甜瓜F_2代群体果实性状的遗传分析_盛云燕

摘 要：以果实性状差异较大的来源于美国的厚皮甜瓜 ｍｓ－５和黑龙江省薄皮甜瓜 ＨＭ－１为 亲本，构建 Ｐ１、Ｐ２、Ｆ１ 和 Ｆ２ 群体，采用植物数量性状主基因－多基因混合模型对甜瓜果实单果重、 果肉厚度和果肉颜色进行遗传分析。结果表明：单果重受到２对加性－显性多基因模型控制；果肉 厚度受到１对主基因控制；果肉颜色受到２对加性－显性－上位效应多基因控制。主基因在 Ｆ２ 代 群体中遗传率分别为７３．７９％、７３．９０％、８８．８５％。控制这３个性状的遗传率在 Ｆ２ 代中表现较高， 说明适合早代进行选择，受环境影响小。
厚度上都具有 较 大 差 异，母 本 单 果 重 １ ０００．０ｇ，父 本 单 果重４００．０ｇ，Ｆ１ 单果重平均值为６２３．１ｇ；果肉厚度母 本３．２０ｃｍ，父本１．６０ｃｍ，Ｆ１ 果肉厚度平均值为２．７０ｃｍ； 母本果肉颜色为 黄 色 （１），父 本 果 肉 颜 色 为 白 色 （５），Ｆ１ 果肉颜色平均值为４．２。Ｆ２ 单果重、果肉厚度和果肉颜 色呈正态分布（图１、表２），Ｆ２ 群体间果实性状差异极显著 （表２），这３个性状呈多峰分布，呈现主基因－多基因模型。 ２．２ 甜瓜果实性状的主基因＋多基因模型的遗传分析
表２
亲本及 Ｆ２ 果实性状分析
Ｔａｂｌｅ ２
性状
Ｔｒａｉｔｓ 单果重 Ｓｉｎｇｌｅ ｆｒｕｉｔ ｗｅｉｇｈｔ／ｇ 果肉厚度 Ｆｒｕｉｔ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ／ｃｍ
果肉颜色 Ｆｒｕｉｔ ｃｏｌｏｒ
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｈｅ ｔｒａｉｔｓ ｏｆ Ｆ２ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｐａｒｅｎｔｓ
表１
试验所用材料
Ｔａｂｌｅ １
Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ｐｒｅｓｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ
代号 Ｃｏｄｅ Ｐ１ Ｐ２ Ｆ１ Ｆ２
拉丁名 Ｌａｔｉｎ ｎａｍｅ Ｃｕｃｕｍｉｓ ｍｅｌｏ Ｌ．Ｃａｎｔａｌｕｐｅ Ｃｕｃｕｍｉｓ ｍｅｌｏ Ｌ．Ｍｕｓｋｍｅｌｏｎ
来源 Ｏｒｉｇｉｎ 美国农业部 黑龙江八一农垦大学
ＡＩＣ 值 ＡＩＣ ｖａｌｕｅ １ ２５５．８２０ １ ２５０．９２０＊ １ ２５７．８１６＊ １ ２５９．８１９ １ ２５９．８１９ １ ２６０．１６０ １ ２５０．２１０＊ １ ２５９．８１３ １ ２５７．８１３ １ ２５９．８２１ １ ２５７．８２２
极大对数似然值 ＬＭＬ
－７９．００１ －７４．１６５ －７５．８４２ －７９．００２ －７９．００２ －７３．２５３ －７４．１６５ －７３．６９５ －７５．９９５ －７９．００２ －７９．００２
模型 Ｍｏｄｅｌ Ａ－０ Ａ－１ Ａ－２ Ａ－３ Ａ－４ Ｂ－１ Ｂ－２ Ｂ－３ Ｂ－４ Ｂ－５ Ｂ－６
极大对数似然值 ＬＭＬ
－６２５．９１１ －６２１．４６２ －６２５．９０８ －６２５．９１０ －６２５．９１０ －６２０．０８０ －６２０．１０５ －６２５．９０６ －６２５．９０７ －６２５．９１０ －６２５．９１０
１ 材料与方法
１．１ 试验材料 选用美国研究人员 ＭＣＣＲＥＩＧＨＴ 提供的雄性不育 突变厚皮甜瓜 ｍｓ－５（厚皮、果肉厚度３．２ｃｍ、果肉橘黄 色）为母本，黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 提 供 的 薄 皮 甜 瓜 品 系
