福建省地方南瓜资源收集与种子幼苗性状的评价

陈 晟， 吴宇芬， 赵依杰

(1.福建省农科院农业生物资源研究所， 福州 350003；2.福州市农业科学研究所， 福建 福州 350018)

南瓜(Cucurbitamoschata(Duch. ex Lam.) Duch.)原产于南美洲，明代开始引进中国，福建是南瓜最早传入的省份之一[1]。南瓜营养丰富，叶、花、果实可作肴馔，可代粮食，亦可作饲料，同时全株各部又供药用，种子有清热除湿、驱虫的功效，对血吸虫有控制和杀灭的作用，藤有清热的作用，瓜蒂有安胎的功效，根治牙痛[2]。南瓜适应性广，用途多，以南瓜果实及种子为原料的产业链种类繁多，某些特用南瓜品种对瓜类蔓枯病有较强的抗性，已被广泛用作黄瓜、西瓜、甜瓜和白瓜的根砧，成为嫁接栽培的优良砧木[3-5]。南瓜在福建省栽培历史悠久，在不同生态条件下，经长期自然进化和人为选择，种子、果实、植株等呈现出多样性特征，种内性状间差异明显，形成了福建省丰富的南瓜品种资源，在第三次资源普查之前已有32份资源收入国家种质资源库[6-7]。随着嫁接西甜瓜栽培面积不断扩大，对砧用南瓜需求不断增加。福建省虽然南瓜资源繁多，但长期以来对地方品种资源深入评价研究报道较少。本研究以2017—2019年第三次农作物资源普查收集到的58份南瓜资源为材料，对其种子和幼苗的特征特性进行相关性分析和聚类分析，以期为南瓜资源利用、瓜类砧木新品种选育奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

参试的58份材料来自2017—2019年第三次全国农作物资源普查收集到的福建省南瓜地方资源，详见表1。

表1 2017—2019年收集的福建省地方南瓜资源Table 1 Local pumpkin resources in Fujian Province collected from 2017 to 2019

1.2 试验方法

1.2.1福建省南瓜地方资源种子性状调查

参照《南瓜种质资源描述规范和数据标准》[8]，调查种子长度、宽度、厚度、千粒重、种皮色、种皮光泽、种缘表面特征、种子周缘、周缘颜色、种缘特征等性状。每份资源随机取10粒种子用游标卡尺测量种子的长度、宽度和厚度，计算种形指数(种形指数=种子长度/种子宽度)。随机抽取100粒种子用电子天平称重，计算种子千粒重。参照标准种皮色分白、灰白、黄白、黄、黄褐、灰褐等6种；种皮光泽分有光泽、无光泽2种；种缘表面特征分平滑、一般、粗糙等3种；种子周缘分无隆起、隆起、狭边等3种；周缘颜色分浅、与种皮相近、深等3种；种缘特征分圆钝不倾斜、平直不倾斜、平直倾斜等3种。

1.2.2福建省南瓜地方资源幼苗性状调查

试验安排在福州市农业科学院基地进行。2020年3月10日播种，每份资源40粒浸种催芽后播入营养钵，用鲁青专用育苗基质育苗，其他管理同常规。待幼苗第1片真叶展开后，随机抽取10株幼苗用游标卡尺测量幼苗的子叶长度、子叶宽度、下胚轴长度。计算各指标平均值及子叶指数(子叶指数=子叶长/子叶宽)。

1.2.3统计分析

将主要质量性状转化为标准化数据(表2)，参照陈俊华等[10]、孔凡洲等[11]、孙丽等[12]的方法对每个主要的数量性状进行10个等级划分，并计算Shannon-Wiener遗传多样性指数。

遗传多样性指数(H′)=-∑Pi·lnPi，式中Pi=Ni/N，即表示第i种表型出现的频率，其中Ni为某一性状中第i个表型类别个体数，N为某一性状各表型类别的总个体数。南瓜不同品种同一性状指标间的差异用变异系数表示。

