基于DUS測試的不同品種黃瓜性狀研究

常龍波，于立芝

（中國農業大學煙臺研究院，山東煙臺 264670）

0 引言

中國是黃瓜主要生產消費國家，黃瓜品種產量的提高對推動蔬菜產業快速發展具有重要意義。為了讓更多優質的黃瓜品種進入市場以滿足需求，不同品種的測試鑒定工作尤其重要[1]。DUS測試性狀分析是開展DUS 測試工作的基礎，測試性狀的選擇對DUS 測試工作起著關鍵性的作用[2]。吳燕等[3]、任麗等[4]分別對芝麻和水稻的DUS 測試標準品種的實際表現進行了分析；陳海榮等[5]、盧柏山等[6]利用DUS 測試性狀對玉米進行了形態多樣性的分析；單飛彪等[7]、王永行等[8]對向日葵和小麥進行了遺傳多樣性分析，焦雄飛等[9]對兵豆的質量性狀進行了多樣性分析；趙洪等[10]基于DUS測試分析得出，鮮食玉米生育期等性狀對鮮食玉米在上海地區評價有重要影響；褚云霞等[11]對非洲菊品種DUS測試數量性狀進行分級研究，后其又通過觀測分析篩選出六出花的DUS 測試性狀[12]；黃志城等[13]、管俊嬌等[14]等分別研究了不同栽培環境和措施對番茄和玉米數量性狀DUS 測試性狀的影響；Aravind 等[15]在45 個突變體中鑒定了24 個DUS 性狀，選擇6個突變體作為新突變體并將其推廣到生產試驗中；Afriyie-Debrah 等[16]對UPOV 規定的32 個DUS 性狀進行評分，并進行基因分型；Ranjani 等[17]基于定性性狀對豇豆基因型進行形態學表征；Akeith Singh等[18]根據DUS 試驗的指導原則對石榴品種的特異性進行鑒定。相關的研究以不同的角度、用不同的方法對農作物品種的DUS性狀進行了研究，具有重要的理論和實踐指導意義。筆者對3 個品種的黃瓜進行DUS 測試試驗，觀察測量黃瓜植株、葉片和果實性狀，對不同品種黃瓜群體目測和個體測量性狀表達差異性進行分析研究。本研究采用不同的數據分析方法對黃瓜群體目測和個體測量性狀進行分析，優化各種分析方法的應用，明確試驗品種黃瓜的特異性和穩定性，以利于提高黃瓜DUS測試結果的準確性、公正性和客觀性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為自主選育的黃瓜品種和煙臺地方黃瓜品種。品種1（新改良煙臺地黃瓜）和品種2（中農煙地1 號）為自主選育；品種3（煙臺地黃瓜）為煙臺地方黃瓜品種，作為對照品種。

1.2 試驗方法

試驗于2022 年5—8 月在中國農業大學煙臺研究院試驗基地進行。各品種于2022 年5 月15 日播種。小區面積為11.2 m2（長7 m、寬1.6 m），重復3 次，共9個小區，兩邊設保護行。采用低畦雙行種植，每小區種植34 株，株行距為40 cm×60 cm。日常栽培管理措施均相同，田間管理參照大田生產。

在商品果采收期，按照NY/T 2235—2012《植物品種特異性、一致性和穩定性測試指南黃瓜》[19]，對果實群體性狀進行判定，記錄相應的表達狀態，用分級代碼數值表示。每小區隨機選取10 個植株進行個體性狀測量。每小區分別取10 個商品瓜，對果實縱徑、果實橫徑以及瓜把長度等進行測量，同時觀測果實的棱、瘤等性狀，以其均值為最終值。

2022年6月25日—8月2日采用稱重法測量黃瓜的產量。黃瓜單果重為黃瓜的產量與單果數量的比值。

1.3 數據分析

1.3.1 符合系數分析 根據標準品種的實際表達狀態與NY/T 2235—2012 中代碼的差異，計算不同品種黃瓜各性狀的符合系數，如式(1)。

式中，A是某個標準品種或性狀的符合系數，a為某個標準品種或性狀在測試指南中的代碼，b為某個標準品種或性狀實測的代碼，X為其指南代碼的平均值。

1.3.2 變異系數分析 利用Office Excel 2019軟件進行數據整理，計算不同品種黃瓜各性狀的變異系數。

1.3.3F檢驗 利用Office Excel 2019 軟件進行數據整理和相關計算，運用SPSS 27.0軟件進行方差分析。

1.3.4 相關性分析 運用SPSS 27.0 計算黃瓜性狀與品種之間的Pearson相關系數。

2 結果與分析

2.1 不同品種黃瓜DUS群體目測性狀

2.1.1 不同品種黃瓜DUS群體目測性狀的表現 由表1可知，3 個品種之間的性狀6、8、10、14、15、19、20、22、27、30、32、39、40、42、43、45、46、47、48 并無差異。品種1和品種2的生長勢明顯比品種3更強，品種1、2的大部分果實棱的凸顯程度也強于品種3。

