西瓜2對目標(biāo)質(zhì)量性狀的快速提純與選育技術(shù)研究

在選擇西瓜的自交系時(shí)，通常會選擇兩種類型的目標(biāo)品質(zhì)。按照傳統(tǒng)的西瓜雜種后代自交系選育理論與實(shí)踐,每份材料種植10~30株,一般到F6代可選出純合的自交系。至于每個(gè)組合種植份數(shù)、每份材料種植株數(shù)等均是憑經(jīng)驗(yàn)操作,截至目前,仍缺乏理論依據(jù)和一套較完整的技術(shù)規(guī)程,可操作性較差,盲目性較大。本試驗(yàn)是在作物遺傳育種基本理論指導(dǎo)下,結(jié)合西瓜育種實(shí)際,按照西瓜雜種后代遺傳變異規(guī)律,在開展西瓜1對質(zhì)量性狀純合技術(shù)研究和西瓜F2代群體大小及選擇技術(shù)研究工作的基礎(chǔ)上,研究確定2對質(zhì)量性狀的種植份數(shù)、每份材料種植株數(shù)及種植材料是否純合的判斷等技術(shù)問題,為2對目標(biāo)質(zhì)量性狀快速提純提供理論依據(jù)和操作技術(shù)規(guī)程。1材料和方法1.1不同材料的試驗(yàn)2011年選用66份果皮顏色、果形、蔓長、瓤色、瓤味等不同的F3代材料進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)在開封市農(nóng)林科學(xué)研究院試驗(yàn)地進(jìn)行,采用露天地膜低畦栽培,栽培密度、試驗(yàn)管理等與一般西瓜栽培相同。1.2材料種植及性狀加工(1)系內(nèi)需種植單瓜份數(shù)的依據(jù)a.2對顯性目標(biāo)質(zhì)量性狀。在2對顯性質(zhì)量性狀的選擇中,純系不出現(xiàn)的概率為8/9,也就是說,如果種植1份雙顯性材料,不出現(xiàn)純系的概率為8/9,種植2份顯性材料,不出現(xiàn)純系的概率為4/9,種植n份材料,不出現(xiàn)純系概率為8/9×1/2n-1。種植9份材料,純系不出現(xiàn)的概率為0.0017%,而純系出現(xiàn)的概率為99.8%。所以為保證純系出現(xiàn)的概率較大,種植顯性性狀的材料份數(shù)應(yīng)在9份以上。b.1對顯性和1對隱性目標(biāo)質(zhì)量性狀。實(shí)際上與1對顯性質(zhì)量性狀相同,雜合材料不出現(xiàn)符合目標(biāo)性狀純系概率是2/3,種植n份純系不出現(xiàn)符合目標(biāo)性狀的概率為2/3×1/2n-1。如種植9份材料,純系不出現(xiàn)的概率為0.0026%,而純系出現(xiàn)的概率為99.7%。所以為確保純系出現(xiàn),種植顯性性狀的材料份數(shù)應(yīng)在9份以上。c.2對隱性質(zhì)量性狀。理論上后代不再分離,為保險(xiǎn)起見,試驗(yàn)種植了6份材料。(2)每份單瓜群體量確定的依據(jù)a.2對顯性目標(biāo)質(zhì)量性狀。每份材料的群體大小主要是根據(jù)2對雜合顯性質(zhì)量性狀的分離比率(9∶3∶3∶1)而定,如果種植1株,性狀不出現(xiàn)分離的概率為15/16,種植2株,性狀不出現(xiàn)分離的概率為15/32,種植n株,性狀不出現(xiàn)分離的概率為15/16×1/2n-1。如種植10株,雜合系不表現(xiàn)分離概率僅為0.0018%,可以忽略不計(jì)。雜合系出現(xiàn)性狀分離的概率達(dá)到99.8%,也就是說,凡是雜合系都能表現(xiàn)出來。