新疆野生甜瓜形态学观察及其与不同变种杂交亲和性研究

李寐华，樊国全，杨 永，王广智，张 建，张学军，伊鸿平，张永兵

(1.新疆农业科学院哈密瓜研究中心，乌鲁木齐 830091；2.新疆农业大学林学与园艺学院，乌鲁木齐 830052；3.新疆农业科学院科研管理处，乌鲁木齐 830091；4.浙江衢州新农都实业有限公司，浙江衢州 324022)

新疆野生甜瓜形态学观察及其与不同变种杂交亲和性研究

李寐华1，2，樊国全3，杨 永1，王广智1，张 建4，张学军1，伊鸿平1，张永兵1

(1.新疆农业科学院哈密瓜研究中心，乌鲁木齐 830091；2.新疆农业大学林学与园艺学院，乌鲁木齐 830052；3.新疆农业科学院科研管理处，乌鲁木齐 830091；4.浙江衢州新农都实业有限公司，浙江衢州 324022)

目的通过形态学观察鉴定与种内不同变种间杂交亲和性研究，为明确新疆野生甜瓜分类地位和扩大甜瓜栽培品种遗传基础提供支撑。方法观察比较两份新疆野生甜瓜和地方品种叶片、茎、花及果实等28个形态学性状，利用苗期接种技术鉴定新疆野生甜瓜对蔓枯病和白粉病的抗病性。同时，以亚种ssp.agrestis内var.agrestis、var.conomon、var.dudaim、var.chito和var.momordica等5个变种，亚种ssp.melo内var.cantalupensis、var.inodorus和var.flexuosus等3个变种为试材，通过人工授粉杂交后坐果率和结籽率的观察记录，分析新疆野生甜瓜与种内的8个变种间的杂交亲和性。结果哈密野甜瓜绝大多数性状与栽培品种对照差异明显，而吐鲁番野甜瓜大部分性状与对照接近。苗期人工接种甜瓜蔓枯病和白粉病菌后，哈密野甜瓜高抗蔓枯病、不抗白粉病，吐鲁番野甜瓜和对照易感或高感蔓枯病和白粉病。人工授粉杂交后，新疆野生甜瓜与2个亚种的8个变种之间未发现不亲和不稔现象；野生甜瓜与8个变种杂交果实的结籽率正反交间有差异，以野生甜瓜为母本时的结籽率高于父本时的；此外，哈密野甜瓜与亚种ssp.agrestis和ssp.melo杂交的平均结籽率分别为79.3%和83.4%，吐鲁番野甜瓜与两个亚种杂交的平均结籽率分别为76.1%和79.4%，野生甜瓜与两个亚种杂交的平均结籽率相近。结论新疆野生甜瓜哈密野甜瓜的形态性状与亚种ssp.agrestis内野生变种的性状相近，而吐鲁番野甜瓜的形态性状接近于地方栽培品种。经苗期接种鉴定，哈密野甜瓜对甜瓜蔓枯病表现高抗。新疆野生甜瓜与甜瓜两个亚种ssp.agrestis和ssp.melo可正常杂交且杂种后代可育，应当被划分在C.melo.内。

