壓砂地中晚熟西瓜主要性狀的遺傳效應(yīng)及其配合力分析

郭松 劉聲鋒 于蓉 王志強(qiáng) 田梅 董瑞 楊萬邦

摘 要： 為提高壓砂地中晚熟西瓜品種的種類數(shù)量及抗性，選用4份中晚熟西瓜自交系為親本材料。采用Griffing方法Ⅳ配制雜交組合6個。對4個親本及F1代的7個主要數(shù)量性狀進(jìn)行方差和配合力分析。結(jié)果表明，‘W08-15各性狀一般配合力效應(yīng)值較高，綜合性狀表現(xiàn)優(yōu)良，中晚熟西瓜品種選育可用其作為主要親本來使用。在特殊配合力相對效應(yīng)值上，‘W03-15×W08-15是比較優(yōu)良的雜交組合。在遺傳力分析中，單果質(zhì)量、果皮硬度、果肉硬度和維生素C含量分別具有較大的廣義遺傳力和狹義遺傳力。該結(jié)果可為壓砂地中晚熟西瓜雜交育種的親本選擇和選配提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：西瓜; 壓砂地; 主要性狀; 配合力; 遺傳效應(yīng)

中圖分類號：S651? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ?文章編號：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

壓砂西瓜甜瓜產(chǎn)業(yè)是我區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主力軍，在多年不斷的發(fā)展中也已形成以環(huán)香山地區(qū)為主體的產(chǎn)業(yè)帶，是中部干旱帶經(jīng)濟(jì)發(fā)展和農(nóng)民增收致富不可替代的主要經(jīng)濟(jì)來源，在全國影響廣泛，知名度較高。但品種種類數(shù)量、抗性等還是亟需提高的環(huán)節(jié)。

選配親本材料是壓砂地西瓜育種中一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，張正圣等[1]認(rèn)為，配合力是親本組配雜交育種的一種潛在能力;邱新平[2]認(rèn)為一般配合力高的性狀，其遺傳力也高，且受外界環(huán)境的影響較小;欒非時等[3]也做了甜瓜育種的親本分析和評價，不僅減少工作量，還可縮短育種年限。劉勇等[4]研究認(rèn)為，果皮性狀的一般配合力方差和特殊配合力方差所占比例為50%左右。親本配合力的強(qiáng)弱對確定其優(yōu)勢及后期組配雜交組合具有重要意義[5]。徐錦華等[6]研究了網(wǎng)紋甜瓜果實(shí)主要性狀的配合力，認(rèn)為一般配合力低，但特殊配合力高的材料亦有利用的可能。因此，親本選配時，在選擇優(yōu)良性狀的基礎(chǔ)上，還需對親本進(jìn)行配合力測定，根據(jù)配合力的高低作進(jìn)一步選擇，才能選出性狀優(yōu)良、配合力高、表型整齊一致、能穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良親本[7]。所以通過一般配合力的測定，可以反映親本的利用價值，預(yù)測雜種后代的表現(xiàn)。前人的研究多針對露地或設(shè)施栽培地區(qū)，但壓砂地西瓜具有區(qū)域性和獨(dú)特性（當(dāng)?shù)馗珊瞪儆?，年積溫3 720 ℃，年均降水量138.0～353.5 mm，年蒸發(fā)量1 729.6～1 852.5 mm，富硒土地面積1 674 km2），對其種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀的配合力和遺傳力方面的研究工作還較少。

壓砂地西瓜具有種植密度低、果型大的特點(diǎn)，選配材料主要以此為目的。筆者選擇了果形指數(shù)、果皮硬度、果肉硬度、單果質(zhì)量、可溶性固形物含量、硒含量、維生素C含量等7個主要數(shù)量性狀進(jìn)行分析[8]。通過對壓砂地中晚熟西瓜主要數(shù)量性狀的配合力進(jìn)行綜合分析并根據(jù)其一般配合力和特殊配合力的表現(xiàn)進(jìn)行綜合評價，分析親本雜交F1代是否具有品質(zhì)優(yōu)和抗性強(qiáng)的特性。同時為壓砂地西瓜新品種更新?lián)Q代、推廣提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

