喬丹丹 劉振威 孫麗 李新崢

摘 要：以24個南瓜自交系為材料，綜合應用多元統(tǒng)計分析和聚類分析方法，對不同年份的11個主要農藝性狀的遺傳多樣性進行分析，為南瓜選育新品種提供可參考的依據。結果表明：3年各農藝性狀的變異系數在8%～52%之間，果形指數（52%）、單瓜質量（41%）、第1雄花節(jié)位（38%）的變異系數較大，其余性狀的變異系數小于30%。第1雌花節(jié)位、第1雄花節(jié)位、主蔓長度、主蔓粗度、節(jié)數、葉面積、果形指數和果肉厚度等性狀年際間變異系數極差均小于10%，較穩(wěn)定;可溶性固形物含量、單瓜質量、節(jié)間長度年際間變異較大。年際間除葉面積和果形指數外，各性狀差異均顯著;自交系間除蔓粗度、可溶性固形物含量和節(jié)間長度外，各性狀差異均顯著。各年際前5個主成分的累積貢獻率分別為78.6%、76.7%、81.1%。聚類分析將24個自交系分為4類，并分析了各類的特性。

關鍵詞：南瓜自交系;農藝性狀;方差分析;聚類分析;主成分分析

中圖分類號：S642.1 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2021）05-021-05

Study on the interannual difference of agronomic traits in 24 pumpkin inbred lines

QIAO Dandan1，2， LIU Zhenwei1，2， SUN Li1，2， LI Xinzheng1，2

（1. School of Horticulture and Landscape Architecture， Henan Institute of Science and Technology， Xinxiang 453003， Henan， China; 2. Henan Province Engineering Research Center of Horticultural Plant Resource Utilization and Germplasm Enhancement， Xinxiang 453003， Henan， China）

Abstract： Twenty four pumpkin inbred lines used as materials， the multi-statistics analysis was applied to genetic diversity of 11 agronomic traits for different years， to provide theoretical basis for breeding new Pumpkin cultivars. The results showed that the coefficient of variation （CV） of pumpkin based on agronomic characters was 8%～52%. The CV of fruit shape index（52%） and single fruit weigh（41%） and the first male flower node（38%） were big， others were smaller than 10%.The range of coefficient of variation （CV） of the first female flower node and the first male flower node ， vine diameter and vine length ， fruit shape index and flesh thick，? internode number were smaller than 10%，these traits were stable among 3 years.The variation of traits of solid content ，single fruit weight and internode length were big. Agronomic traits among different years were significantly varied， except fruit shape index and leaf area. Agronomic traits among different inbred lines were significantly varied， except stem diameter， solid content and internode length. The accumulative contribution rate of the first 5 principal component were 78.6%， 76.7%， 81.1%， respectively. The 24 pumpkin inbred lines in different years were divided into 4 classes by cluster analysis.

Key words： Pumpkin inbred lines; Agronomic traits; Variance analysis; Cluster analysis; Principal components analysis （PCA）

南瓜（Cucurbita moschata Duch.）是葫蘆科南瓜屬一年生草本植物，又名倭瓜、番瓜、北瓜，世界各地均有栽培[1]。南瓜具有全年提供貨源、市場需求大、不易腐爛及耐貯運等特點，深受人們喜愛[2]，南瓜栽培面積得到擴大的同時，經濟增長質量也穩(wěn)步提升。我國有較豐富的南瓜種質資源，為南瓜新品種培育和產品開發(fā)奠定了堅實的基礎[3-5]。雖然南瓜種類及資源豐富多樣，但滿足不了目前快速發(fā)展的南瓜產業(yè)對品種類型的需求，所以有必要加強對南瓜的基礎和應用研究[6]。當今南瓜育種的目標是要培育出具有優(yōu)良植株性狀、優(yōu)質果實特性，以及具有豐富或特殊營養(yǎng)成分和抗病的新品種。許多優(yōu)良的農藝性狀和品質性狀存在于不同生態(tài)型的種質資源中，為選育新品種提供了親本材料[7]。農藝性狀的鑒定和描述是種質資源研究最直接、最基本的方法和途徑[8-10]，對于南瓜種質資源農藝性狀的研究，前人已經做了一些工作[11-13]，但對于不同年際間南瓜農藝性狀的差異研究少見報道。

