基于DUS测试的不同品种黄瓜性状研究

常龙波，于立芝

（中国农业大学烟台研究院，山东烟台 264670）

0 引言

中国是黄瓜主要生产消费国家，黄瓜品种产量的提高对推动蔬菜产业快速发展具有重要意义。为了让更多优质的黄瓜品种进入市场以满足需求，不同品种的测试鉴定工作尤其重要[1]。DUS测试性状分析是开展DUS 测试工作的基础，测试性状的选择对DUS 测试工作起着关键性的作用[2]。吴燕等[3]、任丽等[4]分别对芝麻和水稻的DUS 测试标准品种的实际表现进行了分析；陈海荣等[5]、卢柏山等[6]利用DUS 测试性状对玉米进行了形态多样性的分析；单飞彪等[7]、王永行等[8]对向日葵和小麦进行了遗传多样性分析，焦雄飞等[9]对兵豆的质量性状进行了多样性分析；赵洪等[10]基于DUS测试分析得出，鲜食玉米生育期等性状对鲜食玉米在上海地区评价有重要影响；褚云霞等[11]对非洲菊品种DUS测试数量性状进行分级研究，后其又通过观测分析筛选出六出花的DUS 测试性状[12]；黄志城等[13]、管俊娇等[14]等分别研究了不同栽培环境和措施对番茄和玉米数量性状DUS 测试性状的影响；Aravind 等[15]在45 个突变体中鉴定了24 个DUS 性状，选择6个突变体作为新突变体并将其推广到生产试验中；Afriyie-Debrah 等[16]对UPOV 规定的32 个DUS 性状进行评分，并进行基因分型；Ranjani 等[17]基于定性性状对豇豆基因型进行形态学表征；Akeith Singh等[18]根据DUS 试验的指导原则对石榴品种的特异性进行鉴定。相关的研究以不同的角度、用不同的方法对农作物品种的DUS性状进行了研究，具有重要的理论和实践指导意义。笔者对3 个品种的黄瓜进行DUS 测试试验，观察测量黄瓜植株、叶片和果实性状，对不同品种黄瓜群体目测和个体测量性状表达差异性进行分析研究。本研究采用不同的数据分析方法对黄瓜群体目测和个体测量性状进行分析，优化各种分析方法的应用，明确试验品种黄瓜的特异性和稳定性，以利于提高黄瓜DUS测试结果的准确性、公正性和客观性。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为自主选育的黄瓜品种和烟台地方黄瓜品种。品种1（新改良烟台地黄瓜）和品种2（中农烟地1 号）为自主选育；品种3（烟台地黄瓜）为烟台地方黄瓜品种，作为对照品种。

1.2 试验方法

试验于2022 年5—8 月在中国农业大学烟台研究院试验基地进行。各品种于2022 年5 月15 日播种。小区面积为11.2 m2（长7 m、宽1.6 m），重复3 次，共9个小区，两边设保护行。采用低畦双行种植，每小区种植34 株，株行距为40 cm×60 cm。日常栽培管理措施均相同，田间管理参照大田生产。

在商品果采收期，按照NY/T 2235—2012《植物品种特异性、一致性和稳定性测试指南黄瓜》[19]，对果实群体性状进行判定，记录相应的表达状态，用分级代码数值表示。每小区随机选取10 个植株进行个体性状测量。每小区分别取10 个商品瓜，对果实纵径、果实横径以及瓜把长度等进行测量，同时观测果实的棱、瘤等性状，以其均值为最终值。

2022年6月25日—8月2日采用称重法测量黄瓜的产量。黄瓜单果重为黄瓜的产量与单果数量的比值。

1.3 数据分析

1.3.1 符合系数分析 根据标准品种的实际表达状态与NY/T 2235—2012 中代码的差异，计算不同品种黄瓜各性状的符合系数，如式(1)。

式中，A是某个标准品种或性状的符合系数，a为某个标准品种或性状在测试指南中的代码，b为某个标准品种或性状实测的代码，X为其指南代码的平均值。

1.3.2 变异系数分析 利用Office Excel 2019软件进行数据整理，计算不同品种黄瓜各性状的变异系数。

1.3.3F检验 利用Office Excel 2019 软件进行数据整理和相关计算，运用SPSS 27.0软件进行方差分析。

1.3.4 相关性分析 运用SPSS 27.0 计算黄瓜性状与品种之间的Pearson相关系数。

2 结果与分析

2.1 不同品种黄瓜DUS群体目测性状

2.1.1 不同品种黄瓜DUS群体目测性状的表现 由表1可知，3 个品种之间的性状6、8、10、14、15、19、20、22、27、30、32、39、40、42、43、45、46、47、48 并无差异。品种1和品种2的生长势明显比品种3更强，品种1、2的大部分果实棱的凸显程度也强于品种3。

