小型西瓜種子性狀的遺傳分析及相關性

高美玲　趙芳芳　王玉書

摘要：以種子性狀差異顯著的2個小型西瓜材料為親本，研究種子長度、種子寬度、種子千粒質量及單瓜種子數4個性狀的遺傳規律。遺傳分析結果表明：種子長度、種子寬度、單瓜種子數和種子千粒質量都是呈連續變異的數量性狀。相關性研究結果表明，種子長度和種子寬度、種子長度和種子千粒質量、種子寬度和種子千粒質量3對性狀呈極顯著正相關；種子寬度和單瓜種子數、種子千粒質量和單瓜種子數2對性狀呈顯著負相關，種子長度和單瓜種子數相關性不顯著。通徑分析結果說明種子寬度對單瓜種子數有直接影響，但影響很小。

關鍵詞：小型西瓜；種子；遺傳分析；相關分析

中圖分類號： S651.032 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2016）07-0259-03

西瓜是世界第五大水果，居于葡萄、香蕉、柑橘、蘋果之后，是重要經濟作物[1-2]。小型西瓜別稱“迷你西瓜”，是近年來培育的西瓜新品種，因其果型較小、品質優良，很受消費者歡迎[3]。前人關于西瓜品質性狀研究較多，對西瓜種子性狀研究較少。本試驗針對小型西瓜的種子性狀進行遺傳分析和相關性研究，以期為小型西瓜優質品種選育提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本研究所選用的母本材料籽多且小，代號為LQ06，引自美國；父本材料籽少且大，代號為XinA，是新疆地方品種。2個親本均由經六世代選擇純化獲得，種子性狀差異較大，均由黑龍江省齊齊哈爾市園藝研究所魏曉明老師提供的。

1.2 試驗方法

1.2.1 田間試驗設計 2013年春季，父母本進行雜交獲得F1代，F1代自交獲得F2代種子。2014年春季，分別定植兩親本和F1代各30株，每小區種10株，重復3次；隨機定植F2群體121株，株行距0.4 m×0.6 m。采用地膜覆蓋立架栽培，單蔓整枝，生長期間保證試驗條件和管理水平一致。花期時逐一對各群體材料進行授粉，保證坐果率。

1.2.2 性狀調查 使用游標卡尺測量種子長度（cm）、寬度（cm）。用電子天平稱量種子百粒質量（g），再計算種子的千粒質量（g）[4]。

1.2.3 數據分析 采用Excel 2007和SPSS 17.0軟件處理與分析數據[5-6]。

2 結果與分析

2.1 種子性狀的遺傳規律

2.1.1 種子性狀方差分析 由表1可看出，兩親本自交系間4個種子性狀差異都達到顯著水平，說明2個親本間種子性狀存在較大差異，可進一步分析。4個性狀區組間F值均沒有達到顯著水平，說明2個親本均是穩定表達的純系。表1中提到的變異系數即遺傳變異系數，是衡量各數量性狀由遺傳變異引起的變異范圍及差異程度的量，遺傳變異系數越大，說明某一數量性狀在群體中的遺傳潛力越大，通過選擇改良的效果就越好。4個性狀中，種子千粒質量的變異系數最大，為0.594 8，其他性狀的變異系數在0.251 7～0.267 2之間。4個性狀遺傳變異系數由小到大依次是：種子寬度<種子長度<單瓜種子數<種子千粒質量。

2.1.2 種子性狀在不同世代群體中的分離 從表2可以看出，種子長度、種子寬度、種子千粒質量及單瓜種子數等4個性狀在2個親本之間均差異顯著，并且4個性狀的F1代表現型均介于2個親本之間，更接近母本。種子在不同世代中的表現型見圖1。

2.1.3 種子性狀在F2代群體中的分離 F2代群體種子性狀的分離情況見表3。從表3可以看出，F2群體種子長度、種子寬度、種子千粒質量、單瓜種子數等4個性狀均多數介于2個親本之間，其中種子長度和種子寬度存在正向超親分離；種子千粒質量和單瓜種子數既存在正向超親分離又存在負向超親分離。從圖2可以看出，F2群體中種子長度、種子寬度、種子千粒質量、單瓜種子數等4個性狀均表現為連續性分布，其中種子長度、種子寬度、種子千粒質量等3個性狀的偏度值較大，均呈偏正態分布；單瓜種子數偏度值較小，呈正態分布，4個性狀都呈現出明顯的數量性狀遺傳特征，都屬于數量性狀。由表3可以看出，4個性狀的峰度值、偏度值絕對值都小于3，說明4個性狀都由主效基因控制。部分F2代個體種子的表現型見圖3。

2.2 種子性狀的相關性分析

由表4可知，種子長度和種子寬度、種子長度和種子千粒質量、種子寬度和種子千粒質量3對性狀呈極顯著正相關。種子寬度和單瓜種子數、種子千粒質量和單瓜種子數2對性狀呈顯著負相關。種子長度和單瓜種子數相關性不顯著。

