基于DUS测试的不同品种黄瓜性状研究.pdf

农学学报2023,13(10):23-30Journal ofAgriculture0 引言中国是黄瓜主要生产消费国家，黄瓜品种产量的提高对推动蔬菜产业快速发展具有重要意义。为了让更多优质的黄瓜品种进入市场以满足需求，不同品种的测试鉴定工作尤其重要1。DUS测试性状分析是开展DUS测试工作的基础，测试性状的选择对DUS测基于DUS测试的不同品种黄瓜性状研究常龙波，于立芝（中国农业大学烟台研究院，山东烟台 264670）摘 要：为优化黄瓜DUS测试中符合系数、变异系数、F检验和相关性分析方法的应用，明确试验黄瓜品种的特异性和稳定性，观察测量3个黄瓜品种植株、叶片和果实性状，对黄瓜群体目测性状和个体测量性状表达差异性进行分析研究，采用不同的方法对测试性状进行综合评价。结果表明，21个群体目测性状中有14个性状的符合系数为1，生长势、果实棱、刺毛密度和瘤数量存在不同程度的差异。雌花节率、果实瓜把长度的变异系数幅度分别为0.180.27、0.120.19，品种之间存在较大差异。F检验和相关性分析得出，第一雌花节位、雌花节率、主蔓节间长度、果实纵径、果实纵径/横径、果实棱呈现出显著性差异。利用F检验得出品种间的产量呈现显著性差异。综合分析可以判定，品种1（新改良烟台地黄瓜）和品种2（中农烟地1号）具有特异性和稳定性。关键词：DUS测试；品种；黄瓜；群体目测性状；个体测量性状中图分类号：S338文献标志码：A论文编号：cjas2022-0134Study on the Traits of Different Cucumber Varieties Based on DUS TestCHANG Longbo,YU Lizhi(Yantai Research Institute,China Agricultural University,Yantai 264670,Shandong,China)Abstract:To optimize the application of coincidence coefficient,coefficient of variation,F test and correlationanalysis in cucumber DUS test,and clarify the specificity and stability of cucumber varieties,the cucumberplant,leaf and fruit traits were observed and measured through DUS test on three different cucumber varieties.The expression differences of population visual traits and individual measurement traits of different cucumbervarieties were analyzed,and different methods were used to comprehensively evaluate the test traits.Theresults showed that the coincidence coefficient of 14 traits in 21 populations was 1,while the growth potential,fruit edge,trichome density and tumor number were different.The variation coefficient of female flower noderate and fruit melon length was 0.18-0.27 and 0.12-0.19,respectively,and there were great differences amongthe varieties.Through F test and correlation analysis,it was concluded that the first female flower node,femaleflower node rate,main vine internode length,fruit longitudinal diameter,fruit longitudinal diameter/transversediameter and fruit edge showed significant differences.F test