高素燕，焦定量，商紀(jì)鵬

（天津科潤(rùn)蔬菜研究所，300384）

我國(guó)西瓜育種研究進(jìn)展

高素燕，焦定量，商紀(jì)鵬

（天津科潤(rùn)蔬菜研究所，300384）

綜述了近年來(lái)我國(guó)西瓜育種方面取得的成果和最新研究進(jìn)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(shí)分析了我國(guó)西瓜育種目前存在的問(wèn)題，并對(duì)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望。

西瓜；育種；研究進(jìn)展；展望

專家論壇

焦定量

男，研究員，現(xiàn)任天津科潤(rùn)農(nóng)業(yè)科技股份有限公司蔬菜研究所副所長(zhǎng)、西瓜研究室主任，《中國(guó)瓜菜》編委會(huì)成員。主要從事西瓜科研、育種及推廣工作。先后主持參加國(guó)家科技部項(xiàng)目、星火計(jì)劃項(xiàng)目、農(nóng)業(yè)部產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目、天津市科委項(xiàng)目等國(guó)家、省部級(jí)科研項(xiàng)目十幾項(xiàng)，榮獲農(nóng)業(yè)部神農(nóng)獎(jiǎng)、農(nóng)業(yè)部科技進(jìn)步獎(jiǎng)、天津市科技進(jìn)步獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)4項(xiàng)，曾獲天津市“十五”立功先進(jìn)個(gè)人、天津市星火計(jì)劃先進(jìn)個(gè)人、天津市先進(jìn)科技工作者等榮譽(yù)稱號(hào)。發(fā)表優(yōu)秀論文30余篇、著書3部。先后選育出津蜜系列無(wú)籽西瓜和津花系列少籽西瓜新品種數(shù)十個(gè)，良種市場(chǎng)前景廣闊，特別是在優(yōu)質(zhì)少籽西瓜新品種選育方面的研究處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

西瓜是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物，栽培面積及產(chǎn)量均居世界第一。自20世紀(jì)70年代開始進(jìn)行西瓜育種以來(lái)，我國(guó)先后育成不同類型、不同成熟期的西瓜新品種，基本實(shí)現(xiàn)了我國(guó)主栽西瓜品種的國(guó)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(jì)效益和社會(huì)效益。近年來(lái)，育種家在西瓜育種方法上也在不斷地進(jìn)行探索和創(chuàng)新，在倍性育種、分子育種、雄性不育等方面進(jìn)行大量研究，并且取得突破性成果。筆者就近年來(lái)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(jìn)行綜述，并對(duì)我國(guó)西瓜育種的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望，旨在為我國(guó)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(biāo)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(yùn)。但隨著人們消費(fèi)水平的提高及育種手段的進(jìn)步，人們對(duì)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(wú)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(jì)80年代初的早熟品種選育，主要突出早熟，對(duì)品質(zhì)、外觀的要求不嚴(yán)，如最早的鄭雜系列品種。隨著我國(guó)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(xì)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(guò)嫁接和包裝基本上解決了不耐運(yùn)輸?shù)娜秉c(diǎn)，目前尚未有綜合性狀能超越的品種。目前韓國(guó)類型的品種瓤肉致密，通過(guò)延長(zhǎng)采收期來(lái)提高西瓜的含糖量，特別是對(duì)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(hào)、西農(nóng)10號(hào)、金城五號(hào)、津花魁、豐抗三號(hào)、182等；少籽品種有津花四號(hào)、新機(jī)遇、慶發(fā)12等。

1.2 無(wú)籽西瓜品種

目前生產(chǎn)上80%無(wú)籽西瓜為黑皮品種，因此對(duì)品種的要求是皮色漆黑、抗病，由于無(wú)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(hào)、惠達(dá)198、洞庭一號(hào)、黑蜜五號(hào)無(wú)籽，另外還有深綠花條的新1號(hào)類型津蜜一號(hào)、廣西三號(hào)、鄭抗新一號(hào)，及其他皮色的翠寶五號(hào)、花皮無(wú)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(guó)臺(tái)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(hào)、黃晶、碧綠、滿春紅、華晶7號(hào)。

