紅籽瓜主要產量性狀的遺傳力及相關性分析

摘要：以紅籽瓜農家品種及自交系為供試材料，采用隨機區組試驗設計，用方差分析法估算了單株坐瓜數、單瓜重、單瓜種子數、單瓜種子重、種仁重、千粒重、出仁率、產籽率和種子體積的廣義遺傳力；并對43個紅籽瓜品種9個產量性狀的遺傳力、遺傳變異系數和相關性進行了研究。結果表明，上述9個產量性狀的廣義遺傳力分別為12.86％，80.14％，75.96％，74.39％，48.01％，17.12％，24.97％，18.60％和37.07％。單瓜重、單瓜種子數和單瓜種子重的遺傳力較高，對其進行早世代單株選擇有較：好的效果；遺傳變異系數以千粒重和出仁率較高，選擇潛力大。性狀間相關性的研究表明：通過對單瓜重的選擇，可實現對單瓜種子數、單瓜種子重、種仁重和種子體積等性狀的間接選擇。并對紅籽瓜產量性狀遺傳力分析結果及其在育種中的應用進行了討論。

關鍵詞：紅籽瓜；產量性狀；遺傳力；相關性

紅籽瓜(Citrullus lanatus ssp.vulzaris var.mezalaspermus Lin et Chao)為籽用西瓜，俗稱紅打瓜、洗籽瓜、瓜籽瓜，屬葫蘆科普通西瓜亞種中的籽瓜變種。主要分布在甘肅、新疆、內蒙古、寧夏、廣西、安徽、江西、湖南、黑龍江、廣東等10個省(區)。紅籽瓜主要有廣西信都紅籽瓜、寧夏(平羅)紅籽瓜、江西信豐紅籽瓜等著名的品種(系)，其商品“紅瓜子”是傳統出口的名優特產。紅籽瓜是一種食用營養價值和藥用保健價值都很高的經濟作物，富含優質植物油和蛋白質，還含有多種氨基酸、維生素、礦質元素、多糖等物質，有重要的醫療保健作用。近年來，國內外瓜籽加工業迅速興起和發展，市場上對紅籽瓜的需求量日益增加，因此迫切需要培育高產、優質和抗病的紅籽瓜新品種。

籽瓜的基礎研究工作十分薄弱。隨著商品經濟的發展，對籽瓜的研究逐步受到重視。華中農業大學西甜瓜實驗室和廣西賀州市信都紅籽瓜研究發展中心等單位相繼開展了南方生態型紅籽瓜的栽培與育種工作，并率先進行了紅籽瓜航天誘變育種和功能保健型新品種的選育。柳唐鏡、何素云等對我國南方地區紅籽瓜生產上主要病害如枯萎病、炭疽病等進行了較為長期和系統的研究，提出了解決或緩解紅籽瓜重茬病害的新方案。這對于推動籽瓜科研和生產起到了積極的作用。

選育抗枯萎病品種是解決紅籽瓜枯萎病為害的根本途徑。由于紅籽瓜遺傳資源比較狹窄，目前紅籽瓜種質資源中抗枯萎病材料較為缺乏，已成為制約紅籽瓜抗枯萎病育種工作的瓶頸。為了有效地開展紅籽瓜的育種工作，特別是將紅籽瓜抗病育種、品質育種與高產育種等相結合，必須了解目標性狀的遺傳規律。遺傳力(或遺傳率)是對數量性狀進行遺傳分析和對雜種后代進行選擇的一個重要指標。本試驗選擇紅籽瓜單株坐瓜數、單瓜重、單瓜種子數、單瓜種子重、種仁重、千粒重、出仁率、產籽率和種子體積等9個產量性狀的遺傳力和遺傳相關性進行了研究，以期為正確制定紅籽瓜育種方案和有效地進行雜種后代選育提供可靠的理論依據。

1 材料與方法

1．1 材料

供試材料是廣西賀州市信都紅籽瓜研究發展中心從國內外搜集的紅籽瓜農家品種共43份，品種代號為RSW01~RSW43，由華中農業大學西甜瓜實驗室保存。所有材料均經過5-6代的自交提純，主要性狀表現穩定一致。

1．2 方法

試驗在華中農業大學國家蔬菜改良中心華中分中心試驗基地進行。2006年3月14日播種，4月19日移栽，每小區面積15 m²，種植20株，株距0.5 m，行距1.2 m。隨機區組設計，設3次重復。采用穴盤無土基質育苗，雙蔓整枝，套袋隔離授粉，自然坐果，其他栽培措施按常規技術統一管理。種瓜成熟后，每小區隨機取樣10株，觀察記錄單株坐瓜數(X1，個)、單瓜重(X2，g)、單瓜種子數(X3，粒)、單瓜種子重(X4，g)、種仁重(X5，g)、千粒重(X6，g)、出仁率(X7，％)、產籽率(X8，％)和種子體積(X9，mm³)。以小區為單位用方差分析法估算上述9個性狀的基因型方差、表現型方差和廣義遺傳力、遺傳變異系數。相關公式如下：