‘W03-15‘W08-15‘W14-16‘W32-16，均為寧夏農(nóng)林科學(xué)院種質(zhì)資源研究所西甜瓜課題組選育的中晚熟西瓜高代自交系材料，各自交系之間遺傳差異較大[9]。

1.2 方法

試驗(yàn)安排在寧夏中衛(wèi)市香山鄉(xiāng)試驗(yàn)基地和海南三亞市九所鎮(zhèn)基地，參照Griffing方法Ⅳ進(jìn)行雜交，2017年8月獲得6個雜交組合的F1代（表1），2018年2月采用穴盤育苗，4月25日定植移栽于壓砂地，行距1.6 m，株距1.5 m（中衛(wèi)壓砂瓜特點(diǎn)為每667 m2種植260～280株左右，故株距在1.5 m），每小區(qū)定植20株，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，栽培管理按照常規(guī)生產(chǎn)[10]。

采收期每小區(qū)隨機(jī)取3個成熟果實(shí)，測定果形指數(shù)、果皮硬度、果肉硬度、單果質(zhì)量、可溶性固形物含量、硒含量、維生素C含量等指標(biāo)[11]。果實(shí)縱橫徑用直尺測量，果皮硬度和果肉硬度用硬度計(jì)測量，單果質(zhì)量用數(shù)顯電子秤測量，可溶性固形物含量采用便攜測糖儀測定，硒含量采用熒光光度計(jì)、原子吸收分光光度計(jì)等測定，維生素C含量采用2，6-二氯酚靛酚滴定法測定[12]。

1.3 統(tǒng)計(jì)與分析

調(diào)查數(shù)據(jù)使用Excel 2007進(jìn)行整理，上機(jī)使用DPS 7.05版統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分差分析及配合力分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 組合間果實(shí)主要性狀方差分析

對果形指數(shù)、果皮硬度、果肉硬度、單果質(zhì)量、可溶性固形物含量、硒含量、維生素C含量等7項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行方差分析（表2），7個性狀在組合間差異均達(dá)到極顯著水平。

對處理間（組合） MS作F測驗(yàn)， 得F=6.14、67.53、8.75、20.98、109.22、101.09、51.49>F0.01， 所以H0應(yīng)予否定，說明正交組合的處理間總體平均數(shù)有極顯著差異。

2.2 西瓜果實(shí)主要性狀配合力方差及遺傳力分析

由表3看出，7個果實(shí)主要性狀的一般配合力方差和特殊配合力方差均達(dá)極顯著水平。這7個性狀由于受特殊配合力影響大，果皮硬度、單果質(zhì)量特殊配合力方差分別為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應(yīng)控制，特殊配合力由基因的非加性效應(yīng)控制，說明在這幾個性狀中，親本的顯性基因起主導(dǎo)作用;親本中控制這2個性狀的基因的顯性作用也非常明顯，而且能穩(wěn)定遺傳給F1后代。

7個性狀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，其親本在該性狀上具有廣譜性，該性狀基因的加性效應(yīng)在雜交育種中起主導(dǎo)作用，可以通過常規(guī)雜交育種方法實(shí)現(xiàn)該性狀的穩(wěn)定遺傳和加強(qiáng)。其中果肉硬度的環(huán)境方差超過配合力方差，廣義遺傳力和狹義遺傳力也相差不大，說明該性狀容易受環(huán)境條件的影響，果肉硬度也直接影響口感和貯運(yùn)。遺傳力高子代穩(wěn)定遺傳親本性狀的可能性大，反之則變小。在測定的7個性狀指標(biāo)中，除果形指數(shù)廣義遺傳力為0.49、果肉硬度為0.67和單果質(zhì)量0.80以外，其余性狀廣義遺傳力都在0.91以上，分析表明，除果形指數(shù)、果肉硬度和單果質(zhì)量性狀之外，雜交組合間的差異主要以遺傳變異為主，而且受到外界環(huán)境影響較小，因此為加快育種進(jìn)程，可先對該性狀進(jìn)行篩選。單果質(zhì)量是由基因的加性效應(yīng)和非加性效應(yīng)共同控制，受環(huán)境影響較大。分析時可通過改進(jìn)生產(chǎn)栽培技術(shù)，更好實(shí)現(xiàn)壓砂西瓜的品質(zhì)提升。

