江苏地区30个丝瓜种质资源评价

冯英娜，高 帅，刘叶琼，姚 璇，郭卫东，王媛花，苏小俊，颜志明*

（1.江苏农林职业技术学院，江苏 句容 212400；2.江苏现代园艺工程技术中心，江苏 句容 212400；3.江苏省农业科学院 蔬菜研究所，江苏 南京 210014）

丝瓜为葫芦科丝瓜属一年生攀缘草本植物，丝瓜起源于印度一带，在我国南北地区均有栽培，逐渐形成了具有地方特色的丝瓜种质，种质资源（尤其是地方品种）比较丰富［1］。丝瓜不仅是我国夏季主要食用的瓜类蔬菜，同时还具有药用价值和美容价值。丝瓜中含有黄酮类、生物碱类等活性物质，具有消炎、抗菌等作用，其种子还含有抑制艾滋病毒的活性物质，因此，丝瓜也是一种药用植物［2］。

我国的丝瓜育种起步较晚，对丝瓜种质资源的收集、创新、利用等方面的研究不够全面，丝瓜杂交新品种选育和生产等应用也较少［3］。丝瓜种质资源多样性研究是丝瓜新品种选育、遗传理论研究、生物技术研究和农业生产的重要物质基础［4］。广泛收集和整理丝瓜的种质资源，分析丝瓜种质资源的亲缘关系，为丝瓜亲本选配提供科学依据，已成为科研工作者的重要工作［5］。高莉平［6］、王光惠［7］等对作物的农艺性状进行聚类分析和相关性分析，确定了不同品种间的亲缘关系和不同性状间的相关性，为杂种优势提供了理论依据。叶新如等［8］对60份丝瓜材料的16个田间农艺性状分析发现变异系数为0%~111%；多样性信息指数为0~2.037；通过主成分分析，提取出5个能够涵盖丝瓜大部分农艺性状的指标。王娇阳等［4］以浙江省32个丝瓜种质资源为材料，研究了丝瓜的22个农艺性状，通过主成分分析提取了5个主成分，其累积贡献率达81.308%，根据前5个主成分与性状的相关性分析，选出14个影响力较大的性状；在主成分分析的基础上，对32个丝瓜种质资源进行系统聚类分析，在欧式距离的水平上首先划分为2大类，又可进一步划分为6个亚类。尽管分子标记已经广泛应用于遗传多样性分析，但以农艺性状研究植物的遗传变异具有便捷、低成本、更直观的优势［7］。以主成分分析、聚类分析对丝瓜种质资源进行多样性分析也较为常见［8］。但目前关于丝瓜各农艺性状的相关性、主成分分析、多个品种聚类分析方面的研究还比较匮乏。

本试验选取了来自全国各地30个丝瓜种质资源进行相关性分析、主成分分析和聚类分析，以期为丝瓜种质的收集、保存、鉴定、创新、利用，以及杂交育种的亲本选择、选配提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料为江苏省农业科学院蔬菜所苏小俊研究员团队提供。30个丝瓜种质主要分布在浙江、湖北、广西、重庆、江苏、四川、福州、湖南、河南和上海等地区（表1）。

表1 供试材料

1.2 试验方法

丝瓜种质于2020年4月统一定植于江苏农博园农学园艺学院蔬菜基地。同一品种分3个小区，每个小区种植30棵，管理方式与丝瓜生产管理相同。

参照李国景《丝瓜种质资源描述规范和数据标准》，在田间每个小区随机选取10株对叶色、叶形、叶长、叶宽、第一雌花节位等17个性状进行了调查。

采用Excel 2010和SPSS 22软件对数据进行处理，同时采用最大值、最小值、平均值、标准差、方差和变异系数进行差异分析；采用Person相关系数法进行相关性分析；采用组之间链接的系统聚类方法进行聚类分析。

2 结果与分析

2.1 丝瓜品种的主要瓜形表现

30个丝瓜品种种质资源的瓜形表现差异较大，具体见图1。丝瓜瓜形丰富，ZZS、早杂一号和宁德长丝瓜为有棱丝瓜，其瓜条较长，瓜条纺锤形。其他丝瓜为普通丝瓜，特早肉丝瓜、江苏香丝瓜、极早丝瓜406、棒丝瓜、早杂二号肉丝瓜、早冠丝瓜406均为短圆筒；黑籽皱丝瓜、乐山丝瓜、林县丝瓜、郑州棒槌丝瓜、金陵香丝瓜、江苏白籽丝瓜、早冠408、黑籽肉丝瓜、三江一号丝瓜为短棍棒；福州越初、桂林水瓜为镰刀形；春丝瓜、线丝瓜、早杂一号、株洲沙田丝瓜为束腰形；五叶香、宜兴丝瓜、德丝一号为长圆筒形；江苏海安本地丝瓜、长沙肉丝瓜、浙丝一号为长棍棒形。