研究自交系材料主要農藝性狀的遺傳特點，分析影響性狀的主要因素，對品種改良和選育有十分重要的意義，筆者在本試驗中通過對南瓜課題組的24個南瓜自交系在不同年際農藝性狀的變異分析，比較各性狀在不同年際的穩(wěn)定性表現，從而為選育新品種提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2017年至2019年3—8月在河南科技學院南瓜實驗基地進行，24個南瓜自交系均屬于中國南瓜類型（表1），由河南科技學院南瓜課題組提供，材料均是課題組收集并經過10 a（年）以上純化。

1.2 方法

1.2.1 播種育苗及栽培管理 試驗于每年3月底到4月初選種，溫湯浸種，28 ℃恒溫培養(yǎng)箱中催芽。當有70%的種子露白后進行穴盤育苗，2～3片真葉時移栽定植。采用隨機區(qū)組設計，3次重復，小區(qū)每個自交系定植20株。種植方式為露地平畦，立架栽培，行株距為1.5 m×0.4 m，定植后進行常規(guī)的栽培管理。生長過程中進行性狀調查和數據記錄，8月初采收果實。

1.2.2 調查方法 每個小區(qū)隨機調查9株（其中3株為1個重復，共3個重復），對24個南瓜自交系11個農藝性狀進行調查分析。農藝性狀調查第1雌花節(jié)位（節(jié)）、第1雄花節(jié)位（節(jié)）、主蔓長度（cm）、主蔓粗度（mm）、節(jié)數（節(jié)）、節(jié)間長度（cm）、葉長度（cm）、葉寬度（cm），利用葉長度和葉寬度計算葉面積（cm2）[14]。采收后每個處理選取有代表性的3個成熟果實，調查單瓜質量（kg）、果肉厚度（cm）、縱徑（cm）、橫徑（cm），利用縱徑和橫徑計算果形指數，果形指數=果實縱徑/果實橫徑[15]，利用折光糖儀測量可溶性固形物含量（%）[16]。蔓粗度是用游標卡尺量取基部最大直徑;其余長度使用精確到0.1 cm的鋼直尺或皮尺測量。

1.2.3 統(tǒng)計分析 采用Excel2008和DPS6.55對數據進行統(tǒng)計、方差分析、主成分分析、聚類分析。CV/% =S/X×100，CV為變異系數，S為樣本標準差，X為樣本平均數，n為樣本個數[17]。

2 結果與分析

2.1 不同年份南瓜自交系農藝性狀的變異分析

分別對2017—2019年24個南瓜自交系的11個農藝性狀進行描述性統(tǒng)計（表2）。2017年的11個農藝性狀的變異系數為12%～50%，11個性狀只有果形指數的變異系數為50%，其余性狀的變異系數均小于34%，蔓長度、蔓粗度和節(jié)數3個性狀的變異系數在20%以下。2018年的11個農藝性狀的變異系數為8%～52%，果形指數的變異系數為52%，單瓜質量的變異系數為41%，第1雌花節(jié)位等7個性狀的變異系數均在20%以下。2019年的11個農藝性狀的變異系數為10%～46%，果形指數的變異系數為46%，第1雄花節(jié)位的變異系數為37%，其余性狀的變異系數均在30%以下。第1雌花節(jié)位、第1雄花節(jié)位和主蔓長度3 a（年）的變異系數極差均為7%，主蔓粗度3 a的變異系數極差為5%，節(jié)數3 a的變異系數極差為4%，葉面積3 a的變異系數極差為3%，果形指數3 a的變異系數極差為6%，果肉厚度3 a的變異系數極差為9%，可溶性固形物含量3 a的變異系數極差為11%，單瓜質量3 a的變異系數極差為13%，節(jié)間長度3 a的變異系數極差為21%。