showed that the yield among the varieties showedsignificant difference.Comprehensive analysis can determine that variety 1(newly improved Yantai cucumber)and variety 2(Zhongnongyandi 1)have specificity and stability.Keywords:DUS test;variety;cucumber;group visual traits;individual measurement traits基金项目：烟台市市场监督管理局项目“2022年烟台市标准化资助项目”；中国农业大学烟台研究院URP项目“黄瓜DUS测试性状研究”(U2021086)。第一作者简介：常龙波，男，2002年出生，山东济南人，本科在读，研究方向为设施农业科学与工程。通信地址：264670 山东烟台莱山区滨海中路2006号 中国农业大学烟台研究院，E-mail：。通信作者：于立芝，女，1963年出生，教授，学士，研究方向为资源与环境、黄瓜育种。通信地址：264670 山东烟台莱山区滨海中路2006号 中国农业大学烟台研究院，E-mail：。收稿日期：2022-09-16，修回日期：2022-11-08。试工作起着关键性的作用2。吴燕等3、任丽等4分别对芝麻和水稻的DUS测试标准品种的实际表现进行了分析；陈海荣等5、卢柏山等6利用DUS测试性状对玉米进行了形态多样性的分析；单飞彪等7、王永行等8对向日葵和小麦进行了遗传多样性分析，焦雄飞等9对兵豆的质量性状进行了多样性分析；赵洪等10基于DUS测试分析得出，鲜食玉米生育期等性状对鲜食玉米在上海地区评价有重要影响；褚云霞等11对非洲菊品种DUS测试数量性状进行分级研究，后其又通过观测分析筛选出六出花的DUS 测试性状12；黄志城等13、管俊娇等14等分别研究了不同栽培环境和措施对番茄和玉米数量性状 DUS 测试性状的影响；Aravind等15在45个突变体中鉴定了24个DUS性状，选择6个突变体作为新突变体并将其推广到生产试验中；Afriyie-Debrah等16对UPOV规定的32个DUS性状进行评分，并进行基因分型；Ranjani等17基于定性性状对豇豆基因型进行形态学表征；Akeith Singh等18根据DUS试验的指导原则对石榴品种的特异性进行鉴定。相关的研究以不同的角度、用不同的方法对农作物品种的DUS性状进行了研究，具有重要的理论和实践指导意义。笔者对3个品种的黄瓜进行DUS测试试验，观察测量黄瓜植株、叶片和果实性状，对不同品种黄瓜群体目测和个体测量性状表达差异性进行分析研究。本研究采用不同的数据分析方法对黄瓜群体目测和个体测量性状进行分析，优化各种分析方法的应用，明确试验品种黄瓜的特异性和稳定性，以利于提高黄瓜DUS测试结果的准确性、公正性和客观性。1 材料与方法1.1 试验材料试验材料为自主选育的黄瓜品种和烟台地方黄瓜品种。品种1（新改良烟台地黄瓜）和品种2（中农烟地1号）为自主选育；品种3（烟台地黄瓜）为烟台地方黄瓜品种，作为对照品种。1.2 试验方法试验于2022年58月在中国农业大学烟台研究院试验基地进行。各品种于2022年5月15日播种。小区面积为11.2 m2（长7 m、宽1.6 m），重复3次，共9个小区，两边设保护行。采用低畦双行种植，每小区种植34株，株行距为40 cm60 cm。日常栽培管理措施均相同，田间管理参照大田生产。在商品果采收期，按照NY/T 22352012 植物品种特异性、一致性和稳定性测试指南 黄瓜19，对果实群体性状进行判定，记录相应的表达状态，用分级代码数值表示。每小区随机选取10个植株进行个体性状测量。每小区分别取10个商品瓜，对果实纵径、果实横径以及瓜把长度等进行测量，同时观测果实的棱、瘤等性状，以其均值为最终值。2022年6月25日8月2日采用称重法测量黄瓜的产量。黄瓜单果重为黄瓜的产量与单果数量的比值。1.3 数据分析1.3.1 符合系数分析 根据标准品种的实际表达状态与NY/T 22352012中代码的差异，计算不同品种黄瓜各性状的符合系数，如式(1)。A=1-(a-b)2100X(1)式中，A是某个标准品种或性状的符合系数，a为某个标准品种或性状在测试指南中的代码，b为某个标准品种或性状实测的代码，X为其指南代码的平均值。1.3.2 变异系数分析 利用Office Excel 2019软件进行数据整理，计算不同品种黄瓜各性状的变异系数。