厚皮甜瓜主要性狀的配合力分析

欒非時，張楊，王學(xué)征，紀(jì)雪巖，裴春雨

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，哈爾濱 150030）

厚皮甜瓜主要性狀的配合力分析

欒非時，張楊，王學(xué)征，紀(jì)雪巖，裴春雨

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，哈爾濱 150030）

以4份厚皮甜瓜自交系M4-5、M4-16、M4-22、M4-21為親本，采用Griffing方法Ⅳ配置雜交組合6個，對4個親本及F1代的果實橫徑、縱徑、單果重、可溶性糖、有機酸、VC主要數(shù)量性狀進行方差和配合力分析。結(jié)果表明，M4-21各性狀一般配合力效應(yīng)值較高，是綜合性狀比較優(yōu)良的親本，可作為厚皮甜瓜優(yōu)良品種選育的骨干親本。在特殊配合力相對效應(yīng)值上，M4-22×M4-21是比較優(yōu)良的雜交組合。在遺傳力分析中，單果重和VC含量分別具有較小的廣義遺傳力和狹義遺傳力，其余均較高，該結(jié)果可為甜瓜雜交育種的親本選擇和選配提供依據(jù)。

厚皮甜瓜；一般配合力；特殊配合力；遺傳力

甜瓜（Cucumis meloL.）又名香瓜，是葫蘆科（Cucurbitaceae）甜瓜屬一年生草本植物，是世界上廣泛種植的一種古老作物。我國是甜瓜的次生起源中心，原產(chǎn)東部的薄皮甜瓜（Conomonsp.）和原產(chǎn)西北部的厚皮甜瓜（Melo sp.）分別為國際甜瓜分類中的兩大亞種，是珍貴的種質(zhì)資源[1]。甜瓜色、香、味、形兼具，具有較豐富的營養(yǎng)和較高的醫(yī)療保健價值。隨著雜種優(yōu)勢在作物育種上的廣泛應(yīng)用，選育雜交甜瓜品種已成為提高產(chǎn)量及改善品質(zhì)的重要途徑，而親本材料的選擇是雜交育種成敗的關(guān)鍵[2]。如何正確選擇親本，盡早對雜交組合的優(yōu)劣進行評價，對性狀配合力進行綜合分析是目前通用且有效的方法[3]。

配合力是指親本雜交后獲得的F1代表現(xiàn)優(yōu)良與否的能力。配合力可分為一般配合力和特殊配合力[4]。配合力分析是測定親本組配能力的一種方法，親本配合力是決定雜種優(yōu)勢強弱的主要因素，是選配親本主要指標(biāo)。本試驗分析厚皮甜瓜主要數(shù)量性狀的配合力并根據(jù)其一般配合力和特殊配合力的表現(xiàn)進行綜合評價，以確定其利用價值，對于組配雜種優(yōu)勢強、后代性狀表現(xiàn)優(yōu)良的雜交組合具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 供試材料

選用東北農(nóng)業(yè)大學(xué)西甜瓜課題組系統(tǒng)選育的高代自交系厚皮甜瓜材料M4-5、M4-16、M4-22、M4-21為試驗材料，各自交系之間遺傳差異較大。

1.2 試驗方法

本試驗在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝設(shè)施工程中心進行，2011年春參照Griffing方法Ⅳ進行雜交，獲得6個雜交組合的F1代，2012年春將其采用營養(yǎng)缽育苗，幼苗3葉1心時定植于大棚內(nèi)，株距0.5 m，小行距0.6 m，大行距1 m，每小區(qū)定植12株，隨機區(qū)組排列，3次重復(fù)，伸蔓后吊蔓栽培，栽培管理同常規(guī)生產(chǎn)。甜瓜成熟時，每小區(qū)隨機采收5株成熟果實，測定果實橫徑、縱徑、單果重、可溶性糖、有機酸、VC指標(biāo)。果實縱橫徑用游標(biāo)卡尺測量，單果重用臺秤測量，可溶性糖含量采用蒽酮法測定，有機酸含量采用NaOH滴定法測定，VC含量采用2，6-二氯酚靛酚滴定法測定[5-6]。數(shù)據(jù)按劉來福等[7]方法進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 組合間果實主要性狀方差分析

