華南型黃瓜相關性狀的遺傳效應分析

摘" " 要：為研究華南型黃瓜自交系及其F1代的遺傳效應，以華南型黃瓜4個自交系為父本，5個自交系為母本，采用NCII試驗設計配制20個雜交組合，對9個農藝性狀、產量和品質指標進行雜種優勢分析、相關性分析、配合力分析和遺傳力參數分析。雜種優勢分析表明，葉面積和產量正向超親、中親優勢占比60%～100%；相關性分析表明，葉面積與產量呈極顯著正相關。特殊配合力分析表明，F1代中09-2-CD×P107、09-2-CD×Gy08、C20×Quanlü在產量中有明顯優勢，Qc19×Quanlü、LC68×Gy08、LC68×Quanlü、Qc19×138-LC在品質和產量中具有一定優勢。一般配合力分析表明，P107可作為總糖含量和產量較高的父本，C20可作為高維生素C含量和高產母本，09-2-CD可作為株高較低和高產母本。遺傳力參數分析表明，華南型黃瓜縱徑、橫徑、維生素C含量、單果質量的狹義遺傳力和廣義遺傳力均超過60%，說明這些性狀具有較好的遺傳穩定性。

關鍵詞：華南型黃瓜；農藝性狀；雜種優勢；配合力；遺傳力參數

中圖分類號：S642.2 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2024）07-067-07

Analysis of genetic effects on related characters of cucumber in South China type

WANG Chunyong1， YAN Ying2， CUI Jingjing1， SUN Yuyan3， LI Juan1， LI He1， LIU Pengjing1， JIA Yunxia4， ZHOU Fang4， HAN Jingling1， ZHANG Aimin1

（1. Tangshan Academy of Agricultural Sciences， Tangshan 063000， Hebei， China; 2. Tangshan Institute of Landscape Sciences， Tangshan 063000， Hebei， China; 3. Technology Promotion Center for Inner Mongolia Agriculture and Animal Husbandry， Hohhot 010000， Inner Mongolia， China; 4. Zunhua Natural Resources and Planning Bureau， Zunhua 064200， Hebei， China）

Abstract：To study the genetic effects of South China cucumber inbred lines and their F1 generation， 20 hybrid combinations were prepared using NCII experimental design with four inbred lines as male parents and five inbred lines as female parents. Heterosis analysis， correlation analysis， combining ability analysis and heritability parameter analysis of 9 agronomic characters， yield and quality indexes were carried out. The results showed that leaf area was highly significant positive correlation with yields. The proportion of positive super-parent and middle-parent dominance in leaf area and yields was between 60% and 100%. 09-2-CD×P107， 09-2-CD×Gy08 and C20×Quanlü were significant advantage in yields. Qc19×Quanlü， LC68×Gy08、LC68×Quanlü、Qc19×138-LC had certain hybrid advantages in quality and yield. P107 can be used as a male parent with higher total sugar content and yields by general compatibility analysis， C20 can be used as a high vitamin C content， high yield and melon shaped slender female parent. 09-2-CD can be used as female parent of low height and high yield; the narrow and broad heritability of longitudinal and transverse dimensions， vitamin C content and single fruit mass are more than 60% by analyzing the heritability parameters， which indicated these traits have good genetic stability.

Key words： Cucumber in South China; Agronomic characters; Heterosis; Combining ability; Heritability parameters

