黄瓜若干品质性状的选择指数构建与应用

徐强+张子默+卢俊成+齐晓花+陈学好

摘要：以19个黄瓜品种为材料，构建并分析了果实鲜质量、果实干质量、可溶性总蛋白质含量、可溶性总糖含量及维生素C含量等5个目标性状的各种选择指数。结果表明：在包括目标性状在内的多性状选择中，由果径、果肉厚、鲜质量，鲜质量、干质量，果肉厚、鲜质量、可溶性总蛋白质含量，果长、果径、可溶性总糖含量，果径、果肉厚、维生素C含量构成的选择指数的遗传进度和相对效率分别优于对5个目标性状的直接选择，且涉及的性状较少，实用性强，为较优选择指数。在不包括目标性状在内的多性状选择中，由果长、果径、果肉厚，果径、鲜质量，果径、果肉厚，果长、果径、果肉厚，果径、果肉厚构成的选择指数分别对5个目标性状具有较高的选择效果。

关键词：黄瓜；品质性状；选择指数；遗传进度

中图分类号： S642.203文献标志码： A文章编号：1002-1302（2017）23-0107-05

是我国栽培面积最大的蔬菜作物之一，近年来，随着我国农村产业结构不断调整与优化，黄瓜种植呈现稳步发展趋势。长期以来，我国黄瓜育种尽管在抗病、抗逆等方面取得了一系列成果，但在品质育种方面进展较为缓慢，这在一定程度上制约了黄瓜产业的更好发展[1]。选择一个优良的黄瓜新品种，在品质性状方面，除了考虑果实的外部性状如果皮的颜色、光滑程度、果型大小外，还应考虑果实的内部品质如果肉厚度、可溶性总糖、可溶性总蛋白质、维生素C含量等方面的性状，因此，在选择过程中对诸多的性状必须综合加以考虑，即进行多个性状的综合选择。而多性状选择指数法是把选择的目标在面向全部所要改良的性状的前提下，考虑到每种性状的相对经济重要性并根据性状的遗传力的大小以及不同性状之间的遗传相关和表型相关程度，对各种性状进行适当的加权，从而期望在一切具有较重要经济价值的性状上能获得更迅速有效的改良[2-3]。多性状选择指数法在作物育种实践中已得到较好的应用[4-11]。

本研究分别以果实鲜质量、干质量、可溶性总蛋白质含量、可溶性总糖含量以及维生素C含量作为目标性状，构建包括果长、果径、果肉厚等性状构成的选择指数，讨论选择指数对各目标性状选择的遗传进度、效率，旨在为黄瓜品质性状育种中利用选择指数进行选择、提高选择效率提供理论依据。

1材料与方法

1.1供试品种

选用19个黄瓜品种，分别是ZQ-1、上海洋泾黄瓜、津春5号、EP6415、美燕、瑞吉、秀燕、四川寸金、锦州黄瓜、慈溪小黄瓜、EP326、日节成、台湾小青瓜、EP6392、早青2號、夏青4号、扬州乳瓜、台湾小胡瓜、仪黄。

1.2试验设计

试验于扬州大学园艺与植物保护学院试验园区进行。2015年3月5日播种，4月8日定植于塑料大棚，随机区组设计，3次重复，2行区，行距0.60 m，株距0.25 m，小区面积 3 m2。进入开花期后，每小区随机抽取15株作为样株，选第6～10节位上的雌花进行人工自交授粉；授粉后7 d，测定果实鲜质量、果长、果径、果肉厚度、果实干质量、可溶性总糖含量、可溶性总蛋白质含量及维生素C含量。可溶性总糖含量、可溶性总蛋白质含量及维生素C含量的测定参照文献[12-14]进行。

1.3选择指数构建

根据选择指数的构建原理：

b1p11+b2p12+…+bnp1m=a1g11+a2g12+…+ang1n；

b2p11+b2p22+…+bnp2m=a2g21+a2g22+…+ang2n；

b1pm1+b2pm2+…+bnpmm=a1gm1+a2gm2+…+angmn。

式中：b1、b2…bm为各选择性状的系数，p11、p12…pmm为选择性状间的表型协方差，a1、a2…an为目标性状的经济权重，当只有1个目标性状时，a=1；g11、g12…gmn为选择性状与目标性状的遗传协方差。

