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黄瓜苗期耐低温性及相关形态学性状的遗传分析

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沈阳农业大学学报,2008—02,39(1):11—14 Journal of Shenyang Agricultural University,2008-02,39(1 1:1 1—1 4 黄瓜苗期耐低温性及相关形态学性状的遗传分析 闰世江,司龙亭术,马志国,杨佳明 (沈阳农,2k大学园艺学院,沈阳110161) 摘要:以4个耐低温性不同的自交系9504,9507,9506和95l7为材料,按Grififng方法Ⅱ配制完全双列杂交组合.对亲本与F 进 行低温处理,每天光照处理7.5h,强度为301xmol-nl。・s一,白天l2oC,夜间8oC,共处理14d,调查黄瓜耐寒指数、叶面积、株高、节数、 茎粗、干物质重等性状,经方差分析和逐步回归分析,结果表明,黄瓜耐寒指数与株高、节数、茎粗、于物质重等形态学性状关系密 切,上述5个性状的遗传符合加性一 性模型。耐寒指数广义遗传力高,适合于早代选择。显性度0.953.由6对基因控制。株高和 节数的广义遗传力、狭义遗传力均较高,环境影响较小.适合于早代选择。茎粗这个性状可在早代选择.注意优良基因的聚合。对于 于物质重来说受环境影响较大,可晚代选择。配合力分析表明,亲本9507的一般配合力最高,组合9506x9507的特殊配合力最高. 遗传相关分析表明耐寒指数与这4个性状均呈显著正相关关系。通径分析表明干物质重对黄瓜耐寒指数最重要的性状.其他性状 影响较小。 关键词:黄瓜:耐低温性:遗传 中图分类号:¥642.2 文献标识码:A 文章编号:l0HD0一l700(2008)0l一0()l l一04 Genetic Analysis of Chilling Tolerance and Correlation Morphological Characters of Cucumber Seedling YAN Shi-jiang,SI Long—ting木,MA Zhi—guo,YANG Jia-ming (College of Horticulture,Shenyang Agricultural University,Shenyang 1 10161,China) Abstract:According to the Griffing method II,4 materials f9504,9507,9506 and 95 1 7)which were in different tolerance of loW temperature to configure completely diall hybrid combination were selected.The parents and Fl were carried on low—temperature treatment of given 12/8 ̄C in day/night.with 7.5 hours everyday by the light intensity of 301xmol・nl ・s~for 14 daysSeveral .characters were investigated such as the chilling tolerance index,leaf area,plant height,pitch number,stalk diameter and plant dry weight.Through the variance and gradually regression analysis,the results showed that the relationship of chilling tolerance index,plant height,pitch number,stalk diameter,plant dry weight were osculation and accorded to additive—dominant mode1.The broad heredity ability of the(.hilling tolerance index and stem diameter was strong and suited for early generation—choice.The chilling tolerance index,controlled by 6 allele genes。