我國西瓜育種研究進展

高素燕　焦定量　商紀鵬

摘 要：綜述了近年來我國西瓜育種方面取得的成果和最新研究進展，包括新品種選育、品質(zhì)育種、生物技術(shù)育種、抗病育種等方面，同時分析了我國西瓜育種目前存在的問題，并對未來發(fā)展趨勢進行展望。

關(guān)鍵詞：西瓜；育種；研究進展；展望

中圖分類號：S651 文獻標識碼：A 文章編號：1001-3547（2014）06-0001-04

西瓜是我國重要的經(jīng)濟作物，栽培面積及產(chǎn)量均居世界第一。自20世紀70年代開始進行西瓜育種以來，我國先后育成不同類型、不同成熟期的西瓜新品種，基本實現(xiàn)了我國主栽西瓜品種的國產(chǎn)化、一代雜種化及良種化，在西瓜品質(zhì)育種、抗病育種、倍性育種及分子育種等方面均取得重大成果，育成一批豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病、具特殊性狀的西瓜新品種，取得巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。近年來，育種家在西瓜育種方法上也在不斷地進行探索和創(chuàng)新，在倍性育種、分子育種、雄性不育等方面進行大量研究，并且取得突破性成果。筆者就近年來西瓜新品種選育、品質(zhì)育種、生物技術(shù)育種等方面的研究進行綜述，并對我國西瓜育種的未來發(fā)展趨勢進行展望，旨在為我國西瓜育種的深入研究提供參考。

1 新品種選育

傳統(tǒng)的西瓜育種目標包括豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病蟲害及抗逆性、少籽、外觀好、耐貯運。但隨著人們消費水平的提高及育種手段的進步，人們對西瓜品種的要求也發(fā)生相應(yīng)變化，因而出現(xiàn)了小型瓜、迷你瓜、黃皮或黃瓤瓜、少籽或無籽瓜、早熟瓜等具特殊性狀的西瓜品種。

1.1 早熟、中晚熟品種

20世紀80年代初的早熟品種選育，主要突出早熟，對品質(zhì)、外觀的要求不嚴，如最早的鄭雜系列品種。隨著我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展和人們生活水平的提高，目前早熟品種的選育，不但要突出耐低溫性，而且外觀、品質(zhì)也是非常重要的，如北方品種不但品質(zhì)要好，而且底色要綠、條帶要細而直，代表品種有華欣、極品京欣、津花2010、風(fēng)光等。南方品種主要以84-24類型為主，由于其瓤肉酥脆，含糖量高，口感好，通過嫁接和包裝基本上解決了不耐運輸?shù)娜秉c，目前尚未有綜合性狀能超越的品種。目前韓國類型的品種瓤肉致密，通過延長采收期來提高西瓜的含糖量，特別是對邊糖的提高效果尤為顯著。中晚熟品種多以抗病高產(chǎn)為主，近年少籽品種，由于食用方便，品質(zhì)優(yōu)，在中晚熟品種中占的比例比較大。有代表性的抗病品種為西農(nóng)8號、西農(nóng)10號、金城五號、津花魁、豐抗三號、182等；少籽品種有津花四號、新機遇、慶發(fā)12等。

1.2 無籽西瓜品種

目前生產(chǎn)上80%無籽西瓜為黑皮品種，因此對品種的要求是皮色漆黑、抗病，由于無籽西瓜皮較厚，為了提高可食率，多以圓果為主，代表品種有津蜜20、津蜜30、隆發(fā)3號、惠達198、洞庭一號、黑蜜五號無籽，另外還有深綠花條的新1號類型津蜜一號、廣西三號、鄭抗新一號，及其他皮色的翠寶五號、花皮無籽。

1.3 禮品瓜品種

主要指單瓜質(zhì)量在1.5～2.5 kg的一些小果型西瓜及特色西瓜。我國臺灣農(nóng)友種苗公司率先育成一批優(yōu)良特色西瓜品種，如紅玲、秀玲、寶冠、金蘭、黑美人等，大陸也逐步育成一大批禮品瓜品種，如早春紅玉、黃小玉、少籽黑橄欖、圣女紅2號、黃晶、碧綠、滿春紅、華晶7號。

2 品質(zhì)育種

西瓜品質(zhì)主要包括外觀品質(zhì)和營養(yǎng)及風(fēng)味品質(zhì)。外觀品質(zhì)主要包括果形、皮色、瓤色、大小等。以往瓜皮顏色和圖案不太重要，但隨著不同消費市場和需求的改變，選育不同皮色西瓜也成為西瓜育種目標之一。我國臺灣農(nóng)友種苗公司率先培育出黃皮西瓜品種，選育的黃皮瓜寶冠曾在美國園藝新品種大賽中獲得金獎。新疆農(nóng)科院、北京蔬菜研究中心、中國農(nóng)科院鄭州果樹所等研究機構(gòu)均先后育成一批黃皮西瓜新品種進入應(yīng)用與生產(chǎn)，當前黃皮西瓜育種已成為我國西瓜育種的熱門話題。