变异系数=标准差平均值(2)1.3.3 F检验 利用Office Excel 2019软件进行数据整理和相关计算，运用SPSS 27.0软件进行方差分析。1.3.4 相关性分析 运用SPSS 27.0计算黄瓜性状与品种之间的Pearson相关系数。2 结果与分析2.1 不同品种黄瓜DUS群体目测性状2.1.1 不同品种黄瓜DUS群体目测性状的表现 由表1表1 不同品种黄瓜DUS群体目测性状6生长类型7生长势8株型10分枝性14叶片绿色程度15叶片形状19子房表面刺毛20子房表面刺毛颜色22瓜形27瓜把形状30果皮颜色32果实表面光泽度36果实棱39果实刺毛类型40果实刺密度42果实瘤43果实瘤数量无限生长强普通型强中心形五角疏刺白色棒状溜肩形浅绿色中强毛和刺均有中有中无限生长强普通型强中心形五角疏刺白色棒状溜肩形浅绿色中强毛和刺均有中有中无限生长中普通型强中心形五角疏刺白色棒状溜肩形浅绿色中中毛和刺均有中有中群体目测性状品种1品种2品种3常龙波等：基于DUS测试的不同品种黄瓜性状研究24可知，3个品种之间的性状6、8、10、14、15、19、20、22、27、30、32、39、40、42、43、45、46、47、48并无差异。品种1和品种2的生长势明显比品种3更强，品种1、2的大部分果实棱的凸显程度也强于品种3。2.1.2 不同品种黄瓜DUS群体目测性状的符合系数计算3个品种同标准品种之间群体目测性状的符合系数，符合系数越大，表示它们之间的差异越小；符合系数越小，表示它们之间的差异越大。表2结果表明，不同品种的测量性状存在不同程度的差异。品种1、2、3的性状 6、8、10、14、15、19、20、22、30、32、39、42、45、47、48的符合系数0.99，其中14个性状符合系数均为1，说明3个品种这些性状的表达并无差异。品种1的性状27（瓜把形状）符合系数小于0.97，表达状态较品种2、3不稳定。品种1、2的性状36（果实棱）符合系数接近，均0.960，而品种3的差异较大。品种1、2、3的性状40（果实刺密度）、43（果实瘤数量）的符合系数依次增加，但均大于0.960。品种1、2的性状46（心腔相对于横径大小）均为1，品种3的符合系数略小，表现出一定的差异性。2.2 不同品种黄瓜DUS个体测量性状2.2.1 不同品种黄瓜个体测量性状变异情况 由表3可知，其中3个品种的性状9（主蔓节间长度）的变异幅度为0.060.08，性状11（第一雌花节位）的变异幅度为0.260.29，性状18（叶片长度）的变异幅度为0.040.06，性状24（果实横径）的变异幅度为0.070.09，性状23（果实纵径）的变异幅度为0.060.09，性状25（果实纵径/横径）的变异幅度为0.070.09，性状29（果实瓜把长度/纵径）的变异幅度为0.130.17，以上性状的变异系数在3个品种之间的差异较小。性状12（雌花节率）的变异系数在3个品种之间差异较大，其中品种1的变异系数最大，为0.27。性状28（果实瓜把长度）的变异幅度为0.120.19，变异系数在3个品种之间差异较大，其中品种2的变异系数最大，为0.19。2.2.2 不同品种黄瓜个体测量性状的变化 图1展示了3个黄瓜品种的每个测试样本的个体性状中的8个性状的测量数据。其中，品种1、2的主蔓节间长度稍小于品种3。品种3的第一雌花节位明显大于品种1、2，而品种2又略小于品种1。3个品种的叶片长度接近，但品种1、2的叶片长度变化范围大于3。3个品种的果实横径差别不大。品种3的果实纵径明显小于品种1、2，且变化范围大。品种3的果实纵径横径比值也小于品种1、2。瓜把长度品种3略小于品种1、2，3个品种的瓜把长/纵径比值差别不大。存在差异的性状中，以第一雌花节位、果实纵径的差异最为明显。45果实果肉颜色46心腔相对于横径大小47果实苦味48果实单性结实浅绿色大无或极弱有浅绿色大无或极弱有浅绿色大无或极弱有群体目测性状品种1品种2品种3续表1表2 不同品种黄瓜DUS群体目测性状的符合系数群体目测性状6生长类型7生长势8株型10分枝性14叶片绿色程度15叶片形状19子房表面刺毛20子房表面刺毛颜色22瓜形27瓜把形状30果皮颜色32果实表面光泽度36果实棱39果实刺毛类型40果实刺密度42果实瘤43果实瘤数量45果实果肉颜色46心腔相对于横径大小47果实苦味48果实单性结实品种11.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0000.9651.0001.0000.9701.0000.9661.0000.9661.0001.0001.0001.000品种21.