野生甜瓜；形态学；结籽率；杂交亲和性

0 引 言

【研究意义】甜瓜(CucumismeloL.)种内野生资源丰富，主要分布在非洲、亚洲、大洋洲和美洲等地的一些国家[1-3]。野生甜瓜在进化过程中积累了优异的基因资源，例如对生物和非生物胁迫的抗逆性和耐受性等性状，而甜瓜栽培品种经长期的人为选择后却逐渐遗失了这些特异性状[3,4]。野生甜瓜形态学和农艺特征的鉴定，以及和种内不同亚种的变种间杂交亲和性研究，不仅能明确野生甜瓜资源在种内的分类地位，还可扩大甜瓜栽培品种的遗传基础，对于甜瓜的分类研究和育种实践均具有重要的意义。【前人研究进展】甜瓜是葫芦科(Cucurbitaceae)甜瓜属(Cucumis)内遗传变异最大的一个种，甜瓜的植株、叶片和果实的形态变异类型非常丰富，尤其是果实的形态性状如果实形状、果皮颜色、果肉颜色、果肉风味等性状遗传差异明显[5-8]。根据果实的形态性状特点，甜瓜种被分为两个亚种C.melossp.agrestis(Naud.) Pangalo和C.melossp.melo，亚种ssp.agrestis包括所有的野生甜瓜变种，而亚种ssp.melo包括主要的栽培甜瓜变种[9-12]。由于难以克服的杂交障碍，甜瓜与属内其他种(C.spp.)之间的远缘杂交仍未取得成功[13-16]。利用种内的野生甜瓜与栽培变种杂交后代群体，研究人员分析鉴定出甜瓜白粉病和病毒病、蚜虫和白粉虱等病虫害的抗性基因和数量性状基因座(QTL，quantitative trait loci)[17-19]，并获得多个控制甜瓜果实品质和农艺经济性状的QTL[20]。A.Roy等[2]对印度北部的野生甜瓜资源进行系统的形态学和农艺学观察后，发现了具有抗根结线虫和高度耐旱特异性状的野生甜瓜，为栽培甜瓜抗根结线虫和耐旱性育种研究奠定基础。我国甜瓜种质资源丰富、分布广泛，被认为是甜瓜的次级多样化中心[21]。在我国黄河流域和西北地区的新疆均发现了野生甜瓜，初步的观察表明这些野生甜瓜的结实力强、果实小、商品性差，还发现野生甜瓜与当地栽培品种间可正常授粉杂交并坐果[22]。利用形态性状数据进行聚类分析后，发现新疆野生甜瓜与栽培地方品种的亲缘关系很远，可能具有完全不同的遗传背景[23]。【本研究切入点】准确的生物学特性和系统分类的鉴定，有助于种质资源在甜瓜育种中的应用研究[24]。20世纪在新疆收集到两份野生甜瓜哈密野甜瓜和吐鲁番野甜瓜，并观察记载了这两份野生甜瓜的部分形态性状[25,26]。对新疆野生甜瓜缺乏系统的形态学和农艺学特征的鉴定，对新疆野生甜瓜与种内两个亚种的不同变种间的杂交亲和性也缺乏相应的研究，这些都不利于野生甜瓜种质的保存和利用。研究新疆野生甜瓜形态学观察及其与不同变种杂交亲和性。【拟解决的关键问题】观察新疆野生甜瓜形态学和农艺学性状，鉴定新疆野生甜瓜对蔓枯病和白粉病的抗病性，通过人工授粉杂交分析新疆野生甜瓜与种内两个亚种的不同变种间的杂交亲和性，明确新疆野生甜瓜的系统分类地位补充理论知识，为扩大我国甜瓜栽培品种的遗传背景提供支撑。

1 材料与方法

1.1 材 料

形态学和农艺学对照材料皇后，是20世纪80年代由新疆农业科学院利用杂交育种方法选育的常规品种。野生甜瓜哈密野甜瓜在新疆哈密地区哈密市南湖乡收集，吐鲁番野甜瓜在吐鲁番地区鄯善县辟展乡东湖村收集。属于亚种ssp.agrestis的变种包括var.agrestis、var.conomon、var.dudaim、var.chito和var.momordica，变种agrestis为引自印度的PI 164797，变种conomon为引自韩国和日本的PI 161375和“婆杀”，变种dudaim为引自印度的PI 124449，变种chito为引自津巴布韦的PI 482421，变种momordica为引自土耳其的PI 164975；属于亚种ssp.melo的变种包括var.cantalupensis、var.inodorus和var.flexuosus，变种cantalupensis为引自阿富汗和伊朗的PI 126165和PI 140814，变种inodorus为引自西班牙和土耳其的PI 401650和PI 164976，变种flexuosus为引自伊拉克的PI 435288。所有供试甜瓜的种子均由新疆农业科学院哈密瓜研究中心提供。

1.2 方 法

1.2.1 形态学性状观察

新疆野生甜瓜和对照材料按照随机区组种植，单行区，每行定植10株，行距3.5 m，株距0.4 m，2次重复。每个小区随机取5株调查和测量田间性状，果实成熟时每个地方品种至少采收3个果实进行调查和测量。测量16个质量性状和12个数量性状，叶片、茎、花及果实等的长度和直径用直尺测量，重量用电子秤(型号ACS-30)测量，可溶性固形物含量用手持测糖仪(型号DR-103)测量。

1.2.2 病害苗期接种和调查

新疆野生甜瓜和对照的种子播种前经65℃的高温处理48 h，播种基质为经过高温处理的完全腐熟的椰糠。蔓枯病(Gummy Stem Blight, GSB)和白粉病(Powdery Mildew, PM)两种病害的每份试验材料分别种植10株，重复3次，完全随机设计试验。植株2～3片真叶完全展开时接种病害。参照Zhang等[27]的方法苗期接种蔓枯病原菌，调查植株茎部症状并对蔓枯病害进行分级。参照咸丰等[19]的方法苗期接种白粉病原菌，调查每株基部3片叶症状并对白粉病害进行分级。接种后相对湿度保持在80%以上，2周后调查统计病情。

