辣椒品質性狀雜種優勢分析

何建文，付文婷，吳 迪，詹永發

(貴州省農業科學院 辣椒研究所，貴州 貴陽 550006)

【研究意義】辣椒雜種優勢普遍存在，雜交種產量一般較傳統品種增產30 %～50 %，利用雜種優勢是解決辣椒品種需求問題的有效途徑[1]。雜交品種選育中親本的合理組配既能減少雜交組合配制的盲目性，又能極大地提高辣椒新品種選育的概率。【前人研究進展】近年來，辣椒新品種選育主要集中在產量和抗逆性方面，在品質性狀研究上主要集中在品質檢測分析方面，鐘霈霖[2]對貴州省124份地方辣椒資源從生物學特性、干物質、維生素C和辣椒素方面進行了初步評價分析。詹永發等[3-5]對貴州地方品種熟性、農藝性狀、感官形態和品質進行檢測分析，篩選出多個高維生素C和高辣椒素優質品種，且發現長線椒水分含量最高，營養豐富，長椒的原果膠最高。【本研究切入點】在已有研究報道中，關于辣椒品質性狀雜種優勢方面的研究較少。【擬解決的關鍵問題】為此，利用10個辣椒供試親本研究其F1代主要品質性狀的雜種優勢，并分析SSR分子遺傳距離與品質性狀的關系，以期為辣椒品質育種中親本的合理選配及雜種優勢預測提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 辣椒親本 辣椒供試親本共計10個，其編號分別為H224、H137、H089、H204、H042023A、H009、H015、H004、H102和H042025D，由貴州省農業科學院辣椒研究所品種資源課題組提供。

1.1.2 儀器 UDK 159全自動凱式定氮儀，生產廠家意大利威爾普；SZF-06A粗脂肪測定儀，生產廠家上海華睿；CXC-06粗纖維測定儀，生產廠家上海昕瑞；安捷倫1290高效液相色譜儀，生產廠家美國安捷倫。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計 以H224、H137、H089、H204和H042023A為母本(為便于表達，以下分別用A1、A2、A3、A4和A5表示)，H009、H015、H004、H102和H042025D 為父本(為便于表達，以下分別用B1、B2、B3、B4和B5代號表示)，按5×5不完全雙列雜交組配成25個雜交組合。田間種植試驗完全隨機區組排列，3次重復，每小區種植20穴，每穴2株，株距28 cm，行距60 cm，用信封紙套袋雜交，田間管理同大田生產。

1.2.2 SSR擴增體系 DNA提取采用楊文鵬[6]改進的CTAB方法。SSR-PCR反應體系：在25 μl反應總體積中，含20 ng模板DNA，2.5 mmol/L Mg2+，0.2 mmol/L dNTPs，1UTaqDNA聚合酶，引物濃度400 μmol/L。

1.2.3 品質測定 主要測定干物質含量、Vc含量、粗脂肪、粗纖維、辣椒素和蛋白質6個指標。其中干物質含量測定采用烘干法[7]；Vc含量測定采用鉬酸銨比色法；蛋白質含量采用全自動凱式定氮儀測定[8]；粗脂肪采用粗脂肪測定儀測定[9]；粗纖維采用粗纖維測定儀測定[10]；辣椒素采用高效液相色譜儀測定[11]。

1.2.4 指標計算 參照文獻[12]的方法，計算性狀的超中優勢、超親優勢及每個SSR位點的多態性信息量。

(1) 性狀的超中優勢和超親優勢。以小區平均數計算各性狀的超中優勢率(HPm)和超親優勢率(HPh)。

HPm=(F1-Mp)/Mp×100 %

HPh=(F1-Hp)/Hp×100 %

式中，Mp為雙親平均值，Hp為大值親本值。

(2) SSR位點的多態性信息量。將電泳圖譜上同一位置清晰出現的條帶記為“1”，沒有條帶記為“0”，由此生成“0”和“1”原始矩陣。統計SSR標記PCR引物擴增出的總條帶數和多態性條帶數，計算每個SSR位點的多態性信息量(PIC)。

PIC=1-∑fi

式中，fi為i位點的基因頻率。

1.3 數據處理

采用Excel2010和DPS 7.05對數據進行統計與分析。

2 結果與分析

2.1 辣椒品質性狀的雜種優勢

2.1.1 雜種優勢 從表1可知，在25個雜交組合的150個品質性狀中，75個性狀表現為正向優勢，75個性狀表現為負向優勢，分別占總組合的50.00 %，表明辣椒品質性狀雜種優勢普遍存在。干物質、維生素C、粗纖維和辣椒素呈正向優勢，分別占組合數的52.00 %、52.00 %、76.00 %和68.00 %；粗脂肪和蛋白質呈明顯的負向優勢，分別占組合的72.00 %和76.00 %。

表1 25個組合F1代品質性狀的雜種優勢

表2 25個組合F1代品質性狀的超中優勢

2.1.2 超中優勢 從表2看出，在參試辣椒雜交組合6個品質指標中，超中優勢平均值為正向優勢和負向優勢的性狀各有3個，各占總性狀的50.00 %。其中，維生素C、粗纖維和辣椒素的超中優勢平均值為正向優勢，分別為2.62、8.74和0.26，以粗纖維的超中正向優勢平均值最大，為8.74。干物質、粗脂肪和蛋白質的超中優勢平均值為負向優勢，分別為-1.71、-1.51和-19.63，以蛋白質的超中負向優勢平均值最大，為-19.63。

