冬瓜子房與果實性狀的遺傳相關性和通徑分析

孫飄云 閆晉強 劉文睿 謝大森 何曉明 王敏 彭慶務 江彪

摘要?通過對墨寶冬瓜和7個冬瓜高代自交系配制的9個雜交組合的子房長、子房橫徑、成熟瓜長和成熟瓜橫徑4個農藝性狀進行相關性分析，以期揭示冬瓜子房與成熟果實的遺傳相關性，為根據子房大小預測成熟果實大小提供依據。結果表明，子房長與成熟瓜長呈正相關且達極顯著水平，與成熟瓜橫徑呈顯著正相關。 該研究為冬瓜育種和生產提供理論參考。

關鍵詞?冬瓜;子房;成熟果實;遺傳相關;通徑分析

中圖分類號?S642.3?文獻標識碼?A

文章編號?0517-6611（2021）01-0037-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.01.010

Abstract?In this study， four agronomic traits，including ovary length， ovary width， mature fruit length and mature fruit width were investigated in the experimental field among Mobao Donggua and 9 hybrids made between 7 inbred lines.Thereafter， the correlation analysis and path analysis were performed to reveal the relation between ovary and mature fruit in wax gourd.The results indicated a extremely significant positive correlation between ovary length and mature fruit length， and a significant positive correlation between ovary and mature fruit width.It was found that mature fruit width had a positive correlation with mature fruit length.This study provided theoretical reference for the breeding and production of wax gourd.

Key words?Wax gourd;Ovary;Mature fruit;Genetic correlation;Path analysis

冬瓜（Benincasa hispida（Thunb.）Cogn.）為葫蘆科冬瓜屬一年生草本植物，起源于我國南部及印度[1]，現廣泛分布于亞洲的熱帶、亞熱帶和溫帶地區[2]。果實是冬瓜的主要食用部位，含有蛋白質、碳水化合物、維生素以及礦質元素等營養成分，兼具藥用和保健功效，屬典型的高鉀低鈉型蔬菜[3]。由于其耐儲運、貨架期長，在調節蔬菜淡季、保證周年供應中發揮著重要作用[4]。

利用相關性及通徑分析的方法，研究作物各農藝性狀之間的相互關系，對作物育種有重要的借鑒和參考意義[5]。近年來，育種者對冬瓜瓜長、瓜橫徑、瓜肉致密性、中腔及單瓜重與冬瓜產量之間的相關性進行了研究，謝大森等[5]對56個冬瓜品種的13個性狀進行了遺傳相關性和通徑分析，結果表明，瓜長、瓜肉致密性、橫徑、單瓜重與總產量有密切關系， 瓜肉致密性是構成冬瓜單瓜重和總產量的主要性狀，瓜長對產量的貢獻最大。謝大森等[6]運用灰色關聯分析法對33種不同來源冬瓜材料的11個產量相關農藝性狀進行了分析，結果顯示，決定產量的關鍵因素是單瓜重、瓜形指數、瓜長和瓜肉厚，其中單瓜重對產量的影響最大;而決定單瓜重的關鍵因素是肉厚、瓜長、橫徑和病毒病病情指數。在其他葫蘆科作物如黃瓜[7-8]、苦瓜[9]也有農藝性狀相關性的研究。然而，目前國內外對冬瓜子房長、子房橫徑、成熟瓜長和成熟瓜橫徑之間的相關性研究尚鮮有報道。

筆者對冬瓜子房長、子房橫徑、成熟瓜長和成熟瓜橫徑4個農藝性狀之間的相關性進行分析，以揭示子房期和成果期各性狀之間的相互關系，旨在為冬瓜育種和生產提供理論參考。

1?材料與方法

1.1?試驗材料?供試材料為廣東省農業科學院蔬菜研究所選育出的墨寶冬瓜及不同高代自交系親本配制的9個雜交組合（表1），所有供試材料均種植于廣東省佛山市三水區試驗基地。冬瓜種子經過浸種催芽后，播種于50孔穴盤，待長到2～3片真葉時移栽，試驗采取隨機區組設計，所有材料均為露地搭架式高畦栽培，每畦單行種植，畦寬1.0 m，株距1 m，田間栽培按常規方法管理，每個組合30個樣本。

1.2?調查方法

冬瓜雌花子房長（mm）和子房橫徑（mm）于開花期調查，以每個處理50%植株雄花開放之時作為開花期。成熟瓜長（cm）和成熟瓜橫徑（cm）按商品瓜生產成熟標準進行采收后調查。各組合內成活結瓜單株全部調查性狀，組合1取樣15株，組合2取樣11株，組合3取樣9株，組合4取樣11株，組合5取樣14株，組合6取樣10株，組合7取樣5株，組合8取樣7株，組合9取樣9株，墨寶冬瓜取樣30株，分別調查以上性狀，取平均值，對各組合內樣本進行農藝性狀調查后，用Excel進行數據整理，用IBM SPSS Statistics 19軟件進行數據分析。