對3 a結果進行方差分析，表明各年份11個農藝性狀中只有葉面積和果形指數差異不顯著，其余性狀差異均顯著。各自交系11個農藝性狀中只有蔓粗度、可溶性固形物含量、節(jié)數和節(jié)間長度差異不顯著，其余性狀差異均顯著。

2.2 不同年份南瓜自交系農藝性狀的主成分分析

采用主成分分析法分別對2017—2019年24個南瓜自交系的11個農藝性狀進行分析（表3）。結果表明，前5個主成分的累積貢獻率分別為78.59%、76.73%、81.07%。第1個主成分貢獻率分別為26.51%、25.15%、27.62%，2017年特征向量蔓粗度最大，2018年、2019年特征向量單瓜質量最大;第2個主成分貢獻率分別為17.24%、16.36%、20.59%，2017年特征向量節(jié)間長度最大，2018年特征向量蔓粗度最大，2019年特征向量果形指數最大;第3個主成分貢獻率分別為14.29%、13.92%、13.88%，2017年特征向量單瓜質量最大，2018年特征向量果肉厚度最大，2019年特征向量葉面積最大;第4個主成分貢獻率分別為12.16%、10.85%、10.72%，2017年特征向量節(jié)數、可溶性固形物含量最大，2018年特征向量可溶性固形物含量最大，2019年特征向量第一雄花節(jié)位、果肉厚度最大;第5個主成分貢獻率分別為8.39%、10.46%、8.26%，2017年特征向量節(jié)間長度最大，2018年特征向量蔓長度最大，2019年特征向量可溶性固形物含量最大。

2.3 不同年份南瓜自交系農藝性狀的聚類分析

分別對2017、2018、2019年24個南瓜自交系的11個農藝性狀進行聚類分析（表4）。2017年24個自交系分為4類，第1類包括3、5、8、16、19、22、23，具有第一雌花節(jié)位低，蔓短且細，節(jié)間短，葉面積小，可溶性固形物含量高于10%，單瓜質量2 kg左右等特點;第2類包括4、6、11、12，具有節(jié)數少、節(jié)間長度大，果形指數大于4.7等特點;第3類包括9、13、18、20、21，具有第一雄花節(jié)位低、蔓較粗、節(jié)數多、單瓜質量大于3 kg等特點;第4類包括1、2、7、10、14、15、17、24，具有蔓長且粗、節(jié)間長度大、葉面積大、果形指數小于2.2、果肉厚度大等特點。2018年24個自交系分為4類，第1類包括3、5、18、20、21，具有第1雌花節(jié)位低、第1雄花節(jié)位低、蔓短且細、節(jié)間長度大、葉面積小、可溶性固形物含量低于7%、單瓜質量小于2 kg等特點;第2類包括2、4、7、8、9、13、23，具有蔓長且粗、節(jié)數多、葉面積大、葉形指數大于4.3、單瓜質量大于3.3 kg等特點;第3類包括10、14、22，具有蔓長且粗、果形指數小、果肉厚度大、單瓜質量大于3.2 kg等特點;第4類包括1、6、11、12、15、16、17、19、24，具有蔓較細、節(jié)數少且節(jié)間短、可溶性固形物含量接近于9%等特點。2019年24個自交系分為4類，第1類包括3、23、5、21，具有第1雄花節(jié)位低、蔓短且細、節(jié)間短、葉面積小、果形指數大于4.6、可溶性固形物含量大于11%、單瓜質量小于2 kg等特點;第2類包括2、4、6、7、8、9、12、13、19，具有第1雄花節(jié)位高、蔓較長、節(jié)數多、節(jié)間長度大、果形指數大于4.7、可溶性固形物含量大于14%、單瓜質量大于2.5 kg等特點;第3類包括11、16、18、20、22、24，具有第1雌花節(jié)位低、蔓短且粗、節(jié)數少、節(jié)間短、葉面積大、單瓜質量小于2 kg等特點;第4類包括1、10、14、15、17，具有第1雌花節(jié)位高、第1雄花節(jié)位低、節(jié)數多、節(jié)間長度大、果形指數小于1.5、果肉厚度大、單瓜質量大于2.8 kg等特點。

