西瓜特色種質資源的鑒定與評價利用

李換麗 楊琴莉 張曉玲 文晉 馬燕斌

收稿日期：2023-12-09

基金項目：運城市科技局基礎研究類項目（YCKJ-2022073）；山西省應用基礎研究面上項目（202103021224145）；山西農業大學棉花研究所創新發展項目（SJJCX2023-04）。

作者簡介：李換麗（1989—），女，山西芮城人，助理研究員，主要從事西甜瓜種質資源創新及基因功能研究。#通信作者：馬燕斌（1978—），男，山西清徐人，研究員，主要從事作物遺傳育種研究，E-mail：myb0517@163.com。

摘 要：西瓜作為一種廣受歡迎的水果，在我國具有深厚的消費基礎，并在全球范圍內被視為重要的水果型蔬菜。針對山西區域西瓜種植資源較少、育種技術單一、連茬枯萎病等問題開展了詳細探究，針對如何解決此類問題進行了深入探討。在當前鄉村振興實施背景下，農業穩定、持續、健康發展關系國計民生。這些新種質資源將具有更好的適應性、抗病性和品質，為山西西瓜產業的可持續發展提供支持。

關鍵詞：西瓜；種質資源；遺傳多樣性；分子標記；西瓜基因組

中圖分類號：S651 文獻標志碼：B文章編號：2095–3305（2024）03–00-03

當前，西瓜種植產業發展迅速。山西省作為西瓜種植的傳統優勢區域，已經形成了特定縣域的專業化種植，并創立了自主品牌。然而，目前山西的西瓜生產仍然面臨諸多挑戰：第一，優質種質資源稀缺，遺傳背景較為單一，以“夏寶”和“麒麟瓜”為主要種植品種，但種質資源相對有限；第二，育種技術較為單一，主要依賴自然選擇，育種周期較長，這給季節性市場帶來了一定的風險；第三，連作導致的枯萎病問題嚴重；第四，由于種植模式的改變，需要更換地塊，導致種植成本增加。第五，科研力量薄弱。

為了解決上述問題，必須加大對種質資源的收集和評價力度，同時選育具有強配合力、優質特性的骨干親本，為后續優良西瓜品種的選育打下堅實的研究基礎。此外，要加強科研人才培養、管理技術推廣、品種培育，以促進當地西瓜產業的長期、穩定發展。針對我國三倍體無籽西瓜育種中存在的四倍體親本短缺、適應性與抗逆性差、品質不佳等突出問題，要創新西瓜種質資源、選育適應當地逆境條件的新品種。

1 西瓜種質資源的收集與整理

1.1 種質資源的收集和方法

種質資源是育種工作的基石，它們為培育新品種提供了必要的遺傳材料和多樣性。為了確保山西省西瓜品種資源的豐富性和性狀的多樣化，將加大種質資源的收集力度，擴大收集范圍，不僅限于山西省，還包括全國乃至全球的西瓜種質資源。

本項目計劃通過多種渠道收集不同區域的西瓜種質資源，包括野生種、地方品種和改良品種。新疆、甘肅蘭州、山東德州、江蘇東臺等地的西瓜因其獨特的品質和適應性而聞名，將是重點收集區域。此外，還將通過國際合作，引進國外的優質西瓜種質資源，以增加山西省西瓜育種的遺傳多樣性。在收集到的種質資源中，將選取具有潛在價值的資源在山西省進行引種試驗。試驗將采用統一的管理方式，以確保觀察結果的準確性和可比性。在試驗過程中，將詳細記錄植株的生長發育情況，包括出苗率、開花期、坐果率等關鍵生育期指標，以及枝蔓長度、成熟期西瓜的長勢（如長度、寬度、形狀等）。

