節(jié)瓜種質(zhì)資源鑒定評價(jià)與利用

王 敏，劉文睿，何曉明，江 彪，林毓娥，謝大森，彭慶務(wù)

（廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所/廣東省蔬菜新技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510640）

【研究意義】種質(zhì)資源是攜帶遺傳信息的載體，具有實(shí)際和潛在的應(yīng)用價(jià)值。節(jié)瓜種質(zhì)資源收集與鑒評，對節(jié)瓜種質(zhì)創(chuàng)新、新品種選育以及滿足人們對節(jié)瓜種類和品質(zhì)多樣性的需要具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】節(jié)瓜（Benincasa hispida Cogn var chieh-qua How）作為華南地區(qū)特色菜藥兼用型蔬菜作物，在我國已有300 年栽培歷史，全國種植面積超過7 萬hm2［1］。節(jié)瓜種質(zhì)資源相對匱乏，主要源自廣東、廣西、海南，截至2018年國家種質(zhì)資源庫保存節(jié)瓜種質(zhì)182份［2］。科研育種工作者在收集資源的基礎(chǔ)上，對地方特色材料進(jìn)行提純復(fù)壯，并根據(jù)市場需求創(chuàng)制節(jié)瓜材料。最為突出的是節(jié)瓜雌性系材料的創(chuàng)制，不僅滿足了市場對節(jié)瓜產(chǎn)量的需求，而且有利于提高制種效率。在節(jié)瓜種質(zhì)資源精深鑒定和評價(jià)方面，李文嘉［3］對27 份節(jié)瓜種質(zhì)資源的7 個(gè)性狀進(jìn)行了精深鑒定與評價(jià)。何曉明等［4］對節(jié)瓜產(chǎn)量及主要果實(shí)性狀的雜種優(yōu)勢與親子相關(guān)分析。2006 年廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所對不同節(jié)瓜種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀、抗病性和營養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行鑒定與評價(jià)。但是前人研究在鑒評資源的數(shù)目和性狀方面偏少，不能全面分析每份節(jié)瓜種質(zhì)資源的特征特性，挖掘資源的應(yīng)用潛力。有研究利用RAPD 標(biāo)記對不同節(jié)瓜種質(zhì)資源進(jìn)行了分析與鑒定，發(fā)現(xiàn)節(jié)瓜遺傳基礎(chǔ)較為狹窄［5-6］。喬燕春等［7］利用篩選出的20 對SRAP 引物對38 份節(jié)瓜、冬瓜材料進(jìn)行分析，結(jié)果表明冬瓜和黃毛型節(jié)瓜親緣關(guān)系近于普通類型節(jié)瓜。杜旋等［8］利用ISSR標(biāo)記對33 份節(jié)瓜材料進(jìn)行了遺傳多樣性分析，明確了這些材料之間的遺傳差異與相似性程度。朱冬冬等［9］通過BSA 分析法結(jié)合ISSR 標(biāo)記技術(shù)確定了節(jié)瓜墨綠色果皮控制基因連鎖。【本研究切入點(diǎn)】隨著節(jié)瓜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和商品種的大力推廣，流通市場對節(jié)瓜有限的品種資源性狀提出了更高要求，而生產(chǎn)上能夠利用的節(jié)瓜資源數(shù)量不斷減少，一些農(nóng)家種正在逐漸消失，進(jìn)一步危及到節(jié)瓜種質(zhì)資源的遺傳多樣性。為此，本研究通過收集整理華南地區(qū)不同節(jié)瓜種質(zhì)資源87 份，并對其生物學(xué)特性、抗病性和品質(zhì)進(jìn)行研究評價(jià)，以期為節(jié)瓜新品種的選育和遺傳改良提供材料基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為來源于華南地區(qū)節(jié)瓜主產(chǎn)區(qū)的87份節(jié)瓜種質(zhì)資源（表1），主要類型包括江心節(jié)瓜、七星節(jié)瓜、黑毛節(jié)瓜、短型淺綠皮節(jié)瓜、長型淺綠皮節(jié)瓜、綠肉節(jié)瓜、微型節(jié)瓜。

