全 文 ：© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
园 　艺 　学 　报 　2002 , 29 (3) : 282～284
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2001 - 12 - 07 ; 修回日期 : 2002 - 02 - 25
基金项目 : 天津市青年科学基金资助项目 (003701211)
黄瓜无毛突变体的生理特性研究
马德华1 　庞金安1 　温晓刚2 　李淑菊1 　霍振荣1 　林世青2
(1 天津市黄瓜研究所 , 天津 300192 ;　2 中国科学院植物研究所 , 北京 100093)
摘 　要 : 黄瓜无毛突变体与普通黄瓜相比 , 幼苗的各种性状均没有明显变化 ; 成株矮化明显 , 雌花数
降低 , 产量明显下降 , 但雌花节率没有明显变化 , 蒸腾速率、气孔导度较高 , 其他光合作用指标没有明显
变化。遗传研究表明 , 无毛性状是由一对核基因控制的隐性性状。
关键词 : 黄瓜 ; 无毛 ; 生理特性 ; 遗传
中图分类号 : S 642. 2 ; Q 945 　　文献标识码 : A 　　文章编号 : 05132353X (2002) 0320282203
1 　目的、材料与方法
1999 年秋天在 45 株黄瓜育种材料中发现了 3 株具“无毛”性状的突变体〔1〕。本试验对其部分特
性和遗传规律进行研究 , 为将其作为形态标记性状的应用打下基础。2001 年春天在日光温室中以无
毛黄瓜突变株自交系和突变来源的普通黄瓜自交系为试料 , 3 月 12 日播种 , 4 月 28 日 3 叶 1 心时定
植。形态特征采用观察和直尺测量 , 幼苗在 3 叶 1 心时测定 , 成株于盛瓜期测定。幼苗茎粗为下胚轴
的粗度 , 成株茎粗为从龙头起第 4～5 片叶中间茎的粗度。叶绿素和光合作用测定 , 幼苗取上部第 1
片完全展开叶 , 成株取上部第 4 片完全展开叶。光合作用采用 Li26400 型光合测定仪测定 , 利用 6400
PS冷光源提供稳定的光照。测定时温度为 (23 ±1) ℃, CO2 浓度为 (400 ±10) μmol·mol - 1 , 空气湿度
为 25 %～30 % , 光量子通量密度 ( PFD) 为 600μmol·m - 2·s - 1。由光合测定仪直接读出净光合速率
(Pn) 、蒸腾速率 (Tr) 、气孔导度 ( Gs) 。计算羧化效率 (CE) 和表观量子效率 (AQE) , 测定叶绿素
荧光动力学参数。以上测定均重复 3～4 次。2000 年春天 , 我们利用无毛黄瓜自交系分别和 2 个普通
黄瓜高代自交系 P17、F51 杂交 (包括正反交) , 获得 F1。秋季种植并鉴定 F1 , 同时 F1 分别自交获得
F2 , 并分别和无毛黄瓜自交系回交获得 BC1、BC2。2001 年春天 , 种植并鉴定 F2 和 BC1、BC2。
2 　结果与分析
2. 1 　光合作用特性
本试验中的无毛黄瓜单株自交采种 , 经多次种植观察 , 其表现型与当年被发现时的表现一致 , 表
明其是可以稳定遗传的无毛性状。
2001 年研究结果表明 , 和普通黄瓜相比较 , 无毛黄瓜在幼苗期株高、茎粗、叶片数、叶面积、
叶片鲜样质量甚至霜霉病病情指数方面均没有明显差异 (表 1) 。而在植株生长至拉秧时 , 无毛黄瓜
具有明显的“矮化”现象。除茎粗外 , 株高仅为普通植株的 63. 16 % , 叶片数为普通植株的 76. 47 % ,
干样质量为普通植株的 55. 91 % (茎粗无显著差异) 。叶片数减少 , 雌花数也降低 , (普通黄瓜为 7. 4
个/ 株 , 无毛黄瓜仅为 5. 4 个/ 株) , 同时单瓜质量较小 (普通黄瓜为 206 g , 无毛黄瓜仅为 152 g) 。无
毛黄瓜植株产量明显降低 , 前期产量和总产量分别为普通植株的 46. 67 %和 46. 90 % , 差异均达到显
著或极显著水平。而雌花节率差异不明显 , 分别为 27. 1 %和 25. 8 %。研究还发现 , 在春、夏、秋三
季种植 , 无毛黄瓜均明显矮化 , 但叶片颜色无明显变化。这与 Robinson〔2〕所报道的无毛黄瓜叶片在高
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温表现出缺铁黄化症状有所不同。
表 1 　无 毛 黄 瓜 植 株 形 态 特 性
Table 1 　Morphological characteristic of glabrous cucumber plant
材　料
Materials
类　型
Type
株　高
Height
(cm)
茎　粗
Stem diameter
(cm)
叶 片 数
Number of
leaf
叶 面 积
Leaf area
(cm2/ plant)
叶片鲜样质量
Fresh mass of
leaf (mg/ cm2)
植株干样质量
Dry mass of
plant (g/ 5 plants)
霜霉病病情指数
Disease index of
downy mildew
幼　苗 普通 Normal 　8. 65 ±0. 51 0. 606 ±0. 021 3. 45 ±0. 12 145. 61 ±1. 45 24. 45 ±0. 21 　9. 96 ±0. 21 53. 21 ±2. 45
Seedling 无毛 Glabrous 　8. 46 ±0. 42 0. 599 ±0. 025 3. 12 ±0. 06 132. 02 ±1. 33 24. 37 ±0. 28 　9. 78 ±0. 52 50. 49 ±4. 21
成　株 普通 Normal 190 ±21 3 3 0. 53 ±0. 07 27. 2 ±2. 3 3 3 — — 131. 73 ±10. 2 3 3 —
Adult plant 无毛 Glabrous 120 ±10 0. 49 ±0. 04 20. 8 ±2. 3 — — 73. 65 ±5. 8 —
　　3 , 3 3 分别表示普通和无毛黄瓜之间差异达到显著和极显著水平 , 下同。3 , 3 3 : significant at 5 % and 1 % level , respectively , the same below.
