中國南瓜主要性狀配合力與遺傳力分析

王磊 劉童光 戴祖云 施文政 談敏 許曉婷

摘要：以12個中國南瓜高世代自交系為試驗材料。采用NCⅡ設計配制36個雜交組合，分析了12個數(shù)量性狀的遺傳力、配合力。結果表明：在一般配合力上，6個母本的優(yōu)劣順序為Q1>Q3>Q4>Q6>Q2>Q5，6個父本的優(yōu)劣順序為B1>B3>B5>B4>B2>B6；親本的一般配合力與其在雜交組合中的特殊配合力之間無必然聯(lián)系；主蔓長度、可溶性固形物含量、干物質含量的狹義遺傳力較高，早代選擇效果較好；節(jié)間長度、單果質量、多糖含量、β-胡蘿b素含量、維生素C含量、果實縱徑、果實橫徑的狹義遺傳力較低，適合在中高代進行選擇。

關鍵詞：中國南瓜；配合力；遺傳力

南瓜(Cucurbita moschata Duch.)為葫蘆科(Cucurbitaceae)南瓜屬(Cucurbita)中的栽培種，一年生雙子葉草本植物。它生長強健，適應性很強，管理容易，既可爬地栽培，也可搭架栽培，還可在瘠薄的山坡、道旁的零星隙地和房前屋后種植。南瓜性溫味甘，除富含果膠質、β-胡蘿卜素、葡萄糖、戊聚糖、淀粉、蛋白質，多種氨基酸、腺膘呤、可溶性纖維和各種維生素及鈣、鉀、鐵等礦物元素外，還含有南瓜子堿、葫蘆巴堿、葉黃素等多種生理活性物質和營養(yǎng)成分。南瓜不僅營養(yǎng)豐富，而且藥用價值也頗大，許多研究結果發(fā)現(xiàn)南瓜對于防治便秘、降血壓、減肥、防癌等有明顯療效。

南瓜是古老的栽培作物之一，在我國種植面廣，品種多，資源極為豐富，遺傳規(guī)律較為復雜。但因受傳統(tǒng)南瓜栽培思想的影響，我國南瓜遺傳育種工作一直未得到足夠的重視，與其他作物相比，目前對其研究較少，大多停留在雜種優(yōu)勢和相關性分析上，近十幾年來育出了許多肉用南瓜雜交一代品種，如紅栗、甜栗等。崔世茂等和李新崢等分析了南瓜主要性狀與產量的關系，找出了與產量關系密切的因子，在南瓜豐產育種中具有重要的作用。周修任等和楊鵬鳴等主要對南瓜的營養(yǎng)品質性狀進行了相關研究。旨在探討用簡單易測的營養(yǎng)品質性狀對大量早代育種材料進行快速、可靠篩選的可行性。有關南瓜主要數(shù)量性狀的主成分、配合力和遺傳力分析報道較少，制約著南瓜生產的進一步發(fā)展。本試驗以不完全雙列雜交設計(NCⅡ)為手段，對中國南瓜主要性狀的配合力和遺傳力進行了初步研究，旨在為高產優(yōu)質南瓜的選育提供科學依據(jù)。

1材料與方法

1.1供試材料

廣泛收集國內性狀優(yōu)良的中國南瓜材料自交系共12份，母本代號為Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6，父本代號為B1、B2、B3、B4、B5和B6，均由合肥江淮園藝研究所提供。

1.2試驗方法

本試驗在合肥江淮園藝研究所吳山南瓜試驗基地進行。2010年春季種植12個具有代表性的中國南瓜自交系?；ㄆ?-7月按照NCⅡ設計人工授粉配制36個雜交組合。2011年春季將雜交組合及其親本播種于田間，隨機區(qū)組設計，3次重復。行距3.2m，株距0.3 m，每小區(qū)栽培10株，在大棚中立架吊蔓栽培。試驗地肥力中等，田間管理同常規(guī)栽培。

