18个樱桃番茄自交系数量性状的配合力和遗传力分析

赵宇飞，王晓敏,,,，袁东升，刘珮君，郑福顺，胡新华，付金军，高艳明,,,，李建设,,,

(1.宁夏大学农学院，银川 750021；2.宁夏设施园艺(宁夏大学)技术创新中心，银川 750021；3.宁夏现代设施园艺工程技术研究中心，银川 750021；4.宁夏优势特色作物现代分子育种重点实验室，银川 750021； 5.宁夏巨丰种苗有限责任公司，银川 750021)

樱桃番茄 (LycopersiconesculentumMill.var.cerasiforme) 又称小番茄、圣女果，为茄科番茄属植物，其外观小巧，口感优良，深受消费者喜爱[1-2]。作为重要的园艺作物之一，品种退化、品种单一、连作障碍和病虫害频繁发生等问题日渐突出，选育综合性状优良的品种，成为育种工作者共同的目标。杂优育种作为番茄育种的主要方式，组合配制是其中的重要部分，组配的好坏会直接影响后代优良品种的产生。配合能力的高低作为杂优育种中亲本选配的重要依据，是育种成败的重要因素之一。在早期世代鉴定组合优劣，对正确地选配亲本、尽早评价组合的优劣及提高育种效果具有重要意义[3]。

关于大果番茄杂交组配，前人的多次试验结果表明，维生素C质量分数、番茄红素质量分数、果实硬度、果肉厚、果实横径、果形指数、株高、可溶性固形物质量分数、葡萄糖质量分数、果糖质量分数等性状的广义遗传力和狭义遗传力均较高，主要受加性效应作用，可稳定遗传给后代[4-9]。而国内有关樱桃番茄遗传效应的研究起步较晚[10]，相关资料较少，杨永政[10-11]、孙保娟[12]、刘艳梅[13]等的试验结果显示可溶性总糖质量分数、可溶性固形物质量分数、糖酸比、维生素C质量分数、番茄红素质量分数、果形指数、果实纵径、果实横径、单株果数、单果质量、可滴定酸质量分数、贮藏指数等性状的遗传以加性效应为主。

目前，宁夏地区以番茄种质资源遗传多样性研究为主[14-16]，有关番茄配合力及遗传效应的研究还未见报道。本研究以前期自交分离的18个樱桃番茄自交系为材料，采用NC Ⅱ不完全双列杂交设计，配制56个组合。选择单花序果数、单果质量、果实纵径、果实横径、果形指数、果梗洼大小、硬度、可溶性固形物质量分数、果肉厚等9个能较好地反映樱桃番茄品质和产量的数量性状，通过估算配合力和遗传力，评价、筛选优良的亲本和组合，以期为宁夏地区樱桃番茄亲本的选配和优势杂交组合的选育提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

由宁夏大学农学院园林系蔬菜课题组和宁夏巨丰种苗有限责任公司提供的18个樱桃番茄高代自交系为试验材料，编号分别为60021、60023、60028、60171、60283、60288、60448、60449、60500、60502、60517、60519、60803、60805、60849、60020、60447和60450，田间表现见表1。

表1 18个亲本材料的来源及性状Table 1 The basic origin and trait of 18 cherry tomato parents

1.2 试验设计

于2017年春季将父母本定植于露地，采用NC Ⅱ不完全双列杂交法，配成56个组合，并收取F1代杂交种。于2017年10月24日将F1代种子播种于72穴穴盘，于12月4日定植在宁夏大学试验农场日光温室。种植方式同芮文婧等[16]，采用随机区组设计，半高垄双行栽植，垄高20 cm，畦宽70 cm，株距40 cm，每个组合重复3次，每重复定植8株。田间管理(温光管理、水肥管理、植株调整、病虫害防治)按常规进行。

1.3 数量性状的测定

在番茄二穗果至三穗果成熟期，参照《番茄种质资源描述规范和数据标准》[17]，结合番茄生长的实际状况，对单花序果数、单果质量、果实纵径、果实横径、果形指数、果梗洼大小、硬度、可溶性固形物质量分数和果肉厚9个指标进行调查和测定。测定所用仪器为MNT-150T游标卡尺、GT-4硬度计和TD-45糖度计。

