茄子重要性狀表型多樣性及其在育種研究中的應用

2015-04-28 04:27:12喬燕春等

熱帶農業(yè)科學 2015年3期

喬燕春等

摘要調查分析29份茄子種質資源的8個數值型性狀和10個非數值型性狀指標。結果表明：29份材料的變異系數變化范圍為0.090～0.568，其中葉長/葉寬的變異系數最小，萼片色變異系數最大；遺傳多樣性指數的變化范圍為0.401～1.529，其中花瓣色遺傳多樣性指數值最小，莖色的遺傳多樣性指數最大；7個非數值型性狀與抗青枯病的相關性分析結果顯示，葉緣深度、葉脈色、莖色、萼片色、花瓣色、果形與田間青枯病病情存在一定的正相關性，嫩莖茸毛數量與田間青枯病發(fā)病情況呈負相關。本研究結果為茄子田間選育種研究提供可靠的依據。

關鍵詞茄子；表型性狀；育種研究

分類號 S641.1

Abstract In this study， 8 quantitative characters and 10 qualitative characters of 29 eggplant germplasms were investigated and analyzed. The results showed that： The range of variation coefficient （CV%） was from 9% to 56.8% in 29 accessions. The CV of leaf length / width was the smallest， the CV of sepal color was the maximum. The range of genetic diversity index was 0.401～1.529. The minimum genetic diversity index was in petals， the maximum genetic diversity index was in stem color； The correlation analysis results between 7 qualitative characters and bacterial wilt resistance showed： leaf margin depth， leaf vein color， stem color， sepal color， petals color， fruit shape has a positive correlation with wilt disease bacterial in field， tender stem pubescence has a correlation relationship with wilt disease bacterial in field.The results provide the reliable basis for the breeding of eggplant.

Keywords eggplant ； Solanum melongena L. ； phenotypic traits ； breeding research

茄子（Solanum melongena L.）在全球均有分布，以亞洲最多[1]。中國是茄子的次生起源中心，有一千多年的栽培歷史，在長期的自然演化和栽培馴化過程中，茄子已形成豐富的形態(tài)多樣性[2]，隨著分子生物學的發(fā)展，利用分子標記開展茄子遺傳多樣性研究已經非常普遍[2-7]，但結果普遍表明茄子栽培種遺傳背景較窄，分子水平的聚類結果與傳統(tǒng)方法中依據的果實形狀、地理分布等的分類結果大不相同。表型多樣性是在形態(tài)水平上對遺傳多樣性的闡述，是遺傳多樣性與環(huán)境多樣性的綜合表現，是生物多樣性的重要研究內容[8-9]。近年有關茄子形態(tài)學標記的研究也有一些報道，趙德新等[10]對55份茄子的形態(tài)學性狀主成分及聚類分析開展了研究，聚類結果將供試材料聚為圓茄、卵圓茄和長茄3個大類群；詹園鳳等[11]和張念等[12]也開展了茄子形態(tài)學方面的研究。本研究對29份茄子核心種質資源開展了形態(tài)學調查和指標分析，在前期分子標記的基礎上從形態(tài)學特征評價茄子資源，以期為茄子的遺傳育種研究提供有價值的參考。

1 材料與方法

1.1 材料

本研究所采用的29份茄子種質資源分別來自泰國、中國臺灣、香港、廣西及廣東周邊地區(qū)，由廣州市農業(yè)科學研究院蔬菜研究所茄子課題組多年收集和自交純化而來（表1），供試種質材料種植于廣州市農業(yè)科學研究院試驗基地，其生長、結果期間的管理水平較為相似。以2014年的2造數據作為分析依據，2造共有的數據特征一致。

1.2 方法

表觀特征觀察參照詹園鳳等[11]的方法，分別于2014年春秋2造重復調查了29 份供試茄子資源的主莖高度、節(jié)間長、葉長、葉寬、葉長/寬、果長、果橫徑、果長/橫徑共計8項數值型性狀指標和葉緣深度、葉脈色、莖色、萼片色、花瓣色、莖毛有無、果皮色、果形、果肉色以及田間青枯病發(fā)病情況共計10項質量性狀指標，每個表型性狀指標測量100個樣品。

1.3 數據處理

采用spss14.0 軟件對表型性狀數據進行統(tǒng)計分析，其遺傳多樣性指數（H）的計算公式如下：

H′=-∑PilnPi（i=1～s）

式中：s為表型分類數，Pi為該性狀中各個分類出現的頻率。參照詹園鳳等[11]對已調查的質量性狀指標進行分級，并根據表型給予賦值（表2）。

利用DPS 軟件通過歐氏-最長距離法對所有表型性狀進行聚類分析[13]。

用Excel自帶的軟件對表型性狀與青枯病的相關性進行分析。

2 結果與分析

2.1 茄子材料的18個性狀調查分析

通過對29 份供試茄子資源的主莖高度、節(jié)間長、葉長、葉寬、葉長/寬、果長、果橫徑、果長/橫徑共計8項數值型性狀指標和葉緣深度、葉脈色、莖色、萼片色、花瓣色、嫩莖茸毛多少、果皮色、果形、果肉色、田間青枯病發(fā)病情況共計10項非數值型性狀指標進行觀察統(tǒng)計可知，其變異系數范圍為0.090～0.568，葉長/葉寬的變異系數最小，萼片色變異系數最大；遺傳多樣性指數的變化范圍為0.401～1.529，花瓣色遺傳多樣性指數值最小，莖色的遺傳多樣性指數最大（表3）。

