趙亞娟 陳紹莉
(遼寧省農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)校 110161)
西瓜為葫蘆科西瓜屬植物,是一種重要園藝作物,其在鮮食、醫(yī)療、保健等方面具有較高的價(jià)值,深受消費(fèi)者喜愛(ài),現(xiàn)已位居世界十大水果之列。我國(guó)幅員遼闊,種質(zhì)資源豐富,西瓜種植面積與總產(chǎn)量均位居世界首位。雖然我國(guó)西瓜栽培歷史悠久,但由于目前西瓜栽培育種科技含量較低,技術(shù)滯后,難以適應(yīng)加入WTO后市場(chǎng)的要求。而世界一些發(fā)達(dá)國(guó)家根據(jù)市場(chǎng)需求,將西瓜的品質(zhì)與外觀放在研究的第一位。如美國(guó)西瓜育種的主要目標(biāo)是果皮韌硬、果肉致密、耐貯運(yùn)、貨架品質(zhì)好;日本則首先考慮果實(shí)外觀和品質(zhì);我國(guó)西瓜品種選育長(zhǎng)期以果型大、易坐果、產(chǎn)量高為目標(biāo),生產(chǎn)者也片面追求高產(chǎn),忽略了消費(fèi)者對(duì)西瓜品質(zhì)的要求,使得市場(chǎng)上多數(shù)商品瓜雖然果大,但品質(zhì)風(fēng)味較差,從而影響了我國(guó)西瓜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。所以,培育優(yōu)質(zhì)高抗品種仍是西瓜育種工作者們的首要任務(wù)。
改善西瓜品質(zhì)的首要任務(wù)就是提高抗病性。西瓜病害較多,常見(jiàn)的有枯萎病、炭疽病、蔓枯病、病毒病等,嚴(yán)重制約西瓜生產(chǎn)的病害為枯萎病。美國(guó)育種家Orton在19世紀(jì)末首先開(kāi)創(chuàng)了西瓜抗枯萎病育種的研究,而我國(guó)西瓜抗枯萎病育種的研究是在20世紀(jì)80年代中期開(kāi)始起步的。由于近年來(lái)我國(guó)西瓜栽培面積迅速擴(kuò)大,西瓜連作造成枯萎病發(fā)生越來(lái)越普遍和嚴(yán)重。大量研究結(jié)果表明,西瓜枯萎病抗性的遺傳是受單基因或單DNA片段控制的顯性遺傳,利用抗枯萎病材料進(jìn)行雜交育種可以獲得抗枯萎病品種,這為西瓜抗枯萎病育種提供了理論依據(jù)。栽培西瓜抗枯萎病種質(zhì)資源比較少,而瓠瓜對(duì)西瓜枯萎病具有高度抗性或免疫,但由于瓠瓜與西瓜的親緣關(guān)系較遠(yuǎn),利用常規(guī)育種方法無(wú)法將瓠瓜的枯萎病抗性基因轉(zhuǎn)育到西瓜上來(lái),肖光輝等采用生物技術(shù)方法首次將瓠瓜DNA導(dǎo)入西瓜,獲得了變異株系,并用這些抗性材料為親本選育出了商品性狀優(yōu)良的抗枯萎病的雜交組合新品系。盡管外源DNA直接導(dǎo)入引起的性狀變異具有隨機(jī)性,變異的重現(xiàn)性不高,但若能對(duì)控制某一性狀的基因進(jìn)行準(zhǔn)確的定位,采用轉(zhuǎn)基因技術(shù),將抗枯萎病基因或其它目的基因分離、克隆、經(jīng)重組構(gòu)建后導(dǎo)入西瓜,篩選獲得帶有目的基因并有效表達(dá)的轉(zhuǎn)基因西瓜植株,則可實(shí)現(xiàn)真正意義上的抗枯萎病性狀的定向轉(zhuǎn)移。野生西瓜中不僅存在抗西瓜枯萎病基因,同時(shí)還存在一般栽培品種中少見(jiàn)的有利性狀,利用常規(guī)育種手段可以將野生西瓜的有利性狀轉(zhuǎn)育到栽培西瓜品種上來(lái)。肖光輝等用常規(guī)育種方法,將野生西瓜的抗枯萎病性狀轉(zhuǎn)育到栽培西瓜中,后代在病圃中經(jīng)7代自交純化和抗性選擇,選育出了4份抗性材料。苗期接種鑒定和自然接種鑒定的結(jié)果都表明,選育出的8份材料中,對(duì)西瓜枯萎病有2份高抗,6份中抗,對(duì)炭疽病的抗性均較強(qiáng)。上述研究結(jié)果表明,利用野生西瓜是西瓜抗枯萎病育種的一種有效方法。我國(guó)許勇等將西瓜野生種質(zhì)PI296341抗枯萎病生理小種1的抗性基因連鎖的RAPD標(biāo)記OPP/700進(jìn)行克隆、測(cè)序,Southen雜交證明此標(biāo)記為1個(gè)單拷貝,并轉(zhuǎn)化為 SCAR標(biāo)記,上述技術(shù)在抗病轉(zhuǎn)育后代選擇中得到了很好的應(yīng)用,并初步建立了西瓜抗枯萎病育種分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)系統(tǒng)。
