基于形態(tài)學(xué)標記的茄子種質(zhì)資源遺傳多樣性分析

鄭于莉 劉燕 姚慧靜 周剛 袁鶴 張新杰

摘要 為拓寬茄子遺傳基礎(chǔ)，加快選育適合內(nèi)蒙古地區(qū)種植的茄子新品種，對65份茄子種質(zhì)資源的20個形態(tài)學(xué)性狀進行遺傳多樣性分析，結(jié)果表明：20個性狀在供試材料之間存在豐富的遺傳變異，變異范圍在16.40%～102.68%，果形、單果重、果實縱徑、果實橫徑、果形指數(shù)等與果實有關(guān)的性狀均表現(xiàn)出較高的遺傳變異;果皮色、果萼顏色、首花節(jié)位與莖色呈極顯著正相關(guān)，果形與果肉色、果頂形狀呈極顯著正相關(guān);單果重與果頂形狀、果形呈極顯著負相關(guān);聚類結(jié)果較分散，大致可分為5個大類9個亞類，近緣野生茄和栽培茄與其近緣野生茄劃分明顯。

關(guān)鍵詞 茄子;種質(zhì)資源;形態(tài)學(xué)性狀;遺傳多樣性

中圖分類號 S 602.4? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2021）21-0128-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.21.031

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

Analysis of Genetic Diversity of Eggplant Germplasm Resources Based on Morphological Markers

ZHENG Yu-li，LIU Yan，YAO Hui-jing et al

（Baotou Science and Technology Research Institute of Agriculture and Animal Husbandry，? Baotou， Inner Mongolia 014013）

Abstract In order to broaden the genetic basis of eggplant and speed up the breeding of new eggplant varieties suitable for planting in Inner Mongolia， this study used 65 eggplant germplasm resources as test materials to analyze the genetic diversity of 20 morphological traits. The results showed that there are abundant genetic variation among the tested materials. The variation range is between 16.40% and 102.68%. Fruit-related traits such as fruit shape， single fruit weight， fruit length， fruit width， and fruit shape index show high genetic variation; peel color， calyx color， first flower node position and stem color are extremely significant positive correlation， fruit shape， fruit flesh color and the shape of the top of the fruit is very significantly positively correlated; the weight of a single fruit is highly negatively correlated with the shape of the top and the shape of the fruit; the clustering results are relatively scattered and can be roughly divided into 5 categories and 9 subcategories. There is a clear distinction between wild eggplant and cultivated eggplant and its relative wild eggplant.

Key words Eggplant;Germplasm resources;Morphological traits;Genetic diversity

基金項目 內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院青年創(chuàng)新基金（2018QNJJN12）。

作者簡介 鄭于莉（1987—），女，內(nèi)蒙古赤峰人，助理研究員，碩士，從事茄果類蔬菜新品種選育及生物技術(shù)應(yīng)用研究。*通信作者，高級農(nóng)藝師，碩士，從事番茄新品種選育研究。

收稿日期 2021-02-24

茄子是我國南北方主要的蔬菜種類之一，在生產(chǎn)上占有重要地位，在我國各地普遍栽培，尤其是在廣大農(nóng)村，茄子的栽培面積遠比番茄大。茄子適應(yīng)范圍廣泛，易栽培，生長期長，產(chǎn)量較高，較耐儲運，已成為由蔬菜生產(chǎn)基地運往城鎮(zhèn)、南方運往北方的大宗蔬菜之一，市場廣闊，經(jīng)濟效益顯著。加大茄子種質(zhì)資源的收集和鑒定，對收集的資源開展鑒定評價和資源利用研究是種質(zhì)創(chuàng)新、遺傳改良和品種選育的基礎(chǔ)。

目前，對茄子進行遺傳多樣性評價鑒定的方法主要有形態(tài)標記法、細胞學(xué)標記法、生化標記法和分子標記法[1]。形態(tài)學(xué)性狀的鑒定和描述是種質(zhì)資源研究最直接、最基本的方法和途徑[2]。呂玲玲等[3]對國內(nèi)收集的 15 份資源進行了主要性狀的描述和相關(guān)性分析，并進行單性結(jié)實性鑒定，篩選出“春秀”和“公牛長茄”2個可在華南地區(qū)推廣種植品種;詹園鳳等[4-5]通過對茄子種質(zhì)資源形態(tài)學(xué)鑒定評價，發(fā)現(xiàn)果實性狀是茄子重要的形態(tài)學(xué)性狀特征，存在豐富的遺傳差異，結(jié)合研究其遺傳規(guī)律指導(dǎo)田間常規(guī)茄子育種具有重要意義。筆者以引進的65份茄子種質(zhì)資源為試材，采用基本的形態(tài)學(xué)標記，研究其遺傳多樣性和親緣關(guān)系，旨在為下一步種質(zhì)資源的開發(fā)利用和加快育種效率及選育適合內(nèi)蒙古地區(qū)種植的茄子新品種提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所國家種質(zhì)資源庫和其他地方（北京、西安、南京等）收集到的65份茄子種質(zhì)資源。

