甜瓜種質(zhì)資源遺傳多樣性的鑒定與評價(jià)

邵元健 周小林 包衛(wèi)紅 周蔣陳 吳九林 張娟

摘 要： 對引進(jìn)的82個(gè)甜瓜品種資源的遺傳多樣性進(jìn)行了鑒定和評價(jià)。結(jié)果表明，在江蘇南通沿海地區(qū)氣候條件下，82個(gè)品種均能正常成熟；多數(shù)瓜質(zhì)量為1.0~2.0 kg；平均空腔比為51.8%，多數(shù)品種的空腔比集中在45%~60%；有79% 的品種果肉厚度為2.5 cm；而中心可溶性固形物含量在12% 以上的僅19個(gè)品種，占總數(shù)的23%；瓜形中圓形、橢圓形和長形瓜所占比例以及果肉脆型和面型品種比例均無顯著差異。此研究結(jié)果將有助于甜瓜品種資源在新品種選育中的進(jìn)一步利用。

關(guān)鍵詞： 甜瓜； 遺傳多樣性； 農(nóng)藝性狀； 適應(yīng)性

優(yōu)良種質(zhì)資源是新品種選育的基礎(chǔ)和關(guān)鍵材料，因此，系統(tǒng)地收集、整理和挖掘好的種質(zhì)資源已成為廣大育種家的共識(shí)。美國最早建立了國家長期庫（http：//www.ars-grin.gov/），保存了3 000余份甜瓜資源。目前，國外著名的甜瓜種質(zhì)資源中心有俄羅斯植物種質(zhì)中心（http：//www.vir.nw.ru）、歐洲葫蘆科植物數(shù)據(jù)中心（http：//www.comav.upv.es）、日本茨城農(nóng)業(yè)生物資源中心（http：//www.gene.affre.go.jp）、以及英國皇家植物園的千年種子庫工程 （http：//www.kew.org） 等。 我國于20世紀(jì)70年代建立了國家長期庫（http：//icgr.caas.net.cn，中國種質(zhì)資源信息網(wǎng)），編目入國家長期庫的甜瓜有1 000多份。除長期庫外，國內(nèi)其他甜瓜資源保存單位還有：（1）中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所（http：//www.zzgss.cn/）國家西瓜甜瓜中期庫，收集保存的西瓜甜瓜資源3 000份以上；（2）新疆葡萄瓜果開發(fā)研究中心（http：//www. grape-melon.com）收集整理并保存了國內(nèi)外西瓜、甜瓜品種種質(zhì)資源近1 000份；（3）新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈密瓜研究中心（http：//www.xaas.ac.cn）擁有國內(nèi)外甜、西瓜資源1 500余份。

在甜瓜種質(zhì)資源的研究方面，國外對遺傳基因的研究已取得較大的進(jìn)展。據(jù)國際葫蘆科遺傳基因委員會(huì)（CGC）2002年公布的甜瓜基因目錄，已知的甜瓜基因有162個(gè)[1-2]，對我國甜瓜育種實(shí)用性強(qiáng)的基因有58個(gè)。國內(nèi)學(xué)者對甜瓜資源的分類、抗病性、種質(zhì)保存和利用、生理生化特性、產(chǎn)量性狀以及分子標(biāo)記等方面也進(jìn)行了廣泛的研究[3-6]。

本研究對引進(jìn)和收集的不同來源的82份甜瓜品種資源的果實(shí)發(fā)育期、果實(shí)質(zhì)量、瓜徑、果肉厚度、硬度及糖度等主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行了觀察、測量和稱量，以期篩選和鑒定適合江蘇沿海地區(qū)種植的品種，挖掘可利用的育種基因資源。

1 材料與方法

1.1 材料

供試甜瓜品種共82份（表1），其中，引自中國農(nóng)科院鄭州果樹所國家西瓜甜瓜中期庫31份，個(gè)人交流材料PI157084分離后代材料4份，上海農(nóng)科院園藝所18份，美國種質(zhì)資源庫13份，南通地方品種、自選材料、從市場收集的材料等16份。

