冬瓜若干植株性状在F1代中的遗传表现

姚金晓 杨飞 王国华 吴菊 吴国泉

摘要：【目的】分析冬瓜植株性状在F1代中的遗传表现与规律，为冬瓜目标性状改良提供参考依据。【方法】以4个类型冬瓜品种LCDG、F0060、SNKY和XSBN为亲本，进行不包括正反交在内的双列杂交，配制6个杂交组合，对其F1代植株性状进行统计分析。【结果】冬瓜F1代茎粗、株高、叶面积、节间长、第一雄花节位及第一雌花节位6个性状的杂种优势指数平均值分别为95.38%、111.64%、93.36%、107.52%、72.48%和62.00%；株高、叶面积、第一雄花节位和第一雌花节位的平均变异系数大于10.00%，其中第一雌花节位的平均变异系数最大，为21.82%。【结论】冬瓜F1代中，株高、叶面积、第一雄花节位和第一雌花节位具有丰富的遗传潜力，株高极易出现超高亲杂种优势，第一雌花节位较易出现超低亲个体，冬瓜育种过程中从早期世代起即可对这些性状进行目标选择。

关键词： 冬瓜；植株性状；遗传表现；杂种优势分析

中图分类号： S642.3 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2016）07-1159-05

0 引言

【研究意义】冬瓜（Benincasa hispida Cogn.）为葫芦科冬瓜属（Benincasa savi）一年生草本植物，是我国的传统蔬菜品种之一，产量高，耐贮运，富含钾、钙、磷和铁等人体所需元素及各种维生素，老瓜、嫩瓜均可食用。近年来选育推广的常规品种小冬瓜因个小肉厚颇受消费者青睐，带动了种植面积尤其是设施栽培面积不断扩大，市场前景十分广阔。但常规品种经长期栽培后性状退化严重，导致产量和品质严重下降。因此，开展冬瓜性状遗传规律分析，对我国冬瓜育种具有重要意义。【前人研究进展】谢大森等（2002，2003）对冬瓜果实进行遗传相关和通径分析，发现瓜肉致密性是构成冬瓜产量的主要性状；冬瓜杂种一代的单瓜重、横径和瓜肉致密性分别表现为正向超亲优势、负向超亲遗传和负向不完全显性。陈清华等（2002）研究认为，节瓜（属冬瓜变种）的产量性状普遍具有杂种优势，其F1代的产量与父本产量、中亲值呈显著正相关。魏佑营等（2003）开展节瓜性型遗传规律研究，结果表明，节瓜的花性主要由两对独立分离基因控制，纯雌株型、全雄株型分别由两对纯合或1对纯合、1对杂合基因控制。何晓明等（2006）研究认为，节瓜F1代的果长与母本值、中亲值呈极显著正相关，与高亲值呈显著正相关，果肉可溶性固形物含量仅与父本值呈显著正相关。乔燕春等（2014）研究显示，冬瓜、节瓜果实性状的表型变异系数为9.12%～123.13%，尤以单果重的变异系数最大；遗传多样性指数为0.122～1.859。邓俭英等（2015）研究发现，冬瓜果皮的深绿色、黄绿色受1对核基因控制，深绿色对黄绿色为显性。【本研究切入点】前人对冬瓜的研究主要集中在果实农艺性状方面，对冬瓜植株的株高、叶片大小等农艺性状的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】以4个类型冬瓜品种LCDG、F0060、SNKY 和XSBN配制6个杂交组合，观测其F1代植株株高、叶片大小等农艺性状的遗传表现，掌握其遗传规律，为冬瓜目标性状改良提供参考依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

供试4个类型冬瓜品种为LCDG、F0060、SNKY和XSBN，其中F0060从中国种质资源库引进，XSBN从云南西双版纳引进，其余为舟山市农林科学研究院自选纯合材料。为方便描述，分别用L、F、S和X代替LCDG、F0060、SNKY和XSBN。

1. 2 试验方法

1. 2. 1 杂交组合配制 进行不包括正反交在内的双列杂交共6个，分别为：L×F、L×S、 L×X、F×S、F×X和S×X，其F1代于2015年春季在舟山市农林科学研究院蔬菜基地进行设施吊蔓种植。设3次重复，栽培管理按南方冬瓜常規方法进行。

1. 2. 2 植株性状测定 2015年1～7月，对各杂交组合的F1进行单株性状测定，测定内容包括株高、茎粗、叶面积、节间长、第一雄花节位和第一雌花节位共6个指标。参考李娟娟等（2014）的方法，在果实成熟期用卷尺测量株高，即植株基部至第15节的高度；用游标卡尺测量茎粗，即植株第15节的横径；计算叶面积，即植株第15节叶片的面积；计算中亲值、杂种优势指数和变异系数。