2 品質(zhì)育種

西瓜品質(zhì)主要包括外觀品質(zhì)和營(yíng)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(fèi)市場(chǎng)和需求的改變，選育不同皮色西瓜也成為西瓜育種目標(biāo)之一。我國(guó)臺(tái)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(guó)園藝新品種大賽中獲得金獎(jiǎng)。新疆農(nóng)科院、北京蔬菜研究中心、中國(guó)農(nóng)科院鄭州果樹所等研究機(jī)構(gòu)均先后育成一批黃皮西瓜新品種進(jìn)入應(yīng)用與生產(chǎn)，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)于西瓜瓤色的要求也有變化，以前對(duì)于紅瓤品種，瓤色越深越受歡迎。近年來(lái)，人們對(duì)黃瓤品種也產(chǎn)生了興趣，目前我國(guó)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(chǎng)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(shí)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(duì)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(duì)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(rèn)為西瓜瓤色由1對(duì)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(duì)黃色瓤肉為顯性。

西瓜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)主要是中心糖度，在這方面國(guó)內(nèi)品種已具優(yōu)勢(shì)，很多品種中心糖度可達(dá)15%左右，但在穩(wěn)定性上仍需加強(qiáng)，在西瓜風(fēng)味及健康功能型品種的選育方面還應(yīng)進(jìn)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(biāo)記育種

分子標(biāo)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(biāo)記。許勇等[5]首次利用分子標(biāo)記在西瓜上獲得抗枯萎病生理小種的抗病基因RAPD及SCAP標(biāo)記，成功建立西瓜抗枯萎病育種分子標(biāo)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(biāo)記，該標(biāo)記可以作為西瓜抗病毒病輔助選擇的分子標(biāo)記。羊杏平等[7]采用SRAP分子標(biāo)記對(duì)35份核心種質(zhì)進(jìn)行多態(tài)性分析，發(fā)現(xiàn)有1個(gè)標(biāo)記位點(diǎn)與枯萎病抗性顯著關(guān)聯(lián)，表明SRAP標(biāo)記可以有效地對(duì)西瓜種質(zhì)資源進(jìn)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(biāo)記。張屹等[8]開發(fā)了3個(gè)CAPS/dCAPS標(biāo)記，可以有效區(qū)分栽培西瓜對(duì)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(biāo)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(duì)國(guó)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(jìn)行了研究，并在分子水平上對(duì)西瓜傳統(tǒng)分類和地理生態(tài)分類進(jìn)行了分析。李嚴(yán)等[10]利用SRAP分子標(biāo)記對(duì)西瓜雜交種遺傳多態(tài)性進(jìn)行了研究。張法惺等[11]采用SSR分子標(biāo)記技術(shù)對(duì)96份不同生態(tài)型西瓜種質(zhì)資源的遺傳多樣性進(jìn)行研究，結(jié)果表明野生西瓜與栽培西瓜的親緣性較遠(yuǎn)，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(shuō)明我國(guó)西瓜種質(zhì)資源同源性高，遺傳基礎(chǔ)狹窄。李朋飛等[12]對(duì)80份西瓜種質(zhì)資源的SRAP分析也表明我國(guó)西瓜種質(zhì)遺傳背景狹窄，因此西瓜育種要取得突破性進(jìn)展，必須加強(qiáng)種質(zhì)資源的引進(jìn)和創(chuàng)新。

