汪寶根，阮曉亮，吳 偉，吳曉花，徐 沛，吳新義，魯忠富，李國景

(1.浙江省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜研究所,浙江杭州 310021;2.浙江省種子管理總站,浙江杭州 310020)

瓠瓜種質資源鑒定評價技術及其應用

汪寶根1，阮曉亮2，吳 偉2，吳曉花1，徐 沛1，吳新義1，魯忠富1，李國景1

(1.浙江省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜研究所,浙江杭州 310021;2.浙江省種子管理總站,浙江杭州 310020)

瓠瓜是我國南方地區(qū)夏季重要的瓜類蔬菜作物之一,在我國已有7 000多年的栽培歷史,地方品種資源豐富。為了提高種質資源的利用效率,迫切需要一套統(tǒng)一、標準的方法和技術體系來對這些農(nóng)家品種進行科學的鑒定,發(fā)掘優(yōu)異性狀和基因,用于科研育種。為此,文章特介紹一套包含試驗設計、植物學特征和生物學特性調查與鑒定、數(shù)據(jù)分析與校驗的瓠瓜種質資源鑒定評價技術體系。

瓠瓜;種質資源;鑒定技術

文獻著錄格式:汪寶根,阮曉亮,吳偉,等.瓠瓜種質資源鑒定評價技術及其應用[J].浙江農(nóng)業(yè)科學,2015,56(5):738-740.

DOI 10.16178/j.issn.0528-9017.20150559

農(nóng)作物種質資源是人類生存和發(fā)展最有價值的寶貴財富,是國家重要的戰(zhàn)略資源,是作物育種、生物科學研究和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的物質基礎,是實現(xiàn)糧食安全、生態(tài)安全與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。21世紀農(nóng)業(yè)的競爭很大程度上是資源的競爭,是對基因的占有和利用的競爭。由于長期以來人們對農(nóng)作物種質資源的收集、保存、研究和利用重視不夠,很多有價值的農(nóng)作物種質資源正面臨丟失的危險。對現(xiàn)有的農(nóng)作物種質資源進行保護已經(jīng)刻不容緩。

瓠瓜屬葫蘆科葫蘆屬一年生攀緣草本植物,別名長瓜、扁蒲、蒲瓜、夜開花等,其嫩瓜供食,為南方夏季重要的瓜類蔬菜之一。近年來,隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結構的調整,我國南方設施黃瓜栽培面積逐年減少,而瓠瓜因其耐熱性好,抗病性強,栽培容易,居民喜食,符合城鎮(zhèn)居民對無公害蔬菜的消費需求,已逐漸成為我國南方地區(qū)重要瓜類蔬菜之一。近年浙江省瓠瓜年均栽培面積約1.3萬hm2, 667 m2產(chǎn)量可達3～5 t,平均667 m2收入可達0.6萬元,高的可達1萬～2萬元。隨著高山蔬菜的發(fā)展,瓠瓜已成為臨安、浦江、開化、淳安等縣(市)高山蔬菜的首選作物之一,在浙江省效益農(nóng)業(yè)中占有重要地位。

瓠瓜在我國已有7 000多年的栽培歷史,種質資源分布于全國各地,地方品種豐富。不同的育種單位出于育種需求,雖然各自收集了部分種質資源,但由于沒有統(tǒng)一的鑒定標準,各自獲得的信息較為混亂,同一品種相同性狀的描述差異很大,成為信息交流和材料共享的嚴重阻礙。為了打破這種現(xiàn)狀,提高瓠瓜種質資源的鑒定評價和利用效率,本研究報道一種較為完善的瓠瓜種質資源鑒定評價體系,以方便各育種單位整理、鑒定,發(fā)掘優(yōu)異性狀和基因,推動我國瓠瓜育種整體水平提升。

