冬瓜果皮顏色的遺傳規(guī)律研究

鄧儉英，萬(wàn)正林，武 鵬，劉朝安，鄧杰玲，李立志，周艷霞

(1.廣西現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技示范園，廣西南寧530007;2.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所，廣西南寧530007;3.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所，廣西南寧530007;4.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究所，廣西南寧530007)

冬瓜起源于中國(guó)和東印度，廣泛分布于亞洲熱帶、亞熱帶及溫帶地區(qū)。冬瓜在我國(guó)南北各地普遍栽培，以南方地區(qū)栽培較多［1］。冬瓜果實(shí)供食用，嫩梢也可菜用。是重要的蔬菜作物，在調(diào)節(jié)夏秋蔬菜淡季、保證周年供應(yīng)以及我國(guó)南菜北調(diào)、西菜東運(yùn)方面發(fā)揮著重要作用。瓜類作物的遺傳研究大多數(shù)集中在西瓜、節(jié)瓜、絲瓜、苦瓜等，而關(guān)于冬瓜的遺傳研究則鮮見(jiàn)報(bào)道。張桂芬等以大板黑瓜子籽瓜和瓤用小籽西瓜及其雜交的F1代、F2代、F1代與雙親的回交后代為材料，研究西瓜種子大小的遺傳規(guī)律，結(jié)果發(fā)現(xiàn)決定種子大小的基因?yàn)?對(duì)主效基因和1對(duì)隱性抑制基因，其中小種子為顯性［2］。徐海等［3］研究發(fā)現(xiàn)普通絲瓜種子顏色的遺傳是受1對(duì)基因控制的質(zhì)量遺傳，其黑色為顯性，白色為隱性。胡開(kāi)林等用苦瓜2個(gè)綠色自交系和2個(gè)白色自交系作為親本，對(duì)其2個(gè)雜交組合的各世代進(jìn)行果色遺傳規(guī)律研究，結(jié)果表明苦瓜果實(shí)綠色與白色受1對(duì)核基因的控制，綠色對(duì)白色為顯性［4］。節(jié)瓜為冬瓜的變種，其形態(tài)特征與冬瓜有許多相似之處［5］。黎炎等對(duì)節(jié)瓜的果實(shí)性狀、果皮顏色、果實(shí)蠟粉等進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)節(jié)瓜果皮蠟粉與果皮顏色的遺傳規(guī)律一致，都是受1對(duì)核基因的控制，深綠色對(duì)青綠色為顯性，有蠟粉對(duì)無(wú)蠟粉為顯性［6－8］。冬瓜果皮顏色有深綠色、綠色和淺綠色，被白色蠟粉或無(wú)，各地因?yàn)橄M(fèi)習(xí)慣有不同的喜好。為了探討冬瓜果皮顏色的遺傳規(guī)律是否與節(jié)瓜的果皮顏色遺傳規(guī)律相一致，筆者以深綠色和黃綠色2個(gè)純合自交系為材料，構(gòu)建其雜交及回交群體，研究冬瓜果皮顏色的遺傳規(guī)律，以期對(duì)冬瓜果皮顏色這個(gè)主要性狀的選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 供試材料P1、P2均為多年自交的純合系材料，其中P1的果皮顏色為深綠色，P2的果皮顏色為黃綠色。

1.2 試驗(yàn)方法 試驗(yàn)在廣西現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技示范園的科研基地進(jìn)行。2011年秋以P1、P2 2個(gè)自交系為親本，在人工隔離的條件下配制P1×P2(深綠色×黃綠色)和P2×P1(黃綠色×深綠色)2個(gè)組合，獲得F1代，并于2013年春季分別進(jìn)行自交和回交，獲得2個(gè)組合的F2、BC1材料。2013年秋季將2個(gè)自交系親本及各世代材料同時(shí)播種、育苗，定植于大田。親本各種植株40 株，F(xiàn)1、F2、BC1、BC2各種植約300 株。隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，栽培管理按照一般生產(chǎn)管理水平進(jìn)行。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 果實(shí)成熟時(shí)對(duì)親本及各世代植株的老熟果實(shí)進(jìn)行調(diào)查，對(duì)果皮顏色按照深綠色和黃綠色進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行 χ2適合性測(cè)驗(yàn)［9］。

2 結(jié)果與分析

2.1 F1代果皮顏色的表現(xiàn) 由表1可知，不論是深綠色×黃綠色組合，還是黃綠色×深綠色組合，其F1代的果皮顏色均一致表現(xiàn)為深綠色，說(shuō)明供試材料果皮顏色的遺傳表現(xiàn)為:深綠色對(duì)黃綠色為顯性。

2.2 F2代果皮顏色的表現(xiàn) 由表1可知，2個(gè)組合F2群體的果皮顏色都發(fā)生了深綠色和黃綠色的分離，分離比例接近3∶1。經(jīng)χ2適合性測(cè)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，符合3∶1的分離比例。這進(jìn)一步說(shuō)明果皮顏色受1對(duì)基因的控制，以深綠色為顯性，黃綠色為隱性。

