黃綠葉幼苗標(biāo)記在黃瓜（Cucumis sativus L.）自交系間雜交育種中的應(yīng)用

王家訓(xùn)　蘇曉東　劉衛(wèi)東　張玉萍

摘? ? 要：本研究目的是討論非致死黃綠葉幼苗標(biāo)記性狀的應(yīng)用工作。用隱性的黃綠葉突變體和相對顯性的正常深綠葉自交系作材料，在田間開展了應(yīng)用試驗(yàn)。試驗(yàn)內(nèi)容為黃綠葉突變性狀的遺傳分析?；亟晦D(zhuǎn)育成用作自交系間雜種母本、具有優(yōu)良農(nóng)藝性狀的86-31E黃綠葉自交系。黃綠葉自交系和深綠葉自交系間雜種與具有相似母本和相同父本的深綠葉自交系間雜種有同等的產(chǎn)量優(yōu)勢。黃綠葉和深綠葉自交系間雜種采用行比1∶1，菱形格式種植，不去雄，雜交率為72.8％～73.2％；按照黃綠葉幼苗標(biāo)記，能確保栽種的都是深綠葉雜交苗，有穩(wěn)定的產(chǎn)量優(yōu)勢；制種手續(xù)大大簡化，等同于種子繁殖，是一種較好的制種方法。結(jié)果表明，黃綠葉幼苗標(biāo)記可用于自交幼苗的鑒定，為黃瓜自交系間雜交育種開創(chuàng)新前景。

關(guān)鍵詞：黃瓜；隱性的黃綠葉幼苗標(biāo)記；遺傳分析；回交轉(zhuǎn)育；產(chǎn)量優(yōu)勢；制種方法

文章編號：1005-2690（2023）09-0025-03? ? ? ?中國圖書分類號：S642.2? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

將幼苗期可識別、非致死的葉色突變體的隱性突變性狀用作幼苗標(biāo)記[1]，在雜交育種中有特殊的應(yīng)用價值[2]。在棉花等作物的性狀遺傳研究中，已經(jīng)報(bào)道了很多幼苗期可識別、非致死的葉色突變體[3-5]，也有不少將突變性狀用作幼苗標(biāo)記在雜交育種中的應(yīng)用研究報(bào)道[6-7]。在黃瓜的性狀遺傳研究中，已報(bào)道了幼苗期可識別、非致死的葉色突變體v，yc-1[8]，yc-2[9]，vvi、yp[10]，黃色子葉[11]，黃芽[12]，ygl，v1[13]，淺黃綠色[14]，yl-2[15]等葉色突變體。然而，在黃瓜雜交育種中，少有非致死的葉色突變性狀用作幼苗標(biāo)記的應(yīng)用研究報(bào)道。在黃瓜雜交育種中，自交系間雜種產(chǎn)量高、品質(zhì)好，是生產(chǎn)面積很大的一種主要種植類型。為了推進(jìn)幼苗標(biāo)記在黃瓜自交系間雜交育種中的應(yīng)用，將子葉期可識別的黃綠葉（ygl）性狀用作幼苗標(biāo)記進(jìn)行應(yīng)用研究，包括黃綠葉突變性狀的遺傳分析，優(yōu)良黃綠葉自交系的回交轉(zhuǎn)育，黃綠葉、深綠葉自交系間雜種的產(chǎn)量表現(xiàn)，黃綠葉、深綠葉自交系間雜種不同制種方法比較。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)于2010—2020年在九江市濂溪區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)材料

De-y6-3-3、ygl6-3-2自交系被用作黃綠葉性狀的試驗(yàn)材料。深綠葉自交系間雜種贛黃瓜1號[16]的母本自交系86-7-1-7-31E（以下簡稱86-31E）和父本自交系86-3-7-5-16（以下簡稱86-16）被用作正常深綠葉性狀的試驗(yàn)材料。所有自交系都屬于華北型黃瓜，雌雄同株異花性型[17]，雌花節(jié)率約25％。

