籽用西瓜重要育种性状的配合力和遗传力分析

摘    要：为研究籽用西瓜重要育种性状的配合力和遗传力，筛选出优异的亲本和强优势组合，选用具有不同性状特点的6个籽用西瓜自交系，采用Griffing完全双列杂交设计共配置15个杂交组合，分析籽用西瓜主要育种性状的配合力和遗传力。结果表明，籽用西瓜8个主要性状除单瓜有效籽粒数外，组合间均达到极显著水平，说明各组合基因型效应之间存在着真实差异；籽用西瓜6个亲本的一般配合力（GCA）和特殊配合力（SCA）存在显著或极显著差异，说明籽用西瓜育种性状同时受加性效应和非加性效应的影响。综合分析，亲本PA、PC、PD、PE的一般配合力较高，具有较大利用潜力；综合表现突出的组合有PB×PC、PA×PD、PA×PC。

关键词：籽用西瓜；育种性状；配合力；遗传力

中图分类号：S651 文献标识码：A 文章编号：1673-2871（2023）08-019-08

Abstract： The combining ability and heritability of important breeding traits of seeded watermelon were studied and excellent parents and strong heterosis combinationst were screened aiming to lay a theoretical basis and provide reference information for genetic breeding of seeded watermelon. In this study， six seeded watermelon inbred lines with different traits were used as research materials. A total of 15 hybrid combinations were configured by Griffing complete diallel cross design， and the parents and 15 hybrid combinations were taken as the research objects to analyze the combining ability and heritability of main breeding characters of seeded watermelon. The results showed that the significant or extremely significant differences were found in general combining ability（GCA）and special combining ability（SCA）among the six parents of seeded watermelon， indicating that the agronomic characters of seeded watermelon were affected by both additive and no additive effects. So that， the parents PA， PC， PD， and PE have higher general combining ability and great utilization potential. In addition， the combinations with outstanding comprehensive performance was PB×PC， PA×PD， PA×PC. The results can lay a foundation for the breeding of new seeded watermelon varieties.

Key words： Seeded watermelon; Breeding traits; Combining ability; Heritability

籽用西瓜（Citrullus lanatus sp. vulgaris var. megalaspermus），俗称籽瓜、打瓜，属于葫芦科西瓜属普通西瓜种的一个栽培变种[1]。我国是世界上籽用西瓜的主要产区，年均种植面积13.3万hm2左右，年产瓜籽量20万t，种植面积和产量均位居世界第一，其中新疆、甘肃、内蒙古、宁夏、青海5省区为主产区，其面积、产量分别占全国的80%和90%[2]。现代医学证明，籽用西瓜富含氨基酸、维生素及多种微量元素，具有利尿、润肺、健脾的功效，具备低脂、低糖、低热的特性，对糖尿病、肥胖症也有辅助治疗作用[3]。因此，籽用西瓜作为一个重要的经济作物已引起众多科研工作者的重视。

杂种优势是生物界存在的一种普遍现象，利用杂种优势能大幅度提高农作物的产量，改善品质等。目前，杂种优势在水稻[4-5]、小麦[6-7]、玉米[8-9]、棉花[10-11]、甜高粱[12-13]等作物上得到广泛应用，已在农作物高产高效生产中发挥了重要作用。相对来说，籽用西瓜的杂种优势研究起步晚、发展慢，但籽用西瓜杂种优势也相对较大，利用杂种优势选育杂种一代新品种已取得了一些成效。甘肃的籽用西瓜杂交种兰州大板二号和林籽一号，现已在生产中成功应用。

众所周知，杂种优势利用的核心问题是强优势组合的选配，选配关键是要有较好的亲本材料，而评价亲本材料的配合力和遗传力对杂交一代的选育具有重要意义。在杂种优势育种中，配合力和遗传力较高具有更大的遗传优势[14]。目前，关于性状配合力和遗传力的分析已经在玉米[15]、小麦[16]、棉花[17]、黄瓜[18]等多种作物上展开了研究。截至目前，有关籽用西瓜配合力、遗传力及杂种优势等相关研究尚未见报道。

笔者的研究选用新疆农垦科学院作物研究所籽用西瓜研究室多年选育的具有不同性状特点的6个籽用西瓜自交系，采用Griffing完全双列杂交设计[19]，共配置15个杂交组合，以亲本和15个杂交组合为研究对象，分析籽用西瓜主要育种性状的配合力和遗传力，并筛选出优异的亲本和强优势组合，为籽用西瓜遗传育种奠定理论基础和提供参考信息。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2017—2018年在新疆石河子市新疆农垦科学院作物研究所二轮五号地进行，海拔468.5 m，属典型的大陆性气候，历年作物生育期为4月下旬至10月上旬，≥10 ℃的活动积温3769 ℃，无霜期169 d，日照时数1650 h，年蒸发量1 645.5 mm，4—10月农作物生育期间降水量90.2 mm，用天山雨雪水灌溉。试验田土壤类型为灰漠土，质地为壤土，耕层土壤pH值7.88，有机质含量（w，后同）21.28 g·kg-1，碱解氮含量46.9 mg·kg-1，速效磷含量64.7 mg·kg-1，速效钾含量556.2 mg·kg-1，属中上等肥力。

