刘振威,乔丹丹,王鹏伟,刘珍宇,闫晓文,郭林鑫,孙 丽,李新峥
(1.河南科技学院园艺园林学院 河南新乡 453003;2.河南省园艺植物资源利用与种质创新工程研究中心 河南新乡 453003)
南瓜(Cucurbita moschataDuch.)营养丰富,具有重要的经济价值和药用价值,是重要的蔬菜作物之一[1]。其果实外观鲜亮,口感甜而不腻,富含维生素C、β-胡萝卜素、蛋白质、多糖等多种营养成分,具有防癌抗癌、降糖降脂等功能[2],深受大众喜爱。南瓜种植管理简便,适应性强,在世界各地普遍栽植。尤其是山地、坡地、滩地等贫瘠土壤和盐碱地都能种植,不与粮食争地,且生产成本低、产量高,已成为农民增收和农村发展的支柱产业之一。
通过物候期可以明确植物生长发育与外界环境的关系,也侧面表现出植物对自然环境的适应性[3]。在品种评价中,出苗期、抽蔓期、盛花期、始收期等生长发育阶段为主要的物候期[4]。物候期的观察,可为南瓜生产和栽培管理提供依据。植物学性状的调查是种质资源评价的重要依据,也是育种的基础[5-6]。前人对123 份南瓜自交系进行植物学性状评价,提出5 个数量性状可作为植物评价的代表性状[7]。早熟性是蔬菜作物育种工作中一项重要的研究目标[8],有利于实现农业增产和农民增收。有研究结果表明,与熟性性状相关的始花期提前和第一雌花节位降低,对促进早熟有一定的作用[9]。白粉病、病毒病和霜霉病是危害南瓜的主要病害。白粉病发病率高,已成为限制南瓜生产的重要因素[10-11],南瓜白粉病主要发生在生长发育中后期,症状为叶片正反面出现白粉状斑点,发病严重时,对果实转色及坐果会产生一定的影响[11]。南瓜病毒病发生在生长发育前期,出现叶片花叶、皱缩、绿斑等[13]。在潮湿时,会诱发南瓜霜霉病,严重时叶背面出现灰白色霉状物[14]。对发病情况进行调查,掌握病害的病情指数,有利于了解品种的抗病性及有效防治病害[15]。
当今消费者越来越注重品质生活,对食品营养和健康的关注度也越来越高,品质育种是当前品种选育的重要目标。从外观、口感及营养品质3 个方面对南瓜进行评价,以获得品质优良的南瓜新品种。外观品质是果品评价最直观的评价方式,不同南瓜品种的外观特征不同,单瓜质量、果实横径、果实纵径、果肉厚度、果实色泽等为评价果实外观品质的主要指标[16];在南瓜丰产育种中,单瓜质量是提高产量的主要因素之一[17]。口感品质是南瓜重要的经济指标,主要包括硬度、面度、甜度、干湿情况等,一般通过感官评价来确保准确性[18]。南瓜营养品质主要包括淀粉、糖、胡萝卜素等成分,不同南瓜材料之间差异较大[19];果实甜度的高低,与可溶性糖和干物质含量密切相关,而淀粉含量的高低与果肉的软硬有关;南瓜果实中含有天然黄色素,如β-胡萝卜素,可作为提取原料,应用于食品等行业中[20]。
南瓜可食用,可作砧木,可供观赏,还可籽用,用途广泛,常被称为“万能瓜”。近年来,南瓜产业规模不断扩大,培育出了较多的南瓜新品种[21-25]。然而,为满足市场需求,提高我国南瓜市场竞争力,优质特色品种、专用型、加工应用型品种仍需突破。笔者课题组经过多年的培育和筛选,选育出性状稳定的百蜜系列南瓜新品种。通过系统的调查研究明确品种的特征特性很关键,主要从物候期、植物学特性、抗病性、品质等方面对10 个百蜜系列南瓜新品种进行了研究,明确各品种的特性,可为今后新品种的推广提供理论基础。