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0000.9990.9901.0001.0000.9601.0000.9751.0000.9751.0001.0001.0001.000品种31.0000.7601.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0000.9091.0000.9841.0000.9841.0000.9881.0001.000表3 不同品种黄瓜个体测量性状变异系数个体测量性状9主蔓节间长度11第一雌花节位12雌花节率18叶片长度24果实横径23果实纵径25果实纵径/横径28果实瓜把长度29果实瓜把长度/纵径品种10.060.290.270.050.090.070.090.150.13品种20.080.260.180.060.070.060.080.190.17品种30.060.290.220.040.080.090.070.120.132501234567891 01 11 21 31 41 5123品种第一雌花节位2 0.02 0.52 1.02 1.52 2.02 2.52 3.02 3.52 4.02 4.52 5.02 5.52 6.02 6.52 7.02 7.5123品种叶片长度/c m2.52.72.93.13.33.53.73.9123品种果实横径/c m1 3.01 4.01 5.01 6.01 7.01 8.01 9.02 0.02 1.0123品种果实纵径/c m4.0 04.5 05.0 05.5 06.0 06.5 0123品种果实纵径/横径0.0 60.0 70.0 80.0 90.1 00.1 10.1 20.1 3123品种主蔓节间长度/m常龙波等：基于DUS测试的不同品种黄瓜性状研究262.3 不同品种黄瓜的性状F检验利用单因素方差分析研究品种之间第一雌花节位、雌花节率、主蔓节间长度、叶片长度、果实横径、果实纵径、果实纵径/横径、瓜把长度、瓜把长度/纵径、棱、刺毛密度、瘤数量12个性状的差异性。从表4可以看出，不同品种的黄瓜样本对于叶片长度、果实横径、瓜把长度、瓜把长度/纵径、刺毛密度、瘤数量共6个性状没有表现出显著性差异(P0.05)，对于第一雌花节位、雌花节率、主蔓节间长度、果实纵径、果实纵径/横径和棱6项性状呈现出显著性差异(P0.05)。3 个品种之间第一雌花节位(F=32.993，P=0.000)、雌花节率(F=25.632，P=0.000)、主蔓节间长度(F=5.371，P=0.006)、果实纵径(F=14.858，P=0.000)、果实纵径/横径(F=11.786，P=0.000)、棱(F=14.648，P=0.000)均呈现出0.01水平显著性，说明性状在品种之间存在显著差异。0.1 00.1 20.1 40.1 60.1 80.2 00.2 20.2 4123品种瓜把长度/纵径1.52.02.53.03.54.04.5123品种瓜把长度/c m图1 不同品种黄瓜的个体测量性状分类散点图表4 不同品种黄瓜的性状F检验结果（方差分析）性状第一雌花节位雌花节率主蔓节间长度叶片长度果实横径果实纵径组间组内总计组间组内总计组间组内总计组间组内总计组间组内总计组间组内总计平方和200.156263.9464.056879.2891492.2672371.5560.0010.0040.0050.093135.251135.3440.0086.0766.08546.211135.296181.507自由度287892878928789287892878928789均方100.0783.033439.64417.152000.0461.5550.0040.0723.1051.555F32.99325.6325.3710.030.05914.858显著性0.000*0.000*0.006*0.9710.9430.000*性状果实纵径/横径瓜把长度瓜把长度/纵径棱刺毛密度瘤数量组间组内总计组间组内总计组间组内总计组间组内总计组间组内总计组间组内总计平方和4.19815.47519.6720.5218.5919.110.0020.0560.0575.48916.321.7890.26732.13332.40.26732.13332.4自由度287892878928789287892878928789均方2.0990.1780.260.2140.0010.0012.7440.1870.1330.3690.1330.369F11.7991.2171.17714.6480.3610.361显著性0.000*0.3010.3130.000*0.6980.698注：*表示P0.05；*表示P品种1(19.20%)品种3(14.00%)。