由此联立方程解得各选择性状的系数，进而得到选择指数表达式，即：I=b1x1+b2x2+…+bmxm。

全部资料以小区平均数为单位用SAS软件进行计算。

2结果与分析

2.1果实鲜质量的选择指数分析

以黄瓜果实鲜质量为目标性状所构建的选择指数见表1。由表1可知在包括目标性状在内所构建的选择指数中，由2个性状构成的3种选择指数的遗传进度以果肉厚、鲜质量组合为最大，其次是果径、鲜质量组合与果长、鲜质量组合，这3个选择指数的相对效率较直接选择提高的幅度均未超过10%；由3个性状构成的3种选择指数中，以果径、果肉厚、鲜质量组合的遗传进度为最大，与直接选择相比效率提高了14.88%；而由果长、果径、果肉厚和鲜质量4个性状构成的选择指数的遗传进度为40.745 3 g，相对选择效率比直接选择提高14.95%，但与果径、果肉厚、鲜质量及果长、果肉厚、鲜质量组合的选择效果差异不明显。在不包括目标性状在内所构建的选择指数中，由2个性状构成的3种选择指数的遗传进度以果长、果径组合为最高，相对选择效率达30.23%；而由果长、果径、果肉厚3个性状构成的选择指数的相对选择效率为34.95%，与果长、果径构成的选择指数相比，相对效率提高了4.72百分点。

2.2果实干质量的选择指数分析

以黄瓜果实干质量为目标性状所构建的选择指数见表2。由表2可以看出在包括目标性状在内所构建的选择指数中，由2个性状构成的4个选择指数中以鲜质量、干质量性状组合的遗传进度为最大，相对选择效率比直接选择提高了 21.74%，具有较好的选择效果；由3个性状构成的6种选择指数中，果径、鲜质量、干质量性状组合的遗传进度最大，相对效率较直接选择提高了24.92%；由4个和5个性状构成的4种选择指数中，遗传进度虽然有所提高，但与由果径、鲜质量、干质量性状构成的选择指数的选择效率相比差异不大。在不包括目标性状在内所构建的选择指数中，由2个性状构成的6种选择指数的遗传进度以果径、鲜质量性状组合为最大，相对选择效率达93.21%，具有较好的间接选择效果；由3个性状构成的4种选择指数中，果长、果径、果肉厚组合的相对选择效率最低，果长、果径、鲜质量组合与果径、果肉厚、鲜质量组合的相对选择效率较好，但与果径、鲜质量性状构成的选择指数相比，选择效果差异很小；而由果长、果径、果肉厚、鲜质量4个性状构成的选择指数的遗传进度为2.122 5 g，相对效率为93.25%，但与果径、鲜质量组合的选择效率差异较小。endprint

2.3果实可溶性总蛋白质含量的选择指数分析

以黄瓜果实中可溶性总蛋白质含量为目标性状所构建的选择指数见表3。由表3可知，包括目标性状在内所构建的选择指数中，由2个性状构成的选择指数以果肉厚、可溶性总蛋白质含量组合为最佳，选择指数的遗传进度为0.436 0 g，相对选择效率比直接选择提高了19.26%；由3个性状构成的6种选择指数中，以果肉厚、鲜质量、可溶性总蛋白质含量组合的遗传进度最高，为0.456 2 mg/g，相对效率较直接选择提高了24.78%，较果肉厚、可溶性总蛋白质含量构建的选择指数效率提高了 5.52百分点，具有较好的选择效果；由4个性状构成的3种选择指数中，遗传进度最大的为果长、果径、果肉厚、可溶性总蛋白质含量组合，相对选择效率比直接选择提高了28.39%。而由果长、果径、果肉厚、鲜质量和可溶性总蛋白质含量5个性状构成的选择指数的遗传进度为 0.479 4 mg/g，相对效率比直接选择提高31.13%。在不包括目标性状在内所构建的选择指数中，由2个性状构成的6种选择指数中，遗传进度最大的为果径、果肉厚组合，相对效率达49.97%，具有较好的间接选择效果；由3个性状构成的4种选择指数中，以果径、果肉厚、鲜质量组合的遗传进度最大，相对效率达50.90%，而由果长、果径、果肉厚、鲜质量4个性状构成的选择指数的遗传进度为0.191 0 mg/g，相对效率为52.24%，但与由果径、果肉厚性状构成的选择指数相比较，选择相对效率差异均较小。

2.4果实可溶性总糖含量的选择指数分析

以黄瓜果实中可溶性总糖含量为目标性状所构建的选择指数见表4。由表4可以看出，在包括目标性状在内所构建的选择指数中，由2个性状构成的4种选择指数的遗传进度以果径、可溶性总糖含量组合为最高，但相对选择效率比直接选择仅提高了5.74%；由3个性状构成的6种选择指数中，遗传进度以果长、果徑、可溶性总糖含量组合为最高，与直接选择相比，效率提高了11.13%；由4个性状构成的3种选择指数中，果径、果肉厚、鲜质量、可溶性总糖含量组合的遗传进度最高，其相对选择效率比直接选择提高了16.55%；而由果长、果径、果肉厚、鲜质量和可溶性总糖含量5个性状构成的选择指数的遗传进度为2.141 1 mg/g，相对选择效率比直接选择提高16.74%。在不包括目标性状在内所构建的选择指数中，由2个性状构成的6种选择指数的遗传进度以果长、果肉厚组合为最高，相对选择效率为42.95%；由3个性状构成的4种选择指数中以果长、果径、果肉厚组合的遗传进度为最高，相对效率达51.43%；而由果长、果径、果肉厚、鲜质量4个性状构成的选择指数的遗传进度为0.958 3 mg/g，相对效率为 52.24%，但与果长、果径、果肉厚性状构成的选择指数相比，选择效果差异很小。