1.2.3 人工授粉杂交

新疆野生甜瓜和8份变种育苗后，按照株行距0.4 m × 3.5 m定植，所有试验材料按完全随机排列定植。定植约3周后开始整枝，摘除供试材料第8节位之前的全部侧蔓，从第9节开始留取雌花用于人工授粉。授粉开始时，第1 d下午将次日开放的雌花人工去雄后套袋，并收集每份材料次日开放的雄花恒温保湿保存，第2 d清晨人工授粉杂交后套袋隔离。2份新疆野生甜瓜分别与8份变种间正反杂交，每个杂交组合授粉5个植株，每株授粉2朵雌花、共10朵雌花，每个杂交组合3次重复。每份材料取3株用于自然授粉，用作统计结籽率的对照。

1.3 数据处理

参照周晓慧等[28]的方法划分试材对蔓枯病的抗感表型，参照咸丰等[19]的方法划分对白粉病的抗感表型。蔓枯病和白粉病的病情指数按以下公式计算：

病情指数=Σ(级值×株数)/(最高级值×总株数)×100%.

授粉2周后调查记录坐果情况。授粉4周后采收果实调查统计果实的结籽率，以各试材自然授粉的果实结籽率为对照。

坐果率=坐果数/授粉数 ×100%.

结籽率=饱满种子数/(饱满种子数 + 秕种子数)×100%.

利用软件SPSS.10.1对果实的结籽率进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 新疆野生甜瓜形态特征

研究表明，相对于地方栽培品种，野生甜瓜哈密野甜瓜的植株长势较旺，基部分枝力较强、分枝数量多，坐果能力极强，单株平均坐果数量超过40个。哈密野甜瓜的叶片有浅叶裂，而对照地方栽培品种“皇后”的叶片全缘，哈密野甜瓜子房上的绒毛少，而对照的子房绒毛浓密。哈密野甜瓜的果形、果皮颜色、果肉颜色和果肉风味等质量性状与对照的差异非常明显，其中果肉风味呈酸味表现尤为独特，而其他质量性状如雄花着生、花瓣颜色、性别表达方式、种皮颜色、脱蒂和裂果性与对照的相似。哈密野甜瓜的大部分数量性状与对照的差异显著，除了主蔓节长略大于对照外，其他数量性状如果实纵径、单果重量和种子百粒重等的数值与对照相差数倍甚至几十倍。

吐鲁番野甜瓜植株的长势适中，基部分枝数量和坐果能力与对照的差异不明显。吐鲁番野甜瓜子房上的绒毛适中，而对照的子房绒毛浓密。吐鲁番野甜瓜的果形呈橄榄形、果皮颜色为绿色，而对照的果实成熟时呈椭圆或棒状、果皮颜色为淡黄或黄色。吐鲁番野甜瓜果肉颜色、果肉风味和种皮颜色等质量性状与对照的差异较明显，而其他质量性状和对照的基本一致。吐鲁番野甜瓜的大部分数量性状值略低于对照的，除单果重量、可溶性固形物、种子纵径和种子百粒重的数值明细低于对照外。此外，吐鲁番野甜瓜数量性状的值均介于哈密野甜瓜与对照的数值之间。

野生甜瓜和对照幼苗接种蔓枯病菌后，最初在子叶上出现症状，真叶上表现症状较晚，多数叶片的叶缘处出现浅褐色“V”形病斑。接种一周后，植株茎部开始发病，茎部病斑表面有橙色或浅黄色液体溢出，发病后期病斑逐渐延伸扩大。接种14 d后调查茎部病害，哈密野甜瓜病情指数为14%表现高抗蔓枯病，吐鲁番野甜瓜和对照的病情指数高达80%均表现为高感病害。苗期人工接种甜瓜白粉病菌后，在植株基部真叶页面上出现症状，初期白色的病斑菌落很小，发病后期菌落逐渐扩大并形成连片病斑，白色菌丝和病孢子的数量也逐渐增多，形成较厚的白色病斑而布满叶片。接种7 d后调查叶部病害，哈密野甜瓜和吐鲁番野甜瓜的病情指数分别为74%和78%，均表现为感病，而对照的病情指数大于80%表现为高感。表1，图1