百蜜1 号、百蜜2 号、百蜜3 号、百蜜4 号、百蜜5 号、百蜜6 号、百蜜7 号、百蜜8 号、百蜜9 号、百蜜10 号均是由河南科技学院园艺园林学院南瓜课题组培育的南瓜一代杂交种;黄狼南瓜(对照),为上海地区地方品种。
百蜜系列品种父母本均是经高代单株自交、提纯获得;百蜜1 号母本和父本分别是2000 年和2001 年于河南收集的农家品种;百蜜2 号母本同百蜜1 号,父本是2001 浙江省杭州市收集的地方品种;百蜜3 号母本由2001 年于河南收集的农家品种,父本是豫北山区收集的早熟农家品种;百蜜4号至百蜜10 号母本均与百蜜3 号相同,百蜜4 号父本是2001 年河南收集的农家品种;百蜜5 号父本是2001 年河南收集的早熟南瓜农家品种;百蜜6号父本是2002 年收集的新乡本地农家品种;百蜜7号父本是2002 年河南收集的早熟农家品种;百蜜8号父本是河南收集的农家品种;百蜜9 号父本是2002 年由河南安阳和新乡收集的早熟品种七叶早和长面瓜经9 代单株自交、提纯、杂交和回交获得;百蜜10 号父本是1999 年于陕西收集的农家品种。
试验于2020—2021 年在河南科技学院园艺园林学院新东农场试验基地内进行,采用随机区组排列设计,3 次重复,小区设计采用双行种植,行距3.6 m,株距0.8 m,每小区定植36 株。
物候期调查:记录百蜜系列南瓜新品种的播种期、出苗期、定植期、抽蔓期、盛花期、收获期,分别以南瓜植株50%以上表现出该物候期所对应的时间。
田间病害调查:南瓜病毒病、白粉病和霜霉病均在自然发病高峰期调查,随机抽取30 株记录发病级别,计算病情指数,病情分级参照李慧明[26]的方法。
植物学性状调查:在南瓜盛花期随机调查30株植株的叶面积、叶色、叶形、节间长、主蔓粗、第一雌花节位[27]等,结合并参照NY/T 2762—2015 标准[28]。
产量指标测定:果实成熟后,统计每个试验小区单株坐瓜数,并用电子天平称量单瓜质量,再根据小区面积折算667 m2产量。
果实品质测定:10 个参试品种分别选取3 个成熟度一致的果实,取果实中部切成厚度2~3 cm 的南瓜段,放入蒸锅蒸熟,并邀请10 位同行专家随机取样鉴评。口感评价标准参考刘文静等[29]的评分方法,共分综合总分、粉香味、甜味、肉质细腻度4 个指标,每个指标按照1~5 级进行评价(打分标准:1分,最差;2 分,差;3 分,中等;4 分,好;5 分,最好),最后归类统计平均值,经统计确定各品种口感品质。
10 个参试品种分别随机选取3 个成熟度一致的果实进行外观和营养品质的测定,设3 次重复。果实形状、光滑度、表面光泽等均参照NY/T 2762—2015 标准[28],可溶性固形物含量用手持糖度计测定;蛋白质含量依据GB 5009.5—2016(第一法)凯氏定氮法[30]测定;淀粉含量依据GB 5009.9—2016(第二法)酸水解法[31]测定;β-胡萝卜素含量依据GB 5009.83—2016 色谱法[32]测定;维生素含量依据GB/T 5009.86—2016(2,6-二氯靛酚滴定法)[33]测定;可溶性糖含量依据GB 6194—1986 费林试剂法[34]测定。主要仪器有高速冷冻离心机,UV-1800 型紫外分光光度计,恒温水浴锅,凯氏定氮仪,研钵、分析天平、手持糖度测定仪。
采用Excel 2019、DPS 7.55 和SPSS 21.0 软件进行试验数据统计分析和聚类分析,采用Duncan’s新复极差法进行显著性分析;采用欧氏距离的系统聚类法进行聚类分析。