1.2 試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)與栽培管理

試驗(yàn)于2010年3-7月在江蘇省海門市農(nóng)科所海蜜甜瓜科技示范園區(qū)實(shí)施，采用豐產(chǎn)性生產(chǎn)栽培管理措施。

1.3 考察指標(biāo)

1.3.1 果實(shí)發(fā)育期 指從授粉日期開始到瓜成熟采摘日期為止的天數(shù)。

1.3.2 可溶性固形物含量 采用糖度計(jì)測量成熟瓜的中心和邊部可溶性固形物含量。中心可溶性固形物含量測定選取果實(shí)徑向中間部位、離中心空腔1/3處的果肉，邊部可溶性固形物含量測定選取離近果皮端1/3處的果肉。

1.3.3 空腔率 空腔率的測定計(jì)算用以下公式：空腔率（%）=（橫徑-果肉厚度）/橫徑×100。

1.3.4 其他指標(biāo) 單果質(zhì)量、果實(shí)縱徑、果實(shí)橫徑、果肉厚度、果實(shí)硬度等按常規(guī)方法稱量與測量。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實(shí)發(fā)育期分析

82個(gè)品種從授粉到果實(shí)成熟的時(shí)間差異比較大，最大相差23 d。果實(shí)發(fā)育期最短的黃蜜寶僅需26 d就能成熟；而果實(shí)成熟最長的則需要49 d左右，如網(wǎng)紋M2-39等，于7月上旬成熟。在82個(gè)參試品種中，小于30 d的有4個(gè)品種，如黃蜜寶、08CC248、荊農(nóng)4號(hào)、金太郎，占品種總數(shù)的4.8%；30~35 d的有14個(gè)品種，如黃金瓜、主流、PI 157084、黃旦子等，占總數(shù)的17.1%；47.6% 的品種果實(shí)發(fā)育期在35~40 d，如黃元帥、紅芙蓉、海蜜2號(hào)、海蜜7號(hào)、白豐、安農(nóng)1號(hào)等；超過40 d的有25個(gè)品種，如波多黎格、M510、喀什瓜、海蜜5號(hào)等，占總數(shù)的30.5%（表2）。

2.2 單果質(zhì)量分析

在82份材料中，單瓜質(zhì)量最輕的493 g，如品種08CC248；最重的瓜達(dá)2 390 g，如Auigaua Samais，質(zhì)量最大相差1 897 g。從甜瓜品種單果平均質(zhì)量的次數(shù)分布資料看，小于1 000 g的有35份材料，占42.2%；1 000~2 000 g的有44分，占53.0%；大于2 000 g的有4份，如Auigaua Samais、海蜜7號(hào)、喀什瓜、08CC261等，只占總數(shù)的4.8%（表2）。

2.3 果實(shí)縱、橫徑分析

甜瓜果實(shí)縱徑最短的只有10.6 cm，如 Perlita45，最長的有37.5 cm，如PI 321005。縱徑平均長度 17.3 cm，多數(shù)為13~19 cm。從縱徑次數(shù)分布資料看出，小于15 cm的20份材料，占24.4%，多為圓形瓜；15~18 cm的31份，占37.8%，多為橢圓形瓜；大于18 cm的31份，占37.8%，多為長形瓜（表2）。

果實(shí)橫徑分析表明，多數(shù)瓜的橫徑在11~14 cm，平均12.1 cm，總體變化不大。最短的8.6 cm，如黃金瓜，最長的18.1 cm，如Auigaua Samais。其中，小于平均值的有39個(gè)品種，占47.6%，大于12.1 cm的有43個(gè)品種，占52.4%（表2）。

果形指數(shù)（果實(shí)縱、橫徑比值）分析表明，比例小于1.2的有30份材料，占37%，屬于圓形瓜；比例處于1.2~1.5的有44份材料，占54%，屬于橢圓形瓜；而比值大于1.5的有28份材料，占34%，均為長形瓜（表3）。