除了形態學特性的調查，還將對西瓜種質資源的生物學特性、綜合抗性（如抗病性、耐逆性）、生產性能（如產量、果實大?。┖推焚|性狀（如糖度、口感、營養價值）進行全面評價。這些數據將用于建立西瓜種質資源的性狀檔案，為后續的育種工作提供科學依據。通過系統的收集和評價工作，為山西省的西瓜育種工作積累寶貴的遺傳資源，為培育出更適應市場需求、更具競爭力的西瓜新品種奠定堅實的基礎。同時，有助于提升山西省西瓜產業的整體水平，滿足消費者對高品質西瓜的追求[1]。

1.2 種質資源的鑒定標準和評價指標

為了確保收集到的種質資源具有多樣性和代表性，需要建立一套科學的鑒定標準和評價指標。西瓜種質資源的鑒定標準應包括但不限于以下4個方面：一是形態學特征，如果實形狀、大小、瓜皮色、肉色等；二是生物學特性，如生長習性、開花期、成熟期等；三是農藝性狀，如產量、抗病性、耐逆性等；四是品質性狀，如糖度、口感、營養價值等。這些標準有助于準確鑒定西瓜種質資源的種類和特點。

西瓜種質資源的評價指標應包括但不限于以下4個方面：一是遺傳多樣性，通過分子標記等技術評估種質資源的遺傳背景和親緣關系；二是適應性，評估種質資源在不同生態環境下的生長表現和產量穩定性；三是抗逆性，評估種質資源對常見病蟲害的抵抗能力；四是品質，評估果實的口感、糖度等消費者關注的品質指標。

在收集和整理西瓜種質資源的過程中，需要注意以下3點：一是要確保收集到的種質資源具有廣泛的地理分布，涵蓋不同生態類型和遺傳背景；二是要注重收集野生種和地方品種，它們可能含有獨特的遺傳變異和有利基因；三是要建立完善的種質資源庫，對收集到的種質資源進行分類、編號和保存，確保資源的長期保存和有效利用[2]。

2 西瓜種質資源的基本情況

西瓜（Citrullus lanatus）是一種重要的園藝作物，其種質資源的收集與整理對西瓜的遺傳改良和產業發展具有重要意義。西瓜種質資源豐富多樣，包括野生種、地方品種和栽培品種，它們在形態學、生物學、農藝性狀和品質性狀等方面表現出豐富的變異。野生西瓜種質資源主要分布在非洲等地區，具有較強的抗逆性和適應性。地方品種是在特定生態環境和栽培條件下，經過長期的人工選擇和自然選擇形成的地方特色種質資源。栽培品種是根據市場需求，通過雜交、選擇等手段培育出的具有優良性狀的品種。

在西瓜種質資源的收集與整理過程中，需要關注以下4個方面：

形態學特征：果實形狀（圓形、橢圓形、長橢圓形等）、大?。ㄐ⌒汀⒅行?、大型等）、果皮色（淺綠色、綠色、深綠色、墨綠色、黃色、花皮、黑色等）、果肉色（白色、黃色、粉色、大紅、桃紅、深紅、彩虹色等）等。

生物學特性：生長習性（藤本、矮化等）、開花期（早花、中花、晚花等）、成熟期（早熟、中熟、晚熟等）等。

農藝性狀：產量（高、中、低等）、抗病性（抗病毒、抗真菌、抗細菌等）、耐逆性（耐旱、耐鹽、耐寒等）等。

品質性狀：包括糖度（高、中、低等）、口感（脆、糯等）、營養價值（維生素、礦物質等）等。

3 西瓜種質資源的遺傳多樣性分析

3.1 分子標記技術在西瓜遺傳多樣性分析中的應用

分子標記技術是一種基于DNA水平進行分析的方法，用于評估西瓜種質資源的遺傳多樣性。這項技術在西瓜遺傳多樣性分析中起著至關重要的作用，因為它可以提供關于基因組水平上的遺傳變異的信息。分子標記技術包括簡單序列重復（SSR）、擴增片段長度多態性（AFLP）、隨機擴增多態性DNA（RAPD）、序列相關擴增多態性（SRAP）和單核苷酸多態性（SNP）等[3]。這些技術可以用來檢測基因組中的特定區域，從而揭示不同西瓜種質資源之間的遺傳差異。