2.1.2 不同品种黄瓜DUS 群体目测性状的符合系数计算3个品种同标准品种之间群体目测性状的符合系数，符合系数越大，表示它们之间的差异越小；符合系数越小，表示它们之间的差异越大。表2结果表明，不同品种的测量性状存在不同程度的差异。品种1、2、3的性状6、8、10、14、15、19、20、22、30、32、39、42、45、47、48的符合系数≥0.99，其中14个性状符合系数均为1，说明3个品种这些性状的表达并无差异。品种1的性状27（瓜把形状）符合系数小于0.97，表达状态较品种2、3不稳定。品种1、2的性状36（果实棱）符合系数接近，均≥0.960，而品种3 的差异较大。品种1、2、3 的性状40（果实刺密度）、43（果实瘤数量）的符合系数依次增加，但均大于0.960。品种1、2 的性状46（心腔相对于横径大小）均为1，品种3的符合系数略小，表现出一定的差异性。

表2 不同品种黄瓜DUS群体目测性状的符合系数

2.2 不同品种黄瓜DUS个体测量性状

2.2.1 不同品种黄瓜个体测量性状变异情况 由表3 可知，其中3 个品种的性状9（主蔓节间长度）的变异幅度为0.06～0.08，性状11（第一雌花节位）的变异幅度为0.26～0.29，性状18（叶片长度）的变异幅度为0.04～0.06，性状24（果实横径）的变异幅度为0.07～0.09，性状23（果实纵径）的变异幅度为0.06～0.09，性状25（果实纵径/横径）的变异幅度为0.07～0.09，性状29（果实瓜把长度/纵径）的变异幅度为0.13～0.17，以上性状的变异系数在3 个品种之间的差异较小。性状12（雌花节率）的变异系数在3 个品种之间差异较大，其中品种1 的变异系数最大，为0.27。性状28（果实瓜把长度）的变异幅度为0.12～0.19，变异系数在3 个品种之间差异较大，其中品种2的变异系数最大，为0.19。

2.2.2 不同品种黄瓜个体测量性状的变化 图1展示了3 个黄瓜品种的每个测试样本的个体性状中的8 个性状的测量数据。其中，品种1、2 的主蔓节间长度稍小于品种3。品种3的第一雌花节位明显大于品种1、2，而品种2又略小于品种1。3个品种的叶片长度接近，但品种1、2的叶片长度变化范围大于3。3个品种的果实横径差别不大。品种3的果实纵径明显小于品种1、2，且变化范围大。品种3的果实纵径横径比值也小于品种1、2。瓜把长度品种3 略小于品种1、2，3 个品种的瓜把长/纵径比值差别不大。存在差异的性状中，以第一雌花节位、果实纵径的差异最为明显。

图1 不同品种黄瓜的个体测量性状分类散点图

2.3 不同品种黄瓜的性状F检验

利用单因素方差分析研究品种之间第一雌花节位、雌花节率、主蔓节间长度、叶片长度、果实横径、果实纵径、果实纵径/横径、瓜把长度、瓜把长度/纵径、棱、刺毛密度、瘤数量12 个性状的差异性。从表4 可以看出，不同品种的黄瓜样本对于叶片长度、果实横径、瓜把长度、瓜把长度/纵径、刺毛密度、瘤数量共6 个性状没有表现出显著性差异(P>0.05)，对于第一雌花节位、雌花节率、主蔓节间长度、果实纵径、果实纵径/横径和棱6 项性状呈现出显著性差异(P<0.05)。3 个品种之间第一雌花节位(F=32.993，P=0.000)、雌花节率(F=25.632，P=0.000)、主蔓节间长度(F=5.371，P=0.006)、果实纵径(F=14.858，P=0.000)、果实纵径/横径(F=11.786，P=0.000)、棱(F=14.648，P=0.000)均呈现出0.01 水平显著性，说明性状在品种之间存在显著差异。