2.2新疆野生甜瓜与不同变种杂交坐果率和果实结籽率

研究表明，哈密野甜瓜和吐鲁番野甜瓜与两个亚种内的不同变种间正反杂交均能正常坐果，各杂交组合的坐果率均大于50%，杂种后代植株的生长发育均表现正常，未发现杂交不亲和及不稔现象。以野生甜瓜为母本时，哈密野甜瓜自然授粉的结籽率与各变种人工授粉杂交的差异不显著，吐鲁番野甜瓜与变种chito人工授粉杂交的结籽率显著小于自然授粉的，而与其余变种人工授粉杂交的结籽率和自然授粉的差异不显著；以各变种为母本时，自然授粉的结籽率与两份野生甜瓜人工授粉杂交的差异不显著，表明人工授粉杂交对果实结籽率的影响可忽略不计。以哈密野甜瓜为母本、吐鲁番野甜瓜为父本时，与不同变种杂交后果实的结籽率差异不显著，反之以哈密野甜瓜为父本、吐鲁番野甜瓜为母本时差异显著。新疆野生甜瓜与不同变种杂交果实的结籽率正反交间存在差异，除变种agrestis和chito外，以野生甜瓜为父本时的结籽率均低于母本时的结籽率；此外，野生甜瓜与变种conomon、dudaim、momordica和flexuosus正反交间的结籽率差异较明显。哈密野甜瓜与亚种ssp.agrestis和ssp.melo内变种正反杂交的平均结籽率分别为79.3%和83.4%，吐鲁番野甜瓜与两个亚种内各变种正反杂交的平均结籽率分别为76.1%和79.4%，野生甜瓜与两个亚种杂交的平均结籽率相近。表2

表1 新疆野生甜瓜与栽培品种形态性状比较
Table 1 Morphological comparison of Hami wild, Turpan wild and C. melo cultivars

性状Character哈密野瓜Hamiwild吐鲁番野瓜Turpanwild皇后Huanghou质量性状Qualitativecharacters植株长势Growthpotential旺中一般叶缘Leafblade浅叶裂全缘全缘雄花Maleflowers3-5朵簇生4-9朵簇生4-10朵簇生花瓣颜色Petalcolor黄色黄色黄色性别表达类型Sexexpression雄两性花雄两性花雄两性花子房绒毛Ovarypubescence少中多果形Fruitshape短柱橄榄椭圆或棒果皮颜色Skincolor绿色浅绿浅黄或黄色果面条斑Secondarycolorofskin墨绿条无墨绿斑块果肉颜色Fleshcolor青或淡绿白色桔色果肉风味Fleshtaste酸无味甜种皮颜色Seedcolor黄色乳白色黄色脱蒂Abscissionofpeduncle否否否裂果Splittingoffruit否否否数量性状Quantitativecharacters主蔓节长Lengthofnodesonstem6 7cm5 2cm5 4cm主蔓直径Stemthickness1 0cm1 4cm1 5cm叶片纵径Leaflength10 2cm12 3cm12 5cm雄花直径Maleflowerdiameter2 1cm3 0cm3 8cm果实纵径Fruitlength6 7cm24 3cm29 5cm果柄长度Pedicellength2 0cm3 5cm4 0cm果肉厚度Fleshthickness1 0cm4 3cm5 2cm单果重量Singlefruitweight57 0g1600 0g2566 7g可溶性固形物Totalsolublesolid5 2%7 3%13 0%种子纵径Seedlength5 6mm9 4mm12 9mm种子百粒重100seedsweight1 2g3 5g6 8g果实发育天数Daystomaturity32d40d49d

A：哈密野甜瓜植株和坐果；B：哈密野甜瓜(左)、吐鲁番野甜瓜(中)和对照(右)的雄花；C：哈密野甜瓜(左)、吐鲁番野甜瓜(中)和对照(右)的雌花；D：哈密野甜瓜果实；E：吐鲁番野甜瓜果实；F：对照果实，标尺：5 cm

A: Plant and fruit-setting of ‘Hami wild’; B: Male flowers of ‘Hami wild’,‘Turpan wild’ and control; C: Female flowers of ‘Hami wild’,‘Turpan wild’ and control; D: Fruit of ‘Hami wild’; E: Fruit of ‘Turpan wild’; F: Fruit of control, scale: 5 cm

图1 新疆野生甜瓜和地方品种形态性状
Fig.1 Morphological comparison of Xinjiang wild melon and local landrace

表2 新疆野生甜瓜与两个亚种内变种间正反杂交果实结籽率
Table 2 Seed-setting rate of reciprocal cross between Xinjiang wild and varieties of ssp. agresitis and melo

亚种Subspecies变种Varieties哈密野瓜Hamiwild吐鲁番野瓜Turpanwild母本Maternalparent(%)父本∗Paternalparent(%)母本Maternalparent(%)父本Paternalparent(%)ssp．agresitisagrestis79 2(96 0∗)92 9a79 1ab(96 0∗)87 4conomon89 4(90 8∗)81 7ab81 7a(90 8∗)54 0dudaim84 4(84 0∗)35 9c86 6a(84 0∗∗)54 9chito94 8(91 5∗∗)92 2a55 9b(91 5∗)86 7momordica85 8(89 7∗)56 2bc91 5a(89 7∗)82 8ssp．melocantalupensis95 1(93 6∗)87 2a92 6a(93 6∗)72 5inodorus87 6(83 2∗)79 2ab92 0a(83 2∗)70 5flexuosus89 0(86 4∗)62 3abc94 2a(86 4∗)54 4CK90 7-87 1a-