出仁率(％)=(單瓜種仁重/單瓜種子重)×100

產籽率(％)=(單瓜種子重/單瓜重)×100

種子體積(mm³)=種子長×寬×厚

1．3 數據處理

試驗數據均采用SAS9.0軟件進行處理和統計分析。

2 結果與分析

2．1 紅籽瓜主要產量性狀的田間試驗結果

田間試驗結果表明，供試紅籽瓜品種單株坐瓜數的分布范圍為1.1～2.2個，極差為1.1：單瓜重的變異幅度較大，分布范圍為242-760 g，極差為518；單瓜種子數觀察值分布為61～181粒，極差為120：單瓜種子重的測定值分布為5.9200-17.7933 g，極差為11.8733；種仁重的測量值分布為3.3343-10.8600g，極差為7.5257；千粒重的分布范圍為88.1948～131.7372 g，極差為43.5424；出仁率的測量值分布為51.4458％-61.0342％，極差為9.5884：產籽率的測量值分布為1.7351％-3.2321％，極差為1.4970；種子體積的測量值分布為143.50-234.24 mm³，極差為90.74(表1)。為了比較品種間變量和機誤變量之間的差異程度，對上述9個產量性狀的田間試驗結果進行了F測驗，結果表明品種間的差異均達到顯著水平，這說明紅籽瓜不同品種間觀察值的差異主要是由遺傳因素決定的，而受環境條件的影響相對較小。

2．2 紅籽瓜產量性狀的遺傳力及遺傳變異系數

以試驗小區為單位，用方差分析法估算了紅籽瓜主要產量性狀的廣義遺傳力和遺傳變異系數。表2結果表明：單株坐瓜數、單瓜重、單瓜種子數、單瓜種子重、種仁重、千粒重、出仁率、產籽率和種子體積的廣義遺傳力分別為12.86％，80.14％，75.96％，74.39％，48.01％，17.12％、24.97％、18.60％和37.07％。其中單瓜重和單瓜種子數的廣義遺傳力明顯高于單株坐瓜數、千粒重和產籽率的廣義遺傳力，說明單瓜重和單瓜種子數在遺傳上比單株坐瓜數和千粒重更加穩定。單瓜重、單瓜種子數和單瓜種子重的遺傳力最高，因此對這3個性狀可有效地進行早世代單株選擇；種仁重和種子體積也有較高的遺傳力，對這2個性狀也可進行早世代單株選擇，但宜適當擴大人選比例；單株坐瓜數、千粒重、出仁率和產籽率4個性狀，由于遺傳力較低，不宜在早世代進行單株選擇。千粒重和出仁率具較高的遺傳變異系數，表明其選擇潛力較大；而單瓜重、單瓜種子數、單瓜種子重和產籽率等遺傳變異系數較小，表明其選擇潛力小。

2．3 產量性狀相關性分析

根據單瓜重、單瓜種子數、單瓜種子重、種仁重、千粒重、出仁率、產籽率、種子體積、單株坐瓜數等9個數量性狀的測定數據，進行各性狀之間的相關性分析，得到各數量性狀間的相關系數。產量性狀的表型相關中包含了遺傳因素及環境條件。而遺傳相關是由基因的連鎖和基因的多效性共同作用的結果，這也是性狀間相關的本質所在。由表3可見，單瓜重與其產籽量(單瓜種子重、單瓜種子數)，單瓜種子數與單瓜種子重，種仁重與千粒重、出仁率、種子體積，千粒重與種子體積呈極顯著正相關；單瓜重與種仁重、種子體積，單瓜種子重與種仁重呈正相關，達到顯著水平；單瓜重與出仁率、產籽率，單瓜種子重與出仁率，千粒重與出仁率、單株坐瓜數，出仁率與種子體積，產籽率與種子體積、單株坐瓜數呈負相關，但其相關性均未達顯著水平。這表明，紅籽瓜單瓜重、種子體積較大的品種，其單瓜種子重和單瓜種子數較高；對產籽量的單瓜種子重和單瓜種子數2個性狀進行選擇，可以單瓜重作為間接選擇的參考。

3 討論

(1)遺傳力揭示了生物性狀的一個極其重要的特性，這就是在性狀的變異中剖分出可遺傳的和不可遺傳的兩部分。我們可以根據這一特性來制定育種計劃，采用科學的選種方法，預測紅籽瓜遺傳改良的進展和前景。遺傳力理論在很大程度上使育種工作者擺脫了盲目性、經驗性，使育種工作納入科學化、數量化的軌道。

(2)植物性狀的表現是基因型和環境條件共同作用的結果。遺傳力是遺傳方差在總方差中所占的比值。反映了遺傳因素和環境因素對表現型作用的相對大小。遺傳力的高低與選擇效果直接有關。新品種選育的最終目標是選出優良的基因型，而常規的選擇只能通過表現型來推測基因型，遺傳力的大小直接關系到利用表現型推測基因型的可靠程度，遺傳力越高，表明基因型在表現型中所占的比重越大。

