厚皮甜瓜主要农艺性状的变异性及其与产量和品质构成关系分析

李晓慧，赵卫星，常高正，梁 慎，康利允，高宁宁，徐小利

(河南省农业科学院 园艺研究所，河南 郑州 450002)



厚皮甜瓜主要农艺性状的变异性及其与产量和品质构成关系分析

李晓慧，赵卫星，常高正，梁 慎，康利允，高宁宁，徐小利*

(河南省农业科学院 园艺研究所，河南 郑州 450002)

以29个厚皮甜瓜品种为试验材料，进行了甜瓜主要农艺性状指标变异性分析及甜瓜产量和品质构成分析。结果表明：平均单瓜质量、叶面积指数、纵径、中心可溶性固形物含量等4个农艺性状变异系数较大，分别为22.75%、19.74%、15.99%、13.21%；主成分分析提取了5个主成分，累计贡献率88.09%，可以利用其对厚皮甜瓜品种进行综合评价；利用逐步回归方法分别建立了厚皮甜瓜产量构成、品质构成回归模拟方程，其中产量模拟方程为：Y1=-2.655 4+0.063 6X3+0.008 56X4+0.069 6X5+0.178 5X6(R=0.953 4，X3为叶面积指数，X4为果实发育天数，X5为果实纵径，X6为果实横径)，回归方程拟合度高，可以较好地预测厚皮甜瓜品种的产量。

甜瓜； 农艺性状； 变异性； 产量构成因子； 品质构成因子

甜瓜(CucumismelonL.)又名香瓜，属于葫芦科黄瓜属1年生蔓生草本植物，主要分为薄皮甜瓜和厚皮甜瓜两大类[1]。厚皮甜瓜原产内陆干旱荒漠地带，在我国主要集中在西北地区，自20世纪80年代 “东移栽”成功后，在上海、山东、河南、河北等省(市)栽培面积逐年增加，生产以早春大棚栽培为主[2-3]，近几年厚皮甜瓜的种植逐步向多样化、规模化、标准化生产发展，在各地形成多个具有地方特色的厚皮甜瓜种植基地，厚皮甜瓜已成为农民增收、种植结构调整的主要经济作物之一。因此，开展厚皮甜瓜农艺性状的变异特征及其与产量和品质构成关系的研究，对合理评价、挖掘利用现有品种及种质资源的优异农艺性状，以及提高厚皮甜瓜产量、品质有重要意义。

作物产量及品质形成与农艺性状有密切关系，主成分分析及回归分析方法是农作物种质资源综合评价的重要方法，在花生、玉米、棉花等主要农作物育种研究中应用广泛[4-6]，目前，关于甜瓜主要农艺性状与其产量、品质构成关系的研究鲜有报道。鉴于此，对 29个厚皮甜瓜品种主要农艺性状进行了变异性分析和主成分分析，并对其与产量和品质构成的关系进行研究，旨在明确影响甜瓜产量和品质的主要农艺性状，为甜瓜品种改良及高效栽培措施的创建提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料

供试材料为29个厚皮甜瓜品种，均为全国各地的主栽品种(表1)。

表1 供试甜瓜品种

注：ZY20为甜瓜组合WY75-116× LH17-1,RX08为甜瓜组合TC620-8-56×TA11-1。

1.2 方法

试验在河南省农业科学院试验基地塑料大棚内进行。土壤质地为黏土，肥力中等偏下，每公顷施干鸡粪22 500 kg，撒可富硫酸钾型复合肥750 kg、磷酸二铵600 kg。于2015年3月12日育苗，4月13日定植，行距1.1 m，株距0.35 m，每个品种15株，设3次重复，随机区组排列，吊蔓栽培，单蔓整枝，以13～15节位坐果，人工辅助授粉，每株留单瓜，植株25～30片叶打顶，施肥、灌溉、病虫害防治等栽培措施均按常规管理方式进行。

1.3 数据分析

采用Excel 2007进行数据汇总、计算，利用DPS 7.05软件进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同品种厚皮甜瓜主要农艺性状分析

29个厚皮甜瓜品种主要分为光皮、网纹两大类，分别占48.28%、51.72%(表2)，涵盖了目前市场上主要栽培类型。从果肉颜色来看，以红肉类型为主，占58.62%，白肉次之，占34.48%，绿肉最少，仅有2个品种为绿肉，占6.90%；果型指数以小于1.2为主，占41.38%，其次是大于1.4，占31.03%；从果实发育天数来看，以坐果后发育40～50 d为主，占58.62%。

