南瓜自交系農藝性狀的相關及聚類分析

摘要：對46個南瓜（Cucurbita L.）自交系的16個農藝性狀進行了田間調查和相關分析，并用系統聚類法進行了聚類分析。結果表明，在南瓜農藝性狀中，生長勢、雌花間隔、單瓜重、果實縱徑的變異系數達到了35%及以上，而蔓粗、節間長、葉柄長、可溶性固形物含量的變異系數在20%及以下，其中以果實縱徑的變異系數最大，為41%，蔓粗的變異系數最小，僅為10%。除單瓜種子數外，被調查的15個農藝性狀間均存在顯著或極顯著的相關關系，其中與果實經濟性狀有關的相關關系分別是：生長勢與蔓粗、單瓜重呈極顯著正相關，與第一雌花節位、葉柄長、果實橫徑、果肉厚、熟后質地呈顯著正相關；第一雌花節位與雌花間隔、蔓粗、單瓜重呈極顯著正相關，與葉柄長呈顯著正相關；雌花間隔與葉柄長呈極顯著正相關，與單瓜重呈顯著正相關，與果肉面度呈顯著負相關；蔓粗與單瓜重、果肉厚、熟后質地呈極顯著正相關，與葉柄長、果實橫徑呈顯著正相關，與果肉甜度呈顯著負相關；葉柄長與果實縱徑呈極顯著正相關，與可溶性固形物含量呈極顯著負相關，與單瓜重呈顯著正相關，與果肉甜度、果肉面度呈顯著負相關。46個南瓜自交系的遺傳距離變異范圍在1.81～6.08之間。從遺傳距離看，自交系321和321啞鈴的遺傳差異最小，自交系云4和391-1的遺傳差異最大。當以遺傳距離為4.85來劃分，可將46個南瓜自交系分為4類。

關鍵詞：南瓜（Cucurbita L.）；自交系；農藝性狀；相關分析；聚類分析

中圖分類號：S642.1；Q321+.7；S11+4 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）12-2830-06

Correlation and Cluster Analysis on Agriculture Traits of Pumpkin Inbred Lines

SUN Li，LIU Zhen-wei，LI Xin-zheng，NIU Yi-song

（School of Horticulture and Landscape Architecture， Henan Institute of Science and Technology， Xinxiang 453003， Henan， China）

Abstract： Field investigation， correlation analysis as well as cluster analysis of 16 agronomic traits of 46 pumpkin （Cucurbita L.） inbred lines were conducted. Results showed that of the pumpkin agronomic traits， the variation coefficient of growth vigor， female flowers interval， single fruit weight and fruit longitudinal diameter was 35% or above， while of fruit type， stem diameter， internode length， petiole length， and soluble solids content was 20% or below， among which the variation coefficient of fruit longitudinal diameter was the maximum（41%）， of stem diameter was the smallest（10%）. Apart from seed number per fruit， the surveyed 15 agronomic traits were significantly or very significantly correlated， correlation related to fruit economic characteristics were， growth vigor was very significantly positively correlated with stem diameter and weight per fruit， and significantly positively correlated with node of the first female flower， petiole length， fruit transverse diameter， thickness of flesh and ripe texture. Node of the first female flower was very significantly positively correlated with female flowers interval， stem diameter and weight per fruit， and significantly positively correlated with petiole length. The female flowers interval was very significantly positively correlated with petiole length， significantly positively correlated with weight per fruit， significantly negatively correlated with flesh taste. Stem diameter was very significantly positively correlated with weight per fruit， thickness of flesh and ripe texture， significantly positively correlated with petiole length and fruit transverse diameter， significantly negatively correlated with flesh taste. Petiole length was very significantly positively correlated with fruit longitudinal diameter， very significantly negatively correlated with soluble solid content， significantly positively correlated with weight per fruit； and degree of fruit flesh， significantly negatively correlated with flesh sweetness and taste. The genetic distance of 46 pumpkin inbred lines was 1.81～6.08. The genetic difference of inbred line 321 and 321 dumbbell was the smallest， of inbred line Yun 4 and 391-1 was the largest. At the genetic difference of 4.85， the 46 pumpkin inbred lines were classified into 4 sections according to the cluster analysis.

