辣椒品质性状杂种优势分析

何建文，付文婷，吴 迪，詹永发

(贵州省农业科学院 辣椒研究所，贵州 贵阳 550006)

【研究意义】辣椒杂种优势普遍存在，杂交种产量一般较传统品种增产30 %～50 %，利用杂种优势是解决辣椒品种需求问题的有效途径[1]。杂交品种选育中亲本的合理组配既能减少杂交组合配制的盲目性，又能极大地提高辣椒新品种选育的概率。【前人研究进展】近年来，辣椒新品种选育主要集中在产量和抗逆性方面，在品质性状研究上主要集中在品质检测分析方面，钟霈霖[2]对贵州省124份地方辣椒资源从生物学特性、干物质、维生素C和辣椒素方面进行了初步评价分析。詹永发等[3-5]对贵州地方品种熟性、农艺性状、感官形态和品质进行检测分析，筛选出多个高维生素C和高辣椒素优质品种，且发现长线椒水分含量最高，营养丰富，长椒的原果胶最高。【本研究切入点】在已有研究报道中，关于辣椒品质性状杂种优势方面的研究较少。【拟解决的关键问题】为此，利用10个辣椒供试亲本研究其F1代主要品质性状的杂种优势，并分析SSR分子遗传距离与品质性状的关系，以期为辣椒品质育种中亲本的合理选配及杂种优势预测提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 辣椒亲本 辣椒供试亲本共计10个，其编号分别为H224、H137、H089、H204、H042023A、H009、H015、H004、H102和H042025D，由贵州省农业科学院辣椒研究所品种资源课题组提供。

1.1.2 仪器 UDK 159全自动凯式定氮仪，生产厂家意大利威尔普；SZF-06A粗脂肪测定仪，生产厂家上海华睿；CXC-06粗纤维测定仪，生产厂家上海昕瑞；安捷伦1290高效液相色谱仪，生产厂家美国安捷伦。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 以H224、H137、H089、H204和H042023A为母本(为便于表达，以下分别用A1、A2、A3、A4和A5表示)，H009、H015、H004、H102和H042025D 为父本(为便于表达，以下分别用B1、B2、B3、B4和B5代号表示)，按5×5不完全双列杂交组配成25个杂交组合。田间种植试验完全随机区组排列，3次重复，每小区种植20穴，每穴2株，株距28 cm，行距60 cm，用信封纸套袋杂交，田间管理同大田生产。

1.2.2 SSR扩增体系 DNA提取采用杨文鹏[6]改进的CTAB方法。SSR-PCR反应体系：在25 μl反应总体积中，含20 ng模板DNA，2.5 mmol/L Mg2+，0.2 mmol/L dNTPs，1UTaqDNA聚合酶，引物浓度400 μmol/L。

1.2.3 品质测定 主要测定干物质含量、Vc含量、粗脂肪、粗纤维、辣椒素和蛋白质6个指标。其中干物质含量测定采用烘干法[7]；Vc含量测定采用钼酸铵比色法；蛋白质含量采用全自动凯式定氮仪测定[8]；粗脂肪采用粗脂肪测定仪测定[9]；粗纤维采用粗纤维测定仪测定[10]；辣椒素采用高效液相色谱仪测定[11]。

1.2.4 指标计算 参照文献[12]的方法，计算性状的超中优势、超亲优势及每个SSR位点的多态性信息量。

(1) 性状的超中优势和超亲优势。以小区平均数计算各性状的超中优势率(HPm)和超亲优势率(HPh)。

HPm=(F1-Mp)/Mp×100 %

HPh=(F1-Hp)/Hp×100 %

式中，Mp为双亲平均值，Hp为大值亲本值。

(2) SSR位点的多态性信息量。将电泳图谱上同一位置清晰出现的条带记为“1”，没有条带记为“0”，由此生成“0”和“1”原始矩阵。统计SSR标记PCR引物扩增出的总条带数和多态性条带数，计算每个SSR位点的多态性信息量(PIC)。

PIC=1-∑fi

式中，fi为i位点的基因频率。

1.3 数据处理

采用Excel2010和DPS 7.05对数据进行统计与分析。

2 结果与分析

2.1 辣椒品质性状的杂种优势

2.1.1 杂种优势 从表1可知，在25个杂交组合的150个品质性状中，75个性状表现为正向优势，75个性状表现为负向优势，分别占总组合的50.00 %，表明辣椒品质性状杂种优势普遍存在。干物质、维生素C、粗纤维和辣椒素呈正向优势，分别占组合数的52.00 %、52.00 %、76.00 %和68.00 %；粗脂肪和蛋白质呈明显的负向优势，分别占组合的72.00 %和76.00 %。

表1 25个组合F1代品质性状的杂种优势

表2 25个组合F1代品质性状的超中优势

2.1.2 超中优势 从表2看出，在参试辣椒杂交组合6个品质指标中，超中优势平均值为正向优势和负向优势的性状各有3个，各占总性状的50.00 %。其中，维生素C、粗纤维和辣椒素的超中优势平均值为正向优势，分别为2.62、8.74和0.26，以粗纤维的超中正向优势平均值最大，为8.74。干物质、粗脂肪和蛋白质的超中优势平均值为负向优势，分别为-1.71、-1.51和-19.63，以蛋白质的超中负向优势平均值最大，为-19.63。