2.2 不同品种厚皮甜瓜农艺性状的变异性分析

对29个品种厚皮甜瓜的主要农艺性状指标X1～X8、Y1、Y2进行了变异性分析(表3)。结果表明，各农艺性状存在不同程度的变异，不同农艺性状变异系数为7.33%～22.75%，平均变异系数为13.41%，各农艺性状的变异系数从大到小依次为：平均单瓜质量>叶面积指数>纵径>中心可溶性固形物含量>果实发育天数>肉厚>株高>叶绿素含量>果实密度>横径。变异系数最大的性状指标是平均单瓜质量，变异系数为22.75%，表明各品种在平均单瓜质量这一农艺性状上的变异最为丰富，可以通过杂交育种、改善栽培技术和栽培条件等措施来提高；变异系数较小的为果实的横径和果实密度，分别为7.33%、7.48%，说明不同甜瓜品种之间果实横径、果实密度相对一致，改良或提高的空间较小。

表2 不同品种厚皮甜瓜的果实性状统计

表3 供试厚皮甜瓜品种农艺性状的变异性分析

2.3 厚皮甜瓜主要农艺性状主成分分析

对29个品种厚皮甜瓜的9个农艺性状进行了主成分分析，计算得到了不同主成分的特征值、贡献率、累计贡献率和不同农艺性状的特征向量(表4、表5)。从表4可以看出，以第1主成分的特征值最大，为3.468 8，贡献率为38.52%，累计贡献率38.52%，由此可知第1主成分包含了供试甜瓜品种的主要信息，其他主成分特征值与贡献率依次减小，其特征值依次为1.510 5、1.283 8、0.897 4、0.769 4、0.502 3、0.364 4、0.158 9、0.046 4，贡献率分别为16.78%、14.26%、9.97%、8.55%、5.58%、4.05%、1.77%、0.52%。按照85%的贡献率来看，可以提取前5个主成分进行品种农艺性状分析，前5个主成分累计贡献率88.09%，代表了供试厚皮甜瓜品种的大部分性状信息。

由表5可知，第1主成分中特征向量较大的为中心可溶性固形物含量、果实纵径、果实横径、叶面积指数，可以解释为不同品种厚皮甜瓜果实品质性状的直接影响因素，其特征向量大小分别为：0.492 4>0.398 3>0.392 3>0.312 8，由各农艺性状特征向量可知，厚皮甜瓜中心可溶性固形物含量与果实纵径、横径、叶面积指数、肉厚、株高、果实发育天数呈正相关，与果实平均单瓜质量、叶片叶绿素含量呈负相关；第2主成分特征向量较大的为果实平均单瓜质量、果实发育天数、肉厚，主要解释厚皮甜瓜产量构成的影响因素，说明厚皮甜瓜平均单瓜质量受果实发育天数影响较大；第3、4、5主成分特征向量较大的分别为叶面积指数、株高、果实纵径，可以解释为植株生长指标的影响因素。

表4 厚皮甜瓜农艺性状主成分的特征值与贡献率

表5 不同主成分各农艺性状的特征向量

2.4 厚皮甜瓜产量、品质构成多元逐步回归分析

分别以平均单瓜质量(Y1)、中心可溶性固形物含量(Y2)为因变量，利用逐步回归分析方法分别建立产量、品质构成最优回归模型。

以X1～X7为自变量，平均单瓜质量(Y1)为因变量，以复相关系数最大的原则，进行多元逐步回归分析，所得回归方程为：Y1=-2.655 4+0.063 6X3+0.008 6X4+0.069 6X5+0.178 5X6(R=0.953 4，F=59.977 5)， 说明回归方程拟合度高，对不同品种平均单瓜质量有较好的预测性，可以利用叶面积指数、纵径、横径、果实发育天数等4个农艺性状指标进行厚皮甜瓜产量预测。

以X1～X8为自变量，中心可溶性固形物含量(Y2)为因变量，进行多元逐步回归分析，所得回归方程为：Y2=19.730 3-0.570 4X3+0.203 9X4+6.974 8X8(R=0.620 6，F=5.577 5)，说明甜瓜中心可溶性固形物含量主要受叶面积指数、果实发育天数、果实密度等3个性状指标影响。

