瓠瓜种质资源鉴定评价技术及其应用

汪宝根，阮晓亮，吴 伟，吴晓花，徐 沛，吴新义，鲁忠富，李国景

(1.浙江省农业科学院蔬菜研究所,浙江杭州 310021;2.浙江省种子管理总站,浙江杭州 310020)

瓠瓜种质资源鉴定评价技术及其应用

汪宝根1，阮晓亮2，吴 伟2，吴晓花1，徐 沛1，吴新义1，鲁忠富1，李国景1

(1.浙江省农业科学院蔬菜研究所,浙江杭州 310021;2.浙江省种子管理总站,浙江杭州 310020)

瓠瓜是我国南方地区夏季重要的瓜类蔬菜作物之一,在我国已有7 000多年的栽培历史,地方品种资源丰富。为了提高种质资源的利用效率,迫切需要一套统一、标准的方法和技术体系来对这些农家品种进行科学的鉴定,发掘优异性状和基因,用于科研育种。为此,文章特介绍一套包含试验设计、植物学特征和生物学特性调查与鉴定、数据分析与校验的瓠瓜种质资源鉴定评价技术体系。

瓠瓜;种质资源;鉴定技术

文献著录格式:汪宝根,阮晓亮,吴伟,等.瓠瓜种质资源鉴定评价技术及其应用[J].浙江农业科学,2015,56(5):738-740.

DOI 10.16178/j.issn.0528-9017.20150559

农作物种质资源是人类生存和发展最有价值的宝贵财富,是国家重要的战略资源,是作物育种、生物科学研究和农业生产的物质基础,是实现粮食安全、生态安全与农业可持续发展的重要保障。21世纪农业的竞争很大程度上是资源的竞争,是对基因的占有和利用的竞争。由于长期以来人们对农作物种质资源的收集、保存、研究和利用重视不够,很多有价值的农作物种质资源正面临丢失的危险。对现有的农作物种质资源进行保护已经刻不容缓。

瓠瓜属葫芦科葫芦属一年生攀缘草本植物,别名长瓜、扁蒲、蒲瓜、夜开花等,其嫩瓜供食,为南方夏季重要的瓜类蔬菜之一。近年来,随着农业产业结构的调整,我国南方设施黄瓜栽培面积逐年减少,而瓠瓜因其耐热性好,抗病性强,栽培容易,居民喜食,符合城镇居民对无公害蔬菜的消费需求,已逐渐成为我国南方地区重要瓜类蔬菜之一。近年浙江省瓠瓜年均栽培面积约1.3万hm2, 667 m2产量可达3～5 t,平均667 m2收入可达0.6万元,高的可达1万～2万元。随着高山蔬菜的发展,瓠瓜已成为临安、浦江、开化、淳安等县(市)高山蔬菜的首选作物之一,在浙江省效益农业中占有重要地位。

瓠瓜在我国已有7 000多年的栽培历史,种质资源分布于全国各地,地方品种丰富。不同的育种单位出于育种需求,虽然各自收集了部分种质资源,但由于没有统一的鉴定标准,各自获得的信息较为混乱,同一品种相同性状的描述差异很大,成为信息交流和材料共享的严重阻碍。为了打破这种现状,提高瓠瓜种质资源的鉴定评价和利用效率,本研究报道一种较为完善的瓠瓜种质资源鉴定评价体系,以方便各育种单位整理、鉴定,发掘优异性状和基因,推动我国瓠瓜育种整体水平提升。

1 种质调查考证

1.1 查阅资料考证

通过查阅地方志、品种志、农史等文献资料,考证待鉴定地方品种的来源、分布、种植与利用、科属种、主要特征特性及其栽培措施等。

1.2 分布来源调查

根据资料考证结果,对待鉴定种质产地分布、种植与利用情况进行实地调查。

1.3 原产地考查

在苗期、成株期、开花期和成熟期根据种质类型特点安排考查时期。采集的信息包括反映种质典型性状的图片、种质在原产地主要特征特性及其表现,并收集一定数量具有典型性状的种质。

2 种质试种与提纯

2.1 种质试种

为全面了解待鉴定种质的特性特征、品种纯度、适宜种植季节及其管理技术措施,需按作物类型安排1～2个生长周期的试种和种质提纯,若遇气候不正常年份,需相应延长试种周期。试种过程中对种质基本特征特性进行记载,具体记载内容与方法参照《浙江省农作物种质资源调查收集技术规范(试行)》4.3节内容执行。

