南瓜抗病育种及种间杂交

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1、南瓜抗病育种和种间杂交刘文君广西农业科学院蔬菜所1南瓜种植概述和营养价值1.1南瓜概述南瓜为葫芦科（Cucurbitaceae）南瓜属（Cucurbita）中的一年生草本植物，起源于美洲大陆，其种质资源丰富，遗传类型多样，用途广。根据食用部位和加工对象不同分为肉用和籽用；根据用途分为肉用、籽用、砧用、观赏、饲料和加工六大类。南瓜属共有27个种，中国南瓜、印度南瓜和西葫芦为其中的3个最具经济价值的栽培种，如图1。图1南瓜的3个主要栽培种印度南瓜美洲南瓜1.2南瓜的生产情况据市场分析统计，2013年我国南瓜生产面积110万公顷，总产

2、量约3000万吨，其中肉用南瓜80万公顷，总产量2900万吨；籽用南瓜30万公顷，总产量27万吨。广西以种植蜜本类型南瓜为主，面积约20万亩，印度南瓜和西葫芦分别5万亩。表1为我国三大系列肉用南瓜的生产情况。系列面积分布区域中国南瓜38万公顷以蜜本类型南瓜为主，主要分布在湖南、湖北、广西、四川、重庆、云南、广东、海南、安徽等地。印度南瓜20万公顷红皮印度南瓜主要分布在山东、海南、黑龙江、云南、内蒙古、陕西、湖南等地；绿皮印度南瓜主要分布在浙江、广西、江苏、山东、东北等地。西葫芦22万公顷主要分布在山东、河南、河北、山西、陕西、甘

3、肃、辽宁、云南等地。2南瓜主要病害及抗病育种2.1南瓜主要病害及发生规律为害瓜类蔬菜的病害在南瓜生产中均有发生，如疫病、枯萎病、蔓枯病、霜霉病和叶枯病等，但在最普遍发生和影响最严重的是白粉病和病毒病，如图2。白粉病在南瓜整个生育期均可发生，以生长中后期为害最重，茎、叶均可感病，通常从基本老叶开始发病，而后向上扩散，发病严重是全株覆满粉层，导致叶片光合作用受损，植株早衰，枯死。白粉病的发生、发展、流行与温湿度密切相关，白粉菌的分生孢子萌发要求较高的温度，以20～25℃最适，而不能低1于10℃或高于30℃，同时白粉菌的分生孢子的抗逆

4、性较低，寿命短，在26℃左右只能存活9小时，30℃以上或-1℃以下很快便失去生活力；白粉菌是一类比较耐干旱的真菌，当叶片上有水滴存在时，分生孢子会因吸水过多导致膨压增高孢壁破裂，反而不利于孢子萌发，但是在干旱条件下白粉病发病更重，原因在于干旱降低了叶片表面细胞的膨压，有利于白粉菌的侵染。鉴于以上原因，在南宁市，4月～6月为发病盛期，7月～9月高温季节病情停滞，10月～11月又是发病高峰期。病毒病通常与高温伴随发生，在夏秋季发病较重，以危害幼株为主，表现为花叶、蕨叶、植株矮化等，其病原菌主要是通过蚜虫或机械传播。印度南瓜和西葫芦的

5、抗性不及中国南瓜，极易感白粉病和病毒病，因而在我区秋季生产印度南瓜或西葫芦十分困难。图2南瓜白粉病（左）和病毒病（右）2.2抗病育种进展多年来，在南瓜生产中存在非常大的误区，即认为南瓜的抗逆性强，育种目标以提高产量为主。然而实际情况并非如此，印度南瓜和西葫芦的抗逆性远不及中国南瓜，至今仍没有发现高抗白粉病或病毒病的印度南瓜或西葫芦材料，导致抗病育种进展缓慢，严重制约南瓜产业的发展。这与发达国家相比差距非常大，国外通过对大量资源的研究，从野生南瓜中找到了抗白粉病、真菌性黑星病和病毒病的材料，如野生种龙德里南瓜C.lundellia

6、na是白粉病抗性基因的优良来源，野生种CucurbitamartinerziiBailey高抗白粉病和黄瓜花叶病毒病（CMV），野生种Cucurbitamoschatacv.NigerianLocal兼抗多种病毒病。在我国，一方面对种质资源的研究不深入，在种质资源鉴定、分析评价、分类等方面研究不够深入、细致和广泛，不少资源材料还停留在保存阶段，部分资源仍是非常混杂的材料，未能作出较好的鉴定与评价；另一方在育种手段方面仍以杂交育种为主，现代先进的分子辅助育种等方面应用很少。因此，在南瓜抗病育种方面任重道远。我所南瓜课题组结合分子标

7、记辅助育种，育成高抗白粉病的蜜本类型南瓜新品种“桂丰1号”南瓜，该品种生长势强，田间白粉病发病率低，早春种植整个生育期可不使用任何农药，产品经权威部门检测达绿色蔬菜等级。3南瓜种间杂交及其应用3.1种间杂交的可行性印度南瓜和西葫芦的抗性较差，但品质优，而中国南瓜、黑籽南瓜和其它野生种刚好相反，因此科学家们长期以来试图通过种间杂交实现优异基因的跨种渗透，诸多实验表明这种方面是切实可行的。但是由于印度南瓜、中国南瓜和西葫芦的染色体数为48条，而野生种为40~48条，因而在栽培种间的杂交较易取得成功，其最大障碍在于杂交后代种子数少，平

8、均每瓜仅为2~3粒，因此需要进行大量实验以筛选出杂交种子数多的组合。3.2种间杂交的性状变化2笔者在2012年~2014年进行了中国南瓜和印度南瓜的种间杂交实验，以印度南瓜为母本时杂交易取得成功，坐果率在60%以上，而以中国南瓜为母本时坐果困难。在性状遗传方面，