黃瓜品質育種研究進展

閆世江，張繼寧，劉潔

（1.山西省農業科學院蔬菜研究所，太原，030031；2.山西省農業科學院科技情報研究所）

黃瓜（Cucumis sativusL.）起源于印度喜馬拉雅山，具有喜溫、喜濕、耐一定弱光的特點，是人們普遍喜愛的蔬菜。2002年底，我國黃瓜栽培面積已達125.3萬hm2，比1980年擴大近3倍，占全國蔬菜總面積的10%左右[1]，而且栽培范圍廣泛，幾乎每一個省市均有栽培。近年來隨著我國人民生活水平的提高，黃瓜品質育種研究不斷深入，在品質鑒定、品質性狀遺傳研究及環境因子對品質的影響等方面均取得了重要進展，本文將對此作一綜述。

1 黃瓜品質的鑒定方法

要進行黃瓜品質的研究，首先應對其品質優劣進行恰當的鑒定。黃瓜品質包括4方面的內容：①感觀品質。包括外觀品質和內部品質。其中外觀品質包括形狀、顏色、大小、缺陷等。內部品質包括質地和風味，其中質地又包括硬度、堅韌度、緊密度及苦味等，風味一般指黃瓜特有的氣味和滋味。②營養品質。黃瓜的營養成分主要是可溶性固形物（糖）、VC以及礦物質含量。③有毒物質的含量。主要是硝酸鹽的含量、農藥殘留及汞、砷、鉛等重金屬的含量。④貯藏品質。黃瓜是較難貯藏的蔬菜，延長其貯藏期有利于提高其商品性[2]。

2 黃瓜品質性狀的遺傳規律和相關性研究

2.1 黃瓜品質性狀的遺傳規律研究

黃瓜品質品種間差異很大[3，30～31]。 控制黃瓜品質性狀的基因是決定產品品質的內因。品質性狀多為數量性狀，多基因控制的性狀改良一直是個難題，目前還主要采用傳統的雜交、回交、自交等育種方式，但傳統育種方式改良品質往往需要很多代，又要相當的種植規模，還要具有豐富的選擇經驗才可能達到目的。顧興芳等[4]對黃瓜瓜把遺傳進行研究，發現其遺傳以加性效應為主，加性方差占總遺傳方差的97.9%，受環境條件的影響較小。曹辰興等[5]對黃瓜莖葉無毛性狀與果實瘤刺性狀的遺傳關系做了研究，發現無毛基因對果瘤基因存在隱性上位作用。瓜條粗度和心室大小的特殊配合力在組合間表現出較大差異，瓜把長和平均單果質量的狹義遺傳力較低，而瓜條長度、瓜粗和心室直徑的遺傳力較高，選擇較有效，也較易穩定[6]。黃瓜果實可溶性總糖含量、果實長度和果肉厚度的遺傳力較高，對其進行早世代單株選擇有較好的效果，遺傳變異系數以可溶性總糖含量和果實鮮質量較高，選擇潛力較大[7]。

2.2 黃瓜品質性狀的相關性研究

品質之間是否存在著相關關系，相關關系有多大，這是只有少數科研工作者研究的課題。果肉硬度（MXF、FHF）、脆度（FPF）、果肉彈性（2BD）及果皮硬度（SHF）等參數間存在一定的相關關系[8]。徐強等對黃瓜某些品質性狀間遺傳相關的研究結果表明，果實鮮質量與果實直徑、果實長度的遺傳相關呈顯著或極顯著正相關，與果肉厚度的遺傳相關也存在著正相關關系；果實干質量與果實長度、果肉厚度的遺傳相關呈顯著或極顯著正相關，與果實直徑的遺傳相關也呈正相關。這表明果實較長、直徑較大、果肉較厚的品種，其果實的鮮質量、干質量較高；對果實鮮質量、干質量2個性狀進行選擇，可以將果實長度作為間接選擇的參考。果肉厚度與總蛋白質含量的遺傳相關呈顯著正相關，對總蛋白質含量性狀的選擇可以將果肉厚度作為間接選擇的參考。可溶性總糖含量與果肉厚度、果實干質量、總蛋白質含量的遺傳相關呈顯著或極顯著負相關，與其他性狀遺傳相關不顯著，因而對可溶性總糖含量的選擇也可以將果肉厚度作為間接選擇的參考[9]。劉春香等[10]研究表明，果皮較薄、薄壁細胞體積由表皮向內壁增加快，果肉細胞形狀規則，圓形、近圓形細胞多的黃瓜品種質地品質好；肉質脆性與組織結構、纖維素、果膠含量關系密切。趙殿國等[11]認為短果型黃瓜品質優于長果型，短果型黃瓜可溶性糖含量高，粗纖維含量低。在某種程度上短果型黃瓜的脆度比長果型的高[8]。黃瓜耐貯性與瓜皮上的瘤刺和瓜的抗病性、耐寒性顯著相關，大多數瘤刺大而密的品種不耐貯，少瘤少刺或無瘤無刺（含少刺）品種耐貯性好[12]。