注：不同字母表示在5%水平上差异显著。*括号内数值表示母本自然授粉果实结籽率

Note: Treatments with different letter indicated significant difference at 5% level.*Figures in brackets indicated seed-setting rate of maternal parent after natural pollination

3 讨 论

收集保存的两份新疆野生甜瓜中，哈密野甜瓜的主要形态性状尤其是果实的性状与地方栽培品种的差异明显，和野外收集时记载的性状特征一致[26]。而吐鲁番野甜瓜的大部分形态性状与地方栽培品种的比较接近，与最初野外收集时记载的原始性状数据相差较大，吴明珠[25]认为是收集后自交繁殖期间套袋不严格发生了自然杂交所造成。

最初收集到两份新疆野生甜瓜后，未对其进行系统的抗病性鉴定，仅在田间种植并经病害调查后认为两份新疆野生甜瓜对几种主要病害没有抗病性[25,26]。然而，经苗期接种鉴定发现哈密野甜瓜高抗蔓枯病、不抗白粉病，而吐鲁番野甜瓜却易感染两种病害。哈密野甜瓜最早在哈密县南湖公社即现在的哈密市南湖乡发现，被当地人称作“狗瓜”，主要分布在当地低洼地或下潮地环境中[22,26]，其遗传背景中可能具有耐干旱和耐盐碱的抗逆基因资源。

研究中，哈密野甜瓜与新疆地方栽培品种的形态差异明显。A.Stepansky等[9]利用表型性状和RAPD、SSR标记对23个国家的甜瓜资源进行遗传关系分析，认为来自我国的“Gou Gua”即哈密野甜瓜与亚种ssp.melo内主要的栽培变种cantalupensis和inodorus遗传距离较远，而与亚种ssp.agrestis内conomon、agrestis和dudaim等变种的亲缘关系却很近。用32个表型性状和19个SSR标记对新疆甜瓜地方种质资源进行聚类分析后，也发现哈密野甜瓜和地方栽培品种的亲缘关系最远，初步推断其可能属于亚种ssp.agrestis[23,29]。哈密野甜瓜的种子纵径为5.6 mm(表1)，Y.Akashi等[30]和K.Tanaka等[31]均认为种子纵径小于9 mm的甜瓜应该属于亚种ssp.agrestis内的变种agrestis或conomon，这和研究结果也很接近。

甜瓜与甜瓜属(Cucumis)内其他种(C.spp.)之间存在严重的杂交障碍，种间杂交至今仍未取得突破[13-16]。而甜瓜种内两个亚种ssp.agrestis和ssp.melo之间可正常杂交坐果，杂交后代自交后被用于构建作图群体，并进行了甜瓜病虫害抗性基因和果实品质性状相关的QTL分析[17,18,20]。将两份新疆野生甜瓜分别与两个亚种ssp.agrestis和ssp.melo内8个变种进行了人工授粉杂交后，尽管不同杂交组合的果实结籽率有一定差异，但是两份新疆野生甜瓜与8个变种间均不存在杂交障碍，杂交后代也未观察到不稔现象。此外，新疆野生甜瓜与两个亚种杂交的平均结籽率相近，进一步表明新疆野生甜瓜(哈密野甜瓜和吐鲁番野甜瓜)应被划分在C.melo.内。A.Stepansky等[9]认为甜瓜两个亚种内变种间的分类界限不清晰，主要原因之一就是甜瓜种内变种间可正常杂交以及杂交后代可育。新疆野生甜瓜与各变种杂交的结籽率正反交间存在差异，除个别变种外以野生甜瓜为母本时结籽率较高，A.K.Singh和K.S.Yadava[13]研究甜瓜属内不同种间杂交亲和性时也观察到相同的现象，属内一些种(C.spp.)为母本时得到可育种子数量明显高于为父本时，认为这种差异可能与生理、遗传或者环境因素有关。新疆野生甜瓜与地方栽培品种群体间进化关系的研究，以及对新疆野生甜瓜抗逆特异基因资源的进一步挖掘，对于我国甜瓜遗传进化和品种改良都具有重要的意义。

4 结 论

新疆野生甜瓜哈密野甜瓜的部分形态性状与亚种ssp.agrestis内野生变种的性状相近，而吐鲁番野甜瓜的形态性状接近于地方栽培品种，可能是吐鲁番野甜瓜在保存过程中人工授粉套袋不严格发生了自然杂交的缘故。经苗期接种鉴定，哈密野甜瓜对甜瓜蔓枯病表现高抗、不抗白粉病，而吐鲁番野甜瓜对两种病害表现感病或高感病害。新疆野生甜瓜与甜瓜两个亚种ssp.agrestis和ssp.melo可正常杂交且杂种后代可育，应当被划分在C.melo.内。

References)

[1] Decker-Walters, D. S., Chung, S. M., Staub, J. E., Quemada, H. D., & López-Sesé, A. I. (2002). The origin and genetic affinities of wild populations of melon ( cucumis melo, cucurbitaceae) in North America.PlantSystematics&Evolution, 233(3-4): 183-197.

