瓠瓜种质资源的引进筛选与评价
2017-05-30张兆辉吴珏姜玉萍陈春宏
张兆辉 吴珏 姜玉萍 陈春宏
摘要:【目的】鉴定评价不同类型瓠瓜种质资源的广适性和抗逆性,筛选出适宜上海地区早春栽培的育种材料,同时为瓠瓜种质创新及新品种选育提供基础材料。【方法】在不同生育期分别调查55份瓠瓜种质资源的生物学特性、果实性状及品质等26个农艺性状,并对与生长发育及抗性相关的8个主要农艺性状进行相关性分析。【结果】B2、B3、B10、B12、B16、B17、B18、B19、B20、B21、B23、B25、B28、B33、B35、B43、B45、B54、B55、B56、B58、B61、B64、B65、B66等25份材料在广适性、抗逆性方面具有较强优势。瓠瓜种质资源部分农艺性状的相关性分析结果表明,其白粉病抗性和耐热性均与生长势、熟性、全生育期呈极显著负相关(P<0.01),即长势强、晚熟、生育期长的瓠瓜其抗病性和耐热性也较强。【结论】从55份瓠瓜种质资源中筛选出的25份材料既能适应上海地区的早春栽培,又能满足市场需求,可作为瓠瓜新品种选育的基础材料。
关键词: 瓠瓜;农艺性状;抗逆性;筛选;评价
中图分类号: S642.9 文献标志码:A 文章编号:2095-1191(2017)06-0966-07
Introduction, screening and evaluation of Lagenaria siceraria (Molina) Standl. germplasm resources
Abstract:【Objective】The purpose of this paper was to evaluate general fitness and stress resistance of different types of Lagenaria siceraria(Molina) Standl. germplasm resources, screen breeding materials suitable for early spring cultivation in Shanghai, and provide basic materials for germplasm innovation and breeding of new varieties. 【Method】Fifty-five L. siceraria(Molina) Standl. germplasm resources were studied. Twenty-six agronomic traits including characteristics of biology, the characteristics and quality of fruit were investigated at different fertility periods,and the correlation analysis of eight major agronomic traits related to growth and resistance were analyzed. 【Result】Materials B2,B3,B10,B12,B16,B17,B18,B19,B20,B21,B23,B25,B28,B33,B35,B43,B45,B54,B55,B56,B58,B61,B64,B65 and B66 had strong advantages in wide adaptability and stress resistance. The correlation analysis for some agronomic traits showed that, the powdery mildew resistance, heat resistance of L. siceraria(Molina) Standl. and growth potential,maturity and whole growth period were extremely significantly negative correlated(P<0.01), which meant L. siceraria(Molina) Standl. with strong growth potential, late-maturing and long growth period were with strong disease resistance and heat resistance. 【Conclusion】Twenty-five L. siceraria(Molina) Standl. germplasms are selected form fifty-five L. siceraria(Molina) Standl. germplasms that were better in wide adaptability and stress resistance. They are suitable for early spring planting in Shanghai and reach the market demand. Therefore, they can be used as the basis material for breeding new varieties of L. siceraria(Molina) Standl.