對組合間果實橫徑、縱徑、單果重、可溶性糖、有機酸、VC等6項指標(biāo)進行方差分析。由表1可知，6個性狀在組合間均達到極顯著差異，可對其進行配合力方差分析。

表1 厚皮甜瓜6個主要性狀的方差分析Table 1 Variance analysis of thick-skinned muskmelon fruit six major characters

2.2 厚皮甜瓜果實主要性狀配合力方差及遺傳力分析

一般配合力由基因的加性效應(yīng)控制，特殊配合力由基因的非加性效應(yīng)控制[8]，6個果實主要性狀除單果重外，其他各性狀的一般配合力方差和特殊配合力方差均達極顯著水平（見表2）。其中果實縱徑、有機酸含量、VC含量特殊配合力方差均在0.8以上，遠大于一般配合力，說明在這3個性狀中，親本的顯性基因起主導(dǎo)作用。果實橫徑、可溶性糖含量特殊配合力方差也在0.7以上，說明親本中控制這兩個性狀的基因的顯性作用也非常明顯，同時這5個性狀由于受特殊配合力影響大，因此不能穩(wěn)定遺傳給后代。

單果重一般配合力大于特殊配合力，其親本在該性狀上具有廣譜性。說明在育種上，該性狀的突出和加強可以通過常規(guī)雜交育種方法實現(xiàn)，該性狀基因的加性效應(yīng)在雜交育種中起主導(dǎo)作用，并能夠穩(wěn)定遺傳給F1。另外，單果重環(huán)境方差也超過配合力方差，說明該性狀容易受環(huán)境條件的影響，因此單果重也直接影響產(chǎn)量，通過改進生產(chǎn)栽培技術(shù)，結(jié)合選擇優(yōu)良栽培品種能更好實現(xiàn)甜瓜的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。

遺傳力反應(yīng)親代性狀傳遞給后代的能力，可以作為親代和子代相似程度指標(biāo)。遺傳力高的性狀，子代重現(xiàn)親本性狀的可能性大，反之則小。通過廣義遺傳力和狹義遺傳力分析表明，在相同材料間不同性狀的遺傳力表現(xiàn)不同。在測定的6個性狀指標(biāo)中，除單果重廣義遺傳力為0.2543外，其余性狀廣義遺傳力都在0.97以上，說明除單果重性狀之外，F(xiàn)1組合間的差異主要以遺傳變異為主，且受環(huán)境影響較小，因此可以對這些性狀進行早期選擇，以加快育種進程。單果重的廣義遺傳力和狹義遺傳力相差不大，且較低，說明單果重是由基因的加性效應(yīng)和非加性效應(yīng)共同控制，且受環(huán)境影響較大，因此不能對該性狀進行早期選擇[1]。這與配合力分析結(jié)果一致。

表2 甜瓜果實性狀的配合力方差及遺傳力分析Table 2 Variance of combining ability and heritability capacity analysis of thick-skinned muskmelon fruit

2.3 一般配合力效應(yīng)分析

親本某性狀一般配合力效應(yīng)值的大小可以反映該性狀在一系列雜交組合中的平均表現(xiàn)，因此親本一般配合力效應(yīng)值是進行親本選擇的基礎(chǔ)，對育種有重要意義。某性狀一般配合力效應(yīng)值高，則親本中對該性狀有利的基因位點就多，加性基因效應(yīng)作用強，該性狀能夠穩(wěn)定遺傳給子代的可能性就大[9]。因此了解不同自交系不同性狀的配合力差異，能更有目的性地組配親本，從而獲得綜合性狀表現(xiàn)良好的雜交種。各親本果實主要性狀一般配合力效應(yīng)值見表3。M4-5的6個性狀的一般配合力均為負值，受果實橫徑和縱徑的影響，單果重也較低，而果實可溶性糖、有機酸的負效應(yīng)值均最大，因此M4-5在品質(zhì)育種中可能表現(xiàn)不佳，應(yīng)予淘汰。M4-16的果實橫徑、縱徑、單果重均為正值，但可溶性糖等3項指標(biāo)均為負值，說明M4-16的產(chǎn)量指標(biāo)較好，品質(zhì)指標(biāo)較差，說明可以利用其作為親本，以改善后代產(chǎn)量性狀。M4-21全部性狀都是正值，且單果重的一般配合力也最高，果實可溶性糖、有機酸、VC一般配合力也最高，說明其不但豐產(chǎn)性好，而且品質(zhì)性狀也最好，可以作為優(yōu)良親本使用。M4-22的6個性狀中除有機酸外，其余性狀的一般配合力均為正值并屬于中等水平，也可利用其作為親本改善后代產(chǎn)量及品質(zhì)。