一般情况下，雌花节率高的黄瓜产量高、单果数量多，本试验中3个品种的产量和单果数量符合此规律。由单因素方差分析和性状与品种之间的相关性分析得出，品种之间第一雌花节位、雌花节率、主蔓节间长度、果实纵径和果实纵径/横径、果实棱呈现出显著性差异。果实纵径、瓜形（果实纵径/横径）与品种呈现出显著负相关，品种1、2的黄瓜果实个体较品种3更长，因此品种1、2单果重稍大于品种3，但单果重并未呈现差异显著性，可能与测产时摘收的黄瓜发育情况不同有关。与品种呈现显著相关的性状的变异幅度不同，表明各性状间还可能存在相互作用，需做进一步研究分析。本试验中品种1、2的多种性状（包括生长势、果实棱、第一雌花节位、雌花节率、主蔓节间长度、果实纵径、果实纵径/横径）表现出了明显区别于品种3且可重现的差异，由此可以判定品种 1、品种 2 具有特异性。品种1、2各选取30株样本，均未出现异型株，判定品种1、品种2具备稳定性。4 讨论植物品种特异性、一致性和稳定性测试指南 黄瓜19中，性状表是申请新品种时进行特异性测试的关键21，应选择可准确识别、清晰表达的测试性状，采取便于操作、重复性强的测试方法22。已有关于DUS测试的研究多为品种的遗传多样性分析23-24，或是测试指南的研制和完善25-26。本研究筛选生长类型、生长势等21个群体目测性状和主蔓节间长度、第一雌花节位等9个个体测量性状共30个性状进行观测比较。通过在相同环境和管理方式下对不同品种黄瓜的性状进行观测和比较，排除外在环境而造成的差异，保证观测的性状差异均来自于品种差异。参考文献1王丹丹,张庆银,李燕,等.不同品种黄瓜农艺性状评价J.北方园艺,2022(5):35-40.2左振兴,纪军建,付国庆,等.基于DUS测试性状的亚麻测试品种遗传多样性分析J.中国农学通报,2021,37(24):48-53.3吴燕,沈奇,王艳平.芝麻DUS测试标准品种的表现与优化J.河南农业科学,2018,47(6):42-45.4任丽,黄志城,姚丹青,等.水稻DUS测试标准品种在上海地区的性状表达差异性分析J.中国农学通报,2019,35(12):1-7.5陈海荣,杨华,王加红,等.基于DUS测试性状的玉米标准品种形态多样性分析J.玉米科学,2015,23(2):46-51.6卢柏山,王荣焕,王凤格,等.基于DUS测试性状的玉米自交系形态多样性分析J.植物遗传资源学报,2010,11(1):103-107.7单飞彪,杜瑞霞,王永行,等.基于DUS测试性状的向日葵品种遗传多样性分析J.作物杂志,2020(4):107-113.8王永行,白立华,单飞彪,等.基于DUS测试性状的普通小麦测试品种的遗传多样性分析J.黑龙江农业科学,2017(1):4-8.9焦雄飞,于晋,冯乐勇,等.兵豆新品种DUS测试性状多样性分析与评价J.江苏农业科学,2022,50(1):76-80.10赵洪,张靖立,禇云霞,等.基于DUS测试性状的上海鲜食玉米遗传多样性分析J.玉米科学,2022,30(3):24-31.11褚云霞,邓姗,黄志城,等.非洲菊新品种DUS测试数量性状分级及形态性状多样性研究J.植物遗传资源学报,2015,16(4):920-926.12褚云霞,邓姗,杨旭红,等.六出花属DUS测试性状筛选与评价J.植物遗传资源学报,2017,18(3):472-482.13黄志城,顾晓君,陈海荣,等.栽培环境对番茄部分数量性状DUS测试结果的影响J.中国农学通报,2012,28(28):134-139.14管俊娇,张惠,王宝书,等.栽培措施对玉米DUS测试数量性状表达的影响J.西南农业学报,2012,25(5):1601-1605.15ARAVIND 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不同品种黄瓜产量和单果数量F检验结果（方差分析）性状质量数量组间组内总计组间组内总计平方和271.09863.13334.22819340.22489624236.22自由度268268均方135.5510.529670.11816.00F12.88311.851显著性0.007*0.008*29种多样性分析J.玉米科学,2022,30(3):40-46.24陈琼,韩瑞玺,邓超,等.菜豆DUS测试标准品种SSR遗传多样性分析J.分子植物育种,2020,18(18):6197-6204.25赵洪,李寿国,邓姗,等.芫荽品种DUS测试指南的研制J.分子植物育种,2022.26阚画春,叶飞,陈敏,等.棉花DUS测试指南2012版修订建议J.中国棉花,2019,46(1):16-17,42.常龙波等：基于DUS测试的不同品种黄瓜性状研究30