表4 不同品种黄瓜的性状F检验结果（方差分析）

2.4 不同品种黄瓜的性状相关性分析

如表5所示，第一雌花节位、主蔓节间长度与品种呈现出显著正相关，相关系数分别为0.443、0.213。雌花节率、果实纵径、果实纵径/横径、果实棱与品种呈现出显著负相关，相关系数分别为-0.414、-0.448、-0.040、-0.470。其中第一雌花节位、雌花节率、果实纵径、果实纵径/横径、果实棱在0.01级别（双尾）相关性显著，主蔓节间长度在0.05级别（双尾）相关性显著，叶片长度、果实横径、瓜把长度、瓜把长度/纵径、果实刺毛密度、瘤数量与品种之间的相关系数分别为-0.008、-0.037、-0.162、0.106、0.091、0.091，相关性不显著。

表5 不同品种黄瓜与性状的相关性分析

2.5 不同品种黄瓜单果重和产量情况

2.5.1 单果重 不同黄瓜品种的单果重情况见表6，品种1、2的黄瓜果实均重大致相等，稍大于品种3的果实均重，由表7可知，3个品种的单果重没有明显的差异。

表6 不同品种黄瓜单果重g

表7 不同品种黄瓜单果重F检验结果（方差分析）

2.5.2 产量和单果数量 由表8 可知，黄瓜产量最高的是品种2，为42616.07 kg/hm2，比对照品种3 的30892.86 kg/hm2，增产11723.21 kg/hm2。品种1的产量为39000.00 kg/hm2，比品种3 增产8107.14 kg/hm2。品种2 较品种3 增收100000 个/hm2果实，品种1 较品种3增收66964个/hm2果实。通过单因素方差分析得品种间产量和单果数量均呈现0.01水平显著差异（表9）。

表8 不同品种黄瓜产量和单果数量

表9 不同品种黄瓜产量和单果数量F检验结果（方差分析）

3 结论

应用群体目测的方式对21 个群体目测性状进行观测，有14个测试性状的符合系数为1，说明这些性状在3 个品种之间并无差异。生长势、瓜把形状、果实棱、果实刺密度、果实瘤数量的符合系数小于0.99，说明存在不同程度差异。

应用个体测量的方式观测性状时，3 个品种的第一雌花节位的变异系数均较大，雌花节率变异系数的差异较大，与赵陆滟等[20]的研究结果一致，表明3个黄瓜品种的遗传潜力大。雌花节率表现为品种2(21.47%)>品种1(19.20%)>品种3(14.00%)。一般情况下，雌花节率高的黄瓜产量高、单果数量多，本试验中3个品种的产量和单果数量符合此规律。

由单因素方差分析和性状与品种之间的相关性分析得出，品种之间第一雌花节位、雌花节率、主蔓节间长度、果实纵径和果实纵径/横径、果实棱呈现出显著性差异。果实纵径、瓜形（果实纵径/横径）与品种呈现出显著负相关，品种1、2 的黄瓜果实个体较品种3 更长，因此品种1、2 单果重稍大于品种3，但单果重并未呈现差异显著性，可能与测产时摘收的黄瓜发育情况不同有关。与品种呈现显著相关的性状的变异幅度不同，表明各性状间还可能存在相互作用，需做进一步研究分析。

本试验中品种1、2的多种性状（包括生长势、果实棱、第一雌花节位、雌花节率、主蔓节间长度、果实纵径、果实纵径/横径）表现出了明显区别于品种3 且可重现的差异，由此可以判定品种1、品种2 具有特异性。品种1、2各选取30株样本，均未出现异型株，判定品种1、品种2具备稳定性。

4 讨论

《植物品种特异性、一致性和稳定性测试指南黄瓜》[19]中，性状表是申请新品种时进行特异性测试的关键[21]，应选择可准确识别、清晰表达的测试性状，采取便于操作、重复性强的测试方法[22]。已有关于DUS测试的研究多为品种的遗传多样性分析[23-24]，或是测试指南的研制和完善[25-26]。本研究筛选生长类型、生长势等21个群体目测性状和主蔓节间长度、第一雌花节位等9个个体测量性状共30个性状进行观测比较。通过在相同环境和管理方式下对不同品种黄瓜的性状进行观测和比较，排除外在环境而造成的差异，保证观测的性状差异均来自于品种差异。