Key words： pumpkin （Cucurbita L.）； inbred lines； agronomic traits； correlation analysis； cluster analysis

南瓜是葫蘆科（Cucurbitaceae）南瓜屬（Cucurbita L.）一年生草本植物，常見的有三大栽培種[1]，分別是①中國南瓜（C. moschata Duch. ex Poir），又名倭瓜；②印度南瓜（C. maxima Duch.），又名筍瓜；③美洲南瓜（C. pepo L.），又名西葫蘆。據聯合國糧農組織2002年報告，中國的南瓜栽培面積約為25萬hm2，占世界總面積的19.0%；產量410萬t，占世界總產量的24.3%，居世界第一位[2]。南瓜在中國有著悠久的栽培歷史，民間把南瓜當做蔬菜﹑糧食﹑飼料等食用；南瓜子還可藥用，也是休閑食品；園藝學領域還培育出了能觀賞的南瓜品種[3]。隨著科學技術的發展，人們對南瓜又有了更深的了解，南瓜含有豐富的維生A﹑維生素C﹑胡蘿卜素﹑糖類﹑淀粉﹑鈣類等人體需要的營養物質，具有很高的營養價值和較高的醫療保健作用[4]。另外，南瓜還有良好的加工性能，可以加工成南瓜粉、南瓜飲料、南瓜晶等系列南瓜制品，在食品種類日益豐富的今天，南瓜作為調節人們膳食結構、增加營養的保健食品愈加受到人們的重視，市場對南瓜的需求量也在逐年增加[5]。隨著南瓜生產的發展和人民生活水平的不斷提高，南瓜育種的目標和要求也在不斷變化，如何培育出優質、高產的新品種是育種工作面臨的首要問題。豐富的種質資源是南瓜育種工作的物質基礎，而對種質資源的科學評價和合理利用則是新品種選育成敗的關鍵[6]。目前，多元統計分析方法已越來越多地被應用于農作物品種資源評價和遺傳育種工作中[7]；在雜交育種和雜種優勢利用研究中，親本遺傳的多樣性尤為重要，選擇遺傳距離遠的親本組配，往往可以獲得較高的雜種優勢[8-14]。聚類分析法就是利用所獲得的品種遺傳距離再通過適當的方法對供試親本進行分析的一種育種技術[15，16]，現在已大量應用于各種農作物的育種工作中[17-20]；但在南瓜植物學性狀研究方面的報道還不多見。為此，試驗以南瓜自交系為材料，對其農藝性狀進行了相關分析和聚類分析，以期為南瓜資源利用、品種選育工作提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗所選用的南瓜自交系種質資源為河南科技學院園林學院多年來積累的材料，共有46個，具體見表1。

1.2 試驗方法

1.2.1 栽培管理 試驗在河南科技學院百泉校區南瓜試驗基地完成。2008年3月25日在小拱棚里播種，當南瓜幼苗展現2～3片真葉時移栽。采用高畦覆蓋地膜、寬窄行方式在4月12～13日定植，定植株行距為95 cm×110 cm，每份材料種1個小區，小區面積20 m2。定植后澆定根水。伸蔓前后以促秧為主，為防徒長，一般不澆水；坐果后進行適當澆水和適量追肥。采取立架栽培方式，并及時實施側蔓摘除、落蔓和打頂等工作，只保留單主蔓結果。生長過程中詳細記錄并對有關農藝性狀實施調查，7月25日至8月4日采收果實。

