基于農藝性狀的33份南瓜種質資源多樣性分析

劉珍宇，王鵬偉，曹夢琦，等.基于農藝性狀的33份南瓜種質資源多樣性分析[J].南方農業，2023，17（23）：8-12，25.

摘 要 以河南科技學院南瓜課題組收集的33份南瓜種質資源為材料，綜合運用多元統計分析、聚類分析和主成分分析方法，對第一雌花節位、主蔓長度、節間長度、第一坐瓜節位等11個主要農藝性狀的遺傳多樣性進行研究，旨在為南瓜優質種質資源的篩選提供理論依據。結果表明：33份南瓜種質資源的11個農藝性狀的變異系數范圍為12.69%～49.98%，其中雌花間隔數的變異系數最大，為49.98%，葉片寬度的變異系數最小，為12.69%；11個農藝性狀間有一定的相關性；通過提取3個主成分可涵蓋11個農藝性狀80.42%的信息；利用聚類分析在歐氏距離8.49處將33個南瓜種質資源分為5類。

關鍵詞 南瓜；種質資源；農藝性狀；相關性分析；聚類分析；主成分分析

中圖分類號：S642.2 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.23.002

收稿日期：2023-05-11

基金項目：河南省重點研發與推廣專項資助項目（202102110201）。

作者簡介：劉珍宇（1999—），男，河南林州人，在讀碩士，研究方向為南瓜種質資源創新與利用。E-mail：liuzhenyu0602@163.com。

*為通信作者，E-mail：sunli0001977@126.com。

南瓜為一年生蔓生草本植物[1]，栽培歷史悠久、種類繁多，在世界各地廣泛栽培。南瓜在品種、果實、品質、色澤等方面的多樣化都十分突出[2]。南瓜含有豐富的營養，還具有多種藥用價值，常被認為是特效保健食品。

植物種質資源是生物遺傳多樣性的重要組成部分[3]。在南瓜育種工作中，南瓜種質資源是必不可少的重要物質基礎，全面了解和分析南瓜種質資源的遺傳多樣性，成為提高南瓜育種實效的重要手段[4]。對植物種質資源進行分析鑒定的方法有很多，已有學者對南瓜屬植物種質資源進行了鑒定和分類[5-8]。對種質資源在形態學上進行鑒定的方法有很長歷史，是最簡便、直接的鑒定途徑和方法，不可被忽視[9-11]。袁建民等利用主成分分析提取了3個主成分，發現第1主成分貢獻率最高，且能反映南瓜葉片性狀信息，通過聚類分析將供試材料分為3類[9]。本試驗以33份南瓜種質資源為試驗材料，對其11個農藝性狀進行調查和分析，以期為南瓜育種工作提供科學依據。

1" 材料與方法

1.1" 試驗材料

試驗以河南科技學院南瓜課題組的33份南瓜種質資源為材料，分別為：19-08、19-05、19-07-4、20-1、L212、18-L-21、L211、19-04、19-06、19-07-2、19-02、19-03、19-07-3、18-L-24、18-L-23、18-L-22、18-L-26、009-1-G1、009-1-G2、陵禮A1、固武徐-2、陵楊A1、陵禮G17、陵楊A18、陵B-2、陵西溝a2、陵禮白-13、陵禮B1、陵禮長南瓜、陵禮G6、陵禮G7、陵A特2、19-01-1。

1.2" 試驗方法

試驗于2021年在河南科技學院南瓜種植基地進行[12]。試驗地田間管理按常規南瓜種植方法進行。每個材料隨機選10株，對其第一雌花節位（節）、第二雌花節位（節）、雌花間隔數（節）、葉片寬度（cm）、葉片長度（cm）、葉柄長度（cm）、葉柄粗度（mm）、節間長度（cm）、主蔓粗度（mm）、主蔓長度（m）、第一坐瓜節位（節）等11個農藝性狀進行調查。以各性狀的平均值為試驗統計數據。性狀調查具體要求參考江毅[13]的方法。