表1 87 份節(jié)瓜種質(zhì)資源編號及來源Table 1 Serial numbers and sources of 87 chieh-qua germplasm resources

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2014－2016 年連續(xù)3 年在廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院白云基地進(jìn)行，部分材料在2014 年前已經(jīng)純化。

1.2.1 主要農(nóng)藝性狀調(diào)查 針對現(xiàn)階段生產(chǎn)上對節(jié)瓜商品瓜的要求，調(diào)查87 份節(jié)瓜種質(zhì)資源的熟性、雌性、雌花節(jié)位、瓜長、瓜橫徑、瓜肉厚、瓜形、瓜色等性狀。每份材料15 株，3 次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)5 株，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。其中，熟性測定方法如下：根據(jù)當(dāng)前市場上對節(jié)瓜產(chǎn)品的要求，按照廣州地區(qū)3 月上旬定植計(jì)，以定植至采收商品瓜天數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，60 d 以下為早熟材料、60～70 d 為中熟材料、70 d 以上為遲熟材料；雌性為調(diào)查主蔓30 節(jié)內(nèi)的雌花節(jié)率；雌花節(jié)位為調(diào)查主蔓第一朵雌花著生的節(jié)位。

1.2.2 苗期抗枯萎病和疫病鑒定 苗期鑒定方法：用育苗泡沫盤（4 格×16 格）播種，每份種質(zhì)資源30 株苗，3 次重復(fù)，隨機(jī)排列，25～28℃培育，土壤均經(jīng)消毒處理。枯萎病試驗(yàn)先將種子置于28℃恒溫箱內(nèi)催芽，待胚根長至0.5 cm 時(shí)，用胚根法接種節(jié)瓜枯萎病菌，小孢子接種濃度為4×106個(gè)/mL，25～28℃培育。疫病試驗(yàn)待子葉充分展平、心葉凸出時(shí)，采用點(diǎn)滴法在子葉中央接種疫病病菌，游動(dòng)孢子濃度為150 個(gè)/mL，接種后遮光，保濕16 h，溫度20℃，此后繼續(xù)保濕至調(diào)查，室內(nèi)自然光，溫度18～25℃。

1.2.3 營養(yǎng)品質(zhì)測定 隨機(jī)選擇部分節(jié)瓜種質(zhì)資源材料，委托農(nóng)業(yè)部蔬菜品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心（廣州）測定Vc、總酸、總糖、TSS 含量等指標(biāo)。其中，Vc 含量參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中抗壞血酸的測定（GB 5009.86—2016）》方法測定，總酸含量參照《食品中總酸的測定（GB/T 12456—2008）》方法測定，總糖含量采用蒽酮比色法測定，TSS 含量參照《水果和蔬菜可溶性固形物含量的測定（NY/T 2637-2014）》方法測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 87 份節(jié)瓜種質(zhì)資源主要農(nóng)藝性狀調(diào)查結(jié)果

2.1.1 商品瓜果實(shí)形狀 87 份節(jié)瓜種質(zhì)資源材料中，特長圓筒形（瓜形指數(shù)≥5.5）9 份，占總數(shù)的10.3%；長圓筒形（瓜形指數(shù)4.5～5.4）12 份，占總數(shù)的13.8%；中長圓筒形（瓜形指數(shù)3.5～4.4）10 份，占總數(shù)的11.5%；圓筒形（瓜形指數(shù)2.5～3.4）41 份，占總數(shù)的47.1%；短圓筒形（瓜形指數(shù)≤2.4）13 份，占總數(shù)的14.9%。

2.1.2 瓜皮顏色、光澤及棱溝 商品瓜瓜皮顏色有深綠色、綠色、淺綠色3 種，這3 種瓜色材料的商品瓜都表現(xiàn)有光澤，無棱溝（圖1）。在87份節(jié)瓜種質(zhì)資源材料中，果皮顏色深綠色偏黑材料有3 份，深綠色偏白材料有1 份，深綠色材料有26 份，占總數(shù)的29.8%，主要來源于廣東；綠色材料43 份，占總數(shù)的49.4%；淺綠色節(jié)瓜材料14 份，占總數(shù)的16.1%，主要來源于廣西。