在西瓜遺傳多樣性分析中，分子標記技術的應用可以幫助研究者確定不同品種或種質資源之間的遺傳關系，評估種內的遺傳多樣性，檢測和追蹤特定的遺傳特征。通過比較不同西瓜種質資源的DNA指紋圖譜，可以揭示它們之間的親緣關系，為種質資源的分類和鑒定提供科學依據。此外，分子標記技術還可以用于評估西瓜種質資源的遺傳穩定性，檢測遺傳變異和突變，為西瓜遺傳育種提供重要的遺傳信息[4]。

3.2 種質資源的遺傳多樣性分析結果與解讀

通過對西瓜種質資源進行遺傳多樣性分析，可以獲得關于不同品種或種質資源之間遺傳差異的信息。這些分析結果可以幫助人們了解西瓜種內的遺傳多樣性水平，揭示不同地理種群之間的遺傳分化，評估遺傳資源的保護和利用情況。在解讀遺傳多樣性分析結果時，可以根據分子標記技術的數據，將不同的西瓜種質資源進行聚類分析，構建遺傳關系樹狀圖。通過比較不同種質資源的遺傳距離，揭示它們之間的遺傳相似性和差異性。此外，還可以通過關聯分析，將特定的遺傳標記與農藝性狀或品質性狀相關聯，為分子輔助選擇育種提供依據。遺傳多樣性分析結果還可以為西瓜遺傳資源的保護和利用提供科學依據。通過評估不同地理種群的遺傳多樣性水平，可以確定哪些種群具有較高的遺傳多樣性，需要優先保護和保存。此外，通過分析不同品種或種質資源的遺傳背景，可以指導雜交育種的親本選擇，提高育種的效率和成

功率[5]。

4 西瓜種質資源的農藝性狀評價

4.1 田間農藝性狀的觀察和記錄

田間農藝性狀觀察和記錄是評價西瓜種質資源的重要步驟，它為西瓜的遺傳改良提供了直接依據。田間試驗通常在特定的環境條件下進行，以確保數據的準確性和可比性。在西瓜的生長周期中，首先，需要觀察和記錄多個關鍵生育期和農藝性狀。記錄播種期、出苗期、開花期、膨瓜期和成熟期等關鍵生育期，這些數據有助于了解不同西瓜種質資源的生長發育速度和周期。其次，觀察和記錄植株的生長習性，如藤蔓長度、葉形、葉色等，這些性狀直接影響西瓜的種植密度和光合效率。最后，需要評估西瓜的坐果情況和果實性狀。坐果率是衡量西瓜產量的重要指標，而果實的形狀、大小、果皮色、果肉色等性狀則直接影響市場需求和消費者的接受度。果實的糖度、口感和營養價值等品質性狀也需要通過實地品嘗和專業儀器檢測來評估。為了確保數據的準確性和重復性，田間觀察和記錄應采用標準化的方法，并由專業人員執行。同時，為了減少環境因素的影響，通常需要進行多年和多點的田間試驗，以獲得更全面、可靠的農藝性狀數據。

4.2 農藝性狀的評價結果

通過對西瓜種質資源的農藝性狀進行評價，可以獲得關于不同品種或種質資源在特定環境條件下的表現和適應性的信息。這些評價結果對西瓜的遺傳改良和品種選育具有重要意義。農藝性狀評價結果可以揭示不同西瓜種質資源在產量、抗病性、耐逆性等方面的差異。通過比較不同種質資源的坐果率、果實大小、品質等性狀，可以篩選出具有優良農藝性狀的種質資源，作為遺傳育種的親本材料。

此外，農藝性狀評價結果還可以為西瓜的栽培管理提供指導。例如，根據不同種質資源的生長習性和成熟期，選擇合適的種植時間和栽培模式，以提高產量和品質，同時建立一整套高效的西瓜栽培技術體系，根據不同種質資源的抗病性和耐逆性，采取相應的防治措施和栽培管理策略，防治病蟲害。