2.4 特殊配合力效應(yīng)分析

特殊配合力是指特定雜交組合與其雙親在平均表現(xiàn)基礎(chǔ)上的預(yù)期結(jié)果偏差，由等位基因的顯性效應(yīng)、上位效應(yīng)以及不同基因間的互作等非加性效應(yīng)決定，是產(chǎn)生雜種優(yōu)勢的主要因素[9]。由表4可知，同一組合不同性狀間，同一性狀不同組合間的特殊配合力效應(yīng)值都存在差異，說明同一親本與遺傳差異較大的不同親本組合時，對于不同的組配，由于遺傳背景不同而造成非加性基因效應(yīng)的差異。

表3 各親本果實主要性狀的一般配合力相對效應(yīng)值Table 3 Relative general combining ability effect value of parent characters

表4 各主要性狀的特殊配合力相對效應(yīng)值Table 4 Relative special combining ability effect value of F1 combination characters

了解特殊配合力的高低，配置有效的組合，可以有效利用非加性基因效應(yīng)。本試驗對6個雜交組合進行特殊配合效應(yīng)分析。果實橫徑特殊配合力效應(yīng)值變異幅度為-0.62～0.88，特殊配合力效應(yīng)較好的組合是M4-5×M4-22和M4-16×M4-21；果實縱徑特殊配合力效應(yīng)值變異幅度為-4.38～7.25，特殊配合力效應(yīng)較好的是M4-5×M4-22和M4-16×M4-21；平均單果重特殊配合力效應(yīng)差異很大，為-68.24～135.27，特殊效應(yīng)值較高的是M4-5×M4-16和M4-22×M4-21；可溶性糖特殊配合力效應(yīng)值變異幅度較小，為-0.4～0.25，特殊配合力效應(yīng)值較好的是M4-5×M4-21和M4-16× M4-22；有機酸特殊配合力效應(yīng)值變異幅度為-0.41～2.39，特殊配合力效應(yīng)值較好的是M4-22×M4-21和M4-16×M4-21；VC特殊配合力效應(yīng)值變異幅度也較小，為-0.09～0.36，特殊配合力較好的組合是M4-22×M4-21。

從高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的角度可以看出M4-5×M4-16和M4-22×M4-21兩個組合特殊配合力效應(yīng)較好，結(jié)合表3，M4-5一般配合力效應(yīng)較差，不適宜作親本，性狀不能穩(wěn)定遺傳，因此M4-5×M4-16這個組合即使特殊配合力效應(yīng)較好，也不適宜選擇做雜交組合。M4-22×M4-21中既含有一般配合力效應(yīng)較好的M4-21，而且特殊配合力效應(yīng)又高，是一個優(yōu)良組合，而其他組合特殊配合力效應(yīng)較差。

3 討論與結(jié)論

親本一般配合力效應(yīng)大小是親本選擇基礎(chǔ)，對育種具有重要意義。但兩個最優(yōu)秀親本雜交，未必產(chǎn)生優(yōu)秀組合，因此綜合考慮雙親一般配合力效應(yīng)和組合特殊配合力效應(yīng)，才能對組合做出正確評價。親本選配是雜交育種中的重要環(huán)節(jié)，而配合力是親本組配雜交種的潛在能力。因此，親本選配時，在選擇優(yōu)良農(nóng)藝性狀基礎(chǔ)上，還需對親本進行配合力測定，根據(jù)配合力做進一步選擇，才能選出農(nóng)藝性狀優(yōu)良、配合力高、表型整齊一致、能穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良親本[10]。

