陳俐麗，熊安平，石偉男，周佳霖，張 曄，盛云燕

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，黑龍江 大慶 163319）

甜瓜（CucumismeloL.）為葫蘆科（Cucurbitaceae）甜瓜屬（Cucumis）植物，是一種色香味俱佳的世界性果品，在世界十大水果中位居第9位。甜瓜在中國種植廣泛，總產(chǎn)量和栽培面積均居世界前列。中國適合甜瓜種植的優(yōu)勢區(qū)域主要集中于華東、中南、西北3個產(chǎn)區(qū)[1]。優(yōu)質(zhì)甜瓜品種的選育和推廣對提高中國整體甜瓜產(chǎn)業(yè)銷售和出口具有重要意義，能夠應(yīng)對甜瓜產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)和問題，使單位種植效益更高，市場需求更廣泛。在甜瓜的市場性操作當(dāng)中，品種適應(yīng)性及果實(shí)品質(zhì)研究尤為重要[2]。甜瓜與其他作物相比具有明顯的雜種優(yōu)勢，多年來國內(nèi)外的育種工作者先后培育了大批量優(yōu)良的甜瓜雜種一代種子，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益[3-5]。但是目前雜交制種仍然延續(xù)人工摘除母本雄花、人工授粉、套袋等措施，工序復(fù)雜、工作量大、成本高，容易造成花器官的損傷，從而造成產(chǎn)量的下降。雄性不育是降低人工制種成本的一個重要并且穩(wěn)定有效的方法，能夠確保授粉的成功率及產(chǎn)量。植物雄性不育系在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有巨大的應(yīng)用價(jià)值，因而雄性不育系的研究一直倍受重視[3-6]。目前甜瓜雄性不育系有5個類型，分別為ms1、ms2、ms3、ms4、ms5。ms2突變體是在Cantaloup型甜瓜La Jolla 40460的培育過程中發(fā)現(xiàn)的，該突變體材料具有抗白粉病等優(yōu)良性狀，其雄蕊比正常植株雄蕊小，而且花粉囊不開裂；顯微觀察結(jié)果顯示ms2突變體含有少量或者不含有花粉，人工授粉成功率低于正常植株12倍左右[2-3,7]。

本研究以甜瓜雄性不育系ms2和北方常見栽培品種為材料，進(jìn)行田間性狀調(diào)查分析，比較其親緣關(guān)系，為下一步利用甜瓜雄性不育為親本進(jìn)行雜交組合配置，創(chuàng)制甜瓜種植資源提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

選擇11份材料，其中包括雄性不育系ms2、雜交種1個、其他品系8個、常規(guī)品種1個，具體見表1。雄性不育系ms2，雄全同株，具有正常的雄蕊結(jié)構(gòu)，花粉敗育，自交授粉率低于5%，顯著低于其他常規(guī)品種，雜交授粉率在98%以上。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 播種與田間管理

試驗(yàn)在黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)試驗(yàn)大棚內(nèi)進(jìn)行。對所有的供試品種（系）甜瓜種子進(jìn)行相同的催芽處理，種子“露白”之后播于穴盤內(nèi)。穴盤育苗基質(zhì)為營養(yǎng)土∶細(xì)沙＝5∶1，當(dāng)幼苗長到2葉1心時(shí)定植。按畦寬80 cm，溝寬60 cm整地，每畦2行呈鋸齒狀栽植方式，植株間隔30 cm，在畦面中間預(yù)留灌水溝，覆蓋黑色地膜。每個品種種植10株，重復(fù)3次。采用吊蔓栽培，雙蔓整枝方式，人工授粉，每株留2～3個果實(shí)，花后35～45 d采收。

1.2.2 測定指標(biāo)及方法

在果實(shí)成熟期，每個處理隨機(jī)選取3個果實(shí)進(jìn)行果實(shí)性狀和品質(zhì)指標(biāo)的測定；每個處理隨機(jī)選取5個果實(shí)，進(jìn)行單果質(zhì)量和產(chǎn)量的測定。在果實(shí)九成熟時(shí)進(jìn)行取樣，晴天上午露水干后摘取果實(shí)，采摘時(shí)用剪刀將甜瓜從蔓上剪下，然后進(jìn)行測定。

甜瓜始花期，即從定植到第1朵雌花開放所需的時(shí)間（d）；葉面積利用葉面積儀測量，選擇主蔓第5節(jié)葉片作為測量對象（cm2）；單果質(zhì)量使用電子天平稱量后取其平均值（g）；含糖量使用手持折光儀測定；果形指數(shù)即果實(shí)縱徑與橫徑的比值，計(jì)算公式為D＝L/S，其中D表示果形指數(shù)，L表示果實(shí)長度（cm），S表示果實(shí)寬度（cm），多次測量、計(jì)算后取平均值；果肉厚度，即果實(shí)中心位置果腔到果皮邊緣的距離（cm）；硬度利用果實(shí)硬度計(jì)進(jìn)行測量（Pa）。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007及SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同甜瓜材料表型比較

從表2可以看出，由于甜瓜雄性不育系ms2是厚皮品種，從定植到第1雌花開放所需時(shí)間比其他品種（系）長，但無顯著差異。ms2品系葉面積與其他品種（系）相比差異均顯著；果實(shí)性狀中果長與其他品種（系）相比差異均達(dá)極顯著水平；ms2品系單果質(zhì)量與M2-10差異顯著，與其他品種（系）差異均達(dá)極顯著；ms2品系果實(shí)硬度與998×3-2-2相比差異不顯著，與M2-10、M1-3、菜瓜相比差異均達(dá)極顯著水平，與其他品種（系）差異均不顯著。ms2品系甜度與998×3-2-2、M1-3、7223H相比差異不顯著，與其他品種（系）相比差異均達(dá)極顯著水平。從整體水平上來看，雄性不育系ms2在表型性狀上與其他品種（系）具有一定程度的差異，但是個別性狀差異不顯著。