3 討論與結論

各地方生態(tài)環(huán)境的差異形成不同南瓜品種間性狀的差異，為選育南瓜新品種提供了豐富的材料。分析現有種質資源主要性狀的遺傳特點對于合理利用種質資源進行育種很有意義。劉來福[18]提出“遺傳距離”作為度量作物數量性狀遺傳差異的數量指標，所以在育種中利用多元分析法測定品種間的遺傳距離，從而提高育種效率。主成分分析主要是根據目標要求進行主成分篩選，可提供性狀的綜合信息并對親本作出評價，也可為合理選配親本提供理論依據[19-20]。聚類分析常被用以鑒定評價種質資源[21]。郁永明等[22]對南瓜地方品種資源進行表型性狀分析，將20份試驗材料分為2類，在本試驗中將24份材料分為4類，均為今后優(yōu)異基因資源的開發(fā)與利用提供了重要依據。變異系數可以反映出各性狀的變異豐富程度，以及在具體的遺傳育種選擇過程中是否具有獲得優(yōu)良基因的潛力[23-24]。褚盼盼[25]研究70份中國南瓜資源，56個農藝性狀的變異系數為6.6%～262.2%，平均變異系數為37.50%，本試驗11個農藝形狀的變異系數在8%～52%之間，平均變異系數為24.36%，說明我國的中國南瓜資源具有較為豐富的遺傳多樣性。目前，南瓜已在我國乃至世界各地廣泛栽培，多樣的地理氣候和栽培環(huán)境造就了我國多樣的南瓜品種資源。年際間光照、溫度和降水等生態(tài)因子對農藝性狀和產量的影響比較大[26]，而本試驗缺少對年際間氣象數據的比較，無法分析出生態(tài)因子對自交系材料穩(wěn)定性的影響。本試驗中，節(jié)間長度變異系數在2017年為34%，在2018、2019年均為13%，由于農藝性狀數據的收集很容易被人為和環(huán)境等因素影響，因此所反映出的規(guī)律精確度有待進一步驗證。

3 a的南瓜自交系11個農藝性狀的變異系數在8%～52%之間，果形指數的變異系數最大，第1雄花節(jié)位、單瓜質量的變異系數較大，其余性狀的變異系數均較小。3 a的第1雌花節(jié)位、第1雄花節(jié)位、主蔓長度、主蔓粗度、節(jié)數、葉面積、果形指數和果肉厚度等性狀變異系數極差均小于10%，較穩(wěn)定。各年份11個農藝性狀中只有葉面積和果形指數差異不顯著，其余性狀差異均顯著。3 a的11個農藝性狀的前5個主成分的累積貢獻率分別為78.6%、76.7%、81.1%。蔓粗度、單瓜質量、果肉厚度、可溶性固形物含量等4個農藝性狀貢獻較大。聚類分析將自交系分為4類，不同年份各類別的特點不盡相同，有些自交系3 a均有穩(wěn)定分類，有些自交系隨年份略有變化，出現這種情況除自交系自身的變異外，不同年際間生態(tài)因子對農藝性狀的影響也不可忽視[26]。育種時應盡量選擇不同類型、親緣關系遠的南瓜自交系相互配組，最大程度地利用雜種優(yōu)勢選育優(yōu)良品種。

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