王吉明 尚建立 李娜 周丹 马双武
摘 要: 本文对国家西瓜甜瓜中期库建立前后的不同历史阶段的种质资源工作进行回顾,将我国西瓜甜瓜种质资源工作划分为以栽培和育种利用为主的起步阶段、以资源繁种编目入长期库保存为主的推进阶段和西瓜甜瓜中期库筹建及运行阶段,并对国家西瓜甜瓜中期库的种质资源工作现状进行了总结,同时对未来的西瓜甜瓜种质资源工作进行了展望和建议。
关键词: 西瓜; 甜瓜; 种质资源; 回顾; 展望
种质资源是一个物种全部遗传物质载体的集合,是进行品种选育和科学研究的重要材料,也是维系粮食安全和农业可持续发展的物质基础,目前我国已建成苹果、葡萄、桃、柑橘,水生蔬菜如莲藕、多年生蔬菜如山药、大蒜等作物的32个种质资源圃,用于种质资源的无性繁殖保存,也建立了12个种质资源库,用于包括西瓜甜瓜在内的一年生作物的种子保存,这些种质库(圃)的建立为我国农作物种质资源保护体系的建立奠定了坚实的基础。西瓜甜瓜是全球性的重要园艺作物,其种质资源工作首要目标是种质保护,通过保存不同类型的西瓜甜瓜种质维持种内遗传多样性,减少因环境胁迫、品种竞争等因素造成的种质灭绝,其次是种质利用,提供包括栽培、育种和相关研究方面的种质利用,为我国西瓜甜瓜的产业发展提供重要的种质支撑。经过几代人近半个世纪的努力,我国初步完成了国内西瓜甜瓜种质资源的调查收集和国外种质的全方位引进,建成了种质资源保存设施-国家西瓜甜瓜中期库,取得了显著的成效,笔者对我国70年以来的西瓜甜瓜种质资源工作进行回顾,并对国家西瓜甜瓜中期库的种质资源工作现状进行了总结,同时对未来的西瓜甜瓜种质资源工作进行了展望和建议,以期为我国西瓜甜瓜种质资源工作的发展提供借鉴。
1 以栽培和育种利用为主的起步阶段(1949年至“七五”)
解放初期我国百废待兴,西瓜和甜瓜生产以地方品种小面积区域性栽培和国外引进品种小范围种植为主,如新疆鄯善的哈密瓜系列、甘肃兰州的‘白兰瓜、山东益都‘白银瓜、江西南昌的‘梨瓜、河南开封的‘花狸狐,以及引进的日本‘大和系列西瓜品种等,存在产量低、品质较差、难以满足人们消费需求的问题,因此优质和宜栽品种的筛选与扩大栽培成为解放初期的首要任务,如为了筛选适于长江流域气候条件下栽培的品种,荆州农业试验站自1952年起从全国各地引入各种优良的甜瓜、西瓜品种进行观察,筛选出表现较好的‘宁川甜瓜和‘一洞蜜甜瓜,并在西瓜地方品种资源中筛选出‘上海红籽马铃瓜和河南‘条子花瓜[1]。经过10年的努力,我国科研工作者已经初步筛选和积累了一批适合不同地区栽培的品种资源,于1959年在兰州召开我国瓜类研究工作第一次会议,即全国西瓜、甜瓜研究工作座谈会,由中国衣业科学院果树研究所及中国农学会园艺特产学组织,会上鉴定了西瓜甜瓜优良品种49个,确定了地方品种如河南‘手巾条‘花狸狐,山东‘梨皮等地方品种和国外引进品种如‘白兰瓜‘新大和‘大和冰淇淋等品种的适宜栽培范围[2],此后地方品种的整理和国外品种的引进工作逐步得到加强,1963 年由中国农业科学院果树研究所汇编了《全国西瓜甜瓜地方品种名录》,收录西瓜甜瓜地方品种 135个,其中西瓜地方品种55个、甜瓜地方品种80个;新疆农业科学院园艺研究所自1977年起开展国外甜瓜品种资源的引进评价工作,先后从19个国家引进甜瓜品种269份,其中日本109个,美国69个,法国10个,英国7个,苏联5个,其他国家69个[3];1979年由新疆维吾尔自治区农业厅、新疆生产建设兵团、新疆八一农学院等单位联合组成的新疆甜瓜西瓜资源调查组在新疆进行了甜瓜西瓜资源调查,收集地方品种 277 份[4]。
