摘 要: 以58份不同西瓜(Citrullus lanatus)種質(zhì)為材料,對(duì)種子長(zhǎng)度、種子寬度、種皮底色、種皮覆紋特征等11個(gè)表型性狀進(jìn)行遺傳多樣性分析,結(jié)果表明:西瓜種子千粒質(zhì)量、種子寬度、種子長(zhǎng)度、種子厚度、種喙寬度的變異系數(shù)依次為47.9%、28.0%、26.5%、16.0%、16.0%;種皮底色和種喙顏色分別有12種不同類型,其中黃色種子和黑色種喙的種子最多,分別占27.6%和31.0%。種子覆紋特征和種子表面光滑度分別有4種類型,其中灰褐斑點(diǎn)覆紋占20.7%,種子表面粗糙型占58.6%。種子形狀和種子表面形狀分別有2種和3種類型,以橢圓形和平面種子較多。
關(guān)鍵詞: 西瓜; 表型性狀; 多樣性
西瓜(Citrullus lanatus)是世界上重要的園藝作物,西瓜資源的遺傳多樣性主要表現(xiàn)在植株、葉片、花、果實(shí)、種子等表型性狀上。其中大部分表型性狀能夠穩(wěn)定遺傳,其本質(zhì)是基因間的互作造成,而非環(huán)境因素影響[1]。目前對(duì)西瓜資源果實(shí)、莖蔓等主要農(nóng)藝性狀的多樣性研究較多[2-5],而針對(duì)西瓜種子表型性狀的多樣性研究較少。西瓜種子表型性狀作為西瓜植物學(xué)性狀的重要組成部分,是基因研究的重要內(nèi)容,目前已發(fā)現(xiàn)了控制西瓜種子表型性狀的基因有10個(gè),這些基因的互作構(gòu)成了西瓜種子表型性狀遺傳多樣性[6]。我國(guó)西瓜甜瓜中期庫(kù)內(nèi)保存有1 000多份西瓜種質(zhì),其種子性狀基因突變和變異的類型豐富,對(duì)種子的表型性狀開展遺傳多樣性研究,是資源分析分類、優(yōu)異種質(zhì)發(fā)掘、雜交利用研究等的基礎(chǔ)。
1 材料和方法
1.1 材料
58份西瓜種質(zhì)均來(lái)自國(guó)家西瓜甜瓜中期庫(kù)保存的西瓜(Citrullus lanatus)種質(zhì)(表1)。
1.2 方法
每份種質(zhì)材料分別在河南省鄭州市和新疆維吾爾自治區(qū)石河子種植2代,避免環(huán)境因素對(duì)種子表型性狀的影響,按西瓜數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化[7]采集種子千粒質(zhì)量、種子寬度、種子長(zhǎng)度、種子厚度、種喙寬度、種子形狀、種皮底色、種皮覆紋特征、種喙顏色、種子表面光滑度、種子表面形狀的數(shù)據(jù),使用Excel和SPSS17.0軟件統(tǒng)計(jì)分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 西瓜種子數(shù)量性狀的遺傳多樣性
從表2可看出,種子千粒質(zhì)量的變異系數(shù)最大,種子千粒質(zhì)量最小為9.0 g,最大為227.0 g,相差25倍左右。種子厚度和種喙寬度的變異系數(shù)最小,其最小值和最大值相差2倍左右。種子長(zhǎng)度和種子寬度的變異系數(shù)分別為26.5%和28.0%,最小值和最大值均相差5倍左右。從變異幅度可看出,種子長(zhǎng)度和種子千粒質(zhì)量的變異幅度最大,均為1.38,種子厚度和種喙寬度的變異幅度最小,均為0.18。
2.2 西瓜種子質(zhì)量性狀的遺傳多樣性
