西瓜抗枯萎病苗期性狀的選擇

屈海泳+張朝陽+劉連妹+王永章

摘要： 西瓜枯萎病是西瓜的主要病害之一，通過對苗期葉片噴施過氧化氫（化學式H2O2）檢測葉片溫度、葉片氣孔面積和毛狀物數量，從抗病品系和敏感品系中找出差異。結果表明，苗齡為10～15 d的幼苗，葉片噴施H2O2處理后，與對照相比，抗病品系葉片溫度下降極顯著，而感病品系葉片溫度下降不明顯；處理后25 d的幼苗氣孔面積增加0.03 mm2，而感病品系面積減少0.026 mm2；葉片表皮毛的毛狀物數量無論是抗病品系還是感病品系處理與對照相比均極顯著降低。表明葉片溫度和葉片氣孔面積可以作為西瓜抗枯萎病的苗期標記性狀，而表皮毛不能作為西瓜抗枯萎病的苗期標記性狀。

關鍵詞： 西瓜抗枯萎病；幼苗；苗期標記性狀；溫度；氣孔；表皮毛；H2O2處理

中圖分類號： S436.5 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）22-0108-03

西瓜（Citrullus lanatus）屬葫蘆科植物，原產于非洲，是一種雙子葉植物，形狀似藤蔓，葉子呈羽毛狀。它所結出的果實是瓠果，為葫蘆科瓜類所特有的一種肉質果，為一年生蔓生草本植物，是夏季主要果蔬。不僅有解暑作用而且對高血壓、心臟病、肝炎及膀胱炎有不同程度的輔助療效。西瓜是一種世界性的園藝作物，栽培歷史悠久、地域廣泛。根據聯合國糧食及農業組織（food and agriculture organization of the united nations，簡稱FAO）統計，2013年西瓜世界總栽培面積約為348.92萬hm2，世界水果中西瓜的種植面積和產量分別居第7、第1位[1]。我國西瓜播種面積為182.82萬hm2，年產量為 7 294.4萬t，西瓜產量居世界第1位，占世界總產量的70%左右[2]。我國西瓜生產歷史悠久，分布面廣，南起寶島臺灣，北至黑龍江省均有栽培。我國勞動人民在長期的生產實踐中積累了一整套的西瓜栽培經驗，我國地域遼闊，一年四季均能生產西瓜，供全國人民食用。西瓜作為主要的經濟作物之一，是廣大消費者喜愛的水果之一，其栽培品種不斷得到改良，種植面積日益擴大。但連續重茬和粗放管理導致西瓜多種病害在全國各地時有發生，嚴重影響了我國西瓜產業的健康發展。西瓜枯萎病又稱西瓜萎蔫病或蔓割病，是由尖孢鐮刀菌西瓜專化型（Fusarium oxysporum f. sp. niveum）引起的一種世界性土傳病害，是目前西瓜生產上危害最嚴重的一種病害。因此，選出抗病西瓜品種已成為我國西瓜生產中的關鍵環節[3]。根據西瓜不同品種的特殊形態或形狀，選出與抗病相關的形態或形狀有利于加速育種進程。Gkbayrak等通過研究葡萄花青素與外界環境因素的關系，判別出花青素濃度會影響病害的發生[4]。Levi等利用隨機擴增多態性DNA標記（簡稱RAPD）對西瓜枯萎病進行了標記[5-7]。在20世紀80年代初，我國就開始了利用西瓜標記形狀的研究，并取得了顯著成績，研究出幾種西瓜標記形狀的基因型和遺傳規律，選出許多帶有標記性狀的育種材料，并利用這些材料配制了一大批雜交組合，從中選育出一批雜交品種[8-9]。但是，利用分子標記性狀進行的研究需要專業技術人才才能完成，并且須要借助昂貴的儀器進行檢測，對廣大瓜農們來說這些難題幾乎都是不可突破的壁壘。Inggamer等利用形態標記發現，無毛類型黃瓜在高溫條件下生長緩慢、葉片黃化，表現出明顯的缺鐵癥狀[10]。本研究在西瓜苗期噴施H2O2，然后檢測葉片溫度、氣孔的大小、毛狀物的數量等，探索西瓜抗病性與性狀的相關性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2個西瓜品系分別為41（抗枯萎病2號生理小種）、11（不抗0號生理小種），2個品系的西瓜種子均由江蘇徐淮地區淮陰農業科學研究所提供。

1.2 噴施H2O2

將西瓜種子播于72孔穴盤中，待西瓜苗長至2張子葉完全展開時，配制0.1% H2O2溶液對36株西瓜苗進行均勻噴灑，直至葉片向下滴處理液為止，在噴灑過程中用硬紙板擋住對照（CK），防止造成誤差，對另外36株西瓜苗噴灑清水作為對照，每個處理重復3次。