本試驗結(jié)果表明，不同親本一般配合力之間存在差異，選配的雜交組合特殊配合力表現(xiàn)也不盡相同。如果甜瓜育種中在選用親本和確定組合前對田間表現(xiàn)優(yōu)良的待用親本進行分析評價后再加以利用，即根據(jù)組合和后代表現(xiàn)，鑒定出一般配合力高的優(yōu)良品種作為骨干親本，篩選特殊配合力高的優(yōu)良組合，不僅減少工作量，還可縮短育種年限[11-12]。

本試驗所用親本是東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院西甜瓜育種課題組多年選擇純化的品系，通過上述配合力分析可以得出M4-21是綜合性狀優(yōu)良的親本。M4-21單果重一般配合力最高（154.36），參與統(tǒng)計的6個性狀一般配合力均為正值。通過對供試材料各性狀一般配合力進行統(tǒng)計分析，獲得厚皮甜瓜6個數(shù)量性狀的一般配合力信息，對厚皮甜瓜常規(guī)育種及性狀改良具有重要作用。比如改良單果重時可以選用M4-21和M4-22；改良果實含糖量時可以選用M4-21。

選配組合也是優(yōu)良品種選育中最關(guān)鍵的基礎(chǔ)工作。本試驗統(tǒng)計分析6個正交組合的特殊配合力以及特殊配合力效應(yīng)，從高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)育種角度評價6個組合，可獲得以下結(jié)果：組合M4-22×M4-21和組合M4-5×M4-16特殊配合力及其效應(yīng)值最大，是優(yōu)良組合。但是在這兩個表現(xiàn)突出的組合中只有組合M4-22×M4-21含有M4-21作為親本，而組合M4-5×M4-16中含有M4-5作為親本，其一般配合力表現(xiàn)不好，并不能穩(wěn)定遺傳給后代。

本試驗結(jié)果證明，親本一般配合力和特殊配合力分析預(yù)測雜交組合表現(xiàn)，與田間表現(xiàn)一致，可為親本選擇和雜交組合選配提供理論基礎(chǔ)。本試驗配合力分析按照固定模型進行，無論是一般配合力及其效應(yīng)值，還是特殊配合力及其效應(yīng)值，都依賴選用材料的平均數(shù)，所有分析都是相對比較。分析結(jié)果可靠，在育種實踐上具有重要意義。

本試驗只測量少數(shù)幾個性狀，如果加入果肉厚度、果皮硬度、蔓長、果實發(fā)育期、干物質(zhì)、蛋白質(zhì)、游離氨基酸等性狀的測量，會更具說服力。

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Analysis of combining ability for mainly quantitative characters of thickskinned muskmelon fruit

LUAN Feishi,ZHANG Yang,WANG Xuezheng,JI Xueyan,PEI Chunyu
(School of Horticulture,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China)

Combining ability and variances of mainly quantitative characters of thick-skinned muskmelon fruit was analyzed by six cross combinations which were made with four thick-skinned muskmelon inbred lines by the method of Griffing(IV).The results showed that different characteristics of the same cross and different crosses of the same characteristics had great difference combining ability and special combining effects,M4-21 had the highest general combining ability effect value that would be a fine parent for breeding,M4-22×M4-21 was the excellent hybrid combinations with the highest special combining ability.In the six quantitative characters,besides the weight per fruit and VC, respectively,with a small broad-sense and narrow-sense heritability capacity,and others were very high.The results were helpful for choosing proper parental lines in hybrid thick-skinned muskmelon development.

thick-skinned muskmelon;general combining ability;special combining ability;heritability capacityn

S652.9

A

1005-9369（2014）01-0108-05

2012-09-11

國家西甜瓜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目（CARS-26-02）；國家自然科學(xué)基金（31000917）

欒非時（1964-），女，教授，博士，博士生導(dǎo)師，研究方向為西甜瓜育種。E-mail:luanfeishi@sina.com

時間2014-1-10 6:24:17[URL]http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20140110.0624.002.html

欒非時,張楊,王學(xué)征,等.厚皮甜瓜主要性狀的配合力分析[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2014,45(1):108-112.

Luan Feishi,Zhang Yang,Wang Xuezheng,et al.Analysis of combining ability for mainly quantitative characters of thickskinned muskmelon fruit[J].Journal of Northeast Agricultural University,2014,45(1):108-112.(in Chinese with English abstract)