栽培環(huán)境對黃瓜果實風味品質(zhì)遺傳效應的影響與特征芳香物質(zhì)含量變化的初步研究.pdf

1、黃瓜（Cucumis sativus.L.）是世界上栽培最普遍的一種瓜類蔬菜，也是我國栽培面積最大、種植范圍最廣的主要蔬菜作物之一。近年來，隨著我國設施園藝的迅猛發(fā)展，大棚與日光溫室栽培黃瓜的面積在不斷擴大。我國北方設施黃瓜占設施面積的50％～60％，專業(yè)種植區(qū)甚至高達80％以上。但由于黃瓜品種不適宜、環(huán)境逆境和栽培管理水平較低等因素，導致果實風味品質(zhì)下降的現(xiàn)象長期存在。黃瓜風味、營養(yǎng)價值的轉(zhuǎn)劣變次，既不符合現(xiàn)代社會人們對生活質(zhì)量和健康

2、不斷增長的要求，也嚴重削弱了其市場競爭力。目前無論是國內(nèi)市場還是國際市場，黃瓜產(chǎn)品的競爭都由原來的商品性和價格競爭轉(zhuǎn)向以優(yōu)質(zhì)、安全、衛(wèi)生、低成本為主要內(nèi)容的全方位競爭。
　　黃瓜風味品質(zhì)一方面取決于糖、Vc、有機酸、單寧等非揮發(fā)性呈味物質(zhì)，另一方面與其本身所含有的揮發(fā)性芳香物質(zhì)密切相關。提高黃瓜的風味品質(zhì)是黃瓜育種和栽培的重要目標。目前對黃瓜風味物質(zhì)的研究僅限于測定方法、物質(zhì)組成、栽培條件對其影響以及相關遺傳特性等方面，缺乏對其代

3、謝機理、遺傳效應等方面的深入研究，未能從本質(zhì)上解釋黃瓜風味物質(zhì)形成的分子機制。
　　本研究根據(jù)前期對現(xiàn)有黃瓜資源進行風味性狀的篩選結果，通過配制雙列雜交組合，根據(jù)加性-顯性與環(huán)境互作的遺傳模型，分析了在大棚和露地兩種環(huán)境下黃瓜果實內(nèi)5種可溶性糖、有機酸、可溶性固形物和5種主要芳香物質(zhì)含量的遺傳效應，預測了不同環(huán)境F1雜種優(yōu)勢的遺傳表現(xiàn);通過構建遺傳群體，運用主基因-多基因混合遺傳模型方法，開展了黃瓜果實中果糖、特征芳香物質(zhì)（2E，

4、6Z-壬二烯醛）和單寧含量等性狀的遺傳模型分析:通過比較研究，分析了黃瓜果實中特征芳香物質(zhì)在不同品種、不同生育時期的變化規(guī)律;從與黃瓜特征芳香物質(zhì)合成密切相關的LOX代謝途徑入手，分析了控制2E，6Z-壬二烯醛合成的兩個關鍵酶——9-LOX家族Csa007837和9-HPL家族Csa003557在黃瓜中的表達情況，克隆了濃香型品種EP326和淡香型品種DE843果肉中Csa007837和Csa003557基因。主要研究結果如下:

5、　　1、按雙列雜交法配制雜交組合，根據(jù)加性一顯性及其環(huán)境互作的遺傳模型，分析了黃瓜果實內(nèi)5種主要可溶性糖、有機酸及可溶性固形物含量的遺傳效應。結果表明:5種可溶性糖、有機酸和可溶性固形物含量的親本和F1在大棚和露地兩個環(huán)境中的表現(xiàn)并不一致，該結果預示著可能存在基因型與環(huán)境的互作;遺傳方差分量分析表明，果糖、有機酸和可溶性固形物含量主要受加性效應的影響。遺傳率分析表明:僅有果糖、有機酸和可溶性固形物含量存在普通狹義遺傳率，且達到極顯著水平

