Crops ›› 2018, Vol. 34 ›› Issue (5): 77-84.doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2018.05.012

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Analysis of Morphological Diversity Based on Botanical Traits in Seed-Used Pumpkin Germplasms

Wang Fengfeng1,Wang Ping1,Chen Li2,Dai Cailing1,Li Shujie1,Zhang Heping3   

  1. 1 College of Agronomy, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010019, Inner Mongolia, China
    2 Agriculture and Livestock Product Quality Safety Supervision and Management Center, Wulanchabu 012000, Inner Mongolia, China
    3 Hebei Branch, Sinochem Fertilizer Company Limited, Shijiazhuang 050000, Hebei, China
  • Received:2018-04-02 Revised:2018-06-25 Online:2018-10-15 Published:2018-10-12
  • Contact: Ping Wang

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138

Abstract:

To speed up the process of variety improvement and breeding and to provide an excellent parental selection of seed-used pumpkin breeding, genetic diversity of 38 seed-used pumpkin germplasms was analyzed based on morphological markers. Correlation between the 50 botanical traits of seed squash material and the genetic relationship among the test materials were obtained. The results showed that the coefficient of variation of the botanical traits in seed-used pumpkins ranged from 8.52% to 86.29%, reflecting the richness of the genetic diversity of the botanical traits of the seed-used pumpkin. The data of botanical traits from 38 seed-used pumpkin materials were analyzed by DPS version 11.5 software using R-type cluster analysis. At the Euclidean distance of 8.66, 50 morphological traits could be divided into three categories. Systematic clustering analysis showed that 38 seeds pumpkin materials could be divided into four categories and 38 materials were completely separated when Euclidean distance was 10.38. According to the principal component analysis, 38 germplasm resources for seed pumpkin were divided into five categories, which were basically consistent with the clustering results obtained by morphological systems. Based on all genetic parameters, the representative traits of the genetic diversity of seed-used pumpkin were fruit-shaped index, fruit surface wax, old fruit surface markings, number of fruit surface tumors and old fruit color. 1000-seed weight fruit flesh thickness, and fruit-cavity longitudinal diameter could be used as a comprehensive index to evaluate seed-used pumpkin varieties.

Key words: Seed-used pumpkin, Botanical traits, Morphological diversity

Table 1

The basic information on 38 seed-used pumpkin germplasms"

编号No. 名称Name 类型Type 来源Origin 编号No. 名称Name 类型Type 来源Origin
1 桦南多籽角瓜 美洲南瓜 中国黑龙江 20 金苹果AA 美洲南瓜 中国甘肃
2 PI 370459 印度南瓜 美国 21 美洲南瓜 2 美洲南瓜 中国内蒙古
3 美洲南瓜03 美洲南瓜 中国内蒙古 22 中国南瓜8号 中国南瓜 中国内蒙古
4 Grif 15151 美洲南瓜 美国 23 美洲南瓜 6 美洲南瓜 中国内蒙古
5 美洲南瓜57 美洲南瓜 中国内蒙古 24 印度南瓜 5 印度南瓜 中国内蒙古
6 美洲南瓜86 美洲南瓜 中国内蒙古 25 蜜本南瓜 中国南瓜 中国内蒙古
7 印度南瓜1号 印度南瓜 中国内蒙古 26 莫达南瓜 印度南瓜 中国内蒙古
8 美洲南瓜19 美洲南瓜 中国内蒙古 27 托克托黑皮窝瓜 中国南瓜 中国内蒙古
9 印度南瓜2号 印度南瓜 中国黑龙江 28 阿荣旗南瓜 印度南瓜 中国内蒙古
10 美洲南瓜48 美洲南瓜 中国内蒙古 29 梅亚牌角瓜 美洲南瓜 中国黑龙江
11 美洲南瓜30 美洲南瓜 中国内蒙古 30 大板多籽南瓜 印度南瓜 中国黑龙江
12 神仙拐 中国南瓜 中国内蒙古 31 印度南瓜L2 印度南瓜 中国内蒙古
13 绿栗F1 印度南瓜 中国内蒙古 32 PI 615102 美洲南瓜 美国
14 美洲南瓜54 美洲南瓜 中国内蒙古 33 印度南瓜9号 印度南瓜 中国内蒙古
15 印度南瓜3号 印度南瓜 中国内蒙古 34 PI 169449 美洲南瓜 美国
16 PI 344358 美洲南瓜 美国 35 多籽角瓜 美洲南瓜 中国内蒙古
17 Ames 21651 美洲南瓜 美国 36 美洲南瓜73 美洲南瓜 中国内蒙古
18 美洲南瓜01 美洲南瓜 中国内蒙古 37 美洲南瓜47 美洲南瓜 中国内蒙古
19 美洲南瓜61 美洲南瓜 中国内蒙古 38 PI 508465 美洲南瓜 美国