1.2 試驗方法

于2018年4—9月在包頭市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究院蔬菜育種試驗基地進行。采用完全隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，每小區(qū)選取5株生長狀況優(yōu)良一致的茄子樣本，使用游標卡尺、卷尺、天平、比色卡等測量工具，對20個形態(tài)學(xué)性狀（植株性狀2個，莖部性狀3個，花部性狀2個，葉部性狀1個，果實性狀12個）進行調(diào)查。調(diào)查方法參照《茄子種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》，結(jié)合實際進行茄子形態(tài)學(xué)性狀描述及賦值，記錄原始數(shù)據(jù)后取平均值。調(diào)查標準見表1。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用WPS軟件對數(shù)據(jù)進行整理，利用SPSS 16.0對相關(guān)性狀的數(shù)據(jù)進行描述性分析（主要包括平均值、最大值、最小值、標準差和變異系數(shù)），利用DPS軟件進行聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 茄子種質(zhì)資源形態(tài)學(xué)性狀遺傳變異性

對65個品種20個表型性狀進行遺傳多樣性分析（表2），各性狀在供試材料間存在不同程度的變異，變異范圍在16.40%～102.68%，平均變異系數(shù)為39.59%。其中平均果實橫徑在各表型性狀中變異系數(shù)最大，為102.68%，葉刺和果形指數(shù)次之，分別為60.83%和60.63%，莖刺變異系數(shù)最小，為16.40%。平均果實橫徑和單果重2個性狀在不同材料間變異豐富，具有較大的改良潛力，可以通過良種選配、栽培技術(shù)等手段加以改良。

2.2 茄子種質(zhì)資源形態(tài)學(xué)性狀頻率分布

由表3可知，65份種質(zhì)資源株型以直立和半開展為主，頻率分布共占73.8%;莖色以深紫為主，占38.4%;莖刺以無為主，占89.3%;莖茸毛以密為主，占55.4%;葉刺以無為主，占92.3%;花冠色澤以紫為主，占64.6%;

果形以長筒為主，頻率分布占36.9%;果皮色以黑紫為主，占36.9%;果肉色以綠為主，占56.9%;果面光澤以有為主，占58.4%;果頂形狀以凸為主，占58.5%;果萼顏色以紫為主，占49.2%;果萼下顏色以綠為主，占73.8%;果柄萼片刺以少為主，占47.6%。

2.3 茄子種質(zhì)資源形態(tài)學(xué)性狀相關(guān)性

以 Spearman 等級相關(guān)系數(shù)對65份茄子種質(zhì)資源的20個形態(tài)學(xué)性狀進行相關(guān)性分析，結(jié)果表明（表4），莖茸毛和莖色呈極顯著負相關(guān);葉刺與莖刺、果柄萼片刺呈極顯著負相關(guān);果皮色、果萼顏色、首花節(jié)位與莖色呈極顯著正相關(guān);果萼下顏色與果皮色呈極顯著正相關(guān);果肉色與果萼下顏色呈極顯著正相關(guān);果形與花冠色澤、果柄萼片刺、果肉色、果面光澤、果頂形狀呈極顯著正相關(guān);株高與首花節(jié)位呈極顯著正相關(guān);單果重與葉刺、果頂形狀、果形呈極顯著負相關(guān);果實縱徑與莖刺、果柄萼片刺、果頂形狀、果形呈極顯著正相關(guān);果實橫徑與果頂形狀、果形、果實縱徑呈極顯著負相關(guān)，與單果重呈極顯著正相關(guān)。

2.4 茄子種質(zhì)資源形態(tài)學(xué)性狀聚類分析

對65份茄子種質(zhì)資源采用系統(tǒng)聚類中的組間連接法，以歐氏距離平方為遺傳距離進行聚類分析，結(jié)果見圖 在歐式距離大約為6.87時，65份茄子種質(zhì)資源可劃分為五大類群。其中（表5），第一類（Ⅰ）分為2個亞類，主要包括56份材料，其中第一亞類包括12份材料，主要特點是株型以直立或半開展為主，有莖茸毛，莖色為紫或深紫，花冠色澤為紫或淺紫，無葉刺、莖刺，果柄萼片刺少或無，大多數(shù)果色為紫色，果萼下顏色為白色，果肉色為白色或黃白，果面有光澤，果萼顏色以紫色為主，其中25和33為白茄，莖色淺紫，果皮白皮，果頂形狀平，卵圓果;第二亞類包括44份材料，主要特點是有莖茸毛，無葉刺、莖刺，果柄萼片刺少或無，果皮色大多為黑紫，果肉色、果萼下顏色以綠為主，果頂形狀以凸為主，11、44、41和54為綠茄，劃分為一小類，果皮色、果萼顏色、果萼下顏色為綠色，果形以長筒為主。

