优质高产设施西瓜新品种星研七号的选育
2022-11-27赵新芳赵翠媛李冬军李雷霞党继革
赵新芳,赵翠媛,刘 伟,李冬军,李雷霞,党继革*
(1.河北双星种业股份有限公司,河北 石家庄 050000;2.河北省西瓜育种技术创新中心,河北 石家庄 050060)
西瓜是河北省重要的经济作物[1],在促进农民增收和改善人们生活水平方面发挥了重要作用[2],形成了区域化种植明显、特色鲜明、布局合理的西瓜优势产区[3]。根据农业农村部《中国农业统计年鉴2019》数据显示,河北省2018 年西瓜播种面积4.503 万hm2,总产量244.47 万t,播种面积和总产量分别位居全国第十和第八。据国家西甜瓜产业技术体系石家庄综合试验站提供资料显示,2021 年河北省西瓜播种面积4.54 万hm2,产量282.30 万t,总产值57.64 亿元。河北省西瓜生产以设施早熟栽培形式为主,设施栽培(包括大、中、小棚)占64%,露地栽培占36%[4],主要分布在衡水市阜城县漫河乡、保定市清苑区东闾镇南王庄村、新乐市邯邰镇等。由于河北省西瓜生产区连年种植,该区域多发和重发西瓜枯萎病、炭疽病和白粉病等病害,显著降低了西瓜产量和品质,河北省的重要目标是选育优质单抗或多抗的西瓜品种[5]。笔者所在的河北省西甜瓜现代种业科技创新团队以优质、高产、耐低温、设施西瓜新品种选育为目标,开展西瓜优异种质创制与新品种选育工作,育成星研七号品种,2017 年在农业农村部登记为非主要农作物品种,登记编号为GPD 西瓜(2017)130146。
1 选育过程
1.1 选育背景
“京欣一号”西瓜一直以来都是市场上的主流栽培品种,其主要优点在于成果品质好、外观美,因此市场占有率较高。但是“京欣一号”也有不可克服的缺点,如在低温条件下易厚皮、空心、果型不端正、抗逆性较差。因此,培育出抗性好、品质佳、外观美、皮薄、不空心、果型端正的西瓜新品种,会极大改良目前所种植的西瓜品种,提高瓜农经济收益。基于此,培育人员要种植一种具有果型端正、低温不空心、皮薄等优良性状的西瓜繁殖材料,应用系谱法的方法,并与目标品种进行杂交,以培育出一个更为优质的西瓜品种。
1.2 选育目标
选出早熟、高产、质优、瓜型端正、商品性好、抗性强的品种。
1.3 母本选育及特征
母本“双星99K”是“京欣一号”自交8 代选育而成的稳定自交系。
2009 年春季在石家庄基地采用“京欣一号”进行自交,在后代植株中选育抗病、早熟、果型良好的单株,每株收获一个典型性状的瓜,编号为99A~99X。2009年秋季在石家庄基地种植F2,再以F2 所有单株自交,在F2 的后代中选育抗病、早熟、果型良好的高品质单株中选择99B、99C、99E、99K、99N5 个单瓜。这5 个单瓜的瓜型端正,均为花皮,但是底色深浅不一致。99B、99C 为浅花皮,条细而美观,不耐裂,易坐瓜,抗性好;99E、99K 为深绿底,无蜡粉,花皮,条纹细而美观,易坐瓜,抗性好;99N 为圆花皮,端正,难坐瓜,产量高。2000 年春季,将这5 个单瓜的种子栽种在石家庄试验田进行观察,99E、99K 表现最优秀,99E-1 为圆花皮,果型端正,品质极优,肉质略松,皮较脆,99K-16 表现为圆花皮,果型端正,条纹清晰,皮略厚,皮较脆,果肉深红,品质极佳,抗性较好,因为本代皮较厚,还需要从中选育皮较薄的瓜。同年秋季,从99K-16 这个株系中选择了15 个单瓜,命名为99K-16-(1~15)。2000 年秋季,将选育出的99K-16-(1~15)品系在海南基地应用加代繁殖模式进行栽种。结果表明,这15 个单瓜的株系在外观、瓜型、产量方面表现一致,但种子大小不一致,要从中选择大小一致的种子进行存放。2001 年春季,选择大小一致的99K-16-(1~15)品系混合栽种,形成的品系在外观、瓜型、抗性、产量、种子大小方面均表现一致。将该品系命名为99K-16-412。2002 年春季,种植的99K-16-412 品系没有性状分离,从而形成性状稳定的新品种99K-16-412,最终命名为“双星99K”。经过8 代自交选育,筛选出性状一致、表现稳定的自交系“99K-16-412”,命名为“双星99K”。