1 種質調查考證

1.1 查閱資料考證

通過查閱地方志、品種志、農(nóng)史等文獻資料,考證待鑒定地方品種的來源、分布、種植與利用、科屬種、主要特征特性及其栽培措施等。

1.2 分布來源調查

根據(jù)資料考證結果,對待鑒定種質產(chǎn)地分布、種植與利用情況進行實地調查。

1.3 原產(chǎn)地考查

在苗期、成株期、開花期和成熟期根據(jù)種質類型特點安排考查時期。采集的信息包括反映種質典型性狀的圖片、種質在原產(chǎn)地主要特征特性及其表現(xiàn),并收集一定數(shù)量具有典型性狀的種質。

2 種質試種與提純

2.1 種質試種

為全面了解待鑒定種質的特性特征、品種純度、適宜種植季節(jié)及其管理技術措施,需按作物類型安排1～2個生長周期的試種和種質提純,若遇氣候不正常年份,需相應延長試種周期。試種過程中對種質基本特征特性進行記載,具體記載內容與方法參照《浙江省農(nóng)作物種質資源調查收集技術規(guī)范(試行)》4.3節(jié)內容執(zhí)行。

2.2 種質提純

將經(jīng)核實的種質進行提純,繁殖鑒定工作和入庫(圃)保存所需的種質數(shù)量,具體參照《浙江省農(nóng)作物種質資源繁殖更新技術規(guī)范(試行)》執(zhí)行,經(jīng)提純繁殖后的種質供鑒定評價使用。對于1份種質中混雜有2個以上品系的應先分離,后分開鑒定,入庫(圃)保存時冠以-1,-2等加以區(qū)分。

3 田間試驗

3.1 試驗地點

用于鑒定的試驗地應能夠滿足瓠瓜植株正常生長和獲得正常產(chǎn)量的需要,使其基本特征特性能得到正常表達。試驗地土質應具有當?shù)卮硇?前茬一致、不重茬,平整、肥力中等、均勻。

試驗地要遠離污染、無人畜侵擾、附近無高大建筑物。試驗地的栽培管理同大田生產(chǎn)基本一致,采用相同肥水管理,及時防治病蟲害,保證幼苗和植株的正常生長。

3.2 處理設計

浙江大棚立架栽培可分別于春季(1月中下旬)或秋季(7月中旬)播種。供試種子在55℃溫水中浸種2 h,放入恒溫培養(yǎng)箱中30℃催芽,胚根長至約0.5 cm時,播于塑料育苗缽內。播種基質為消毒的草炭、蛭石營養(yǎng)土(V/V為2∶1,每1 m3營養(yǎng)土加復合肥2 kg)。

每份種質重復3次,每重復24缽,20～25℃日光溫室內育苗。

當幼苗長至2～3片真葉時定植于大棚,每份種質重復3次,每重復種植20株,采用隨機區(qū)組排列,試驗田區(qū)組四周應設置保護行。采用1.5 m的高畦,每畦雙行,株距60 cm。將其中10株標記為側蔓及種瓜性狀調查植株。滿架后對主蔓進行摘心,子蔓、雌花節(jié)率等性狀調查完成后再對子蔓摘心。另10株標記為測產(chǎn)植株,田間管理需區(qū)別于側蔓及種瓜性狀調查植株,即當主蔓6葉時可摘心,促使子蔓及時結瓜。子蔓結瓜后,在瓜前留兩片葉摘心,子蔓如果沒有雌花,應將子蔓及時從基部摘除,促使孫蔓結瓜。

4 數(shù)據(jù)采集

所有形態(tài)特征和生物學特性觀測試驗原始數(shù)據(jù)采集均應在種質材料正常生長情況下獲得,如遇自然災害等因素嚴重影響植株正常生長,應重新進行觀測試驗和數(shù)據(jù)采集。每個材料至少觀察10株以上,且進行2年重復觀察。