黃瓜（Cucumis sativus L.）是葫蘆科黃瓜屬一年生草本植物，世界范圍內均有種植，在我國栽培歷史悠久，“十三五”期間，年均播種面積（122.97 萬hm2）和產量（6 623.08 萬t）均居世界第一[1-3]。華南型黃瓜以風味佳、口感好的特點深受消費者喜愛，東北三省、京津冀、長江流域等多地均有較大面積種植，但目前存在品種老化、更新換代慢等問題，從而制約了華南型黃瓜的可持續發展[4-6]。利用雜種優勢育種是改良蔬菜品種的重要方法[7]，可操作性強、有效性高，并且能起到保護種質資源的作用[8]。配合力和遺傳力參數的高低是選配親本的重要依據，可以有效預測配制的組合是否符合育種目標，縮短育種周期，提高育種效率[9]。目前在玉米[10]、水稻[11]、番茄[12]、辣椒[13]等作物上，已有通過親本和F1代的主要農藝性狀、品質等指標進行雜種優勢和配合力效應的相關研究，但華南型黃瓜遺傳效應分析的研究鮮有報道。筆者以華南型黃瓜的9個自交系為試驗材料，采用不完全雙列設計（NCII），共組配20個雜交組合，分析親本及其F1代農藝性狀、產量和品質指標的雜種優勢、一般配合力（GCA）、特殊配合力（SCA）和遺傳力參數等，旨在為華南型黃瓜育種的親本選擇及F1代的篩選提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以唐山市農業科學研究院自主培育的9個華南型黃瓜自交系為試驗材料，即P107、Gy08、Quanlv、138-LC為父本，C18、QC19、C20、09-2-CD、LC68為母本。

1.2 試驗設計

采用不完全雙列設計NCII，共配制20個雜交組合（表1），2023年3月25日在唐山市農業科學研究院試驗溫室播種，株行距30 cm×70 cm，隨機區組，每小區20株，3次重復，田間常規管理。

1.3 性狀測定

依據《黃瓜種質資源描述規范和數據標準》[14]調查株高、莖粗、果實橫徑、果實縱徑、單果質量等5個農藝性狀；單位面積產量為逐次采收小區累計商品瓜產量，進行折算；每小區隨機選取5株長勢相對一致的植株使用葉面積儀（型號：YMJ-B，浙江省托普云農科技股份有限公司）測定第6片新葉葉面積。

每小區選取長勢相對一致的商品瓜5個，送北京譜尼測試科技有限公司，采用2，6-二氯酚靛酚滴定法測定維生素C含量[15]和蒽酮比色法測定可溶性總糖含量[16]。

1.4 數據分析

使用Excel 2017軟件計算雜種優勢，使用DPS 9.05進行數值比較、相關性分析及一般配合力、特殊配合力、遺傳力參數等遺傳效應相關分析。變異系數和雜種優勢公式為：

變異系數/%=標準差/平均值×100；" " " " " "（1）

中親優勢/%=（F1值-雙親平均值）/雙親均值×100；" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "（2）

超親優勢/%=（F1值-高親值）/高親值×100。（3）

2 結果與分析

2.1 親本農藝性狀、產量及品質指標分析

親本的9個農藝性狀和品質指標如表2所示，各農藝性狀和品質指標在不同親本間存在顯著差異。株高范圍為75.10～90.63 cm；莖粗范圍為0.72～0.97 cm；葉面積范圍為122.00～144.00 cm2；維生素C含量范圍為5.21～8.55 mg·100 g-1；可溶性總糖含量范圍為1.83%～2.57%；縱徑范圍為14.10～17.50 cm；橫徑范圍為4.20～5.30 cm；單果質量范圍為143.00～180.30 g；產量范圍為3 181.02～4 492.00 kg·667 m-2。

