压砂地中晚熟西瓜主要性状的遗传效应及其配合力分析

郭松 刘声锋 于蓉 王志强 田梅 董瑞 杨万邦

摘 要： 为提高压砂地中晚熟西瓜品种的种类数量及抗性，选用4份中晚熟西瓜自交系为亲本材料。采用Griffing方法Ⅳ配制杂交组合6个。对4个亲本及F1代的7个主要数量性状进行方差和配合力分析。结果表明，‘W08-15各性状一般配合力效应值较高，综合性状表现优良，中晚熟西瓜品种选育可用其作为主要亲本来使用。在特殊配合力相对效应值上，‘W03-15×W08-15是比较优良的杂交组合。在遗传力分析中，单果质量、果皮硬度、果肉硬度和维生素C含量分别具有较大的广义遗传力和狭义遗传力。该结果可为压砂地中晚熟西瓜杂交育种的亲本选择和选配提供依据。

关键词：西瓜; 压砂地; 主要性状; 配合力; 遗传效应

中图分类号：S651   文献标志码：A   文章编号：1673-2871（2020）04-028-05

Abstract： Four watermelon inbred lines were selected as parents in order to improve the variety quantity and resistance of medium-late maturing watermelon in sandy soil. Six cross combinations were allocated by Griffing method IV. The variance and combining ability of 7 main quantitative traits of 4 parents and F1 generation were analyzed. The results showed that： ‘W08-15 had higher GCA effect value and better comprehensive traits. It could be used as the main parent for breeding the middle and late ripening watermelon varieties. In the relative effect value of specific combining ability， ‘W03-15×W08-15 was a better hybrid combination. In heritability analysis， single fruit weight， pericarp hardness， pulp hardness and Vitamin C content exhibited greater heritability in broad sense and narrow sense respectively. The results could provide a basis for parents selection and selection of hybrid breeding of medium and late maturing watermelon in sandy soil.

Key words： Watermelon; Sand compression; Main characters; Combining ability; Hereditary effect

压砂西瓜甜瓜产业是我区农业发展的主力军，在多年不断的发展中也已形成以环香山地区为主体的产业带，是中部干旱带经济发展和农民增收致富不可替代的主要经济来源，在全国影响广泛，知名度较高。但品种种类数量、抗性等还是亟需提高的环节。

选配亲本材料是压砂地西瓜育种中一个关键环节，张正圣等[1]认为，配合力是亲本组配杂交育种的一种潜在能力;邱新平[2]认为一般配合力高的性状，其遗传力也高，且受外界环境的影响较小;栾非时等[3]也做了甜瓜育种的亲本分析和评价，不仅减少工作量，还可缩短育种年限。刘勇等[4]研究认为，果皮性状的一般配合力方差和特殊配合力方差所占比例为50%左右。亲本配合力的强弱对确定其优势及后期组配杂交组合具有重要意义[5]。徐锦华等[6]研究了网纹甜瓜果实主要性状的配合力，认为一般配合力低，但特殊配合力高的材料亦有利用的可能。因此，亲本选配时，在选择优良性状的基础上，還需对亲本进行配合力测定，根据配合力的高低作进一步选择，才能选出性状优良、配合力高、表型整齐一致、能稳定遗传的优良亲本[7]。所以通过一般配合力的测定，可以反映亲本的利用价值，预测杂种后代的表现。前人的研究多针对露地或设施栽培地区，但压砂地西瓜具有区域性和独特性（当地干旱少雨，年积温3 720 ℃，年均降水量138.0～353.5 mm，年蒸发量1 729.6～1 852.5 mm，富硒土地面积1 674 km2），对其种质资源的农艺性状的配合力和遗传力方面的研究工作还较少。

压砂地西瓜具有种植密度低、果型大的特点，选配材料主要以此为目的。笔者选择了果形指数、果皮硬度、果肉硬度、单果质量、可溶性固形物含量、硒含量、维生素C含量等7个主要数量性状进行分析[8]。通过对压砂地中晚熟西瓜主要数量性状的配合力进行综合分析并根据其一般配合力和特殊配合力的表现进行综合评价，分析亲本杂交F1代是否具有品质优和抗性强的特性。同时为压砂地西瓜新品种更新换代、推广提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

‘W03-15‘W08-15‘W14-16‘W32-16，均为宁夏农林科学院种质资源研究所西甜瓜课题组选育的中晚熟西瓜高代自交系材料，各自交系之间遗传差异较大[9]。