關(guān)于西瓜瓤色的要求也有變化，以前對于紅瓤品種，瓤色越深越受歡迎。近年來，人們對黃瓤品種也產(chǎn)生了興趣，目前我國已成功培育出一些黃瓤西瓜品種，如黃肉景龍寶等。除了黃瓤瓜外，市場上還出現(xiàn)了瓤色紅、橙、乳黃相間的“彩虹瓜”，這種瓜縱切面似彩虹，橫切剖面有花朵形狀，商品性狀極佳[1]。不同瓤色的西瓜果實中VC含量不同，張俊杰等[2]研究發(fā)現(xiàn)黃瓤品種VC含量較高。目前對于西瓜瓤色遺傳規(guī)律的研究還不深入，研究表明，紅瓤西瓜瓤色與番茄紅素含量有關(guān)，高美玲等[3]對二倍體西瓜的研究發(fā)現(xiàn)，瓤色與中心邊緣部位的番茄紅素含量表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)。El-Hafez[4]研究認為西瓜瓤色由1對基因控制，顯性基因W控制奶黃色，顯性基因R或隱性基因r控制紅色，紅色瓤肉對黃色瓤肉為顯性。

西瓜營養(yǎng)品質(zhì)主要是中心糖度，在這方面國內(nèi)品種已具優(yōu)勢，很多品種中心糖度可達15%左右，但在穩(wěn)定性上仍需加強，在西瓜風(fēng)味及健康功能型品種的選育方面還應(yīng)進一步研究，例如適合糖尿病人食用的高甜低糖品種。

3 生物技術(shù)育種

3.1 分子標記育種

分子標記作為一種輔助手段應(yīng)用于西瓜育種中，研究較多的是與西瓜抗病基因相關(guān)的分子標記。許勇等[5]首次利用分子標記在西瓜上獲得抗枯萎病生理小種的抗病基因RAPD及SCAP標記，成功建立西瓜抗枯萎病育種分子標記輔助技術(shù)系統(tǒng)。馬少芹等[6]以抗病毒病西瓜野生種質(zhì)為材料，獲得西瓜抗小西葫蘆黃葉病毒基因的連鎖分子標記，該標記可以作為西瓜抗病毒病輔助選擇的分子標記。羊杏平等[7]采用SRAP分子標記對35份核心種質(zhì)進行多態(tài)性分析，發(fā)現(xiàn)有1個標記位點與枯萎病抗性顯著關(guān)聯(lián)，表明SRAP標記可以有效地對西瓜種質(zhì)資源進行群體結(jié)構(gòu)劃分，且關(guān)聯(lián)分析能夠找到與西瓜枯萎病抗性相關(guān)聯(lián)的SRAP標記。張屹等[8]開發(fā)了3個CAPS/dCAPS標記，可以有效區(qū)分栽培西瓜對枯萎病菌生理小種1的抗病、感病性，為栽培西瓜品種枯萎病菌生理小種1抗性基因快速應(yīng)用于栽培品種枯萎病抗性改良建立有效的技術(shù)手段。

另外，分子標記還被用于西瓜遺傳親緣關(guān)系及多態(tài)性研究上。郭軍等[9]還利用RAPD技術(shù)對國內(nèi)外西瓜主栽品種、親本材料及野生類型的遺傳親緣關(guān)系進行了研究，并在分子水平上對西瓜傳統(tǒng)分類和地理生態(tài)分類進行了分析。李嚴等[10]利用SRAP分子標記對西瓜雜交種遺傳多態(tài)性進行了研究。張法惺等[11]采用SSR分子標記技術(shù)對96份不同生態(tài)型西瓜種質(zhì)資源的遺傳多樣性進行研究，結(jié)果表明野生西瓜與栽培西瓜的親緣性較遠，在栽培品種中華北生態(tài)型、華南生態(tài)型和西北生態(tài)型西瓜的親緣關(guān)系較近，說明我國西瓜種質(zhì)資源同源性高，遺傳基礎(chǔ)狹窄。李朋飛等[12]對80份西瓜種質(zhì)資源的SRAP分析也表明我國西瓜種質(zhì)遺傳背景狹窄，因此西瓜育種要取得突破性進展，必須加強種質(zhì)資源的引進和創(chuàng)新。

