节瓜种子休眠性状的数量遗传研究

汪春玲， 刘政国， 陈庆明， 陈婕英， 欧青青， 陈 鹏

(广西大学农学院， 南宁 530001)

节瓜(BenincasahispidaCogn. var.chieh-quaHow.)，为葫芦科(Cucurbitaceae)冬瓜属(Benincasa)一年生攀缘植物[1]，是我国华南地区的重要蔬菜。种子休眠是指具有完整生活力的种子由于休眠而在适宜的条件下仍然无法发芽的现象[2]，它受许多基因调控，也受植物激素和环境因子等影响。影响种子休眠主要因素有温度、光照、水、种内抑制物等，其中温度对生理休眠的影响最为明显，ABA是最普遍存在的发芽抑制物质且被广泛研究[3-5]。但是关于冬瓜和节瓜种子休眠的遗传研究并未见报道。目前关于打破冬瓜和节瓜种子休眠的技术，不管是激素处理、物理方法还是化学方法[6-10]效果都不理想。有研究表明，全部剥除种皮能完全打破休眠[11]，这一技术应用在育种材料的处理上可行，但由于种子小、剥除种皮难度大、人工成本高等原因，该方法在生产中并没有可行性。前人对种子休眠的遗传研究表明，受多个基因控制，但没有对冬瓜和节瓜种子休眠性状进行遗传规律的研究，更不清楚它的遗传模型。因此，有必要对节瓜种子休眠特性进行研究，为冬节瓜种子的休眠与发芽的遗传研究奠定基础。

1 材料与方法

1.1 供试材料

以南宁科农种苗有限公司提供的母本浅休眠节瓜自交系P1(GF-7-1-1)和父本超强休眠冬瓜自交系P2(KF-4-3)为亲本，进行杂交、自交、回交得到6个世代。6个世代的种子于2015年7月份播种并定植于隔离网中，其行距为1.5 m，间距为0.5 m，栽培管理方式按照一般的大田生产管理。P1、P2、F1、F2、BC1、BC2共6个世代的植株数分别为28、29、57、136、120、120株。

1.2 种子休眠性的鉴定

每株植株留一个瓜并标明授粉时间，做好记录。雌花授粉45 d时采收并放入干燥且温度在20～30 ℃的大棚中进行后熟60 d再进行破瓜取种。然后将干净的种子烘干备用，5 d后按照授粉的批次进行标准发芽试验；发芽试验严格按照《GB/T 3543.4-1995 农作物种子检验规程》进行，冬瓜和节瓜种子在30 ℃恒温下浸种10 h，再将种子放入铺有滤纸的培养皿中，并在30 ℃的恒温培养箱中培养，保持滤纸湿润，每12 h检查一次发芽情况，以种子能发育成正常幼苗为发芽标准，每个样品50粒种子，重复4次，每天记录发芽率，培养14 d。

1.3 数据分析

运用SPSS软件对6个世代的发芽率进行方差、协方差、平均数等遗传参数进行计算和分析，将3个分离世代进行3个比较，记为A、B和C。通过均属期待值与实际观察值对比，并利用t检验其差异显著以判定模型是否恰当，当t≥t0.05时，表示显著；A、B、C中任何一个都不显著则符合模型，否者不符合假设。

2 结果与分析

2.1 6个世代种子发芽率的次数分布

从表1可以看出，F1代发芽率处于P1与P2之间，并明显偏向于P1(浅休眠)，BC1、BC2和F2的发芽率均出现多峰分布，并都具有3个峰。由BC1、BC2、F2的偏正态多峰分布可知，节瓜种子休眠性状属于数量性状遗传。

表1 种子发芽率6个世代次数分布

世代发芽率/%0-1011-2021-3031-4041-5051-6061-7071-8081-9091-100平均发芽率/%P1142546671.77P2233127.48F19835510274445.18F2578141098768931.07BC1419111022121716958.18BC261774924710929.55

2.2 遗传模型的检验

根据表2、表3、表4可知，tA=0.76，tB=1.11，tC=0.33，t0.05=2.90，即A、B、C的t值均小于2.90，A、B、C均不显著，种子浅休眠对超强休眠的遗传经尺度测验符合加性-显性遗传模型，中亲值[m]=39.63，加性效应[d]=20.03，显性效应[h]=19.55。

表2 6个世代平均数和方差

世代植株数发芽率平均数/%方差tP12871.77337.43P2297.48154.99F15745.18833.672.90F213631.07980.05BC112029.551218.47BC212058.18573.22

表3 ABC尺度测验

尺度ABC值57.8663.7045.35S76.5757.28139.67t0.761.110.33

注：t0.05=2.90。

表4 基因效应值

效应值[m][d][h]值39.6320.0319.55

3 讨论与结论

国内外学者已对玉米、水稻、黄瓜、大豆和油菜[12-16]等作物种子休眠的数量遗传进行了研究。玉米、水稻、黄瓜等种子一般不休眠，导致种子在穗上发芽，造成严重经济损失。这与冬瓜、节瓜种子休眠导致不发芽的情况相反，所以深入研究种子休眠性状的遗传规律对种子的生产与育种都有重大意义。

本研究初步针对冬瓜和节瓜种子的休眠性状进行遗传学研究，结果表明，冬瓜、节瓜种子休眠性状属于数量遗传，这与Chang等报道的种子休眠是数量性状遗传的结果一致，与黄瓜种子休眠性状的数量遗传相似[10,17]。同时冬节瓜种子休眠性状符合加性-显性遗传模型。冬瓜和节瓜种子的休眠影响生产上的播种和育种上的加代繁殖，本研究结果为冬瓜、节瓜育种以及相关后续研究提供了一定的参考价值。