由表1 可知,抽蔓期在5 月初,其中百蜜3 号、百蜜5 号、百蜜9 号、百蜜10 号抽蔓期最早;盛花期在5 月下旬到6 月上旬,百蜜9 号盛花期最早;收获期在7 月,百蜜9 号收获期最早;除对照外,百蜜1 号全生育期最长,为116 d,百蜜3 号、百蜜5号、百蜜9 号、百蜜10 号生育期均小于100 d。
表1 百蜜系列南瓜品种的出苗率和物候期
由表2 可知,百蜜10 号第一雌花节位最低,为11.67 节;百蜜4 号的叶面积、主蔓粗度和主蔓长度均最大,分别为640.87 cm2、11.79 mm 和391.45 cm;节间长度在9.12~12.41 cm,百蜜10 号低于其他品种。除百蜜1 号、2 号外,各品种第一雌花节位均与对照有显著差异;百蜜1~5 号和百蜜9 号的叶片面积与对照有显著差异;百蜜1 号、4 号、5 号的主蔓粗度与对照有显著差异;百蜜2 号、10 号的节间长度与对照有显著差异;除百蜜3 号外,各品种主蔓长度均与对照有显著差异。
表2 百蜜系列南瓜品种植物学性状分析
由表3 可知,根据病情指数划分抗性级别,对病毒病表现高抗(HR)的品种有百蜜1 号、百蜜2号和百蜜9 号;对病毒病表现抗病(R)的品种有百蜜4 号、百蜜6 号、百蜜7 号和百蜜10 号;对病毒病表现中抗(MR)的品种有百蜜3 号、百蜜5号和百蜜8 号。10 个百蜜系列南瓜品种对白粉病和霜霉病均表现为高抗。
表3 百蜜系列南瓜品种田间自然发病情况及抗性评价
由表4 可知,百蜜系列南瓜品种单瓜质量在1.22~3.62 kg 之间。总产量由高到低分别为百蜜9号、百蜜6 号、百蜜10 号、百蜜2 号、百蜜1 号、百蜜4 号、百蜜8 号、百蜜5 号、百蜜7 号、百蜜3 号,均高于对照品种。除百蜜1 号、4 号、9 号外,各品种单瓜质量均与对照有显著性差异;除百蜜3 号、7号外,各品种小区产量及总产量均与对照有显著差异。
表4 百蜜系列南瓜品种产量分析
由表5 可知,在外观品质上,百蜜3 号为椭圆形,百蜜4 号为柱形,百蜜5 号为梨形,百蜜6 号和黄狼南瓜为长弯圆筒形,其余均为长颈圆筒形;百蜜6 号果实纵径最大,51.750 cm;横径百蜜5 号最大,为12.750 cm;果形指数百蜜6 号最大,为5.255 cm,百蜜5 号最小,为1.461 cm;果实表面光滑度是衡量品质的重要指标之一,参试品种果实表面均无瓜瘤,瓜棱深浅不同,其中无棱的3 个,分别为百蜜6号、百蜜8 号和黄狼南瓜,果肉颜色均为橙黄色。各品种果实横径均与对照有显著差异;除百蜜3号、5 号外,各品种果实纵径均与对照差异显著;除百蜜2 号外,各品种果形指数均与对照差异显著。
表5 百蜜系列南瓜品种外观品质分析
由表6 可知,在口感品质上,百蜜4 号、百蜜6号、百蜜9 号甜度评分均达到了4.900,高于其余品种;口感面度以百蜜1 号评分最高(5.000);质地以百蜜3 号的评分最高(5.000);综合品质按评分高低为百蜜9 号>百蜜1 号>百蜜3 号=百蜜4 号>百蜜6 号>百蜜2 号>百蜜10 号>百蜜5 号>百蜜8 号>百蜜7 号>黄狼南瓜。除百蜜2 号、7 号、8 号、10 号外,其他品种果实甜度与对照有显著差异;百蜜7号果实面度与对照有显著差异;百蜜7 号、8 号果实质地与对照有显著差异;除百蜜7 号、8 号外,其他品种综合品质均与对照有显著差异。