2.2 F1代農藝性狀、產量及品質指標分析

由表3可知，組合C18×Gy08、Qc19×Gy08、C20×138-LC株高和莖粗較大，適合選育長勢強的品種；組合LC68×Quanlü、LC68×138-LC、09-2-CD×138-LC、C18×138-LC、Qc19×138-LC、C20×138-LC、C20×Gy08的葉面積，與C18×Quanlü、09-2-CD×P107、09-2-CD×Quanlü、C20×Quanlü這4個雜交組合差異不顯著，顯著大于其他9個雜交組合，適合選育葉面積較大的品種；C20×P107的維生素C含量顯著高于其他19個雜交組合，適宜選育維生素C含量高的品種；組合LC68×138-LC、09-2-CD×138-LC、C20×138-LC可溶性總糖含量較低，不適宜選育可溶性總糖含量較高的品種；組合C18×138-LC、Qc19×138-LC、C20×138-LC、09-2-CD×138-LC、LC68×138-LC縱徑顯著大于其他15個雜交組合，且5個組合間沒有顯著差異，適宜選育瓜長較長的品種；組合LC68×Gy08橫徑顯著大于其他19個組合，適宜選育橫徑較大的品種；組合C20×138-LC單果質量除與09-2-CD×Quanlü、C18×138-LC、Qc19×138-LC、09-2-CD×138-LC、LC68×138-LC這5個雜交組合差異不顯著外，與其他14個雜交組合均差異顯著，適宜選育單果質量較大的品種；產量最高組合為09-2-CD×P107，除與C20×P107、C20×Quanlü差異不顯著外，與其他17個雜交組合均差異顯著，適宜選育產量較高的品種。F1各農藝性狀和品質指標的變異系數為1.98%～9.91%，較大的為莖粗（9.91%）、總糖含量（8.16%）和產量（7.22%），說明這3個性狀在后代會有較大的變化。

2.3 相關性及雜種優勢分析

2.3.1 相關性分析 通過農藝性狀、品質指標（x1為株高、x2為莖粗、x3為葉面積、x4為維生素C含量、x5為可溶性總糖含量、x6為縱徑、x7為橫徑、x8為單果質量）與產量（Y）的相關性分析可知（表4），葉面積與產量呈極顯著正相關，即葉面積越大，產量越高。

2.3.2 雜種優勢分析 產量始終是衡量作物品種優劣的主要指標之一[17]，由2.3.1相關性分析已知，葉面積與產量呈極顯著正相關，通過對葉面積和產量雜種優勢分析可知（表5），雜交組合09-2-CD×Gy08葉面積的超親優勢為負數，中親優勢為正值，其他雜交組合的超親優勢及中親優勢均為正值，20個組合葉面積超親正向優勢占比95%，中親正向優勢占比100%；09-2-CD×Quanlü、C20×138-LC、09-2-CD×138-LC這3個組合產量的超親優勢和中親優勢均為負數，說明這3個組合的后代篩選在產量上有劣勢，20個組合產量超親正向優勢占比60%，中親正向優勢占比85%。以上結果表明，F1代中產量與葉面積的雜種優勢普遍存在。

2.4 F1代農藝性狀、產量及品質指標配合力分析

2.4.1 顯著性檢驗 由表6可知，20個組合間可溶性總糖含量達顯著差異水平，其他農藝性狀、產量和維生素C含量均達到極顯著差異水平，可進行一般配合力（GCA）和特殊配合力（SCA）分析。

2.4.2" " 一般配合力（GCA）分析" " 由表7可知，Gy08株高的GCA效應值較高，說明該親本易配出株高較高的組合；C18莖粗的GCA效應值較高，說明該親本易配出莖粗較大的組合；138-LC的葉面積、維生素C含量、縱徑和單果質量的GCA效應值較高，說明該親本易配出葉面積較大、維生素C含量高、瓜形長、單瓜質量較大的組合；P107可溶性總糖含量的GCA效應值較高，說明該親本易配出可溶性總糖含量較高的組合；LC68橫徑的GCA效應值較高，說明該親本易配出果實橫徑較大的組合；09-2-CD產量的GCA效應值較高，說明該親本易配出產量較高的組合。

