四川省冬瓜育种现状与思考

敖清艳，匡成兵，杨 建，张建军，唐祖君

(成都市农林科学院，成都 温江 611130)

1 冬瓜育种现状及思考

冬瓜属葫芦科冬瓜属一年生蔓生草本植物，广泛分布于中国、印度、泰国、马来西亚等亚洲的热带、亚热带及温带地区和国家，欧洲、美洲栽培较少。

1.1 国内外冬瓜种质资源研究概况

冬瓜在中国有2000多年的栽培历史[1]，现在我国已有苦冬瓜、香芋冬瓜、绿肉冬瓜、糯米冬瓜、水果冬瓜、耐盐碱冬瓜、实心冬瓜、香冬瓜、迷你冬瓜、硬皮冬瓜、空心瓜、无须冬瓜、四倍体冬瓜、耐涝冬瓜等多种资源，几乎囊括现有文献报道的所有种类，居于世界前列[2]，四川省成都市农林科学院园艺所也已收集大部分类型的冬瓜资源。但是由于冬瓜研究起步较晚，在育种研究方面较番茄、黄瓜、白菜等大宗蔬菜作物明显滞后，对资源材料的应用和开发都不够，缺乏系统深入系统的研究，国外关于冬瓜的相关研究报道也较少[3]，国内外从事冬瓜研究的单位、人员、深度、广度则远远不足，因此很难满足冬瓜生产和发展的需要。

在70年代末期和80年代初期，四川成都市第一农科所(现：成都市农林科学院园艺研究所)进行冬瓜资源研究和育种研究，属于最早开始冬瓜育种研究的单位之一。另外还有长沙市蔬菜所、广西省农科院园艺所、台湾农友公司、广东省农科院蔬菜所也是国内最早育成杂交冬瓜品种的几个单位，然而台湾、意大利开展冬瓜杂交育种及其相关研究要早得多。近二十年来全国累计选育冬瓜不超过100个品种，国外冬瓜新品种选育报道较少。《中国蔬菜品种资源目录》已收集冬瓜种质资源295份(到2005年11月止有299份，节瓜资源69份)，到目前为止还没有一个国家收集到野生种质资源。《中国蔬菜品种志》(2001)中较详细记录了82份冬瓜、22份节瓜的品种特性和栽培要点；2014年我国国家种质资源库中保存的冬瓜和节瓜种质资源分别只有299份和69份[4]，且仅对几个种质特征进行了简单描述，许多重要的种质特征信息尚为空白。广东省农业科学院蔬菜研究所已经收集了约有800多份冬瓜资源，含境外资源70余份，是目前国内外冬瓜种质资源保存最多、种类最齐全的单位。

但是随着现代育种者对品种的人为选择以及商用品种的推广普及，冬瓜资源的数量和其他蔬菜一样正在不断减少，严重危及冬瓜资源的遗传多样性。但仍有较多的种质资源仍散落在民间，由于缺乏专业人员的严格提纯复壮，品种种性不断退化，这就需要育种工作者积极对这些民间丰富的优良地方冬瓜资源进行收集、保护、创新、利用。

1.2 冬瓜主要农艺性状研究

近年来，围绕冬瓜结果生理以及果实性状的遗传相关性，育种者开展了大量的研究，如胡新军[5]、李建宗[6]、谢大森[7]、张建军[8]、周火强[9]等冬瓜育种工作者对冬瓜的发芽、叶片大小、雌花节位、瓜大小、单瓜重、瓜肉致密性、瓜横径、果肉厚度、抗病性、分枝、蔓长等多个性状进行了遗传相关和通径分析，例如冬瓜种子打破休眠的物理处理方法逐渐由传统的干燥处理、低温处理、光照处理等方式向高压静电场处理、微波辐射处理、低强度电流处理、等离子体处理、磁化处理等物理农业新技术研究方向转变，也常用GA、CaCl2、KH2PO4、KCl、H2O2、CuSO4、KMnO4等浸种，它们对种子体内的酶或重要代谢过程产生直接、间接的影响，从而影响种子活力，促进萌发[10]。四川冬瓜育种工作者在这些方面也进行了很多尝试和研究。