外觀品質(zhì)主要包括果形、皮色、大小及果實(shí)整齊度等。近年來(lái),西瓜品質(zhì)育種在果實(shí)大小,果皮及果瓤的顏色方面取得了突出成就。隨著生活水平的提高,消費(fèi)者喜歡小型優(yōu)質(zhì)的袖珍西瓜。西瓜果皮顏色常見(jiàn)的有黑色、綠色、黃色花條帶等,過(guò)去果皮顏色和顏色圖案在實(shí)際中不太重要,但近年來(lái),為適應(yīng)不同消費(fèi)地區(qū)市場(chǎng)的喜好和需求,選育不同皮色的西瓜品種也開(kāi)始列為西瓜育種目標(biāo)之一。世界上最早開(kāi)展黃皮西瓜新品種選育并應(yīng)用于生產(chǎn)的是我國(guó)臺(tái)灣省農(nóng)友種苗公司,該公司已選育出二倍體黃皮西瓜寶冠和鳳鈴等優(yōu)良品種,當(dāng)前黃皮西瓜育種已成為我國(guó)西瓜育種的熱門話題。關(guān)于西瓜瓤色遺傳規(guī)律的研究還不夠深入,普遍研究認(rèn)為在西瓜果肉的各種顏色中白色為顯性。Elhafezetal研究認(rèn)為西瓜果肉的瓤色由1對(duì)基因控制,顯性基因W控制奶黃肉色;顯性基因R或隱性基因r控制紅肉色,而紅色果肉對(duì)黃色果肉為顯性。Shimotsuma也研究認(rèn)為西瓜果肉中控制白瓤的基因?qū)t瓤基因表現(xiàn)為顯性。另一些學(xué)者則研究認(rèn)為,黃瓤或稱金雀黃對(duì)粉紅色表現(xiàn)為顯性,深黃瓤對(duì)紅瓤表現(xiàn)為隱性,而白瓤(或稱奶黃瓤)對(duì)黃瓤則表現(xiàn)為顯性,目前我國(guó)已成功培育出了一些黃肉品種西瓜,如黃肉景龍寶等。
西瓜最重要的營(yíng)養(yǎng)成分是含糖量。美國(guó)、日本、韓國(guó)及我國(guó)臺(tái)灣省均將折光糖不低于11.5%~12.0%為西瓜育種的品質(zhì)目標(biāo)。食用風(fēng)味要求商品西瓜瓜瓤汁多、沙、脆、甜、爽口、口味純正、肉細(xì)、纖維少,另外西瓜的特殊風(fēng)味也越來(lái)越受到關(guān)注。荊雜512是由我國(guó)育種專家鄭祖興培育成功的雜交組合奶味西瓜新品種。
為了改善西瓜品質(zhì),提高含糖量和糖分指數(shù)以及其它營(yíng)養(yǎng)成分,許多蔬菜專家經(jīng)過(guò)多年研究,通過(guò)改變?cè)耘啻胧﹣?lái)改善西瓜品質(zhì)。如在西瓜果實(shí)膨大期增施一定量的雙氰胺和鉀肥可降低果肉中的硝酸鹽含量,并可提高西瓜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì),增加果肉中總糖和維生素C的含量;配合施用有機(jī)肥和無(wú)機(jī)肥料較單施化肥能改善西瓜的品質(zhì)。但利用育種手段改善西瓜品質(zhì)的報(bào)道還很少。隨著分子標(biāo)記、分子克隆和轉(zhuǎn)基因技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,轉(zhuǎn)基因技術(shù)將成為改善西瓜品質(zhì)的一個(gè)重要方法。
當(dāng)前西瓜育種目標(biāo)不僅單單集中在營(yíng)養(yǎng)、風(fēng)味、果型、大小、肉色、抗病性等某個(gè)方面,而且要求綜合品質(zhì)達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn),適應(yīng)市場(chǎng)的需要。同時(shí)西瓜育種由選育單抗性品種向多抗性品種方向轉(zhuǎn)變,因?yàn)槎嗫剐晕鞴掀贩N可以大大減少農(nóng)藥的施用量,產(chǎn)品安全衛(wèi)生,對(duì)環(huán)境不造成任何污染。在育種方法上采取生物技術(shù)和常規(guī)育種相結(jié)合的方式,以提高育種效率。