第二類（Ⅱ）分為2個亞類，主要包括2份材料，編號58號材料來自云南，主要特點是株型直立，綠莖，無莖刺、葉刺、果柄萼片刺，莖茸毛多，白花綠皮白肉，果面有光澤，扁圓果，平均單果重29.82 g;編號62號材料來自寧夏，主要特點是綠莖，有莖刺，無葉刺、果柄萼片刺，紫花白皮白肉綠萼，卵圓果，平均單果重22.80 g。

第三類（Ⅲ）主要包括2份材料，株型直立，淺紫花，無葉刺，有莖刺和果柄萼片刺，花皮綠白肉綠紫萼，果面無光澤，果形為短筒和長筒。

第四類（Ⅳ）分為2個亞類，主要包括4份材料，為近緣野生茄，其中第一亞類包括3份材料，株型直立，有莖刺和果柄萼片刺，葉刺多，紫花，多茸毛，紫莖花皮果，僅61號材料為綠莖紫皮果;第二亞類僅編號60號材料，株型直立，紫莖白花，葉刺多，有莖刺和果柄萼片刺，綠皮，綠紫萼，扁圓果，果面有光澤，平均單果重12.71 g。

第五類（Ⅴ）包括1份材料，半開展，綠紫莖，少葉刺，果柄萼片刺多，無莖刺，紫花，花皮白肉，圓果，果面有光澤，果頂凹。

3 結(jié)論與討論

目前，茄子育種最常規(guī)的方法仍然是雜交育種，而親本選配是雜交育種的基礎(chǔ)。性狀差異大的親本雜交能表現(xiàn)出更好的雜種優(yōu)勢。因此，引進的資源需經(jīng)過在本地試種、評價后才能推廣或作為育種材料[3]。

該研究采用形態(tài)學(xué)標記，對65份種質(zhì)資源20個性狀統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)20個性狀在供試材料之間存在豐富的遺傳變異，變異范圍在16.40%～102.68%，葉刺變異程度較大，株高變異程度較小，與王佳慧等[6-8]結(jié)果相一致。另外，果形、單果重、果實縱徑、果實橫徑、果形指數(shù)等與果實有關(guān)的性狀均表現(xiàn)出較高的遺傳變異;而果實形狀雖多達8種，但以長筒形居多。果皮色、果萼顏色與莖色呈極顯著正相關(guān);果萼下顏色與果皮色呈極顯著正相關(guān);果肉色與果萼下顏色呈極顯著正相關(guān);果形與果肉色、果頂形狀呈極顯著正相關(guān);單果重與果頂形狀、果形呈極顯著負相關(guān);果實縱徑與果頂形狀、果形呈極顯著正相關(guān);果實橫徑與果頂形狀、果形、果實縱徑呈極顯著負相關(guān)，與單果重呈極顯著正相關(guān)。喬軍[9]利用種內(nèi)F2群體進行茄子果實性狀的QTL定位，最終定位到2個QTLs與果形指數(shù)相關(guān)，4個QTLs與果長相關(guān)，2個QTLs與果徑相關(guān)。Frary等[10]采用CIM算法研究栽培茄與野茄雜交的F2群體主要形態(tài)性狀，通過基因分型發(fā)現(xiàn)4個QTLs與果長相關(guān)，分別位于第1、2、7 和9連鎖群上，果重相關(guān)的4個QTLs 也分別位于這4個連鎖群上。

通過對65份茄子資源聚類分析發(fā)現(xiàn)，聚類結(jié)果較分散，大致可分為5個大類9個亞類，具有各自不同的性狀特征。近緣野生茄與栽培茄與其近緣野生茄能夠較好地區(qū)分，但栽培茄大部分資源（44份）集中在一個亞類中，劃分不理想，說明供試材料間遺傳相似性高，遺傳基礎(chǔ)狹窄。

形態(tài)學(xué)標記受基因和環(huán)境2個因素控制，因此在種質(zhì)資源評價鑒定上，應(yīng)結(jié)合分子標記等方法，能更加準確地探索和把握茄子種質(zhì)資源的遺傳特性及親緣關(guān)系。

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