74份番茄种质资源表型性状遗传多样性分析及综合评价

摘要 为加快番茄品种攻关，通过构建番茄种质资源库，加强种质资源的广泛收集、鉴定、评价，结合优良基因和有效基因，对下一步创制番茄骨干亲本、定向选育番茄新品种奠定基础。采用聚类分析、主成分分析和表型性状综合评价方法，对74份番茄的23个表型性状进行遗传多样性分析及评价。结果表明，74份番茄种质的变异程度高，类型多样，且遗传多样性丰富。12个数量性状的遗传多样性指数为1.27～2.05，株高遗传多样性指数最大。11个质量性状遗传多样性指数为0.20～1.39，果顶形状的遗传变异最大。聚类分析结果表明，供试74份种质资源可划分为5个类群9个亚类，各番茄果形之间划分明显。主成分分析和综合评价结果表明，前7个主成分累计贡献率为72.522%，第一主成分主要反映番茄果实性状，第二主成分主要反映果实的营养品质，第三主成分主要反映果实的颜色特征。各种质的综合得分为-0.902 ～ 2.856，5份得分高的种质HX023、HX024、HX027、HX059、HX056可作为核心育种资源加以利用。

关键词 番茄；种质资源；表型性状；遗传多样性；综合评价

中图分类号 S641.2  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2024）14-0028-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.14.007

Genetic Diversity Analysis and Comprehensive Evaluation of Phenotypic Traits of 74 Tomato Germplasm Resources

LI  Kai，ZHENG  Yu-li， LIU  Yan  et al

（Baotou Institute of Agricultural and Animal Husbandry Science and Technology， Baotou， Inner Mongolia     014013）

Abstract In order to accelerate the research of tomato varieties，the establishment of tomato germplasm resource bank， strengthening the extensive collection， identification and evaluation of germplasm resources， combining good genes and effective genes， laid the foundation for the next step to create tomato backbone parents and directional breeding of new tomato varieties，the genetic diversity of 23 phenotypic traits of 74 tomato cultivars was analyzed and evaluated by cluster analysis， principal component analysis and comprehensive evaluation of phenotypic traits.The results showed that 74 tomato germplasm had high degree of variation， diverse types and rich genetic diversity.The genetic diversity index of 12 quantitative traits ranged from 1.27 to 2.05， with the highest genetic variation at plant height.The genetic diversity index of 11 quality traits ranged from 0.20 to 1.39， and fruit apex shape had the largest genetic variation.The results of cluster analysis showed that the 74 germplasm resources could be divided into 5 groups and 9 subgroups， and the fruit shapes were obviously divided.The results of principal component analysis and comprehensive evaluation showed that the cumulative contribution rate of the first seven main components was 72.522%.The first principal component mainly reflected the fruit traits， the second principal component mainly reflected the nutritional quality of the fruit， and the third principal component mainly reflected the fruit color characteristics.The five germplasms with high comprehensive scores were HX023， HX024， HX027， HX059 and HX056， which could be used as the core breeding resources.

Key words Tomato;Germplasm resources;Phenotypic character;Genetic diversity;Comprehensive evaluation

基金项目 内蒙古自治区科技创新引导项目“分子标记辅助番茄核心育种材料创制及多抗优质新品种的选育”（CXYD2022BT10）。

作者简介 李凯（1994—），男，内蒙古鄂尔多斯人，助理农艺师，从事茄果类蔬菜新品种的选育及生物技术的应用研究。*通信作者，助理研究员，硕士，从事茄果类蔬菜新品种的选育及生物技术的应用研究。

收稿日期 2023-07-05

番茄（Solanum  lycopersicum L.）为茄科蔬菜作物，在我国南北皆有种植。番茄果实营养丰富，风味独特，经济价值高，已成为现代蔬菜的主导产业，更是乡村振兴的优势产业。内蒙古具有发展番茄产业独特的自然条件和明显的区位优势，番茄产业在内蒙古兴起，为内蒙古农民增收和种植业结构调整起到了举足轻重的作用。目前，内蒙古已成为继新疆之后全国第二大番茄生产基地，但自主培育的番茄系列品种较少，不能满足不同地域的种植需求以及不同加工用途的要求。番茄种质资源是番茄遗传改良的物质基础，而优质的种质资源又是育种的原材料［1］，为加快番茄品种攻关，通过构建番茄种质资源库，加强种质资源的广泛收集、鉴定、评价，结合优良基因和有效基因，对下一步创制番茄骨干亲本，定向选育番茄新品种至关重要。

