我國西瓜總生產面積達150萬hm2,面積、產量和銷量均居世界第一(FAOSTAT)。但是,長期的人工選擇和馴化也帶來許多問題,最突出的是育種材料遺傳多樣性狹窄,從而導致品種同質化嚴重,培育突破性新品種日益困難。湖北省農業科學院經濟作物研究所使用基諾賽克 SNP-Panel?(高通量SNP分型)技術,對64 份西瓜自交系材料進行遺傳背景鑒定,發表題目為“基于SNP 標記的西瓜種質資源遺傳多樣性分析”文章,解析西瓜遺傳多樣性和群體結構,為西瓜雜交育種的親本選配和資源利用提供理論依據。
圖1 西瓜SNP-Panel?中SNP位點在染色體上的分布
全基因組分子標記SNP-Panel?檢測可用于西瓜種質資源創制、雜交育種的親本選擇和培育優異、適應性強的西瓜新品種。

圖2 64份普通栽培西瓜群體結構分析
根據SNP-Panel?的基因型數據進行群體結構分析的結果表明,亞群的劃分與材料來源無顯著相關性(P=0.339)。

圖3 64份西瓜自交系材料主成分分析
對64份西瓜材料進行主成分分析顯示,PCA分析與群體結構分析結果的一致性較好,其中G3亞群的材料不能完全區分,部分散落在G1和G4亞群中,但G1、G2和G4亞群之間可以完全區分開。

圖4 64份西瓜材料的UPGMA 聚類(A)和系統發育樹(B)
64份材料之間的遺傳距離在0.000~0.393之間,平均0.175。根據遺傳距離構建UPGMA 聚類樹,64份材料被劃分為7類。基于遺傳距離的UPGMA聚類和基于SNP的系統發育樹一致性較好。

圖5 4個亞群的首雌花節位、坐果節位和果皮厚度性狀分布和統計
利用單因素方差分析和多重比較檢測不同亞群部分農藝性狀的差異,包括首雌花節位、坐果節位、果皮厚度、中心可溶性固形物含量和種子千粒重。結果表明,4個亞群的中心可溶性固形物含量和種子千粒重沒有顯著性差異,但在首雌花節位、坐果節位和果皮厚度上存在顯著差異。
遺傳多樣性豐富的種質資源是創造優異新品種的基礎。西瓜作為外來引入物種,早期育種可用的資源并不多,導致現有大部分西瓜品種遺傳背景狹窄,差異化程度低。分子標記技術是鑒定和評價西瓜種質資源遺傳多樣性的有效手段,對于挖掘和利用優異西瓜種質、拓寬育種材料遺傳背景和提高育種效率有重要意義。