生长健壮的无毛黄瓜叶片除蒸腾速率、气孔导度较普通黄瓜略高外 , 其他光合作用指标没有明显
变化 (表 2) 。叶绿素荧光动力学研究表明 , 不同部位的 Fv/ Fm、CA 和 T1/ 2 均没有明显差异 , 这说明
PS Ⅱ原初光能转化效率和光合单位 ( PQ 库) 没有发生变化 ; 而ΔFv/ T 和 Rfd 也没有明显变化 , 说明
光合活力没有发生变化 (表 3) 。因此可知无毛黄瓜植株“矮化”不是由于光合作用变化造成的。进
一步研究表明 , 生长健壮的无毛黄瓜叶片叶绿素含量和普通植株没有明显差异 , 而下部叶片叶绿素含
量下降 (老化的表现) 较快 (表 4) 。因此叶片老化较快可能是无毛黄瓜植株“矮化”的重要原因。
表 2 　具无毛性状黄瓜光合作用和蒸腾作用指标
Table 2 　Photosynthesis and transpiration characteristics of glabrous cucumber plant
材　料
Materials
类　型
Type
净光合速率
Net photosynthetic rate
(CO2μmol·m - 2·s - 1)
蒸 腾 速 率
Transpiration rate
(H2O mmol·m - 2·s - 1)
气 孔 导 度
Stomatal conductance
(H2O mol·m - 2·s - 1)
羧 化 效 率
Carboxylation
efficiency (CE)
表观量子效率
Apparent quantum
efficiency (AQE)
幼　苗 普通 Normal 8. 60 ±0. 32 0. 73 ±0. 02 0. 073 ±0. 031 0. 042 ±0. 003 0. 035 ±0. 004
Seedling 无毛 Glabrous 8. 27 ±0. 41 1. 15 ±0. 01 3 3 0. 119 ±0. 047 3 3 0. 040 ±0. 004 0. 033 ±0. 002
成　株 普通 Normal 16. 02 ±0. 22 1. 82 ±0. 01 0. 074 ±0. 002 0. 081 ±0. 010 0. 084 ±0. 010
Adult plant 无毛 Glabrous 15. 64 ±0. 38 2. 05 ±0. 01 3 3 0. 091 ±0. 004 3 3 0. 085 ±0. 014 0. 089 ±0. 006
表 3 　无毛黄瓜叶绿素荧光动力学参数
Table 3 　Chlorophyll fluorescence kinetics parameters of glabrous cucumber plant
材 料 Materials 类 型 Type Fv/ Fm ΔFv/ T Rfd CA T1/ 2
幼 苗 Seedling 普 通 Normal 0. 831 ±0. 021 0. 164 ±0. 059 0. 270 ±0. 053 159. 31 ±19. 91 126. 19 ±15. 74
无 毛 Glabrous 0. 820 ±0. 015 0. 098 ±0. 023 0. 238 ±0. 037 145. 27 ±15. 81 116. 15 ±23. 46
成 株 Adult plant 普 通 Normal 0. 801 ±0. 005 0. 176 ±0. 035 0. 523 ±0. 130 123. 31 ±7. 85 97. 07 ±6. 15
无 毛 Glabrous 0. 807 ±0. 016 0. 161 ±0. 033 0. 446 ±0. 146 118. 37 ±6. 07 92. 45 ±6. 47
表 4 　无 毛 黄 瓜 叶 绿 素 含 量
Table 4 　Chlorophyll content of glabrous cucumber plant (mg/ dm2)
材 料 Materials 类 型 Type 叶 位 Leaf position Chl . a Chl . b Chl . a + b Chl . a/ b
成 株 Adult plant 普 通 Normal 4 4. 268 ±0. 006 1. 433 ±0. 009 5. 701 ±0. 013 2. 979 ±0. 019
无 毛 Glabrous 4 4. 281 ±0. 006 1. 474 ±0. 003 5. 755 ±0. 006 2. 907 ±0. 001
幼 苗 Seedling 普 通 Normal 1 3. 254 ±0. 005 1. 036 ±0. 007 4. 290 ±0. 011 3. 14 ±0. 009
2 3. 027 ±0. 003 0. 942 ±0. 006 3. 971 ±0. 008 3. 21 ±0. 007
3 1. 978 ±0. 006 3 3 0. 721 ±0. 005 3 3 2. 699 ±0. 009 3 3 2. 74 ±0. 003 3
无 毛 Glabrous 1 3. 188 ±0. 002 1. 068 ±0. 009 4. 256 ±0. 009 2. 99 ±0. 002
2 2. 879 ±0. 001 0. 904 ±0. 003 3. 783 ±0. 003 3. 19 ±0. 001
3 1. 213 ±0. 003 0. 485 ±0. 005 1. 698 ±0. 006 2. 50 ±0. 004