子房長（mm）：用游標卡尺量取盛花期充分發育大花蕾的子房長;子房橫徑（mm）：用游標卡尺量取盛花期充分發育大花蕾的子房橫徑;成熟瓜長（cm）：用直尺量取已充分發育的商品冬瓜中部縱徑;成熟瓜橫徑（cm）：用直尺量取已充分發育的商品冬瓜中部橫徑。

1.3?分析方法?為了保證各性狀相關性分析所用數據的準確性，在進行相關性分析前對數據進行正態性檢測，以確保采集數據的可用性。選擇SPSS軟件W檢驗法（Shapiro-Wilk）作為正態性檢驗方法，具體方法為Analyze-Descriptive Statistics-Explore，置信區間為95%，根據Sig.值是否大于0.05確定是否為正態分布，大于0.05為正態分布，小于0.05為非正態分布。同時查看正態概率圖中的標準Q-Q圖進一步確認，樣本數據散點基本在直線附近，說明樣本數據符合正態分布。

對同一組合內4個不同性狀的調查數據分別取平均值，所得平均值作為數據材料用IBM SPSS Statistics 19軟件[10]進行4個性狀的相關性分析，運用雙變量相關分析方法，相關系數選擇Pearson進行雙側顯著性檢驗。

采用IBM SPSS Statistics 19軟件[11]進行多元回歸分析及通徑分析。

2?結果與分析

2.1?樣本數據正態性檢驗

對墨寶冬瓜和9個雜交組合不同性狀的樣本數據進行正態性檢測，以確保采集數據的可用性，SPSS結果顯示Sig.>0.05符合正態分布，同時從樣本數據正態概率標準Q-Q圖（圖1）可以看出，樣本數據散點基本在直線附近，說明所采集數據可以用作性狀相關性分析。

2.2?不同性狀的遺傳相關分析

性狀調查結果顯示（圖2），不同雜交組合或墨寶冬瓜子房長、子房橫徑、成熟瓜長及成熟瓜橫徑的調查數據整體分布較集中，可以用作后續數據分析。在所有的雜交組合中，組合5的子房長平均值最大，為70.52 mm，組合7的平均值最低，為58.42 mm;組合4的子房橫徑平均值最大，為16.88 mm，組合8的平均值最低，為14.37 mm;組合8的成熟瓜長平均值最大，為90.26 cm，組合4的平均值最低，為71.09 cm;組合7的成熟瓜橫徑平均值最大，為21.39 cm，組合8的平均值最低，為16.96 cm;與各組合的4個農藝性狀相比，墨寶冬瓜的子房長、子房橫徑、成熟瓜長及成熟瓜橫徑的平均值均較低，屬于小果型冬瓜。

冬瓜子房長、子房橫徑、成熟瓜長及成熟瓜橫徑各性狀之間的相關系數分析結果表明，子房長與成熟瓜長呈正相關且達極顯著水平（r=0.961**），與成熟瓜橫徑呈顯著正相關（r=0.733*），而與子房橫徑相關不顯著;成熟瓜長與成熟瓜橫徑呈顯著正相關（r=0.656*），其他性狀間相關不顯著，其中子房橫徑與成熟瓜長呈負相關（表2）。說明冬瓜子房長在一定程度上影響成熟瓜長，可以通過對子房長的選擇，選育出適宜大小的冬瓜品種。

2.3?成熟瓜長（y1）及成熟瓜橫徑（y2）的多元回歸分析

2.3.1?成熟瓜長（y1）的多元回歸分析。

以冬瓜成熟瓜長（y1）作為因變量，子房長（x1）、子房橫徑（x2）作為自變量，進行多元逐步回歸，得到回歸方程：

y1=77.093+1.676x1-6.902x2

多元回歸分析表明，子房長、子房橫徑對成熟瓜長的決定系數R2=0.989，子房長（x1）、子房橫徑（x2）偏回歸系數顯著，說明上述2因子基本代表了冬瓜成熟瓜長的主要構成因素。

2.3.2?成熟瓜橫徑（y2）的多元回歸分析。

以冬瓜成熟瓜橫徑（y2）作為因變量，子房長（x1）、子房橫徑（x2）作為自變量，進行多元逐步回歸，得到回歸方程：

y2=-5.045+0.184x1+0.781x2

多元回歸分析表明，子房長、子房橫徑對成熟瓜長的決定系數R2=0.575，子房長（x1）偏回歸系數顯著（sig.=0.022），子房橫徑（x2）偏回歸系數不顯著，說明子房橫徑不是冬瓜成熟瓜橫徑的主要構成因素。

2.4?遺傳通徑分析

為比較子房長和子房橫徑對成熟瓜長和成熟瓜橫徑的影響，分別以成熟瓜長和成熟瓜橫徑為結果變量，其他性狀為原因變量，對冬瓜子房長、子房橫徑、成熟瓜長、成熟瓜橫徑之間的直接作用進行通徑分析。

