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Genetic Effects Analysis of Economic Characters in Momordica charantia

苦瓜主要经济性状的遗传效应分析



全 文 :园  艺  学  报  2001 , 28 (4) : 323~326
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2001 - 02 - 19 ; 修回日期 : 2001 - 07 - 10
苦瓜主要经济性状的遗传效应分析
胡开林 付群梅
(华南农业大学园艺系 , 广州 510642)
摘  要 : 用苦瓜 3 个差异显著的自交系为材料 , 通过自交、杂交和回交 , 获得两个杂交
组合 (ZH967281 ×G968031 和 ZH961123 ×G968031) 的亲本、F1 、F2 、B1 和 B2 各世代 , 按照数
量遗传学理论对其 6 个世代群体的第 1 雌花节位、单株坐果数、单果质量、果长、果径、果
肉厚的遗传效应进行了研究。结果表明 : 6 个经济性状的遗传均符合加性 - 显性效应模型 , 且
均以加性效应为主。第 1 雌花节位、单株坐果数、单果质量、果长、果径在遗传中表现部分
显性 , 有倾大值亲本的现象。果肉厚表现倾小值亲本的负向超显性。第 1 雌花节位、单株坐
果数、单果质量、果长、果径、果肉厚的狭义遗传力依次为 69. 23 %、61. 94 %、61. 46 %、
76. 18 %、28. 98 %和 35. 09 %。
关键词 : 苦瓜 ; 经济性状 ; 遗传效应
中图分类号 : S 642. 4   文献标识码 : A   文章编号 : 05132353X (2001) 0420323204
苦瓜 ( Momordica charantia L. ) 在我国华南地区及长江流域栽培历史悠久。我国现在
栽培的苦瓜 , 从果色来分 , 主要有绿色、白色及中间类型 ; 从果形来分 , 主要有长棒形、
大顶形和纺锤形等类型。过去国内外学者曾对苦瓜的生物学特性〔1〕、性别分化及调
控〔2 ,3〕、杂种优势〔4〕等方面进行了一些研究 , 但迄今为止 , 对于苦瓜主要经济性状遗传规
律方面的研究尚鲜见报道。本研究对苦瓜的第 1 雌花节位、单株坐果数、单果质量、果
长、果径及果肉厚等主要经济性状进行遗传分析 , 旨在为有效地开展苦瓜的早熟性、丰产
性及品质育种提供参考依据。
1  材料与方法
1. 1  试验材料
供试亲本材料 G968031、ZH967281 和 ZH961123 分别是地方品种‘桂林油瓜’、‘肇庆
长身苦瓜’和‘株洲长白苦瓜’经 6 代自交获得的性状表现稳定的自交系。G968031 为第
1 雌花节位低、坐果数多、果轻、果短、果径粗及果肉厚。ZH967281 为第 1 雌花节位高、
坐果数少、果重。ZH961123 为果长、果径细、果肉薄。
于 1999 年春至秋 , 在华南农业大学园艺系试验场用 ZH967281 和 ZH961123 作为母本 ,
G968031 作为父本 , 在隔离条件下进行人工杂交、自交和回交 , 分别获得 ZH967281 ×
G968031 和 ZH961123 ×G968031 的 F1、F2、B1 和 B2 材料。
1. 2  经济性状的测定及统计分析方法
2000 年春 , 将亲本及其各世代材料同时播种、育苗、定植大田。亲本及 F1 各种植 60
株 , F2、B1 和B2 各种植约 200 株。采用随机区组设计 , 3 次重复。栽培管理按一般生产水
平进行。ZH961123 ×G968031 组合的亲本及其世代的测定内容包括果长、果径和果肉厚。
ZH967281 ×G968031 组合的亲本及其世代的测定内容包括第 1 雌花节位、单株坐果数、单
果质量。其中第一雌花节位和单株坐果数分别在植株初花期和衰老期以株为单位测定 , 果
长、果径、果肉厚和单果质量在商品瓜成熟时每株取一个生长正常的瓜测定 ( ZH961123 ×
G968031 组合的亲本及其各世代通常为第 2 或第 3 个果 ; ZH967281 亲本及 ZH967281 ×
G968031 组合的各世代通常为第 1 个或第 2 个果) 。
遗传模型及各世代遗传成分估算按 Mather 法进行分析 , 并按各世代方差计算广义遗
传力 h2B 和狭义遗传力 h2N〔5 ,6〕。h2B = (VF2 - VE) / VF2 ×100 % ; h
2
N = 〔2VF2 - (VB1 + VB2)〕/
VF2 ×100 % ; 加性方差 1/ 2D = 2VF2 - (VB1 + VB2) ; 显性方差 H/ 4 = VF2 + VB1 + VB2 - VE ; 显
性度 = H/ D。
2  结果与分析
2. 1  亲本自交系间差异显著性分析
对苦瓜两个杂交组合的 3 个亲本自交系的 6 个经济性状平均数进行差异显著性测验。
经 F 测验的统计结果表明 : 亲本自交系间 6 个经济性状的差异达到极显著水平 , 说明亲本
间存在真实的遗传差异。因此 , 可以对用其配组的各世代经济性状进行进一步的遗传模型
分析及遗传参数估算。
2. 2  世代平均数的遗传分析
将苦瓜亲本自交系 ZH967281 和 ZH961123 (P1) 与 G968031 (P2) 杂交、自交、回交所
获得的 6 个世代群体经济性状平均值及其方差列于表 1。从表 1 可见 , 全部 6 个经济性状
的 F1 和 F2 代平均值均介于双亲之间 , 说明这 6 个经济性状都是由核基因控制遗传。从 F1
平均值和中亲值来看 , 两者差值无显著差异 , 说明这 6 个经济性状以加性效应为主。
