42個南瓜自交系物候期、熟性及抗病性評價

李慶飛，郭衛(wèi)麗，智利紅，陳碧華，韓 濤，李新崢

（1.河南科技學(xué)院園藝園林學(xué)院 河南新鄉(xiāng) 453003； 2.河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院 河南中牟 451450）

南瓜是葫蘆科南瓜屬的一年生蔓性草本植物，主要栽培種有中國南瓜（Cucurbita moschata Duch.）、印度南瓜（Cucurbita maxima Duch.）、美洲南瓜（Cucurbita pepo L.），其中，中國南瓜栽培最為廣泛[1]。南瓜中含有較高的多糖、β-胡蘿卜素、果膠等，是一種具有較高營養(yǎng)和藥用價值的蔬菜作物[2-6]。據(jù)2016年聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）統(tǒng)計(jì)，我國南瓜年栽培面積425 230 hm2，居世界第二位；年總產(chǎn)量7838809 t，居世界第一位。因此，我國具有豐富的南瓜種質(zhì)資源。

物候期調(diào)查是植物最基礎(chǔ)的生物學(xué)調(diào)查[7]。以往有關(guān)南瓜物候期的調(diào)查，主要通過全生育期或出苗至采收時長判斷南瓜的早、中、晚熟性。曠碧峰等[8]通過調(diào)查南瓜從出苗至采收所用時長判斷南瓜的熟性為早熟。目前對南瓜的始花期等其他物候期的報(bào)道較少，而花期對南瓜授粉繁育工作至關(guān)重要，因此，對南瓜的始花期以及開花至結(jié)瓜所用時長進(jìn)行調(diào)查、聚類具有重要意義。白粉病和病毒病是南瓜的主要病害，對該病害的研究主要集中在發(fā)病規(guī)律、病原菌的鑒定、藥劑防治等方面[9-10]。利用現(xiàn)有南瓜種質(zhì)資源選育抗病品種，是抵御這2種病害的主要手段。顏惠霞[11]研究了10個南瓜品種對白粉病的抗性，發(fā)現(xiàn)品種間抗性差異顯著；李鳳梅[12]對55份南瓜材料接種WMV-2，發(fā)現(xiàn)5份為病毒病抗病材料。以上研究表明，相對于藥劑防治，培育抗病南瓜新品種是抵御白粉病、病毒病安全且行之有效的手段。由于病原菌種類較多，且南瓜栽培范圍廣、地域差異大，選育更多的抗病性種質(zhì)資源十分重要。

因此，筆者以42份南瓜自交系為研究對象，通過主要物候期的調(diào)查，對花期、熟性進(jìn)行聚類分析，同時分析其對病毒病和白粉病的抗病性，以期為今后南瓜的種質(zhì)資源評價及育種工作提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試的42個南瓜自交系，由河南科技學(xué)院南瓜課題組收集保存，表型性狀穩(wěn)定一致，播種于河南省輝縣市常村鎮(zhèn)南瓜試驗(yàn)基地，其自交系名稱及來源見表1。

1.2 方法

1.2.1 材料的種植 于2016年4月2日進(jìn)行選種，為了保證不同自交系間誤差的最小化，均選用籽粒飽滿的種子進(jìn)行浸種催芽。露白后移至25℃恒溫培養(yǎng)箱，待下胚軸長0.2～0.4 cm時播種，覆膜，長出2葉1心移栽到大田，4月30日定植，株距70 cm，行距300 cm，每個自交系15株，所有南瓜自交系田間管理保持一致。

1.2.2 物候期及熟性的調(diào)查 調(diào)查南瓜自交系的主要物候期包括：出苗期、抽蔓期、始花期、始收期等，自交系植物一半以上表現(xiàn)出該物候期，即視為該物候期開始。熟性的調(diào)查主要統(tǒng)計(jì)始花期、始花至始收所用時間，以及播種至始收所用時間。