CV(%)=(S/X)×100%，

其中S为标准差，X为某一性状的平均值。统计数据、遗传多样性指数等均使用Excel软件计算和处理，性状间相关性和聚类分析采用SPSS 统计软件处理。

表2 种子性状及代码Table 2 Traits and codes of seeds

2 结果与分析

2.1 福建省南瓜地方品种资源种子性状表现

由表3可见，58份福建省南瓜地方品种资源的种子性状变异系数差异较大，变异系数在9.63%～54.69%之间。变异系数最大的是种皮色，为54.69%，种皮色有白、灰白、黄白、黄、黄褐、银灰等6种类型，以黄白色为主；其次是种子周缘，变异系数为38.34%，种子周缘有无隆起、隆起、狭边等3种类型，以狭边为主；最小的是种形指数，变异系数为9.63%，变幅1.555%～2.390%。变异系数排列顺序为：种皮色>种子周缘>种缘特征>种缘表面特征>千粒重>种子周缘颜色>种皮光泽>种子厚度>种子宽度>种子长度>种形指数。

表3 福建省南瓜地方品种资源种子性状Table 3 Seed traits of local pumpkin variety resources in Fujian Province

表3(续)

比较种子大小，寿宁县大安乡黄岐村的大金瓜种子最大，种子长度和宽度分别为1.815 8 cm和0.988 0 cm，诏安县官陂镇陂龙村的香南瓜种子最小，种子长度和宽度分别为1.098 2 cm和0.637 cm。漳平市赤水镇田头村的本地南瓜2种子最厚(0.391 6 cm)，最薄种子是三元区莘口镇曹源村南瓜-4(0.191 2 cm)。

福建省南瓜地方品种种子不同性状间的遗传多样性水平有差异，多样性指数在0.663～3.070之间。多样性指数最大是千粒重，为3.070，千粒重变幅在56.5～188.5 g之间，其中千粒重80～150 g地方品种占总数的91.3%；其次是种子宽度，多样性指数3.046，

种子宽度变幅0.637～0.988 cm，最小是种皮光泽，分有光泽和无光泽2种类型，遗传多样性指数为0.663。遗传多样性指数排列顺序为：千粒重>种子宽度>种形指数>种子厚度>种子长度>种皮色>种子周缘>种缘特征>种缘表面特征>种子周缘颜色>种皮光泽。

2.2 福建省南瓜地方资源幼苗性状表现

由表4可以看出，福建省南瓜地方品种资源幼苗的4个主要性状变异系数在7.23%～38.91%之间，差异明显。其中幼苗下胚轴长度的变异系数最大，达38.91%，变幅在1.2～5.81 cm之间；子叶指数变异系数最小，为7.23%，变幅在1.22%～1.77%之间；子叶Ⅶ为子叶宽、Ⅷ为子叶指数、Ⅸ为下胚轴长。

表4 福建省南瓜地方资源幼苗性状Table 4 Seedlings traits of local pumpkin resiources in Fujian Province

最长的是平和县山格镇平寨村的土金瓜(6.14 cm)，子叶最短的是罗源县西南乡破石村南瓜(3.76 cm)；子叶最宽的是平和县国强乡梅仔村的梅仔南瓜2号，达3.86 cm，子叶最窄的是平潭区白青乡东占村的本地秤砣瓜(2.48 cm)。