2.1.2 不同品種黃瓜DUS 群體目測性狀的符合系數計算3個品種同標準品種之間群體目測性狀的符合系數，符合系數越大，表示它們之間的差異越??；符合系數越小，表示它們之間的差異越大。表2結果表明，不同品種的測量性狀存在不同程度的差異。品種1、2、3的性狀6、8、10、14、15、19、20、22、30、32、39、42、45、47、48的符合系數≥0.99，其中14個性狀符合系數均為1，說明3個品種這些性狀的表達并無差異。品種1的性狀27（瓜把形狀）符合系數小于0.97，表達狀態較品種2、3不穩定。品種1、2的性狀36（果實棱）符合系數接近，均≥0.960，而品種3 的差異較大。品種1、2、3 的性狀40（果實刺密度）、43（果實瘤數量）的符合系數依次增加，但均大于0.960。品種1、2 的性狀46（心腔相對于橫徑大?。┚鶠?，品種3的符合系數略小，表現出一定的差異性。

表2 不同品種黃瓜DUS群體目測性狀的符合系數

2.2 不同品種黃瓜DUS個體測量性狀

2.2.1 不同品種黃瓜個體測量性狀變異情況 由表3 可知，其中3 個品種的性狀9（主蔓節間長度）的變異幅度為0.06～0.08，性狀11（第一雌花節位）的變異幅度為0.26～0.29，性狀18（葉片長度）的變異幅度為0.04～0.06，性狀24（果實橫徑）的變異幅度為0.07～0.09，性狀23（果實縱徑）的變異幅度為0.06～0.09，性狀25（果實縱徑/橫徑）的變異幅度為0.07～0.09，性狀29（果實瓜把長度/縱徑）的變異幅度為0.13～0.17，以上性狀的變異系數在3 個品種之間的差異較小。性狀12（雌花節率）的變異系數在3 個品種之間差異較大，其中品種1 的變異系數最大，為0.27。性狀28（果實瓜把長度）的變異幅度為0.12～0.19，變異系數在3 個品種之間差異較大，其中品種2的變異系數最大，為0.19。

2.2.2 不同品種黃瓜個體測量性狀的變化 圖1展示了3 個黃瓜品種的每個測試樣本的個體性狀中的8 個性狀的測量數據。其中，品種1、2 的主蔓節間長度稍小于品種3。品種3的第一雌花節位明顯大于品種1、2，而品種2又略小于品種1。3個品種的葉片長度接近，但品種1、2的葉片長度變化范圍大于3。3個品種的果實橫徑差別不大。品種3的果實縱徑明顯小于品種1、2，且變化范圍大。品種3的果實縱徑橫徑比值也小于品種1、2。瓜把長度品種3 略小于品種1、2，3 個品種的瓜把長/縱徑比值差別不大。存在差異的性狀中，以第一雌花節位、果實縱徑的差異最為明顯。

圖1 不同品種黃瓜的個體測量性狀分類散點圖

2.3 不同品種黃瓜的性狀F檢驗

利用單因素方差分析研究品種之間第一雌花節位、雌花節率、主蔓節間長度、葉片長度、果實橫徑、果實縱徑、果實縱徑/橫徑、瓜把長度、瓜把長度/縱徑、棱、刺毛密度、瘤數量12 個性狀的差異性。從表4 可以看出，不同品種的黃瓜樣本對于葉片長度、果實橫徑、瓜把長度、瓜把長度/縱徑、刺毛密度、瘤數量共6 個性狀沒有表現出顯著性差異(P>0.05)，對于第一雌花節位、雌花節率、主蔓節間長度、果實縱徑、果實縱徑/橫徑和棱6 項性狀呈現出顯著性差異(P<0.05)。3 個品種之間第一雌花節位(F=32.993，P=0.000)、雌花節率(F=25.632，P=0.000)、主蔓節間長度(F=5.371，P=0.006)、果實縱徑(F=14.858，P=0.000)、果實縱徑/橫徑(F=11.786，P=0.000)、棱(F=14.648，P=0.000)均呈現出0.01 水平顯著性，說明性狀在品種之間存在顯著差異。