1.2.3 病害的調(diào)查 南瓜病毒病和白粉病的調(diào)查均在自然發(fā)病條件下病害發(fā)生高峰期進(jìn)行，于6月27日進(jìn)行病毒病發(fā)病情況調(diào)查，7月18日進(jìn)行白粉病的發(fā)病情況調(diào)查。記錄所調(diào)查南瓜自交系的發(fā)病株數(shù)和發(fā)病級別，每個自交系，每種病害，至少調(diào)查10株。最后，計(jì)算2種病害的發(fā)病率、病情指數(shù)，按照自交系群體的田間發(fā)病情況進(jìn)行抗性分級。發(fā)病率/%=發(fā)病株數(shù)/總株數(shù)×100。病情指數(shù)（DI）采用常規(guī)方式計(jì)算，其中，病情分級參照李惠明等[13]的方法。病毒病病情分級標(biāo)準(zhǔn)：0級—全株無病；1級—心葉呈現(xiàn)出花葉癥狀；2級—植株有1/3左右的葉片呈現(xiàn)花葉、明脈、斑駁等癥狀；3級—全株葉片出現(xiàn)花葉、明脈、斑駁、萎縮的癥狀；4級—全株葉片萎縮、畸形、壞死斑等，全株的株型只是正常健株1/3～1/2。白粉病病情分級標(biāo)準(zhǔn)：0級—全株無病；1級—1/4以下的葉片有病斑；2級—1/4～1/2的葉片有病斑；3級—1/2～3/4的葉片發(fā)?。?級—3/4以上的葉片發(fā)病至全株葉片枯黃。群體抗性分類標(biāo)準(zhǔn)為：免疫（I）—DI為 0；高抗（HR）—0＜DI≤5；抗?。≧）—5＜DI≤20；中抗（MR）—20＜DI≤40；感病（S）—DI＞40[14-15]。

表1 42個南瓜自交系的名稱及來源

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007和SPSS 22.0軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 42個南瓜自交系物候期及熟性的對比

通過調(diào)查出苗期、抽蔓期、始花期，始收期等主要物候期的出現(xiàn)日期（表2），計(jì)算播種至出苗、播種至抽蔓、始花至始收、播種至始收所用時間（表3）；由表2、表3可以看出，42個南瓜自交系的物候期存在不同程度的差異。在播種日期均為4月10日情況下，所有自交系平均出苗日期為4月21日，‘321’‘063-2’‘460-2’出苗最早為4月18日，‘黃皮吊’‘北觀’出苗最晚，為4月26日，最早最晚出苗期相差8 d。所有自交系4月30日統(tǒng)一定植。抽蔓是南瓜植株由營養(yǎng)生長向生殖生長的轉(zhuǎn)變，抽蔓的平均日期為5月12日，其中‘045-4’‘482-2’抽蔓最早為5月7日，‘777-14’‘635-1’抽蔓最晚，為5月23日，極差為16 d。自交系‘460-2’‘487-2’‘344’始花期最早，為5月24日，‘450’始花期最晚，為6月16日，極差為23 d，即在42個自交系中，最早現(xiàn)花時間與最晚現(xiàn)花日期相差23 d，說明不同品種間第1朵花開放的時間相差較大，從側(cè)面反映出南瓜呈花期的多樣性。42個南瓜自交系平均始收日期為7月 27 日，其中‘063-2’‘487-2’‘枕頭南瓜’等 17 個南瓜自交系始收期最早為7月20日，‘053-1’‘任一’‘149’等8個南瓜自交系始收期最晚為8月11日，極差為21 d；說明不同自交系第1個南瓜成熟的時間也存在很大差異，第1個南瓜成熟的最早時間與最晚時間相差21 d，同時也反映了南瓜較長的供應(yīng)期。另外，始花期至始收期所用時間反映了南瓜開花至瓜成熟所用時間，其中‘009-1’‘042-1’‘777-14’所用時間最短，僅為45 d，說明該自交系果實(shí)形成及成熟速度較快；相反，‘任一’‘長2’所用時間最長，為78 d，說明該自交系南瓜形成及成熟較慢。這可能與果實(shí)大小及質(zhì)量存在一定聯(lián)系。

