印度东部高原与山区地带葫芦科作物尖角瓜(Trichosanthes dioica)的遗传多样性解析：形态学与分子标记的协同揭示

为解决尖角瓜(Trichosanthes dioica)遗传多样性研究不足的问题，印度研究人员通过整合形态学性状与ISSR分子标记，对46份基因型进行多维度分析。研究发现，主成分分析(PCA)揭示72.53%的形态变异由果实重量(0.47)、果肉重量(0.46)等驱动，而ISSR标记显示78.91%的多态性，PIC值达0.35-0.47。Swarna Rekha等基因型被鉴定为高多样性资源，为育种提供了重要遗传基础。该研究为开发高产、营养丰富的尖角瓜品种奠定了科学依据。

　　

尖角瓜(Trichosanthes dioica)作为印度本土的雌雄异株葫芦科作物，因其高营养价值被誉为"瓜中之王"，但其遗传多样性长期缺乏系统研究，制约了育种进展。传统繁殖方式依赖无性繁殖，导致基因重组受限，而种子繁殖又面临发芽率低、性别鉴定困难等问题。这些瓶颈使得尖角瓜的产量和品质提升遭遇挑战。为此，印度农业研究委员会东部区域研究中心(ICAR-Research Complex for Eastern Region)的科研团队开展了开创性研究，通过整合形态学与分子生物学手段，首次全面解析了印度东部高原与山区46份尖角瓜基因型的遗传多样性，相关成果发表在《Journal of Genetic Engineering and Biotechnology》。

研究采用形态学定量分析结合ISSR(Inter-Simple Sequence Repeat)分子标记技术。在形态学层面，对12个农艺性状（如果实重量、果肉重量、果实体积等）进行测量，运用主成分分析(PCA)和聚类分析；分子层面使用16个多态性ISSR引物扩增DNA片段，通过STRUCTURE软件进行群体遗传结构分析。样本来源于印度东部四邦（北方邦、比哈尔邦、奥里萨邦和西孟加拉邦）的地方品种及改良品种。

3.1. Per Se performance of morphological traits

研究发现尖角瓜基因型间存在显著表型变异。总产量变幅4.07-23.73 t/ha，Swarna Alaukik以23.73 t/ha居首；单株果数11-151个，Swarna Alaukik达151个；果实重量15.75-49.01 g，Swarna Rekha最重。主成分分析显示，PC1(33.3%变异)主要由果实重量(0.47)、果肉重量(0.46)贡献，PC2(24.5%)与产量(0.53)、果数(0.49)相关。

3.2. Genetic parameter

遗传参数分析表明，单株果数的遗传变异系数(GCV)和表型变异系数(PCV)最高（46.10%和47.07%），广义遗传力达95.92%。产量相关性状兼具高遗传力（92.83%）和高遗传进度（73.04%），表明其受加性基因效应主导。

3.6. Polymorphism statistics and diversity indices of ISSR markers

分子标记分析显示，16个ISSR引物共产生96条带，多态性78.91%，PIC值0.35-0.47。UBC857引物多态性最高(PIC=0.47)，而UBC868的Shannon指数(I)达0.67，反映高多态性。

3.9. Population structure analysis

STRUCTURE分析将基因型分为3个亚群(K=3)，AMOVA显示95%变异存在于群体内部。SP2亚群遗传分化最高(Fst=0.3306)，包含HAP-96等13个基因型；SP1(含Swarna Suruchi等)基因流最活跃(Fst=0.0225)。

这项研究首次系统整合形态与分子数据揭示尖角瓜遗传多样性，发现Swarna Rekha、HAP-24等基因型具有独特遗传背景。通过建立性状-标记关联，为分子标记辅助选择提供了依据。尤其重要的是，研究证实尽管尖角瓜以无性繁殖为主，但仍保持较高遗传多样性，这主要归因于农民对地方品种的长期驯化选择。该成果不仅填补了尖角瓜遗传资源研究的空白，其采用的"形态-分子"双轨鉴定策略更为其他无性繁殖作物多样性研究提供了范式。未来利用这些高多样性基因型进行杂交育种，有望培育出突破性新品种，对保障印度及热带地区的粮食安全具有重要意义。