表1 供試甜瓜品種（系）材料名稱及來源

2.2 不同甜瓜材料表型指標(biāo)之間的相關(guān)性分析

對供試品種（系）進(jìn)行兩兩性狀的相關(guān)性分析（表3和圖1），結(jié)果顯示始花期與單果質(zhì)量呈顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.65；始花期與果長呈極顯著的線性相關(guān)，相關(guān)系數(shù)0.74；單果質(zhì)量與果長、果寬及果肉厚度均呈極顯著線性相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.82、0.84、0.71；果實(shí)長度和果實(shí)寬度及果肉厚度均呈極顯著線性相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.73和0.71；果實(shí)寬度和果肉厚度呈顯著線性相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.61。

表2 不同甜瓜材料表型差異性比較

表3 不同甜瓜材料表型性狀相關(guān)性分析

圖1 不同甜瓜材料表型性狀間線性相關(guān)關(guān)系

2.3 甜瓜品種聚類分析

根據(jù)各性狀之間進(jìn)行的相關(guān)性分析結(jié)果，選擇顯著性線性相關(guān)的性狀作為變量，利用SPSS軟件對各甜瓜品種進(jìn)行聚類分析（圖2）。結(jié)果顯示：在遺傳距離為25個單位處將11個甜瓜材料分為3類，ms2、M1-3、998×3-2-2、M2-10、M2-3、M1-4、7223H聚為一類，甜帥和3-2-2聚為一類，菜瓜和M1-59聚為一類。其中，在遺傳距離為20個單位處，將第一類分為2個亞類，ms2為第1亞類，其余6份甜瓜材料為第2亞類。從聚類分析結(jié)果看出，第1類基本為厚皮甜瓜，第2類為典型的薄皮甜瓜，第3類M1-59為厚皮甜瓜與薄皮甜瓜雜交中間型，菜瓜屬于薄皮甜瓜類。

3 結(jié)論與討論

圖2 甜瓜材料田間表型性狀聚類分析

雄性不育系在植物界廣泛存在，尤其是在開花植物中，它是一種有性繁殖過程中不能產(chǎn)生正?；ㄋ?、花粉或雄配子的遺傳現(xiàn)象。利用雄性不育培育不育系進(jìn)行雜交制種，不僅能夠降低制種成本，而且可以提高雜交種的純度。研究人員指出F1代人工制種的成本為自然授粉成本的12～30倍[9-12]。近年來，農(nóng)作物中關(guān)于雄性不育的機(jī)理一直是研究熱點(diǎn)，在甘藍(lán)、水稻、玉米、紫花苜蓿等作物上取得了較大的研究進(jìn)展，但是關(guān)于雄性不育的應(yīng)用報(bào)道相對較少[16-20]。甜瓜具有較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢，甜瓜雄性不育的利用可以節(jié)省制種投入成本，并獲得較高優(yōu)勢的組合[13]。本研究對甜瓜雄性不育系ms2表型性狀的差異性分析顯示，ms2與其他品種相比，除了始花期無顯著差異外，在果實(shí)性狀上如單果質(zhì)量、果長、果寬、果實(shí)甜度等都具有一定程度的差異，說明利用ms2配置雜交組合，可以提高雜交后代的果實(shí)性狀的表現(xiàn)。

近年來，國內(nèi)外研究學(xué)者對甜瓜主要品種的表型性狀進(jìn)行了大量研究[13-16]，為甜瓜雜交組合的配置及新品種的創(chuàng)新提供了重要理論依據(jù)。始花期是與甜瓜早熟性相關(guān)的性狀之一，開花越早，說明生育期越短，對培育早熟品種具有重要的意義。果實(shí)的單果質(zhì)量、果長、果寬和果形指數(shù)是決定甜瓜產(chǎn)量的重要指標(biāo)，也是決定市場消費(fèi)趨勢的表型性狀，目前黑龍江地區(qū)消費(fèi)者對近圓形、橢圓形的薄皮甜瓜具有較高的認(rèn)可度[15-16]。

本研究通過表型性狀調(diào)查，并對各性狀進(jìn)行了相關(guān)性分析，在相關(guān)性顯著的基礎(chǔ)上進(jìn)行聚類分析，將甜瓜供試品種分為3類。從整體分類結(jié)果上看，分為厚皮甜瓜、薄皮甜瓜和菜瓜型，但是在第1類厚皮甜瓜中，發(fā)現(xiàn)ms2與其他材料的遺傳距離較遠(yuǎn)，在遺傳距離為20個單位處可以將ms2單獨(dú)分為一個亞類，這與田間性狀的顯著性分析結(jié)果相互對應(yīng)。此外，根據(jù)聚類分析的結(jié)果，將ms2與遺傳距離較遠(yuǎn)的材料進(jìn)行雜交組合配置，從理論上可以獲得較高優(yōu)勢的組合，該項(xiàng)研究正在進(jìn)行中。本研究對ms2與厚皮甜瓜、薄皮甜瓜及菜瓜進(jìn)行了綜合分析，研究結(jié)果為下一步配置雜交組合、甜瓜新品種的創(chuàng)制提供了基礎(chǔ)。

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