2.5果实维生素C含量的选择指数分析

以黄瓜果实中维生素C含量为目标性状所构建的选择指数见表5。由表5可知，在包括目标性状在内所构建的选择指数中，由2个性状构成的4种选择指数的遗传进度以果径、维生素C含量为最大，其次为果肉厚、维生素C含量组合，相对选择效率较直接选择分别提高了17.07%、12.69%；在由3个性状构成的6种选择指数中，遗传进度以果径、果肉厚、维生素C含量以及果径、鲜质量、维生素C含量组合为较高，相对选择效率比直接选择分别提高了27.07%、23.73%，具有较好的选择效果；由4个性状构成的3种选择指数中，果长、果径、果肉厚、维生素C含量组合的遗传率最高，相对选择效率比直接选择提高了30.43%，但与果径、果肉厚、维生素C含量构成的选择指数相比，相对效率仅提高3.36百分点；而由果长、果径、果肉厚、鲜质量和维生素C含量5个性状构成的选择指数的遗传进度为3.957 7 μg/g，相对选择效率比直接选择提高31.77%。在不包括目标性状在内所构建的选择指数中，由2个性状构成的6种选择指数的遗传进度以果径、果肉厚为最高，相对效率达55.51%，间接选择效果较好；由3个性状构成的4种选择指数中，果长、果径、果肉厚的遗传进度最大，相对效率为59.29%，但与果径、果肉厚构成的选择指数相比，选择效率仅提高了3.78百分点；而由果长、果径、果肉厚、鲜质量4个性状构成的选择指数的遗传进度为1.794 5 μg/g，相对效率为59.74%，但与果长、果径、果肉厚性质构成的选择指数的选择效率差异较小。

3讨论与结论

一个优良品种应该具备多方面的优良特性，在选择过程中对这诸多性状必须综合加以考虑。在利用选择指数指导育种实践中，对目标性状的选择，一方面要考虑到目标性状的选择效果，另一方面要考虑所涉及性状的多少、性状观察测定的难易程度。

本研究表明，在包括黄瓜果实鲜质量为目标性状所构建的多性状选择指数中，以果径、果肉厚、鲜质量构建的选择指数为佳，相对选择效率较高，且涉及的性状较少、较易测定，有利于生产实践中推广应用；在不包括目标该性状的多性状选择指数中，以果长、果径、果肉厚组合选择效果较好，鲜质量性状的相对选择效率较高，同时这3个性状测定比较方便，为较优的选择指数。

在包括黄瓜果实干质量为目标性状的多性状选择指数中，以鲜质量、干质量构建的选择指数较理想，选择效率较高，且涉及的性状少易测定，适用性强；在不包括果实干质量的多性状选择指数中，以果径、鲜质量组合的相对选择效率较高，且仅涉及2个性状，测定方便，故为干质量性状的理想选择指数。

