中間類型個體的概率最高；L×F、L×S和F×S雜交組合的葉面積大小接近，其F1代中超低親個體所占比例高于雙親間及超高親個體所占比例，分別為43.33%、46.67%和86.67%，說明植株葉面積接近的冬瓜材料間進行雜交時，其葉面積表現出衰退現象。

2. 4 冬瓜F1代節間長的遺傳特點

由表4 可知，6個冬瓜雜交組合F1代節間長的變異系數平均為8.18%，屬于較小變異，說明節間長的變化范圍較集中；F1代節間長的雜種優勢指數平均為107.52%。從節間長雜種比例的平均值來看，超低親個體占5.55%，雙親間個體占61.67%，超高親個體占32.78%，其中超高親個體所占比例較高，說明冬瓜F1代的節間長具有較強的雜種優勢。L×F、L×S、F×X和S×X雜交組合的親本節間長相差較大，其F1代中雙親間的個體所占比例分別為66.67%、100.00%、80.00%和50.00%，均高于超低親及超高親個體，說明節間長差異較明顯的冬瓜材料進行雜交時，其F1代節間長出現中間類型個體的概率高；L×X和F×S雜交組合的親本節間長差異不明顯，其F1代中節間長超高親本個體所占比例均為46.67%，高于雙親間及超低親個體，說明節間長差異不明顯的冬瓜材料進行雜交時其F1代節間長表現出明顯的雜種優勢。

2. 5 冬瓜F1代第一雄花節位的遺傳特點

由表5可知，6個冬瓜雜交組合F1代的第一雄花節位變異系數平均為17.47%，屬中等變異，說明冬瓜F1代第一雄花節位的變化范圍較分散，其中L×F、L×S、L×X和F×S組合的第一雄花節位變異大于F×X和S×X；F1代第一雄花節位的雜種優勢指數平均為72.48%。從第一雄花節位雜種比例平均值來看，超低親個體占18.89%，雙親間個體占73.33%，超高親個體占7.77%，其中超高親個體所占比例較低，說明冬瓜的第一雄花節位雜種優勢不明顯。

2. 6 冬瓜F1代第一雌花節位的遺傳特點

由表6可知，6個冬瓜雜交組合F1代的第一雌花節位變異系數平均為21.82%，屬于較大變異，說明冬瓜F1代第一雌花節位的變化范圍最大；F1代第一雌花節位的雜種優勢指數平均為62.00%。從第一雌花節位雜種比例平均值來看，超低親個體占37.78%，雙親間個體占58.89%，超高親個體占3.33%，以超高親個體所占比例極低，說明冬瓜F1代第一雌花節位的雜種優勢極不明顯。L×F、L×S和F×S雜交組合親本的第一雌花節位差異不明顯，其F1代中第一雌花節位超低親個體所占比例分別為73.33%、90.00%和56.67%，均高于雙親間個體及超高親個體，說明第一雌花節位接近的材料進行雜交更有利于超低節位雌花出現。

3 討論

雜交是轉移優良性狀、獲得植物新類型和選育有價值新品種的有效方法之一（Eeckhaut et al.，2007）。育種過程中為了獲得優良單株，通常對雜交后代每個植株各項指標進行調查并與雙親比較評估其優劣。本研究中，度量冬瓜植株農藝性狀雜交優勢強弱的雜交優勢指數平均值排序為株高>節間長>莖粗>葉面積>第一雄花節位>第一雌花節位，其中株高的雜交優勢最強，第一雌花節位的雜交優勢最弱。從總體雜種比例平均值來看，4個冬瓜品種植株的6個主要農藝性狀均存在雜種優勢，但所占比例不同，說明不同組合雜種優勢強弱不同。張凌云（2009年）研究發現，絲瓜主要農藝性狀中株高超高親個體所占比例最高，雜種優勢明顯，本研究結果與其相似，冬瓜F1代的株高性狀超高親本個體所占比例在6個主要農藝性狀中最高，為50.00%。不同作物的F1代均有超高親雜交優勢出現，說明F1代更有利于植株吸收養分和積累營養物質，有利于改善果實品質。本研究中，冬瓜F1代植株第一雌花節位的超低親個體比例在6個農藝性狀中較大，為37.78%，F1代中雌花節位更接近雌花節位低的親本，與李健吾（1993）對黃瓜農藝性狀的研究結果相似，其認為第一雌花節位為負向優勢即F1趨向早熟親本?？偟目磥?，葫蘆科植物的株高雜種優勢及雌花負向優勢是遺傳過程的普遍現象。

馬育華和蓋鈞鎰（1979）研究認為，變異程度在10.0%以上的大豆性狀可認定具有較豐富的選擇潛力；陳和明等（2011）研究認為，蝴蝶蘭的變異程度越大，越有利于優良品種選育。本研究中，冬瓜品種LCDG、F0060、SNKY和XSBN的F1代株高、葉面積、第一雄花節位及第一雌花節位的平均變異系數均大于10.00%，因此推斷這4個品種具有豐富的選擇潛力。

本研究僅分析了冬瓜F1代植株的若干農藝性狀，如要選育綜合評價較高的優良株系，掌握更直觀的遺傳規律，還需對其F2代或更多世代進行研究。由于數量性狀受土壤、環境及氣候等影響較大，本研究中冬瓜F1代植株若干農藝性狀的遺傳表現仍有待進行多年試驗驗證。

4 結論

本研究結果表明，4個冬瓜品種LCDG、F0060、SNKY和XSBN配制的雜交組合F1代植株，其株高性狀雜種優勢最明顯，第一雌花節位的超低親個體最多，并趨向低雌花節位的親本，株高、葉面積、第一雄花節位及第一雌花節位的平均變異系數均大于10.00%，具有豐富的遺傳潛力，因此冬瓜育種過程中從早期世代起即可對這些性狀進行目標選擇。

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（責任編輯 思利華）