2.2.1 種皮底色和種喙顏色 由圖1可看出,西瓜種子種皮底色和種喙顏色的分類相同,有白、黃白、灰黃、黃、紅黃、淺紅、紅、紅褐、灰褐、黑、綠、灰綠共12種類型。黃色種皮和黑色種皮較多,分別占27.6% 和13.6%,紅黃、淺紅、綠、灰綠色種皮最少,分別占3.5%。黑色種喙和黃色種喙較多,分別占31.0%和17.8%。
2.2.2 種皮覆紋特征和種子表面光滑度 由圖2可看出,種子無(wú)種皮覆紋的占55.2%,有種皮覆紋的5種類型共占44.8%?;液职唿c(diǎn)類型最多,占20.69% ,其次為灰褐斑紋、黃紅斑塊、黃白斑塊、黑斑塊。種子表面光滑度包含了光滑、粗糙、裂紋、裂刻4種類型,其中粗糙型最多,占58.6%,其次為光滑、裂刻、裂紋。
2.2.3 種子形狀和種子表面形狀 由圖3可看出,西瓜種子形狀有橢圓和卵圓2種類型,橢圓形占82.8%,是西瓜種子形狀的主要類型。種子表面形狀有凸、平、凹3種類型,其中平面型種子占69.0 %,凸面型種子占20.7%,凹面型種子最少為10.3%。
3 討 論
3.1 西瓜種子大小的多樣性
西瓜種子的大小主要有4種基因(l、s、Ti、ts)控制。s和l是控制種子長(zhǎng)短的等位基因,s對(duì)l起隱性上位作用,LL SS型是中等長(zhǎng)種子,ll SS是長(zhǎng)種子,LL ss或ll ss是短種子[8]。Ti是控制小籽的基因,與s、l基因是非等位基因,并且對(duì)中等長(zhǎng)度的種子是隱性[9]。ts是控制極小籽的基因[10-11],比Ti基因的種子更小,其種子像番茄種子,長(zhǎng)×寬為2.6 mm×4.2 mm。這4種基因間的互作關(guān)系并不是很清楚,本研究表明西瓜種子大小的遺傳多樣性較為豐富,種子大小種類較多,從種子寬度、種喙寬度、種子厚度的多樣性來(lái)看,影響種子大小的基因不止這4種,是否有其他基因還有待進(jìn)一步研究。
3.2 西瓜種皮底色及覆紋的多樣性
西瓜種皮底色的遺傳多樣性主要是由已發(fā)現(xiàn)的4種基因(r、t、w、d)控制[12-13]:r是紅色種皮基因,w是白色種皮基因,t是褐色種皮基因,這3個(gè)基因是等位基因,相互作用生產(chǎn)生了多種表型:黑色(RR TT WW),土黃(RR TT ww),褐色(RR tt WW),白皮褐喙(RR tt ww),紅 (rr tt WW),白皮紅喙(rr tt ww)。d是黑色修飾基因,當(dāng)主效基因是r、t和w時(shí),在種皮上會(huì)產(chǎn)生黑色斑點(diǎn)或斑紋,導(dǎo)致西瓜種皮表面粗糙和顏色變化[14]。本研究中有部分資源的種皮顏色及覆紋比較特殊,如野生西瓜中的綠色、灰綠色種皮、籽瓜表面的黃白斑塊、普通西瓜中的黃紅斑塊、黑斑塊。這些種子表型性狀在資源中很普遍,有待深入研究。
3.3 種子其他性狀的多樣性
除以上種子大小、種皮底色等表型性狀外,較為特殊的有cr基因控制的裂刻性狀[15],對(duì)光滑種皮是隱性,這種類型的種子表面有4~7條裂刻,在資源中所占的比例較小,與裂紋性狀有明顯區(qū)別,二者是否由不同基因控制也有待研究。其次為eg基因控制的黏籽肉質(zhì)性狀[16],是控制種子表皮上有肉質(zhì)覆蓋的基因,在黏籽西瓜中發(fā)現(xiàn),這種性狀的種子經(jīng)過(guò)淘洗、烘干后變成正常光滑的種子,且種子表面肉質(zhì)覆蓋消失,通常為鮮黃色,與普通西瓜相比種皮極薄,部分材料的種子還有黑邊或黑喙等,有待進(jìn)一步深入研究。
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