圖1 部分節(jié)瓜種質(zhì)資源材料Fig.1 Part of germplasm resource materials of chieh-qua

2.1.3 熟性及強(qiáng)雌性 本研究結(jié)果（表2）表明，87 份節(jié)瓜種質(zhì)資源材料中，早熟材料20 份（占比22.9%），中熟材料（包括早中熟材料）22 份（占比25.3%），遲熟材料47 份（占比54.0%）。

表2 節(jié)瓜種質(zhì)資源材料的主要農(nóng)藝性狀變異分布Table 2 Variation and distribution of the main agronomic traits of germplasm resource materials of chieh-qua

87 份材料中，主蔓30 節(jié)內(nèi)雌花率40%以上的強(qiáng)雌性資源材料12 份（占13.8%），其中早熟、中熟、遲熟材料各占4 份；雌花率70%以上材料3 份（占比3.4%），均為早熟材料，這些材料是強(qiáng)雌系選育的基礎(chǔ)材料。

果實(shí)性狀在不同節(jié)瓜種質(zhì)資源間差異較大。瓜長最長為34 cm、最短為12 cm，平均21.2 cm，變異系數(shù)為26.7%；橫徑介于4.1～8.8 cm 之間；種子千粒重差異較大，最大37.2 g，最小14.2 g，平均為22.9 g；單瓜重在0.38～0.60 kg 之間。

2.2 節(jié)瓜種質(zhì)資源抗病性調(diào)查結(jié)果

經(jīng)大田抗病自然鑒定發(fā)現(xiàn)，69 份材料表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗病抗逆性，挑選田間表現(xiàn)抗病抗逆性強(qiáng)的20 份節(jié)瓜種質(zhì)資源材料，進(jìn)行人工接種枯萎病和疫病抗病性鑒定。結(jié)果（表3）表明，20 份節(jié)瓜種質(zhì)資源材料感疫病，大多數(shù)材料高感疫病；抗枯萎病的材料有2 號、15 號、17 號、32 號、62 號、70 號、71 號、72 號、73 號、74 號、75 號、77 號、81 號等13 份，占參試材料的14.9%，其余為感枯萎病材料。一些從廣西不同地方引進(jìn)的抗枯萎病材料在廣東接種表現(xiàn)感病，可能與廣東的致病小種存在差異有關(guān)。

表3 20 份節(jié)瓜種質(zhì)資源材料苗期對節(jié)瓜枯萎病抗性鑒定結(jié)果Table 3 Identification results of resistance to Fusarium wilt of 20 chieh-qua germplasm resource materials at seedling stage

2.3 節(jié)瓜種質(zhì)資源營養(yǎng)品質(zhì)分析結(jié)果

膳食中Vc 含量越高，抗氧化效果越明顯；總糖含量越高，口感及營養(yǎng)越好。因此，本研究以Vc、總酸、總糖、TSS 含量等為主要指標(biāo)，以玲瓏節(jié)瓜作為對照，隨機(jī)挑選20 份節(jié)瓜種質(zhì)資源材料進(jìn)行營養(yǎng)成分測定。結(jié)果（表4）表明，節(jié)瓜種質(zhì)資源材料間在營養(yǎng)品質(zhì)性狀上有較大差異。20 份節(jié)瓜材料中，Vc 含量0.19～0.79 g/kg，平均0.47 g/kg；總酸含量0.97～1.57 g/kg，平均1.198 g/kg；總糖含量2.23%～2.96%，平均2.68%；糖酸比1.77～2.85，平均2.27；TSS 含量4.10%～6.9%，平均5.08%。通過對20 份節(jié)瓜種質(zhì)資源材料的測定，篩選出Vc、總糖含量比玲瓏節(jié)瓜高的9 份材料，包括15 號、16 號、25 號、30 號、34 號、37號、58 號、59 號、80 號。

表4 20 份節(jié)瓜材料營養(yǎng)品質(zhì)鑒定結(jié)果Table 4 Nutritional quality identification results of 20 chieh-qua germplasm resource materials

