劉珍宇，王鵬偉，曹夢(mèng)琦，等.基于農(nóng)藝性狀的33份南瓜種質(zhì)資源多樣性分析[J].南方農(nóng)業(yè)，2023，17（23）：8-12，25.

摘 要 以河南科技學(xué)院南瓜課題組收集的33份南瓜種質(zhì)資源為材料，綜合運(yùn)用多元統(tǒng)計(jì)分析、聚類分析和主成分分析方法，對(duì)第一雌花節(jié)位、主蔓長度、節(jié)間長度、第一坐瓜節(jié)位等11個(gè)主要農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性進(jìn)行研究，旨在為南瓜優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源的篩選提供理論依據(jù)。結(jié)果表明：33份南瓜種質(zhì)資源的11個(gè)農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)范圍為12.69%～49.98%，其中雌花間隔數(shù)的變異系數(shù)最大，為49.98%，葉片寬度的變異系數(shù)最小，為12.69%；11個(gè)農(nóng)藝性狀間有一定的相關(guān)性；通過提取3個(gè)主成分可涵蓋11個(gè)農(nóng)藝性狀80.42%的信息；利用聚類分析在歐氏距離8.49處將33個(gè)南瓜種質(zhì)資源分為5類。

關(guān)鍵詞 南瓜；種質(zhì)資源；農(nóng)藝性狀；相關(guān)性分析；聚類分析；主成分分析

中圖分類號(hào)：S642.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.23.002

收稿日期：2023-05-11

基金項(xiàng)目：河南省重點(diǎn)研發(fā)與推廣專項(xiàng)資助項(xiàng)目（202102110201）。

作者簡介：劉珍宇（1999—），男，河南林州人，在讀碩士，研究方向?yàn)槟瞎戏N質(zhì)資源創(chuàng)新與利用。E-mail：liuzhenyu0602@163.com。

*為通信作者，E-mail：sunli0001977@126.com。

南瓜為一年生蔓生草本植物[1]，栽培歷史悠久、種類繁多，在世界各地廣泛栽培。南瓜在品種、果實(shí)、品質(zhì)、色澤等方面的多樣化都十分突出[2]。南瓜含有豐富的營養(yǎng)，還具有多種藥用價(jià)值，常被認(rèn)為是特效保健食品。

植物種質(zhì)資源是生物遺傳多樣性的重要組成部分[3]。在南瓜育種工作中，南瓜種質(zhì)資源是必不可少的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，全面了解和分析南瓜種質(zhì)資源的遺傳多樣性，成為提高南瓜育種實(shí)效的重要手段[4]。對(duì)植物種質(zhì)資源進(jìn)行分析鑒定的方法有很多，已有學(xué)者對(duì)南瓜屬植物種質(zhì)資源進(jìn)行了鑒定和分類[5-8]。對(duì)種質(zhì)資源在形態(tài)學(xué)上進(jìn)行鑒定的方法有很長歷史，是最簡便、直接的鑒定途徑和方法，不可被忽視[9-11]。袁建民等利用主成分分析提取了3個(gè)主成分，發(fā)現(xiàn)第1主成分貢獻(xiàn)率最高，且能反映南瓜葉片性狀信息，通過聚類分析將供試材料分為3類[9]。本試驗(yàn)以33份南瓜種質(zhì)資源為試驗(yàn)材料，對(duì)其11個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行調(diào)查和分析，以期為南瓜育種工作提供科學(xué)依據(jù)。

1" 材料與方法

1.1" 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)以河南科技學(xué)院南瓜課題組的33份南瓜種質(zhì)資源為材料，分別為：19-08、19-05、19-07-4、20-1、L212、18-L-21、L211、19-04、19-06、19-07-2、19-02、19-03、19-07-3、18-L-24、18-L-23、18-L-22、18-L-26、009-1-G1、009-1-G2、陵禮A1、固武徐-2、陵楊A(yù)1、陵禮G17、陵楊A(yù)18、陵B-2、陵西溝a2、陵禮白-13、陵禮B1、陵禮長南瓜、陵禮G6、陵禮G7、陵A特2、19-01-1。

1.2" 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2021年在河南科技學(xué)院南瓜種植基地進(jìn)行[12]。試驗(yàn)地田間管理按常規(guī)南瓜種植方法進(jìn)行。每個(gè)材料隨機(jī)選10株，對(duì)其第一雌花節(jié)位（節(jié)）、第二雌花節(jié)位（節(jié)）、雌花間隔數(shù)（節(jié)）、葉片寬度（cm）、葉片長度（cm）、葉柄長度（cm）、葉柄粗度（mm）、節(jié)間長度（cm）、主蔓粗度（mm）、主蔓長度（m）、第一坐瓜節(jié)位（節(jié)）等11個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行調(diào)查。以各性狀的平均值為試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。性狀調(diào)查具體要求參考江毅[13]的方法。