分子標記育種最基礎(chǔ)的工作之一就是利用分子標記構(gòu)建遺傳圖譜。2010年劉莉等[13]通過AFLP、RAPD及SSR技術(shù)對西瓜強雌品系BG1和普通花型非洲野生西瓜雜交得到的F2群體進行擴增，成功建立1個包括4個RAPD標記、140個AFLP標記、6個SSR標記和1個強雌性位點（Subgy）的遺傳圖譜。近年來，我國在西瓜基因組系列圖譜上獲得突破性進展，北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心聯(lián)合康奈爾大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、深圳華大基因研究院等10多家機構(gòu)組成的國際研究小組成功破譯了西瓜遺傳密碼，繪制了世界上第一張西瓜全基因組序列圖譜和變異圖譜[14]，確立了我國在西瓜分子育種技術(shù)上的領(lǐng)先地位。

3.2 轉(zhuǎn)基因育種

早期西瓜的轉(zhuǎn)基因研究重點是建立有效的遺傳轉(zhuǎn)化體系，而隨著轉(zhuǎn)化體系的不斷優(yōu)化與完善，研究的主要目的側(cè)重于西瓜的遺傳改良工程，其中抗病基因工程研究最多，成功的也最多。王慧中等[15]將西瓜花葉病毒W(wǎng)MV-2 CP基因?qū)胝忝?號，并報道了WMV-2 CP基因在轉(zhuǎn)基因西瓜植株中的遺傳、分離、表達及轉(zhuǎn)基因植株對病毒病的抗性試驗結(jié)果，選育出高抗WMV-2的轉(zhuǎn)基因高代純合株系R4T32-7。臺灣的Yu等[16]報道了當前最新的西瓜抗病毒遺傳轉(zhuǎn)化研究，該實驗室成功獲得27個轉(zhuǎn)入了小西葫蘆黃花葉病毒ZYMV CP基因及番木瓜環(huán)斑病毒PRSV-W CP基因的株系。在品質(zhì)改良方面，僅見用ACC合成酶基因及其反義基因和甜瓜反義酸性轉(zhuǎn)化酶基因[17]對西瓜的遺傳轉(zhuǎn)化。

4 抗病育種

西瓜枯萎病是一種嚴重的世界性土傳維管束病害，沒有安全、有效的化學(xué)手段防治此病害，通常人們采用嫁接等栽培技術(shù)來降低該病害給生產(chǎn)帶來的為害，但嫁接技術(shù)成本高，嫁接苗成活率低，因此，選育抗病品種是防治西瓜枯萎病最經(jīng)濟、有效的方法[18]。我國通過引進美國優(yōu)異抗病資源培育出一系列抗病西瓜品種，如鄭抗系列、京抗系列、抗病蘇蜜等。在抗枯萎病分子標記和基因克隆方面的研究也取得一定進展。丁群英[19]利用RAPD技術(shù)，進行西瓜野生種質(zhì)PI296341抗枯萎病生理小種2基因連鎖的分子研究，在抗病基因池中得到了OPG13標記的條帶，而在感病池中沒有此條帶。許勇等[20]獲得了與枯萎病基因連鎖的RAPD標記，并將其轉(zhuǎn)化為SCAR標記，初步建立一套西瓜抗枯萎病育種分子標記輔助選擇技術(shù)系統(tǒng)，但該系統(tǒng)只能對抗枯萎病生理小種1的基因進行選擇，對其他農(nóng)藝性狀的品質(zhì)性狀具有局限性。雖然我國西瓜抗枯萎病育種已經(jīng)取得一定進展，然而，鑒別生理小種的研究還不夠透徹，到目前為止還沒有一套系統(tǒng)、準確的方法劃分生理小種及鑒定西瓜品種的抗感性。另外，由于病原菌不斷分化、病菌遺傳規(guī)律復(fù)雜加上育種過程中抗病品種易受其他病菌侵染，使得抗病育種進展緩慢。

5 存在的問題及展望

①我國西瓜種質(zhì)資源的收集和研究方面仍然不足，這給我國突破性創(chuàng)新品種的選育帶來不利影響，也與我國西瓜生產(chǎn)第一大國的位置極不相符，因此應(yīng)重視西瓜種質(zhì)資源的搜集，利用新技術(shù)、新方法創(chuàng)新西瓜育種資源。

②隨著我國勞動力成本的提高，應(yīng)加大力度對西瓜集約化、規(guī)?；a(chǎn)的研究，通過提高育種技術(shù)和水平，采用更簡易的栽培技術(shù)、制種技術(shù)，從而降低生產(chǎn)成本，促進西瓜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

③抗病育種仍然是西瓜育種的重要方向，應(yīng)著重利用分子生物技術(shù)與傳統(tǒng)育種手段相結(jié)合的方式提高育種效率，同時由選育單抗性品種向多抗性品種轉(zhuǎn)變，因為多抗性品種可以大大減少農(nóng)藥的使用，且產(chǎn)品安全衛(wèi)生，不會對環(huán)境造成污染。

④應(yīng)重視西瓜的品種多樣化，根據(jù)不同地區(qū)的消費習(xí)慣、不同檔次選育合適的品種，滿足不同消費需求。

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