图1 30个丝瓜种质资源的瓜形比较

2.2 丝瓜种质的主要农艺性状

30个丝瓜种质资源的农艺性状差异较大（表2）。变异系数为12.68%~64.73%，农艺性状的变异系数具体表现为：瓜形＞瓜棱＞瓜长＞叶缘＞瓜面特征＞瓜横径＞叶片尖端形状＞叶形＞叶色＞近瓜蒂端形状＞瓜皮色＞棱数＞瓜顶形状＞叶柄长＞第一雌花节位＞叶片宽＞叶片长。其中第一雌花节位变异幅度为5~16，说明丝瓜在第一雌花节位上变异很大，能够为丝瓜熟性育种提供范围较广的材料；瓜形变异幅度为1~8，说明丝瓜形状多样，能够满足不同地区消费者对丝瓜瓜形的需求；瓜长变异系数为41.53%，说明单株瓜长具有同样的选择潜力。

表2 30个丝瓜种质资源主要农艺性状的差异分析

2.3 丝瓜种质的相关性分析

对丝瓜农艺性状进行相关性分析（表3），结果显示各个植物学性状之间存在一定的相关性。其中，叶宽与叶长（0.794）、瓜棱与瓜皮色（0.626）、瓜顶形状与近瓜蒂端形状（0.512）、瓜棱与叶色（0.495）之间存在极显著性正相关；叶柄长与叶宽（0.362）、瓜长与叶长（0.363）、瓜横径与第一雌花节位（0.383）、瓜棱与叶缘（0.449）、棱数与瓜皮色（0.447）和瓜棱（0.433）呈显著性正相关。棱数越多，瓜棱越明显；瓜形与第一雌花节位（-0.362）、近瓜蒂端形状与瓜长（-0.401）、瓜顶形状与叶色（-0.457）、瓜皮色与瓜顶形状（-0.396）、瓜棱与近瓜蒂端形状（-0.449）和瓜顶形状（-0.363）呈显著性负相关。

表3 30个丝瓜种质资源主要农艺性状的相关性分析

2.4 丝瓜主要农艺性状的主成分分析

主成分分析是通过对丝瓜的所有性状进行归纳，将内容相似、影响程度相近的性状用一个指标代替，能够更加清晰地分析其性状［9］。对30个丝瓜种质资源进行主成分分析，发现其成分构成的主要信息集中在前6个主成分，其特征值累计贡献率达71.578%（表4），特征值总和为12.169，表明这6个主成分可以涵盖农艺性状的大部分相关信息［10］。

表4 丝瓜17个主要农艺性状主成分的特征值与贡献率

由表5可知，主成分1荷载较高且为正值的是瓜棱因子，荷载值为0.212，称之为瓜棱因子，符合相关性分析结果。荷载较高且为负值的有近瓜蒂端形状、瓜顶形状，荷载值分别为-0.166、-0.141，说明瓜棱与近瓜蒂端形状和瓜顶形状均呈现负相关，且近瓜蒂端形状与瓜顶形状呈现正相关。

表5 丝瓜17个主要农艺性状的成分矩阵

主成分2荷载值较高的是叶宽和叶长，荷载值分别为0.354、0.268，称之为生物量因子。荷载值较高且为负值的是第一雌花节位，荷载值为-0.158。说明叶宽与叶长呈正相关，且与第一雌花节位呈负相关。

主成分3荷载值较高的是瓜面特征，荷载值为0.326，称之为瓜面特征相关因子。荷载值较高且为负值的是第一雌花节位，荷载值为-0.338。瓜面特征与第一雌花节位呈现负相关，在相关性分析中瓜面特征与第一雌花节位也呈现负相关但不显著。

主成分4荷载值较高的是叶形，荷载值为0.384，称之为叶形因子。荷载值较高且为负值的是叶尖端形状，荷载值为-0.366，叶形与叶尖端形状呈负相关。

主成分5荷载值较高的是棱数，荷载值为0.414，称之为外观因子。荷载值较高且为负值的是瓜形和叶长，荷载值分别为-0.225和-0.231。棱数与瓜形、叶长均呈负相关。

主成分6荷载值较高的是叶尖端形状，荷载值为0.375，称之为叶尖端形状因子。荷载值较高且为负值的是叶缘和叶柄长，荷载值分别为-0.402、-0.441。叶尖端形状与叶缘、叶柄长均呈负相关。由此可知，前6个主成分包括的农艺性状，均可作为主要指标对丝瓜种质资源进行鉴定及评价。