由表3可知，子房長對成熟瓜長的直接作用最大，直接通徑系數為0.973，在相關分析中也發現，它對成熟瓜長的影響達極顯著水平，其通過子房橫徑的間接作用為-0.012，說明子房長通過子房橫徑對成熟瓜長幾乎不發生間接作用。子房橫徑對成熟瓜長的直接

作用較小，且對成熟瓜橫徑產生負向影響，其通過子房長的間接作用較小，幾乎不通過子房長發生間接作用。

由表4可知，子房長對成熟瓜橫徑的直接通徑系數為0.733，可見它對成熟瓜橫徑有直接的正相關作用，其通過子房橫徑的間接作用為0.009，說明子房長通過子房橫徑對成熟瓜橫徑幾乎不發揮間接作用。子房橫徑對成熟瓜橫徑的直接作用較小，直接通徑系數為0.195，其通過子房長的間接作用較小，幾乎不通過子房長發生間接作用。

3?結論與討論

培育出符合市場需求的品種是育種工作者重要育種目標之一。市場對冬瓜大小和長度的需求也不盡一致，因此確定影響冬瓜大小和長度的相關因素，可以提高育種效率。近年來，許多學者利用相關性分析的方法對西瓜[12]、番茄[13]、大豆[14]、玉米[15]等作物進行了農藝性狀相關性的研究，揭示了各農藝性狀間的關聯，為作物遺傳育種提供理論參考。

該研究通過分析不同雜交組合的子房和成熟果性狀的關系，通過顯著性分析和多元回歸分析均發現子房長和成熟果長呈正相關，這與楊悅[16]的研究結果相似，表明子房長是構成成熟瓜長的主要指標。與此同時，發現子房長與成熟瓜橫徑呈顯著正相關，表明果實在生長過程中，果實粗度隨長度的伸長而相應增粗，與龔秋林等[17]研究結果一致。該研究結果表明，在冬瓜育種過程，可以通過子房期選擇子房較長的資源進而達到獲取較長、較粗冬瓜成熟果，進而達到高產育種的目的。

參考文獻

[1]謝大森，何曉明，彭慶務.不同冬瓜品種營養成分分析[C]//中國園藝學會.中國園藝學會第六屆青年學術討論會論文集.西安：陜西科學技術出版社，2004：409-412.

[2]周勝軍，陳新娟，朱育強，等.我國冬瓜和節瓜種質資源的研究現狀及建議[J].植物遺傳資源學報，2014，15（1）：211-214.

[3]鄒宇曉，徐玉娟，廖森泰，等.冬瓜的營養價值及其綜合利用研究進展[J].中國果菜，2006，26（5）：46-47.

[4]JIANG B，LIU W R， XIE D S， et al.High-density genetic map construction and gene mapping of pericarp color in wax gourd using specific-locus amplified fragment （SLAF） sequencing[J].BMC Genomics，16（1）：1-10.

[5]謝大森，何曉明，彭慶務，等.冬瓜主要農藝性狀的相關與通徑分析[J].華北農學報，2002，17（S1）：124-127.

[6]謝大森，何曉明，赫新洲，等.冬瓜產量相關性狀的灰關聯綜合評估研究[J].江西農業學報，2003，15（1）：33-36.

[7]何曉明，陳清華，林毓娥.華南型黃瓜產量與果實性狀的相關和通徑分析[J].廣東農業科學，2001，28（1）：17-18.

[8]李建吾，孫守如，任凝輝，等.黃瓜主要農藝性狀的遺傳相關與通徑分析[J].河南農業大學學報，1997，31（3）：244-247.

[9]肖昌華，余席茂，唐鍔，等.苦瓜主要農藝性狀相關及通徑分析[J].農業科技通訊，2015（3）：161-163.

[10]楊麗，李曉艷，姜新，等.《生物統計學》課程中SPSS統計軟件的應用：以隨機完全區組設計試驗為例[J].熱帶農業工程，2019，43（4）：145-147.

[11]杜家菊，陳志偉.使用SPSS線性回歸實現通徑分析的方法[J].生物學通報，2010，45（2）：4-6.

[12]江海坤，袁希漢，章鎮，等.西瓜主要農藝性狀與裂果性狀的相關及通徑分析[J].中國蔬菜，2009（16）：31-35.

[13]賈曉軍，陳芳，蘭創業.鮮食番茄農藝性狀和產量的相關性分析[J].北方園藝，2017（5）：27-30.

[14]賀禮英，尹成杰，黃守程，等.菜用大豆主要農藝性狀的相關性、聚類及主成分分析[J].浙江農業學報，2018，30（1）：50-57.

[15]賈亞濤，杜偉建，邢國芳.玉米主要農藝性狀間相關性和主要農藝性狀與產量的相關通徑分析[J].山西農業科學，2015，43（9）：1080-1083.

[16]楊悅.黃瓜果實發育過程縱橫徑變化規律及其器官形狀相關性研究[D].楊凌：西北農林科技大學，2018.

[17]龔秋林，劉上信.雜交苦瓜果實發育狀況研究[J].安徽農業，2004（12）：18.