8个西瓜亲本材料主要农艺性状的配合力和遗传力分析

王志强，刘声锋，王炬春，李 程，郭 松， 杨万邦，董 瑞，田 梅，于 蓉

(1.宁夏农林科学院 种质资源研究所，银川 750002；2.新疆七彩农业有限公司，新疆昌吉 831100)

西瓜是一种世界性的园艺作物，栽培历史悠久，分布地域广泛，素有“夏季水果之王”的美称[1]。西瓜是宁夏一大优势特色农产品。宁夏种植的西瓜果大瓤甜，产量高，不仅能满足宁夏全区人民的生活需要，而且还远销周边省市地区。西瓜作为一种营养价值极高的夏季消暑水果，在显著提高农民经济效益的同时，对稳定人们的日常生活和夏季水果市场的消费极为重要。

选育生产上需要的优质、高产和抗病性强的品种一直是西瓜育种的主要目标。通过杂交育种选育新品种是改善西瓜品质、提高西瓜产量和增强西瓜抗病性的主要途径[2-3]。优秀的亲本材料是杂交育种成败的关键。亲本配合力是评价和配制杂交组合的重要依据。因此正确地选择亲本，极早地对组合优劣进行评价，对提高育种效率极为重要。前人对小麦[4]、水稻[5]、玉米[6]、甘蔗[7]、油菜[8]、南瓜[9]、黄瓜[10]和甜瓜[11]等作物农艺性状的配合力和遗传力开展了大量的研究工作，但对普通二倍体西瓜农艺性状的配合力和遗传力方面的研究工作还有待深入。本试验以不完全双列杂交设计(NCⅡ)为手段，对西瓜亲本主要性状的配合力和遗传力进行初步研究，旨在为西瓜育种及杂交组合合理配制提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以西瓜的4个品种‘西农八号’‘花籽京欣’‘新红宝’和‘郑杂五号’，共8个亲本为试验材料。其中‘花籽京欣’和‘郑杂五号’4个亲本材料，来自于宁夏农林科学院种质资源研究所。‘西农八号’和‘新红宝’的4个亲本由新疆七彩农业有限公司提供。8个亲本材料的农艺性状表现见表1。

1.2 试验方法

试验在海南乐东南繁基地和宁夏农林科学院园林场试验基地进行。2016年10月，在海南乐东南繁基地，采用不完全双列杂交设计(NCⅡ)配制4×4个杂交组合F1代，亲本自交留种。2017年5月，种植8个亲本及16个F1代杂交种。试验栽培中采用深沟宽垄覆膜的栽培模式，瓜蔓对爬。沟深40 cm，沟宽50 cm，垄宽3.5 m，株距35 cm。采用随机区组试验设计，重复3次，每个小区栽培20株，试验地土壤肥力中等。

表1 8个西瓜亲本主要性状Table 1 Main agronomic traits of eight watermelon parents

1.3 数据采集及处理方法

主蔓长度用钢卷尺测量，果实质量用盘秤称量，果实中心和边部可溶性固形物含量用便携式测糖仪检测，果皮厚度、果实纵径和果实横径使用直尺测量并计算果形指数，其中果形指数=果实纵径/果实横径。

采用唐启义[12]DPS数据处理系统对试验数据进行方差分析和配合力分析。

2 结果与分析

2.1 主要农艺性状方差分析

对16个杂交组合的农艺性状的方差分析见表2。各农艺性状区组间差异不显著，说明土壤、肥力和地势等试验条件的影响较小。8个农艺性状处理间均达到极显著水平，说明配制杂交组合对农艺性状的改变有极显著作用。因此，有必要对农艺性状的配合力进行分析。

表2 农艺性状的方差分析Table 2 Variance analysis of eight agronomic traits

注：P<0.05表示差异显著；P<0.01表示差异极显著。

Note：Significantly different at level ofP<0.05;extremly significantly different at level ofP<0.01.

2.2 各性状配合力方差分析及遗传力分析

对参试亲本材料进行遗传力分析(表3)，由方差分析结果可以看出，主蔓长度的环境方差明显较大，表明主蔓长度这一性状受环境影响较大，容易随着环境的改变而变化。主蔓长度、果形指数和果实发育期3个性状，一般配合力方差较大，均在70%以上，而特殊配合力方差较小，说明这3个性状受一般配合力影响较大，而受特殊配合力影响较小，3个性状受基因型中的加性效应控制。

第一雌花节位、果皮厚度和中心可溶性固形物含量3个性状，一般配合力较小，而特殊配合力较大，3个性状受特殊配合力影响较大，而受一般配合力影响较小，这3个性状受基因型中的非加性效应控制，基因型的显性和上位性效应占据主导作用。

单果质量和边部可溶性固形物含量2个性状，一般配合力方差和特殊配合力方差值相差不大，说明这2个性状受一般配合力和特殊配合力的共同影响，受加性效应和非加性效应的共同控制，在对这2个性状进行改良时，要综合考虑2种配合力。既要考虑多个微效基因效应值的累加而产生的加性效应，也同时要考虑显性和上位性效应。