1.3 黃綠葉性狀的遺傳分析

De-y6-3-3黃綠葉自交系是用作P1親本，Jin7-87-s7深綠葉自交系是用作P2親本，各親本分別自交；P1和P2親本選擇作正反交，正反交分別作自交和正反交，均選用P1親本作回交。分別觀察各世代植株，黃綠葉突變性狀用χ-測驗(yàn)進(jìn)行評價。

1.4 優(yōu)良農(nóng)藝性狀的黃綠葉自交系的回交轉(zhuǎn)育

ygl6-3-2黃綠葉自交系為母本，具有優(yōu)良農(nóng)藝性狀的86-31E深綠葉自交系為父本，相互進(jìn)行雜交，產(chǎn)生的深綠葉F1植株作母本，用ygl6-3-2×86-31E回交，F(xiàn)1BC1、F1BC2、F1BC3世代均選擇分離的黃綠葉植株，仍都用ygl6-3-2×86-31E回交，獲得F1BC4后再自交3次，設(shè)想回交轉(zhuǎn)育成具有優(yōu)良農(nóng)藝性狀的86-31E黃綠葉幼苗標(biāo)記的自交系。轉(zhuǎn)育的選擇目標(biāo)是黃綠葉幼苗標(biāo)記性狀和近似86-31E深綠葉自交系的優(yōu)良農(nóng)藝性狀。

1.5 產(chǎn)量表現(xiàn)

以黃綠葉自交系以及深綠葉自交系間雜種ygl86-31E×86-16為試驗(yàn)品種，以母本相似和父本相同的贛黃瓜1號（86-31E×86-16）深綠葉自交系間雜種作對照品種，在2016年和2017年進(jìn)行產(chǎn)量比較。采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次。2016年小區(qū)面積為3.2 m，2017年為2.7 m。小區(qū)早期產(chǎn)量是開始收獲后15 d計(jì)產(chǎn)。通過2個樣本平均數(shù)成對數(shù)據(jù)比較兩尾t測驗(yàn)，評估差異顯著性[18]。

1.6 黃綠葉、深綠葉自交系間雜種不同制種方法比較

ygl86-31E黃綠葉自交系用作母本，86-16深綠葉自交系用作父本，比較雜交種子不同生產(chǎn)方法。2018年，2種方法分別是行比3∶1，去雄；行比3∶1，不去雄。2019年，2種方法分別是行比1∶1，菱形格式種植，不去雄；行比1∶1，方形格式種植，不去雄。2020年，2種方法分別是行比1∶1，菱形格式種植，不去雄，1次人工輔助授粉；行比1∶1，菱形格式種植，不去雄。雜交種子播種后，在子葉期測定種子雜交率，用2個樣本百分?jǐn)?shù)相比較的兩尾u測驗(yàn)對雜交率數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以評估差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃綠葉突變性狀的遺傳分析

必須明確非致死黃綠葉突變性狀是顯性還是隱性，因?yàn)槠渥越幌店P(guān)系到其在雜交種中用作父本還是母本。因此，進(jìn)行黃綠葉突變性狀的遺傳分析。De-y6-3-3黃綠葉自交系用作P1親本，Jin7-87-s7深綠葉自交系用作P2親本，P1的S1自交世代所有植株都具有黃綠葉表現(xiàn)性狀，P2的S1自交世代所有植株都具有深綠葉表現(xiàn)性狀，表明P1、P2親本自交系在葉色上都具有穩(wěn)定遺傳性。親本正反交F1A和F1B世代所有植株都是深綠葉，表明突變黃綠葉性狀和正常深綠葉性狀不受細(xì)胞質(zhì)遺傳影響，僅受核基因控制。突變黃綠葉性狀是隱性，正常深綠葉是相對顯性。F2A和F2B世代分離比例與BC1A和BC1B世代分離比例分別和3∶1與1∶1理論比例相比沒有顯著不同，表明突變黃綠葉性狀受一對單獨(dú)隱性基因控制。因此，突變黃綠葉性狀能用作幼苗標(biāo)記性狀。突變黃綠葉性狀自交系在黃瓜自交系雜種優(yōu)勢利用中，能用作雜交種的母本。

