42个中国南瓜自交系主要农艺性状多样性分析

杨福强，刘素兰，张艳，谭远宝，向琳娜

（湖南长沙市蔬菜科学研究所，410003）

中国南瓜是我国常见的5个栽培南瓜类型之一，其栽培历史悠久，分布广泛，同时由于长期的自然和人工选择，使南瓜在熟性、植株形态、果实特征等表型性状上展现出了丰富的多样性，积累了极为丰富的变异[1]。中国南瓜具有良好的栽培特性，对环境条件适应性强，在全国各地被广泛种植，其栽培面积也在不断增加，是我国重要的蔬菜作物。随着近年来研究的深入，其医疗保健功能引起了许多专家学者和普通群众的关注[2～7]，加之人们饮食结构的改善，致使需求量不断增加，南瓜的规模化种植基地不断涌现，同时广大瓜农和消费者也对南瓜的品质和产量提出了更高的要求。

本试验主要通过对42份中国南瓜自交系材料主要农艺性状进行分析与评价，探讨中国南瓜的遗传多样性，为南瓜自交系收集、开发利用和培育综合性状优良的南瓜新品种提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验以42份中国南瓜自交系为材料，详见表1。

1.2 试验方法

①种植方法 试验在长沙市蔬菜科学研究所海南南繁基地进行，2013年10月5日开始播种育苗，10月25日定植。实行露地高畦、地膜覆盖种植，行距1 m，株距1 m。采用一条龙架构栽培，摘除分枝，只保留主蔓结果。其他栽培管理方法同大田生产。果实变色成熟时采收。

②调查分析方法 每个材料选择5株，在栽培和采收过程中调查42个自交系南瓜第一雌花节位、叶长、叶宽、叶形、叶面白斑的多少、果实纵径、横径、果形指数、果实形状、单果质量、果皮花纹和果实棱沟等。其中，叶形，1=心脏形，2=心脏状五角形，3=五角形，4=圆锥形，5=近圆形，6=掌形，7=肾形； 瓜形，1=扁圆，2=近圆，3=心脏形；4=椭圆，5=圆柱形，6=长颈圆筒，7=长棒形，8=梨形，9=长把梨形；瓜面特征，1=光滑，2=浅沟，3=深沟，4=多棱；嫩瓜颜色，1=黑，2=墨绿，3=灰绿，4=绿，5=浅绿；老熟瓜颜色，1=黑色，2=深绿，3=绿色，4=黄绿色，5=橘黄色，6=黄色[8]。

表1 供试的42份中国南瓜自交系

表2 南瓜自交系农艺性状多样性统计

对调查所得的16个性状的数据标准化后，采用SPSS 13.0软件进行变异系数、聚类分析和主成分分析。

2 结果与分析

2.1 自交系各性状变异系数分析

在基础群体中，变异系数越大，其蕴藏的遗传变异也就越广泛，其遗传多样性也就越丰富，获得新类型材料的可能性也就越大。通过对16个南瓜主要植物学性状的统计分析（表2），结果表明，变异系数最大的是单果质量，为46.74%，叶长变异系数最小，为11.29%。变异系数的大小与性状的变异范围呈正相关，变异系数越大表明性状的变异越大。所测性状的变异系数较高，所以供试材料在今后的育种过程中获得新型材料的几率较大。当然，表型性状的变异系数是在赋值后计算出来的，因此，不同性状之间赋值的差异也影响着变异系数的大小。

2.2 自交系农艺性状聚类分析

聚类分析对揭示南瓜材料之间的亲缘关系的远近有重要作用。在欧氏距离15.5处，42份自交系材料被分为4类，第Ⅰ类包含的材料为SXN1、SXN2、SXN23，3个材料均为奶油南瓜，材料来自山西；该类主要特点是南瓜熟性早，果形小，叶片小，果实表面没有花纹。第Ⅱ类包含的材料为WH22、WH23、YT1、YT56、HZ91、SM43， 材料主要来自山东，该类主要特点是南瓜晚熟，果实长棒状，果形指数大，不具花纹，果皮颜色单一。第Ⅲ类共包含32份自交系材料，为最多的一类，该类材料主要来自广东、河南、湖南、海南、山东等地，其主要特点为叶片大，单果质量高，果实表面花纹丰富。第Ⅳ类为23号YT54一份材料，来自山东，果实扁圆，棱沟明显。通过对42份中国南瓜自交系聚类分析可以看出，聚类分析结果有一定地域性特征，第一类和第三类，表型特征比较明显，比较容易区分。

2.3 主成分分析

主成分分析对揭示试验材料的本质、确定品种选育过程中的农艺指标有重要作用。对16个农艺性状进行分析，提取6个主成分，其特征值都大于1，其方差贡献率分别为27.27%、19.43%、10.90%、9.36%、7.31%、6.33%，累计贡献率为80.60%（表3），反映了16个性状的大部分信息。第一主成分主要反映了叶长、叶宽、果肉厚、单果质量和第一雌花节位（表4）；主成分2主要反映了果长、果形、老熟瓜果形指数的信息；主成分3主要反映了叶形、嫩果颜色、老熟果颜色的信息；前3个主成分的累计贡献率达到57.6%。第一主成分贡献率最高，反映该类成分在供试的南瓜自交系中变异幅度最大，该类性状的改良容易获得成功。

图1 南瓜自交系植物学性状聚类（图中的编号为试验编号）

表3 自交系农艺性状的主成分分析

表4 16个农艺性状主成分贡献

3 讨论与结论

试验结果显示，供试42个中国南瓜自交系的16个性状存在不同程度的变异，其中变异系数最大的是单果质量，为46.74%，叶长变异系数最小，为11.29%。说明这些性状开发和改良的潜力较大，单果质量是决定南瓜产量的主要因素之一，其较高的变异系数也说明供试材料基因的丰富程度，为获得培育高产南瓜材料的亲本提供了基础，也从一定程度上反映了南瓜遗传的多样性。

聚类分析中显示同类的南瓜自交系有一定的地域性特征，这可能是由于不同地域栽培习惯的差异和长时间培育选择的结果，这说明加强不同地域间南瓜材料的交流对扩宽育种者南瓜资源的遗传基础有重要的作用，同时，可以根据聚类分析结果指导杂交组合的选配，减少组合选配的盲目性。

主成分分析可以把存在一定相关性的多个性状、基因连锁和一因多效等性状指标转换成少数新的相互无关的主成分，使信息更能真实地反映本质[9]。这也可以为品种选育过程中农艺性状指标的有效确定提供参考依据[10]。南瓜农艺性状的评价对品种培育具有重要指导意义。本试验将16个农艺性状归纳为6个主成分，主要包含了果实特征、叶面特征的信息，其总贡献率达到80.60%，这也为品种选育和改良提供了参考。

试验所调查的性状有限，采用的材料并不能全面的反映我国南瓜资源的总体多样性和丰富程度，因此，育种者在进行南瓜杂交育种过程中应广泛地收集各地各类型南瓜材料和种质资源，进行科学的分离、筛选和评价；同时南瓜遗传的多样性也为获得更多更好的优良种质资源提供了基础。

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