5 優良種質資源的篩選與利用

5.1 優良種質資源的篩選

在西瓜種質資源的收集與整理工作基礎上，為了篩選出適應性較好的優良種質資源，需要通過一系列的育種手段，包括多代自交分離、單株選擇和系統間選擇。這些方法有助于育成性狀整齊、遺傳穩定的自交材料，為后續的品種改良提供堅實的基礎。

多代自交分離是篩選優良種質資源的關鍵步驟。通過連續自交，可以消除雜合性，穩定遺傳特性，從而獲得純合的自交系。這些自交系在遺傳上具有穩定性，可以保證后代性狀的一致性，便于品種的繁殖與推廣。單株選擇是在自交過程中選擇和保留表現優異的單株。這需要根據育種目標，對植株的生長習性、果實性狀、品質等進行綜合評估。選擇出的優良單株將成為后續育種的親本材料，為培育新品種提供遺傳基礎。此外，系統間選擇是在不同的環境條件下，對自交系進行評估和選擇。這有助于篩選出適應性廣泛、抗逆性強的種質資源。通過多點試驗和多年觀察，可以更全面地了解自交系在不同環境下的表現，從而選出適應性較好的種質資源。

為了加速育種進程，可以利用南繁加代、溫室加代等方法進行多代連續分離和提純。這些方法可以在較短的時間內獲得多代后代，加快自交系的選育過

程[6]。同時，通過分子標記輔助選擇等技術，可以更準確地追蹤和選擇特定的遺傳特征，提高育種的效率和準確性。

通過以上方法篩選出的優良西瓜種質資源，將具備穩定的遺傳特性和良好的適應性。這些種質資源將成為西瓜遺傳育種的重要材料，為培育高產、優質、抗逆性強的新品種提供支持。同時，有助于豐富我國西瓜品種的遺傳多樣性，推動西瓜產業的可持續發展。

5.2 優良種質資源的育種利用

西瓜不僅是一種受歡迎的夏季水果，而且具有豐富的營養價值和醫療保健作用。它富含維生素C、維生素A、鉀和膳食纖維，對心血管健康、消化系統功能和皮膚健康都有積極作用。此外，西瓜還含有抗氧化劑，如番茄紅素和氨基酸，這些成分有助于減少炎癥、提高免疫力、預防慢性疾病。因此，西瓜不僅能夠滿足人們對美味水果的需求，還能為人體健康提供多種益處。山西省作為我國重要的西瓜種植區域之一，其西瓜種植產業發展迅速，但在科研力量方面相對薄弱。為了實現當地西瓜產業的長期穩定發展，加強科研人才培養、管理技術推廣和品種培育等措施顯得尤為重要。

科研人才培養是推動西瓜產業科技創新的關鍵。通過建立專業的研究團隊，加強對西瓜種質資源收集、評價和育種技術的研究，可以提高西瓜產業的科研水平。此外，與高校、科研機構合作，開展技術交流和人才培養，可以為山西西瓜產業提供持續的技術支持和人才儲備。

管理技術推廣對于提高西瓜產量和品質具有重要意義。通過推廣先進的栽培技術、病蟲害防治技術和水肥管理技術，可以提高西瓜的產量和品質，減少生產成本，增加農民的收入。同時，加強農民的技術培訓和指導，提高他們的生產技能和管理水平，也是推動西瓜產業發展的重要舉措。

6 結束語

西瓜特色種質資源的鑒定涉及資源的收集與整理、遺傳多樣性分析、農藝性狀評價、抗病性與品質性狀評價和育種利用。通過田野調查、種質交換和國際合作，收集并保存國內外西瓜種質資源，包括野生種、地方品種和改良品種。利用分子標記技術對資源進行遺傳多樣性分析，揭示其親緣關系。同時，觀察和記錄種質資源的田間農藝性狀，評估其在特定環境下的表現和適應性。此外，評估種質資源的抗病性和品質性狀，篩選出優良的種質資源，并利用這些資源進行育種，選育出適應性強、品質優良的新品種，推動西瓜產業的可持續發展。

參考文獻

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