瓠瓜種質資源鑒定評價技術及其應用

汪寶根，阮曉亮，吳 偉，吳曉花，徐 沛，吳新義，魯忠富，李國景

(1.浙江省農業科學院蔬菜研究所,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.浙江省農業科學院蔬菜研究所,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,迫切需要一套統一、標準的方法和技術體系來對這些農家品種進行科學的鑒定,發掘優異性狀和基因,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、數據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].浙江農業科學,2015,56(5):738-740.

DOI 10.16178/j.issn.0528-9017.20150559

農作物種質資源是人類生存和發展最有價值的寶貴財富,是國家重要的戰略資源,是作物育種、生物科學研究和農業生產的物質基礎,是實現糧食安全、生態安全與農業可持續發展的重要保障。21世紀農業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,很多有價值的農作物種質資源正面臨丟失的危險。對現有的農作物種質資源進行保護已經刻不容緩。

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,隨著農業產業結構的調整,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,符合城鎮居民對無公害蔬菜的消費需求,已逐漸成為我國南方地區重要瓜類蔬菜之一。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,在浙江省效益農業中占有重要地位。

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,發掘優異性狀和基因,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

根據資料考證結果,對待鑒定種質產地分布、種植與利用情況進行實地調查。

1.3 原產地考查

在苗期、成株期、開花期和成熟期根據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、種質在原產地主要特征特性及其表現,并收集一定數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《浙江省農作物種質資源調查收集技術規范(試行)》4.3節內容執行。

2.2 種質提純

將經核實的種質進行提純,繁殖鑒定工作和入庫(圃)保存所需的種質數量,具體參照《浙江省農作物種質資源繁殖更新技術規范(試行)》執行,經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地代表性,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、蛭石營養土(V/V為2∶1,每1 m3營養土加復合肥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,采用隨機區組排列,試驗田區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、雌花節率等性狀調查完成后再對子蔓摘心。另10株標記為測產植株,田間管理需區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 數據采集

所有形態特征和生物學特性觀測試驗原始數據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據采集。每個材料至少觀察10株以上,且進行2年重復觀察。

5 試驗數據統計分析和校驗

進行瓠瓜種質資源鑒定應采集的信息包括以下幾個方面。基本信息、形態特征和生物學特性、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。

每份種質的形態特征和生物學特性觀測數據要根據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定性和可靠性。

6 形態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、第一子蔓節位、子蔓數、葉形、葉色、葉緣、葉裂刻、葉片長、葉片寬、葉柄長、第一雌花節位、結瓜習性等。

產量與經濟性狀。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、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、形態一致性、產量等。

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范和數據標準》。

6.3 圖片采集方法

在進行植物學形態特征、農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,并建立圖片數據庫。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,展開葉葉緣出現水漬狀;2級,心葉正常,展開葉葉面出現水漬狀; 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(CI)依據下式計算:

CI/%=∑(xini)/(5N)×100。

式中,xi為各級冷害級值,ni為各級冷害株數,N為調查總株數。

耐冷性根據冷害指數分為3級,分別為:3,強(冷害指數＜35%);5,中(35%≤冷害指數＜65%);7,弱(冷害指數≥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(HI)依據下式計算:

HI/%=∑(xini)/(4N)×100。

式中,xi為各級熱害級值,ni為各級熱害株數,N為調查總株數。耐熱性根據熱害指數分為3級,分別為:3,強(熱害指數＜35%);5,中(35%≤熱害指數＜65%);7,弱(熱害指數≥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調查發病情況,記錄病株數及病級。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(DI)依據下式計算:

DI/%=∑(sini)/(5N)×100。

式中,si為發病級別,ni為相應病級的株數, N為調查總株數。

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

在鑒定試驗最后一個生長周期的種質特征特性最佳表現時期,邀請同行業專家2～3名對種質鑒定結果(包括所有鑒定試驗獲得的原始數據和圖片、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范和數據標準[M].北京:中國農業出版社,2008.

[2] 浙江省農作物種質資源調查收集技術規范(試行)[S].

[3] 浙江省農作物種質資源繁殖更新技術規范(試行)[S].

(責任編輯：高 峻)

S 642.6

A

0528-9017(2015)05-0738-03

2015-03-23

浙江省農業新品種選育重大科技專項(2012C12903);浙江省現代種業項目(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。