3823 期 　　　　　　　　　　　　　马德华等 : 黄瓜无毛突变体的生理特性研究 　　　　　　　　　　　　　　
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2. 2 　遗传规律
我们种植 F1 共获得 253 株植株 , 均表现为普通株型 , 且正反交结果相同 , 这表明无毛性状由隐
性基因控制且属细胞核遗传。因此我们将每个杂交组合的所有 F2 混合种植 , BC1、BC2 混合种植鉴
定。结果 (表 5) F2 符合 3∶1 的遗传规律 , 测交后代符合 1∶1 的遗传规律。因此无毛性状是由一对隐
性核基因控制的 , 这与曹辰兴等的研究结果〔3〕相一致。
表 5 　黄瓜无毛性状 F2 和测交种植株分离情况
Table 5 　Segregation of F2 and of test cross
材　料
Materials
总 株 数
Number of total plants
无 毛 型
Glabrous plants
普 通 型
Normal plants
理论比例 (无毛∶普通)
Theory proportion ( Glabrous∶Normal)
概　率
Probability
P17 ×Glabrous (F2) 5 051 1 242 (1 262. 75) 3 809 (3 788. 25) 　1∶3 0. 45 < P < 0. 50
F51 ×Glabrous (F2) 4 953 1 228 (1 238. 25) 3 725 (3 714. 75) 　1∶3 0. 50 < P < 0. 75
P17 ×Glabrous (BC1) 354 182 (177) 172 (177) 　1∶1 0. 50 < P < 0. 75
F51 ×Glabrous (BC1) 408 202 (204) 206 (204) 　1∶1 0. 75 < P < 0. 90
　　注 : 材料均包括反交 , 括号内数字为期望值。
Note : Including reciprocal crossing , number in bracket is expectation value.
研究还表明 , 无毛性状具有非常容易在早期鉴别的特征 , 整株任何地方均无短刚毛 , 有光泽 , 手
感光滑 , 无扎手感觉。此特点在幼苗子叶展平时就可以与普通黄瓜苗区分 , 同时由于是由一对核基因
控制的隐性性状 , 非常适合作为形态标记、纯度鉴定的标记性状。此外 , 无毛黄瓜还表现为子房表面
无瘤状突起、光滑 , 植株矮化明显等特点 , 也很容易鉴别。现在我们已经成功地将这一优良性状转育
到 F51 和 P17 二个优良自交系中 , 育成一个早熟、雌花节率高的无毛自交系和一个丰产、抗病能力强
的无毛自交系 , 并开始进行配置杂交组合 , 不久将应用于生产实践中。
参考文献 :
1 　庞金安 , 马德华 , 霍振荣. 黄瓜杂交一代纯度鉴定研究进展. 天津农业科学 , 2000 , 6 (2) : 40～43
2 　Robinson R W. Chlorosis induced in glabrous cucumber by high temperature. Cucurbit Genet . Coop Rpt . , 1987 , 10 : 7
3 　曹辰兴 , 张　松 , 郭红芸. 黄瓜茎叶无毛性状与果实瘤刺性状的遗传关系. 园艺学报 , 2001 , 28 (6) : 565～566
Study on Characteristic of Glabrous Cucumber ( Cucumis sativus L. )
Ma Dehua1 , Pang Jin’an1 , Wen Xiaogang2 , Li Shuju1 , Huo Zhenrong1 , and Lin Shiqing2
(1 Tianjin cucumber research institute , Tianjin 300192 , China ;　2 Institute of Botany , Chinese Academy of Science , Beijing 100093 ,
China)
Abstract : Characteristic of glabrous cucumber mutant was studied. It is glabrous , gloss , with no thorn on
any part of the glabrous plant , and with no spine and tumor on the fruit , so it doesn’t prick the hand. It can be
differentiated from the general plants in seedling period with these characteristics. It is shorter than the general
plant obviously , and the leaf fast aging is possibly the main cause of its shortness.
Key words : Cucumber ; Glabrous ; Characteristic ; Heredity
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