had a dominant degree with 0.953.The higher broad/narrow heredity ability and smaller environmental effect in the plant height and pitch number also suited for early generation—choiceRegarding bigger .environmental effect of the plant dry weight,it was suitable for late generation—choiceGenetic correlation analysis indicated that .the chilling tolerance index reached remarkable level with other 4 characters(plant height,pitch number,stalk diameter,plant dry weight).Combining ability analysis indicated that the generally combining ability of parent 9507 was the highest,the special— ly combining ability of combination 9506x9507 was the highest.Path analysis indicated that plant dry weight was the most im— portant character of the chilling tolerance index of cucumber,and other characters’effects were smaller. Key words:cucumber;chilling tolerance;heredity 黄瓜(Cucumis sativus L.)属葫芦一年生草本蔓生攀缘植物,属喜温性蔬菜,对低温的反应很敏感…,由于保 护地黄瓜栽培在气温较低的冬春季节进行,低温对生产危害巨大,因此成为最主要的限制因素。有关耐低温的 遗传研究在水稻、番茄、辣椒等作物开展较早f2_5],现已深入到分子水平,并已选育出大量优良品种。黄瓜的研究 起步较晚,目前的研究多集中在发芽期性状、产量性状和综合耐低温性上 ,苗期耐低温性及相关形态学性状 的遗传少见报道,由于苗期耐低温与发芽期、成株期的耐低温性有很好的相关性,而形态学性状能直观描述耐 低温性的强弱,因此研究苗期耐低温性及形态学性状非常重要。本研究以4个耐低温性不同的自交系为材料. 深入探讨耐低温性与相关形态学性状的遗传规律及相互关系,以期为黄瓜育种提供理论基础 收稿日期:2007-06-10 基金项目:“十五”辽宁省科技攻关课题(2002215004) 作者简介:闫世 ̄Lr-(1975一),男,沈阳农业大学博士研究生,从事黄瓜耐低温性遗传研究。 通讯作者Corresponding author:司龙亭(1955-),男,沈阳 农业大学教授,博士,从事蔬菜遗传育种研究 维普资讯 http://www.cqvip.com

・l2- 沈 阳 农业 大 学 学报 第39卷 1材料与方法 1.1材料 供试4份黄瓜自交系9504,9507,9506和95l7由沈阳农业大学园艺学院黄瓜育种课题组提供.来源于华 北型密刺类黄瓜,均为经多代纯和的自交系。9504和9507耐低温性较强,9506和95l7耐低温较弱。 1.2方法 2006年3月黄瓜种子播种于沈阳农业大学园艺学院蔬菜育种基地l号温室.每份材料20粒种子.30d后 定植于l4号温室,于花期按Grififng方法II配制杂交组合,并留种。8月,将亲本与F。播种于l号温室,每份材 料20粒种子,30d后分苗至10emxl0em营养钵。每份材料取选5株,放人日本SANYO公司产MLR一350H型人 工光照培养箱对瓜苗进行低温处理,每天光照7.5h,强度为30lxmol・Ill ・S~,A天l2℃,夜间8℃,共处理14d,3 次重复。 1.3测定项目 调查黄瓜叶面积、株高、节数、茎粗和干物质重共5个性状。