1.2 材料

试验采用研究室通过多年自交提纯自主选育的具有不同性状特点的6个稳定的籽用西瓜新品系：11-0104（大籽），12-0502（大籽），10-1905（中籽），11-1018（中大籽），28-2604（小籽），10-1434（小籽），代号分别为PA、PB、PC、PD、PE、PF，将6个品系按Griffing提出的完全双列杂交设计，得到15个F1组合，见表1。

1.3 试验设计

2017年将6个优异籽用西瓜自交系按Griffing提出的完全双列杂交，共获得15个F1组合。2018年4月将6个亲本及15个杂交组合种植于新疆石河子市新疆农垦科学院试验地，试验按随机区组设计，3次重复，小区长2.0 m，宽4.5 m，面积9.0 m2，共计63个小区，每个小区种植1个亲本或杂交组合，小区株数24株。田间管理同当地高产大田。

籽用西瓜田间种植采用当地常规种植模式：机械覆膜，膜宽1.2 m，两膜交接行宽0.6 m， 籽用西瓜种植于距离膜边0.1 m处，将滴灌带铺设在种穴内侧0.1 m处，每膜种植1行，播种株距0.25 m，行距1.80 m。播后人工覆土镇压，安装田间滴灌设施，干播湿出。在籽用西瓜伸蔓期进行人工压蔓及侧蔓梳理，每株保留一条主蔓和一条侧蔓。在主蔓第5～8节有花即将开放的前一天下午进行雌花与雄花套袋，第二天上午进行人工授粉自交，待每株人工授粉2个雌花并果实开始膨大时，对主蔓及侧蔓进行打顶处理，促进果实膨大。全生育期灌水8～9次，随水施肥，灌水量与施肥量与大田管理措施相同。

1.4 性状调查分析

在籽用西瓜成熟期，统计15个杂交组合及6个亲本每个小区的总瓜数（个）、收获株数，计算单株结瓜数（个）；在各小区内选取长势均匀的10个单瓜进行取籽晾晒，使用万深SC-G型种子自动考种分析仪测定籽粒的性状，包括单瓜籽粒质量（g）、单瓜有效籽粒数（粒）、10粒籽宽（cm）、10粒籽长（cm）、百粒质量（g）；对成熟的籽用西瓜收获取籽晾晒后，测定小区产量，折算产量（kg·667 m-2）。

配合力分析和遗传参数估计按照刘来福等[20]的方法进行。

1.5 数据处理

采用Excel 2010和DPS 17.10进行数据处理、方差和差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 籽用西瓜主要育种性状的遗传变异分析

通过对籽用西瓜6个亲本及其15个杂交组合的8个育种性状数据进行分析（表2），结果发现单瓜有效籽粒数的平均值为238.40粒，最大值为400.70粒，最小值为116.70粒，变幅为284.00粒，并且变异系数最大，为24.54%，说明单瓜有效籽粒数的表型遗传变异度最为丰富；相对而言，小区总瓜数的变异系数最小，为6.77%，其平均值为36.54个，最大值为42.00个，最小值为31.50个，变幅为10.50个，说明小区总瓜数的变异丰富度较低。8个性状的变异系数大小顺序为单瓜有效籽粒数＞667 m2产量>单瓜籽粒质量>百粒质量>10粒籽长>单株结瓜数>10粒籽宽>小区总瓜数。

2.2 籽用西瓜主要育种性状的遗传方差分析

由表3可以看出，籽用西瓜10粒籽宽、10粒籽长、百粒质量、单株结瓜数、单瓜籽粒质量、667 m2产量、小区总瓜数和单瓜有效籽粒数等8个主要性状以小区取样数为变数的随机区组设计的方差分析，除单瓜有效籽粒数外，其他组合间均达到差异极显著水平，说明各组合基因型效应之间存在着真实差异，因此，可以对性状配合力、遗传参数等开展进一步分析。

2.3 籽用西瓜主要育种性状配合力方差分析

各性状配合力方差分析结果表明，籽用西瓜8个主要性状的一般配合力（general combining ability，GCA）和特殊配合力（special combining ability，SCA）差异均达到极显著水平（表4），说明籽用西瓜育种性状同时受加性效应和非加性效应的影响。

2.4 亲本一般配合力效应值分析

在亲本选配的研究中，一般配合力是指某一自交系与其他多个自交系杂交后遗传给子代性状的平均表现，主要是由基因的加性效应决定的，是能够比较稳定遗传的部分。通过一般配合力测定可以初步确立一个自交系的利用价值，预测杂交后代的表现，使育种工作具有科学的预见性。籽用西瓜8个主要性状的一般配合力效应多重比较结果见表5。

在10粒籽宽方面，PC与其他5个亲本差异显著，PA、PB与PD、PE、PF差异显著，PD与PE、PF差异显著；PC一般配合力效应值最高，为0.53，PA、PB、PD一般配合力效应值次之，分别为0.41、0.40、0.14，PE、PF一般配合力效应值为负值。初步判定PC、PA、PB和PD为10粒籽宽的高效亲本。