1.3" 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)采用DPS進(jìn)行方差分析（Duncan′s新復(fù)極差法）、主成分分析和聚類分析。聚類分析采用歐氏距離離差平方和法。變異系數(shù)（CV）=樣本標(biāo)準(zhǔn)差/樣本平均數(shù)×100%[14]。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 南瓜種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的變異性分析

對(duì)33份南瓜種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀進(jìn)行方差分析，由表1可知，第一、二雌花節(jié)位最低的是19-07-4，最高的是18-L-22；雌花間隔數(shù)最小的是19-07-4，最大的是18-L-24；葉片寬度最小的是19-05，最大的是陵楊A(yù)18；葉片長度最小的是19-07-3，最大的是陵楊A(yù)18；葉柄長度最小的是19-07-2，最大的是陵楊A(yù)1；葉柄粗度最小的是陵禮G7，最大的是陵楊A(yù)18；節(jié)間長度最小的是19-07-3，最大的是陵禮G17；主蔓粗度最小的是18-L-26，最大的是20-1；主蔓長度最小的是19-07-4，最大的是19-02；第一坐瓜節(jié)位最低的是陵楊A(yù)1，最高的是19-02。同時(shí)，從表1可以看出在0.05水平上，各南瓜種質(zhì)資源的各性狀間都存在顯著差異。

對(duì)種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀變異性分析，由表2可知，第一雌花節(jié)位均值為19.21節(jié)，第二雌花節(jié)位均值為23.02節(jié)；雌花間隔數(shù)均值為3.11節(jié)，變化范圍為0.30～6.50節(jié)；葉片寬度均值為27.23 cm，長度均值為20.84 cm；葉柄長度均值為22.47 cm，粗度均值為11.58 mm；節(jié)間長度均值為27.23 cm，變化范圍為7.75～17.25 cm；主蔓粗度均值為10.47 mm，長度均值為3.34 m；第一坐瓜節(jié)位均值為23.26節(jié)。

在基礎(chǔ)群體中，變異系數(shù)越大，其蘊(yùn)藏的遺傳變異也就越廣泛，其遺傳多樣性也就越豐富，獲得新類型材料的概率也就越大[15]。由表2可知，33份南瓜資源各性狀變異系數(shù)均大于10%，且變異幅度較大，介于12.69%～49.98%，平均變異系數(shù)為21.83%。各農(nóng)藝性狀變異系數(shù)從大到小依次為雌花間隔數(shù)（49.98%）＞第一坐瓜節(jié)位（30.01%）＞第一雌花節(jié)位（24.49%）＞第二雌花節(jié)位（23.48%）＞主蔓長度（21.13%）＞葉柄粗度（18.05%）＞主蔓粗度（16.28%）＞葉柄長度（15.40%）＞葉片長度（14.92%）＞節(jié)間長度（13.68%）＞葉片寬度（12.69%）。其中雌花間隔數(shù)的變異系數(shù)最大，為49.98%，表明第一雌花節(jié)位的遺傳多樣性比較豐富，葉片寬度的變異系數(shù)最小，為12.69%。變異系數(shù)的大小與性狀的變異范圍呈正相關(guān)，變異系數(shù)越大表明性狀的變異越大。所測(cè)性狀的變異系數(shù)較高，所以供試材料在今后的育種過程中獲得新型材料的概率較大。

2.2" 南瓜種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析結(jié)果（見表3）顯示，第二雌花節(jié)位與第一雌花節(jié)位極顯著相關(guān)；雌花間隔數(shù)與第一雌花節(jié)位、第二雌花節(jié)位極顯著相關(guān)；葉片長度與葉片寬度極顯著相關(guān)；葉柄長度與葉片寬度、葉片長度極顯著相關(guān)；葉柄粗度與第一雌花節(jié)位、葉片寬度、葉片長度、葉柄長度極顯著相關(guān)；主蔓粗度與第一雌花節(jié)位、葉片寬度、葉片長度、葉柄長度、葉柄粗度極顯著相關(guān)；主蔓長度與第一雌花節(jié)位、第二雌花節(jié)位、節(jié)間長度極顯著相關(guān)；第一坐瓜節(jié)位與第一雌花節(jié)位、第二雌花節(jié)位、葉柄粗度主蔓粗度極顯著相關(guān)。