2.1.3 超親優勢 從表3可知，在參試辣椒雜交組合的6個品質指標中，超親優勢平均值呈正向優勢和負向優勢的性狀分別有2和4個，分別占總性狀的33.33 %和66.67 %。其中，粗纖維和辣椒素超親優勢平均值為正向優勢，分別為1.36和4.99，以辣椒素的超親正優勢平均值最大，為4.99；干物質、維生素C、粗脂肪和蛋白質超親優勢平均值為負向優勢，分別為-12.15、-15.33、-16.39和-31.66，以蛋白質的超親負優勢平均值最大，為-31.66。

2.2 SSR分子遺傳距離與雜種優勢的相關性

從表4看出， 10個供試親本之間的遺傳距離為0.13～0.55，平均為0.25。以A5和B5(H042023A和H042025D)的遺傳距離最小，為0.13，表明二者間的遺傳差異較小，親緣關系相對較近；B5和B3(H042025D和H004)間的遺傳距離最大，為0.55，表明二者間遺傳差異較大，親緣關系相對較遠；總體看，10個供試親本間的平均遺傳距離(0.25)表明供試親本間親緣關系相對較近。經SSR遺傳距離與辣椒品質性狀超中優勢和超親優勢的相關分析結果(表5)可知，SSR分子遺傳距離與干物質、維生素C、粗纖維、辣椒素和蛋白質超中優勢的相關系數分別為-0.05、0.13、0.01、0和-0.33，呈不顯著負相關或正相關，與粗脂肪的相關系數為0.46，呈顯著正相關；SSR分子遺傳距離與干物質、維生素C、粗脂肪、粗纖維、辣椒素和蛋白質超親優勢的相關系數分別為-0.02、0、0.28、0、0.07和-0.37，呈不顯著負相關或正相關。

表3 25個組合F1代品質性狀的超親優勢

表4 參試親本間的遺傳距離

表5 辣椒品質性狀雜種優勢與遺傳距離的相關性

3 討 論

利用辣椒雜種優勢是提高辣椒產量、改良辣椒品質的重要途徑。研究結果表明，在25個雜交組合的150個品質性狀中，75個表現為正向優勢，75個表現為負向優勢，分別占總組合的50.00 %，表明辣椒品質性狀雜種優勢普遍存在。干物質、維生素C、粗纖維和辣椒素呈正向優勢，分別占組合數的52 %、52 %、76 %和68 % %；粗脂肪和蛋白質呈明顯的負向優勢，分別占組合的72 %和76 %。維生素C、粗纖維和辣椒素的超中優勢平均值為正向優勢，分別為2.62、8.74和0.26；干物質、粗脂肪和蛋白質的超中優勢平均值為負向優勢，分別為-1.71、-1.51和-19.63。粗纖維和辣椒素超親優勢平均值為正向優勢，分別為1.36和4.99；干物質、維生素C、粗脂肪和蛋白質超親優勢平均值為負向優勢，分別為-12.15、-15.33、-16.39和-31.66。參試組合與品質性狀不同，其雜種優勢表現也不相同，可能與雜交組合不同及辣椒品質性狀的雜種優勢大小差異較大有關，這與喬乃妮等[13]的研究結果一致。10個供試親本間的平均遺傳距離(0.25)表明其親緣關系相對較近，以H042023A和H042025D的遺傳距離最小，為0.13，表明其親緣關系相對較近；H042025D和H004間的遺傳距離最大，為0.55，表明其親緣關系相對較遠。SSR分子遺傳距離與干物質、維生素C、粗纖維、辣椒素和蛋白質超中優勢均呈不顯著正相性或負相關，與粗脂肪呈顯著正相關；與干物質、維生素C、粗脂肪、粗纖維、辣椒素和蛋白質超親優勢均呈不顯著正相性或負相關，這可能與供試親本間遺傳距離較小，親緣相對關系較近所致。

4 結 論

10個供試親本在組配成25個雜交組合的150個性狀中，正向優勢和負向優勢各占總組合的50.00 %，維生素C、粗纖維和辣椒素的超中優勢平均值為正向優勢，分別為2.62、8.74和0.26；干物質、粗脂肪和蛋白質的超中優勢平均值為負向優勢，分別為-1.71、-1.51和-19.63。粗纖維和辣椒素超親優勢平均值為正向優勢，分別為1.33和4.99；干物質、維生素C、粗脂肪和蛋白質超親優勢平均值為負向優勢，分別為-12.15、-15.33、-16.39和-31.66。10個供試親本間的平均遺傳距離為0.25，其親緣關系相對較近，以H042023A和H042025D的遺傳距離最小，H042025D和H004間的遺傳距離最大。SSR分子遺傳距離與5個品質性狀超中優勢均呈不顯著正相性或負相關，與粗脂肪呈顯著正相關；與6個品質性狀超親優勢均呈不顯著正相關或負相關。表明，辣椒品質性狀雜種優勢普遍存在，應用雜種優勢來改良辣椒品質性狀可行，應用SSR分子遺傳距離預測品質性狀雜種優勢還有待深入研究。