1.2 方法

试验安排在宁夏中卫市香山乡试验基地和海南三亚市九所镇基地，参照Griffing方法Ⅳ进行杂交，2017年8月获得6个杂交组合的F1代（表1），2018年2月采用穴盘育苗，4月25日定植移栽于压砂地，行距1.6 m，株距1.5 m（中卫压砂瓜特点为每667 m2种植260～280株左右，故株距在1.5 m），每小区定植20株，3次重复，随机区组排列，栽培管理按照常规生产[10]。

采收期每小区随机取3个成熟果实，测定果形指数、果皮硬度、果肉硬度、单果质量、可溶性固形物含量、硒含量、维生素C含量等指标[11]。果实纵横径用直尺测量，果皮硬度和果肉硬度用硬度计测量，单果质量用数显电子秤测量，可溶性固形物含量采用便携测糖仪测定，硒含量采用荧光光度计、原子吸收分光光度计等测定，维生素C含量采用2，6-二氯酚靛酚滴定法测定[12]。

1.3 统计与分析

调查数据使用Excel 2007进行整理，上机使用DPS 7.05版统计软件进行分差分析及配合力分析。

2 结果与分析

2.1 组合间果实主要性状方差分析

对果形指数、果皮硬度、果肉硬度、单果质量、可溶性固形物含量、硒含量、维生素C含量等7项指标进行方差分析（表2），7个性状在组合间差异均达到极显著水平。

对处理间（组合） MS作F测验， 得F=6.14、67.53、8.75、20.98、109.22、101.09、51.49>F0.01， 所以H0应予否定，说明正交组合的处理间总体平均数有极显著差异。

2.2 西瓜果实主要性状配合力方差及遗传力分析

由表3看出，7个果实主要性状的一般配合力方差和特殊配合力方差均达极显著水平。这7个性状由于受特殊配合力影响大，果皮硬度、单果质量特殊配合力方差分别为0.065 4和0.044 9，小于一般配合力，一般配合力由基因的加性效应控制，特殊配合力由基因的非加性效应控制，说明在这几个性状中，亲本的显性基因起主导作用;亲本中控制这2个性状的基因的显性作用也非常明显，而且能稳定遗传给F1后代。

7个性状一般配合力都大于特殊配合力，果皮硬度、可溶性固形物含量、硒含量一般配合力方差在19.0以上，其亲本在该性状上具有广谱性，该性状基因的加性效应在杂交育种中起主导作用，可以通过常规杂交育种方法实现该性状的稳定遗传和加强。其中果肉硬度的环境方差超过配合力方差，广义遗传力和狭义遗传力也相差不大，说明该性状容易受环境条件的影响，果肉硬度也直接影响口感和贮运。遗传力高子代稳定遗传亲本性状的可能性大，反之则变小。在测定的7个性状指标中，除果形指数广义遗传力为0.49、果肉硬度为0.67和单果质量0.80以外，其余性状广义遗传力都在0.91以上，分析表明，除果形指数、果肉硬度和单果质量性状之外，杂交组合间的差异主要以遗传变异为主，而且受到外界环境影响较小，因此为加快育种进程，可先对该性状进行筛选。单果质量是由基因的加性效应和非加性效应共同控制，受环境影响较大。分析时可通过改进生产栽培技术，更好实现压砂西瓜的品质提升。

2.3 一般配合力效应分析

一般配合力效应分析是亲本选择的基础，能更有目的性地获得综合性状表现优良的杂交组合。各亲本果实主要性状一般配合力效应值（表4），‘W03-15的果形指数、果皮硬度、果肉硬度为正值，效应值分别为0.11、3.90、0.14，单果质量、可溶性固形物含量等4项指标分别为-0.45、-2.60、-0.85、-0.51均为负值，说明‘W03-15除了耐贮运性指标较好，品质和产量不如其他亲本材料，但若以改善贮运性状为目标，可以利用其作为亲本选育后代。‘W08-15亲本有5个性状都是正值，单果质量的一般配合力为1.14，也是4个亲本中最高的，果实可溶性固形物含量、果皮硬度、硒含量、维生素C含量一般配合力也为正值，分别为0.49、0.78、0.15、1.12，说明这个亲本不但耐贮运性好，而且品质优良、高产，可以在后期继续使用。‘W14-16的7个性状中除有果肉硬度、果皮硬度外，其它性状的一般配合力均为正值，而且在4个亲本中表现属偏上水平，用这个亲本可以改善后代的产量和品质。‘W32-16亲本有5个性状的一般配合力效应为负值，2个性状为正值，果皮硬度效应值为-3.03，影响该亲本的贮运性。单果质量效应值为-1.63，对产量影响也较大。而果实可溶性固形物含量的正效应值最大，因此不考虑可溶性固形物含量的话，‘W32-16在品质育种中可能表现不佳，应予淘汰。