表1 F1、F2和回交后代果皮顏色的鑒定結(jié)果

2.3 回交后代果皮顏色的表現(xiàn) 由表1可知，2個(gè)組合的F1代與深綠色回交，其回交后代的果皮顏色均表現(xiàn)為深綠色;與黃綠色回交，則回交后代的果皮顏色表現(xiàn)為深綠色和黃綠色分離，其分離比例接近1∶1。經(jīng)χ2適合性測(cè)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，符合1∶1的分離比例。這進(jìn)一步說(shuō)明供試材料的果皮顏色是受1對(duì)基因控制的質(zhì)量性狀，深綠色對(duì)黃綠色為顯性。

3 討論

冬瓜具有悠久的栽培歷史，經(jīng)過(guò)多年的栽培選擇后黑皮冬瓜已經(jīng)逐步取代粉皮冬瓜，成為市場(chǎng)的主栽品種。果皮顏色越墨綠，越受市場(chǎng)歡迎，因此研究冬瓜果皮顏色的性狀遺傳規(guī)律對(duì)冬瓜新品種的選育具有較為重要的指導(dǎo)意義。

遺傳學(xué)基礎(chǔ)理論研究表明，雜交后代中數(shù)量性狀的分離一般呈連續(xù)性頒布，而質(zhì)量性狀的分離呈現(xiàn)不同水平的比例［10］。該試驗(yàn)結(jié)果表明F2代和回交群體果皮顏色的分離分別呈現(xiàn)出1∶1和3∶1的比例，存在著主效基因決定冬瓜的果皮顏色變化，即深綠色對(duì)黃綠色為顯性。

該研究結(jié)果與黎炎、胡開(kāi)林等的研究結(jié)果相似。這說(shuō)明在進(jìn)行冬瓜果皮顏色選育時(shí)用深綠色品種與黃綠色品種雜交，通過(guò)選擇在其后代中均有可能選出具有二者綜合優(yōu)良性狀的深綠色或黃綠色的品系或品種;也可以用深綠色的品種或自交系與黃綠色的品種或自交系作為親本進(jìn)行雜交，選育出果色為深綠色的雜種一代直接應(yīng)用于生產(chǎn);但要選育出商品果實(shí)為黃綠色的雜種一代時(shí)，父本和母本必須均為黃綠色。

在試驗(yàn)過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)1代和回交后代的部分果實(shí)所表現(xiàn)的顏色介于深綠色和黃綠色之間。造成冬瓜果皮顏色產(chǎn)生深淺變化的原因，可能與細(xì)胞質(zhì)中葉綠體DNA和RNA含量不同而導(dǎo)致表達(dá)存在差異;也有可能是深綠色對(duì)黃綠色表現(xiàn)為不完全顯性;還有可能是控制冬瓜果皮顏色除主效基因以外，還有修飾基因的存在。冬瓜果皮顏色的變化除受到自身遺傳的影響外，在大田栽培條件下也會(huì)受到環(huán)境的較大影響，如朝向、是否受到遮蔭等也會(huì)影響冬瓜的果皮顏色。

4 結(jié)論

該研究結(jié)果表明，通過(guò)對(duì)由2個(gè)組合F1、F2及回交后代果皮顏色分析發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)材料的果皮顏色遺傳是受1對(duì)基因控制的質(zhì)量遺傳，其中深綠色因顯性，黃綠色為隱性。因此，在冬瓜雜交制種過(guò)程中可以利用黃綠色作為標(biāo)記性狀，快速檢測(cè)F1代的純度。

［1］呂家龍.蔬菜栽培學(xué)各論［M］.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2001:165.

［2］張桂芬，張建農(nóng).西瓜種子大小的遺傳規(guī)律［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39(4):79 －81.

［3］徐海，盧成苗，譚云峰，等.普通絲瓜種子顏色遺傳規(guī)律分析［J］.中國(guó)蔬菜，2007(4):25.

［4］胡開(kāi)林，付群梅，汪國(guó)平，等.苦瓜果色遺傳的初步研究［J］.中國(guó)蔬菜，2002(6):11－12.

［5］吳側(cè)聰.瓜類生物學(xué)和栽培技術(shù)［M］.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1994:176.

［6］黎炎，李文嘉，王益奎.節(jié)瓜果皮蠟粉遺傳的初步研究［J］.中國(guó)蔬菜，2005(9):25－26.

［7］黎炎，李文嘉，王益奎.節(jié)瓜果皮顏色遺傳規(guī)律的研究［J］.北方園藝，2007(10):14－15.

［8］黎炎，李文嘉，王益奎.節(jié)瓜果實(shí)性狀的遺傳特點(diǎn)研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36(31):13605 －13606.

［9］明道緒.田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析［M］.北京:科學(xué)出版社，2008:145.

［10］楊業(yè)華.普通遺傳學(xué)［M］.北京:高等教育出版社，2000:264.