3 结论与讨论

变异系数可以衡量数据中各性状指标变异程度，不少学者利用其考察品种、资源的遗传变异性，通常变异系数大，遗传力低，容易受到各种条件的影响；反之，变异系数小，遗传力高，被明显改良或改善的空间较小[7-9]。本试验变异性分析结果表明，平均单瓜质量、叶面积指数、纵径、中心可溶性固形物含量等4个农艺性状变异系数较大，其中平均单瓜质量变异系数最大，为22.75%，说明平均单瓜质量除了受品种、种质自身遗传因素影响外，还可以通过改善种植条件、管理措施进行提高进而增产、增收，另外，育种者在品种选育、品种改良方面也应充分考虑此类性状的变异特性；试验中不同品种果实横径、果实密度变异较小，变异系数分别为7.33%、7.48%，说明甜瓜果实的横径、果实密度2个性状指标遗传力高，可以直接通过表现型进行选择。

主成分分析采用降维的处理方法，将数目较多且彼此相关的指标简化为指标较少的评价体系，在西瓜、黄瓜、甜高粱等多种作物上均有应用研究[10-11]。本试验对供试品种的主要农艺性状进行了主成分分析，以第1主成分贡献率最大，为38.52%，在育种与栽培管理中应重点关注第1主成分中各农艺性状对甜瓜品种综合评价的影响；按照85%的贡献率提取了5个主成分，累计贡献率88.09%，代表了不同品种厚皮甜瓜的主要信息，能够作为厚皮甜瓜品种的评价指标。另外，变异性分析和主成分分析结果表明，平均单瓜质量这一指标变异性大同时又与株高、叶面积指数、果实发育天数、果实横径、果实肉厚等性状指标呈正相关，说明在育种、栽培过程中要获得高产需关注品种自身遗传特性同时又要重视栽培管理措施。

作物主要农艺性状是决定其产量和品质的重要因子，但其构成因作物种类的不同而有明显差异[12-13]。本试验利用多元逐步回归法建立了厚皮甜瓜平均单瓜质量、中心可溶性固形物含量与主要农艺性状的回归方程，结果显示，叶面积指数、纵径、横径、果实发育天数等4个农艺性状指标是决定平均单瓜质量的重要因子，甜瓜中心可溶性固形物构成主要受叶面积指数、果实发育天数、果实密度等3个性状指标影响，因此，以上农艺性状指标可作为甜瓜优质高产育种、栽培的主要选择性状，其中纵径、横径、果实密度受品种自身遗传特性影响较大，叶面积指数和果实发育天数与栽培管理措施有很大关系，从甜瓜栽培的角度而言，可通过增加植株叶面积、保证果实正常发育时间等措施提高单瓜质量及品质，这与吴建义[14]、董伟等[15]研究结果基本一致；同时逐步回归分析结果证明甜瓜中心可溶性固形物的构成受果实密度影响，间接解释了甜瓜成熟期不宜灌溉的原因，当果实吸收过多水分可能改变果实内部结构组成从而导致品质下降。

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Relationship Analysis of the Main Agronomic Traits Variability in Musk Melon and Its Production and Quality

LI Xiaohui,ZHAO Weixing,CHANG Gaozheng,LIANG Shen,KANG Liyun,GAO Ningning,XU Xiaoli*

(Institute of Horticulture,Henan Academy of Agricultural Sciences,Zhengzhou 450002,China)

Twenty nine musk melon cultivars were used as the experimental materials and we analyzed the variability of main agronomic characters and their yield and quality composition.The results indicated that agronomic traits variable coefficients of average fruit weight,leaf area index,vertical diameter and soluble solid content were bigger,which were 22.75%,19.74%,15.99%,13.21%.We extracted 5 principal components,the contribution rate of which was up to 88.09%,and they could be used for comprehensive evaluation of musk melon.Stepwise regression method was used to build the simulation equations of the yield and quality of musk melon,and the yield simulation equation wasY1=-2.655 4+0.063 6X3+0.008 56X4+0.069 6X5+0.178 5X6(R= 0.953 4,X3was leaf area index，X4was fruit growth period，X5was fruit vertical diameter，andX6was fruit equatorial diameter).The fit of regression equation was high,which could predict the yield of musk melon.

melon; agronomic character; variability; yield factors; quality factors

2016-06-20

国家西甜瓜产业技术体系建设项目(CARS-26)；河南省农业科学院自主创新项目(2016ZC23)；河南省农业科学院科研发展专项(20157804)

李晓慧(1980-)，女，河南郑州人，助理研究员，硕士，主要从事西瓜甜瓜育种及栽培生理研究。 E-mail：lixiaohui80@126.com

*通讯作者：徐小利(1963-)，男，河南汝南人，研究员，硕士，主要从事西瓜甜瓜育种工作。E-mail：xuxiaoli63@126.com

时间：2016-11-25 14:24:33

S652

A

1004-3268(2016)12-0116-05

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/41.1092.S.20161125.1424.010.html