[2] Roy A, Bal S S, Fergany M, Kaur S, Singh H, Malik A A, Singh J, Monforte A J, Dhillon N P S. (2012). Wild melon diversity in India (Punjab State).GeneticResources&CropEvolution, (59): 755-767.

[3] Pitrat, M. (2013). Phenotypic diversity in wild and cultivated melons (cucumis melo).PlantBiotechnology, 30(3): 273-278.

[4] John, K. J., Scariah, S., Nissar, V. A. M., Latha, M., Gopalakrishnan, S., & Yadav, S. R., et al. (2013). On the occurrence, distribution, taxonomy and genepool relationship of cucumis callosus (rottler) cogn. the wild progenitor of cucumis melo l. from india.GeneticResources&CropEvolution, 60(3):1,037-1,046.

[5] Zhang, C., Pratap, A. S., Natarajan, S., Pugalendhi, L., Kikuchi, S., & Sassa, H., et al. (2012). Evaluation of morphological and molecular diversity among south asian germplasms of cucumis sativus and cucumis melo.ISMAgronomy, doi: 10.5402/2012/134134.

[6] Trimech, R., Zaouali, Y., Boulila, A., Chabchoub, L., Ghezal, I., & Boussaid, M. (2013). Genetic variation in tunisian melon (cucumismelo, L.) germplasm as assessed by morphological traits.GeneticResources&CropEvolution, 60(5):1,621-1,628.

[7] Hu, J., Wang, P., Su, Y., Wang, R., Li, Q., & Sun, K. (2015). Microsatellite diversity, population structure, and core collection formation in melon germplasm.PlantMolecularBiologyReporter, 33(3): 439-447.

[8] Tanaka, K., Stevens, C. J., Iwasaki, S., Akashi, Y., Yamamoto, E., & Dung, T. P., et al. (2016). Seed size and chloroplast dna of modern and ancient seeds explain the establishment of japanese cultivated melon (cucumismelo, L.) by introduction and selection.GeneticResources&CropEvolution, 63(7):1,237-1,254.

[9] Stepansky, A., Kovalski, I., & Perl-Treves, R. (1999). Intraspecific classification of melons (cucumismelo, L.) in view of their phenotypic and molecular variation.PlantSystematics&Evolution, 217(3-4): 313-332.

[10] Nesom, G. L. (2011). Toward consistency of taxonomic rank in wild/domesticated cucurbitaceae.Phytoneuron. (13):1-33.

[11] Hammer, K., & Gladis, T. (2014). Notes on infraspecific nomenclature and classifications of cultivated plants in compositae, cruciferae, cucurbitaceae, gramineae (with a remark on triticum dicoccon, schrank) and leguminosae.GeneticResources&CropEvolution, 61(8):1,455-1,467.

[12] Ali-Shtayeh, M. S., Jamous, R. M., Shtaya, M. J., Mallah, O. B., Eid, I. S., & Zaitoun, S. Y. A. (2010). Morphological characterization of snake melon ( cucumis melo, var. flexuosus ) populations from palestine.GeneticResources&CropEvolution,accepted: 1-16.

[13] Singh, A. K., & Yadava, K. S. (1984). An analysis of interspecific hybrids and phylogenetic implications in cucumis, ( cucurbitaceae ).PlantSystematics&Evolution, 147(3-4): 237-252.

[14] Alexander Beharav, & Yigal Cohen. (1995). Attempts to overcome the barrier of interspecific hybridization between and.IsraelJournalofPlantSciences, (2): 113-123.

[15] Sebastian, P., Schaefer, H., Telford, I. R., & Renner, S. S. (2010). Cucumber (cucumis sativus) and melon (c. melo) have numerous wild relatives in asia and australia, and the sister species of melon is from australia.ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica, 107(32): 14,269-14,273.

[16] Matsumoto, Y., Miyagi, M., Watanabe, N., & Kuboyama, T. (2012). Temperature-dependent enhancement of pollen tube growth observed in interspecific crosses between wild cucumis, spp. and melon ( c. melo, l.).ScientiaHorticulturae, 138(138):144-150.

[17] Morales, M., Orjeda, G., Nieto, C., Leeuwen, H. V., Monfort, A., & Charpentier, M., et al. (2005). A physical map covering the nsv, locus that confers resistance to melon necrotic spot virus, in melon (cucumismelo, L.).Tag.theoretical&AppliedGenetics.theoretischeUndAngewandteGenetik, 111(5): 914-922.