调查耐寒指数,耐低温性分级标准为:0级,全 株受冻死亡或接近死亡;l级,秧苗各叶片普遍受冻,其中3-4叶受冻面积>50%;2级,秧苗3~5叶受冻,其中 2~3叶受冻面积>50%;3级,秧苗2-4叶受冻,其中l~2叶受冻面积>50%;4级,秧苗l~2叶受冻,面积约20%~ 30%:5级,秧苗生长正常,无任何受冻症状。 耐寒指数计算公式:耐寒指数= ‘ 式中:S表示受低温伤害后,相应级别的黄瓜株数。 1.4分析方法 对各性状进行方差分析、逐步回归分析,选取对耐寒指数贡献较大的性状,采用Hayman回归分析法,检验 该性状的遗传是否符合加性一显性模型并计算遗传参数,对亲本与F.的耐寒指数进行配合力分析,计算耐寒 指数与该性状的遗传相关系数与通径系数,数据分析采用DPS软件进行。 2结果与分析 2.1与耐寒指数相关性状的筛选 各材料的形态学性状方差分析结果表明,所有性状在材料的差异均达极显著的水平,在区组、误差间的差 异不显著。进一步进行逐步回归分析,建立回归方程如下: Y=0.659+0.002Xlt0.005X2+0.086X3+0.213X4 式中:l,表示耐寒指数, ~ 分别表示株高、节数、茎粗、干物质重。由此可见这4个性状与耐寒指数关系最 紧密。 2.2遗传模型的适应性检测 Hayman回归分析法检验结果表明,株高、节数、茎粗和干物质重的遗传符合加性一显性模型。 2.3遗传参数的估算 由表l可知.耐寒指数广义遗传力非常高,达92.133%.狭义遗传力也达46.553%,加性效应所占的比重较 大。株高和节数的广义遗传力、狭义遗传力均较高,环境影响较小。茎粗这个性状的加性效应、显性效应相差不 大,广义遗传力达96.484%,基因对表型的影响占绝对优势,狭义遗传力也较高。干物质重的加性方差较大,但 环境对表型的影响大于基因。进一步分析发现耐寒指数的显性度为0.953,为不完全显性,控制该性状的基因 对数为6对。 2.4耐寒指数配合力分析 由图l可知,95l7亲本表现和一般配合力最低,不适合做亲本;9504和9507一般配合力高,亲本表现好, 可做亲本;9506的一般配合力较低,表现中等,可与其他亲本试配后分析其结果。由图2可知,亲本9507的一 般配合力是最高的,因此组合9506x9507的特殊配合力最高。组合9507x9517的特殊配合力排在中间靠后位 置,可能是因为95l7的耐寒指数低,其一般配合力也较低,至于9504x9507的特殊配合力也低,未产生杂种优 维普资讯 http://www.cqvip.com

第1期 闫世江等:黄瓜苗期耐低温性及相关形态学性状的遗传分析 .13. O 2 8 O 4 O O 4 日一般配合力Gca口亲本表 ̄Parents represent 9506×9507 :0.1 0 。 9504×9507 ...广]9506×9517 1 1.n. I.....-J 9504×9517 一9507×951 0 1 —0.2 图1各亲本耐寒指数一般配合力及表现 Figure 1 General combining ability effect and represent of chilling tolerance index 图2各组合耐寒指数的特殊配合力 Figure 2 Speciic combinfing ability of chilling tolerance index 势,其原因较复杂,有待深入研究。9506和95l7如前所述属于耐低温性弱的材料,从总体上看,6份组合中有这 两个亲本出现的组合特殊配合力均低,但组合9506x9517的特殊配合力却排在第2位,显然产生了杂种优势. 不过其效应值不高,未超过9504和9507,意义不大。9504x9506。9504x9517属耐低温性强×耐低温性弱的组 合,其特殊配合力居于中等靠后的位置,初步认定9504与其他材料配制组合潜力较小。 2.5遗传相关分析 由表2可知,黄瓜耐寒指数与这4个性状均呈显著正相关关系。这表明在低温条件下随着耐寒指数的提 高,即耐低温性的增强,上述的性状均增强;茎粗、节数与株高、茎粗与节数的相关呈显著正相关。其他性状的遗 传相关未达显著水平。 表2各性状的遗传相关分析 Table 2 Genetic correlation analysis of characters 2.6通径分析 由表3可知,株高、干物质重对耐寒指数的直接通径系数分别为0.324和0.510,均达显著水平;而节数、茎 粗对耐寒指数的直接通径系数未达显著水平,干物质重对耐寒指数的直接通径系数最大,为0.510,达显著水 平。株高对耐寒指数的直接通径系数达显著水平,但它通过其他的性状对耐寒指数有负向的影响,使其对耐寒 表3各性状对耐寒指数的通径分析 Table 3 Pathway analysis of characters to chilling tolerance index 维普资讯 http://www.cqvip.com