1.3數(shù)據(jù)收集與統(tǒng)計分析方法

在果實成熟盛期選取生長勢一致的植株。每小區(qū)取樣3株。用皮尺測量主蔓長度(X₁)和節(jié)間長度(X₂)，用天平測量單果質量(X₃)，計數(shù)單株結果數(shù)量(X₄)，用手持式折光儀測定可溶性固形物含量(X₅)，用烘干稱質量法測定干物質含量(X₆)，用苯酚一硫酸分光光度法測定多糖含量(X₇)，用比色法測定β-胡蘿卜素含量(X₈)，用間接碘滴定法測定維生素C含量(X₉)；縱向剖開成熟果實，用直尺測量果實縱徑(X₁₀)、果實橫徑(X₁₁)和果肉厚度(X₁₂)。按各營養(yǎng)品質性狀測定方法制備樣品，每個樣品重復測定2次，取其平均值。采用DPS軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析

，根據(jù)一般配合力相對效應值大小對親本每一性狀按優(yōu)劣排名，先采用名次倒序計分法對各親本預判，再針對具體性狀綜合評價。

2結果與分析

2.1方差分析

12個親本、36個組合的12個性狀方差分析結果列于表1。由表1可知，區(qū)組間的差異不顯著，表明本試驗區(qū)組的設置能很好控制試驗誤差，各個雜交組合之間的差異與外界環(huán)境關系很小，主要與不同組合基因型差異有關。各組合間的12個性狀均呈現(xiàn)出極顯著差異，說明供試材料間的遺傳基礎存在顯著差異，可以進一步進行遺傳分析。

2.2配合力方差分析及各性狀遺傳力分析

配合力方差分析結果(表2)表明，主蔓長度、可溶性固形物含量和干物質含量3個性狀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，說明親本選擇對于選配強優(yōu)勢組合是相當重要的，應該采用選育定型品種方法加以改良。節(jié)間長度、單果質量、多糖含量、β-胡蘿卜素含量、維生素C含量、果實縱徑和果實橫徑7個性狀的特殊配合力方差均大于一般配合力方差，說明這些性狀受非加性效應影響比較大，與環(huán)境關系較密切，不易固定遺傳。應通過優(yōu)勢育種利用其效應。單株結果數(shù)量和果肉厚度2個性狀一般配合力方差和特殊配合力方差所占比例各為50％左右，說明在這2個性狀上雙親的一般配合力和組合的特殊配合力具有同等重要性。

遺傳力反映了性狀的遺傳方差在總表型方差中所占的比例，是遺傳因素和環(huán)境因素對表現(xiàn)型作用的相對大小的指標。廣義遺傳力是指基因型方差在表型方差中所占的比例。狹義遺傳力是指加性遺傳方差(育種值方差)在表型方差中所占的比例。南瓜12個主要性狀的遺傳力估算結果見表2。由表2可見，各性狀的廣義遺傳力大小為：維生素C含量>干物質含量>果實縱徑>單株結果數(shù)量>主蔓長度>可溶性固形物含量>果肉厚度>β-胡蘿卜素含量>單果質量>節(jié)間長度>多糖含量>果實橫徑。12個性狀的廣義遺傳力都超過90％。均為高遺傳力性狀，子代重現(xiàn)親代性狀的可能性大。遺傳上是較穩(wěn)定的，不易受環(huán)境條件影響，選擇可靠性高。各性狀的狹義遺傳力大小為：主蔓長度>可溶性固形物含量>干物質含量>單株結果數(shù)量>果肉厚度>多糖含量>單果質量>維生素C含量>節(jié)間長度>β-胡蘿卜素含量>果實縱徑>果實橫徑。由此表明，主蔓長度、可溶性固形物含量和干物質含量狹義遺傳力較高，且具有較高的一般配合力方差，容易通過對親本的選配獲得所期望的后代，在早代采用混合選擇法選擇效果較好。節(jié)間長度、單果質量、多糖含量、β-胡蘿卜素含量、維生素C含量、果實縱徑和果實橫徑狹義遺傳力較低，特殊配合力方差相對較高，不宜在早世代進行選擇，適合在中高代采用間接選擇法或綜合選擇法進行選擇。單株結果數(shù)量和果肉厚度的狹義遺傳力中等，表明顯性和加性作用相當。

