中国南瓜主要性状配合力与遗传力分析

2012-04-29王磊刘童光戴祖云施文政谈敏许晓婷

中国瓜菜 2012年1期

王磊刘童光戴祖云施文政谈敏许晓婷

摘要：以12个中国南瓜高世代自交系为试验材料。采用NCⅡ设计配制36个杂交组合，分析了12个数量性状的遗传力、配合力。结果表明：在一般配合力上，6个母本的优劣顺序为Q1>Q3>Q4>Q6>Q2>Q5，6个父本的优劣顺序为B1>B3>B5>B4>B2>B6；亲本的一般配合力与其在杂交组合中的特殊配合力之间无必然联系；主蔓长度、可溶性固形物含量、干物质含量的狭义遗传力较高，早代选择效果较好；节间长度、单果质量、多糖含量、β-胡萝b素含量、维生素C含量、果实纵径、果实横径的狭义遗传力较低，适合在中高代进行选择。

关键词：中国南瓜；配合力；遗传力

南瓜(Cucurbita moschata Duch.)为葫芦科(Cucurbitaceae)南瓜属(Cucurbita)中的栽培种，一年生双子叶草本植物。它生长强健，适应性很强，管理容易，既可爬地栽培，也可搭架栽培，还可在瘠薄的山坡、道旁的零星隙地和房前屋后种植。南瓜性温味甘，除富含果胶质、β-胡萝卜素、葡萄糖、戊聚糖、淀粉、蛋白质，多种氨基酸、腺膘呤、可溶性纤维和各种维生素及钙、钾、铁等矿物元素外，还含有南瓜子碱、葫芦巴碱、叶黄素等多种生理活性物质和营养成分。南瓜不仅营养丰富，而且药用价值也颇大，许多研究结果发现南瓜对于防治便秘、降血压、减肥、防癌等有明显疗效。

南瓜是古老的栽培作物之一，在我国种植面广，品种多，资源极为丰富，遗传规律较为复杂。但因受传统南瓜栽培思想的影响，我国南瓜遗传育种工作一直未得到足够的重视，与其他作物相比，目前对其研究较少，大多停留在杂种优势和相关性分析上，近十几年来育出了许多肉用南瓜杂交一代品种，如红栗、甜栗等。崔世茂等和李新峥等分析了南瓜主要性状与产量的关系，找出了与产量关系密切的因子，在南瓜丰产育种中具有重要的作用。周修任等和杨鹏鸣等主要对南瓜的营养品质性状进行了相关研究。旨在探讨用简单易测的营养品质性状对大量早代育种材料进行快速、可靠筛选的可行性。有关南瓜主要数量性状的主成分、配合力和遗传力分析报道较少，制约着南瓜生产的进一步发展。本试验以不完全双列杂交设计(NCⅡ)为手段，对中国南瓜主要性状的配合力和遗传力进行了初步研究，旨在为高产优质南瓜的选育提供科学依据。

1材料与方法

1.1供试材料

广泛收集国内性状优良的中国南瓜材料自交系共12份，母本代号为Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6，父本代号为B1、B2、B3、B4、B5和B6，均由合肥江淮园艺研究所提供。

1.2试验方法

本试验在合肥江淮园艺研究所吴山南瓜试验基地进行。2010年春季种植12个具有代表性的中国南瓜自交系。花期6-7月按照NCⅡ设计人工授粉配制36个杂交组合。2011年春季将杂交组合及其亲本播种于田间，随机区组设计，3次重复。行距3.2m，株距0.3 m，每小区栽培10株，在大棚中立架吊蔓栽培。试验地肥力中等，田间管理同常规栽培。

1.3数据收集与统计分析方法

在果实成熟盛期选取生长势一致的植株。每小区取样3株。用皮尺测量主蔓长度(X₁)和节间长度(X₂)，用天平测量单果质量(X₃)，计数单株结果数量(X₄)，用手持式折光仪测定可溶性固形物含量(X₅)，用烘干称质量法测定干物质含量(X₆)，用苯酚一硫酸分光光度法测定多糖含量(X₇)，用比色法测定β-胡萝卜素含量(X₈)，用间接碘滴定法测定维生素C含量(X₉)；纵向剖开成熟果实，用直尺测量果实纵径(X₁₀)、果实横径(X₁₁)和果肉厚度(X₁₂)。按各营养品质性状测定方法制备样品，每个样品重复测定2次，取其平均值。采用DPS软件对数据进行统计分析

，根据一般配合力相对效应值大小对亲本每一性状按优劣排名，先采用名次倒序计分法对各亲本预判，再针对具体性状综合评价。

2结果与分析

2.1方差分析

12个亲本、36个组合的12个性状方差分析结果列于表1。由表1可知，区组间的差异不显著，表明本试验区组的设置能很好控制试验误差，各个杂交组合之间的差异与外界环境关系很小，主要与不同组合基因型差异有关。各组合间的12个性状均呈现出极显著差异，说明供试材料间的遗传基础存在显著差异，可以进一步进行遗传分析。