1.3 紅外線溫度計比較溫度差異

用紅外線溫度計每隔5 d測1次西瓜葉片的溫度。測定方法：為減少外界環境對所測西瓜葉片溫度的影響，在測量前1 h關閉玻璃溫室的門，保證西瓜葉片同處于一致的環境中，打開溫度計，將紅外線光對準所要測量的西瓜葉片，逐一對西瓜的葉片進行測量并做好相關記錄。

1.4 用顯微鏡觀察葉片背面的氣孔面積和毛狀物數量

取材時間為上午，用刀片平整且快速地切下植物材料，對照和處理各取2張（取樣部位為第1、第2張真葉），用鑷子輕輕撕取葉背面表皮，將表皮置于載玻片上的純凈水中，表皮展開，輕輕夾取蓋玻片，平整蓋于載玻片上，顯微鏡觀測。

1.5 數據處理

用Image J軟件分別計算所拍攝照片的氣孔面積，用Photshop軟件計算所拍攝照片的毛狀物數量。將所有觀測到的數據采用Excel 2010計算平均值及標準差并繪制柱狀圖進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 抗病西瓜品系與非抗病西瓜品系在溫度上的差異

苗齡為10 d時，抗病西瓜品系（41）的葉片溫度比感病西瓜品系（11）的葉片溫度高，采用H2O2噴施后，無論抗病品系還是感病品系，其葉片溫度均下降，但抗病品系的葉片溫度下降的更為明顯。抗病品系、感病品系的葉片溫度均表現為對照比處理高，但差異不顯著（圖1-a）。當苗齡為15 d時，抗病品系對照的葉片溫度比處理的葉片溫度高，且差異極顯著，而感病品系對照的葉片溫度與處理的葉片溫度之間無顯著性差異（圖1-b）；在苗齡為20、25 d時，無論是抗病西瓜品系還是感病品系，對照與處理組的葉片溫度之間均無顯著性差異（圖1-c、圖1-d）。這個結果表明，15 d的幼苗抗病品系經H2O2處理后可以顯著降低葉片溫度，但隨著苗齡的進一步增大，葉片溫度的差異不顯著。感病品系經H2O2處理后，葉片溫度的變化不顯著。因此在苗期前期可以利用葉片溫度作為輔助選擇西瓜的抗病性。

2.2 抗病西瓜品系與非抗病西瓜品系在氣孔面積上的差異

在西瓜苗齡為25 d時，抗病西瓜品系經H2O2處理后，氣孔面積增加0.030 mm2（圖2-A、圖2-B），感病西瓜品系的氣孔面積經H2O2處理后減少0.026 mm2（圖 2-C、圖2-D）。結果表明，采用模擬逆境的方法，西瓜在苗期經0.1% H2O2處理后，氣孔面積在抗病品系和感病品系中表現不一樣（圖2-E），可以為實際生產研究苗期形態標記形狀提供依據。

2.3 H2O2處理對抗病西瓜與非抗病西瓜品系毛狀物數量的影響

從圖3中可以看出，抗病品系41經H2O2處理后，表皮毛狀物數量平均減少10.2個（圖3-A、圖3-B）。感病品系11經H2O2處理后，毛狀物數量減少13.8個（圖3-C、圖3-D），即無論是抗病品系還是感病品系，經H2O2處理后毛狀物的數量均會減少（圖3-E），因此葉片毛狀物數量不可以作為西瓜苗期形態標記的依據。

3 結論與討論

苗期標記性狀直觀準確、簡便快速，具有一般的異地種植鑒定、同工酶電泳鑒定和DNA分子標記鑒定技術無法比擬的優越性，非常適合在我國相對落后的農業技術水平下推廣，但我國對西瓜抗病品種苗期形態標記的研究還較少[11]。岳耀忠等在津豐1號西瓜中采用葉片標記性狀鑒別雜種的真偽[12]。通過0.1% H2O2模擬逆境的方法對西瓜幼苗進行處理，從苗期葉片的溫度、氣孔面積的大小、毛狀物數量的多少來從抗病品系與非抗病品系之間尋找差異。結果表明，在苗齡為10、15 d 時，抗病品系處理和對照的葉片溫度差異顯著，而感病品種處理和對照的葉片溫度差異不顯著，可以作為苗期抗病標記。抗病品系經H2O2處理后氣孔面積減少，且差異顯著，而感病品系經H2O2處理后氣孔面積增大，因此氣孔面積可以作為抗病的苗期形態標記。表皮毛經處理后，無論是抗病品系還是感病品系，毛狀物數量均減少，因此表皮毛不可以作為苗期標記性狀。總之，西瓜幼苗期采用H2O2處理后，葉片溫度及氣孔面積可以作為抗病的苗期標記性狀。

參考文獻：

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