按成苗率90%、坐果率80%計(jì)算,再加之?dāng)?shù)量性狀優(yōu)選等因素,至少種植14株,可以使鑒定純系準(zhǔn)確率達(dá)99.9%以上。所以本試驗(yàn)每份供試材料種植15株。b.1對顯性和1對隱性目標(biāo)質(zhì)量性狀。每份材料的群體大小主要根據(jù)1對顯性質(zhì)量性狀的分離比例(3∶1)而定。從理論上講,顯性純合材料不會出現(xiàn)性狀分離,顯性雜合材料會出現(xiàn)3份顯性性狀和1份隱性性狀的分離,即在種植的4株中可能出現(xiàn)1株純隱性性狀。如果種植1株,不出現(xiàn)性狀分離的概率為3/4,種植2株,不出現(xiàn)性狀分離的概率為3/8,余類推,種植n株,不出現(xiàn)性狀分離的概率為3/4×1/2n-1。如種植10株,雜合系不表現(xiàn)性狀分離概率僅為0.00146%,可以忽略不計(jì)。雜合系出現(xiàn)性狀分離的概率達(dá)到99.85%,也就是說,凡是雜合系基本上都能表現(xiàn)出來。按成苗率90%、坐果率80%計(jì)算,再加之?dāng)?shù)量性狀優(yōu)選等因素,至少種植14株,可以使鑒定純系準(zhǔn)確率達(dá)99.9%以上。所以本試驗(yàn)每份供試材料種植15株。c.2對隱性質(zhì)量性狀。就本試驗(yàn)試材為綠皮網(wǎng)紋、圓形果實(shí)、短蔓和瓜瓤不苦而言,均為1對隱性基因控制,理論上不會出現(xiàn)性狀分離,考慮到坐果率及數(shù)量性狀的優(yōu)選等因素,確定每系種植10株。(3)判斷純系標(biāo)準(zhǔn)在每個(gè)單系中,全部符合目標(biāo)質(zhì)量性狀的為純合系,而分離出不符合目標(biāo)質(zhì)量性狀的為雜合系。2結(jié)果與分析2.12表面活性劑排除菌由表1可知,在49份材料中,5份全部表現(xiàn)為2對顯性目標(biāo)性狀,未出現(xiàn)性狀分離,為純系;其余均出現(xiàn)性狀分離,為雜合系,予以淘汰?；痉鲜?對基因控制的2對顯性質(zhì)量性狀純合系為雜合系1/9的分離比例。F1310、F1333、F1335等材料因藥害而生長不良,坐果較少,未予匯總。2.21材料性狀分離在13份材料中,4份未出現(xiàn)性狀分離,為純合材料,9份材料出現(xiàn)性狀分離,為雜合材料(表2),淘汰。性狀表現(xiàn)也基本符合受1對基因控制的1對顯性質(zhì)量性狀其純合系與雜合系分離比例為1∶3的規(guī)律。2.32隱藏目標(biāo)的質(zhì)量特性種植試材6份,均沒有分離,為純合材料(表3)。3在當(dāng)代選人中確定農(nóng)藝性狀(1)分別按照8/9×1/2n-1和15/16×1/2n-1確定2對顯性目標(biāo)質(zhì)量性狀F3代種植份數(shù)、每份F3代材料種植群體,按照2/3×1/2n-1和3/4×1/2n-1確定1對顯性目標(biāo)和1對隱性目標(biāo)質(zhì)量性狀種植份數(shù)、群體大小,均能在當(dāng)代選出純合系。與傳統(tǒng)的西瓜雜交后代系統(tǒng)選育相比,可以把自交系選育代數(shù)縮減2~3代,加快了育種速度,降低了育種成本。同時(shí),把種植份數(shù)和每份材料的群體量以技術(shù)規(guī)程形式確定,增加了科學(xué)性及可操作性,減少了盲目性、隨意性。(2)在確定種植群體大小依據(jù)中,坐果率按80%計(jì)算,對于瓤色、瓜瓤有無苦味等通過果實(shí)考種才能判斷是否純合的目標(biāo)質(zhì)量性狀,比較適合。而在坐果前即可判斷的蔓長、