遗传多样性评价鉴定的方法主要有形态标记法、细胞学标记法、生化标记法和分子标记法［2］。而表型性状多样性研究是遗传多样性分析和评价常用方法之一［3］ ，也是最直接、最基本的方法。目前已有关于通过番茄种质资源遗传多样性的研究，筛选优良种质资源的报道，龚亚菊等［4］通过遗传多样性分析、聚类分析及综合评价研究49份大果番茄的农艺性状，筛选出6份综合性状优良的种质材料可用于大果番茄育种和生产。邓学斌等［5］对3 026份加工番茄种质资源进行20个表型性状和均匀覆盖12条染色体的40个SNP标记，构建10种初始核心种质。游茜［6］对45份矮生番茄种质资源进行了遗传多样性分析和综合评价，筛选出4份性状优良的矮生番茄种质资源。郑福顺等［7］通过对480份番茄种质资源的20个表型性状进行遗传多样性分析；利用欧氏距离和不加权类平均法构建3组核心种质。

番茄品种改良的关键是种质资源的有效利用，进行番茄种质资源遗传多样性和分类的研究，对于鉴别特异种质、确定核心亲本、提高遗传育种效率具有重要意义［8］。目前，通过表型性状研究番茄种质资源遗传多样性的很多，但有关番茄种质资源综合评价方面的研究较少，笔者对74份引入的高代番茄种质资源材料进行多元化分析，同时应用主成分分析和隶属函数法相结合对其进行综合评价，筛选出表现优良的核心番茄种质材料，丰富了内蒙古自治区番茄种质资源，为下一步创制骨干亲本、定向选育番茄新品种奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试番茄种质资源材料有74份，均为包头市农牧科学技术研究所从全国各地收集引入的高代材料。

1.2 试验方法

试验于2021年2—9月在包头市农牧科学技术研究所麻池基地进行。采用完全随机区组设计，3次重复。在番茄生长发育期调查番茄相关农艺性状和果实品质等23个性状指标（植株性状2个，花部性状1个，果实性状15个，品质性状5个）。

首花节位、单花序果数、成熟前果色、成熟果色、果面棱沟、果顶形状、果肩有无、果形、首花节位、果实横切面形状、心室数、裂果性、肉质和果肉色采用直接观察法，参考《番茄种质资源描述规范和数据标准》进行统计、分级和赋值。株高使用卷尺测定，单果重使用电子天平称重，果实纵径、横径、果肉厚用游标卡尺测定，在长势一致的植株上选取5个大小均匀具有代表性的成熟果实进行直接测定，取平均值。可溶性固形物用手持折射仪Brix测量仪（MASTER-α，日本爱拓）测定，糖度、酸度、糖酸比用番茄糖酸度（PAL/BXACID3，日本爱拓）测定。调查标准见表1。

1.3 数据处理

利用WPS软件对数据进行整理，利用SPSS 26.0对相关性状的数据进行描述性分析，主要包括平均值、最大值、最小值、标准差、变异系数、相关性分析、主成分分析及聚类分析。遗传多样性指数及综合评价分析参考游茜［6］的计算方法。

2 结果与分析

2.1 番茄种质资源表型性状遗传变异性分析

2.1.1 番茄数量性状遗传多样性。

对供试番茄种质材料的12个数量性状进行统计学分析（表2）。74份番茄材料的变异系数为13.83% ～ 76.83%，其中单花序果数变异系数最大，首花节位变异系数最小。遗传多样性指数（H′）为1.27～2.05。株高、总酸及首花节位遗传多样性指数较高，均高于2，分别为2.05、2.04和2.01，其次果实纵径、果实横径、单果重、可溶性固形物及总糖的遗传多样性指数也相对较高，均≥1.90，表明数量性状的遗传多样性丰富。果形指数的遗传多样性指数最低。

2.1.2 番茄种质资源质量性状频率分布。

对74份番茄核心种质资源材料的11个质量性状进行描述性统计分析，结果见表3。由表3可知，各性状变异系数在20.19%～54.72%，其中变异系数裂果性最大，果肩有无最小。遗传多样性指数（H′）为0.20～1.39。除果肩有无、果实横切面形状及风味性状外，剩余8个质量性状的遗传多样性指数均大于1。果顶形状的遗传多样性指数最大，分布频率以微凹为主，占36.49%；肉质和果形次之，分布频率分别以软和扁圆为主；风味的遗传多样性指数最低，分布频率以酸甜或酸为主。

2.2 番茄种质资源形态学性状相关性