丝瓜(Luffa cylindrica L.)雌株基杂交种中营养生长、开花同步性和繁殖效率的显性驱动遗传控制

《Journal of Plant Growth Regulation》：Dominance-Driven Genetic Control of Vegetative Growth, Flowering Synchrony, and Reproductive Efficiency in Gynoecy-Based Hybrids of Sponge Gourd (Luffa cylindrica L.)

　　

摘要

雌性株是葫芦科作物中一项重要的发育性状，能促进开花同步性并提高杂交种子生产效率。本研究利用通过系×检验亲本交配设计培育的24个雌性株×两性株杂交组合，并结合性别表达的分子验证，探讨了丝瓜（Luffa cylindrica L.）营养生长、开花同步性、生殖效率及产量相关性状的遗传控制。对杂交组合及其亲本的田间评价结果显示，营养生长、开花行为、性别表达和产量相关性状存在显著变异。配合力分析表明，大多数与植株生长、花器转换及产量表现相关的性状以非加性基因作用（显性程度>1）为主，凸显了杂种优势育种的必要性。在雌性株系中，PGY-108、PGY-123和PGY-191被鉴定为优良的一般配合力亲本；而PGY-191 × PSG-129和PGY-191 × PSG-223则表现出较高的特殊配合力和显著的杂种优势效应。利用与雌性株性状连锁的KASP标记进行分子验证，确认了亲本身份，并验证了表观为两性株的杂合杂交组合中雌性株性状的遗传传递。总体而言，研究结果表明，在雌性株×两性株丝瓜杂交组合中，营养生长势、开花同步性、生殖效率及大多数产量相关性状受显性驱动的遗传控制，这深化了我们对与性别表达相关的植株生长规律的认识。未来研究需整合多环境试验、数量性状位点定位、转录组学、激素谱分析以及功能基因组学等手段，阐明雌性株相关基因位点调控营养生长、花器转换和生殖效率的分子及激素通路，从而助力高产丝瓜杂交品种的基因组辅助育种。