表6 百蜜系列南瓜品种果实口感品质评价
由表7 可知,营养品质上,参试百蜜系列南瓜可溶性固形物含量、可溶性糖含量、淀粉含量、β-胡萝卜素含量均高于对照。可溶性固形物含量在10.160%~12.450%,排序为百蜜3 号>百蜜1 号>百蜜4 号>百蜜9 号>百蜜7 号>百蜜6 号>百蜜8 号>百蜜10 号>百蜜2 号>百蜜5 号>黄狼南瓜。可溶性糖含量在2.419%~3.360%,排序为百蜜9 号>百蜜6 号>百蜜3 号>百蜜1 号>百蜜4 号>百蜜5 号>百蜜7 号>百蜜10 号>百蜜8 号>黄狼南瓜>百蜜2号。淀粉含量在3.101%~8.467%,排序为百蜜3 号>百蜜4 号>百蜜9 号>百蜜6 号>百蜜1 号>百蜜10 号>百蜜5 号>百蜜7 号>百蜜2 号>百蜜8 号>黄狼南瓜。β-胡萝卜素含量在11.819~26.070µg·g-1,排序为百蜜3 号>百蜜8 号>百蜜7 号>百蜜5 号>百蜜4 号>百蜜6 号>百蜜9 号>百蜜2 号>百蜜10号>百蜜1 号>黄狼南瓜。
表7 百蜜系列南瓜品种果实营养品质分析
维生素C 含量在4.736~13.727 mg·100 g-1,排序为百蜜4 号>百蜜7 号>百蜜9 号>百蜜8 号>百蜜5 号>百蜜10 号>黄狼南瓜>百蜜1 号>百蜜3号>百蜜6 号>百蜜2 号。粗蛋白含量在1.269~3.015 g·100 g-1,排序为百蜜6 号>百蜜5 号>百蜜8号>百蜜1 号>黄狼南瓜>百蜜4 号>百蜜3 号>百蜜7 号>百蜜2 号>百蜜9 号>百蜜10 号。
百蜜1 号、3 号、4 号、7 号、9 号可溶性固形物含量与对照有显著差异;除百蜜2 号和8 号以外,其他品种可溶性糖含量均与对照有显著差异;除百蜜8号以外,其他品种淀粉含量均与对照有显著差异;百蜜2 号、4 号、7 号、8 号、9 号维生素C 含量均与对照有显著差异;除百蜜1 号、10 号以外,其他品种β-胡萝卜素含量均与对照有显著差异;除百蜜1 号、4 号以外,其他品种粗蛋白含量均与对照有显著差异。
由图1 可知,利用平均联接(组间)聚类分析,以植物学性状、产量、生育期、品质进行聚类分析。在欧氏距离2.5 处将10 个南瓜品种分为3 类。第I类有百蜜6 号、百蜜9 号、百蜜10 号,其第一雌花节位较低、产量高且可溶性糖含量和淀粉含量相对较高,百蜜9 号和百蜜10 号早熟性好,可早期上市;第II 类又可分为2 个亚类,其中第1 亚类有百蜜3 号和百蜜7 号,其果型小、短粗型,且β-胡萝卜素含量相对较高,可用于生产加工;第2 亚类为百蜜5 号、百蜜8 号、百蜜2 号、百蜜4 号、百蜜1 号,其长势强,果型大,维生素C 含量和蛋白质含量高,可为人体提供丰富的营养。第III 类为对照黄狼南瓜。
图1 百蜜系列南瓜品种聚类结果
研究中常以植物的全生育期来判断品种的熟性[35],根据生育期的不同,百蜜系列南瓜中早熟品种有百蜜3 号、百蜜5 号、百蜜9 号、百蜜10 号;中熟品种有百蜜4 号、百蜜6 号、百蜜7 号、百蜜8 号;较晚熟品种有百蜜1 号、百蜜2 号。在考虑高产、优质、抗病的前提下,早熟性也是品种选育的关键,而早熟性与植株的第一雌花节位密切相关[36],百蜜系列南瓜第一雌花节位最低为百蜜10 号,结合全生育期可见百蜜10 号的早熟性好。