黄瓜耐低温性育种研究进展

项福星，邙光伟，康 亮，刘 超，刘剑平，魏晓东，王 平，王洪乐*

（1.承德市农林科学院，河北承德 067000；2.隆化县张三营镇政府，河北承德 068150）

低温给植物的种植和生长会带来非常严重的伤害，也是影响植物地理分布和生产力的重要影响因素。黄瓜最早起源于热带雨林地区，是一种对低温比较敏感、非常不耐寒的植物，但是，黄瓜已经成为我国重要的蔬菜作物。根据联合国粮农组织的统计数据，2020年，我国黄瓜收获面积高达70万h m2，总产量超过了1亿t，且种植面积和产量仍在逐年上升。但我国黄瓜种植设施结构相对来说比较简单，主要是以拱棚和地膜覆盖为主，在促早、延后和错季种植时非常容易受到低温的危害，低温也成为影响黄瓜育种、根系生长的重要因素，加大了黄瓜开花延迟、僵化果、畸形果的发生概率，此外，对黄瓜果实养分的合成也产生了很大影响，降低了黄瓜的品质和产量。基于此，文中对黄瓜耐低温育种的遗传性、杂交亲本、施用外源物质、农艺措施等方面进行了针对性分析和探讨，旨在为黄瓜耐低温性育种的深入研究提供参考。

1 黄瓜耐低温性的遗传性研究

1.1 农艺性状遗传研究

黄瓜能否在低温环境中发芽是衡量黄瓜是否具备耐低温性的重要指标。根据相关资料显示，黄瓜在低温环境中，其发芽率的遗传力仅为2%。相关农作物研究人员在对黄瓜低温发芽能力进行分析研究中发现，黄瓜在低温环境中发芽能力的广义遗传力不到90%，而狭义遗传力仅为30%，由此可以说明这种情况主要是受到非加性效应的影响。另外，还有一些学者认为黄瓜在低温环境下相对发芽率的遗传和加性-显性模型并不相吻合，影响其性状显性基因的组数可能包括了2个，并且两者之间是上位作用关系。黄瓜低温环境下的发芽势和相对发芽指数、相对胚根长度等性状的遗传和加性-显性模型之间有着很大的联系性，并且两者之间相吻合，主要呈现出显性效应，而影响其显性基因的主要是寡基因和寡基因组。还有一些学者认为，黄瓜在幼苗阶段耐低温的广义遗传力要比狭义遗传力高出很多，主要是因其受加性基因控制。通过这些研究可以说明，黄瓜在低温环境中的发芽能力和耐低温性主要由其基因影响。

1.2 黄瓜生理性指标的遗传性研究

目前，针对黄瓜生理性指标的遗传性研究并不是很多，主要是对低温下黄瓜中MDA含量的遗传受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因控制因素的研究。研究显示，2对主基因的加性效应呈现出负向效应，显性效应也是负向的，当时彼此之间的差距并不是很大，总加性效应和总显性效应均呈现出一种比较大的负向效应。

1.3 其他遗传性方面的研究

一些研究结果显示，黄瓜的耐低温性和黄瓜的节数、株高、茎粗、干物质重等形态学性状相关性比较大，其中干物质重和株高相关性较高，节数和茎粗与其相关性相对来说较低一些，干物质重和耐寒指数关系最为明显，水平最高；株高对耐寒指数的影响系数也非常明显，但在其他性状方面，其耐寒指数之间呈负相关，对耐寒指数的影响相对较弱。

2 黄瓜耐低温性育种研究现状分析

2.1 黄瓜耐低温性杂交亲本的筛选

要想培育出耐低温性更强的黄瓜品种，需要选择更好的杂交亲本。针对这方面，一些学者利用黄瓜形态学指标对13℃低温下的黄瓜发芽能力进行了判断，并以其发芽能力的情况判断黄瓜种子萌芽的耐低温能力。还有一些学者表示可以借助低温下黄瓜叶面积和发芽指数来作为黄瓜耐低温能力的评判标准，并且分析出了耐冷性的综合评价指标。另外，一些研究者把黄瓜种子在低温下浸种36 h后的胚芽于2.5℃处理24 h，根据其恢复期胚根伸长率来对其品种间的低温耐受性进行判断。还有一些学者利用生理指标对黄瓜子叶期幼苗在-3℃处理18 h，之后渗透90 mi n左右，用电导法来对黄瓜品种的耐低温性进行分析评价。此外，还有一些学者利用综合性的指标分析法把黄瓜品种的干重、干鲜重比、叶面积、CA T活性、MDA含量、叶绿素a/b、P O D活性、光合速率等作为黄瓜耐低温弱光的评价因素。最后，有一部分学者用活力综合指标、黄瓜胚根伸长指标，以及超弱发光指标等对黄瓜幼芽阶段的耐低温性进行了评价，并且这种方法可以更加全面准确地反映黄瓜的耐低温性。

在上述研究中发现，不同研究学者针对黄瓜的耐低温性评价方法进行了综合性分析，黄瓜的耐低温性主要受黄瓜品种的基因、生长环境等多方面因素的影响。由此可见，无论是哪种单一指标，并不能全面反映出黄瓜的耐低温情况，而是需要采用综合性指标分析法，并结合黄瓜生育阶段、育种目标等进行综合性评价，这样才能更加准确地对黄瓜的耐低温性进行准确评价和分析。