6、;遺傳相關分析表明，果糖和葡萄糖、蔗糖、麥芽糖含量的基因型和表現(xiàn)型相關呈顯著或極顯著正相關。
　　2、按雙列雜交法配制雜交組合，分析了黃瓜果實內(nèi)5種芳香物質(zhì)的遺傳效應。結果表明:2E-壬烯醛、辛醇和2E，6Z-壬二烯醛含量受加性和顯性效應控制，壬醛、6Z-壬烯醛主要受加性效應控制，2E，6Z-壬二烯醛的加性×環(huán)境互作效應作用極顯著。5種芳香物質(zhì)含量的普通狹義遺傳率、普通廣義遺傳率均達到了極顯著水平;遺傳相關分析表明，5種芳香物質(zhì)間

7、遺傳相關達到極顯著水平。并分析了部分組合的5種芳香物質(zhì)含量在露地和大棚兩種環(huán)境條件下雜種優(yōu)勢的遺傳表現(xiàn)。
　　3、以黃瓜自交系EP326(P1)、DE843(P2)及其配制的F1、BC1、BC2、F2等6個世代為材料，利用主基因+多基因混合遺傳模型對黃瓜特征芳香物質(zhì)2E，6Z-壬二烯醛含量進行了遺傳分析。結果表明:2E，6Z-壬二烯醛的遺傳適合2對主基因控制的加性-顯性-上位性遺傳模型，控制2E，6Z-壬二烯醛含量的兩對主基因都以

8、加性效應為主，因此，對該性狀的改良宜采用雜交育種的策略。
　　4.以黃瓜自交系EP326(P1)、科普二號(P2)及其配制的F1、BC1、BC2、F2等6個世代為材料，設置露地和大棚2個不同的栽培條件，運用主基因-多基因混合遺傳模型方法研究黃瓜果實果糖含量的遺傳規(guī)律，并估算遺傳參數(shù)。結果表明:黃瓜果實果糖含量的遺傳符合1對加性-顯性主基因+加性-顯性多基因遺傳模型。主基因的加性效應值大于顯性效應，而多基因的顯性效應大于加性效應;環(huán)

9、境變異對果實果糖含量的影響較大，在黃瓜品質(zhì)育種實踐中對果糖含量的選擇宜在較高世代進行。
　　5、以DE843(P1)、EP326(P2)及其配制的F1、BC1、BC2、F2等6個世代，設置露地和溫室2個不同的栽培環(huán)境，運用主基因-多基因混合數(shù)量性狀遺傳模型方法研究黃瓜果實單寧含量性狀的遺傳規(guī)律，并估算遺傳參數(shù)。結果表明黃瓜果實單寧含量性狀的遺傳符合2對加性-顯性主基因+加性-顯性多基因遺傳模型，其中第1主基因的加性效應值較大，多基

10、因的加性、顯性效應大于第2主基因的加性、顯性效應。在兩個不同栽培條件下，環(huán)境因素對果實單寧含量影響較大，說明通過改善栽培條件、優(yōu)化栽培技術是可以較好的控制黃瓜單寧含量、改良果實品質(zhì)。
　　6、選擇8個黃瓜品種為試驗材料，測定授粉后9天果肉中2E，6Z-壬二烯醛含量;以EP326、DE843為材料，測定其授粉后不同時期果肉中2E，6Z-壬二烯醛含量。結果表明:授粉9天后EP326果肉中2E，6Z-壬二烯醛含量最高，DE843含量最低

11、;授粉后不同時期，EP326果肉中2E，6Z-壬二烯醛含量明顯高于DE843;兩個品種果肉中2E，6Z-壬二烯醛含量分別在隨授粉后9d和12d達到高峰。
　　7、以EP326、DE843為試材，對5個9-LOX家族基因的表達變化進行了分析，結果表明:9-LOX家族的5個基因中，Csa007837主要在果肉中表達;兩個品系果實中Csa007837基因表達量變化與2E，6Z-壬二烯醛含量變化趨勢基本一致，但EP326果實中Csa007