西瓜短蔓性狀的利用

摘要：對控制西瓜短蔓性狀的4個不同基因位點的短蔓基因dw－1、dw－2、dw－3、dw－4(擬)的發現以及它們所具有的不同特性、形態特征、優缺點和應用前景進行了簡要的描述和評價。

關鍵詞：西瓜；短蔓性狀；短蔓基因

1 短蔓西瓜的發現與研究

20世紀70～80年代，美國和日本都曾報道，在普通長蔓西瓜品種中出現了短蔓西瓜突變體。1956年M0hr及1972年美國新漢布夏大學Liu和Loy進行了短蔓西瓜的遺傳研究后指出，短蔓沙漠王(BDK，Bush Desert King)和WB－2兩個品種的短蔓性狀受制于1對隱性基因。但當BDK和WB－2兩個短蔓材料雜交后，其F₁代卻表現為長蔓，表明這2個短蔓材料的短蔓基因是非等位的。其中BDK的節間變短是由于細胞少而小，而WB－2的短節間源于細胞數目減少。引起BDK短蔓的基因，由Liu，Loy和Mohr定名為dw－1；引致WB－2短蔓的基因由Liu，Loy以及Mohr and Sandhu在1972年命名為dw－2。Mohr還指出dw－1基因控制的短蔓植株，其種子形狀和雄蕊發育均受到影響，明顯表現出dw－1基因的多效性㈣。1993、1995年廣東省農業科學院生物技術研究所黃河勛等曾報告“短蔓雄性不育西瓜的研究”，重點討論了短蔓雄性不育西瓜作為雄性不育兩用系的應用前景。1998年通過測交和遺傳研究，表明這一雄性不育的短蔓性狀與dw－1和dw－2基因是非等位的，并報告這一基因來自DMSW(DwarfMale Sterile Watermelon)品種，同時將這一基因命名為dw－3。由于dw－3短蔓性狀與雄性不育是相連的，將這一短蔓材料的雄性不育基因同時命名為ms^dw。但遺憾的是這一材料未能保存。

楊華、李永剛在2004年海南南繁的材料圃中，在具有正常節間的5－6y西瓜材料中發現1株短節間突變體(圖1)，對它進行多代自交后，顯示短蔓性狀穩定，遺傳試驗表明這一短蔓性狀受制于1對隱性基因，與dw－1和dw－2基因是非等位的。而dw－3型短蔓雄性不育材料已經斷種，5－6y短蔓突變體除短蔓性狀不與雄性不育“相伴出現”外，植株形態也與dw－3型不同，在比較了與dw－3型的表現型具有顯著差異和無法與dw－3型測交的情況下，將5－6y出現的短蔓突變體(系)定名d5－6y。并建議將控制這一短蔓性狀的基因命名為dw－4。此外，上世紀80年代末，新疆八一農學院林德佩先生將dw－1／dw-1、dw-2／dw－2組合為1個新的稱為雙隱性的材料\"B04\"(私人通訊)。馬國斌等也曾報告3份短蔓西瓜P₁、P₂、P₃的基因型均為dw－1／dw－1、dw－2／dw－2。但這種在1個個體中存在dw－1／dw－1、dw－2／dw－2純合基因的短蔓西瓜，只是已知dw－1型、dw－2型的組合型，并不是1個新的短蔓基因。

2 短蔓西瓜的形態和遺傳

受制于dw－1／dw－l、dw－2／dw－2、dw－3／dw－3、dw－4／dw－4(擬)4個短蔓基因的西瓜和任何長蔓西瓜雜交，F₁代均為長蔓。這4個基因型的任何2個不同的基因型雜交，F₁代仍為長蔓。謀求短蔓西瓜F₁代仍為短蔓性狀，必須將相同基因型雜交，使短蔓基因純結合才能實現，如dw－1型必須與dw－1型雜交才能獲得短蔓的一代雜種：而由于dw－3型短蔓西瓜同時具有雄性不育特征，必須將dw－3型轉育成不同的品系，并以dw－3msAB系加以利用。已獲得短蔓西瓜的4個基因型具有不同的形態特征。