2.4 特殊配合力效应分析

特殊配合力效应可见表5，果形指数特殊配合力效应值变异幅度范圍在-0.11～0.09之间，特殊配合力效应较好的组合是‘W03-15×W08-15和‘W14-16×W32-16;果皮硬度特殊配合力效应值变异幅度很大，为-1.84～1.31，由于遗传背景不同，造成了非加性基因效应的差异，特殊配合力效应较好的是‘W03-15×W32-16和‘W08-15×W14-16;果肉硬度特殊配合力效应差异较小，为-0.05～0.04，特殊效应值较高的是‘W03-15×W14-16和‘W08-15×W32-16;单果质量特殊配合力效应值变异幅度范围在-1.12～0.83之间，特殊配合力效应值较好的是‘W03-15×W32-16和‘W08-15×W14-16;可溶性固形物含量特殊配合力效应值变异幅度为-0.43～0.72，特殊配合力效应值较好的是‘W03-15×W14-16和‘W08-15×W32-16;硒含量特殊配合力效应值变异幅度范围在-0.98～0.54之间，其中‘W03-15×W08-15和‘W14-16×W32-16特殊配合力效应较好;维生素C的特殊配合力效应值为-1.07～0.96，变异幅度较小，‘W03-15×W32-16和‘W08-15×W14-16组合的特殊配合力较好。

从高产优质的角度可以看出，‘W03-15×W08-15和‘W08-15×W14-16 2个组合的特殊配合力效应较好，结合表3可以看出，‘W32-16的一般配合力效应较差，不适宜作为亲本，性状不能稳定遗传，因此，‘W03-15×W32-16组合即使特殊配合力效应较好，也不适宜选择作为杂交组合。‘W03-15×W08-15中既含有一般配合力效应较好的‘W08-15，而且特殊配合力效应又高，是一个优良组合，而其他组合的特殊配合力效应较差。

通过分析6个正交组合的特殊配合力及其效应值可以总结出，组合‘W03-15×W08-15特殊配合力及其效应值最大，其次是组合‘W14-16×W32-16，属优良组合。但2个最优秀亲本杂交组合，未必能正确评价出最优组合，所以还需综合考虑亲本的一般配合力效应。在这2个表现优良的组合中‘W03-15×W08-15含有‘W08-15，该亲本表型整齐一致、配合力高。‘W14-16×W32-16组合中的‘W32-16一般配合力表现不好，选其作为亲本并不能稳定遗传。所以，从高产优质的选择评价考虑各个组合的综合表现，笔者认为‘W03-15×W08-15组合为最佳组合。

3 讨论与结论

通过配合力分析，‘W03-15除了耐贮运性指标较好，品质和产量不如其他亲本材料，但其与‘W08-15的组合却具有比较优良的性状。正如董元杰等[13]研究结果，要想育成高产的品种，必须在选配亲本上注重提高双亲的平均水平。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。‘W08-15亲本材料平均水平较高，其单果质量、维生素C含量、果皮硬度、可溶性固形物含量，这4个性状的一般配合力方差所占比例各为32%、31%、22%、14%。这与王志强等[14]研究中单果质量、可溶性固形物含量性状配合力分结果相近，这也符合压砂地西瓜种植密度低、耐贮运的特点。但与刘勇等[4]研究中主蔓长度、果皮厚度2个性状比例各为50%左右的研究结果不完全相同。考虑压砂地西瓜栽培的特殊性（压砂西瓜低密度栽培时不整枝不打杈，既不影响光照和授粉且便于轮作倒茬），故主蔓長度性状没有做为主要性状进行分析评价，所以其正向贡献率没有显现。总结试验教训，在配合力分析时，不但要选择表型性状比较好的，还需要其具有高配合力的特征，这样才能更好地满足育种的要求。而且在测配中不能忽视主蔓长度等其他性状，只有保证这两个方面的特征才能更好地保证育种质量。

笔者针对压砂地中晚熟西瓜特点选择了7个主要性状进行配合力分析，试验结果可为压砂地中晚熟西瓜杂交育种的亲本选择和选配提供依据。如果需进一步研究时，能在田间配合力测定中，再加入坐果率、主蔓长度、干物质、抗逆性状等，将会对亲本材料的分析更加清晰和完善，且不拘泥于宁夏中部干旱带的压砂地种植，扩大选育组合的适宜地区，对宁夏西瓜常规育种及性状改良具有重要作用。

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