Key words: Lagenaria siceraria(Molina) Standl.; agronomic trait; stress resistance; screening; evaluation
0 引言
【研究意義】瓠瓜[Lagenaria siceraria(Molina) Standl.]又称瓠子、夜开花、葫芦、扁蒲等,是葫芦科葫芦属中的栽培种,为一年生攀缘草本植物,属于喜温喜光作物,最适宜栽培温度为20~25 ℃(汪自松,2003;高山等,2007;许端祥等,2011,2012;胡雪丹等,2016)。瓠瓜在我国的栽培历史可追溯到新石器时代,距今已有7000多年,是我国夏季重要的瓜类蔬菜之一(汪宝根等,2015;张曼等,2016),南方地区以上海、四川、浙江、福建、广东、湖北种植较多,北方地区以山东、河南、河北种植较多(彭庆务等,2003)。在上海地区由于对瓠瓜新品种的选育研究起步较晚,生产中以地方品种为主,且存在品种混杂退化、种性不整齐等问题。因此,要进一步提高瓠瓜新品种的选育能力,培育优质、丰产、抗逆性强的瓠瓜品种,特别是开展瓠瓜种质资源的引进筛选与评价工作,为创新和利用优质瓠瓜种质资源打下基础,进而推动瓠瓜种业的健康持续发展。【前人研究进展】目前,有关瓠瓜遗传多样性、抗逆性、杂种优势利用、早熟栽培技术等已有大量研究报道。肖光辉等(2000)通过研究瓠瓜枯萎病导入西瓜的遗传规律,有效促进了瓠瓜枯萎病抗性基因的应用;汪自松等(2003)研究了7个瓠瓜自交系主要农艺性状及抗性的杂种优势,并对自交系及杂交组合进行初步评价,为瓠瓜杂种优势的利用及新品种选育打下了基础;高山等(2009)研究了低温弱光条件下瓠瓜种质的耐寒性,并通过聚类分析筛选出7份耐寒性强或较强的瓠瓜材料;鲁忠富等(2012)通过探讨分子标记在瓠瓜种子纯度鉴定中的应用,建立了基于SSR分子标记的瓠瓜种子纯度快速检测方法;宋慧等(2013)通过研究瓠瓜耐湿涝的遗传规律,筛选出适宜的分子标记,为瓠瓜分子辅助育种提供了科学依据;王莎(2013)采用自主开发的SSR和InDel分子标记研究了瓠瓜种质的遗传多样性和亲缘关系,其结果对瓠瓜优质种质资源的利用具有重要指导意义;刘文宇等(2015)、邹宜静等(2015)通过开展不同瓠瓜品种的比较试验,筛选出适宜设施早熟栽培的品种,为长江中下游地区瓠瓜早熟栽培新品种选育提供了参考依据;汪宝根等(2015)详细介绍了瓠瓜种质资源的评价技术,为其主要农艺性状的鉴定与评价提供了技术支持。【本研究切入点】我国瓠瓜种质资源十分丰富、种类繁多,且存在较多变种,但关于瓠瓜种质资源的农艺性状缺乏系统研究,尤其针对瓠瓜种质资源生物学特性、果实性状、品质性状等多个农艺性状的综合评价鲜见报道。【拟解决的关键问题】对从国内收集的55份瓠瓜种质资源的生物学特性、果实性状及品质等农艺性状进行系统研究,并对瓠瓜种质资源的广适性、抗逆性等进行鉴定评价,旨在筛选出适宜上海地区早春栽培的育种材料,同时为瓠瓜种质创新及新品种选育提供基础材料。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
参试瓠瓜材料共计55份,其中,40份引自中国农业科学院蔬菜花卉研究所(国家蔬菜种质资源中期库),15份收集自河南、河北、山东、浙江、湖南、江西、湖北、广西、广东、上海等地(表1)。
1. 2 试验方法
试验于2016年3~7月在上海市农业科学院庄行综合试验站连栋大棚内进行,3月5日穴盘育苗,4月3日定植。采用随机区组设计,每小区种植10株,分别设3次重复。在不同生育期分别调查瓠瓜种质资源的生物学特性、果实性状及品质等农艺性状,按李开银等(2003)、沈镝和李锡香(2008)的描述规范分别赋值(表2),并对与瓠瓜生长发育及抗性相关的8个主要农艺性状进行相关性分析。
1. 3 统计分析
采用SAS 8.1中的CORR过程进行直线相关分析。
2 结果与分析
2. 1 不同类型瓠瓜种质资源的生物学性状分析结果
对55份瓠瓜种质资源的生物学性状进行田间观测,结果(表3)表明,不同类型瓠瓜种质资源的分枝性、生长势、叶片大小及叶片形状均存在明显差异。其中,分枝性弱、中、强的材料分别为4、8和43份,说明瓠瓜的分枝性与侧蔓结瓜为主的特性密切相关;生长势弱、中、强的材料分别为17、12和26份,且生长势强的种质资源在株高、叶片大小、茎粗、分枝性等方面均优于其他种质;叶片小、中、大的材料分别为9、24和22份,且较大叶片的材料其生长势相对较强;叶片形状呈心脏形的材料22份、心脏五角的材料15份、近三角形的材料3份、近圆形的材料15份,即瓠瓜种质资源的叶片形状以心形为主。