2.3 種子性狀的回歸分析與通徑分析

以種子長度（X1）、種子寬度（X2）、種子千粒質量（X3）等3個性狀為自變量，單瓜種子數（Y）為因變量， 作逐步回歸分

析，分析得出單瓜種子數（Y）的最優方程為：Y=365.199-304.312X2（r=0.222）。經方差分析，該方程F=5.271，在005水平上差異顯著，回歸方程可用于較準確的預測。由該方程可知，種子寬度（X2）對單瓜種子數（Y）影響最大，種子長度、種子千粒質量對單瓜種子數不存在顯著影響。通徑分析結果表明，種子寬度（X2）對單瓜種子數的直接通徑系數為 0.222，決定系數為0.049，剩余通徑系數為0.975，該值較大，說明種子寬度對單瓜種子數的相對決定程度較小，還存在一些影響較大的因素沒被考慮到，所以單瓜種子數影響因素還有待進一步研究。

3 結論與討論

植物生長發育過程中，種子大小是一個重要的特征[7]。研究表明，種子大小對植物的適應性有很大影響，一般大種子較小種子易發芽生根，繁殖力較高[8-14]。因此，研究種子的相關性狀對物種的改良創新很有意義。本研究結果表明，4個目標性狀都在F2代群體中都呈連續性變異，F1代表型都介于2個親本之間，明顯存在超親分離，符合正態或偏正態分布，屬于數量性狀。4個性狀在F2代群體中的峰度和偏度絕對值都小于3，表明4個性狀都是由主效基因控制，同時可能受多個微效基因同時控制的數量性狀，這與謝春立等的研究結果[15-16]一致。有學者認為，種子千粒質量與種子大小存在一定的相關性，即種子越大，種子的千粒質量越高[17-19]。本研究結果表明，種子寬度和種子長度、種子長度和種子千粒質量、種子寬度和種子千粒質量3對性狀呈極顯著正相關，說明種子越大，種子的千粒質量越高；種子寬度和單瓜種子數、種子千粒質量和單瓜種子數2對性狀呈顯著負相關，說明種子寬度越大，單瓜種子數越少，種子千粒質量越低，單瓜種子數越少。本研究結果與王志強等的研究結果[19]大致相同，不符合部分可能是由環境、品種不同等引起的。通徑分析結果說明種子寬度對單瓜種子數有直接影響，但種子寬度對單瓜種子數的決定系數較小，剩余通徑系數較大，所以種子寬度對單瓜種子數的相對決定程度較小，還存在一些影響較大的因素沒被考慮到，所以有必要對單瓜種子數影響因素作全面分析。

參考文獻：

[1]馬 躍. 透過國際分析，看中國西瓜甜瓜的現狀與未來[J]. 中國瓜菜，2011，24（2）：64-67.

[2]Liu W G，Yan Z H，Zhao S J，et al. Triploid seedless watermelon production in China[J]. Cucurbitaceae，2006，2（3）：296-300.

[3]孫 勝，邢國明. 中國小型西瓜反季節栽培研究進展[J]. 中國農學通報，2005，21（5）：316-319.

[4]馬雙武，劉君璞. 西瓜種質資源描述規范和數據標準[M]. 北京：中國農業出版社，2005.

[5]尚建立，王吉明，馬雙武. 西瓜種質資源若干性狀的描述與數據采集[J]. 中國瓜菜，2010，23（6）：39-41.

[6]許曉婷，劉童光，張其安，等. 西瓜主要果實性狀與果實裂應度的相關性[J]. 中國瓜菜，2013，26（2）：11-13.

[7]Eriksson O. Game theory provides no explanation for seed size variation in grasslands[J]. Oecologia，2005，144（1）：98-105.

[8]Aniszewski T，Kupari M H，Leinonen A J.Seed number，seed size and seed diversity in Washington Lupin（Lupinus polyphyllus Lindl）[J]. Annals of Botany，2001，87：77-82.

[9]Zhang J N.Inheritance of seed size frandive crosses in watemelon[J]. Cucmbit Genetics Cooperative Report，1996，19：67-69.

[10]Tanaka，Winol S，Mizutani T. Inheritance of fruit shape and seed size of watermelon[J]. Japan Soc Hort Sci，1995，64（3）：543-548.

[11]Khurana E，Singh JS.Influence of seed size on seedling growth of Albizia proceraunder different soil water levels[J]. Annals of Botany，2000，86：1185-1192.

[12]Win A. Ecological and evolutionary consequences of seed size in pruneua-vulgarisl[J]. Ecology，1988，69（8）：1537-1544.

[13]Lloret F，Casanovas C，Penuelas.Seedling survival of Mediterranean shruhland species in relation to root：shoot ratio，seed size and water and nitrogen use[J]. Functional Ecology，1999，13：210-216.

[14]Moles A T，Westoby M. Seed size and plant strategy across the whole life cycle[J]. Oikos，2006，113（1）：91-105.

[15]謝春立. 粘籽西瓜與籽瓜亞種間雜交種性狀遺傳研究[D]. 烏魯木齊：新疆農業大學，2011.

[16]張桂芬，張建農. 西瓜種子大小的遺傳規律[J]. 江蘇農業科學，2011，39（4）：216-217.

[17]Gusmini G，Wehner T C，Jarret R L. Inheritance of egusi seed type in watermelon[J]. The Journal of Heredity，2004，95（3）：268-270.

[18]Poole C F，Grimball P C，Porter D R. Inheritance of seed characters in watermelon[J]. Agric Rec US，1941，63：433-456.

[19]王志強，劉聲鋒，郭守金，等. 西瓜種質資源種子性狀的遺傳多樣性和相關性分析[J]. 中國農學通報，2013，29（25）：205-208.