2.1.3 超亲优势 从表3可知，在参试辣椒杂交组合的6个品质指标中，超亲优势平均值呈正向优势和负向优势的性状分别有2和4个，分别占总性状的33.33 %和66.67 %。其中，粗纤维和辣椒素超亲优势平均值为正向优势，分别为1.36和4.99，以辣椒素的超亲正优势平均值最大，为4.99；干物质、维生素C、粗脂肪和蛋白质超亲优势平均值为负向优势，分别为-12.15、-15.33、-16.39和-31.66，以蛋白质的超亲负优势平均值最大，为-31.66。

2.2 SSR分子遗传距离与杂种优势的相关性

从表4看出， 10个供试亲本之间的遗传距离为0.13～0.55，平均为0.25。以A5和B5(H042023A和H042025D)的遗传距离最小，为0.13，表明二者间的遗传差异较小，亲缘关系相对较近；B5和B3(H042025D和H004)间的遗传距离最大，为0.55，表明二者间遗传差异较大，亲缘关系相对较远；总体看，10个供试亲本间的平均遗传距离(0.25)表明供试亲本间亲缘关系相对较近。经SSR遗传距离与辣椒品质性状超中优势和超亲优势的相关分析结果(表5)可知，SSR分子遗传距离与干物质、维生素C、粗纤维、辣椒素和蛋白质超中优势的相关系数分别为-0.05、0.13、0.01、0和-0.33，呈不显著负相关或正相关，与粗脂肪的相关系数为0.46，呈显著正相关；SSR分子遗传距离与干物质、维生素C、粗脂肪、粗纤维、辣椒素和蛋白质超亲优势的相关系数分别为-0.02、0、0.28、0、0.07和-0.37，呈不显著负相关或正相关。

表3 25个组合F1代品质性状的超亲优势

表4 参试亲本间的遗传距离

表5 辣椒品质性状杂种优势与遗传距离的相关性

3 讨 论

利用辣椒杂种优势是提高辣椒产量、改良辣椒品质的重要途径。研究结果表明，在25个杂交组合的150个品质性状中，75个表现为正向优势，75个表现为负向优势，分别占总组合的50.00 %，表明辣椒品质性状杂种优势普遍存在。干物质、维生素C、粗纤维和辣椒素呈正向优势，分别占组合数的52 %、52 %、76 %和68 % %；粗脂肪和蛋白质呈明显的负向优势，分别占组合的72 %和76 %。维生素C、粗纤维和辣椒素的超中优势平均值为正向优势，分别为2.62、8.74和0.26；干物质、粗脂肪和蛋白质的超中优势平均值为负向优势，分别为-1.71、-1.51和-19.63。粗纤维和辣椒素超亲优势平均值为正向优势，分别为1.36和4.99；干物质、维生素C、粗脂肪和蛋白质超亲优势平均值为负向优势，分别为-12.15、-15.33、-16.39和-31.66。参试组合与品质性状不同，其杂种优势表现也不相同，可能与杂交组合不同及辣椒品质性状的杂种优势大小差异较大有关，这与乔乃妮等[13]的研究结果一致。10个供试亲本间的平均遗传距离(0.25)表明其亲缘关系相对较近，以H042023A和H042025D的遗传距离最小，为0.13，表明其亲缘关系相对较近；H042025D和H004间的遗传距离最大，为0.55，表明其亲缘关系相对较远。SSR分子遗传距离与干物质、维生素C、粗纤维、辣椒素和蛋白质超中优势均呈不显著正相性或负相关，与粗脂肪呈显著正相关；与干物质、维生素C、粗脂肪、粗纤维、辣椒素和蛋白质超亲优势均呈不显著正相性或负相关，这可能与供试亲本间遗传距离较小，亲缘相对关系较近所致。

4 结 论

10个供试亲本在组配成25个杂交组合的150个性状中，正向优势和负向优势各占总组合的50.00 %，维生素C、粗纤维和辣椒素的超中优势平均值为正向优势，分别为2.62、8.74和0.26；干物质、粗脂肪和蛋白质的超中优势平均值为负向优势，分别为-1.71、-1.51和-19.63。粗纤维和辣椒素超亲优势平均值为正向优势，分别为1.33和4.99；干物质、维生素C、粗脂肪和蛋白质超亲优势平均值为负向优势，分别为-12.15、-15.33、-16.39和-31.66。10个供试亲本间的平均遗传距离为0.25，其亲缘关系相对较近，以H042023A和H042025D的遗传距离最小，H042025D和H004间的遗传距离最大。SSR分子遗传距离与5个品质性状超中优势均呈不显著正相性或负相关，与粗脂肪呈显著正相关；与6个品质性状超亲优势均呈不显著正相关或负相关。表明，辣椒品质性状杂种优势普遍存在，应用杂种优势来改良辣椒品质性状可行，应用SSR分子遗传距离预测品质性状杂种优势还有待深入研究。