2.2 優(yōu)良農(nóng)藝性狀黃綠葉自交系的回交轉(zhuǎn)育

現(xiàn)有的黃綠葉自交系來自“地串”品種89-6單株的自交后代，具有不良的農(nóng)藝性狀。因此，選用具有黃綠葉幼苗標(biāo)記的ygl6-3-2自交系作母本，具有優(yōu)良農(nóng)藝性狀的86-31E深綠葉自交系用作父本，2010年春進(jìn)行雜交，獲得F1種子，其在2010年秋播種，出苗后的深綠葉植株用ygl6-3-2×86-31E輪回親本進(jìn)行回交，獲得F1BC1種子。其在2011年春播種，出苗后的植株有分離，選用黃綠葉植株用ygl6-3-2×86-31E輪回親本進(jìn)行回交，獲得F1BC2種子。其在2011年秋播種，出苗后的植株有分離，選用黃綠葉植株又用ygl6-3-2×86-31E輪回親本進(jìn)行回交，獲得F1BC3種子。其在2012年春播種，出苗后的植株有分離，選用黃綠葉植株再用ygl6-3-2×86-31E輪回親本進(jìn)行回交，獲得F1BC4種子。其在2012年秋播種，出苗后的植株有分離，選用黃綠葉植株自交，獲得F1BC4S1種子。其在2013年春播種，出苗后的植株有分離，選黃綠葉植株自交，獲得F1BC4S3種子。其在2013年秋播種，出苗后的植株為黃綠葉植株沒有分離。從2010年春至2013年秋，經(jīng)過4個年份，8個世代，采用1次雜交、4次回交和3次自交，回交轉(zhuǎn)育成具有優(yōu)良農(nóng)藝性狀、無深綠葉植株分離的ygl86-31E黃綠葉自交系，可用作自交系間雜種的母本，與深綠葉自交系作父本雜交，配制黃綠葉、深綠葉自交系間雜種。

2.3 黃綠葉和深綠葉自交系間雜種的產(chǎn)量表現(xiàn)

具有黃綠葉性狀幼苗標(biāo)記的黃綠葉自交系和深綠葉自交系間雜種，需要對其產(chǎn)量性能進(jìn)行測試和驗(yàn)證。選用黃綠葉和深綠葉自交系間雜種ygl86-31E×86-16作為試驗(yàn)雜種，有相似母本和相同父本贛黃瓜1號（86-31E×86-16）深綠葉自交系間雜種用作對照雜種，進(jìn)行2年產(chǎn)量比較。2016年，小區(qū)早期平均產(chǎn)量增加了11.5％，小區(qū)平均總產(chǎn)量增加了16.3％。2017年，小區(qū)早期平均產(chǎn)量下降了5.3％，小區(qū)平均總產(chǎn)量增加了4.9％。t測驗(yàn)表明，產(chǎn)量之間的差異不顯著，試驗(yàn)雜種與對照雜種相比，有同等的產(chǎn)量表現(xiàn)。表明自交系間雜種的產(chǎn)量不受黃綠葉苗期標(biāo)記應(yīng)用的影響，具有黃綠葉幼苗標(biāo)記的黃綠葉和深綠葉自交系間雜種可以同深綠葉和深綠葉自交系間雜種一樣，在生產(chǎn)上種植。

2.4 黃綠葉、深綠葉自交系間雜種不同制種方法比較

深綠葉自交系間雜種制種需要人工去雄、手續(xù)煩瑣、費(fèi)時費(fèi)工，黃綠葉、深綠葉自交系間雜種制種效果還需進(jìn)行試驗(yàn)。用ygl86-31E黃綠葉自交系作母本，86-16深綠葉自交系作父本，采取不同制種方法進(jìn)行比較。