“双星99K”特征特性为中早熟,叶片宽大,叶色深绿,长势中等,果实发育期31 d 左右,果实正圆,成熟时深绿底黑条带,无蜡粉,条带清晰,不畸形,品质脆甜,果肉深红,中心可溶性固形物含量12%,单瓜质量5~6 kg,种子较大,为椭圆形。耐低温,高抗枯萎病、白粉病。
1.4 父本选育及特征
父本“双星37”是以“京欣父”为母本与“金钟冠龙”为父本杂交2 代后再自交6 代选育而成的纯合自交系。
1999 年春季,在石家庄基地,用“京欣父”作为母本,“金钟冠龙”作为父本进行杂交,得到了杂交种子F1。1999 年秋季,在石家庄基地种植F1 杂交种共120 棵,植株性状出现分离,考察选择杂种的性状及分离状况,从中选择了40 棵综合性状好的单株。1999 年冬季,在海南基地应用加代繁殖模式,重点对40 个单瓜分离进行自交1 代,其中表现最好的是9、14、19、23、37。2000 年春季,在石家庄基地,继续对9、14、19、23、37进行自交2 代,在5 个单瓜中表现最好的是19、37,对19、37 各采收5 个单瓜。2000 年秋季,对19、37 进行自交3 代选育,19 整体表现一般,生长期表现最好的是37-11、37-21,10 月收获时发现37-11 抗性好、产量高,但果型不端正,果皮较厚。37-21 果型端正、皮薄肉硬,但品质好。2000 年冬季在海南基地进行自交4 代选育,比较37-111、37-211 的重点性状,发现37-111抗性好,但品质中等、皮较厚、起棱、外观不端正;37-211 表现皮薄且韧、品质优、肉质硬、特别耐储运、长势旺盛、显雌早、易坐瓜、籽中小、条纹宽。2001 年春季,自交5 代在病圃和头茬地块对比发现,37-111 整体抗性较好、产量高、品质一般,37-211 产量一般、瓜小、病圃死秧早,但皮韧、不空心、耐储运,头茬地表现个大死秧晚、肉质细、品质优。2001 年秋季,自交6 代从37-2111 中选出了15 个单瓜,其中表现最一致的是37-2111342,其在瓜型、外观、抗性、产量、品质、种子形状、大小等方面表现良好,把37-2111342 作为一个优良品种进行组合测配试验,命名为“双星37”。
“双星37”特征特性为中晚熟,叶片较大,叶色深绿,长势中等,瓜码密,平均每5 个叶片生长1 个雌花,坐果能力极强。果实发育期34 d,果实圆形,花绿皮,有蜡粉,皮韧,果肉浅红色,肉质较硬、较细且无杂质。中心可溶性固形物含量13%,单瓜重4~5 kg。种子较小,为灰褐色。种子产量较低,不抗枯萎病。
1.5 杂交组配
2002 年秋季和2002 年冬季,在石家庄基地、海南基地,用“双星99K”和“双星37”配制杂交组合,分别种植“双星99k×19”“双星99k×双星37”“双星99k×34”“双星37×19”“双星37×34”共5 个组合各150 株单株,每个重复3 次。通过秋季和冬季这两季的观察,结果如下。“双星99k×19”长势中等,抗病性中等,全生育期96 d,果实发育期30 d,花皮,浅花纹,果皮较厚,瓤色深红,瓤质硬粗,口感较硬,中心可溶性固形物含量11.5%,边部可溶性固形物含量9%,单果重量8.2 kg,产量为67 957.5 kg/hm2。
“双星99k×双星37”长势强,抗病性强,全生育期97 d,果实发育期30 d,花皮,深花纹,果皮薄,瓤色深红,瓤质硬细,口感脆,中心可溶性固形物含量12.5%,边部可溶性固形物含量10%,单果重量8.7 kg,产量为72 101.25 kg/hm2。
“双星99k×34”长势强,抗病性中等,全生育期95 d,果实发育期29 d,花皮,深花纹,果皮较薄,瓤色深红,瓤质松,口感脆,中心可溶性固形物含量12%,边部可溶性固形物含量9.5%,单果重量8.0 kg,产量为66 300 kg/hm2。