1.4 数据处理及统计分析

采用Microsoft Excel 2010进行数据的整理， SPSS 20.0进行方差分析，采用邵祺[18]的方法进行一般配合力、特殊配合力相对效应值的估算以及遗传效应值的计算。

配合力的计算公式为：一般配合力效应值=亲本在其杂交后代中的性状平均数-整个杂交后代的性状总平均；特殊配合力效应值=某性状的小区平均数-整个杂交后代的性状总平均-父本一般配合力-母本一般配合力；一般配合力相对效应值=某性状的一般配合力效应值/整个杂交后代的性状总平均×100%；特殊配合力相对效应值=某性状的特殊配合力效应值/整个杂交后代的性状总平均×100%。

2 结果与分析

2.1 樱桃番茄主要数量性状方差分析

为了比较樱桃番茄 9 个数量性状间的差异，对不完全双列杂交的组合、区组间各数量性状进行差异显著性测验(表2)。结果表明 9 个数量性状组合间方差均达到极显著水平，且其区组间无明显差异，表明该试验控制良好，各组合基因型效应间存在真实差异，可进一步做配合力和遗传力分析。

表2 9个数量性状的方差分析Table 2 Variance analysis of nine quantitative traits

注: **表示在0.01水平上差异显著；*表示在0.05水平上差异显著。

Note:**indicates significant difference at 0.01 level，*indicates significant difference at 0.05 level.

2.2 一般配合力相对效应值分析

18个亲本9个主要数量性状的一般配合力相对效应值见表3。结果表明，单花序果数一般配合力相对效应值为正值的母本依次为60171>60021> 60803>60028>60517>60502，父本依次为60447>60020，单花序果数相对效应值较高亲本是选育高产组合的前提；单果质量一般配合力相对效应值为正值的母本依次为60449>60502>60805>60023>60021>60803，父本依次为60450>60849，若选育果质量较大的组合，则应选取相对效应值较高亲本，反之，选择相对效应值较低的亲本；果实纵径一般配合力相对效应值为正值的母本依次为60805>60803>60023>60449>60288=60171=60283>60021，父本有60450=60849；果实横径一般配合力相对效应值为正值的母本依次为60500>60023=60449>60502>60805，父本有60450=60849；果形指数一般配合力相对效应值为正值的母本依次为60803>60288>60283>60448>60171>60805 ，父本为60849，若育种目标为长圆形则应选相对效应值较高的亲本，若要选育圆形、扁圆形则应选相对效应值较低的亲本；果梗洼大小一般配合力相对效应值为正值的母本依次为60502>60449>60805>60023=60517>60500，父本依次为60450>60849；硬度一般配合力相对效应值为正值的母本依次为60803=60805>60023>60448>60021，父本依次为60450>60849>60447，若育种要求为高硬度番茄应选择相对效应值较高的亲本；可溶性固形物质量分数一般配合力相对效应值为正值的母本依次为60803>60028>60448>60519>60288>60021=60500，父本仅60447为正值，若要选育可溶性固形物质量分数较高组合，则应选择配合力相对效应值较高亲本；果肉厚一般配合力相对效应值为正值的母本依次为60283>60449>60805=60021>60803>60502=60288，父本依次为60450>60849，若要选育货架期长、耐贮运型，则应选择相对效应值较高亲本。综合9个性状，表现较好(7个及以上的性状相对效应值≥0)的母本为60021、60803和60805，父本为60450和60849。