2.2配合力方差分析及各性状遗传力分析

配合力方差分析结果(表2)表明，主蔓长度、可溶性固形物含量和干物质含量3个性状的一般配合力方差均大于特殊配合力方差，表明基因的加性作用大于非加性作用，说明亲本选择对于选配强优势组合是相当重要的，应该采用选育定型品种方法加以改良。节间长度、单果质量、多糖含量、β-胡萝卜素含量、维生素C含量、果实纵径和果实横径7个性状的特殊配合力方差均大于一般配合力方差，说明这些性状受非加性效应影响比较大，与环境关系较密切，不易固定遗传。应通过优势育种利用其效应。单株结果数量和果肉厚度2个性状一般配合力方差和特殊配合力方差所占比例各为50％左右，说明在这2个性状上双亲的一般配合力和组合的特殊配合力具有同等重要性。

遗传力反映了性状的遗传方差在总表型方差中所占的比例，是遗传因素和环境因素对表现型作用的相对大小的指标。广义遗传力是指基因型方差在表型方差中所占的比例。狭义遗传力是指加性遗传方差(育种值方差)在表型方差中所占的比例。南瓜12个主要性状的遗传力估算结果见表2。由表2可见，各性状的广义遗传力大小为：维生素C含量>干物质含量>果实纵径>单株结果数量>主蔓长度>可溶性固形物含量>果肉厚度>β-胡萝卜素含量>单果质量>节间长度>多糖含量>果实横径。12个性状的广义遗传力都超过90％。均为高遗传力性状，子代重现亲代性状的可能性大。遗传上是较稳定的，不易受环境条件影响，选择可靠性高。各性状的狭义遗传力大小为：主蔓长度>可溶性固形物含量>干物质含量>单株结果数量>果肉厚度>多糖含量>单果质量>维生素C含量>节间长度>β-胡萝卜素含量>果实纵径>果实横径。由此表明，主蔓长度、可溶性固形物含量和干物质含量狭义遗传力较高，且具有较高的一般配合力方差，容易通过对亲本的选配获得所期望的后代，在早代采用混合选择法选择效果较好。节间长度、单果质量、多糖含量、β-胡萝卜素含量、维生素C含量、果实纵径和果实横径狭义遗传力较低，特殊配合力方差相对较高，不宜在早世代进行选择，适合在中高代采用间接选择法或综合选择法进行选择。单株结果数量和果肉厚度的狭义遗传力中等，表明显性和加性作用相当。

2.3不同亲本各性状的一般配合力效应分析

一般配合力反映特定亲本交配效应的平均值。它主要由基因的累加效应决定，一般配合力高的亲本可以将自身优良性状最大程度地传递给后代，后代优良个体出现的机会较多。进一步对中国南瓜12个主要性状的一般配合力效应值作估算(表3)，结果表明。各组合同一性状的一般配合力相差较大，同一组合在不同性状上的表现也存在很大差异，不同品种的一般配合力表现出正向和负向2类效应，说明配合力在这些性状及组合中的影响程度有明显的差异。

亲本Q1主要表现在可溶性固形物含量、果肉厚度、单果质量、多糖含量、果实纵径的一般配合力效应值比较高，可见亲本Q1是个产量和品质都好的优良亲本。亲本Q2有8个主要性状均表现负向效应，β-胡萝卜素含量具有最高的正效应值，因此亲本Q2不是个好亲本，但在改良β-胡萝卜素含量方面具有明显的优势。亲本Q3有4个性状的一般配合力效应值均为最高。即节间长度、单株结果数量、干物质含量、果实纵径，但果肉厚度和果实横径都有较高的负效应值，说明亲本Q3在杂种优势上主要表现是增加节间长度、单株结果数量、干物质含量、果实纵径，但杂交后的果肉厚度和果实横径明显降低。亲本Q4单果质量和果实横径的一般配合力效应值最高，主蔓长度和可溶性固形物含量、多糖含量、β-胡萝卜素含量、维生素C含量的一般配合力效应值均表现为负效应，说明该亲本的品质性状较差，但在提高一代杂种的单果质量和果实横径方面是个理想的亲本。亲本Q5多糖含量一般配合力值在12个亲本中最高，但有8个性状的一般配合力值均为负值，仅为提高多糖含量的首选亲本。亲本Q6在主蔓长度和维生素C含量上表现为最高的正效应值，而在节间长度、单果质量、单株结果数量上则表现较高的负向效应，表明其在提高主蔓长度、维生素C含量方面有重要作用，但在产量性状等方面不是好亲本。