(3)目前，對紅籽瓜性狀的選擇，大多仍根據表現型的優劣而進行，這在一定程度上影響了選擇效果。理論上對于遺傳力高的性狀可在早世代進行單株選擇，而遺傳力低的性狀在低世代進行混合選擇，到高世代進行單株選擇。本試驗中單瓜重具有較高的遺傳力，因而在實踐中對這一性狀較早地進行單株選擇是有效的。

(4)遺傳變異系數反映了群體基因庫遺傳潛力的大小，遺傳變異系數大，選擇取得性狀改良的可能性就大。本研究中，千粒重、出仁率的遺傳變異系數較大，但這2個性狀的廣義遺傳力不高，說明這2個性狀的選擇潛力大，不宜在早世代進行單株選擇，可通過與其有顯著相關且遺傳力高的性狀選擇而實現，本研究中。千粒重的遺傳力最低，但它與遺傳力較高的種子體積呈顯著的正相關，因此對種子體積的直接選擇，可實現對千粒重、種仁重的選擇。

(5)本研究表明：單株坐瓜數與千粒重、產籽率之間存在著負相關，因此單純通過品種選育得到高產量的紅籽瓜品種，理論上是比較困難的。

(6)張建農對西瓜(包括籽瓜)單瓜重、單瓜種子重、單瓜種子數、千粒重、產籽率的相關性分析和自交果實與雜交果實及種子相應性狀進行了差異顯著性分析。結果顯示，單瓜重與單瓜種子重、種子粒數呈正相關，且相關性較強；單瓜種子重與千粒重、產籽率，單瓜種子數與產籽率呈負相關，相關性中等：單瓜重與千粒重，千粒重與單瓜種子數、產籽率呈正相關，相關性較弱；而單瓜重與產籽率呈負相關。李紹穩、朱立武等㈣測定了紅籽瓜果實的縱、橫徑，可溶性固形物，種子長、寬、厚，千粒重。出仁率等11個經濟性狀。通過性狀之間的相關與回歸分析，探討了紅籽瓜經濟性狀遺傳的相關規律。研究結果表明，果實大小與產籽量。果肉可溶性固形物含量與種子大小，果肉可溶性固形物含量與千粒重呈顯著或極顯著正相關；種子出仁率與種子厚度呈正相關，與其余測定性狀呈負相關，但均未達到顯著水平。多元回歸分析顯示，單瓜產籽率與種子重呈正相關，與單瓜重、種子數、千粒重呈負相關。謝放等分析了西瓜采種植株的生理性狀與種子產量、質量的關系，采種植株生理性狀與種子產量相關，但與種子質量無關。其中，雌花序位置與單瓜種子重和單瓜種子數，坐瓜節位與單瓜種子數，坐瓜葉數與單瓜種子重和單瓜種子數，單瓜種子數與單瓜種子重之間呈正相關。而雌花序位置、坐瓜節位與種子產量之間無明顯關系。樊建峰、李紹穩等測定了紅籽瓜10個數量性狀的相應指標。通過相關和通徑分析，結果表明：單瓜種子重與單瓜重、單瓜種子數、種仁重、千粒重、產籽率、種子體積等6個性狀呈極顯著正相關，葉片數與單瓜重呈顯著效應；單瓜種子數、千粒重和種子體積3個性狀對紅籽瓜種子重的決定系數達到99.3％，其他6個性狀以及未考慮的因素對單瓜種子重的決定系數僅為0.7％。R型聚類分析顯示，11個數量性狀可分為：產量因子、粒重因子、生長因子、產籽因子和品質因子。2種分析共同揭示出紅籽瓜各因子的性狀組成，為品種培育提供了理論依據。

4 結論

紅籽瓜主要產量性狀如單株坐瓜數、單瓜重、單瓜種子數、單瓜種子重、種仁重、千粒重、出仁率、產籽率和種子體積等9個產量性狀的廣義遺傳力分別為12.86％，80.14％，75.96％，74.39％，48.01％，17.12％，24.97％，18.60％和37.07％。紅籽瓜主要產量性狀遺傳力由大到小排序為單瓜重＞單瓜種子數＞單瓜種子重＞種仁重＞種子體積＞出仁率＞產籽率＞千粒重＞單株坐瓜數。單瓜重、單瓜種子數和單瓜種子重的遺傳力較高，對其進行早世代單株選擇有較好的效果；遺傳變異系數以千粒重和出仁率較高，選擇潛力大。性狀間相關性的研究表明：通過對單瓜重的選擇，可實現對單瓜種子數、單瓜種子重、種仁重和種子體積等性狀的間接選擇。在紅籽瓜育種過程中對于遺傳力高的性狀可在雜種的早期世代進行選擇，從而起到早代定向的作用。