2.1 dw－1型

具有較粗的莖和較大的葉片，分枝少，葉緣上翹，生長錐密集，花器發育不良，人工授粉困難，種子嘴部歪斜。據Mohr報道“矮生植株的種子形狀及雄蕊發育均受影響，這顯然是dw－1基因多效性所致”，“dw－1節間短，細胞比正常節間的少而小”(圖2)。

2.2 dw－2型

莖葉較細小，瓜蔓較短，葉片平展，生長錐舒展，分枝較多，花器發育良好，人工授粉容易，子葉期下胚軸短，子葉幾近平貼地面。引致dw－2型節間短的原因“主要是細胞少”(圖3)。

2.3 dw－3型

“具有類似全緣葉和正常葉雜交F₁代的中間類型的葉片，葉片裂刻少，雄蕊敗育，而且短蔓與雄性不育性狀相伴出現。作者未曾研究和證實這種“短蔓和雄性不育性狀相伴出現”是屬于連鎖或一因多效，作者只是客觀表述了它們是“相連的”、“相伴出現”(圖4)。

2.4 dw－4型(擬)

蔓長80～100cm，節間長度4～5cm，分枝較dw－2型少，葉片平展，花器正常，在與多個系統雜交轉育時，注意到其F₁代顯示具有較好的配合力(圖5)。

短蔓西瓜的果個較小，但通過與大果型長蔓西瓜雜交，可順利獲得較大果實的短蔓類型。短蔓西瓜的缺點是，前期生長緩慢，導致坐果晚于長蔓西瓜；短蔓西瓜F₁代果實大小均勻度不易控制，因此通常采用“短蔓×長蔓”的組合方式加以利用，這一組合的F₁代為長蔓，但可獲得整齊度較高的果實，而且有早熟的趨勢。利用具有等位短蔓基因的不同系統配制短蔓F₁代時，選育小果型品種具有較好的利用前景。

3 短蔓西瓜品種的應用展望

短蔓西瓜具有許多優良潛質，值得進一步進行研究、開發和利用。

3.1 可提高種植密度，增加產量

利用西瓜的短蔓特性，在栽培上不用預留延畦，從而可以高度密植，以達到大幅度提高單位面積產量的目的。在爬地栽培條件下，長蔓西瓜蔓長3m左右，因而需要較寬的延畦來爬蔓，667m²一般種植600～800株，而短蔓西瓜可達到1300～2000株，群體產量可提高50％以上。

3.2 改革西瓜栽培方式，使西瓜生產更簡約

短蔓西瓜可實行1m行距的壟栽，在西瓜栽培方式上將發生一場變革。隨著可耕土地的減少，在有限的土地上生產更多的西瓜已成為一項迫切任務。短蔓西瓜有利于農民利用小塊條田在窄長較小的田塊上進行西瓜生產，甚至在地頭田邊也可種植。種植短蔓西瓜不需要整枝、打權、壓蔓，使得栽培變的容易而省工。短蔓西瓜有利于間作套種，提高復種指數，增加收益。短蔓西瓜可采用小環棚和中棚進行覆蓋栽培，節省資材投資。即使在近年發展起來的大棚爬地栽培，也可在不用延畦條件下，充分利用棚內光熱條件進行密植栽培。

3.3 提高制種量

由于短蔓西瓜可高度密植的特性，在進行種子生產時。短蔓母本可高密度種植，從而提高單位面積種子產量，降低種子生產成本。如果將籽用西瓜轉育成短蔓籽瓜，可預期大幅度提高單位面積瓜籽產量。

3.4 作為苗期鑒定的指示性狀

可以利用“短蔓×長蔓”建立長蔓F₁代組合，一般情況下，這種組合長勢緩和，坐果穩定，而且短蔓可作為F₁代苗期純度鑒定的指示性狀，即如在F₁代群體中出現短蔓即為假雜種，在育苗時即可淘汰，或在大田直播間苗時予以拔除，