亲本B1在干物质含量、果实横径、单果质量、可溶性固形物含量、多糖含量、β-胡萝卜素含量、维生素C含量、果肉厚度上的一般配合力效应值均较高，是一个不可多得的优良自交系。亲本B2有9个主要性状的一般配合力效应为负值，但果实纵径表现为较高的正效应值，因此该亲本在提高果实纵径方面是1个非常好的亲本。亲本B3在可溶性固形物含量、多糖含量、β-胡萝卜素含量、维生素C含量上有最高的一般配合力效应值，说明可以利用其作为亲本改善后代的内在品质。亲本B4节间长度和果肉厚度的一般配合力具较高负效应值，利用时应慎重。亲本B5在主蔓长度、节间长度、单果质量、果实纵径、果肉厚度性状上的一般配合力效应值最高，可溶性固形物含量、干物质含量、β-胡萝卜素含量的一般配合力效应值均表现为较高负效应值，因此该亲本对于提高杂交一代主蔓长度、节间长度、单果质量、果实纵径、果肉厚度是个好亲本，而对于可溶性固形物含量、干物质含量、β-胡萝卜素含量的改良则不是好亲本。亲本B6在单株结果数量上表现出很高的正效应，其他有7个性状为负值，说明该亲本适合配制增加单株结果数量的组合，后代中易得到单株结果数量较多的品种。

2.4不同亲本各性状的特殊配合力效应分析

特殊配合力是指在特定组合内，2个亲本自交系各自贡献给杂交种的基因通过互作而表现的非加性基因效应，是不能稳定遗传的部分。其受外界环境条件影响较大。由表4可知。同一组合不同性状间以及不同组合同一性状的特殊配合力效应表现差异明显。对36个组合的特殊配合力相对效应值进行分析表明，特殊配合力最好的组合分别为：主蔓长度，Q6×B5；节间长度，Q5×B5；单果质量，Q5×B5；单株结果数量，Q4×B3；可溶性固形物含量，Q6×B3；干物质含量，Q4×B1；多糖含量，Q5×B4；β-胡萝卜素含量，Q2×B3；维生素C含量，Q3×B3；果实纵径，Q3xB2；果实横径，Q2×B1；果肉厚度，Q1×B1。根据每个性状特殊配合力效应值较高组合的出现频率。筛选出综合性状前3位的优良组合是：Q1×B3、Q4xBl、Q2×B1。对亲本一般配合力和组合特殊配合力效应值进行比较分析发现，组合特殊配合力效应与其亲本一般配合力效应并不对应，亲本一般配合力高的性状，其组合特殊配合力不一定高，亲本一般配合力低的性状，其组合特殊配合力也并不一定就低，要配制强优势组合必须综合考虑亲本的一般配合力和特殊配合力。

3讨论与结论

本试验中，主蔓长度、可溶性固形物含量和干物质含量3个加性方差较大的性状能够固定遗传，利用这些效应的最可靠方法就是通过系谱育种方法加以固定。节间长度、单果质量、多糖含量、β-胡萝卜素含量、维生素C含量、果实纵径和果实横径等性状主要受基因的非加性效应控制，不能够较稳定地遗传，可以通过优势育种途径利用。单株结果数量和果肉厚度这2个性状的加性和非加性效应具有同等重要性。

遗传参数分析结果表明，广义遗传力和狭义遗传力在不同性状和不同材料间表现不同，在测定的12个性状中，广义遗传力值均在90％以上，主蔓长度、可溶性固形物含量、干物质含量的广义遗传力与狭义遗传力值相差较小，表明这些性状加性遗传的作用较突出，个体间表现型比较整齐，基因型接近表现型，能真实遗传，可在早代进行选择。节间长度、单果质量、多糖含量、β-胡萝卜素含量、维生素C含量、果实纵径、果实横径的广义遗传力与狭义遗传力值相差较大，表明这些性状主要受非加性作用，不宜在早代进行选择。

综合来看，6个母本的一般配合力优劣顺序为：Q1>Q3>Q4>Q6>Q2>Q5；6个父本的一般配合力优劣顺序为：B1>B3>B5>B4>B2>B6；亲本Q1和B1是优质高产育种的理想亲本。就单一育种目标来说，亲本Q2是选育提高β-胡萝卜素含量的理想亲本，亲本Q5是选育提高多糖含量的理想亲本，亲本B6是选育加大节间长的理想亲本。各组合性状的特殊配合力分析结果表明，亲本的一般配合力与其在杂交组合中的特殊配合力之间无必然联系，一般配合力不能够完全决定组合的特殊配合力。

赵福宽等研究用南瓜的广义遗传率得出排序为：单果籽粒数量>单果质量>籽粒质量>单株结果数量，但本研究得出的广义遗传率顺序为单株结果数量>单果质量，这可能与研究的材料不同有关。中国南瓜的很多性状易受环境条件影响，该研究结论只是用单个地点有限材料进行研究所得出的结果，要使这一研究结果能够推广应用于南瓜育种实践，还需要大量收集具有代表性的材料进行广泛深入的研究以确定具有普遍意义。

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