“双星37×19”长势中等,抗病性中等,全生育期96 d,果实发育期30 d,花皮,浅花纹,果皮较厚,瓤色红,瓤质硬,口感较硬,中心可溶性固形物含量11.5%,边部可溶性固形物含量9%,单果重量7.8 kg,产量为64 642.5 kg/hm2。
“双星37×34”长势中等,抗病性中等,全生育期96 d,果实发育期29 d,花皮,深花纹,果皮较薄,瓤色红,瓤质较硬,口感较脆,中心可溶性固形物含量12%,边部可溶性固形物含量9%,单果重量7.9 kg,产量为65 471.25 kg/hm2。
综上表现,“双星99k×双星37”瓜型好,中心可溶性固形物含量高,耐低温,易坐瓜,抗病性强,成熟期较早,嫁接后栽培不影响品质,裂瓜率最低,产量最高,货架期最长,适合远途运输。
1.6 选育结果
2003 年春季、秋季在石家庄基地进行品系比较试验,同时进行病圃试验,“双星99k×双星37”瓜形正圆,产量高、品质优、耐低温、抗性好、抗裂性好,综合性状表现突出,特别适合在保护地进行嫁接,成熟后又不影响品质。2004 年早春在辽宁省盖州市、陕西省大荔市、山东省昌乐市、河北省保定市、河南省开封市共5 个西瓜产区进行区域试验,同时2004 年和2005 年在各区域进行大面积生产示范试验。结果显示,“双星99k×双星37”组合表现优秀,品质突出且增产明显如表1 所示,命名为星研七号,并开始推广销售。
2011 年12 月,分别以“双星99K”和“双星37”申请植物新品种权,2016 年11 月获得农业农村部植物新品种权证书,证书编号分别为CNA20110731.9、CNA20111106.4。2014 年11 月“优质高产设施西瓜新品种星研七号选育与配套栽培技术研究”获得河北省科学技术成果证书,编号为20142581。2017 年12 月星研七号在农业农村部登记为非主要农作物品种,登记编号为GPD 西瓜(2017)130146。
2 品种特征特性
星研七号品种全生育期97 d,果实发育期30 d。果实为近圆形,果皮青绿着黑色窄条,外观漂亮,商品性好;果肉鲜红,脆甜可口,汁多味浓;中心可溶性固形物含量12%,边部可溶性固形物含量9.5%,果皮较硬,肉质细腻、口感酥脆,果皮刀插即裂;一般单瓜重量8~10 kg(最大可达15 kg);高抗枯萎病、白粉病和角斑病,在低温弱光下不易畸形。第一生长周期产量为60 000 kg/hm2,比对照京欣2 号增产14.3%;第二生长周期产量为63000kg/hm2,比对照京欣2 号增产10.5%。
3 抗病基因KASP 检测和抗寒性评价
2019 年,由河北省农林科学院经济作物研究所对西瓜品种星研七号及其亲本“双星99K”“双星37”进行抗病基因KASP 检测和抗寒性综合评价[6]。结果显示,星研七号和“双星37”高抗炭疽病;“双星99K”“双星37”和星研七号为高抗寒品种,相比“双星37”、星研七号,“双星99K”抗寒性最强。
4 主要栽培技术
星研七号西瓜品种适宜种植在山东省、河南省、辽宁省、黑龙江省等地区,以及安徽省淮南市、陕西省咸阳市、湖北省武汉市等早春保护地区。适用于双膜覆盖、单膜小棚、单膜直播等栽培方式[7]。大棚保护地地爬栽培9 000~10 500 棵/hm2,小棚露地地爬栽培9 750~11 250 棵/hm2,双蔓或三蔓整枝,选择2~3 个雌花坐果。采用三蔓整枝相比于双蔓整枝增收4.5%,较不整枝增产9.9%。在控制水肥方面,在定瓜至膨瓜初期开穴埋施尿素150~300 kg/hm2,生长后期要减少氮肥使用量,增施磷钾肥,坐果后及时浇水。需要注意的是,八成熟后停止浇水;不能高温闷棚,高温时要注意通风,以防肉质恶变。
5 结束语
近年来,河北省西瓜区域化种植优势越来越明显,优质、高产、多抗、广适的西瓜新品种培育是未来西瓜品种选育的发展方向。选育星研七号西瓜品种,是该育种团队的育种目标,通过病圃自然选择与杂交育种、自交育种相结合,使其父、母本优点互补。星研七号品种耐低温、品质好、产量高,在低温弱光下不畸形,适合大部分西瓜产区种植,可以进一步示范与推广。