2.2 黄瓜品种培育研究分析

一些学者认为，黄瓜的耐低温性会受到遗传变异性的影响，在进行种间杂交过程中，可以利用野生群体的遗传性物质对其耐低温性进行评价。此外，还指出在杂交育种过程中，也可以借助原生物质体融合和细胞培养等方式来提高黄瓜品种的耐低温性。

另外一些学者认为国外耐寒性比较高的黄瓜品种有日本的寒春早三号黄瓜、春绿黄瓜等；我国耐寒性比较强的黄瓜品种也有很多，如天津黄瓜研究所培育的津优1号、津优2号、津优3号、津优5号、津优20号等。我国的研究学者借助于23.22 C/k g60coγ射线辐射来对黄瓜自交系种子进行处理，在黄瓜种子发生变异的后代群体中筛选出了2个综合性比较好的单株黄瓜品种，并利用亲本和一高代自交系配置出了更适合日光温室栽培的耐低温性黄瓜品种。近些年关于耐低温黄瓜品种的研究非常多，并且很多研究人员都认识到生物技术对耐低温育种有着很好的作用和价值，此方面的研究已经取得了非常不错的成效，为我国耐低温性黄瓜育种提供了更加丰富的理论和实践参考价值，也开辟了一条新的研究途径。

3 调控黄瓜耐低温的途径和有效措施

3.1 耐低温性黄瓜育种成效研究

近些年，我国黄瓜的种植面积在不断的扩大，耐低温性的黄瓜育种取得了非常好的成效，目前现有的新品种包括了适合早春、秋季延后保护地栽培的耐低温黄瓜新品种，如中农37号等。

3.2 施用外源物质研究

施用外源物质主要是指的渗透调节物质、激素类物质和非酶促氧化物质等，在黄瓜的苗期阶段对黄瓜叶进行喷施，灌根或浸种。

3.2.1 渗透调节物质。在黄瓜叶面喷施浓度为10 mmol/L的C a C l2。黄瓜是一种喜欢氮，忌氯的作物，所以在选择钙盐时可以选择C a（N O3）2，草酸在黄瓜体内主要是以C a C2O4存在的，在C a C2O4的合成和分解过程中可以对黄瓜内部细胞中的C a2+进行平衡处理，所以，外源性草酸可以有效地对C a2+进行调节，以此来提高黄瓜的耐低温性。通过这些研究可以发现，10 mmol/L的草酸可以有效地对黄瓜的抗寒性进行调节，减少低温对黄瓜幼苗期的伤害和影响。

3.2.2 激素类物质。外源A B A可以利用其上调内源赤霉素和S A水平的方式来提高黄瓜的耐低温性，喷施浓度为0.1 mmol/L，可以有效的缓解低温对黄瓜幼苗产生的伤害。另外，浓度为1 mmol/L的S A也可以降低低温对幼苗的伤害。外源多胺对黄瓜的冷害也有很好的缓解性作用，并且精胺的效果要明显优于亚精胺。外源多胺主要是对黄瓜叶片的可溶性物质进行提升，增加保护酶活性来提高黄瓜幼苗的抗寒性和耐低温性；6-B A也可以提高黄瓜有幼苗阶段的耐低温性，一般情况采用30 m g/L的浓度即可。

3.2.3 非酶促抗氧化物质。主要指的是具有抗氧化作用的小分子化合物，如褪黑素和抗坏血酸等。在一些研究者的研究中明确指出，在黄瓜外部喷施一些抗坏血酸可以有效减少低温对黄瓜幼苗的伤害，褪黑素则可以加快受低温伤害黄瓜的恢复速度。

3.3 农艺措施研究

3.3.1 低温锻炼。一些学者认为黄瓜短期在低温的环境下实现冷驯化可以有效提升其耐低温性。比如，在黄瓜的幼苗阶段，将其处在10℃4 d左右可以有效的提升其耐低温性。但在不同的低温环境下，对黄瓜幼苗耐低温能力的提升程度影响有所不同，需要对其锻炼时间和温度进行针对性的选择和控制。

3.3.2 嫁接。通过嫁接的方式可以很好地提高黄瓜育种的耐低温性，如通过提高黄瓜的低温砧木和耐低温评价的方式来提高黄瓜品种的耐低温性。利用提高根系统的活力来对黄瓜根系中的水分和养分吸收情况进行控制和提升，以此来对水分和光合效率进行调节，提高其抗氧化防御系统，促进黄瓜体内的抗逆性。

3.3.3 增施微量元素、磷钾肥、二氧化碳气肥等。根据学者们的相关研究，磷、钾、硼等肥料可以有效提高农作物的耐低温性。M o对提高黄瓜幼苗的渗透调节能力效果很好，对提高黄瓜的耐低温性价值也非常高，并且在黄瓜营养液中添加M g2+可以减少黄瓜幼苗遭受低温的伤害，对提高黄瓜的耐低温性有明显效果。

4 结语

黄瓜是我国一种常见的蔬菜，但作为一种热带性蔬菜，黄瓜耐低温性比较差，一般情况下在北方春夏季节种植频率比较高，而在秋冬季节只能在拱棚中种植。因此，对黄瓜育种的耐低温性进行研究对提高黄瓜的产量和扩大种植范围有着重要价值和意义。现阶段，我国很多研究学者对提高黄瓜的耐低温性进行了丰富的研究，并且也选育出了耐低温性的黄瓜品种，但从整体来说，黄瓜育种耐低温性的研究成果并不是很丰富，仍需在今后的研究工作中，加大相关研究力度，不断提高黄瓜的耐低温性，扩大黄瓜的种植范围和提高生产质量。