2.4 果肉厚度及空腔比分析

所有參試甜瓜的果肉厚度平均2.9 cm，其中，果肉最薄的PI 157084，厚度僅1.6 cm，最厚的有4.3 cm，如海門農(nóng)科所自選材料H4×32，類似的品種有Auigaua Samais、黃農(nóng)流星、荊農(nóng)4號(hào)、海蜜2號(hào)等。其中，小于2.5 cm的有17個(gè)品種，占20.7%；多數(shù)品種果肉厚度在2.5~3.5 cm，共有46個(gè)品種，占56.1%；而大于3.5 cm的也有19個(gè)品種，占23%（表3）。空腔比測定計(jì)算結(jié)果表明，平均空腔比為51.8%。多數(shù)品種的空腔比集中在45%~60%，最低的為38.9%，如PI 157084，最高達(dá)68.6%，如 Auigaua Samais。其中，小于50%的有30個(gè)品種，占總數(shù)的36.6%；大于50% 的有52個(gè)品種，占總數(shù)的63.4%（表3）。另外，果肉厚度與果形指數(shù)（果實(shí)縱、橫徑比值）相關(guān)系數(shù)為0.07，統(tǒng)計(jì)分析不顯著。說明本試驗(yàn)中材料的果肉厚度與瓜形無明顯聯(lián)系。

2.5 果實(shí)可溶性固形物含量分析

參試甜瓜品種果肉的平均中心可溶性固形物含量達(dá)到9.8%。其中，最低的只有4.3%，如PI157084；最高的達(dá)到17.3%，如105-83-64，類似的品種有H20524、網(wǎng)紋M2-39、H4-32、海蜜7號(hào)等。次數(shù)分布結(jié)果分析表明，小于10的有44份，占53.7%；10%~15% 的有33個(gè)品種，占40.2%；大于15的只有5個(gè)品種，占6.1%（表3）。

果肉的平均邊部可溶性固形物含量為7.2%。最低值為3.6%，如08CC261；最高值為12%，如H20524，類似的品種有鐵把青、105-83-64、網(wǎng)紋M2-39、紅妮3號(hào)、海蜜7號(hào)等。從邊部可溶性固形物含量次數(shù)分布情況看，多數(shù)品種的可溶性固形物含量集中在6.5%~10.0%，有44個(gè)品種，占53.7%；可溶性固形物含量小于6.5% 的有30個(gè)品種，占36.6%；可溶性固形物含量大于10% 的僅8個(gè)品種，占9.7%（表3）。

2.6 果肉硬度分析

果肉硬度次數(shù)分布結(jié)果分析表明，果肉硬度平均達(dá)到5 kg·cm-2，最低值為0.5 kg·cm-2，如PI157084；最高值為12 kg·cm-2，如黃農(nóng)流星，類似的品種有海蜜6號(hào)、Auigaua Samais、海蜜7號(hào)等。其中，5 kg·cm-2以下的有39份材料，即果肉屬于面型的占47.6%；果肉硬度5 kg·cm-2以上的有43份，即果肉為脆型的占52.4%（表3）。

3 討論與結(jié)論

品種資源的收集目的在于保存其優(yōu)質(zhì)、抗病、高產(chǎn)等基因資源，并最終應(yīng)用到新品種的選育中。本研究對引進(jìn)收集的82個(gè)品種資源進(jìn)行了適應(yīng)性栽培試驗(yàn)，對主要性狀在江蘇南通地區(qū)濕潤多雨氣候條件下的特征進(jìn)行了觀察和分析。研究發(fā)現(xiàn)82個(gè)品種均能在本地正常成熟；單瓜質(zhì)量多數(shù)為1.0~2.0 kg；平均空腔比為51.8%，多數(shù)品種的空腔比集中在45%~60%；有79% 的品種果肉厚度為 2.5 cm；而中心可溶性固形物含量在12% 以上的僅19個(gè)品種，占總數(shù)的23%。瓜形中圓形、橢圓形和長形瓜占比例以及果肉脆型和面型品種比例均無顯著差異。因此，這批品種作為資源而言，在多個(gè)性狀上有利用價(jià)值。如果實(shí)成熟期、單果質(zhì)量、果實(shí)形狀、果肉厚度等性狀品種間存在較大差異，可根據(jù)不同的育種目標(biāo)加以選擇利用，而多數(shù)品種的糖度達(dá)不到目前商用品種的標(biāo)準(zhǔn)，但作為基因資源仍有保存價(jià)值，是今后選育低糖品種的可利用基因資源。