表 1  苦瓜 6 个经济性状的世代平均值及其方差
Table 1  The mean value and variance of six economic characters of generations of Momordica charantia
世 代
Genera2
tion
ZH967281 ×G968031
第 1 雌花节位
Node number of
1st female flower
平均数
Mean
方 差
Variance
单株坐果数
Fruit number
per plant
平均数
Mean
方 差
Variance
单果质量
Individual
fruit mass
平均数
Mean(g)
方 差
Variance
ZH961123 ×G968031
果 长
Fruit length
平均数
Mean(cm)
方 差
Variance
果 径
Fruit width
平均数
Mean(cm)
方 差
Variance
果 肉 厚
Pulp thickness
平均数
Mean(cm)
方 差
Variance
P1 30. 05 22. 25 3. 62 1. 72 347. 24 2 277. 48 34. 27 9. 85 4. 22 0. 18 0. 66 0. 0024
P2 11. 70 8. 79 6. 21 1. 43 267. 14 2 010. 90 20. 07 4. 19 5. 77 0. 21 1. 01 0. 0058
F1 22. 71 28. 62 5. 31 1. 17 337. 48 2 155. 62 27. 35 9. 15 5. 14 0. 15 0. 85 0. 0065
F2 22. 39 67. 15 4. 56 4. 29 320. 97 6 513. 63 27. 87 32. 95 4. 88 0. 28 0. 84 0. 0146
B1 28. 74 41. 54 3. 23 1. 74 353. 86 5 881. 32 32. 07 27. 82 4. 75 0. 23 0. 80 0. 0120
B2 17. 23 46. 28 4. 68 4. 17 292. 41 3 142. 38 23. 73 12. 97 5. 38 0. 25 0. 89 0. 0130
F12MP 1. 835 0. 395 30. 29 0. 18 0. 145 0. 015
2. 3  遗传模型及基因效应分析
按加性 - 显性效应模型的三参数适合性检验分析 , 如表 2 的结果所示 , 经 X2 检验 ,
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两个组合 6 个经济性状的 P 值均大于 0. 05 , 差异不显著 , 表明苦瓜 6 个经济性状的基因遗
传都符合加性 - 显性模型。而且 , 由于各经济性状的 〔d〕值大于 〔h〕值 , 也说明苦瓜 6
个经济性状的模型都以加性效应为主。另外 , 第 1 雌花节位、单株坐果数、单果质量、果
长和果径的 〔h〕值为正号 , 表明这 5 个经济性状在遗传中有倾大值亲本的显性现象。而
果肉厚的 〔h〕值为负号 , 表明其在遗传中有倾小值亲本的显性现象。
表 2  苦瓜 6 个经济性状的基因效应估计
Table 2  Estimates of gene effects for six economic characters of Momordica charantia
基因效应
Gene effect
ZH967281 ×G968031
第 1 雌花节位
Node number of 1st
female flower
单株坐果数
Fruit number
per plant
单果质量
Individual
fruit mass
ZH961123 ×G968031
果 长
Fruit length
果 径
Fruit width
果 肉 厚
Pulp thickness
m 21. 12 ±2. 65 4. 63 ±0. 82 297. 83 ±30. 88 27. 34 ±1. 80  4. 97 ±0. 28  0. 84 ±9. 50
〔d〕  9. 44 ±2. 65 1. 43 ±0. 82 33. 35 ±1. 08  7. 28 ±1. 79  0. 75 ±0. 28  0. 14 ±8. 75
〔h〕  2. 18 ±5. 66 0. 27 ±1. 39 40. 53 ±55. 68  0. 32 ±3. 42  0. 14 ±0. 49 - 0. 05 ±17. 07
X2  0. 11 0. 81 0. 10  0. 10  0. 15  0. 00003
P > 0. 95 0. 75~0. 90 > 0. 95 > 0. 95 > 0. 95 > 0. 995
2. 4  苦瓜 6 个经济性状的遗传参数分析
根据数量遗传学公式 , 计算出苦瓜 6 个经济性状的加性方差、显性方差、平均显性
度、广义遗传力和狭义遗传力 (表 3) , 可以看出 , 苦瓜 6 个经济性状主要由加性效应决
定 , 这与遗传模型分析的结果是一致的 , 但果肉厚也受到显性效应的影响。第 1 雌花节
位、单株坐果数、单果质量、果长和果径的平均显性度均小于 1 , 为部分显性。果肉厚的
平均显性度大于 1 , 为超显性。狭义遗传力的顺序是 : 果长 > 第 1 雌花节位 > 单株坐果数
> 单果质量 > 果肉厚 > 果径 , 后两者狭义遗传力较小 , 容易受到环境变化的影响。
表 3  苦 瓜 6 个 经 济 性 状 的 遗 传 参 数