ＨＭ－１（薄皮、果肉厚度１．６ｃｍ、果肉白色）为父本配置杂 交组合，得到 Ｆ１、Ｆ２ 群体（表１），由于母本为雄性不育材 料，因此未配置回交群体。
Ｎｏｔｅ：＊ ｓｈｏｗ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（Ｐ＜０．０５）；＊＊ ｓｈｏｗ ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（Ｐ＜０．０１）．
表３
甜瓜单果实性状的极大似然值和 ＡＩＣ值
Ｔａｂｌｅ ３
Ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ＡＩＣ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ｍｕｓｋｍｅｌｏｎ ｆｒｕｉｔ ｔｒａｉｔｓ
Ｐ值 Ｐｖａｌｕｅ ０．００１ ４＊＊ ０．０００ １＊＊ ０．０００ １＊＊
ＡＩＣ 值 ＡＩＣ ｖａｌｕｅ ４９４．１７８ ３６４．９２４＊ ４９１．２８４ ４９８．１７７ ４９８．１７７ １７２．４６１＊ ３６８．９２５ １３６．８２８＊ ４５６．６０１ ４９８．１７８ ４９６．１７８
北方园艺２０１６（０７）：９～１２
关键词：甜瓜；单果重；果肉厚度；果肉颜色；主－多基因；遗传分析 中图分类号：Ｓ ６５２．６０３．６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－０００９（２０１６）０７－０００９－０４
甜瓜（Ｃｕｃｕｍｉｓ ｍｅｌｏ Ｌ）是 葫 芦 科 甜 瓜 属 重 要 的 经 济 作 物 之 一 ，在 世 界 范 围 内 被 广 泛 种 植 。 甜 瓜 的 果 实 多 样 性 丰 富 ，是 构 成 甜 瓜 品 质 和 决 定 消 费 趋 势 的 重 要 指 标 之 一 ，也 是 近 年 来 育 种 工 作 者 的 研 究 重 点 。 由 于 消 费 群 体 及 甜 瓜 生 产 具 有 地 域 性 ，造 成 了 消 费 者 对 甜瓜果实多样性的追求。甜瓜由于果肉的厚度不同 可以分为薄皮甜瓜、厚 皮 甜 瓜 和 中 间 型，丰 富 的 变 异 类型为研究甜瓜果肉厚度提供了研究基础。近年来， 国内外的研究者对甜瓜果实性状开展了遗传规律的 研究［１］，并 对 甜 瓜 果 实 性 状 进 行 了 ＱＴＬ 的 定 位 分 析［２－５］。２０１４年 张 宁 等 利 ［６］ 用 栽 培 甜 瓜 与 野 生 甜 瓜 构 建 的 ６ 世 代 群 体 对 甜 瓜 果 实 性 状 开 展 遗 传 分 析 ，认 为单果重、果 实 纵 径、果 实 横 径 和 果 形 指 数 均 受 到 ２ 对加性显性－上位性 主 基 因 ＋ 加 性 －显 性 －上 位 性 多 基 因 模 型 的 控 制 。 虽 然 前 人 开 展 了 相 关 的 研 究 ，但 是 关 于薄皮甜瓜与厚皮 甜 瓜 杂 交 的 Ｆ２ 代 群 体，其 果 实 的 单果重、果肉厚度及 果 肉 颜 色 方 面 的 研 究 报 道 较 少。 该研究采用 美 国 厚 皮 甜 瓜 ｍｓ－５ 与 黑 龙 江 省 特 有 的 薄皮甜瓜（二者果 实 性 状 具 有 较 大 差 异 ）利 用 数 量 性 状－质量性状 遗 传 模 型 进 行 分 析，以 确 定 甜 瓜 果 实 性 状的遗传模型，并估 测 遗 传 参 数，以 期 为 甜 瓜 选 配 杂 交组合及性状的 ＱＴＬ 定位提供理论参考基础。
１．４ 遗传分析
采用 ＤＰＳ程序进行方差分析，用植物数量性状混
合遗传模型主基因＋多基因分析方法进行联合分析，利
用 ＡＩＣ（Ａｋａｉｋｅ’ｓ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｒｉｔｅｒｔｉｏｎ）准则和一组适应