2.3 生物技術在黃瓜品質育種中的應用

生物學的發展及生物技術的日趨成熟給黃瓜品質育種帶來了新的希望，我們可以研究具體性狀由哪些基因控制，由哪些基因調節，以此理論為基礎從基因水平進行調控，從而達到對品質性狀的控制。研究風味物質合成途徑是研究風味品質的前提，黃瓜的特征風味化合物的合成途徑比較簡單，認識也較清楚，它是以脂肪酸為前體合成的[13]。這為黃瓜的品質育種提供了參考。目前，黃瓜離體再生體系的構建及在抗蟲、抗病等方面的轉基因研究較多，分子標記技術（如分子標記遺傳圖譜的建立及基因定位；親緣關系和遺傳多樣性的研究、分子標記輔助選擇、品種純度鑒定等）在黃瓜遺傳育種中的應用日益增加。這些研究在創造新的育種材料和提高育種效率方面有重要作用。

3 環境條件對黃瓜品質的影響

3.1 溫度、光照、水分對黃瓜品質的影響

溫度影響黃瓜產品器官成熟、色素及營養成分的累積。光照對黃瓜產品品質的影響主要從光照時間、強度、光質三方面進行研究。Welles等[30]研究發現光強對黃瓜品質具有正效應。水分對黃瓜品質的影響，可從灌水時期和灌水量兩方面進行研究。賀忠群等[14]對日光溫室黃瓜滴灌灌水指標進行了研究，結果表明，秋延后溫室黃瓜栽培在灌溉下限為75%，灌溉上限為90%（占田間持水量的百分比）的條件下，黃瓜產量高、水分利用率高、可溶性糖含量高。

3.2 營養條件對黃瓜品質的影響

黃瓜喜肥，科學合理的施肥，不僅能提高黃瓜產量，而且能提高黃瓜品質。梁稱福等[15]研究發現，尿素追施量與黃瓜中的總糖含量呈負相關關系，與氮含量呈正相關關系。這說明在一定范圍內降低尿素施用量能提高黃瓜的品質。施用有機肥可較好地改良黃瓜的風味品質，提高其VC和可溶性糖及鐵、鈣等礦物質含量[16]。施用微肥能改善黃瓜品質，使VC含量明顯提高，尤其是錳鋅配施；施鋅處理的黃瓜果實中，有益于人體健康的鋅含量明顯提高[17]。光合細菌不僅可以提高黃瓜的產量，而且可以提高作物葉綠素、VC含量；降低亞硝酸鹽的含量，延長保存期[18]。施稀土可以提高黃瓜的干物質量、粗蛋白及總糖含量[19]。

3.3 環境污染對黃瓜品質的影響

環境污染嚴重影響黃瓜的品質。一方面是直接污染，有毒物質粘附在黃瓜表面，引起品質下降，甚至不能食用。另一方面是間接為害，如有毒物質溶于水或彌漫于大氣中，被黃瓜吸收，進而造成黃瓜品質變劣或毒物的大量積累，為害人體健康。值得欣喜的是，各種有毒物質在蔬菜（黃瓜）中的允許指標值已經確定并已探討出一些降低有毒物質含量的方法。另外，硝酸鹽是一類特殊的物質，一方面，黃瓜的生長發育離不開它，另一方面，它對人體又有潛在的為害。黃瓜果實硝酸鹽含量隨氮肥施用量的增加而增加[20]。但有研究表明，可以通過選育低硝酸鹽含量的黃瓜品種，有機肥與化肥配施，施用稀土等措施來降低硝酸鹽含量[21～26]，稀土可以大大減少植株對汞的吸收，顯著降低瓜條鉛含量和葉片中的砷含量[18]，還能降低農產品中農藥的殘留量，改善品質[27]。

3.4 其他因子對黃瓜品質的影響

栽培方式、土壤的理化性質、pH值等都會影響黃瓜的品質。嫁接栽培雖可提高黃瓜的鐵、鈣等礦物質含量和抗逆性，但其綜合風味變差[16，28]。吳鳳芝等[29]研究發現，大棚連作4 a對黃瓜品質無顯著影響，連作25 a的土壤對黃瓜品質有顯著不良影響，且土傳病害嚴重。

4 展望

總的來說，黃瓜品質育種研究取得了很大的進展。黃瓜品質性狀的遺傳相關性及控制品質性狀的基因研究仍需深入進行。某些栽培技術可提高黃瓜品質，但其機理需要進一步研究。隨著生物技術的發展及其與傳統育種的緊密結合，將會培育出產量高品質好的黃瓜品種來！

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