1.2.2 農藝性狀調查 2008年7月中旬進行田間農藝性狀調查。①生長發育狀況用生長勢表示，對生長勢通過觀測各個自交系的總體情況而打分確定。②果實品質性狀有果型、甜度、面度、熟后質地，均采用文獻[7]的方法確定，后三者采取分組品嘗的方式進行評定。③ 營養器官性狀，在每個小區內選定5株生長健壯的單株測定相關的性狀，其中蔓粗用游標卡尺采取十字交叉的方法測定主蔓基部的粗度；節間長度測定第五節到第十節之間的全長，取平均節長；葉柄長每株取10片主蔓葉，量取葉柄長度，取均值；調查主蔓第一雌花所在的節位；雌花間隔取測定株的3個雌花間隔均值；所有試驗數據最后取5株的平均值。④果實性狀是每份材料隨機抽取4～6個果實，調查其單果重、單瓜種子數，測量果實的縱徑、橫徑及果肉厚度，用手持式糖度計測定南瓜果肉中可溶性固形物的含量，均取均值。

1.2.3 各農藝性狀數值、單位的確認 對數量性狀（包括第一雌花節位、雌花間隔、蔓粗、節間長、葉柄長、單瓜重量、單瓜種子數、果實縱徑、果實橫徑、果肉厚度、可溶性固形物含量）直接采用對應的單位、求出平均值即可；而對于質量性狀（包括生長勢、果型、甜度、面度、熟后質地）則要采用賦值法先分級，轉換成數量性狀，然后取均值。試驗將生長勢分為弱（1級）、較弱（2級）、較強（3級）、強（4級）4個等級；將果型分為磨盤型（1級）、扁圓型（2級）、厚扁圓型（3級）、柱型（4級）、長把梨型（5級）、長頸圓筒型（6級）、錐型（7級）7個等級；甜度指果實蒸熟后的口感甜度，分為淡（1級）、微甜（2級）、中甜（3級）、甜（4級）、很甜（5級）5個等級；面度指果實蒸熟后的口感細膩程度，分為不面（1級）、微面（2級）、中面（3級）、面（4級）、很面（5級）5個等級；熟后質地又稱肉質，分為致密（1級）、中等致密（2級）、較疏松（3級）、疏松（4級）4個等級。

1.2.4 數據處理 將所有試驗數據在Microsft Office Excel 2003軟件里進行標準化處理，再用SPSS 10.0統計軟件進行相關性分析；然后利用DPS軟件采用系統聚類法進行聚類分析，分析過程中采用歐氏距離確定相似系數，采用類平均法定義類間距離，通過聚類劃分類群來完成聚類分析。

2 結果與分析

2.1 不同自交系農藝性狀的分析比較

46個南瓜自交系的農藝性狀測定情況見表2。其中生長勢強的自交系有395-1﹑460-2﹑367-2﹑062-2﹑112-2﹑467-1﹑046-1﹑396﹑151﹑381﹑456，它們的共同特點為果型大多都是長頸圓筒型，葉柄長多數在30.0 cm左右、單瓜重量都在2.5 kg左右及以上水平，肉厚多在2.0～3.0 cm，熟后質地多數為較疏松，其中467-1和396自交系的肉厚都超過了4.0 cm。生長勢弱的自交系有229-1﹑002-9﹑長2﹑321，002-2，635-1﹑006、321啞鈴，它們的共同特點為第一雌花節位在20節附近或以下，蔓粗都在1.0 cm左右，節間長大多數在20.2 cm以下，肉厚在1.8～2.7 cm，可溶性固形物含量多數在9%～11%。另外還有一些特殊的自交系，如367-2﹑450﹑396、151的單瓜重超過了5.0 kg，旋復的可溶性固形物含量達到了最高的15%，112-2、080-3、旋復、777-14的面度均達到了最高的很面級（5級）。通過比較可以看出，當瓜蔓較粗、節間長時生長勢強。各農藝性狀的變異系數變化情況是生長勢、雌花間隔、單瓜重、果實縱徑的變異系數達到了35%及以上，蔓粗、節間長、葉柄長、可溶性固形物含量的變異系數在20%及以下，其余的性狀介于24%～33%；以果實縱徑的變異系數最大，為41%，蔓粗的變異系數最小，為10%。