2.4 部分節(jié)瓜種質(zhì)資源的評價(jià)

15 號材料是廣西北海市的農(nóng)家品種，早熟、瓜形美觀、肉質(zhì)爽脆、皮色綠、田間表現(xiàn)抗病抗逆性強(qiáng)，抗枯萎病（病情指數(shù)為26.51），商品瓜瓜長18.8 cm、橫徑6.8 cm，肉厚2.0 cm，瓜形指數(shù)2.8，單瓜質(zhì)量約0.6 kg。植株蔓生，第1 雌花節(jié)位為6.4，主蔓30 節(jié)內(nèi)分枝率23.1%，雌花率21.7%，Vc 含量為0.65 g/kg，是一份集抗性與優(yōu)質(zhì)于一身的重要種質(zhì)材料。

72 號材料廣東廣州地方品種雜交選育的強(qiáng)雌系，早熟、瓜形美觀、肉質(zhì)密、皮色深綠有光澤，田間表現(xiàn)抗病抗逆性強(qiáng)、抗枯萎病（病情指數(shù)為27.98），商品瓜瓜長17.3 cm、橫徑7.0 cm，肉厚1.7 cm，瓜形指數(shù)2.5，單瓜質(zhì)量約0.55 kg。植株蔓生，第1 雌花節(jié)位為7.2，主蔓30 節(jié)內(nèi)分枝率13.3%，雌花率71.7%，是一份集強(qiáng)雌性與抗病性于一身的重要種質(zhì)材料。

76 號材料是廣東廣州地方品種雜交選育的強(qiáng)雌系粵4，該材料早熟、瓜形美觀、肉質(zhì)密、皮色深綠有光澤，田間表現(xiàn)抗病抗逆性較強(qiáng)，中抗枯萎病（病情指數(shù)為37.67），商品瓜瓜長16.5 cm、橫徑6.3 cm，肉厚1.4 cm，瓜形指數(shù)2.6，單瓜質(zhì)量約0.51 kg。植株蔓生，第1 雌花節(jié)位為6.1，主蔓30 節(jié)內(nèi)分枝率13.6%，雌花率73.4%，是一份集強(qiáng)雌性與抗病性于一身的重要種質(zhì)材料。

2.5 粵寶節(jié)瓜的選育

利用76 號材料（強(qiáng)雌系粵4）與選育的高產(chǎn)自交系七寶配制組合粵寶節(jié)瓜［10］，參加2015 年春秋兩季省區(qū)域試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，粵寶節(jié)瓜平均每667 m2總產(chǎn)量為3 615.9 kg，比對照種（玲瓏節(jié)瓜）增產(chǎn)17.9%，增產(chǎn)達(dá)極顯著水平；前期產(chǎn)量比對照種增產(chǎn)8.7%，增產(chǎn)達(dá)極顯著水平。2016 年粵寶節(jié)瓜通過廣東省農(nóng)作物品種審定，審定編號為粵審菜2016015。粵寶節(jié)瓜生長勢強(qiáng)，抗病抗逆性強(qiáng)，分枝性強(qiáng)，葉片綠色；早熟，從播種至始收春季70～80 d、秋季40～45 d，延續(xù)采收期春季45 d、秋季35 d，全生育期春季125 d、秋季84 d；瓜圓筒形，皮色深綠、有光澤，被茸毛，無棱溝；瓜長18～21 cm，橫徑7.0～7.5 cm，肉厚約1.5 cm；品質(zhì)好，肉質(zhì)嫩滑致密，味微甜，耐貯運(yùn)；單瓜質(zhì)量500 g 左右，一般每667 m2產(chǎn)量達(dá)3 500～4 000 kg。