2.3 福建省南瓜地方资源种子和幼苗性状的相关性

对福建省南瓜地方资源种子和幼苗可度量的9个指标进行相关性分析，结果(表5)表明，种子厚度与种子千粒重、子叶宽呈极显著正相关，种子长度与宽度、千粒重、子叶长、子叶宽呈极显著正相关，种子宽度与长度、千粒重、子叶宽呈极显著正相关，与种形指数、子叶指数呈极显著负相关，幼苗子叶长度与宽度极显著正相关，说明福建省南瓜资源的种子形状和幼苗子叶形状极其稳定，是判定品种的主要依据，通过对种子长度方面的选择，即可对种子宽度、千粒重进行选择。此外，千粒重与种子长度、宽度、子叶长和子叶宽呈正相关，种形指数与子叶指数呈正相关，表明种子大小与幼苗子叶大小有必然联系。下胚轴长度与种子厚度、长度、宽度以及子叶长度、宽度均未达到极显著水平。

表5 福建省南瓜地方资源种子和幼苗性状相关性分析Table 5 Correlation coefficients between seed and seedlings traits of local pumpkin resources from Fujian Province

2.4 福建省南瓜地方资源的聚类分析

以福建省南瓜地方资源种子和幼苗相关性状指标进行聚类分析(图1)，在欧式平均距离为10.0时，54份资源可划分为三大类，见表5。

图1 福建省南瓜地方品种资源种子幼苗性状聚类分析 Fig.1 Cluster about seedling traits of local pumpkin variety resources from Fujian Province

类群Ⅰ由17个福建省南瓜地方品种资源组成。包括平潭2份，漳平3份，诏安3份，松溪、连城、宁德、三元、将乐、闽侯、明溪、晋江、罗源各1份，这些品种种子和幼苗子叶长度小、千粒重较轻，有望选育出需要子叶较小的砧用南瓜。类群Ⅱ由17个品种组成，以欧式平均距离5.0为截距时，又可分为2个亚类，第1亚类有4个品种，明溪、三元、将乐、寿宁各1份；第2亚类有13个品种，其中三元6份，平潭2份，同安3份，晋安、宁德各1份。这些品种种子和幼苗子叶长度略长，但种子和幼苗子叶宽度较窄，有望选育出子叶长度和宽度适中的品种。类群Ⅲ由20个品种组成，包含光泽2份，平和5份，三元3份，屏南2份，闽侯、同安、将乐、南靖、宁德、政和、寿宁、漳平各1份。这些品种种子大、幼苗子叶大、千粒重重，有望选育出需要大籽粒的南瓜品种。聚类结果还表明，南靖、政和、光泽、平和、屏南的品种聚集在类群Ⅲ，这些品种均为大籽粒品种，其他各县品种不规则分散于其他类群。

表6 不同类群南瓜资源种子幼苗性状及变异程度Table 6 Seedling traits and variation degree of different groups of pumpkin resources

3 讨论与结论

植物不同性状的变异幅度是物种特有的遗传特性，是性状遗传多样性的具体体现，是反映某一物种资源丰度的重要指标[12-14]。本试验对54份福建省南瓜地方品种资源的种子和幼苗的性状进行分析，结果表明，福建省南瓜地方品种种子和幼苗间变异系数为7.23%～54.69%，性状之间差异明显；种子性状多样性指数变化幅度为0.663～3.070，平均多样性指数为2.146，说明经长期自然与人为选择，南瓜地方品种中蕴含着丰富的遗传变异，具有丰富的遗传多样性。本试验明确了种子的大小与幼苗子叶的大小高度相关，但与幼苗的高度相关性不大，没有必然的联系，这与周俊国等[15]的研究结果一致。

聚类分析是数理统计中的一种多元分析方法，它是用数学方法定量地确定样本的亲疏关系，从而客观地划分类型[16-17]。南瓜按其用途可分为食用南瓜、籽用南瓜、砧用南瓜、饲用南瓜等[18]，不同类别南瓜对种子及幼苗大小要求不同，如籽用南瓜，要求种子大，千粒重大[19]；砧用南瓜[20]要求幼苗子叶小，千粒重轻。本研究依据种子和幼苗相关性状进行聚类分析，将54份福建省南瓜地方资源划分为3个组群，明确了不同组群资源之间的遗传差异，为南瓜育种与资源创新研究奠定了基础。