式中，MP为中亲值，P为双亲某性状实际测量值的平均值，CV为变异系数，σ为杂交后代性状的标准差，x为相应杂交组合F1代群体的平均值，Hi为杂种优势指数。按照马育华和盖钧镒（1979）的方法，将变异系数0～10.00%、10.00%～20.00%和20.00%以上分别定义为遗传变异度较小、中等和较大。

1. 3 统计分析

试验数据采用WPS 2015进行统计分析。

2 结果与分析

2. 1 冬瓜F1代茎粗的遗传特点

由表1可知，6个冬瓜杂交组合F1代茎粗的变异均较小，平均为8.80%，说明4个冬瓜品种F1代中植株茎粗的变化范围比较集中；茎粗的杂种优势指数平均为95.38%。从茎粗杂种比例的平均值来看，超低亲个体占35.83%，双亲间个体占48.98%，超高亲个体占15.18%，以超高亲个体所占比例较低，说明冬瓜的茎粗杂交优势不明显。

由表1可知，L×F、L×S及L×X的F1代中，茎粗在双亲间的个体所占比例远高于超低亲个体和超高亲个体，分别為86.67%、83.33%和66.67%，3个杂交组合亲本茎粗间差异较明显，说明茎粗差异较明显的冬瓜材料进行杂交时，其F1代茎粗出现中间类型个体的概率最高。

2. 2 冬瓜F1代株高的遗传特点

由表2可知，6个冬瓜杂交组合F1代株高变异系数平均为10.81%，属于中等变异，说明冬瓜F1代中植株株高的变化范围分散；株高的杂种优势指数平均为111.64%。从株高杂种比例的平均值来看，超低亲本个体占7.22%，双亲间个体占42.78%，超高亲个体占50.00%，以超高亲个体所占比例较高，说明冬瓜F1代 株高性状具有明显的杂种优势。

由表2可知，L×X及F×S杂交组合的亲本株高差异不明显，其F1代中株高超高亲个体所占比例均为66.67%，明显高于位于双亲间及超低亲个体所占比例，说明株高接近的冬瓜材料杂交时其F1代的株高具有明显的杂种优势；L×F、L×S、F×X和S×X杂交组合的亲本株高差异较明显，其F1代中株高超低亲个体所占比例为0，说明株高相差较明显的冬瓜材料进行杂交时其F1代株高出现超低亲个体的概率极低。

2.3 冬瓜F1代叶面积的遗传特点

由表3可知，6个冬瓜杂交组合F1代叶面积的变异系数平均为17.02%，属于中等变异，说明冬瓜F1代的叶面积变化范围比较分散；F1代叶面积的杂种优势指数平均为93.36%。从叶面积杂种比例的平均值来看，超低亲个体占37.78%，双亲间个体占45.56%，超高亲个体占16.67%，以超高亲个体所占比例较低，说明F1代植株中叶面积性状杂种优势较弱。

由表3可知，L×X、F×X和S×X杂交组合的亲本叶面积差异较明显，其F1代中位于双亲间的个体比例远高于超低亲和超高亲个体的比例，分别为76.67%、93.33%和60.00%，说明叶面积差异较明显的材料间进行杂交时，出现中间类型个体的概率最高；L×F、L×S和F×S杂交组合的叶面积大小接近，其F1代中超低亲个体所占比例高于双亲间及超高亲个体所占比例，分别为43.33%、46.67%和86.67%，说明植株叶面积接近的冬瓜材料间进行杂交时，其叶面积表现出衰退现象。

2. 4 冬瓜F1代节间长的遗传特点

由表4 可知，6个冬瓜杂交组合F1代节间长的变异系数平均为8.18%，属于较小变异，说明节间长的变化范围较集中；F1代节间长的杂种优势指数平均为107.52%。从节间长杂种比例的平均值来看，超低亲个体占5.55%，双亲间个体占61.67%，超高亲个体占32.78%，其中超高亲个体所占比例较高，说明冬瓜F1代的节间长具有较强的杂种优势。L×F、L×S、F×X和S×X杂交组合的亲本节间长相差较大，其F1代中双亲间的个体所占比例分别为66.67%、100.00%、80.00%和50.00%，均高于超低亲及超高亲个体，说明节间长差异较明显的冬瓜材料进行杂交时，其F1代节间长出现中间类型个体的概率高；L×X和F×S杂交组合的亲本节间长差异不明显，其F1代中节间长超高亲本个体所占比例均为46.67%，高于双亲间及超低亲个体，说明节间长差异不明显的冬瓜材料进行杂交时其F1代节间长表现出明显的杂种优势。