1.3 冬瓜抗病性研究

由于高温高湿、土传病害、连作障碍等因素，冬瓜种植过程中病害发生严重，各种病害已成为制约冬瓜生产的主要因素。其中枯萎病、白粉病和疫病是冬瓜三大主要病害[2]，导致冬瓜生产损失惨重。枯萎病是冬瓜的毁灭性病害，在老菜区冬瓜发病率高达60%，严重影响冬瓜的产品质量和数量，冬瓜抗枯萎病育种是育种学者急待解决的一大难题，研究表明冬瓜枯萎病抗性由隐性多基因控制，不易掌握。

为了减少枯萎病对冬瓜生产的威胁，广大冬瓜育种工作者积极选育抗枯萎病的专用品种，四川省成都市农林科学院园艺研究所选育的蓉抗一号是国内第一个报道的抗冬瓜枯萎的杂交冬瓜品种；广东省农业科学院蔬菜研究所利用雌性定向选育和化学诱变技术选育出抗枯萎病、炭疽病的节瓜新材料全雌系A36，并用于育种；曾华兰[11-12]采用土壤接菌法鉴定了42份四川冬瓜种质资源的枯萎病抗性并进行了评价。现普遍采用嫁接改善冬瓜抗枯萎病能力，在四川，冬瓜生产者多采用南瓜做砧木的冬瓜嫁接苗，四川省成都市农林科学院园艺研究所研究已经选育了2个冬瓜专用砧木；同时，如四川省成都市农林科学院园艺研究所研究的“冬瓜-水稻高效轮作”等冬瓜栽培技术[13]的提高也大大降低了病害的发生。

1.4 冬瓜分子生物技术研究概况及思考

分子生物学和生物化学技术在冬瓜中进行资源的遗传多样性研究，为远缘杂交育种提供理论支持、减少育种盲目性，不仅可以提供新的研究手段和方法，而且可以加深对冬瓜资源的研究、创新和利用，近年来，越来越多的科研工作者采取了该技术和方法进行了冬瓜基因水平研究。利容千[14]对中国的瓜类蔬菜进行了较系统的研究中发现冬瓜的染色体大小为2～4μm，冬瓜的核型公式为2n=2x=24=10-16m+6-14sm(2SAT)+0-2ST，节瓜的核型公式2n=2x=24=14m+8sm(2SAT)+2st(2SAT)。林毅[15]获得了冬瓜的核糖体失活蛋白基因：AF453777。孟祥栋[16]利用RAPD技术用20条随机引物分析了2个冬瓜品种和1个节瓜品种，其中3条引物可同时扩增出多态性，其相似系数表明它们的相似性很高。广东省农科院蔬菜所通过对冬瓜(27000多个基因)基因组重测序、高通量基因分型、基因编辑等，在2019年已经完成了首个冬瓜基因组序列测定和基因组变异图谱的绘制。

由于冬瓜种质资源遗传基础狭窄[1]，现有常规的种质资源创新方法已难以创制出具有突破性的材料，如抗疫病的冬瓜材料，必须充分利用现代生物技术，加强对冬瓜种质资源的创新研究，其中基因编辑技术是当前比较行之有效的种质创新技术，然而迄今尚未成功构建冬瓜稳定的遗传转化体系，因此需要加强冬瓜资源收集，特别是本地资源的收集和保存，加强冬瓜种质资源创新技术研究。同时冬瓜育种研究者需要借鉴黄瓜等蔬菜的研究方法，在全基因组水平扫描并检测出与重要性状相关的变异位点，开展主要农艺性状QTL定位研究，挖掘出稳定表达的QTL和优异等位基因；应用关联分析方法发掘冬瓜果实发育、疫病抗性、功能保健成分等数量性状基因，改善育种策略，培育出更多营养成分更高、风味更浓郁的抗病冬瓜品种，充分挖掘冬瓜基因组信息并开展分子设计育种。

1.5 冬瓜营养品质研究思考

冬瓜营养丰富，是优质食品，不仅可鲜食，还可被加工制成糖水冬瓜罐头、冬瓜饮料、冬瓜酱等深加工产品，并且具有明显药用和保健价值。早在《食疗本草》《本草经集注》就有记载，作为药食同源的特色瓜类蔬菜，其营养物质和功能性物质在调节人体生理机能方面与药物调节功能相似，这与人们愈加重视保健和养生、崇尚自然的观念相契合。现在挖掘这些营养物质以及功能性物质代谢合成的关键基因位点，对冬瓜品质分子育种、精深加工产品的开发具有重要的应用价值，也是研究的重点方向之一。