Table 2

The basic statistical data based on agronomic traits"

编号
No.		 性状
Trait		 最小值
Minimum		 最大值
Maximum		 平均值
Mean		 标准差
Standard deviation		 变异系数(%)
Coefficient of variation
X1 生活习性 1 3 1.368 0.714 52.15
X2 分枝性 3 7 4.947 1.643 33.21
X3 叶形 1 6 3.079 1.477 47.98
X4 叶色 1 3 2.000 0.658 32.88
X5 叶缘 1 3 1.868 0.875 46.84
X6 主蔓刺毛 0.5 3 1.513 0.663 43.82
X7 主蔓横切面形状 1 2 1.211 0.413 34.13
X8 叶面白斑 0.5 3 0.865 0.522 60.35
X9 叶背刺毛 1 2 1.342 0.481 35.82
X10 花蕾形状 1 2 1.211 0.413 34.13
X11 花筒形状 1 3 2.132 0.844 39.58
X12 花冠色 1 3 2.289 0.654 28.56
X13 花萼片 1 2 1.158 0.370 31.91
X14 花瓣先端形状 1 3 1.842 0.916 49.73
X15 结瓜习性 1 3 1.816 0.955 52.57
X16 瓜梗基部膨大形状 1 2 1.289 0.460 35.64
X17 瓜梗质地 1 2 1.289 0.460 35.64
X18 瓜形 1 11 3.895 2.166 55.61
X19 瓜面特征 1 5 2.579 0.793 30.75
X20 棱沟深浅 0.5 3 1.368 0.665 48.61
X21 瓜瘤大小 0.5 2 0.829 0.424 51.15
X22 瓜瘤多少 0.5 3 0.987 0.692 70.11
X23 瓜面蜡粉 0.5 3 0.855 0.734 85.85
X24 老瓜皮色 1 9 4.632 2.832 61.16
X25 老瓜肉色 1 5 3.184 1.353 42.48
X26 老瓜瓜面斑纹 0.5 3 1.513 1.094 72.31
X27 种皮颜色 1 3 1.771 0.819 46.26
X28 种喙特征 1 4 2.079 0.818 39.35
X29 种子周缘 0.5 2 0.974 0.464 47.64
X30 种缘表面特征 1 2 1.316 0.471 35.80
X31 种子周缘颜色 1 3 1.921 0.632 32.88
X32 瓜柄直径(cm) 0.65 2.45 1.292 0.444 34.39
X33 瓜梗长(cm) 4.13 14.28 7.908 2.495 31.55
X34 瓜脐直径(cm) 1.22 4.78 2.992 0.807 26.97
X35 老瓜瓜外横径(cm) 7.3 24.6 15.552 4.899 31.50
X36 瓜外纵径(cm) 4.7 63.5 20.952 10.881 51.93
X37 老瓜内腔纵径(cm) 3.2 31.1 14.010 7.274 51.92
X38 内腔横径(cm) 5.2 19.6 11.334 4.169 36.79
X39 老瓜肉厚(cm) 0.94 3.45 2.243 0.559 24.91
X40 瓜形指数 0.56 7.87 1.606 1.386 86.29
X41 单瓜重(kg) 0.273 5.877 2.274 1.225 53.86
X42 种子长度(cm) 1.2 2.6 1.837 0.362 19.70
X43 种子宽度(cm) 0.7 1.4 1.033 0.189 18.32
X44 种子厚度(cm) 0.15 0.43 0.294 0.054 18.23
X45 种仁质量(g) 0.063 0.303 0.151 0.061 39.98
X46 皮壳质量(g) 0.000 0.108 0.048 0.027 56.38
X47 单种重(g) 0.073 0.404 0.198 0.087 43.95
X48 种子出仁率(%) 63.86 100 0.773 0.066 8.52
X49 种子千粒重(g) 77.7 370.5 195.864 82.419 42.08
X50 单瓜种子数 74 434 261.895 95.358 36.41