3 討論

在眾多種質(zhì)資源評價(jià)方法中，農(nóng)藝性狀評價(jià)最基礎(chǔ)、最直觀，被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域［11-12］。康玉妹等［13］通過主要農(nóng)藝性狀聚類分析篩選絲瓜優(yōu)良新品系，進(jìn)而培育新品種。第一雌花節(jié)位和高雌花節(jié)率是影響早熟性和高產(chǎn)的重要因素，在冬瓜研究中，第一雌花節(jié)位具有豐富的遺傳潛力，育種家在早期即可對這些性狀進(jìn)行目標(biāo)選擇［14］。節(jié)瓜的性型表現(xiàn)豐富，有全雌株、強(qiáng)雌株、雌雄同株等多種類型，雌花出現(xiàn)早、節(jié)位低、數(shù)量多、分布均，是節(jié)瓜早熟、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)［15］。本研究通過對不同節(jié)瓜種質(zhì)材料的雌花節(jié)率進(jìn)行調(diào)查，篩選出雌性較強(qiáng)的節(jié)瓜3 份，為選育強(qiáng)雌性品種奠定了基礎(chǔ)。

選育抗枯萎病的節(jié)瓜品種可以從根本上解決枯萎病病害問題，是提高節(jié)瓜產(chǎn)量的最有效途徑。目前，現(xiàn)有抗枯萎病較強(qiáng)的節(jié)瓜品種有豐冠節(jié)瓜［16］、粵農(nóng)節(jié)瓜［17］等，但是往往在選育品種時(shí)選擇單獨(dú)田間鑒定或人工接種鑒定的方法。本研究在節(jié)瓜種質(zhì)資源枯萎病抗性鑒定時(shí)采用田間發(fā)病和人工接種鑒定相結(jié)合的方法，篩選出抗枯萎病節(jié)瓜材料13 份，為選育新品種提供了較好的材料基礎(chǔ)。

隨著人們對美好生活的追求以及新業(yè)態(tài)蓬勃發(fā)展，人們對蔬菜品質(zhì)（外觀、風(fēng)味、營養(yǎng)品質(zhì)）提出了更高要求，優(yōu)質(zhì)節(jié)瓜品種選育成為節(jié)瓜育種家的重要目標(biāo)。前人在種質(zhì)資源分析方面，主要分析不同材料的外觀農(nóng)藝性狀和抗病性，沒有對營養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行定量分析［3］。本研究通過對不同種質(zhì)資源進(jìn)行Vc 含量、總酸、總糖以及TSS 含量分析，發(fā)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)節(jié)瓜的Vc 含量和總糖含量較普通節(jié)瓜高，可以作為優(yōu)質(zhì)節(jié)瓜的評判標(biāo)準(zhǔn)。

在節(jié)瓜的種質(zhì)資源收集中，同名異物或同物異名的現(xiàn)象比較嚴(yán)重［18］，且由于節(jié)瓜主要分布在華南地區(qū)，長期以來忽視了節(jié)瓜種質(zhì)資源的收集與保護(hù)，導(dǎo)致其遺傳背景越來越狹窄，不利于節(jié)瓜種質(zhì)創(chuàng)新。因此，必須盡快更進(jìn)一步聯(lián)合開展節(jié)瓜種質(zhì)資源的鑒定、評價(jià)和分類工作，并進(jìn)行有效保存。由于目前收集的節(jié)瓜種質(zhì)材料不多［19］，發(fā)現(xiàn)有利用價(jià)值的材料稀少，因此，加強(qiáng)境內(nèi)外節(jié)瓜資源材料的收集引進(jìn)（包括雜種一代），并在生物學(xué)性狀鑒定的基礎(chǔ)上增加分子檢測，從而更準(zhǔn)確地對節(jié)瓜種質(zhì)資源進(jìn)行鑒評。

4 結(jié)論

本研究獲得的抗枯萎病節(jié)瓜種質(zhì)有2 號、15號、17 號、32 號、62 號、70 號、71 號、72 號、73 號、74 號、75 號、77 號、81 號共13 份材料，Vc 和總糖含量較高的節(jié)瓜種質(zhì)有15 號、16 號、25 號、30 號、34 號、37 號、58 號、59 號、80號共9 份材料。篩選出兼具強(qiáng)雌性/優(yōu)質(zhì)和抗性強(qiáng)的種質(zhì)3 份（15 號、72 號和76 號），這些具有優(yōu)良性狀的種質(zhì)資源為篩選節(jié)瓜育種中間材料和親本提供了參考依據(jù)。