利用SPSS 22.0軟件對42個南瓜自交系的始花期、始花至始收所用時長以及播種至始收所用時長進(jìn)行聚類分析，結(jié)果如圖1。在歐氏距離9.0處，42個南瓜自交系被分成3大類群，即早花早熟型、中花中熟型、晚花晚熟型。早花早熟型：包括‘321’‘ 上 海 盒盆 ’‘487-2’‘344’‘460-2’‘ 九 江轎 頂 瓜 ’‘367-2’‘常熟飼料’‘狗伸腰瓜’‘北觀’‘靖邊南瓜’‘洪洞北瓜’‘和順南瓜’‘綏德府南瓜’‘黃皮吊’‘枕頭南瓜’‘063-2’‘豬頭番瓜’等18個南瓜自交系；中花中熟型：包括‘任二’‘045-3’‘041-1’‘149’‘浙江七 葉 ’‘635-1’‘ 輝 4’‘009-2’‘777-14’‘009-1’‘042-1’‘450’等12個南瓜自交系；晚花晚熟型：包括‘053-1’‘482-2’‘任一’‘長2’‘140-1’‘045-4’‘萍鄉(xiāng)大南瓜’‘白花菜南瓜’‘072-02’‘十姐妹’‘112-2’‘360-3’等12個南瓜自交系。

表2 42個南瓜自交系的物候期

表3 42個南瓜自交系的熟性指標(biāo)d

圖1 42個南瓜自交系熟性的聚類分析

2.2 42個南瓜自交系病毒病及白粉病的發(fā)病情況及抗性比較

2.2.1 42個南瓜自交系病毒病的發(fā)病情況及抗性比較 由表4可知，42個南瓜自交系中，病毒病的感病類型有2個，分別是‘常熟飼料’‘狗伸腰瓜’，其DI＞40，占調(diào)查總材料的4.8%，病情指數(shù)分別是56.8、42.5，發(fā)病率高達(dá)100.0%和70.0%；中抗類型有 12 個，其 20＜DI≤40，占調(diào)查總材料的 28.6%；抗病類型有 24個，其 5＜DI≤20，占調(diào)查總材料的57.1%；高抗類型3個，分別為‘149’‘360-3’‘靖邊南瓜’，其 DI分別為 2.9、4.4、4.2，占調(diào)查總材料的7.1%；免疫類型1個即自交系‘344’，其在調(diào)查期間未見病毒病發(fā)病現(xiàn)象，占調(diào)查總材料的2.4%。

表4 42個南瓜自交系病毒病的發(fā)病情況及抗病類型

2.2.2 42個南瓜自交系白粉病發(fā)病情況及抗性比較 由表5可以看出，在42個南瓜自交系中，感病材料 0 個；中抗類型 7 個，其 20＜DI≤40，占調(diào)查總材料的16.7%，分別是‘十姐妹’‘041-1’‘浙江七葉’‘149’‘360-3’‘狗伸腰瓜’‘367-2’；抗病類型13個，其5＜DI≤20，占調(diào)查總材料的30.9%，分別是‘任二’‘072-2’‘777-14’‘635-1’‘045-3’‘輝4’‘063-2’‘和順 南 瓜 ’‘053-1’‘ 靖 邊 南 瓜 ’‘ 洪 洞 北 瓜 ’‘ 黃 皮 吊 ’‘九江轎頂瓜’；高抗類型10個，其 0＜DI≤5，占調(diào)查總材料的 23.8%，分別是‘321’‘009-2’‘上海盒盆’‘豬頭番瓜’‘487-2’‘枕頭南瓜’‘綏德府南瓜’‘140-1’‘長2’‘482-2’；免疫類型有12個，占總鑒定材料的28.6%，分別為‘009-1’‘450’‘042-1’‘112-2’‘460-2’‘常熟飼料’‘任一’‘344’‘萍鄉(xiāng)大南瓜’‘白花菜南瓜’‘045-4’‘北觀’。該結(jié)果顯示，多數(shù)所調(diào)查自交系材料，表現(xiàn)了對白粉病的良好抗性，這說明從我國豐富的南瓜種質(zhì)資源中，尋找白粉病抗性材料是非常可行的方法之一。