表3 配合力方差分析及遗传力分析Table 3 Analysis of combining ability variance and heritability

主蔓长度、果形指数和果实发育期的广义遗传力和狭义遗传力较大，说明这3个性状在F1杂交组合间的差异以遗传变异为主，受环境影响较少，对于这些性状适合早期进行选择，同时作为杂交亲本选择的指标。

2.3 配合力的效应值分析

从表4可以看出，对于主蔓长度，特殊配合力效应值最大的是‘西农八号’母本ב西农八号’父本组合，说明‘西农八号’组合在增加主蔓长度上效果较好。而此时‘西农八号’母本ב花籽京欣’父本有最大负向数值，表明对于主蔓长度这一性状，该组合有最大的负向效应，说明该组合在减小主蔓长度上的效果较好；对于第一雌花节位，特殊配合力效应值最大的是‘郑杂五号’母本ב新红宝’父本组合；对于单果质量，‘郑杂五号’母本ב郑杂五号’父本组合特殊配合力效应值最大；中心可溶性固形物含量，特殊配合力效应值最大的是‘花籽京欣’母本ב花籽京欣’父本组合。

一般配合力反映的是可累加的基因效应，其大小和正负符号表示加性基因作用的程度和方向，同时表现出数量性状呈多基因方式传递给后代的能力。一般配合力高的亲本，其杂交组合多数表现优良。从表4数据可以看出，对于单果质量性状，‘西农八号’母本一般配合力效应值最大，且是正向效应，数值为20.022 3；在中心可溶性固形物含量和边部可溶性固形物含量这2个性状数据中，‘西农八号’母本的一般配合力表现为正向效应，且均最大，分别为2.242 2和1.502 5。单果质量是西瓜最重要的产量因素，中心可溶性固形物含量和边部可溶性固形物含量都是西瓜最重要的品质因素。以上数据充分表明，‘西农八号’母本是一般配合力较优秀的亲本。

根据一般配合力相对效应值大小对亲本每一性状进行优劣排名，采用名次倒序计分法计分[13-17]，结果(表5)表明8个亲本总计得分最高者为‘西农八号’母本，其次为‘郑杂五号’母本和‘新红宝’父本，二者并列第2。8个亲本优劣排序为‘西农八号’母本>‘郑杂五号’母本=‘新红宝’父本>‘西农八号’父本>‘花籽京欣’父本>‘新红宝’母本>‘郑杂五号’父本>‘花籽京欣’母本。

表4 一般配合力和特殊配合力的相对效应值Table 4 Relative values of general and special combining ability

表5 一般配合力名次倒序计分与综合评价Table 5 Score in reverse order position and the overall evaluation for general combining ability

3 结论与讨论

对西瓜4个品种8个亲本的8个主要性状进行配合力和遗传力分析，研究结果表明对单果质量、中心可溶性固形物含量和边部可溶性固形物含量3个性状来说，‘西农八号’母本的一般配合力效应值表现最大，且为正向效应值，而单果质量和可溶固形物含量指标均是西瓜产量和品质构成的重要因素，因此，‘西农八号’母本是一个一般配合力很好的母本材料。这与育种中的实际应用情况和生产栽培中的真实表现相吻合。‘西农八号’在20世纪90年代推向市场后，至今一直是中国北方最具有代表性的中晚熟品种，多年来，许多新品种选育成功后，都以‘西农八号’作为对照品种，且由‘西农八号’母本作为育种材料，衍生出的品种已数以百计，这充分体现了‘西农八号’母本一般配合力高的这一特性。

在统计分析的8个主要性状中，单果质量、中心可溶性固形物含量和边部可溶性固形物含量3个性状，正向效应值越大，亲本的配合力在杂交组合中做出的正向贡献则越大，这样的亲本也就越好。但对于第一雌花节位性状来说，以早熟育种为目标的则第一雌花节位越低越好，这样可以早出雌花，早结果，而对于中晚熟育种为目标的，一般雌花节位稍高更好，这样能够保证植株在具有较大叶面积情况下，稳定结果并发育成大果。果皮厚度往往要结合果型综合评价，对于中晚熟大果型外运品种，果皮要求较厚，对于反季节栽培礼品西瓜果皮在保证具有一定韧度的情况下，则果皮越薄越好。因此，对于主蔓长度、第一雌花节位、果皮厚度和果实发育期4个性状来说，要结合育种目标，针对配合力的效应值分别进行综合评价。

对主蔓长度、第一雌花节位、单果质量、果皮厚度、中心可溶性固形物含量、边部可溶性固形物含量、果形指数和果实发育期8个性状的一般配合力效应值进行估算，并根据估算值大小对亲本优劣排名，采用名次倒序计分法计分，8个亲本优劣排序为‘西农八号’母本>‘郑杂五号’母本=‘新红宝’父本>‘西农八号’父本>‘花籽京欣’父本>‘新红宝’母本>‘郑杂五号’父本>‘花籽京欣’母本。