2.2 种质提纯

将经核实的种质进行提纯,繁殖鉴定工作和入库(圃)保存所需的种质数量,具体参照《浙江省农作物种质资源繁殖更新技术规范(试行)》执行,经提纯繁殖后的种质供鉴定评价使用。对于1份种质中混杂有2个以上品系的应先分离,后分开鉴定,入库(圃)保存时冠以-1,-2等加以区分。

3 田间试验

3.1 试验地点

用于鉴定的试验地应能够满足瓠瓜植株正常生长和获得正常产量的需要,使其基本特征特性能得到正常表达。试验地土质应具有当地代表性,前茬一致、不重茬,平整、肥力中等、均匀。

试验地要远离污染、无人畜侵扰、附近无高大建筑物。试验地的栽培管理同大田生产基本一致,采用相同肥水管理,及时防治病虫害,保证幼苗和植株的正常生长。

3.2 处理设计

浙江大棚立架栽培可分别于春季(1月中下旬)或秋季(7月中旬)播种。供试种子在55℃温水中浸种2 h,放入恒温培养箱中30℃催芽,胚根长至约0.5 cm时,播于塑料育苗钵内。播种基质为消毒的草炭、蛭石营养土(V/V为2∶1,每1 m3营养土加复合肥2 kg)。

每份种质重复3次,每重复24钵,20～25℃日光温室内育苗。

当幼苗长至2～3片真叶时定植于大棚,每份种质重复3次,每重复种植20株,采用随机区组排列,试验田区组四周应设置保护行。采用1.5 m的高畦,每畦双行,株距60 cm。将其中10株标记为侧蔓及种瓜性状调查植株。满架后对主蔓进行摘心,子蔓、雌花节率等性状调查完成后再对子蔓摘心。另10株标记为测产植株,田间管理需区别于侧蔓及种瓜性状调查植株,即当主蔓6叶时可摘心,促使子蔓及时结瓜。子蔓结瓜后,在瓜前留两片叶摘心,子蔓如果没有雌花,应将子蔓及时从基部摘除,促使孙蔓结瓜。

4 数据采集

所有形态特征和生物学特性观测试验原始数据采集均应在种质材料正常生长情况下获得,如遇自然灾害等因素严重影响植株正常生长,应重新进行观测试验和数据采集。每个材料至少观察10株以上,且进行2年重复观察。

5 试验数据统计分析和校验

进行瓠瓜种质资源鉴定应采集的信息包括以下几个方面。基本信息、形态特征和生物学特性、品质特性、抗逆性、抗病性、栽培技术,最后对该种质做出综合评价。

每份种质的形态特征和生物学特性观测数据要根据2年的观测值,计算每份种质性状的平均值,并判断试验结果的稳定性和可靠性。

6 形态特征和生物学特性观察记载项目与方法

6.1 观察记载项目

农艺性状。播种期、定植期、雄花始花期、雌花始花期、始收期、末收期、种瓜收获期、定植-始收天数等。

植物学特性。子叶色、子叶长、子叶宽、主蔓色、主蔓粗、第一子蔓节位、子蔓数、叶形、叶色、叶缘、叶裂刻、叶片长、叶片宽、叶柄长、第一雌花节位、结瓜习性等。

产量与经济性状。瓜形、商品瓜皮色、瓜面斑纹、瓜面斑纹色、瓜面腊粉、瓜面茸毛、瓜把长、瓜长、瓜横径、瓜脐直径、近瓜蒂端棱沟、近瓜蒂端形状、瓜顶形状、心室数、商品瓜肉色、单瓜重、熟性、种瓜皮色、种瓜长、种瓜横径、种皮色、种子千粒重、形态一致性、产量等。

品质与抗病抗逆性。瓜色均匀度、肉质、苦味、品质、耐冷性、耐热性、白粉病抗性等。

6.2 观察记载方法

瓠瓜种质资源特征特性观察指标、观察时期、观测部位、观测方法及分类标准参照《瓠瓜种质资源描述规范和数据标准》。

6.3 图片采集方法

在进行植物学形态特征、农艺性状观察和特性鉴定的同时,应对重要特征特性拍摄必要的照片,并建立图片数据库。采集5个生长时期(苗期、成株期、盛花期、成熟期、种子)的典型性状图片,每个时期至少1张。

7 抗逆性鉴定

7.1 耐冷性

瓠瓜的苗期耐冷性鉴定方法采用人工模拟气候鉴定法。用消毒的草碳和蛭石3∶1混合作为基质,营养钵育苗,每份种质30钵,每钵保苗1株,分3次重复。设置耐低温性不同的对照品种。在正常条件下生长,待幼苗生长至3叶1心后,移至(5.5±1.0)℃的条件下处理24 h。观察幼苗的冷害症状,冷害级别根据冷害症状分为6级。0级,无冷害症状;1级,心叶正常,展开叶叶缘出现水渍状;2级,心叶正常,展开叶叶面出现水渍状; 3级,心叶正常,展开叶1/2呈水渍状萎蔫;4级,心叶叶缘萎蔫,展开叶整片萎蔫;5级,整株萎蔫。