表5 42個南瓜自交系白粉病發(fā)病情況及抗性類型

3 討論與結(jié)論

種質(zhì)資源是作物遺傳育種的材料基礎(chǔ)，對現(xiàn)有南瓜自交系的物候期進(jìn)行觀察，進(jìn)而對其熟性進(jìn)行劃分，調(diào)查分析主要病害的抗病性，有利于培育具有較好市場價值的早熟、抗病性強(qiáng)的南瓜新品種。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，42個南瓜自交系包括早花早熟型（18個）、中花中熟型（12個）、晚花晚熟型（12個）；26個病毒病及白粉病抗性較好自交系。通過綜合分析，最終篩選出早花早熟型的抗病毒病及白粉病的南瓜自交系 11 個，即‘321’‘上海盒盆’‘487-2’‘344’‘460-2’‘北觀’‘靖邊南瓜’‘綏德府南瓜’‘枕頭南瓜’‘063-2’‘豬頭番瓜’，為進(jìn)一步培育優(yōu)良抗病南瓜新品種提供一定的研究基礎(chǔ)。

物候期是植物隨著外界氣候和其他環(huán)境因子的變化而呈現(xiàn)出的具有一定周期的自然現(xiàn)象。對物候期進(jìn)行調(diào)查不僅是對植物生長特性的基礎(chǔ)了解，更是高效栽培管理、挖掘育種資源、引種的前提。本試驗(yàn)物候期調(diào)查結(jié)果顯示，42個南瓜自交系的始收期最大相差22 d。南瓜始收期與上市時間及市場價值直接關(guān)聯(lián)，研究中常用全生育期或出苗至采收時長來判斷南瓜的早、中、晚熟性，如曠碧峰等[8]調(diào)查了南瓜從出苗至采收所用時長，用于判斷南瓜的熟性。筆者還發(fā)現(xiàn)，始花期最早的自交系‘460-2’‘487-2’‘344’，其始收期也最早，說明始花期的早晚在南瓜成熟期中也扮演著重要的角色。病毒病和白粉病是瓜類作物中的常見病害。當(dāng)今全球氣候變暖的大環(huán)境給病毒病、白粉病的泛濫傳播提供了溫度環(huán)境，尤其隨著食品安全問題的日趨敏感，限制了農(nóng)藥的使用[16]，培育具有抗病性的作物成為廣大育種工作者的主要目標(biāo)之一[17-18]。在瓜類抗病性育種方面，利用分子生物學(xué)手段創(chuàng)造抗病新品種還比較困難，只在分子標(biāo)記輔助選擇抗病材料方面有些進(jìn)展。王冬杰等[19]研究發(fā)現(xiàn)，美洲南瓜對WMV-2病毒病的抗性由單隱性基因控制，并篩選出與其連鎖的2個標(biāo)記，但還未見抗性基因克隆及其功能的報(bào)道。中國是南瓜的生產(chǎn)和消費(fèi)大國，蘊(yùn)含著豐富的南瓜種質(zhì)資源。對現(xiàn)有南瓜種質(zhì)資源的抗病性進(jìn)行鑒定和篩選，選育抗病品種，是抵御這2種病害的主要手段。顏惠霞[11]研究了10個南瓜品種對白粉病的抗性，發(fā)現(xiàn)3個高抗品種，品種間抗性差異顯著。李鳳梅[12]對55份南瓜材料接種WMV-2，發(fā)現(xiàn)5份為病毒病抗病材料，材料間抗病差異顯著。與本試驗(yàn)結(jié)果相似，在42個南瓜自交系中，發(fā)現(xiàn)病毒病的免疫類型自交系1個，高抗自交系3個，感病自交系2個，白粉病免疫自交系12個，中抗自交系7個，不同自交系之間抗病差異較大。由此可見，在南瓜育種中，篩選抗病毒病及白粉病的材料，是抵御該病害的可行途徑。但本試驗(yàn)篩選出的抗病性材料，是否對南瓜其他病害也具有抗性還需進(jìn)一步研究，且篩選出的抗病材料與普通材料存在的差異及抗病材料的抗病原因有待明確。今后的南瓜抗病育種工作，除借助傳統(tǒng)的病害調(diào)查篩選抗病材料的方法外，應(yīng)盡量開發(fā)與各病害抗性基因連鎖的分子標(biāo)記，輔助選育抗病材料，快速培育具有優(yōu)良性狀的抗病新品種。