强雌系在苦瓜育种中的发展与利用

孔亮亮，杨跃华，刘俊峰

（四川省农科院水稻高粱研究所，四川泸州，646100）

苦瓜是葫芦科苦瓜属一年生蔓性草本植物。其性别表现雌雄同株，雄花先于雌花在茎蔓较低节位形成，苦瓜是以果实为收获对象的，它的性别表现与产品器官成熟的早晚、产量、品质密切相关[1]。瓜类作物高产的先决条件是多开雌花，少开雄花，以前主要通过调控栽培条件和使用化学药剂控制瓜类作物性别[2～3]。后来广东省农科院蔬菜研究所在参考日本、荷兰等国瓜类育种研究的基础上，扬弃上述途径，在国内率先从遗传育种的角度来破解这一难题，并由此开拓了瓜类优势育种的新领域——瓜类雌性系（强雌系）高产育种路线[4]。20世纪80年代初，广东省农科院蔬菜研究所选育出国内首个苦瓜强雌系5号[5]。国内其他高校及科研院所近10多个单位也相继开展了同类研究。我国苦瓜强雌系的选育已发展了20多a，已选育出强雌系5号、90-01A、Q11-2、Q01、夏丰、赣优1号、川苦6号等一系列强雌系组合，其产量多在4 000 kg/667 m2以上，显著高于常规品种。

1 强雌系选育研究

1.1 强雌系鉴定标准

目前，强雌系未有明确的指标界定，通常由育种者自行判别。如国内首个强雌系强雌系5号（强雌株占七成以上，强雌株基部茎蔓雄花少于10朵，上部基本为雌花）。后来国内其他单位选育的强雌系90-01A、Q11-2、Q01强雌株率均达到90%以上。现在通常将全雌株率在90%～100%的全雌株系及强雌株率（单株主蔓雄花少于5朵）达90%以上的强雌株系称为强雌系。

1.2 强雌系选育的概况

强雌系在育种实践中主要是通过引种转育加以利用，或是获得变异材料定向选择，或是以强雌系为母本的F1代自交分离选育出强雌系。1980年，广东农科院蔬菜研究所通过引种、自交、加强雌性化、杂交、回交转育、系谱选育等技术选育出国内首个强雌系强雌系5号[5]。广东省汕头市白沙蔬菜原种研究所从1990年开始，开展了苦瓜雌性系选育，经7代连续自交、分离、系谱选择，选出雌花率达95%、经济性状稳定、抗逆性强、配合力好的强雌系90-01A[6]。四川省农科院水稻高粱研究所1999年以槟城苦瓜种子经辐射诱变产生高雌花比例单株，再经多代定向选择育成强雌系Q01[7]。2000年江西省农科院蔬菜花卉研究所对1个长白苦瓜材料的变异单株进行连续4代自交分离，定向选择，获得苦瓜强雌系“Q11-2”[8]。

1.3 利用现代科学技术研究强雌系机理

现有常规育种技术已无法满足苦瓜产业发展的需求，利用现代科学技术更深入的研究强雌系机理，找出相关分子标记辅助育种，进而缩短育种年限，尽可能对资源优化利用将对强雌系起到重要作用。

汪俏梅等[9～10]通过取花蕾对苦瓜性别分化形态和特异蛋白研究表明，苦瓜性别分化要经历两性期，两性花的发育方向与相应组织中RNA和蛋白质合成能力的强弱有关，雌蕊和雄蕊组织中的RNA和蛋白质合成总是一强一弱，这种差异是由遗传基因控制下不同组织中基因表达与调控引起的。彭书明等[11]采用实时荧光定量RT-PCR方法，研究了MADS盒BAG基因在各组织的表达情况，认为苦瓜BAG基因仅在心皮、雄蕊、花萼和幼果中表达，心皮中表达水平远远高于其他组织，认为BAG基因直接参与苦瓜花和果实发育。邓俭英等[12]提取不同性别类型苦瓜基因组DNA进行RAPD标记，表明全雌与强雄苦瓜基因组间虽然存在DNA序列上的差异，但其绝大部分遗传信息是一致的。

2 强雌系在苦瓜育种中的利用

2.1 提高品种的早熟性、丰产性

强雌系的主要特征是第1雌花节位低，雌花比例大。刘政国等[13]研究了苦瓜第1雌花节位和雌花数的杂种优势，指出对于早熟性育种目标，选第1雌花节位低且雌花数多的双亲配组，或与第1雌花节位较高且雌花数较少的亲本配组，均有希望配出第1雌花节位低且雌花数较多的早熟组合。胡开林等[14]对苦瓜主要经济性状研究表明，第1雌花节位、单株坐果数均以加性效应为主，且有倾大值亲本的显性现象。通过培育早熟、丰产或优质亲本，然后再与具有其他优良性状的亲本杂交，可间接培育出早熟、丰产、优质等综合性状优良的F1代杂种。

2.2 简化制种程序，降低成本，提高F1代种子质量

苦瓜作为异花授粉作物有明显的杂种优势。目前F1代制种多为化学去雄法、人工套袋授粉、利用强雌系。强雌系配制一代杂种只需摘除植株基部极少量的雄花或无需去雄，节约劳动力，降低制种成本，提高制种纯度。最近几年，利用苦瓜强雌系制种方面的研究较多，在考虑制种产量与质量双重因素下，大田生产中以强雌系与父本按4∶1比例种植居多[15]。

3 强雌系利用中存在的不足及展望

①大量生产实践和科学试验证明，环境因子对苦瓜性别分化存在着影响。其中，温度、光周期对苦瓜性别分化影响较明显。Prakash[16]的研究表明，苦瓜苗期短日照处理（8 h）使其雄花数稍下降，雌花数增多，第1雌花节位降低，长日照处理（16 h）雄花数显著增多，第1雄花节位下降，雌花数减少；Huyskens[17]比较了春夏季与秋冬季节生长的苦瓜。发现春夏季生长的苦瓜植株的雌花数显著多于秋冬季节生长的苦瓜。温度较高和日照较长可促进雄花分化；温度较低和日照较短有利于雌花形成。对育种者来说，如何将温光敏感性合理地应用到强雌系选育与利用中，对育种资源利用和新品系的推广应用起着抉定性作用。

②强雌系本身无雄花或雄花很少，因此自身繁殖较困难。国外关于雌性系的繁殖通常是以配套的全同株系给其授粉获得种子或利用化学药剂处理幼苗[18]。国内在黄瓜雌性系繁殖中多用化学调控。在苦瓜方面此类应用较少，主要是由于化学药剂使用量和效果因品系各异，因此可操作性不高。而强雌系种性保存、高产繁殖是强雌杂交苦瓜走产业化之路急需解决的问题，应加强这方面的研究。

③利用强雌系配制杂交种改良了F1代熟性、丰产性的同时，也要加强抗性育种，通过利用强雌系作母本，抗病材料作回交亲本杂交、回交转育出抗性强雌系；同时要加强品质育种，针对目前强雌系以绿色果皮苦瓜为主的现状，加大力度选育果皮呈白色的强雌系，以提高果实中VC含量及口感品质，迎合市场需求。

④苦瓜性别分化是一个复杂的过程，目前在育种实践中只是对表型现象加以利用。强雌系在苦瓜育种中的发展，要依赖于强雌系机理研究，利用分子生物学、基因工程、分子标记等手段辅助育种。

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[9]汪俏梅，曾广文.苦瓜性别分化的形态与组织化学研究[J].浙江农业大学学报，1997，23（2）：149-153.

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