2.2 農藝性狀的相關分析

46個南瓜自交系的各農藝性狀相關分析情況見表3。由表3可知，除單瓜種子數外，其他15個農藝性狀間均存在顯著或極顯著的相關關系。其中生長勢與蔓粗、單瓜重呈極顯著正相關，與第一雌花節位、葉柄長、果實橫徑、果肉厚、熟后質地呈顯著正相關；果型與節間長、果實縱徑呈極顯著正相關，與果實橫徑、果肉厚呈極顯著負相關；第一雌花節位與雌花間隔、蔓粗、單瓜重呈極顯著正相關，與葉柄長呈顯著正相關；雌花間隔與葉柄長呈極顯著正相關，與單瓜重呈顯著正相關，與果肉面度呈顯著負相關；蔓粗與單瓜重、果肉厚、熟后質地呈極顯著正相關，與葉柄長、果實橫徑呈顯著正相關，與果肉甜度呈顯著負相關；節間長與果實縱徑呈極顯著正相關，與葉柄長呈顯著正相關，與果實橫徑、果肉厚、可溶性固形物含量呈顯著負相關；葉柄長與果實縱徑呈極顯著正相關，與可溶性固形物含量呈極顯著負相關，與單瓜重呈顯著正相關，與果肉甜度、果肉面度呈顯著負相關；單瓜重與果實橫徑、果肉厚呈極顯著正相關，與果肉面度呈極顯著負相關，與果肉甜度呈顯著負相關；果實縱徑與果肉厚、果實橫徑呈極顯著負相關，與可溶性固形物含量呈顯著負相關；果實橫徑與果肉厚呈極顯著正相關；果肉厚與熟后質地呈顯著正相關；可溶性固形物含量與果肉面度呈極顯著正相關；果肉甜度與果肉面度呈極顯著正相關。

2.3 聚類分析

育種目標所考慮的性狀不只一個，為了能夠更全面地反映親本間的遺傳差異，需要對多個性狀綜合考慮，從而引伸出遺傳距離的概念。按多元統計分析方法計算品種間多個性狀基因型值構成的多維空間幾何距離，就叫作品種間的遺傳距離，這是衡量品種間若干性狀綜合遺傳差異大小的一個指標[21]。采用系統聚類法將不同種質來源的46個南瓜自交系的遺傳距離經聚類分析生成系統樹，結果見圖1。由圖1可以看出，46個南瓜自交系的遺傳距離變異范圍在1.81～6.08之間。其中自交系27（321）和38（321啞鈴）的遺傳距離最近，自交系14（云4）和1（395-1）的遺傳距離最遠。當以遺傳距離為4.85來劃分，則可將46個南瓜自交系分為4類，結合表1可知各類的主要特點如下：

第一類自交系有43（北觀）﹑44（旋復），2個自交系的遺傳距離為4.18。這一類的主要特點是生長勢較弱，結果最早，單瓜最輕，僅1.5 kg左右，可溶性固形物含量最多。

第二類自交系有32（396）﹑33（053-1）﹑14（云4）﹑30（467-1）﹑46（397）共5個，其中32和14的遺傳距離為4.87，遺傳背景較寬。這一類的主要特點是節間長較短，果型近圓，肉厚最厚，都在4.0 cm左右，可溶性固形物含量比較多。

第三類自交系有37（151）﹑8（367-2）﹑15（387）共3個，37和15 的遺傳距離為2.87，遺傳背景較窄。這一類的主要特點是雌花間隔節數多，蔓較粗，果型長頸圓筒，肉厚一般。

第四類自交系有28（072-2）﹑41（058-1）﹑22（002-9）﹑27（321）﹑38（321啞鈴）﹑24（328）﹑26（長2）﹑36（006）﹑12（017-3）﹑25（080-3）﹑16（360-3）﹑19（112-2）﹑21（048-1）﹑34（077-2）﹑39（777-14）﹑45（456）﹑23（009-2）﹑42（042-1）﹑3（460-2）﹑2（045-3）﹑17（041-1）﹑18（229-1）、35（635-1）﹑4（140-1）﹑40（381）﹑13（062-2）﹑11（450）、31（046-1）﹑1（395-1）﹑9（458-1）﹑6（012-2）、7（001-10）﹑5（063-2）﹑29（002-2）、10（甜面瓜）﹑20（149）共36個。這一類自交系的各種性狀都比較中庸。