特別致謝：感謝美國農(nóng)業(yè)部國家種質(zhì)資源庫Rachael A. Beyer女士（North Central Regional Plant Introduction Station）、美國Qihong Wang博士、上海農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院園藝研究所顧衛(wèi)紅研究員為本試驗(yàn)無償提供了試驗(yàn)品種。

參考文獻(xiàn)

[1]于喜艷，何啟偉，孔慶國. 甜瓜育種研究進(jìn)展及展望[J]. 長江蔬菜：學(xué)術(shù)專刊，2002（S1）： 6-8.

[2]錢桂艷，王學(xué)忠，劉秀杰，等. 薄皮甜瓜育種研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 北方園藝，2003（3）： 19-20.

[3]劉文革. 甜瓜基因目錄（2002）[J]. 中國西瓜甜瓜，2004（4）： 44-45.

[4]Pitrat M. Gene list for Cucumis melo L.[J]. Cucurbit Genet Coop Rep，1990，13： 58-68.

[5]徐志紅，徐永陽，劉君璞，等. 甜瓜種質(zhì)資源遺傳多樣性及親緣關(guān)系研究[J]. 果樹學(xué)報(bào)，2008，25（4）： 552-558.

[6]王吉明，馬雙武. 西瓜甜瓜種質(zhì)資源的收集、保存及更新[J]. 中國瓜菜，2007（3）： 27-29.

[7]李德澤，聶立琴，劉秀杰，等. 薄皮甜瓜種質(zhì)資源創(chuàng)新與利用[J]. 北方園藝， 2006（2）： 83-83.

[8]馬雙武，王吉明，邱江濤. 我國西瓜甜瓜種質(zhì)資源收集保存現(xiàn)狀及建議[J]. 中國西瓜甜瓜，2003（5）： 17-19.

[9]劉珊珊，秦智偉. 甜瓜種質(zhì)資源分類方法發(fā)展?fàn)顩r[J]. 北方園藝，2000（4）： 15-16.

[10]吳光旭. 美國厚皮甜瓜引種與適應(yīng)性評估[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，1997（6）： 42-44.

[11]張魯剛，王鳴. 甜瓜種質(zhì)資源的判別分析[J]. 園藝學(xué)報(bào)，1992，19（1）： 35-40.

[12]周曉慧，Joseph N.Wolukau，李英，等. 甜瓜抗蔓枯病種質(zhì)資源的篩選及RAPD分析[J]. 園藝學(xué)報(bào)，2007，34（5）：1201-1206.

[13] 姚國新，劉玲，郭永強(qiáng)，等. 利用RAPD標(biāo)記分析甜瓜種質(zhì)資源遺傳多樣性[J]. 首都師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006，27（5）：56-60，67.

[14]張興平，王鳴. 甜瓜（Cucumis melo L.）種質(zhì)資源的同工酶電泳分析[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，1988，16（2）： 5-11.

[15]顏國榮，王威，馬艷明，等. 甜瓜種質(zhì)資源若干果實(shí)數(shù)量性狀差異研究及分級探討[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006（4）：328-331.

[16]廉華，馬光恕. 甜瓜種質(zhì)資源苗期抗旱性生理鑒定指標(biāo)測定[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2004，22（1）： 58-61.