表3 一般配合力的相对效应值Table 3 Relitive values of general combing abilit

2.3 特殊配合力相对效应值分析

56个组合9个数量性状的特殊配合力相对效应值见表4。结果表明，单花序果数特殊配合力相对效应值为正值的有22个组合，其中60805×60849最高，为0.17；单果质量特殊配合力相对效应值为正值的有25个组合，其中60803×60450最高，为0.45；果实纵径特殊配合力相对效应值为正值的有24个组合，其中60803×60450最高，为0.17；果实横径特殊配合力相对效应值为正值的有22个组合，其中60500×60849最高，为0.41；果形指数特殊配合力相对效应值为正值的有23个组合，其中最高的是60448×60447，达到0.09；果梗洼大小特殊配合力相对效应值为正值的有26个组合，其中60171×60450最高，为0.16；硬度特殊配合力相对效应值为正值的有22个组合，其中60502×60447最高，为0.4；可溶性固形物质量分数特殊配合力相对效应值为正值的有30个组合，其中60502×60447最高，为0.15；果肉厚特殊配合力相对效应值为正值的有27个组合，其中60803×60450最高，为0.16。综合9个性状，表现较好的组合(7个性状相对效应值≥0)有60519×60849、60021×60849、60805×60849、60021×60020、60517×60020、60023×60447、60448×60447、60449×60447和60023×60450共9个组合，60283×60447和60803×60450表现最好(仅1个性状特殊配合力相对效应值为负值)。

表4 特殊配合力的相对效应值Table 4 Relitive values of special combing ability

2.4 各性状相关遗传参数分析

由表5可以看出，单花序果数、单果质量、果实纵径、果实横径、果形指数、果梗洼大小、硬度、可溶性固形物质量分数及果肉厚这9个数量性状的一般配合力方差大于特殊配合力方差，说明这些性状主要受基因的加性效应控制，可以稳定遗传后代，应通过选种和有性杂交育种等常规育种方法加以利用。单果质量、果实纵径、果梗洼大小、果肉厚的广义和狭义遗传力均比较高(大于50%)，说明其受环境影响较小，早期世代进行选择效果明显；而单花序果数、果实横径、果形指数、硬度、可溶性固形物质量分数的遗传力较低(大于50%)，应在杂交后期进行选择，效果较好。

表5 各主要性状相关遗传参数Table 5 Correlation genetic parameters for the main traits

3 讨 论

同完全双列杂交法相比，不完全双列杂交法工作量小，分析方法简单，灵活性大，容易与实际要求相结合，适用于早期的亲本适配和组合评价[18-19]。本研究采用NC Ⅱ不完全双列杂交法，通过对一般配合力和特殊配合力的估算及分析，综合9个数量性状的配合力大小，挑选出表现较优的3个母本：60021、60803、60805，以及2个父本：60450和60849。较优组合有60283×60447、60803×60450、60519×60849、60021×60849、60805×60849、60021×60020、60517×60020、60023×60447、60448×60447、60449×60447、60023×60450共11个。而11个表现较好的组合中仅有60803×60450、60021×60849、60805×60849的双亲一般配合力都比较高，可见一般配合力较高的亲本并不一定能配制出特殊配合力较高的组合，亲本与杂交后代的表现并没有直接的联系[20-22]。

本研究结果中单花序果数、单果质量、果实横径、果形指数、果梗洼大小、硬度、可溶性固形物质量分数和果肉厚等8个性状同前人研究结果一致，主要受基因的加性效应控制[4-13]。而关于果实纵径研究结果显示其一般配合力方差、广义遗传力和狭义遗传力都较高，受基因的加性效应控制，这仅与樱桃番茄的研究结果一致[10]，而多数大果番茄的研究结果则显示其受基因的非加性效应控制[3-5]。原因可能是由于大果番茄育种目标一般为扁圆形或圆形，而樱桃番茄的育种目标大多为圆形或长圆形，扁圆形极其少见。因此，在选育大果番茄时，亲本选择一般为扁圆形、圆形，果实纵径相对较小，而在选育樱桃番茄时，亲本选择一般为圆形、长圆形，果实纵径相对较大。而亲本的性状会遗传给后代，所以最终影响亲本、组合的遗传效应值。

本研究主要评价分析了樱桃番茄数量性状的遗传力和配合力，而没有对质量性状的遗传力和配合力进行评价分析。在今后的杂交组配中，还应该对质量性状，如花序类型、风味、成熟果色等性状进行遗传力和配合力的分析与评价。此外，园艺产业发展中，病虫害及连作障碍等问题的频发，对育种工作提出新的挑战。选育一个优良的组合，不仅要求品质优良、产量突出，还要有较强的抗逆性和抗病性。利用杂交育种和分子标记辅助育种相结合的方式，可显著缩短育种周期，培育高产稳产、抗病性强及品质好等综合性状优良的新组合[23]。