Fig.1

The dendrogram of 38 seed-used pumpkin germplasms by R cluster analysisX1-X50: 50 botanical traits, same as table 2"

Fig.2

Dendrogram of 38 samples of seed-used pumpkin germplasms based on morphological traits 1-38: 38 seed-used pumpkin germaplasms, same as table 1. The same below"

Table 3

Principal components analysis of 50 botanical traits of pumpkin germplasms"

编号No. 性状Trait Prin1 Prin2 Prin3
X1 生活习性 -0.1006 0.1177 0.3370
X2 分枝性 0.0279 0.0980 0.2822
X3 叶形 0.0109 -0.1052 0.2315
X4 叶色 -0.0553 0.0591 -0.0812
X5 叶缘 -0.1414 0.1742 0.0959
X6 主蔓刺毛 0.1452 -0.0475 -0.1100
X7 主蔓横切面形状 0.0479 -0.0462 0.1947
X8 叶面白斑 -0.0814 0.0228 0.1388
X9 叶背刺毛 -0.0792 0.0910 -0.0052
X10 花蕾形状 0.1075 -0.0737 -0.0426
X11 花筒形状 -0.0421 -0.0064 -0.1197
X12 花冠色 -0.0915 -0.0022 0.0024
X13 花萼片 -0.0837 -0.0931 -0.1672
X14 花瓣先端形状 0.1770 -0.2023 -0.0276
X15 结瓜习性 -0.0517 -0.0427 -0.1493
X16 瓜梗基部膨大形状 0.2422 -0.1462 0.0488
X17 瓜梗质地 0.2056 -0.1360 0.0843
X18 瓜形 -0.1209 -0.0902 0.1330
X19 瓜面特征 0.0160 0.1561 -0.0476
X20 棱沟深浅 -0.0230 0.0893 -0.2092
X21 瓜瘤大小 0.1506 0.0885 0.0073
X22 瓜瘤多少 0.1020 0.0455 0.0310
X23 瓜面蜡粉 -0.0146 -0.1805 -0.1427
X24 老瓜皮色 0.1088 -0.1434 0.0465
X25 老瓜肉色 0.1786 -0.1631 -0.1405
X26 老瓜瓜面斑纹 0.0890 -0.0276 0.1297
X27 种皮颜色 -0.0947 0.0819 0.0374
X28 种喙特征 0.1954 0.0188 0.1309
X29 种子周缘 -0.1935 -0.0694 -0.1530
X30 种缘表面特征 -0.0536 -0.0686 -0.0999
X31 种子周缘颜色 -0.0196 -0.2007 -0.0366
X32 瓜柄直径 -0.0322 0.2854 -0.0294
X33 瓜梗长 -0.0012 0.0909 -0.3243
X34 瓜脐直径 -0.1111 0.3197 -0.0176
X35 老瓜瓜外横径 0.1968 0.2299 -0.1164
X36 瓜外纵径 -0.1124 0.0244 0.2428
X37 老瓜内腔纵径 -0.0906 0.1271 0.3475
X38 内腔横径 0.2182 0.1633 -0.1379
X39 老瓜肉厚 0.0201 0.3366 -0.0212
X40 瓜形指数 -0.1517 -0.0865 0.2080
X41 单瓜重 0.0831 0.3095 -0.0058
X42 种子长度 0.2192 0.1315 -0.0174
X43 种子宽度 0.2386 0.0693 0.0294
X44 种子厚度 0.2088 0.0688 0.1027
X45 种仁质量 0.2423 0.1078 0.0438
X46 皮壳质量 0.2535 -0.0084 0.0672
X47 单种重 0.2527 0.0698 0.0578
X48 种子出仁率 -0.1402 0.1060 -0.0856
X49 种子千粒重 0.2546 0.0760 0.0392
X50 单瓜种子数 -0.0841 0.2624 -0.1473
特征值 13.2669 5.8184 4.9762
方差贡献率(%) 26.5339 11.6368 9.9525
累计方差贡献率(%) 26.5339 38.1707 48.1231

Fig.3

Scatter diagram of the first and the second principal components of pumpkin germplasms"

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