42個中國南瓜自交系主要農(nóng)藝性狀多樣性分析

楊福強，劉素蘭，張艷，譚遠寶，向琳娜

（湖南長沙市蔬菜科學研究所，410003）

中國南瓜是我國常見的5個栽培南瓜類型之一，其栽培歷史悠久，分布廣泛，同時由于長期的自然和人工選擇，使南瓜在熟性、植株形態(tài)、果實特征等表型性狀上展現(xiàn)出了豐富的多樣性，積累了極為豐富的變異[1]。中國南瓜具有良好的栽培特性，對環(huán)境條件適應性強，在全國各地被廣泛種植，其栽培面積也在不斷增加，是我國重要的蔬菜作物。隨著近年來研究的深入，其醫(yī)療保健功能引起了許多專家學者和普通群眾的關注[2～7]，加之人們飲食結構的改善，致使需求量不斷增加，南瓜的規(guī)模化種植基地不斷涌現(xiàn)，同時廣大瓜農(nóng)和消費者也對南瓜的品質和產(chǎn)量提出了更高的要求。

本試驗主要通過對42份中國南瓜自交系材料主要農(nóng)藝性狀進行分析與評價，探討中國南瓜的遺傳多樣性，為南瓜自交系收集、開發(fā)利用和培育綜合性狀優(yōu)良的南瓜新品種提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗以42份中國南瓜自交系為材料，詳見表1。

1.2 試驗方法

①種植方法 試驗在長沙市蔬菜科學研究所海南南繁基地進行，2013年10月5日開始播種育苗，10月25日定植。實行露地高畦、地膜覆蓋種植，行距1 m，株距1 m。采用一條龍架構栽培，摘除分枝，只保留主蔓結果。其他栽培管理方法同大田生產(chǎn)。果實變色成熟時采收。

②調查分析方法 每個材料選擇5株，在栽培和采收過程中調查42個自交系南瓜第一雌花節(jié)位、葉長、葉寬、葉形、葉面白斑的多少、果實縱徑、橫徑、果形指數(shù)、果實形狀、單果質量、果皮花紋和果實棱溝等。其中，葉形，1=心臟形，2=心臟狀五角形，3=五角形，4=圓錐形，5=近圓形，6=掌形，7=腎形； 瓜形，1=扁圓，2=近圓，3=心臟形；4=橢圓，5=圓柱形，6=長頸圓筒，7=長棒形，8=梨形，9=長把梨形；瓜面特征，1=光滑，2=淺溝，3=深溝，4=多棱；嫩瓜顏色，1=黑，2=墨綠，3=灰綠，4=綠，5=淺綠；老熟瓜顏色，1=黑色，2=深綠，3=綠色，4=黃綠色，5=橘黃色，6=黃色[8]。

表1 供試的42份中國南瓜自交系

表2 南瓜自交系農(nóng)藝性狀多樣性統(tǒng)計

對調查所得的16個性狀的數(shù)據(jù)標準化后，采用SPSS 13.0軟件進行變異系數(shù)、聚類分析和主成分分析。

2 結果與分析

2.1 自交系各性狀變異系數(shù)分析

在基礎群體中，變異系數(shù)越大，其蘊藏的遺傳變異也就越廣泛，其遺傳多樣性也就越豐富，獲得新類型材料的可能性也就越大。通過對16個南瓜主要植物學性狀的統(tǒng)計分析（表2），結果表明，變異系數(shù)最大的是單果質量，為46.74%，葉長變異系數(shù)最小，為11.29%。變異系數(shù)的大小與性狀的變異范圍呈正相關，變異系數(shù)越大表明性狀的變異越大。所測性狀的變異系數(shù)較高，所以供試材料在今后的育種過程中獲得新型材料的幾率較大。當然，表型性狀的變異系數(shù)是在賦值后計算出來的，因此，不同性狀之間賦值的差異也影響著變異系數(shù)的大小。