分子標(biāo)記育種最基礎(chǔ)的工作之一就是利用分子標(biāo)記構(gòu)建遺傳圖譜。2010年劉莉等[13]通過(guò)AFLP、RAPD及SSR技術(shù)對(duì)西瓜強(qiáng)雌品系BG1和普通花型非洲野生西瓜雜交得到的F2群體進(jìn)行擴(kuò)增，成功建立1個(gè)包括4個(gè)RAPD標(biāo)記、140個(gè)AFLP標(biāo)記、6個(gè)SSR標(biāo)記和1個(gè)強(qiáng)雌性位點(diǎn)（Subgy）的遺傳圖譜。近年來(lái)，我國(guó)在西瓜基因組系列圖譜上獲得突破性進(jìn)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(jī)構(gòu)組成的國(guó)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(guó)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(diǎn)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基因?qū)胝忝?號(hào)，并報(bào)道了WMV-2基因在轉(zhuǎn)基因西瓜植株中的遺傳、分離、表達(dá)及轉(zhuǎn)基因植株對(duì)病毒病的抗性試驗(yàn)結(jié)果，選育出高抗WMV-2的轉(zhuǎn)基因高代純合株系R4T32-7。臺(tái)灣的Yu等[16]報(bào)道了當(dāng)前最新的西瓜抗病毒遺傳轉(zhuǎn)化研究，該實(shí)驗(yàn)室成功獲得27個(gè)轉(zhuǎn)入了小西葫蘆黃花葉病毒ZYMV基因及番木瓜環(huán)斑病毒PRSV-W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(duì)西瓜的遺傳轉(zhuǎn)化。

4 抗病育種

西瓜枯萎病是一種嚴(yán)重的世界性土傳維管束病害，沒(méi)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(lái)降低該病害給生產(chǎn)帶來(lái)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(jì)、有效的方法[18]。我國(guó)通過(guò)引進(jìn)美國(guó)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(biāo)記和基因克隆方面的研究也取得一定進(jìn)展。丁群英[19]利用RAPD技術(shù)，進(jìn)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(biāo)記的條帶，而在感病池中沒(méi)有此條帶。許勇等[20]獲得了與枯萎病基因連鎖的RAPD標(biāo)記，并將其轉(zhuǎn)化為SCAR標(biāo)記，初步建立一套西瓜抗枯萎病育種分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)系統(tǒng)，但該系統(tǒng)只能對(duì)抗枯萎病生理小種1的基因進(jìn)行選擇，對(duì)其他農(nóng)藝性狀的品質(zhì)性狀具有局限性。雖然我國(guó)西瓜抗枯萎病育種已經(jīng)取得一定進(jìn)展，然而，鑒別生理小種的研究還不夠透徹，到目前為止還沒(méi)有一套系統(tǒng)、準(zhǔn)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(guò)程中抗病品種易受其他病菌侵染，使得抗病育種進(jìn)展緩慢。

5 存在的問(wèn)題及展望

①我國(guó)西瓜種質(zhì)資源的收集和研究方面仍然不足，這給我國(guó)突破性創(chuàng)新品種的選育帶來(lái)不利影響，也與我國(guó)西瓜生產(chǎn)第一大國(guó)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(guó)勞動(dòng)力成本的提高，應(yīng)加大力度對(duì)西瓜集約化、規(guī)?；a(chǎn)的研究，通過(guò)提高育種技術(shù)和水平，采用更簡(jiǎn)易的栽培技術(shù)、制種技術(shù)，從而降低生產(chǎn)成本，促進(jìn)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(shí)由選育單抗性品種向多抗性品種轉(zhuǎn)變，因?yàn)槎嗫剐云贩N可以大大減少農(nóng)藥的使用，且產(chǎn)品安全衛(wèi)生，不會(huì)對(duì)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(fèi)習(xí)慣、不同檔次選育合適的品種，滿足不同消費(fèi)需求。

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Research Progress on Watermelon Breeding in China

The paper reviewed the research progress on watermelon breeding,including new cultivar breeding,quality breeding,biotechnology breeding and disease resistance breeding.The paper also analyzed the existing problems in watermelon breeding in China,and discussed the future research directions on watermelon breeding.

Watermelon;Breeding;Research progress;Review

S651

A

1001-3547（2014）06-0001-04

10.3865/j.issn.1001-3547.2014.06.001

農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項(xiàng)目（SQ2012ECA100034）

高素燕（1982-），女，碩士，助理研究員，主要從事辣椒、西瓜遺傳育種研究，電話：13920170536，E-mail：gsygsy0321@163.com

焦定量（1960-），男，通信作者，研究員，主要從事西瓜育種研究，E-mail：jiaodingliang@126.com

2014-02-18