2. 5 冬瓜F1代第一雄花节位的遗传特点

由表5可知，6个冬瓜杂交组合F1代的第一雄花节位变异系数平均为17.47%，属中等变异，说明冬瓜F1代第一雄花节位的变化范围较分散，其中L×F、L×S、L×X和F×S组合的第一雄花节位变异大于F×X和S×X；F1代第一雄花节位的杂种优势指数平均为72.48%。从第一雄花节位杂种比例平均值来看，超低亲个体占18.89%，双亲间个体占73.33%，超高亲个体占7.77%，其中超高亲个体所占比例较低，说明冬瓜的第一雄花节位杂种优势不明显。

2. 6 冬瓜F1代第一雌花节位的遗传特点

由表6可知，6个冬瓜杂交组合F1代的第一雌花节位变异系数平均为21.82%，属于较大变异，说明冬瓜F1代第一雌花节位的变化范围最大；F1代第一雌花节位的杂种优势指数平均为62.00%。从第一雌花节位杂种比例平均值来看，超低亲个体占37.78%，双亲间个体占58.89%，超高亲个体占3.33%，以超高亲个体所占比例极低，说明冬瓜F1代第一雌花节位的杂种优势极不明显。L×F、L×S和F×S杂交组合亲本的第一雌花节位差异不明显，其F1代中第一雌花节位超低亲个体所占比例分别为73.33%、90.00%和56.67%，均高于双亲间个体及超高亲个体，说明第一雌花节位接近的材料进行杂交更有利于超低节位雌花出现。

3 讨论

杂交是转移优良性状、获得植物新类型和选育有价值新品种的有效方法之一（Eeckhaut et al.，2007）。育种过程中为了获得优良单株，通常对杂交后代每个植株各项指标進行调查并与双亲比较评估其优劣。本研究中，度量冬瓜植株农艺性状杂交优势强弱的杂交优势指数平均值排序为株高>节间长>茎粗>叶面积>第一雄花节位>第一雌花节位，其中株高的杂交优势最强，第一雌花节位的杂交优势最弱。从总体杂种比例平均值来看，4个冬瓜品种植株的6个主要农艺性状均存在杂种优势，但所占比例不同，说明不同组合杂种优势强弱不同。张凌云（2009年）研究发现，丝瓜主要农艺性状中株高超高亲个体所占比例最高，杂种优势明显，本研究结果与其相似，冬瓜F1代的株高性状超高亲本个体所占比例在6个主要农艺性状中最高，为50.00%。不同作物的F1代均有超高亲杂交优势出现，说明F1代更有利于植株吸收养分和积累营养物质，有利于改善果实品质。本研究中，冬瓜F1代植株第一雌花节位的超低亲个体比例在6个农艺性状中较大，为37.78%，F1代中雌花节位更接近雌花节位低的亲本，与李健吾（1993）对黄瓜农艺性状的研究结果相似，其认为第一雌花节位为负向优势即F1趋向早熟亲本。总的看来，葫芦科植物的株高杂种优势及雌花负向优势是遗传过程的普遍现象。

馬育华和盖钧镒（1979）研究认为，变异程度在10.0%以上的大豆性状可认定具有较丰富的选择潜力；陈和明等（2011）研究认为，蝴蝶兰的变异程度越大，越有利于优良品种选育。本研究中，冬瓜品种LCDG、F0060、SNKY和XSBN的F1代株高、叶面积、第一雄花节位及第一雌花节位的平均变异系数均大于10.00%，因此推断这4个品种具有丰富的选择潜力。

本研究仅分析了冬瓜F1代植株的若干农艺性状，如要选育综合评价较高的优良株系，掌握更直观的遗传规律，还需对其F2代或更多世代进行研究。由于数量性状受土壤、环境及气候等影响较大，本研究中冬瓜F1代植株若干农艺性状的遗传表现仍有待进行多年试验验证。

4 结论

本研究结果表明，4个冬瓜品种LCDG、F0060、SNKY和XSBN配制的杂交组合F1代植株，其株高性状杂种优势最明显，第一雌花节位的超低亲个体最多，并趋向低雌花节位的亲本，株高、叶面积、第一雄花节位及第一雌花节位的平均变异系数均大于10.00%，具有丰富的遗传潜力，因此冬瓜育种过程中从早期世代起即可对这些性状进行目标选择。

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（责任编辑 思利华）