2.5 丝瓜种质的聚类分析

采用组之间链接的系统聚类方法对30个丝瓜种质资源进行聚类分析（图2），在欧式距离为15处，将30个丝瓜种质分为2大类，第一大类是普通丝瓜，第二大类是有棱丝瓜。第二大类只包括序号1、18和5这3个丝瓜种质，这3个种质瓜面均有棱，瓜条均较长。普通丝瓜在欧式距离为10处又将丝瓜分为2小类，第一小类包括21、29、28、12、30、6、13、20、22、4、8、9、15、17、2、26、3、7、14、24、27、16、25、11、19、10共26个材料。瓜面特征平滑或微皱，瓜皮色由绿色到深绿色，多数第一雌花节位在10个以上。第二小类仅有23，瓜皮色为白色。有棱丝瓜在欧式距离为7处又分为2小类。第一小类包括18、5。植株表现为叶色深绿、叶形掌状浅裂、叶缘锯齿、叶片大小相当。第二小类仅有1。

图2 30个丝瓜种质资源的主要农艺性状系统聚类图

3 讨论与结论

3.1 讨论

随着人们消费习惯的改变和对丝瓜食疗作用的深入了解，以及设施园艺在江苏省的迅速推广，丝瓜种植出现了大规模的设施栽培，逐步由露地栽培为主发展为设施和露地栽培并重模式。然而在生产中发现设施专用品种的匮乏是目前丝瓜生产中迫切需要解决的问题，但有关丝瓜遗传育种方面的报道相对较少［11-12］。选择优良的基因型和适宜的环境条件，结合优质、高效的栽培技术可以最大程度地发挥作物的优良特性［13］。形态学标记具有简便、直观、易行、快速的特点，是种质资源评价和优良种质筛选的一个重要手段［14-15］。

本研究对2020年4月种植于江苏农博园30个丝瓜种质的17个农艺性状进行分析，发现不同丝瓜种质不仅在形态上存在较大差异，在农艺性状上也存在不同程度的变异。农艺性状的变异系数越大，遗传多样性越大，两者呈正相关关系，说明在育种中对优良品种的选育越有利［16-17］。研究中，30个丝瓜种质的变异系数为12.68%~64.73%，瓜形的变异系数最大，瓜棱次之，因此育种时应选择瓜形、瓜棱的种质进行改良。主要农艺性状相关性分析表明，各性状间存在不同程度的关联，叶宽与叶长（0.794）、瓜棱与瓜皮色（0.626）、瓜顶形状与近瓜蒂端形状（0.512）、瓜棱与叶色（0.495）存在极显著性正相关；叶柄长与叶片宽（0.362）、瓜长与叶片长（0.363）、瓜横径与第一雌花节位（0.383）、瓜棱与叶缘（0.449）、棱数与瓜皮色（0.447）、瓜棱（0.433）呈显著性正相关。棱数越多，瓜棱越明显；瓜形与第一雌花节位（-0.362）、近瓜蒂端形状与瓜长（-0.401）、瓜顶形状与叶色（-0.457）、瓜皮色与瓜顶形状（-0.396）、瓜棱与近瓜蒂端形状（-0.449）呈显著性负相关。瓜长与瓜横径呈正相关但不显著，这与李文嘉［18］的研究结果一致，说明在育种中不能仅仅注重瓜长，应同时注重瓜长与瓜横径的比例协调，进而选育出理想的瓜形。

按照丝瓜种质资源的农艺性状，采用组之间链接的聚类分析方法将30个丝瓜种质资源在欧式聚类为15处分为2大类，第一大类是普通丝瓜，第二大类是有棱丝瓜。其中第二大类仅包括1、18、5三个丝瓜种质，这3个丝瓜种质瓜面均有棱，瓜条较长。第二大类包括的种质较少，有可能是搜集种质资源不够广泛和种质间的交流渗透较为深入造成的。同时，植物的农艺性状还受外界环境如栽培季节、栽培技术等因素的影响［19-21］。第一大类在欧式距离为10处又将丝瓜分为2小类，第一小类共有26个材料，瓜面特征平滑或微皱，瓜皮色由绿色至深绿色，多数第一雌花节位在10个以上。来自不同地理位置的丝瓜都可能聚为一类，可能是这些地区丝瓜种质交流频繁所造成的［22-23］。本试验主要采用2020年统计的数据，未能进行多次重复，所以在农艺性状评价上会有一定误差。

3.2 结论

本研究搜集的30个丝瓜种质资源农艺性状差异显著，具有丰富的遗传多样性，来自不同地域的丝瓜种质交流频繁而造成农艺性状聚类时聚为一类。在育种中应对第一、第二主成分因子进行选择。