2.3不同親本各性狀的一般配合力效應分析

一般配合力反映特定親本交配效應的平均值。它主要由基因的累加效應決定，一般配合力高的親本可以將自身優(yōu)良性狀最大程度地傳遞給后代，后代優(yōu)良個體出現(xiàn)的機會較多。進一步對中國南瓜12個主要性狀的一般配合力效應值作估算(表3)，結果表明。各組合同一性狀的一般配合力相差較大，同一組合在不同性狀上的表現(xiàn)也存在很大差異，不同品種的一般配合力表現(xiàn)出正向和負向2類效應，說明配合力在這些性狀及組合中的影響程度有明顯的差異。

親本Q1主要表現(xiàn)在可溶性固形物含量、果肉厚度、單果質量、多糖含量、果實縱徑的一般配合力效應值比較高，可見親本Q1是個產量和品質都好的優(yōu)良親本。親本Q2有8個主要性狀均表現(xiàn)負向效應，β-胡蘿卜素含量具有最高的正效應值，因此親本Q2不是個好親本，但在改良β-胡蘿卜素含量方面具有明顯的優(yōu)勢。親本Q3有4個性狀的一般配合力效應值均為最高。即節(jié)間長度、單株結果數(shù)量、干物質含量、果實縱徑，但果肉厚度和果實橫徑都有較高的負效應值，說明親本Q3在雜種優(yōu)勢上主要表現(xiàn)是增加節(jié)間長度、單株結果數(shù)量、干物質含量、果實縱徑，但雜交后的果肉厚度和果實橫徑明顯降低。親本Q4單果質量和果實橫徑的一般配合力效應值最高，主蔓長度和可溶性固形物含量、多糖含量、β-胡蘿卜素含量、維生素C含量的一般配合力效應值均表現(xiàn)為負效應，說明該親本的品質性狀較差，但在提高一代雜種的單果質量和果實橫徑方面是個理想的親本。親本Q5多糖含量一般配合力值在12個親本中最高，但有8個性狀的一般配合力值均為負值，僅為提高多糖含量的首選親本。親本Q6在主蔓長度和維生素C含量上表現(xiàn)為最高的正效應值，而在節(jié)間長度、單果質量、單株結果數(shù)量上則表現(xiàn)較高的負向效應，表明其在提高主蔓長度、維生素C含量方面有重要作用，但在產量性狀等方面不是好親本。

親本B1在干物質含量、果實橫徑、單果質量、可溶性固形物含量、多糖含量、β-胡蘿卜素含量、維生素C含量、果肉厚度上的一般配合力效應值均較高，是一個不可多得的優(yōu)良自交系。親本B2有9個主要性狀的一般配合力效應為負值，但果實縱徑表現(xiàn)為較高的正效應值，因此該親本在提高果實縱徑方面是1個非常好的親本。親本B3在可溶性固形物含量、多糖含量、β-胡蘿卜素含量、維生素C含量上有最高的一般配合力效應值，說明可以利用其作為親本改善后代的內在品質。親本B4節(jié)間長度和果肉厚度的一般配合力具較高負效應值，利用時應慎重。親本B5在主蔓長度、節(jié)間長度、單果質量、果實縱徑、果肉厚度性狀上的一般配合力效應值最高，可溶性固形物含量、干物質含量、β-胡蘿卜素含量的一般配合力效應值均表現(xiàn)為較高負效應值，因此該親本對于提高雜交一代主蔓長度、節(jié)間長度、單果質量、果實縱徑、果肉厚度是個好親本，而對于可溶性固形物含量、干物質含量、β-胡蘿卜素含量的改良則不是好親本。親本B6在單株結果數(shù)量上表現(xiàn)出很高的正效應，其他有7個性狀為負值，說明該親本適合配制增加單株結果數(shù)量的組合，后代中易得到單株結果數(shù)量較多的品種。