2.3 一般配合力效應(yīng)分析

一般配合力效應(yīng)分析是親本選擇的基礎(chǔ)，能更有目的性地獲得綜合性狀表現(xiàn)優(yōu)良的雜交組合。各親本果實(shí)主要性狀一般配合力效應(yīng)值（表4），‘W03-15的果形指數(shù)、果皮硬度、果肉硬度為正值，效應(yīng)值分別為0.11、3.90、0.14，單果質(zhì)量、可溶性固形物含量等4項(xiàng)指標(biāo)分別為-0.45、-2.60、-0.85、-0.51均為負(fù)值，說明‘W03-15除了耐貯運(yùn)性指標(biāo)較好，品質(zhì)和產(chǎn)量不如其他親本材料，但若以改善貯運(yùn)性狀為目標(biāo)，可以利用其作為親本選育后代?！甒08-15親本有5個性狀都是正值，單果質(zhì)量的一般配合力為1.14，也是4個親本中最高的，果實(shí)可溶性固形物含量、果皮硬度、硒含量、維生素C含量一般配合力也為正值，分別為0.49、0.78、0.15、1.12，說明這個親本不但耐貯運(yùn)性好，而且品質(zhì)優(yōu)良、高產(chǎn)，可以在后期繼續(xù)使用。‘W14-16的7個性狀中除有果肉硬度、果皮硬度外，其它性狀的一般配合力均為正值，而且在4個親本中表現(xiàn)屬偏上水平，用這個親本可以改善后代的產(chǎn)量和品質(zhì)?！甒32-16親本有5個性狀的一般配合力效應(yīng)為負(fù)值，2個性狀為正值，果皮硬度效應(yīng)值為-3.03，影響該親本的貯運(yùn)性。單果質(zhì)量效應(yīng)值為-1.63，對產(chǎn)量影響也較大。而果實(shí)可溶性固形物含量的正效應(yīng)值最大，因此不考慮可溶性固形物含量的話，‘W32-16在品質(zhì)育種中可能表現(xiàn)不佳，應(yīng)予淘汰。

2.4 特殊配合力效應(yīng)分析

特殊配合力效應(yīng)可見表5，果形指數(shù)特殊配合力效應(yīng)值變異幅度范圍在-0.11～0.09之間，特殊配合力效應(yīng)較好的組合是‘W03-15×W08-15和‘W14-16×W32-16;果皮硬度特殊配合力效應(yīng)值變異幅度很大，為-1.84～1.31，由于遺傳背景不同，造成了非加性基因效應(yīng)的差異，特殊配合力效應(yīng)較好的是‘W03-15×W32-16和‘W08-15×W14-16;果肉硬度特殊配合力效應(yīng)差異較小，為-0.05～0.04，特殊效應(yīng)值較高的是‘W03-15×W14-16和‘W08-15×W32-16;單果質(zhì)量特殊配合力效應(yīng)值變異幅度范圍在-1.12～0.83之間，特殊配合力效應(yīng)值較好的是‘W03-15×W32-16和‘W08-15×W14-16;可溶性固形物含量特殊配合力效應(yīng)值變異幅度為-0.43～0.72，特殊配合力效應(yīng)值較好的是‘W03-15×W14-16和‘W08-15×W32-16;硒含量特殊配合力效應(yīng)值變異幅度范圍在-0.98～0.54之間，其中‘W03-15×W08-15和‘W14-16×W32-16特殊配合力效應(yīng)較好;維生素C的特殊配合力效應(yīng)值為-1.07～0.96，變異幅度較小，‘W03-15×W32-16和‘W08-15×W14-16組合的特殊配合力較好。