以黄瓜果实可溶性总蛋白质含量作为目标性状所构建的多个选择指数中，包括目标性状在内，以果肉厚、鲜质量、可溶表5黄瓜果实维生素C含量的选择指数

编号选择指数遗传进度

（μg/g）相对效率

（%）1I=x83.003 6100.002I=0.000 4x1+0.884 3x83.103 6103.333I=0.511 7x2+0.845 1x83.516 4117.074I=0.428 8x3+0.876 5x83.384 8112.695I=-0.000 3x4+0.883 7x83.203 7106.666I=-0.012 5x1+0.538 3x2+0.841 6x83.517 0117.097I=-0.004 2x1+0.456 9x3+0.875 6x83.404 9113.368I=0.000 8x1-0.000 3x4+0.883 7x83.003 7100.009I=0.499 8x2+0.245 4x3+0.841 6x83.816 8127.0710I=0.512 4x2+0.000 1x4+0.845 2x83.716 4123.7311I=0.446 2x3-0.000 6x4+0.875 1x83.604 9120.0212I=-0.015 7x1+0.528 6x2+0.340 2x3+0.835 9x83.917 7130.4313I=-0.013 1x1+0.541 7x2+0.000 4x4+0.842 0x83.917 1130.4114I=0.499 6x2+0.246 6x3-0.0000 4x4+0.841 5x83.776 8125.7415I=-0.015 9x1+0.530 7x2+0.334 8x3+0.000 2x4+0.836 2x83.957 7131.7716I=-0.098 4x1+2.722 6x21.628 254.2117I=-0.091 2x1+5.226 8x31.072 835.7218I=-0.031 2x1-0.008 8x40.467 515.5619I=2.324 6x2+3.069 1x31.667 255.5120I=2.528 2x2-0.005 3x41.570 452.2821I=4.930 3x3-0.011 1x41.102 936.7222I=-0.126 1x1+2.456 5x2+3.678 7x31.780 759.2923I=-0.092 4x1+2.680 1x2-0.003 5x41.636 054.4724I=-0.077 5x1+5.339 7x3-0.009 9x41.167 638.8725I=2.240 7x2+3.261 3x3-0.007 0x41.698 356.5426I=-0.118 5x1+2.390 2x2+3.775 7x3-0.004 8x41.794 559.74注：x1表赤果长；x2表示果径；x3表示果肉厚；x4表示鲜质量；x8表示维生素C含量。endprint

性总蛋白质含量构成的选择指数的选择效率较高，且涉及性状较少；在不包括目标性状在内的多性状选择指数中，以果径、果肉厚组合的相对选择效率较高，所涉及的性状仅2个，且较易测定，因此为可溶性总蛋白质含量性状较好的选择指数。

在包括果实可溶性总糖含量为目标性状的多个选择指数中，以果长、果径、可溶性总糖构建的选择指数较理想，选择效率较高，涉及性状较少且容易测定；在不包括该目标性状的多个选择指数中，以果长、果径、果肉厚构建的选择指数较好，相对效率较高，测定比较方便，有利于生产上推广应用。

在包括果实维生素C含量为目标性状的多个选择指数中，以果径、果肉厚、维生素C含量构建的选择指数的选择效率较高，涉及性状的数目较少，适用性强，故是较优的选择指数；在不包括目標性状在内的多性状选择中，以果径、果肉厚选择效果较好，仅涉及2个性状，利于观察、测定。

参考文献：

[1]张圣平，顾兴芳，王烨，等. “十一五”我国黄瓜遗传育种研究进展[J]. 中国蔬菜，2010（22）：1-10.

[2]翟虎渠，王建康. 应用数量遗传[M]. 2版.北京：中国农业科学技术出版社，2007.

[3]张文英，徐海明，朱军. 基于环境互作的加性-显性-加加上位性模型的多环境指数选择[J]. 棉花学报，2010，22（1）：89-96.

[4]陈玉福. 高寒地区大豆主要经济性状遗传相关和选择指数的研究[J]. 西北农业学报，2003，12（2）：51-54.

[5]方良俊，尹青女，张建中. 早籼杂交稻新组合选育的综合分析方法[J]. 华南农业大学学报，2003，24（3）：5-8.

[6]郝宪彬，马秀芳，胡培松，等. 北方杂交粳稻株型与稻米品质性状的关系[J]. 中国水稻科学，2009，23（4）：398-404.

[7]李硕碧，裴阿卫，李必运. 小麦品质性状的遗传及选择方法研究[J]. 作物学报，2002，28（6）：816-820.

[8]汤飞宇，程锦，黄文新，等. 陆地棉高品质系数量性状的遗传变异与选择指数[J]. 棉花学报，2009，21（5）：361-365.

[9]王英，庄南生，王石华，等. 早稻数量性状的遗传参数分析[J]. 热带作物学报，2005，26（3）：34-38.

[10]魏毓棠，高洪斌，吴海东，等. 黄瓜数量性状的相关分析与选择[J]. 沈阳农业大学学报，2001，32（4）：257-262.

[11]杨昆，赵培方，赵俊，等. 甘蔗家系经济性状遗传变异分析及综合选择[J]. 热带作物学报，2016，37（2）：213-219.

[12]於新建，张振清. 植物材料中可溶性糖的测定[M]//中国科学院上海植物生理研究所，上海市植物生理学会. 现代植物生理学实验指南. 北京：科学出版社，1999：127-128.

[13]黄维南. 蛋白质的提取和测定. 现代植物生理学实验指南[M]. 北京：科学出版社，1999：141-143.

[14]吴春艳. 水果中维生素C含量的测定及比较[J]. 武汉理工大学学报，2007，29（3）：90-91.江苏农业科学2017年第45卷第23期唐玉新，曲萍，刘晓宏，等. 适合机械化移栽的辣椒穴盘育苗技术规程[J]. 江苏农业科学，2017，45（23）：112-115.endprint