[18] Boissot, N., Thomas, S., Sauvion, N., Marchal, C., Pavis, C., & Dogimont, C. (2010). Mapping and validation of qtls for resistance to aphids and whiteflies in melon.Theoretical&AppliedGenetics, 121(1): 9-20.

[19] 咸丰，张勇，马建祥，等. 野生甜瓜'云甜-930'抗白粉病主基因+多基因遗传分析[J]. 中国农业科学，2011，44(7)：1 425-1 433.

XIAN Feng, ZHANG Yong, MA Jian-xiang, et al. (2011). Genetic Analysis of Resistant to Powdery Mildew with Mixed Modelof Major Gene Plus Polygene in Wild Melon Material 'Yuntian-930'[J].ScientiaAgriculturaSinica, 44(7):1,425-1,433. (in Chinese)

[20] Diaz, A., Fergany, M., Formisano, G., Ziarsolo, P., Blanca, J., & Fei, Z., et al. (2011). A consensus linkage map for molecular markers and quantitative trait loci associated with economically important traits in melon (cucumismeloL.).BmcPlantBiology, 11(1): 1-14.

[21] Malik, A. A., Vashisht, V. K., Singh, K., Sharma, A., Singh, D. K., & Singh, H., et al. (2014). Diversity among melon (cucumismeloL.) landraces from the indo-gangetic plains of india and their genetic relationship with usa melon cultivars.GeneticResources&CropEvolution, 61(6):1,189-1,208.

[22] 王坚. 中国西瓜甜瓜[M]. 北京：中国农业出版社，2000: 355-368.

WANG Jian. (2000).ChinaWatermelonandMuskmelon[M]. Beijing: China Agriculture Press: 355-368. (in Chinese)

[23] 张永兵，李寐华，吴海波，等. 新疆甜瓜地方品种资源的表型遗传多样性[J]. 园艺学报，2012，(39)：305-314.

ZHANG Yong-bing, LI Mei-hua, WU Hai-bo, et al. (2012).Genetic diversity of melon landraces (CucumismeloL.) in Xinjiang based on phenotypic characters [J].ActaHorticulturaeSinica, (39): 305-314. (in Chinese)

[24] Renner, S. S., Schaefer, H., & Pitrat, M. (2008). Phylogenetics of Cucumis (Cucurbitaceae) as understood in 2008.Cucurbitaceae2008.ProceedingsoftheIxthEucarpiaMeetingonGeneticsandBreedingofCucurbitaceae,Avignon,France, 21-24 May.

[25] 吴明珠. 吐鲁番盆地厚皮甜瓜品种资源及其利用[J]. 中国果树，1982，(2)：28-33.

WU Ming-zhu. (1982).Germplasm resources and utilization of Muskmelon in Turpan Basin [J].JournalofFruitsScience, 9(2): 28-33. (in Chinese)

[26] 林德佩. 新疆野生甜瓜的研究[J]. 新疆八一农学院学报，1984，(1)：50-52.

LIN De-pei. (1984).Study on wild melon (Cucumis melo L.) in Xinjiang [J].JournalofBayiAgriculturalCollege, (1): 50-52. (in Chinese)

[27] Zhang, Y. P., Kyle, M., Anagnostou, K., & Zitter, T. A. (1997). Screening melon (cucumis melo) for resistance to gummy stem blight in the greenhouse and field.HortscienceAPublicationoftheAmericanSocietyforHorticulturalScience, 32(1):117-121.

[28]周晓慧，Joseph N. Wolukau，李英，等. 甜瓜抗蔓枯病种质资源的筛选及RAPD分析[J]. 园艺学报，2007，34(5)：1 201-1 206.

ZHOU Xiao-hui, JOSEPH N. Wolukau, LI Ying, et al. (2007). Screening and RAPD analysis of gummy stem blight resistance in melon germplasm [J].ActaHorticulturaeSinica, 34(5):1,201-1,206. (in Chinese)

[29] Zhang, Y., Fan, X., Aierken, Y., Ma, X., Yi, H., & Wu, M. (2016). Genetic diversity of melon landraces ( cucumis melo, l.) in the xinjiang uygur autonomous region on the basis of simple sequence repeat markers.GeneticResources&CropEvolution: 1-13.

[30] Akashi, Y., Fukuda, N., Wako, T., Masuda, M., & Kato, K. (2002). Genetic variation and phylogenetic relationships in east and south asian melons, cucumis melo l. based on the analysis of five isoenzymes.Euphytica, 125(3): 385-396.

[31] Tanaka, K., Nishitani, A., Akashi, Y., Sakata, Y., Nishida, H., & Yoshino, H., et al. (2007). Molecular characterization of south and east asian melon, cucumis melo l. and the origin of group conomon var. makuwa and var. conomon revealed by rapd analysis.Euphytica, 153(1-2): 233-247.