5 試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和校驗

進行瓠瓜種質資源鑒定應采集的信息包括以下幾個方面?；拘畔ⅰ⑿螒B(tài)特征和生物學特性、品質特性、抗逆性、抗病性、栽培技術,最后對該種質做出綜合評價。

每份種質的形態(tài)特征和生物學特性觀測數(shù)據(jù)要根據(jù)2年的觀測值,計算每份種質性狀的平均值,并判斷試驗結果的穩(wěn)定性和可靠性。

6 形態(tài)特征和生物學特性觀察記載項目與方法

6.1 觀察記載項目

農(nóng)藝性狀。播種期、定植期、雄花始花期、雌花始花期、始收期、末收期、種瓜收獲期、定植-始收天數(shù)等。

植物學特性。子葉色、子葉長、子葉寬、主蔓色、主蔓粗、第一子蔓節(jié)位、子蔓數(shù)、葉形、葉色、葉緣、葉裂刻、葉片長、葉片寬、葉柄長、第一雌花節(jié)位、結瓜習性等。

產(chǎn)量與經(jīng)濟性狀。瓜形、商品瓜皮色、瓜面斑紋、瓜面斑紋色、瓜面臘粉、瓜面茸毛、瓜把長、瓜長、瓜橫徑、瓜臍直徑、近瓜蒂端棱溝、近瓜蒂端形狀、瓜頂形狀、心室數(shù)、商品瓜肉色、單瓜重、熟性、種瓜皮色、種瓜長、種瓜橫徑、種皮色、種子千粒重、形態(tài)一致性、產(chǎn)量等。

品質與抗病抗逆性。瓜色均勻度、肉質、苦味、品質、耐冷性、耐熱性、白粉病抗性等。

6.2 觀察記載方法

瓠瓜種質資源特征特性觀察指標、觀察時期、觀測部位、觀測方法及分類標準參照《瓠瓜種質資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》。

6.3 圖片采集方法

在進行植物學形態(tài)特征、農(nóng)藝性狀觀察和特性鑒定的同時,應對重要特征特性拍攝必要的照片,并建立圖片數(shù)據(jù)庫。采集5個生長時期(苗期、成株期、盛花期、成熟期、種子)的典型性狀圖片,每個時期至少1張。

7 抗逆性鑒定

7.1 耐冷性

瓠瓜的苗期耐冷性鑒定方法采用人工模擬氣候鑒定法。用消毒的草碳和蛭石3∶1混合作為基質,營養(yǎng)缽育苗,每份種質30缽,每缽保苗1株,分3次重復。設置耐低溫性不同的對照品種。在正常條件下生長,待幼苗生長至3葉1心后,移至(5.5±1.0)℃的條件下處理24 h。觀察幼苗的冷害癥狀,冷害級別根據(jù)冷害癥狀分為6級。0級,無冷害癥狀;1級,心葉正常,展開葉葉緣出現(xiàn)水漬狀;2級,心葉正常,展開葉葉面出現(xiàn)水漬狀; 3級,心葉正常,展開葉1/2呈水漬狀萎蔫;4級,心葉葉緣萎蔫,展開葉整片萎蔫;5級,整株萎蔫。

冷害指數(shù)(CI)依據(jù)下式計算:

CI/%=∑(xini)/(5N)×100。

式中,xi為各級冷害級值,ni為各級冷害株數(shù),N為調查總株數(shù)。

耐冷性根據(jù)冷害指數(shù)分為3級,分別為:3,強(冷害指數(shù)＜35%);5,中(35%≤冷害指數(shù)＜65%);7,弱(冷害指數(shù)≥65%)。

7.2 耐熱性

瓠瓜的苗期耐熱性鑒定采用人工模擬氣候鑒定方法。育苗及苗期管理參照耐冷性鑒定。設置耐熱性不同的對照品種。幼苗在3葉1心時,置38℃下脅迫72 h,觀察幼苗的熱害癥狀。熱害級別根據(jù)熱害癥狀分為5級。0級,無熱害癥狀;1級,1片葉變黃或萎蔫;2級,2片葉變黃或萎蔫;3級, 3片葉變黃或萎蔫;4級,整株枯死。