3 小結與討論

從河南科技學院園林學院保存的46個南瓜自交系農藝性狀來看，生長勢強的自交系有395-1﹑460-2﹑367-2、062-2﹑112-2﹑467-1﹑046-1﹑396﹑151﹑381﹑456，它們的果型大多都是長頸圓筒型，葉柄長多數在30.0 cm左右、單瓜重量都在2.5 kg左右及以上水平，肉厚多在2.0～3.0 cm，熟后質地多數為較疏松，生長勢弱的自交系有229-1﹑002-9﹑長2﹑321，002-2，635-1﹑006、321啞鈴，它們的共同特點為第一雌花節位在20節附近或以下，蔓粗都在1.0 cm左右，節間長大多數在20.2 cm以下，肉厚在1.8～2.7 cm，可溶性固形物含量多數在9%～11%?？梢姰敼下^粗、節間長時生長勢強。在農藝性狀中，生長勢、雌花間隔、單瓜重、果實縱徑的變異系數達到了35%及以上，而蔓粗、節間長、葉柄長、可溶性固形物含量的變異系數在20%及以下，其余的性狀介于24%～33%；其中以果實縱徑的變異系數最大，為41%，蔓粗的變異系數最小，僅為10%。

除單瓜種子數外，被調查的15個農藝性狀間均存在顯著或極顯著的相關關系，其中與果實經濟性狀有關的相關關系有生長勢與蔓粗、單瓜重呈極顯著正相關，與第一雌花節位、葉柄長、果實橫徑、果肉厚、熟后質地呈顯著正相關；第一雌花節位與雌花間隔、蔓粗、單瓜重呈極顯著正相關，與葉柄長呈顯著正相關；雌花間隔與葉柄長呈極顯著正相關，與單瓜重呈顯著正相關，與果肉面度呈顯著負相關；蔓粗與單瓜重、果肉厚、熟后質地呈極顯著正相關，與葉柄長、果實橫徑呈顯著正相關，與果肉甜度呈顯著負相關；葉柄長與果實縱徑呈極顯著正相關，與可溶性固形物含量呈極顯著負相關，與單瓜重呈顯著正相關，與果肉甜度、果肉面度呈顯著負相關。

南瓜自交系各種性狀的特征是進行聚類分析和親本選育的依據。在育種過程中，親本的選育是至關重要的環節，了解親本的性狀以及各種性狀間的相關性有利于親本的正確選擇，從而少走彎路，保障育種的成功。通過對46個南瓜自交系種質資源的聚類分析，由聚類距離矩陣可以得出每兩種自交系的遺傳距離。遺傳距離的遠近，對于育種的選材有著很大的幫助。遺傳距離越遠，則雜種優勢越明顯，雜交后代也越容易表現出超親優勢，而這也正是育種工作為之努力的目標所在。試驗中，46個南瓜自交系的遺傳距離變異范圍在1.81～6.08之間；從遺傳距離來看，自交系321和321啞鈴的遺傳差異最小，自交系云4和395-1的遺傳差異最大。利用親緣關系較遠的材料，有利于擴大遺傳背景，提升遺傳育種水平[22]，進而可以提高育種的成功率。當以遺傳距離為4.85來劃分時，可將46個南瓜自交系分為4類。對來源于不同類群的自交系可根據聚類分析的結果進行組配雜交組合，這樣可大大減少育種的盲目性，提高育種效率。這些種質資源有著豐富的遺傳多樣性，是下一步南瓜品種選育和引種栽培的基礎材料，將為南瓜資源的合理利用、加快品種選育步伐提供有效保障。

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