短蔓西瓜突變體的獲得及其遺傳分析

摘要：通過⁶⁰Coy，射線輻照，誘導獲得1份短蔓西瓜突變體(代號SV—1)，其蔓長是正常西瓜的1／3左右。節間長度為正常西瓜的1／2，其他農藝性狀均正常。以SV－1為母本，與普通長蔓西瓜(品名不詳)經多代自交分離選出的穩定自交系(代號LV-1)為父本，配制F1、F2、BC1P1、BC1P2各世代，并通過對6世代蔓長特征的觀察和統計分析，研究該短蔓基因的遺傳規律，結果表明該西瓜短蔓性狀由1對隱性基因控制。

關鍵詞：西瓜；誘導；短蔓性狀；遺傳分析

20世紀中葉，隨著植株矮稈基因的發現和理想株型的提出，主要大田作物相繼開展了株型改良研究，使產量得到很大的提高。節間長度是葫蘆科作物重要的株型性狀之一，短蔓基因普遍存在于葫蘆科作物中，在西葫蘆、南瓜和甜瓜上都曾有相關研究和報道。由于短蔓類型植株株型緊湊(株幅小)，無須整枝，可適應密植，能充分利用土地和光照資源，提高單位面積西瓜產量，因而可節約勞動力，降低成本，提高經濟效益。因此，在國內外短蔓育種已成為葫蘆科作物株型育種發展的一個新方向。西瓜作為葫蘆科作物也具有短蔓基因型，美國最早獲得了西瓜短蔓突變體，并于1973年育成了短蔓西瓜品系Kengardn，隨后陸續有一些國家和地區開展了短蔓西瓜研究和新品種選育，而目前國內相關研究和利用報道較少。近年來筆者通過輻照誘變，獲得了1份短蔓西瓜突變體，現對其遺傳規律進行分析，以期為西瓜株型改良提供初步的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料及其來源

2006年用⁶⁰Coy射線輻照優質西瓜自交系N93，劑量為380Gy，劑量率為0.94～1.98Gy·min-1。輻照材料播種后有72％的材料死亡，成活植株中產生了蕨葉苗和黃化苗等變異，其中發現短蔓突變體1株，主蔓及節間長度均明顯短于其他植株，經2006年下半年至2007年3代自交選育，該株系短蔓性狀遺傳穩定，代號SV-1。長蔓材料選用普通長蔓西瓜(品名不詳)經多代自交分離選出的穩定自交系，代號LV-1，該品系性狀穩定，易坐果，品質佳。

1.2 試驗方法

2008年上半年以SV-1為母本(P1)，普通長蔓西瓜LV-1為父本(P2)配制雜交F1代，下半年加代種植P1、P2及F1，并配制F2、BC1P1、BC1P23個世代。2009年上半年采用吊蔓栽培將親本及各個世代依次種植于塑料大棚內，親本P1、P2、F1分別種植20株，F2種植40株、BC1P1、BC1P2各60株。于5月上旬調查主蔓長度和第1-8節節間長度，資料統計依據Allard的方法，使用x2測驗檢驗F2代和BC1P1代的群體分離比例。

2 結果與分析

2.1 短蔓株系SV-1的品質及形態特征

由N93輻照誘變獲得的短蔓株系SV-1，蔓長變短，株型結構更加緊湊，但葉片和花器發育正常，受精和坐果良好。果實性狀如表1所示，與誘變親本N93相比，其外形及瓤色與親本保持一致，果皮厚度和單果質量略有降低，而中心可溶性固形物略有增加，說明該短蔓突變體沒有伴生不良品質基因突變。

對短蔓株系SV-1和普通蔓材料LV-1的主蔓長度和主蔓前8節節間長度進行抽樣調查，結果(表2)表明，SV-1的主蔓和各節節間長度都要小于LV-1，主蔓長度只有LV-1的35.18％，各節節間長度除第1節位比較接近外，其余各節節間長度均為LV-1節間長度的一半左右。因此，從主蔓形態上看，短蔓西瓜SV-1的株型特征發生了明顯的改變。

2.2 短蔓基因的遺傳分析

根據孟德爾的遺傳定律。利用普通長蔓資源LV-1(P2)與短蔓材料SV-1(P1)配制雜交組合，通過其6個世代(P1、P2、F1、F2、BC1P1、BC1P2)的蔓長分離表現，分析控制西瓜短蔓性狀的基因遺傳規律。其結果如表3所示，長蔓親本P2與短蔓親本P1雜交，后代F1代群體的蔓長表現為長蔓；F2代群體的蔓長發生分離，其中長蔓植株31株，短蔓植株9株，經x2測驗檢驗得x2值=0.03

3 討論與結論

根據前人的研究，西瓜有4種短蔓基因型：dw-1／dw-l基因型的蔓長80cm左右，節間長短相間，相對長度3～6cm，分枝2-3條，葉緣翹曲，生長錐密集，花器發育不良，人工授粉困難；dw-2／dw-2基因型蔓長100cm左右，節間長度相對均勻，約5cm，分枝5-11條，葉片平展，花器發育正常；dw-3／dw-3基因型，表現型具有不育系和薯葉特征；此外，楊華等還發現了1種具有生長錐遲綠性狀的短蔓基因型，馬國斌等㈣認為西瓜短蔓資源可分為2類，1類短蔓西瓜的短蔓性狀由2對獨立的隱性短蔓基因控制，屬雙隱性短蔓類型，表現為短蔓：另1類短蔓西瓜的短蔓性狀由1對獨立的隱性短蔓基因控制，屬單隱性短蔓類型，表現為中蔓。

本試驗獲得的SV-1短蔓西瓜從遺傳規律上看，由1對獨立的隱性短蔓基因控制，屬單隱性短蔓類型：從表觀上看，SV-1主蔓平均長度100.71cm，節間長度4cm左右，更加接近dw-2／dw-2基因型，具有營養生長和生殖生長發育完全，育性正常，坐果率高，且中心可溶性固形物含量高，品質優，性狀穩定等優點，能夠直接用于培育優質短蔓西瓜品種和配制組合，具有廣闊的開發前景。但其攜帶的短蔓基因是否與dw-2／dw-2基因等位有待進一步研究。