1.3" 數據分析

試驗采用DPS進行方差分析（Duncan′s新復極差法）、主成分分析和聚類分析。聚類分析采用歐氏距離離差平方和法。變異系數（CV）=樣本標準差/樣本平均數×100%[14]。

2" 結果與分析

2.1" 南瓜種質資源農藝性狀的變異性分析

對33份南瓜種質資源農藝性狀進行方差分析，由表1可知，第一、二雌花節位最低的是19-07-4，最高的是18-L-22；雌花間隔數最小的是19-07-4，最大的是18-L-24；葉片寬度最小的是19-05，最大的是陵楊A18；葉片長度最小的是19-07-3，最大的是陵楊A18；葉柄長度最小的是19-07-2，最大的是陵楊A1；葉柄粗度最小的是陵禮G7，最大的是陵楊A18；節間長度最小的是19-07-3，最大的是陵禮G17；主蔓粗度最小的是18-L-26，最大的是20-1；主蔓長度最小的是19-07-4，最大的是19-02；第一坐瓜節位最低的是陵楊A1，最高的是19-02。同時，從表1可以看出在0.05水平上，各南瓜種質資源的各性狀間都存在顯著差異。

對種質資源農藝性狀變異性分析，由表2可知，第一雌花節位均值為19.21節，第二雌花節位均值為23.02節；雌花間隔數均值為3.11節，變化范圍為0.30～6.50節；葉片寬度均值為27.23 cm，長度均值為20.84 cm；葉柄長度均值為22.47 cm，粗度均值為11.58 mm；節間長度均值為27.23 cm，變化范圍為7.75～17.25 cm；主蔓粗度均值為10.47 mm，長度均值為3.34 m；第一坐瓜節位均值為23.26節。

在基礎群體中，變異系數越大，其蘊藏的遺傳變異也就越廣泛，其遺傳多樣性也就越豐富，獲得新類型材料的概率也就越大[15]。由表2可知，33份南瓜資源各性狀變異系數均大于10%，且變異幅度較大，介于12.69%～49.98%，平均變異系數為21.83%。各農藝性狀變異系數從大到小依次為雌花間隔數（49.98%）＞第一坐瓜節位（30.01%）＞第一雌花節位（24.49%）＞第二雌花節位（23.48%）＞主蔓長度（21.13%）＞葉柄粗度（18.05%）＞主蔓粗度（16.28%）＞葉柄長度（15.40%）＞葉片長度（14.92%）＞節間長度（13.68%）＞葉片寬度（12.69%）。其中雌花間隔數的變異系數最大，為49.98%，表明第一雌花節位的遺傳多樣性比較豐富，葉片寬度的變異系數最小，為12.69%。變異系數的大小與性狀的變異范圍呈正相關，變異系數越大表明性狀的變異越大。所測性狀的變異系數較高，所以供試材料在今后的育種過程中獲得新型材料的概率較大。

2.2" 南瓜種質資源農藝性狀的相關性分析

種質資源的農藝性狀相關性分析結果（見表3）顯示，第二雌花節位與第一雌花節位極顯著相關；雌花間隔數與第一雌花節位、第二雌花節位極顯著相關；葉片長度與葉片寬度極顯著相關；葉柄長度與葉片寬度、葉片長度極顯著相關；葉柄粗度與第一雌花節位、葉片寬度、葉片長度、葉柄長度極顯著相關；主蔓粗度與第一雌花節位、葉片寬度、葉片長度、葉柄長度、葉柄粗度極顯著相關；主蔓長度與第一雌花節位、第二雌花節位、節間長度極顯著相關；第一坐瓜節位與第一雌花節位、第二雌花節位、葉柄粗度主蔓粗度極顯著相關。