冷害指数(CI)依据下式计算:

CI/%=∑(xini)/(5N)×100。

式中,xi为各级冷害级值,ni为各级冷害株数,N为调查总株数。

耐冷性根据冷害指数分为3级,分别为:3,强(冷害指数＜35%);5,中(35%≤冷害指数＜65%);7,弱(冷害指数≥65%)。

7.2 耐热性

瓠瓜的苗期耐热性鉴定采用人工模拟气候鉴定方法。育苗及苗期管理参照耐冷性鉴定。设置耐热性不同的对照品种。幼苗在3叶1心时,置38℃下胁迫72 h,观察幼苗的热害症状。热害级别根据热害症状分为5级。0级,无热害症状;1级,1片叶变黄或萎蔫;2级,2片叶变黄或萎蔫;3级, 3片叶变黄或萎蔫;4级,整株枯死。

热害指数(HI)依据下式计算:

HI/%=∑(xini)/(4N)×100。

式中,xi为各级热害级值,ni为各级热害株数,N为调查总株数。耐热性根据热害指数分为3级,分别为:3,强(热害指数＜35%);5,中(35%≤热害指数＜65%);7,弱(热害指数≥65%)。

8 白粉病抗性鉴定

瓠瓜白粉病抗性的鉴定参考苗期人工接种鉴定法。播种育苗,设置适宜的感病和抗病对照品种。育苗及苗期管理参照耐冷性鉴定。每份参试种质重复3次,每一重复10株苗。田间采集自然发病的早期病叶,掸掉页面上的老孢子,置于底部铺有湿滤纸的白瓷盘内,24℃左右的室温内保湿16 h。用毛笔刷取叶片上长出的新鲜孢子于盛有无菌水的烧杯中,再滴加Tween-20(使之浓度为0.05%),搅拌均匀即得孢子悬浮液。接种浓度为105mL-1。在1片真叶期,采用喷雾接种法接种。用小型手持喷雾器将上述接种液均匀地喷于瓠瓜第1片真叶的叶正面。接种后于22～25℃的室温内黑暗保湿12～16 h。后转入白天25～28℃,夜间18℃左右的温室内正常管理。

接种后7～10 d调查发病情况,记录病株数及病级。病情分级标准如下:0级,无症状;1级,病斑面积占叶面积的1/3以下,白粉模糊不清;2级,病斑面积占叶面积的1/3～2/3,白粉较为明显;3级,病斑面积占叶面积的2/3以上,白粉层较厚、连片;4级,白粉层浓厚,叶片开始变黄、坏死;5级,叶片坏死斑面积占叶面积的2/3以上。

病情指数(DI)依据下式计算:

DI/%=∑(sini)/(5N)×100。

式中,si为发病级别,ni为相应病级的株数, N为调查总株数。

种质群体对白疯病的抗性依据苗期病情指数分为6级。分别为:0,免疫(I)(病情指数=0); 1,高抗(HR)(0＜病情指数≤15);3,抗病(R)(15＜病情指数≤35);5,中抗(MR)(35＜病情指数≤55);7,感病(S)(55＜病情指数≤75);9,高感(HS)(病情指数＞75)。

9 评价报告

鉴定评价报告包括:鉴定方案、实施过程、结果分析、结论、种质简介(包括作物、品种名称与别名、来源及分布,特征、特性,栽培要点,综合评价等内容)。

10 专家审核鉴定数据

在鉴定试验最后一个生长周期的种质特征特性最佳表现时期,邀请同行业专家2～3名对种质鉴定结果(包括所有鉴定试验获得的原始数据和图片、鉴定评价报告)进行审核,并出具审核意见。

[1] 沈镝,李锡香.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,2008.

[2] 浙江省农作物种质资源调查收集技术规范(试行)[S].

[3] 浙江省农作物种质资源繁殖更新技术规范(试行)[S].

(责任编辑：高 峻)

S 642.6

A

0528-9017(2015)05-0738-03

2015-03-23

浙江省农业新品种选育重大科技专项(2012C12903);浙江省现代种业项目(2014R23A60D02)

汪宝根(1976-),男,浙江淳安人,副研究员,主要从事蔬菜育种与蔬菜逆境生理研究工作。E-mail:centuraldragon@ sina.com。