熱害指數(shù)(HI)依據(jù)下式計算:

HI/%=∑(xini)/(4N)×100。

式中,xi為各級熱害級值,ni為各級熱害株數(shù),N為調查總株數(shù)。耐熱性根據(jù)熱害指數(shù)分為3級,分別為:3,強(熱害指數(shù)＜35%);5,中(35%≤熱害指數(shù)＜65%);7,弱(熱害指數(shù)≥65%)。

8 白粉病抗性鑒定

瓠瓜白粉病抗性的鑒定參考苗期人工接種鑒定法。播種育苗,設置適宜的感病和抗病對照品種。育苗及苗期管理參照耐冷性鑒定。每份參試種質重復3次,每一重復10株苗。田間采集自然發(fā)病的早期病葉,撣掉頁面上的老孢子,置于底部鋪有濕濾紙的白瓷盤內,24℃左右的室溫內保濕16 h。用毛筆刷取葉片上長出的新鮮孢子于盛有無菌水的燒杯中,再滴加Tween-20(使之濃度為0.05%),攪拌均勻即得孢子懸浮液。接種濃度為105mL-1。在1片真葉期,采用噴霧接種法接種。用小型手持噴霧器將上述接種液均勻地噴于瓠瓜第1片真葉的葉正面。接種后于22～25℃的室溫內黑暗保濕12～16 h。后轉入白天25～28℃,夜間18℃左右的溫室內正常管理。

接種后7～10 d調查發(fā)病情況,記錄病株數(shù)及病級。病情分級標準如下:0級,無癥狀;1級,病斑面積占葉面積的1/3以下,白粉模糊不清;2級,病斑面積占葉面積的1/3～2/3,白粉較為明顯;3級,病斑面積占葉面積的2/3以上,白粉層較厚、連片;4級,白粉層濃厚,葉片開始變黃、壞死;5級,葉片壞死斑面積占葉面積的2/3以上。

病情指數(shù)(DI)依據(jù)下式計算:

DI/%=∑(sini)/(5N)×100。

式中,si為發(fā)病級別,ni為相應病級的株數(shù), N為調查總株數(shù)。

種質群體對白瘋病的抗性依據(jù)苗期病情指數(shù)分為6級。分別為:0,免疫(I)(病情指數(shù)=0); 1,高抗(HR)(0＜病情指數(shù)≤15);3,抗病(R)(15＜病情指數(shù)≤35);5,中抗(MR)(35＜病情指數(shù)≤55);7,感病(S)(55＜病情指數(shù)≤75);9,高感(HS)(病情指數(shù)＞75)。

9 評價報告

鑒定評價報告包括:鑒定方案、實施過程、結果分析、結論、種質簡介(包括作物、品種名稱與別名、來源及分布,特征、特性,栽培要點,綜合評價等內容)。

10 專家審核鑒定數(shù)據(jù)

在鑒定試驗最后一個生長周期的種質特征特性最佳表現(xiàn)時期,邀請同行業(yè)專家2～3名對種質鑒定結果(包括所有鑒定試驗獲得的原始數(shù)據(jù)和圖片、鑒定評價報告)進行審核,并出具審核意見。

[1] 沈鏑,李錫香.瓠瓜種質資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2008.

[2] 浙江省農(nóng)作物種質資源調查收集技術規(guī)范(試行)[S].

[3] 浙江省農(nóng)作物種質資源繁殖更新技術規(guī)范(試行)[S].

(責任編輯：高 峻)

S 642.6

A

0528-9017(2015)05-0738-03

2015-03-23

浙江省農(nóng)業(yè)新品種選育重大科技專項(2012C12903);浙江省現(xiàn)代種業(yè)項目(2014R23A60D02)

汪寶根(1976-),男,浙江淳安人,副研究員,主要從事蔬菜育種與蔬菜逆境生理研究工作。E-mail:centuraldragon@ sina.com。