从表3可看出,不同类型瓠瓜种质资源的叶片颜色以绿色、深绿为主,绿色、深绿的材料分别为22和33份,说明绿色或深绿色叶片的瓠瓜适应性广;瓠瓜种质资源叶缘为全缘、波状、锯齿的材料分别为27、7和21份,表明我国瓠瓜种质资源的叶片以全缘、锯齿为主。不同类型瓠瓜种质资源的全生育期也存在一定差异,其中短、中、长的材料分别为25、18和12份,即瓠瓜种质资源的生育期以短、中为主,与熟性早的材料偏多相对应。
从表3还可看出,不同类型瓠瓜种质资源的耐热性存在一定差异,其中弱、中、强的材料分别为13、23和19份,说明国内的瓠瓜种质资源耐热性普遍较差,与其生育期多以短、中为主相对应;不同类型瓠瓜种质资源的白粉病抗性也存在一定差异,其中感病或高感的材料12份、中抗材料26份、抗病材料17份,即国内瓠瓜种质资源对白粉病的抗性以中抗居多;瓠瓜种质资源的结瓜习性以主/侧蔓或侧蔓结瓜为主,其原因可能与实际生产过程中多选择分枝性强、侧蔓结瓜为主的材料有关。
2. 2 不同类型瓠瓜种质资源的果实性状分析结果
对55份瓠瓜种质资源的果实性状进行观察测定,结果见表4。不同类型瓠瓜种质资源的瓜面均表现为无腊粉,但其瓜面茸毛存在一定差异,多数材料瓜面茸毛为稀或中;不同类型瓠瓜种质资源的瓜蒂端棱沟、瓜顶形状也存在一定差异,大部分材料的瓜蒂端无棱沟且瓜顶端表现为平。不同类型瓠瓜种质资源的瓜蒂端形状存在明显差异,其中瓶颈形的材料27份、溜肩形的材料8份、钝圆形的材料18份、近圆形的材料2份,与瓠瓜选育过程中有意识地将瓶颈形作为育种目标有关。
从表4可看出,不同类型瓠瓜种质资源的肉色存在一定差异,大部分材料的肉色呈绿白色;但果皮颜色差异较明显,绿白、浅绿、绿、深绿的材料分别为18、25、11和1份。不同类型瓠瓜种质资源的瓜面斑纹及斑纹色差异较小,大多数材料均无瓜面斑纹及斑纹色,仅2份材料有瓜面斑纹及斑纹色,说明在瓠瓜选育过程中偏向于选择浅肉色、浅果色、瓜面无斑纹及无斑纹色的材料作为育种目标。此外,不同类型瓠瓜种质资源的瓜形差异较明显,其中近圆形的材料1份、牛腿形的材料7份、棒形的材料13份、短圆筒的材料8份、长圆筒的材料10份、梨形或长把梨形的材料13份、细腰葫芦形的材料3份;其果实重量以中果为主。不同类型瓠瓜种质资源的熟性存在明显差异,其中早熟或极早熟的材料31份、中熟材料12份、晚熟材料8份、极晚熟材料4份,与瓠瓜材料的生育期以短、中为主相对应。
2. 3 不同类型瓠瓜种质资源的品质特性分析结果
从表5可看出,不同类型瓠瓜种质资源的品质特性存在一定差异,其中瓠瓜肉质致密的材料26份、松软的材料29份;不同类型瓠瓜种质资源中无苦味的材料48份、有苦味的材料7份,由于瓠瓜中的苦瓠子甙易导致中毒,因此在瓠瓜选育或食用过程中会特别注意无苦味瓠瓜的培育。瓠瓜风味浓且品质优的材料20份、风味中等且品质中等的材料28份、风味淡且品质差的材料7份,说明我国瓠瓜的风味、品质以中等偏上为主。
2. 4 瓠瓜部分农艺性状的相关性分析结果
由表6可知,瓠瓜的生长势与全生育期、熟性间呈极显著正相关(P<0.01,下同),全生育期与熟性也呈极显著正相关,说明生育期长的瓠瓜材料其生长势较旺,而熟性较晚。瓠瓜的白粉病抗性和耐热性均与生长势、熟性、全生育期呈极显著负相关,而白粉病抗性与耐热性间呈极显著正相关,表明长势强、晚熟、生育期长的瓠瓜其抗病性和耐热性也较强。
3 讨论
上海地区种植的瓠瓜以地方品种为主,新品种选育能力无法满足生产及市场需求,加之现有品种未能适应早春栽培季节的低温、弱光等不良气候条件,因此引进筛选出适应上海地区早春栽培的优质、丰产、抗逆性强品种,对推动上海瓠瓜种植业的发展具有重要意义。本研究从瓠瓜种质资源的分枝性、生长势、叶色、全生育期、结瓜习性、瓜形、风味、品质等26个农艺性状进行综合分析,评价各瓠瓜种质资源材料在上海地区的早春栽培适应性及市场需求性,初步筛选出B2、B3、B10、B12、B16、B17、B18、B19、B20、B21、B23、B25、B28、B33、B35、B43、B45、B54、B55、B56、B58、B61、B64、B65、B66等25份材料既适应上海地区的早春栽培,又能满足市场需求。虽然国内有关瓠瓜种质资源的调查研究已有报道(李开银等,2003;陈孟强等,2012),但其調查的农艺性状偏少、数据量相对单薄,未能充分发掘我国瓠瓜种质资源的优势。本研究是针对整个瓠瓜生长过程的大部分数据进行系统调查分析,调查结果为瓠瓜种质资源利用及种质创新打下了基础。这些初步筛选出的瓠瓜材料虽然能满足上海地区设施早熟栽培的需求,但其稳定性及广适性尚有待进一步评价。
依据本研究中瓠瓜种质资源的耐热性和白粉病抗性综合分析结果可知,我国瓠瓜种质资源的耐热性较差,抗病性以中抗居多;而部分农艺性状的相关性分析结果表明,瓠瓜的白粉病抗性、耐热性均与生长势、熟性和全生育期呈极显著负相关,即长势强、晚熟、生育期长的瓠瓜其抗病性和耐热性也较强,与陈孟强等(2012)的研究结果相似,为瓠瓜耐热亲本的选择提供了参考依据。因此,在今后的瓠瓜新品种选育过程中,应注意对中抗或高抗白粉病及耐热基因的筛选利用,同时兼顾瓠瓜植株长势、熟性等性状,利用杂种优势来提高瓠瓜新品种的丰产性、早熟性及抗病性。
4 结论