2.2 表型性狀與抗青枯病的相關性研究

利用Excel自帶的軟件對表型性狀與田間青枯病發(fā)病情況的相關性進行分析，結果表明，17個表型性狀與田間青枯病的發(fā)病情況存在一定的相關性（表3）。其中，茄子主莖高度、葉長、葉寬、果長、果長/橫徑、葉緣深度、葉脈色、莖色、萼片色、花瓣色、果皮色、果形等12個表型指標與田間青枯病的病情指數呈正相關；茄子節(jié)間長、葉長/寬、果橫徑、嫩莖茸毛多少、果肉色等與田間青枯病發(fā)病情況呈負相關。

2.3 表型性狀的遺傳多樣性研究

利用DPS 軟件對供試的29份材料中的18個表型性狀進行遺傳聚類（圖1）。結果顯示，聚類結果主要聚為2大類群，其中9832-1-1-3、DRQJ、9424、0605-1-1-1-2-2-3、mef5、NF、9415、LY3、1222等聚為一類群，這9份材料花瓣色均為紫色，肉色多數為白色（除DRQJ為淡綠色外），果形均為長棒形到棒形，屬偏長類型，葉脈色、莖色均為紫色，葉緣深度偏深。其它的20份材料中，M19-1、0031、M62111-13-2、mef13-1-3、M55-3-6、9413-2-3、62112、06ZF、ZJ1花瓣色均為紫色，果形均為長棒形到棒形，果肉色多數呈白色（除9413-2-3肉色為淡綠色外），莖色為紫色（從淺紫色到深紫色），這9份材料先聚為一亞類群；ZLBJ、S47A、EG203、WZ萼片色均較淺，聚為一小類，1019、1020、D006、983235、06057B、JX、1017果形均為棒形，聚為一小類，這2個小類群聚為一亞類群。

3 討論

3.1 茄子材料的表型多樣性

茄子是中國南北地區(qū)普遍種植的大宗蔬菜之一[14]，因其種植容易、耐貯藏、便于長途運輸、可周年供應、經濟實惠等優(yōu)點而深受廣大生產者和消費者的歡迎。長期以來因各地消費習慣及生態(tài)氣候不同，茄子栽培品種形成了不同的生態(tài)類型，生產與消費的區(qū)域性都很強，特別是其商品外觀品質必須符合當地的消費習慣才能被接受。近年來有關茄子表型多樣性和分子多樣性的報道較多，結果均顯示分子水平的聚類結果與傳統(tǒng)分類的結果不一致。本研究通過田間試驗觀察了29份茄子材料的18個表型特征，并進行遺傳聚類，聚類結果表現為多基因型混雜，并不能將聚類結果與傳統(tǒng)分類結果相統(tǒng)一，與前文報道[15]的利用SRAP和SSR 2種分子標記對42份材料的遺傳多樣性的聚類結果類似，即表型聚類結果不能與傳統(tǒng)分類結果完全吻合，比如茄子的果實顏色、果肉色、花的色澤等重要表型特征，說明茄子在長期的自然選擇和人為選配的過程中產生多基因聚合共同發(fā)揮功能的現象，因此不能以單一性狀或幾個性狀來評價茄子的遺傳特性，要綜合多個表型共同分析。此外，還應結合田間選育種經驗，如茸毛多的材料則表現為抗青枯病，2種花色的親本材料雜交則更有雜種優(yōu)勢。從供試的29份材料可知，其表型多樣性較為豐富，是比較理想的骨干親本材料。

3.2 茄子材料表型遺傳特征在選育種中的應用

華南地區(qū)易受高溫高濕影響，青枯病發(fā)生較為嚴重[16]，選育優(yōu)質抗青枯病茄子新品種是華南型茄子選育種的目標，篩選優(yōu)質、抗青枯病的茄子材料骨干親本可為育種研究提供較好的資源。本研究結果顯示，葉緣深度、葉脈色、莖色、萼片色、花瓣色和田間青枯病發(fā)病指數存在一定的正相關性，嫩莖茸毛多少與田間青枯病發(fā)病指數呈負相關，相對較抗青枯病，這與田間篩選優(yōu)質抗病材料的調查指標是比較吻合的。因此，選育優(yōu)質、抗青枯病的茄子新品種及結合表型特征和田間病圃觀察是選配優(yōu)質茄子新品種的有效途徑。

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