Table 3  Genetic parameters of six economic characters of Momordica charantia
遗 传 参 数
Genetic
parameter
ZH967281 ×G968031
第 1 雌花节位
Node number of 1st
female flower
单株坐果数
Fruit number
per plant
单果质量
Individual
fruit mass
ZH961123 ×G968031
果 长
Fruit length
果 径
Fruit width
果 肉 厚
Pulp thickness
加性方差 1/ 2D 46. 49 2. 65 4 003. 56 25. 10 0. 08 0. 0057
显性方差 1/ 4H 0. 78 0. 20 362. 07 0. 12 0. 02 0. 0046
平均显性度 H/ D 0. 18 0. 39   0. 43 0. 01 0. 71 1. 27
广义遗传力 h2B ( %) 70. 39 66. 42  67. 02 76. 54 36. 18 66. 55
狭义遗传力 h2N( %) 69. 23 61. 94  61. 46 76. 18 28. 98 35. 09
3  讨论
苦瓜的第 1 雌花节位、单株坐果数、单果质量、果长、果径和果肉厚是关系到苦瓜早
熟性、丰产性及品质等重要的经济性状。经过上述遗传分析可以看出 , 苦瓜这 6 个经济性
状都以加性效应为主 , 其中第 1 雌花节位、单株坐果数、单果质量、果长及果径 5 个性状
均无超显性表现 , 而果肉厚的显性效应虽然占总效应相当的比例 , 且表现超显性 , 但由于
其表现为负向的 , 往往与育种目标相悖 , 因此可以认为对这 6 个经济性状直接开展杂种优
5234 期           胡开林等 : 苦瓜主要经济性状的遗传效应分析            
势利用是难以奏效的。对于苦瓜早熟性、丰产性及品质育种 , 应首先侧重于利用其加性效
应 , 即首先培育早熟、丰产或优质的亲本 , 然后再与具有其它优良性状的亲本杂交 , 才能
间接培育出具有早熟、丰产或优质等综合优良性状的 F1 代杂种。
果长、第 1 雌花节位、单株坐果数、单果质量的狭义遗传力较大 , 可在较早的世代进
行选择 , 而果肉厚和果径的狭义遗传力较小 , 适宜在高代选择 , 而且环境条件对后两者影
响较大 , 应尽量减少因环境条件造成的选择误差。
参考文献 :
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Genetic Effects Analysis of Economic Characters in Momordica charantia
Hu Kailin and Fu Qunmei
( Department of Horticulture , South China Agricultural University , Guangzhou 510642)
Abstract : The genetic effects of node of 1st female flower , fruit number per plant , individual
fruit weight , fruit length , fruit width , pulp thickness in Momordica charantia L. were analysed on
the data from the parents , F1 , F2 , BC1 and BC2 of two cross as ( ZH967281 ×G968031 and
ZH961123 ×G968031) by using three inbred lines with significant difference. The results showed
that genetic patterns of six economic characters all accorded with the pattern of additive2dominance and
additive effect was major. Node of 1st female flower , fruit number per plant , individual fruit weight ,
fruit length and fruit width were all positive dominance partially and tended to the larger parent , but
pulp thickness was negative hyperdominance and tended to the smaller parent . The narrow heritability
of node of 1st female flower , fruit number per plant , individuam fruit weight , fruit length , fruit
width and pulp thickness were 69. 23 % , 61. 94 % , 61. 64 % , 76. 18 % , 28. 98 % , 35. 09 % ,
respectively.
Key words : Momordica charantia ; Economic character ; Genetic effect
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