叶片是植物进行光合作用的场所,对生长发育、产量、品质有促进作用[37],主蔓是为植物生长提供水分、有机物质和矿物质等的重要部分,节间长度是植株冠层结构的重要部分,影响植物的光合效率[38],百蜜4 号的叶面积最大,其次是百蜜2 号;百蜜4 号的主蔓粗度、节间长度和主蔓长度相对较大。南瓜种质资源丰富多样,选育出抗病性优良的品种,是抵御病害发生的有效方式。孙瑞杰等[36]研究58 个西葫芦品种白粉病抗性,发现9 个品种表现为抗病。百蜜系列南瓜对病毒病表现高抗、抗病、中抗的品种分别有3、4、3个;百蜜系列南瓜对白粉病和霜霉病均表现为高抗。
果实大小、形状、果形指数和表面光滑度是反映外观品质的重要指标[39]。从单瓜质量可知,参试品种多数为中、小果型南瓜,其中百蜜3 号和百蜜5号为小果型,果形为椭圆形和梨形,更适合小型家庭食用。感官评价是借助于人的感官,并结合物理、化学、心理等,对食品进行评价[40]。由于受年龄、个人感觉差异等主观因素的影响,结果可能存在差异,但感官评价是品质评价最直接的手段,也是当前常用的评价方式。百蜜9 号口感品质综合评分最高,其次是百蜜1 号、百蜜3 号、百蜜4 号。刘勇等[41]对薄皮甜瓜的感官和风味物质进行分析,发现芳香物质影响甜瓜的风味,今后应通过口感与风味物质相结合的手段来评价南瓜品种品质。可溶性固形物和淀粉含量是鉴定品质优劣的重要指标[42]。百蜜系列南瓜可溶性固形物含量在10.250%~12.450%,略高于韩晓霞等[43]的研究结果。淀粉含量在3.521%~8.467%,与刘文君等[44]研究结果基本一致。β-胡萝卜素具有抗氧化、防老化、防癌抗癌和增强人体免疫、预防心脑血管疾病等多种功效[45],是南瓜最重要的营养成分,不同品种之间差异较大[46]。百蜜系列南瓜β-胡萝卜素含量在12.197~26.070µg·g-1,其中百蜜3 号的β-胡萝卜素含量最高。聚类分析可知百蜜6 号、百蜜9 号和百蜜10 号的早熟性好,产量、可溶性糖及淀粉含量相对较高;百蜜3 号和百蜜7 号的β-胡萝卜素含量相对较高,果型小、短粗型,可用于加工。
百蜜系列10 个南瓜新品种中早熟品种4 个,中熟4 个,晚熟2 个。对病毒病高抗3 个、抗病4个、中抗3 个;对白粉病和霜霉病均表现为高抗。第一雌花节位百蜜10 号最低;百蜜4 号的叶片面积、主蔓粗度、主蔓长度均最大;单瓜质量在1.22~3.62 kg,折合667 m2产量百蜜9 号总产量最高。果形指数在1.461~5.255,表面光滑,果肉均为橙黄色;各品种口感甜、面、细腻、综合品质良好;可溶性固形物含量在10.250%~12.450%,淀粉含量在3.521%~8.467%,β-胡萝卜素含量在12.197~26.070µg·g-1,均以百蜜3 号最高;可溶性糖含量在2.353%~3.360%,百蜜9 号最高;维生素C 含量在4.736~13.727 mg·100 g-1,百蜜4 号最高;粗蛋白含量在1.269~3.015 g·100 g-1,百蜜6 号最高。百蜜6号、百蜜9 号、百蜜10 号的早熟性好、产量以及可溶性糖含量较高,百蜜9 号和百蜜10 号为老熟瓜和嫩瓜兼收型,可用于早期品种上市;百蜜3 号和百蜜8 号β-胡萝卜素含量高,可用于食品加工等;百蜜4 号、百蜜7 号、百蜜8 号、百蜜9 号维生素C含量高,百蜜1 号、百蜜5 号、百蜜6 号、百蜜8 号粗蛋白含量高。在生产中应根据实际需求选择适宜的品种,进而创造更多的经济效益和社会效益。