这一期间收集的种质资源对我国早期的西瓜甜瓜新品种选育起到重要作用。如我国育种家利用收集的西瓜地方品种‘小花狸狐、山东‘喇嘛瓜与引进的日本品种‘旭大和进行杂交,选育出第1代优良固定品种‘早花‘兴城红,此后用地方品种‘核桃纹与‘早花杂交选育出‘郑州1号‘郑州2号品种,再利用‘兴城红与‘郑州2号杂交选育出主栽品种‘郑州3号[5],成为当时颇受欢迎的品种。由于收集的种质资源缺乏中长期保存条件,种质资源工作也缺乏专人管理,有些珍贵的种质因缺乏种子活力给灭失,针对这个问题,国内一些科研单位成立了专门从事种质资源工作的课题组,如中国农业科学院郑州果树研究所于1980年成立了西瓜甜瓜品种资源课题组,将种质资源工作从育种研究中分离,抽调科研人员专门从事种质资源工作。
2 以资源繁种编目入长期库保存为主的推进阶段(“七五”至2000年)
长期以来西瓜甜瓜种质资源工作主要服务于栽培利用和育种研究,收集的种质资源大多处于临时或短期保存状态,缺乏国家层面的種质资源长期战略保存条件,不利于种质资源保护,为此我国于1986年建设了国家作物种质库(国家长期库)[6],用于长期保存包括西瓜甜瓜在内多种农作物种质资源,并且自“七五”计划开始,将“农作物种质长期入库保存(西瓜甜瓜子课题)”纳入了国家科技攻关项目,对西瓜甜瓜种质资源工作予以一定的经费支持,西瓜甜瓜种质资源工作得到加强,先后有中国农业科学院果树研究所、新疆葡萄瓜果开发研究中心、中国农业科学院作物品种资源研究所等多个单位参加该项目的子课题,进行西瓜甜瓜种质资源的编目、入库和繁殖更新工作,到“九五”计划结束,共完成西瓜甜瓜编目入国家长期库近2 000 份(表1),为我国西瓜甜瓜种质资源的战略保护奠定了重要基础。通过对编目入国家长期库种质资源的分析表明,国外引进的西瓜和甜瓜种质分别占编目总数的42.7%和45.0%[7],说明国外引进种质已经构成了我国西瓜甜瓜种质资源的重要基础。
在此期间,国内开展了与种质资源相关的基础性研究。如为了寻找一种能延长西瓜、甜瓜种子寿命的简易贮藏方法,中国农业科学院郑州果树研究所西甜瓜品种资源课题组的科研人员进行了10 a(年)(1981—1990年)的种子贮藏试验,结果表明,在郑州地区自然条件下一般室内贮藏的种子寿命无籽西瓜为2 a,其他类型西瓜甜瓜均为3 a,在冰箱低温下保存时,种子贮藏寿命分别为:普通西瓜和甜瓜10 a以上,四倍体西瓜8 a,无籽西瓜7 a,研究还表明,在室内采用干燥器贮藏,种子含水量控制在5%以下时其寿命与冰箱贮藏相同[8],因此采用干燥器贮藏是保存西瓜、甜瓜种质资源最简便有效的方法,为后期的国家西瓜甜瓜中期库的筹建提供了重要研究依据,此外针对西瓜甜瓜生产上的需求,国内一些科研单位陆续开展了抗枯萎病[9- 11]、抗白粉病[12]、耐低温[13]、耐旱性[14]的种质资源筛选鉴定,以及种质资源主要园艺性状的评价[15-16]、地方品种的系统观察和筛选利用等研究[17]。