从55份瓠瓜種质资源中筛选出的25份材料既能适应上海地区的早春栽培,又能满足市场需求,可作为瓠瓜新品种选育的基础材料。
参考文献:
陈孟强,牛玉,林鉴荣,汪国平. 2012. 瓠瓜部分种质资源主要性状的初步评价[J]. 广东农业科学,39(23):22-24. [Chen M Q, Niu Y,Lin J R,Wang G P. 2012. Preliminary evaluation of main traits in some germplasm resources of bottle gourd(Lagenaria siceraria)[J]. Guangdong Agricultural Sciences,39(23):22-24.]
高山,许端祥,林碧英,傅睿清. 2009. 低温弱光胁迫下11份瓠瓜种质幼苗的耐寒性[J]. 福建农业学报,24(1):60-63. [Gao S,Xu D X,Lin B Y,Fu R Q. 2009. Low temperature tolerance of 11 germplasms of Lagenaria siccraria(Mol.) Stand under cold stress and low light[J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences,24(1):60-63.]
高山,许端祥,林碧英,钟开勤. 2007. 38份瓠瓜种质资源遗传多样性的ISSR分析[J]. 植物遗传资源学报,8(4):396-400. [Gao S,Xu D X,Lin B Y,Zhong K Q. 2007. Genetic diversity analysis of 38 bottle gourd[Lagenaria siccraria (Mol.) Stand.] accessions by ISSR[J]. Journal of Plant Genetic Resources,8(4):396-400.]
胡雪丹,张曼,侯茜,徐锦华,刘广,姚协丰,李苹芳,任润生,陈学好,羊杏平. 2016. 不同影响因子诱导葫芦花药愈伤组织[J]. 江苏农业学报,32(5):1155-1161. [Hu X D,Zhang M,Hou Q,Xu J H,Liu G,Yao X F,Li P F,Ren R S,Chen X H,Yang X P. 2016. Induction of calli in anther culture of gourd influenced by temperature,hormone and activated carbon[J]. Jiangsu Journal of Agricultural Sciences,32(5):1155-1161.]
李开银,石伟平,胡宇舟,高道先. 2003. 湖北部分瓠瓜种质资源初步研究及利用[J]. 中国蔬菜,(3):33-34. [Li K Y,Shi W P,Hu Y Z,Gao D X. 2003. Preliminary study and application of bottle gourd germplasm resources in Hubei Province[J]. Chinese Vegetables,(3):33-34.]
刘文宇,朱培蕾,伍厚春,马荣花,赵贵云,杨龙斌. 2015. 沿江地区早春大棚瓠瓜品种比较研究[J]. 安徽农业科学,43(25):57-58. [Liu W Y,Zhu P L,Wu H C,Ma R H,Zhao G Y,Yang L B. 2015. Variety test of bottle gourd in early spring plastic greenhouse along river areas[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences,43(25):57-58.]
鲁忠富,徐沛,吴晓花,汪宝根,王莎,刘永华,李国景. 2012. SSR分子标记技术在瓠瓜种子纯度快速鉴定中的应用[J]. 浙江农业学报,24(4):578-581. [Lu Z F,Xu P,Wu X H,Wang B G,Wang S,Liu Y H,Li G J. 2012. A rapid and precise SSR-based procedure for bottle gourd seed quality survey[J]. Acta Agriculturae Zhejiangensis,24(4):578-581.]
彭庆务,何晓明,谢大森,赫新洲. 2003. 瓠瓜的特征特性及育种对策[J]. 广东农业科学,(1):18-19. [Peng Q W,He X M,Xie D S,He X Z. 2003. The characteristics and bree-
ding countermeasures of bottle gourd[J]. Guangdong Agricultural Sciences,(1):18-19.]