從高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的角度可以看出，‘W03-15×W08-15和‘W08-15×W14-16 2個組合的特殊配合力效應(yīng)較好，結(jié)合表3可以看出，‘W32-16的一般配合力效應(yīng)較差，不適宜作為親本，性狀不能穩(wěn)定遺傳，因此，‘W03-15×W32-16組合即使特殊配合力效應(yīng)較好，也不適宜選擇作為雜交組合。‘W03-15×W08-15中既含有一般配合力效應(yīng)較好的‘W08-15，而且特殊配合力效應(yīng)又高，是一個優(yōu)良組合，而其他組合的特殊配合力效應(yīng)較差。

通過分析6個正交組合的特殊配合力及其效應(yīng)值可以總結(jié)出，組合‘W03-15×W08-15特殊配合力及其效應(yīng)值最大，其次是組合‘W14-16×W32-16，屬優(yōu)良組合。但2個最優(yōu)秀親本雜交組合，未必能正確評價出最優(yōu)組合，所以還需綜合考慮親本的一般配合力效應(yīng)。在這2個表現(xiàn)優(yōu)良的組合中‘W03-15×W08-15含有‘W08-15，該親本表型整齊一致、配合力高?！甒14-16×W32-16組合中的‘W32-16一般配合力表現(xiàn)不好，選其作為親本并不能穩(wěn)定遺傳。所以，從高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的選擇評價考慮各個組合的綜合表現(xiàn)，筆者認(rèn)為‘W03-15×W08-15組合為最佳組合。

3 討論與結(jié)論

通過配合力分析，‘W03-15除了耐貯運(yùn)性指標(biāo)較好，品質(zhì)和產(chǎn)量不如其他親本材料，但其與‘W08-15的組合卻具有比較優(yōu)良的性狀。正如董元杰等[13]研究結(jié)果，要想育成高產(chǎn)的品種，必須在選配親本上注重提高雙親的平均水平。正向效應(yīng)值越大，親本的配合力在雜交組合中做出的正向貢獻(xiàn)則越大，這樣的親本也就越好?！甒08-15親本材料平均水平較高，其單果質(zhì)量、維生素C含量、果皮硬度、可溶性固形物含量，這4個性狀的一般配合力方差所占比例各為32%、31%、22%、14%。這與王志強(qiáng)等[14]研究中單果質(zhì)量、可溶性固形物含量性狀配合力分結(jié)果相近，這也符合壓砂地西瓜種植密度低、耐貯運(yùn)的特點(diǎn)。但與劉勇等[4]研究中主蔓長度、果皮厚度2個性狀比例各為50%左右的研究結(jié)果不完全相同?？紤]壓砂地西瓜栽培的特殊性（壓砂西瓜低密度栽培時不整枝不打杈，既不影響光照和授粉且便于輪作倒茬），故主蔓長度性狀沒有做為主要性狀進(jìn)行分析評價，所以其正向貢獻(xiàn)率沒有顯現(xiàn)?？偨Y(jié)試驗(yàn)教訓(xùn)，在配合力分析時，不但要選擇表型性狀比較好的，還需要其具有高配合力的特征，這樣才能更好地滿足育種的要求。而且在測配中不能忽視主蔓長度等其他性狀，只有保證這兩個方面的特征才能更好地保證育種質(zhì)量。

筆者針對壓砂地中晚熟西瓜特點(diǎn)選擇了7個主要性狀進(jìn)行配合力分析，試驗(yàn)結(jié)果可為壓砂地中晚熟西瓜雜交育種的親本選擇和選配提供依據(jù)。如果需進(jìn)一步研究時，能在田間配合力測定中，再加入坐果率、主蔓長度、干物質(zhì)、抗逆性狀等，將會對親本材料的分析更加清晰和完善，且不拘泥于寧夏中部干旱帶的壓砂地種植，擴(kuò)大選育組合的適宜地區(qū)，對寧夏西瓜常規(guī)育種及性狀改良具有重要作用。

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