2.4.3 特殊配合力（SCA）分析 由表8可知，F1代20個雜交組合SCA效應值為-13.87～10.82。株高SCA效應值最大的組合為C20×138-LC，最小的組合為09-2-CD×Gy08；莖粗SCA效應值最大的組合為09-2-CD×Quanlü，最小的組合為LC68×Gy08；葉面積SCA效應值最大的組合為C20×Gy08，最小的組合為09-2-CD×Gy08；維生素C含量SCA效應值最大的組合為C20×P107，最小的組合為C20×Quanlü；可溶性總糖含量SCA效應值最大的組合為LC68×Gy08，最小的組合為09-2-CD×Gy08；縱徑SCA效應值最大的組合為LC68×138-LC，最小的組合為LC68×Quanlü；橫徑SCA效應值最大的組合為LC68×Gy08，最小的組合為C18×Gy08、09-2-CD×Gy08；單果質量SCA效應值最大的組合為09-2-CD×Quanlü，最小的組合為C18×P107；產量SCA效應值最大的組合為C20×Quanlü，最小的組合為09-2-CD×Quanlü。

2.4.4 遺傳力參數分析 由表9可知，維生素C含量、可溶性總糖含量、縱徑、橫徑、單果質量的一般配合力方差占比較特殊配合力占比大，說明上述指標和性狀受親本基因型加性效應影響為主，反之，株高、莖粗、葉面積和產量受親本基因的非加性效應影響為主；縱徑、橫徑、維生素C含量和單果質量的狹義遺傳力和廣義遺傳力較高，且均超過60%，具有較好的遺傳穩定性，其他指標的狹義遺傳力均低于40%。

3 討論與結論

通過早代雜種優勢分析，結合配合力效應分析，從而剔除不符合育種目標的組合，可以更好地提高雜種優勢組合的比例[18]。某一性狀的優勢組合的雙親之一具有較高的GCA效應值，但SCA效應值大小不一[19]，在本研究中，C20×P107產量雜種優勢（中親優勢）最高為24.42%，其親本C20、P107產量GCA效應值均相對較高，但該組合產量的SCA效應值由高向低排第5（3.96），與前人研究結果一致。SCA效應值的大小反映基因加性效應作用的強弱，超親優勢和SCA 效應值可共同反映F1代潛力的大小[20-22]，在本研究中，09-2-CD×Gy08組合葉面積超親優勢最低（-0.52），SCA效應值同樣也最低（-2.67），說明該組合F1代葉面積的選擇潛力較差。王慧等[23]的研究表明，歐洲溫室型黃瓜縱徑、單果質量、果形指數等性狀受基因加性效應影響為主，能夠較大程度地穩定遺傳。任曉政[24]在分析光皮長黃瓜配合力中發現，縱徑、單果質量的廣義和狹義遺傳力的效應值都比較高，適合育種早期選擇。筆者在本研究中的結果表明，華南型黃瓜縱徑、橫徑、維生素C含量、單果質量受基因加性效應影響為主，狹義遺傳力和廣義遺傳力較高，且均超過60%，說明華南型黃瓜的上述性狀具有較好的遺傳穩定性。

綜上所述，相關性分析表明，葉面積與產量呈極顯著正相關。華南型黃瓜9個自交系配制的20個雜交組合中，葉面積和產量正向超親、中親優勢占比在60%～100%；P107可作為總糖含量和產量較高的父本，C20可作為高維生素C含量和產量較高的母本，09-2-CD可作為株高較低和產量高的母本；F1代中09-2-CD×P107、09-2-CD×Gy08、C20×Quanlü這3個組合在產量上有明顯優勢，Qc19×Quanlü、LC68×Gy08、LC68×Quanlü、Qc19×138-LC在品質和產量上具有一定雜種優勢，但還有待進一步觀察。

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收稿日期：2024-03-10；修回日期：2024-04-13

基金項目：唐山市科技計劃項目（23150205A）

作者簡介：王春勇，男，助理研究員，主要從事蔬菜育種及栽培工作。E-mail：64270609@qq.com

通信作者：韓靖玲，女，研究員，主要從事蔬菜育種及栽培工作。E-mail：hanjingling225@126.com

張愛敏，女，農藝師，主要從事蔬菜育種及栽培工作。E-mail：526439467@qq.com