Abstract：【Objective】 Through morphological observation, identification and cross compatibility between wild muskmelon and varieties inCucumismeloL. this project aims to provide a support for the classification of wild muskmelons in Xinjiang and the genetic base of melon cultivars.【Method】Twenty-eight traits of leaf, stem, flower and fruit of Xinjiang wild melon were observed and compared with local landraces, and the disease resistance of wild melon in Xinjiang to 2 fungi diseases: gummy stem blight (GSB) and powdery mildew was identified by inoculation technique at the seedling stage. Meanwhile, cross compatibility between Xinjiang wild melon and 8 varieties, in which 5 were included in ssp.agrestis, var.agrestis, var.conomon, var.dudaim, var.chitoand var.momordica, and 3 were included in ssp.melo, var.cantalupensis, var.inodorusand var.flexuosuswere analyzed, by the way of recording on fruit-setting and seed-setting rate of combinations after artificial pollination.【Result】Results obtained showed that most morphological traits of 'Hami wild' were distinct from the local cultivated control, but traits of 'Turpan wild' were similar to the control. 'Hami wild' was highly resistant to GSB but susceptible to PM, while 'Turpan wild' was susceptible or highly susceptible to GSB and PM after inoculation at seedling stage. Infertility of hybrids and incompatibility were not observed among any combinations between Xinjiang wild melon and 8 varieties. Except var.agrestisandchito, the seed-setting rate between reciprocal crosses was found differentially among combinations between Xinjiang wild melon and 8 varieties, which higher seed-setting rate was detected when Xinjiang wild melon was used as female parent. Furthermore, the seed-setting rate between 'Hami wild' and 2 subspecies, ssp.agrestisand ssp.melo, were 79.3% and 83.4%, respectively; and the seed-setting rate between 'Turpan wild' and 2 subspecies were 76.1% and 79.4%, respectively, which indicated that seed-setting rate exhibited small differences between combinations of Xinjiang wild melon with ssp.agrestisand with ssp.melo. 【Conclusion】Morphological traits observed in 'Hami wild' looked like that of feral or weedy melon in ssp.agrestis, however, 'Turpan wild' showed affinities with local landraces. 'Hami wild' was highly resistant to GSB after screening in seedlings. Xinjiang wild melon could be classified into C.melo, because of fertility of hybrids and compatibility were detected between wild melon and 2 subspecies, ssp.agrestis, ssp.melo.

Keywords: wild melon; morphology; seed-setting rate; cross compatibility

MorphologicalObservationonXinjiangWildMuskmelonsandStudyonCrossCompatibilitybetweenThemandDifferentVarietiesinCucumismeloL.

LI Mei-hua1,2, FAN Guo-quan3, YANG Yong1, WANG Guang-zhi1, ZHANG Jian4,ZHANG Xue-jun1, YI Hong-ping1, ZHANG Yong-bing1

(1.HamiMelonResearchCenter,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830091,China;2.CollegeofForestryandHorticulture，XinjiangAgriculturalUniversity，Urumqi830052，China;3.ScientificResearchManagementOffice,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830091,China;4.ZhejiangQuzhouXinnongduIndustryCo.,Ltd.,QuzhouZhejiang324022,China)

10.6048/j.issn.1001-4330.2017.09.008

S652.9

A

1001-4330(2017)09-1627-09

2017-03-19

国家自然科学基金项目“新疆甜瓜种质资源遗传多样性及野生甜瓜系统生物学研究”(31260480)；国家现代农业产业技术体系建设专项“厚皮甜瓜育种岗”(CARS-26-04)；“十二五”农村领域国家科技计划研究任务“西甜瓜杂种优势利用与新品种选育”(2012BAD02B03-4)

李寐华(1985-)，男，湖南湘潭人，助理研究员，研究方向为西瓜甜瓜遗传育种，(E-mail)mh0732@qq.com

张永兵(1971-)，男，河南临颍人，研究员，博士，研究方向为甜瓜遗传育种与生物技术，(E-mail)luoybzhang@163.com

Supported by: National Natural Science Foundation of China "Study on Genetic Diversity of Melon (CucumismeloL.) Germplasm and Biological Characteristics of Wild Melon in Xinjiang" (31260480); Modern Agro-industry Technology Research System "Position of Breeding on Muskmelon"(CARS-26-04); National Science & Technology Pillar Program during the 12th Five-year Plan Period "Utilization of Heterosis and New Cultivar Selection of Muskmelon and Watermelon"(2012BAD02B03-4)

Corresponding author：ZHANG Yong-bing (1971-), male, native place: Linying Henan. Research Fellow. Ph.D, research field: Genetics, breeding and biotechnology of melon, (E-mail)luoybzhang@163.com