性检 验 （包 括 均 匀 性 检 验 （Ｕ１２、Ｕ２２、Ｕ３２、统 计 量 ）、
Ｓｉｍｒｏｖ检验（ｎＷ２ 统计量）和 Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ检验（Ｄｎ统计
第一作者简介：盛云燕（１９７９－），女，博士，副教授，研究方向为甜瓜 分子育种。Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｈｅｎｇｙｕｎｙａｎ１２３４５＠１６３．ｃｏｍ． 基金项目：国 家 自 然 基 金 资 助 项 目 （３１４０１８９２）；教 育 部 归 国 留 学 科研资助项目；黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 博 士 科 研 启 动 资 助 项 目 （２０３１０１１００３）。 收稿日期：２０１５－１２－１８
１．３ 项目测定 将果实采摘后，用天平称量每个果实的重量并 记
录。之后将甜瓜纵向切开，用游标卡尺测量甜瓜的厚度
（果皮到果肉中心的厚度），测 量３ 次，取平均值；果肉 颜色根据 Ｆ２ 果实不同的颜色级别自行划分标准，分别 为：黄色为１、绿色为２、黄色偏绿为３、黄偏白为４、白色 为５。
９
·试验研究·
北方园艺２０１６（０７）：９～１２
名称 Ｎａｍｅ ｍｓ－５ ＨＭ－１ ｍｓ－５×ＨＭ－１ Ｆ１ 自交
１．２ 试验方法 ２０１３年春季双亲配置杂交组合，获得 Ｆ１ 种子，２０１３
年秋季将 Ｆ１ 自交，在温室中栽培获得 Ｆ２ 种子。２０１４年 春季将Ｐ１、Ｐ２、Ｆ１、Ｆ２ 种植与大棚中，其中Ｐ１、Ｐ２、Ｆ１ 各３０ 株，Ｆ２ 种植１５０株。株行距为３５ｃｍ×６０ｃｍ，单干整枝， 常规管理。
北方园艺２０１６（０７）：９～１２
ＤＯＩ：１０．１１９３７／ｂｆｙｙ．２０１６０７００３
·试验研究·
甜瓜 Ｆ２ 代群体果实性状的遗传分析
盛 云 燕１，陈 克 农２，矫 士 琦２，戴 冬 洋１
（１．黑龙江八一农垦大学 农学院，黑龙江 大庆 １６３３１９；２．东北农业大学 园艺学院，黑龙江 哈尔滨 １５００３０）
Ｂ－２模型的 ＡＩＣ值最小，因此选择 Ｂ－２模型为最优模型， 甜瓜果实单果重为２对基因控制的数量遗传性状，且主 基因为加性－显性模型。
对备选模型进行适应性检验结果见表５。选择达到 显著水平较少的统计量模型为最优模型。结果表明，Ａ－ １甜瓜的果肉 厚 度 为 显 著 水 平 的 统 计 量 为 ０ 个，Ａ－２ 模 型为显著水平的 统 计 量 为 ０ 个，Ｂ－３ 为 显 著 水 平 的 统 计 量为２个。Ｂ－４为显著水平的统计量有１个。因此 Ａ－１ 和 Ａ－２达到的显著水平的统计量最少。但 Ａ－１模型的 ＡＩＣ值最小，因此选择 Ａ－１模型为最优模型，且甜瓜果 实厚度的果实性状为１个基因位点的，受加－显性主基因 控制。
·试验研究·
中 Ｂ－２为最小值，Ａ－０模型和 Ａ－１模型的 ＡＩＣ值与最小 值接近。其中 Ａ－０为１个基因遗传位点的加－显性主基 因模型，Ａ－１为１个基因遗传位点加性主基因模型，Ｂ－２ 为２个遗传位点的加性模型。对甜瓜果肉厚度进行主－多 基因的模型分析，Ｂ－２模型 ＡＩＣ值最小，Ａ－０ 与 Ａ－１ 作为 与 ＡＩＣ最小值接近，可作为候选模型。 ２．３ 甜瓜果实性状的最优模型的选择和适合性检验
Ｆ 值 Ｆｖａｌｕｅ １０．６４ ２２．２８ ８０．８８
极大对数似然值 ＬＭＬ
－２４５．０８９ －１７８．４６２ －２４２．６４２ －２４５．０８８ －２４５．０８８ －７６．２３０ －１７８．４６２ －６４．４１４ －２２５．３００ －２４５．０８９ －２４５．０８９