2 冬瓜生产现状及思考

2.1 冬瓜生产概况

目前全世界冬瓜年栽培面积约50万hm2，其中我国的种植面积最大[3]，约占全球的2/3，主要分布在广东、广西、海南、湖南、江苏、四川、湖北、河南、安徽、福建、浙江、河北等省区，境外主要有泰国、越南、印度、印尼、马来西亚、菲律宾、缅甸、美国、玻利尼西亚等国家。多数地区冬瓜生产以鲜销为主，在瓜类作物中占比较高，具有适应性广、耐贮运、货架期长等特点，是现代农产品加工的理想原料和调节市场均衡供应的重要蔬菜作物，我国和印度以生产粉皮冬瓜为主，泰国、马来西亚等东南亚国家以生产小型青皮冬瓜为主。现在广东省农科院蔬菜所研发育成的铁柱黑皮冬瓜已成为全国种植面积最大、销量最大的冬瓜品种。

根据四川省农业农村局统计数据，四川省冬瓜年平均栽培面积近十年每年呈递减趋势，2018年栽培面积已不足6667hm2。但是由于新品种和新技术的应用，冬瓜单产增加明显，2017年年产冬瓜373300t，2018年年产冬瓜473100t，但这不能满足本地及周边地区的需求。四川及重庆等西南地区，消费冬瓜目前仍以空心的粉皮冬瓜为主，栽培仍以粉皮冬瓜为主；随着广东黑皮类型冬瓜的推广，如目前火锅及烧烤食材基本以黑皮类型冬瓜为主，但黑皮类型冬瓜主要靠外来运输补充本地市场，因此逐渐在西南地区开始进行了一部分栽培。

2.2 冬瓜育种研发方向思考

目前由于较多的冬瓜生产者过分追求冬瓜产量，导致冬瓜品种单调。随着人民生活水平的提高，蔬菜生产不断向专业化、产业化方向发展，现有冬瓜品种难以满足市场多样化的需求，这对冬瓜育种提出了新的要求，同时种植者也在产量、品种熟性、耐贮运、商品性、抗病性等方面和消费者在品质、营养、食用风味、果实大小等方面对冬瓜品种都提出了更高的要求，产量育种应转向品质育种。

针对生产上迫切需要解决的问题和良好的发展势头，首先，需要加大科研投人，强化冬瓜新品种选育工作；其次，育种工作者应根据市场需求优化冬瓜育种目标，应以丰产、稳产为主转向优质、多抗、丰产、专用，特别是设施栽培专用品种、优质加工专用品种、优质耐贮运品种、抗病抗逆反季节栽培品种、出口贸易的外向型品种等等方面进行调整和有所突破；第三，降低冬瓜生产成本，积极研究和集成高效节本提质技术、投入品高效利用、减农药减化肥的“双减”技术、肥水精准管控技术、品质与产量耦合提升技术、病虫害绿色防控技术等高效节本提质技术，促进蔬菜安全生产，提高蔬菜持续高效生产与供应水平，增加农民收入。

3 品种推广的思考

3.1 新品种突破性问题

四川省种子站数据显示，四川审定的水稻、小麦、油菜等品种市场推广率仅4～5成左右，四川蔬菜审定的品种数量推广率更低，冬瓜新品种的推广种植则更加有限。审定品种出现同质化，突破性不强导致市场推广困难，又影响了品种转让，即使转让出去，也面临转化效益较差的问题。这也说明了市场缺乏突破性品种，导致科研成果转化率不高，因此需要调动科研人员从事研发、转化、创业的积极性，加强品种突破和市场转化。

3.2 育种和市场关系

由于通常要完成一个突破性品种，需要5～10年乃至更长的时间，但是新品种研发主要以争取科研课题为导向，持续性和研发深度往往不够，导致这些品种跟生产需求不一定很匹配。目前育种研究和市场脱节仍较为严重，当前育种、扩繁、生产等环节也存在脱节问题，省内有实力的育繁推一体化的企业数量偏少，需要建立以市场和商业化成果为导向的育种模式。