沈镝,李锡香. 2008. 瓠瓜种质资源描述规范和数据标准[M]. 北京:中国农业出版社. [Shen D,Li X X. 2008. Bottle Gourd Germplasm Resources Description Specification and Data Standard[M]. Beijing:China Agriculture Press.]
宋慧,张香琴,高旭,王毓洪. 2013. 瓠瓜耐湿涝相关根系性状遗传规律及分子标记筛选[J]. 华北农学报,28(4):62-65. [Song H,Zhang X Q,Gao X,Wang Y H. 2013. Inheritance of water logging tolerance and molecular marker linked to related root trait in bottle gourd[J]. Acta Agriculturae Boreali-Sinica,28(4):62-65.]
汪宝根,陈晓亮,吴伟,吴晓花,徐沛,吴新义,鲁忠富,李国景. 2015. 瓠瓜种质资源鉴定评价技术及其应用[J]. 浙江农业科学,56(5):783-740. [Wang B G,Chen X L,Wu W,Wu X H,Xu P,Wu X Y,Lu Z F,Li G J. 2015. Evaluation of germplasm identification and application for bottle gourd[J]. Journal of Zhejiang Agrcultural Sciences,56(5):783-740.]
王莎. 2013. 瓠瓜SSR和InDel分子标记的开发及应用[D]. 杭州:杭州师范大学. [Wang S. 2013. Development and application of InDel and SSR markers in bottle gourd [Lagenaria siceraia(Molina) Standl.][D]. Hangzhou:Hnagzhou Normal University.]
汪自松,向长萍,李俊丽,张宏荣. 2003. 瓠瓜优势杂交组合的筛选与评价[J]. 华中农业大学学报,22(6):595-598. [Wang Z S,Xiang C P,Li J L,Zhang H R. 2003. Selection of elite cross combination for bottle gourd and its evaluation and analysis[J]. Journal of Huazhong Agricultural University,22(6):595-598.]
汪自松. 2003. 瓠瓜杂种优势利用及遗传研究[D]. 武汉:华中农业大学. [Wang Z S. 2003. Studies on heterosis and genetic parameters of bottle gourd[D]. Wuhan:Huazhong Agricultural University.]
肖光辉,刘建雄,肖兰异,吴德喜,罗赫荣. 2000. 瓠瓜枯萎病抗性导入西瓜的遗传研究与利用[J]. 湖南农业大学学报,26(2):90-93. [Xiao G H,Liu J X,Xiao L Y,Wu D X,Luo H R. 2000. Studies and utilization of resistance to Fusarium Wilt in watermelon introduced from bottle gourd[J]. Journal Hunan Agricultural University,26(2):90-93.]
许端祥,高山,林碧英,傅睿清. 2011. 高温胁迫下11份瓠瓜材料的耐热性分析[J]. 福建农业学报,26(4):587-590. [Xu D X,Gao S,Lin B Y,Fu R Q. 2011. Heat resistance of 11 Lagenaria siceraria(Mol.) Stand germplasms[J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences,26(4):587-590.]
许端祥,高山,林碧英,傅睿清. 2012. 11个瓠瓜品种主要农艺性状的相关与通径分析[J]. 热带作物学报,33(2):211- 214. [Xu D X,Gao S,Lin B Y,Fu R Q. 2012. Correlation and path analysis on main agronomic characters in 11 bottle gourd[J]. Chinese Journal of Tropical Crops,33(2):211-214.]
張曼,胡雪丹,徐锦华,刘广,姚协丰,李苹芳,任润生,羊杏平. 2016. 葫芦砧木种质资源耐冷性评价[J]. 江苏农业学报,32(6):1390-1395. [Zhang M,Hu X D,Xu J H,Liu G,Yao X F,Li P F,Ren R S,Yang X P. 2016. Evaluation on seedling cold tolerance of bottle gourd rootstock accessions[J]. Jiangsu Journal of Agricultural Sciences,32(6):1390- 1395.]
邹宜静,李鲁峰,颜韶兵,黄凯美,汪继华,李楚羚,丁力. 2015. 设施瓠瓜品种比较试验[J]. 黑龙江农业科学,(4):67-69. [Zou Y J,Li L F,Yan S B,Huang K M,Wang J H,Li C L,Ding L. 2015. Comparison test between seven facilities cultivated varieties of Lagenaria siceraria var. hispida[J]. Heilongjiang Agricultural Sciences,(4):67-69.]
(责任编辑 兰宗宝)