.14. 沈 阳 农 业 大 学 学 报 第39卷 指数的影响有一些减弱。节数对耐寒指数的直接作用不大,这个性状对耐寒指数的作用主要是间接作用,其中 节数通过干物质重对耐寒指数的问接通径系数为正向,达到显著水平。茎粗的直接通径系数、间接通径系数均 不大,故这个性状对耐寒指数的作用较小。 3结论与讨论 低温弱光下耐寒指数、株高、节数、茎粗、干物质重的遗传属加性一显性模型,耐寒指数的显性度为0.953, 为不完全显性,基因对数为6对,经配合力分析,发现亲本9507有较高的一般配合力,组合9506x9507有较高 的特殊配合力,遗传相关分析表明耐寒指数与这4个性状均呈显著正相关关系,茎粗、节数与株高、茎粗与节 数的相关也为显著正相关,通径分析表明干物质重是对黄瓜耐寒指数最重要的性状。 有学者报道黄瓜耐寒指数的遗传属加性~显性模型 1,这与本试验结果相同,但余纪柱等f-41研究结果认 为,在弱光条件下,黄瓜茎粗、子叶面积、叶面积、地上部鲜质量、全株干质量等性状的遗传不符合加性一显性 模型,存在基因间互作效应。本研究认为余纪柱的试验仅采取弱光处理,未施加低温,对结果有影响,说明低温 与弱光对黄瓜影响是不同的。在冬春季保护地栽培中,这两个因素同时存在,很难区分开来,今后低温弱光应 同时考虑其相应的作用。目前关于黄瓜性状间的相关性研究多集中在产量、抗病性、品质等方面[12-14】。对于低温 下的有关形态学性状的相关研究不多,耿亚乔ll5 艮道,株高、叶面积与抗寒指数的相关为正相关,这与本研究结 果相同,因此在田间选育过程中,尽量挑选植株高大的;而由于节数与茎粗的偏相关为显著负相关,因此在选 育时,要明确目标,两者兼顾;本试验的结果还表明节数、茎粗与干物质重的偏相关均为显著正相关,也就是说 随着节数、茎粗的增加,实质是干物质逐渐在积累。通径分析表明干物质重对耐寒指数的贡献最大.这说明耐 低温性较强的材料在低温下能积累更多的干物质,这与大多数育种家的想法相同。 参考文献: 【1】周长久.现代蔬菜育种学【M】.北京:科学技术文献 版丰十,1996:88—89. [2】韩龙檀,高熙宗,朴钟洋,等.水稻耐冷性遗传及基因定位研究概况与展望叫.中国水稻科学,2002,16(2):193—196. [3】韩龙植,元东林.玄英文,等.水稻主要农艺性状的冷水反应遗传分析Ⅲ.中围水稻科学,2004,18(1):23—28. [4]赵福宽,杨瑞.林成,等.番茄耐冷性RAPD分子标记的筛选及特异片段的克降 .中央民族大学学报:自然科学版, 2003,13(1):70-74. [5]赵福宽,高遐虹,程继鸿,等.茄子抗冷细胞变异体的RAPD分析及自交一代株系的抗冷性鉴定[JJ.华北农学报,2003,18(1): 17-20. [6]纪颖彪,蔡洙湖,朱其杰.黄瓜种子低温发芽能力的配合力和遗传力分析 .巾国农业大学学报,1997,2(5):109—114. [7]赵庆媛,自 波.春大棚黄瓜主要产量性状遗传力的初步研究 .吉林农业科学,1996,(3):34—35. [8】余纪柱,安红伟.李建吾,等.弱光下黄瓜苗期性状的遗传分析 .上海农业学报,2004,20(4):20—24. 【9]朱其杰,高守云,蔡洙湖,等.黄瓜耐冷性鉴定及遗传规律的研究[Miii ̄周主要蔬菜抗病育种进展.北京:科学出版社,1995: 474—462. [10】CAI Q,MOORE G A,GUY C L.An unusual group LEA gene family in citrus responsive to low temperature[J].Mol Bio1. 1995,29:11—23. [1 1】CAI z H,ZHU Q J,XU Y 206—2l3. [12】李树德.中国主要蔬菜抗痫育种进展[M].北京:科学出版社,1995:449—453. [13]尹维娜,司龙亭,赵飞,等.黄瓜早期若干数量性状遗传研究Ⅲ.中同农学通报,2006,12(1):232—235 [14】余纪柱,安红伟,李建吾,等.弱光下黄瓜苗期性状的遗传分析 .上海农业学报,2004,20(4):20—24. [15】耿亚乔.黄瓜苗期抗寒性状相关性研究及配合力分析[D】.沈阳:沈阳农业大学,2004. 【责任编辑马迎杰】 

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