西瓜种子表型性状遗传多样性分析

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摘 要： 以58份不同西瓜（Citrullus lanatus）种质为材料，对种子长度、种子宽度、种皮底色、种皮覆纹特征等11个表型性状进行遗传多样性分析，结果表明：西瓜种子千粒质量、种子宽度、种子长度、种子厚度、种喙宽度的变异系数依次为47.9%、28.0%、26.5%、16.0%、16.0%；种皮底色和种喙颜色分别有12种不同类型，其中黄色种子和黑色种喙的种子最多，分别占27.6%和31.0%。种子覆纹特征和种子表面光滑度分别有4种类型，其中灰褐斑点覆纹占20.7%，种子表面粗糙型占58.6%。种子形状和种子表面形状分别有2种和3种类型，以椭圆形和平面种子较多。

关键词： 西瓜； 表型性状； 多样性

西瓜（Citrullus lanatus）是世界上重要的园艺作物，西瓜资源的遗传多样性主要表现在植株、叶片、花、果实、种子等表型性状上。其中大部分表型性状能够稳定遗传，其本质是基因间的互作造成，而非环境因素影响[1]。目前对西瓜资源果实、茎蔓等主要农艺性状的多样性研究较多[2-5]，而针对西瓜种子表型性状的多样性研究较少。西瓜种子表型性状作为西瓜植物学性状的重要组成部分，是基因研究的重要内容，目前已发现了控制西瓜种子表型性状的基因有10个，这些基因的互作构成了西瓜种子表型性状遗传多样性[6]。我国西瓜甜瓜中期库内保存有1 000多份西瓜种质，其种子性状基因突变和变异的类型丰富，对种子的表型性状开展遗传多样性研究，是资源分析分类、优异种质发掘、杂交利用研究等的基础。

1 材料和方法

1.1 材料

58份西瓜种质均来自国家西瓜甜瓜中期库保存的西瓜（Citrullus lanatus）种质（表1）。

1.2 方法

每份种质材料分别在河南省郑州市和新疆维吾尔自治区石河子种植2代，避免环境因素对种子表型性状的影响，按西瓜数据标准化[7]采集种子千粒质量、种子宽度、种子长度、种子厚度、种喙宽度、种子形状、种皮底色、种皮覆纹特征、种喙颜色、种子表面光滑度、种子表面形状的数据，使用Excel和SPSS17.0软件统计分析。

2 结果与分析

2.1 西瓜种子数量性状的遗传多样性

从表2可看出，种子千粒质量的变异系数最大，种子千粒质量最小为9.0 g，最大为227.0 g，相差25倍左右。种子厚度和种喙宽度的变异系数最小，其最小值和最大值相差2倍左右。种子长度和种子宽度的变异系数分别为26.5%和28.0%，最小值和最大值均相差5倍左右。从变异幅度可看出，种子长度和种子千粒质量的变异幅度最大，均为1.38，种子厚度和种喙宽度的变异幅度最小，均为0.18。

2.2 西瓜种子质量性状的遗传多样性

2.2.1 种皮底色和种喙颜色 由图1可看出，西瓜种子种皮底色和种喙颜色的分类相同，有白、黄白、灰黄、黄、红黄、浅红、红、红褐、灰褐、黑、绿、灰绿共12种类型。黄色种皮和黑色种皮较多，分别占27.6% 和13.6%，红黄、浅红、绿、灰绿色种皮最少，分别占3.5%。黑色种喙和黄色种喙较多，分别占31.0%和17.8%。

2.2.2 种皮覆纹特征和种子表面光滑度 由图2可看出，种子无种皮覆纹的占55.2%，有种皮覆纹的5种类型共占44.8%。灰褐斑点类型最多，占20.69% ，其次为灰褐斑纹、黄红斑块、黄白斑块、黑斑块。种子表面光滑度包含了光滑、粗糙、裂纹、裂刻4种类型，其中粗糙型最多，占58.6%，其次为光滑、裂刻、裂纹。

2.2.3 种子形状和种子表面形状 由图3可看出，西瓜种子形状有椭圆和卵圆2种类型，椭圆形占82.8%，是西瓜种子形状的主要类型。种子表面形状有凸、平、凹3种类型，其中平面型种子占69.0 %，凸面型种子占20.7%，凹面型种子最少为10.3%。

3 讨 论

3.1 西瓜种子大小的多样性

西瓜种子的大小主要有4种基因（l、s、Ti、ts）控制。s和l是控制种子长短的等位基因，s对l起隐性上位作用，LL SS型是中等长种子，ll SS是长种子，LL ss或ll ss是短种子[8]。Ti是控制小籽的基因，与s、l基因是非等位基因，并且对中等长度的种子是隐性[9]。ts是控制极小籽的基因[10-11]，比Ti基因的种子更小，其种子像番茄种子，长×宽为2.6 mm×4.2 mm。这4种基因间的互作关系并不是很清楚，本研究表明西瓜种子大小的遗传多样性较为丰富，种子大小种类较多，从种子宽度、种喙宽度、种子厚度的多样性来看，影响种子大小的基因不止这4种，是否有其他基因还有待进一步研究。

3.2 西瓜种皮底色及覆纹的多样性

西瓜种皮底色的遗传多样性主要是由已发现的4种基因（r、t、w、d）控制[12-13]：r是红色种皮基因，w是白色种皮基因，t是褐色种皮基因，这3个基因是等位基因，相互作用生产生了多种表型：黑色（RR TT WW），土黄（RR TT ww），褐色（RR tt WW），白皮褐喙（RR tt ww），红 （rr tt WW），白皮红喙（rr tt ww）。d是黑色修饰基因，当主效基因是r、t和w时，在种皮上会产生黑色斑点或斑纹，导致西瓜种皮表面粗糙和颜色变化[14]。本研究中有部分资源的种皮颜色及覆纹比较特殊，如野生西瓜中的绿色、灰绿色种皮、籽瓜表面的黄白斑块、普通西瓜中的黄红斑块、黑斑块。这些种子表型性状在资源中很普遍，有待深入研究。

3.3 种子其他性状的多样性

除以上种子大小、种皮底色等表型性状外，较为特殊的有cr基因控制的裂刻性状[15]，对光滑种皮是隐性，这种类型的种子表面有4～7条裂刻，在资源中所占的比例较小，与裂纹性状有明显区别，二者是否由不同基因控制也有待研究。其次为eg基因控制的黏籽肉质性状[16]，是控制种子表皮上有肉质覆盖的基因，在黏籽西瓜中发现，这种性状的种子经过淘洗、烘干后变成正常光滑的种子，且种子表面肉质覆盖消失，通常为鲜黄色，与普通西瓜相比种皮极薄，部分材料的种子还有黑边或黑喙等，有待进一步深入研究。

参考文献

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