2.4不同親本各性狀的特殊配合力效應分析

特殊配合力是指在特定組合內，2個親本自交系各自貢獻給雜交種的基因通過互作而表現(xiàn)的非加性基因效應，是不能穩(wěn)定遺傳的部分。其受外界環(huán)境條件影響較大。由表4可知。同一組合不同性狀間以及不同組合同一性狀的特殊配合力效應表現(xiàn)差異明顯。對36個組合的特殊配合力相對效應值進行分析表明，特殊配合力最好的組合分別為：主蔓長度，Q6×B5；節(jié)間長度，Q5×B5；單果質量，Q5×B5；單株結果數(shù)量，Q4×B3；可溶性固形物含量，Q6×B3；干物質含量，Q4×B1；多糖含量，Q5×B4；β-胡蘿卜素含量，Q2×B3；維生素C含量，Q3×B3；果實縱徑，Q3xB2；果實橫徑，Q2×B1；果肉厚度，Q1×B1。根據(jù)每個性狀特殊配合力效應值較高組合的出現(xiàn)頻率。篩選出綜合性狀前3位的優(yōu)良組合是：Q1×B3、Q4xBl、Q2×B1。對親本一般配合力和組合特殊配合力效應值進行比較分析發(fā)現(xiàn)，組合特殊配合力效應與其親本一般配合力效應并不對應，親本一般配合力高的性狀，其組合特殊配合力不一定高，親本一般配合力低的性狀，其組合特殊配合力也并不一定就低，要配制強優(yōu)勢組合必須綜合考慮親本的一般配合力和特殊配合力。

3討論與結論

本試驗中，主蔓長度、可溶性固形物含量和干物質含量3個加性方差較大的性狀能夠固定遺傳，利用這些效應的最可靠方法就是通過系譜育種方法加以固定。節(jié)間長度、單果質量、多糖含量、β-胡蘿卜素含量、維生素C含量、果實縱徑和果實橫徑等性狀主要受基因的非加性效應控制，不能夠較穩(wěn)定地遺傳，可以通過優(yōu)勢育種途徑利用。單株結果數(shù)量和果肉厚度這2個性狀的加性和非加性效應具有同等重要性。

遺傳參數(shù)分析結果表明，廣義遺傳力和狹義遺傳力在不同性狀和不同材料間表現(xiàn)不同，在測定的12個性狀中，廣義遺傳力值均在90％以上，主蔓長度、可溶性固形物含量、干物質含量的廣義遺傳力與狹義遺傳力值相差較小，表明這些性狀加性遺傳的作用較突出，個體間表現(xiàn)型比較整齊，基因型接近表現(xiàn)型，能真實遺傳，可在早代進行選擇。節(jié)間長度、單果質量、多糖含量、β-胡蘿卜素含量、維生素C含量、果實縱徑、果實橫徑的廣義遺傳力與狹義遺傳力值相差較大，表明這些性狀主要受非加性作用，不宜在早代進行選擇。

綜合來看，6個母本的一般配合力優(yōu)劣順序為：Q1>Q3>Q4>Q6>Q2>Q5；6個父本的一般配合力優(yōu)劣順序為：B1>B3>B5>B4>B2>B6；親本Q1和B1是優(yōu)質高產育種的理想親本。就單一育種目標來說，親本Q2是選育提高β-胡蘿卜素含量的理想親本，親本Q5是選育提高多糖含量的理想親本，親本B6是選育加大節(jié)間長的理想親本。各組合性狀的特殊配合力分析結果表明，親本的一般配合力與其在雜交組合中的特殊配合力之間無必然聯(lián)系，一般配合力不能夠完全決定組合的特殊配合力。

趙福寬等研究用南瓜的廣義遺傳率得出排序為：單果籽粒數(shù)量>單果質量>籽粒質量>單株結果數(shù)量，但本研究得出的廣義遺傳率順序為單株結果數(shù)量>單果質量，這可能與研究的材料不同有關。中國南瓜的很多性狀易受環(huán)境條件影響，該研究結論只是用單個地點有限材料進行研究所得出的結果，要使這一研究結果能夠推廣應用于南瓜育種實踐，還需要大量收集具有代表性的材料進行廣泛深入的研究以確定具有普遍意義。

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