2.2 自交系農(nóng)藝性狀聚類分析

聚類分析對揭示南瓜材料之間的親緣關系的遠近有重要作用。在歐氏距離15.5處，42份自交系材料被分為4類，第Ⅰ類包含的材料為SXN1、SXN2、SXN23，3個材料均為奶油南瓜，材料來自山西；該類主要特點是南瓜熟性早，果形小，葉片小，果實表面沒有花紋。第Ⅱ類包含的材料為WH22、WH23、YT1、YT56、HZ91、SM43， 材料主要來自山東，該類主要特點是南瓜晚熟，果實長棒狀，果形指數(shù)大，不具花紋，果皮顏色單一。第Ⅲ類共包含32份自交系材料，為最多的一類，該類材料主要來自廣東、河南、湖南、海南、山東等地，其主要特點為葉片大，單果質量高，果實表面花紋豐富。第Ⅳ類為23號YT54一份材料，來自山東，果實扁圓，棱溝明顯。通過對42份中國南瓜自交系聚類分析可以看出，聚類分析結果有一定地域性特征，第一類和第三類，表型特征比較明顯，比較容易區(qū)分。

2.3 主成分分析

主成分分析對揭示試驗材料的本質、確定品種選育過程中的農(nóng)藝指標有重要作用。對16個農(nóng)藝性狀進行分析，提取6個主成分，其特征值都大于1，其方差貢獻率分別為27.27%、19.43%、10.90%、9.36%、7.31%、6.33%，累計貢獻率為80.60%（表3），反映了16個性狀的大部分信息。第一主成分主要反映了葉長、葉寬、果肉厚、單果質量和第一雌花節(jié)位（表4）；主成分2主要反映了果長、果形、老熟瓜果形指數(shù)的信息；主成分3主要反映了葉形、嫩果顏色、老熟果顏色的信息；前3個主成分的累計貢獻率達到57.6%。第一主成分貢獻率最高，反映該類成分在供試的南瓜自交系中變異幅度最大，該類性狀的改良容易獲得成功。

圖1 南瓜自交系植物學性狀聚類（圖中的編號為試驗編號）

表3 自交系農(nóng)藝性狀的主成分分析

表4 16個農(nóng)藝性狀主成分貢獻

3 討論與結論

試驗結果顯示，供試42個中國南瓜自交系的16個性狀存在不同程度的變異，其中變異系數(shù)最大的是單果質量，為46.74%，葉長變異系數(shù)最小，為11.29%。說明這些性狀開發(fā)和改良的潛力較大，單果質量是決定南瓜產(chǎn)量的主要因素之一，其較高的變異系數(shù)也說明供試材料基因的豐富程度，為獲得培育高產(chǎn)南瓜材料的親本提供了基礎，也從一定程度上反映了南瓜遺傳的多樣性。

聚類分析中顯示同類的南瓜自交系有一定的地域性特征，這可能是由于不同地域栽培習慣的差異和長時間培育選擇的結果，這說明加強不同地域間南瓜材料的交流對擴寬育種者南瓜資源的遺傳基礎有重要的作用，同時，可以根據(jù)聚類分析結果指導雜交組合的選配，減少組合選配的盲目性。

主成分分析可以把存在一定相關性的多個性狀、基因連鎖和一因多效等性狀指標轉換成少數(shù)新的相互無關的主成分，使信息更能真實地反映本質[9]。這也可以為品種選育過程中農(nóng)藝性狀指標的有效確定提供參考依據(jù)[10]。南瓜農(nóng)藝性狀的評價對品種培育具有重要指導意義。本試驗將16個農(nóng)藝性狀歸納為6個主成分，主要包含了果實特征、葉面特征的信息，其總貢獻率達到80.60%，這也為品種選育和改良提供了參考。

試驗所調查的性狀有限，采用的材料并不能全面的反映我國南瓜資源的總體多樣性和豐富程度，因此，育種者在進行南瓜雜交育種過程中應廣泛地收集各地各類型南瓜材料和種質資源，進行科學的分離、篩選和評價；同時南瓜遺傳的多樣性也為獲得更多更好的優(yōu)良種質資源提供了基礎。

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