2018年采用行比3∶1和去雄時，種子雜交率為96.9％；采用行比3∶1和不去雄時，種子雜交率為18.8％。u測驗(yàn)表明，種子雜交率的差異非常顯著，采用行比3∶1和去雄的制種方法具有更高的種子雜交率。雜交種子播種后，出苗的幼苗按照黃綠葉幼苗標(biāo)記，在子葉期容易區(qū)分深綠葉雜種苗和黃綠葉自交苗。在間苗和定苗時除去少量的黃綠葉自交幼苗，栽種的都是深綠葉雜交幼苗，保證有穩(wěn)定的產(chǎn)量優(yōu)勢。但制種需要去雄，手續(xù)煩瑣。采用行比3∶1和不去雄制種方法，制種手續(xù)大大簡化，但其種子雜交率僅為18.8％。說明這2種制種方法均采用行比3∶1，不論去雄與否，都有所短，需要改進(jìn)。

2019年采用行比1∶1、菱形格式種植、不去雄時，種子雜交率為73.2％；采用行比1∶1、方形格式種植、不去雄時，種子雜交率為48.3％。u測驗(yàn)表明，種子雜交率差異非常顯著。采用行比1∶1、菱形格式種植、不去雄的制種方法，由于菱形格式種植近母本株4株都是父本株，比方形格式種植近母本株4株中2株是父本株、2株是母本株有更多雜交授粉機(jī)會，因此其種子雜交率較高。雖然種子雜交率還未達(dá)到種子標(biāo)準(zhǔn)，但是雜交種子播種后，出苗的幼苗按照黃綠葉幼苗標(biāo)記，在子葉期很容易區(qū)分深綠葉雜種苗和黃綠葉自交苗，在間苗和定苗時除去1/4以上的黃綠葉自交幼苗，栽種的都是深綠葉雜交幼苗，有穩(wěn)定的產(chǎn)量優(yōu)勢。由于不用去雄，制種手續(xù)大大簡化，與種子繁殖一樣。因此，行比1∶1、菱形格式種植、不去雄的制種方法可以在制種中應(yīng)用。采用行比1∶1、方形格式種植、不去雄制種方法，種子雜交率為48.3％，在制種中不可應(yīng)用。

2020年采用行比1∶1、菱形格式種植、不去雄、1次輔助授粉的制種方法，種子雜交率是76.0％；采用行比1∶1、菱形格式種植、不去雄的制種方法，種子雜交率是72.8％。前者比后者的種子雜交率提高3.2％。u測驗(yàn)表明，2種制種方法的種子雜交率差異未達(dá)顯著水平。雖然二者種子雜交率都未達(dá)到種子標(biāo)準(zhǔn)，但雜交種子播種后，出苗的幼苗按照黃綠葉幼苗標(biāo)記，在子葉期易于區(qū)分深綠葉雜種苗和黃綠葉自交苗，在間苗和定苗時除去近1/4的黃綠葉自交幼苗，栽種的都是深綠葉雜交幼苗，有穩(wěn)定的產(chǎn)量優(yōu)勢，制種手續(xù)也比人工去雄簡化。這2種制種方法在自交系間雜種制種中可以應(yīng)用。

3 結(jié)論

應(yīng)用隱性的黃綠葉幼苗標(biāo)記性狀自交系，回交轉(zhuǎn)育成一個具有優(yōu)良農(nóng)藝性狀的ygl86-31E黃綠葉自交系。用其作母本的黃綠葉自交系、深綠葉自交系間雜種與具有相似母本和相同父本的深綠葉自交系間雜種有同等產(chǎn)量優(yōu)勢。黃綠葉、深綠葉自交系間雜種采用行比1∶1、菱形格式種植、不去雄制種方法，種子雜交率是72.8％～73.2％，按照黃綠葉幼苗標(biāo)記，可確保栽種的都是深綠葉雜交幼苗，有高而穩(wěn)定的產(chǎn)量優(yōu)勢，制種手續(xù)大大簡化，等同種子繁殖，是一種較好的制種方法。因此，黃綠葉苗期標(biāo)記的應(yīng)用進(jìn)一步提高了黃瓜自交系間雜種生產(chǎn)、制種和親本種子繁殖水平，將為黃瓜自交系間雜交育種開創(chuàng)一個新的前景。

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