表4 不同品種黃瓜的性狀F檢驗結果（方差分析）

2.4 不同品種黃瓜的性狀相關性分析

如表5所示，第一雌花節位、主蔓節間長度與品種呈現出顯著正相關，相關系數分別為0.443、0.213。雌花節率、果實縱徑、果實縱徑/橫徑、果實棱與品種呈現出顯著負相關，相關系數分別為-0.414、-0.448、-0.040、-0.470。其中第一雌花節位、雌花節率、果實縱徑、果實縱徑/橫徑、果實棱在0.01級別（雙尾）相關性顯著，主蔓節間長度在0.05級別（雙尾）相關性顯著，葉片長度、果實橫徑、瓜把長度、瓜把長度/縱徑、果實刺毛密度、瘤數量與品種之間的相關系數分別為-0.008、-0.037、-0.162、0.106、0.091、0.091，相關性不顯著。

表5 不同品種黃瓜與性狀的相關性分析

2.5 不同品種黃瓜單果重和產量情況

2.5.1 單果重 不同黃瓜品種的單果重情況見表6，品種1、2的黃瓜果實均重大致相等，稍大于品種3的果實均重，由表7可知，3個品種的單果重沒有明顯的差異。

表6 不同品種黃瓜單果重g

表7 不同品種黃瓜單果重F檢驗結果（方差分析）

2.5.2 產量和單果數量 由表8 可知，黃瓜產量最高的是品種2，為42616.07 kg/hm2，比對照品種3 的30892.86 kg/hm2，增產11723.21 kg/hm2。品種1的產量為39000.00 kg/hm2，比品種3 增產8107.14 kg/hm2。品種2 較品種3 增收100000 個/hm2果實，品種1 較品種3增收66964個/hm2果實。通過單因素方差分析得品種間產量和單果數量均呈現0.01水平顯著差異（表9）。

表8 不同品種黃瓜產量和單果數量

表9 不同品種黃瓜產量和單果數量F檢驗結果（方差分析）

3 結論

應用群體目測的方式對21 個群體目測性狀進行觀測，有14個測試性狀的符合系數為1，說明這些性狀在3 個品種之間并無差異。生長勢、瓜把形狀、果實棱、果實刺密度、果實瘤數量的符合系數小于0.99，說明存在不同程度差異。

應用個體測量的方式觀測性狀時，3 個品種的第一雌花節位的變異系數均較大，雌花節率變異系數的差異較大，與趙陸滟等[20]的研究結果一致，表明3個黃瓜品種的遺傳潛力大。雌花節率表現為品種2(21.47%)>品種1(19.20%)>品種3(14.00%)。一般情況下，雌花節率高的黃瓜產量高、單果數量多，本試驗中3個品種的產量和單果數量符合此規律。

由單因素方差分析和性狀與品種之間的相關性分析得出，品種之間第一雌花節位、雌花節率、主蔓節間長度、果實縱徑和果實縱徑/橫徑、果實棱呈現出顯著性差異。果實縱徑、瓜形（果實縱徑/橫徑）與品種呈現出顯著負相關，品種1、2 的黃瓜果實個體較品種3 更長，因此品種1、2 單果重稍大于品種3，但單果重并未呈現差異顯著性，可能與測產時摘收的黃瓜發育情況不同有關。與品種呈現顯著相關的性狀的變異幅度不同，表明各性狀間還可能存在相互作用，需做進一步研究分析。

本試驗中品種1、2的多種性狀（包括生長勢、果實棱、第一雌花節位、雌花節率、主蔓節間長度、果實縱徑、果實縱徑/橫徑）表現出了明顯區別于品種3 且可重現的差異，由此可以判定品種1、品種2 具有特異性。品種1、2各選取30株樣本，均未出現異型株，判定品種1、品種2具備穩定性。

4 討論

《植物品種特異性、一致性和穩定性測試指南黃瓜》[19]中，性狀表是申請新品種時進行特異性測試的關鍵[21]，應選擇可準確識別、清晰表達的測試性狀，采取便于操作、重復性強的測試方法[22]。已有關于DUS測試的研究多為品種的遺傳多樣性分析[23-24]，或是測試指南的研制和完善[25-26]。本研究篩選生長類型、生長勢等21個群體目測性狀和主蔓節間長度、第一雌花節位等9個個體測量性狀共30個性狀進行觀測比較。通過在相同環境和管理方式下對不同品種黃瓜的性狀進行觀測和比較，排除外在環境而造成的差異，保證觀測的性狀差異均來自于品種差異。