2.3" 南瓜種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的主成分分析

對(duì)供試33個(gè)南瓜材料的農(nóng)藝性狀進(jìn)行主成分分析（見表4），提取了3個(gè)主成分，第1、2、3個(gè)主成分的特征值分別為4.88、3.04、0.93，貢獻(xiàn)率分別為44.35%、27.66%、8.41%，累計(jì)貢獻(xiàn)率為80.42%。第1主成分的特征向量排前三的載荷因子依次是主蔓粗度（0.37）、葉柄粗度（0.36）、葉片長度（0.33）。第2主成分特征向量排前三的是節(jié)間長度（0.37）、葉片寬度（0.37）、葉柄長度（0.35）和主蔓長度（0.35）。第3主成分特征向量排前三的是雌花間隔數(shù)（0.69）、第二雌花節(jié)位（0.27）、主蔓粗度（0.22）。

2.4" 南瓜種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀的聚類分析

對(duì)供試33份南瓜材料的11個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行聚類分析（離差平方和法），結(jié)果見圖1。在歐式距離8.49處，將33份南瓜材料分為5個(gè)類群，結(jié)果見表5，可以看出每個(gè)類群各有其特點(diǎn)。第1類群（I）包含9個(gè)品種（1、4、3、13、6、8、10、18、19），該類群具有第一、二雌花節(jié)位較低，雌花間隔小、葉片小、葉柄短粗，節(jié)間短等特點(diǎn)。第2類群（Ⅱ）包含3個(gè)品種（20、22、24），該類群具有第一、二雌花節(jié)位低，雌花間隔小、葉片大、葉柄長且粗，節(jié)間短，主蔓短粗、第一坐瓜節(jié)位低等特點(diǎn)。第三類群（Ⅲ）包含10個(gè)品種（2、27、17、28、30、31、9、25、29、33），該類群具有第一、二雌花節(jié)位較高，葉片大小適中、主蔓細(xì)、節(jié)間較長等特點(diǎn)。第4類群（Ⅳ）包含5個(gè)品種（14、21、32、15、16），該類群具有第一、二雌花節(jié)位高，雌花間隔大、葉片大小適中、第一坐瓜節(jié)位高、主蔓細(xì)、節(jié)間多等特點(diǎn)。第5類群（V）包含6個(gè)品種（5、12、23、26、7、11），該類群具有雌花間隔小，葉片較大，葉柄粗，節(jié)間多，主蔓長，第一坐瓜節(jié)位較高等特點(diǎn)。

3" 小結(jié)與討論

南瓜種質(zhì)資源的遺傳多樣性是新品種成功選育及應(yīng)用方面突破的關(guān)鍵，對(duì)其進(jìn)行分析和保護(hù)，既拓寬了南瓜品種改良的遺傳基礎(chǔ)，也可以根據(jù)產(chǎn)業(yè)的需求變化培育新品種[16]。11個(gè)性狀存在不同程度的變異，其中變異系數(shù)最大的是雌花間隔數(shù)，為49.98%，葉片寬度變異系數(shù)最小，為12.69%。變異系數(shù)與多樣性指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)[17-18]。

主成分分析是把原來多個(gè)具有一定相關(guān)性的變量簡化為少數(shù)幾個(gè)互不相關(guān)的綜合性狀，該方法可簡化選擇程序[19-20]。本研究通過主成分分析，3個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到80.42%，第1、2、3主成分特征向量最大的分別為主蔓粗度、節(jié)間長度、雌花間隔數(shù)。第1主成分反映植株葉片的性狀信息，可將其歸納為生長勢(shì)因子，且其貢獻(xiàn)率最高，為44.35%，這與杜曉華等[11]、袁建民等[9]的研究結(jié)果一致。

聚類分析將供試33份南瓜種質(zhì)資源分為5個(gè)類群，各類群特點(diǎn)不盡相同。第1類群具有第一、二雌花節(jié)位較低，雌花間隔小、葉片小、葉柄短粗，節(jié)間短等特點(diǎn)；第2類群具有第一、二雌花節(jié)位低，雌花間隔小、葉片大、葉柄長且粗，節(jié)間短，主蔓短粗、第一坐瓜節(jié)位低等特點(diǎn)；第3類群具有第一、二雌花節(jié)位較高，葉片大小適中、主蔓細(xì)、節(jié)間較長等特點(diǎn)；第4類群具有第一、二雌花節(jié)位高，雌花間隔大、葉片大小適中、第一坐瓜節(jié)位高、主蔓細(xì)、節(jié)間多等特點(diǎn)；第5類群具有雌花間隔小，葉片較大，葉柄長且粗，節(jié)間多，主蔓長，第一坐瓜節(jié)位較高等特點(diǎn)。此分類反映了所有供試材料的類型及親緣關(guān)系，為生產(chǎn)上的需求提供參考，但還需結(jié)合現(xiàn)代ISSR、SSR等分子標(biāo)記進(jìn)一步進(jìn)行DNA水平的驗(yàn)證[21]?；谀瞎戏N質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)，明確了各類群間的特征特性和變異范圍，可為南瓜種質(zhì)資源的遺傳進(jìn)化研究提供參考。

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（責(zé)任編輯：丁志祥）