2.3" 南瓜種質資源農藝性狀的主成分分析

對供試33個南瓜材料的農藝性狀進行主成分分析（見表4），提取了3個主成分，第1、2、3個主成分的特征值分別為4.88、3.04、0.93，貢獻率分別為44.35%、27.66%、8.41%，累計貢獻率為80.42%。第1主成分的特征向量排前三的載荷因子依次是主蔓粗度（0.37）、葉柄粗度（0.36）、葉片長度（0.33）。第2主成分特征向量排前三的是節間長度（0.37）、葉片寬度（0.37）、葉柄長度（0.35）和主蔓長度（0.35）。第3主成分特征向量排前三的是雌花間隔數（0.69）、第二雌花節位（0.27）、主蔓粗度（0.22）。

2.4" 南瓜種質資源農藝性狀的聚類分析

對供試33份南瓜材料的11個農藝性狀進行聚類分析（離差平方和法），結果見圖1。在歐式距離8.49處，將33份南瓜材料分為5個類群，結果見表5，可以看出每個類群各有其特點。第1類群（I）包含9個品種（1、4、3、13、6、8、10、18、19），該類群具有第一、二雌花節位較低，雌花間隔小、葉片小、葉柄短粗，節間短等特點。第2類群（Ⅱ）包含3個品種（20、22、24），該類群具有第一、二雌花節位低，雌花間隔小、葉片大、葉柄長且粗，節間短，主蔓短粗、第一坐瓜節位低等特點。第三類群（Ⅲ）包含10個品種（2、27、17、28、30、31、9、25、29、33），該類群具有第一、二雌花節位較高，葉片大小適中、主蔓細、節間較長等特點。第4類群（Ⅳ）包含5個品種（14、21、32、15、16），該類群具有第一、二雌花節位高，雌花間隔大、葉片大小適中、第一坐瓜節位高、主蔓細、節間多等特點。第5類群（V）包含6個品種（5、12、23、26、7、11），該類群具有雌花間隔小，葉片較大，葉柄粗，節間多，主蔓長，第一坐瓜節位較高等特點。

3" 小結與討論

南瓜種質資源的遺傳多樣性是新品種成功選育及應用方面突破的關鍵，對其進行分析和保護，既拓寬了南瓜品種改良的遺傳基礎，也可以根據產業的需求變化培育新品種[16]。11個性狀存在不同程度的變異，其中變異系數最大的是雌花間隔數，為49.98%，葉片寬度變異系數最小，為12.69%。變異系數與多樣性指數呈顯著負相關[17-18]。

主成分分析是把原來多個具有一定相關性的變量簡化為少數幾個互不相關的綜合性狀，該方法可簡化選擇程序[19-20]。本研究通過主成分分析，3個主成分累計貢獻率達到80.42%，第1、2、3主成分特征向量最大的分別為主蔓粗度、節間長度、雌花間隔數。第1主成分反映植株葉片的性狀信息，可將其歸納為生長勢因子，且其貢獻率最高，為44.35%，這與杜曉華等[11]、袁建民等[9]的研究結果一致。

聚類分析將供試33份南瓜種質資源分為5個類群，各類群特點不盡相同。第1類群具有第一、二雌花節位較低，雌花間隔小、葉片小、葉柄短粗，節間短等特點；第2類群具有第一、二雌花節位低，雌花間隔小、葉片大、葉柄長且粗，節間短，主蔓短粗、第一坐瓜節位低等特點；第3類群具有第一、二雌花節位較高，葉片大小適中、主蔓細、節間較長等特點；第4類群具有第一、二雌花節位高，雌花間隔大、葉片大小適中、第一坐瓜節位高、主蔓細、節間多等特點；第5類群具有雌花間隔小，葉片較大，葉柄長且粗，節間多，主蔓長，第一坐瓜節位較高等特點。此分類反映了所有供試材料的類型及親緣關系，為生產上的需求提供參考，但還需結合現代ISSR、SSR等分子標記進一步進行DNA水平的驗證[21]。基于南瓜種質的綜合評價，明確了各類群間的特征特性和變異范圍，可為南瓜種質資源的遺傳進化研究提供參考。

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（責任編輯：丁志祥）