黄瓜育种研究进展
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我国黄瓜育种研究进展
摘要:本文简述了黄瓜种子资源、主要性状遗传以及育种手段从黄瓜起源、生产现状、种质资源、遗传特性、育种手段等方面综述了我国黄瓜育种的研究进展,并展望了相关研究的发展方向。
关键词: 黄瓜育种现状策略
黄瓜(Cucumis sativus L)葫芦科,甜瓜属一年生植物,2n=14,又名胡瓜、王瓜、青瓜等。温季作物,不耐寒或耐寒性极弱,其生长和发育的适宜温度通常高于20℃。高于30℃,低于12℃其生长发育不正常。目前黄瓜随着其保护地栽培技术的普及和推广,已经由一种季节性很强的蔬菜成为季节不明显的蔬菜。在世界各地广为栽培。它清脆爽口,乃夏令佳蔬,历史上颇为昂贵。陆游诗曰:“白苣黄瓜上市时,盘中顿觉有光辉”。古时的黄瓜,尤其是温室的黄瓜,多系宫廷贡品。唐人王建诗曰:“内园分得温汤水,二月中旬已进瓜”,此瓜就是黄瓜。这些都说明黄瓜在人们生活中的重要位置。
1 概述
1.1 起源
黄瓜(cucumber).,起源于印度的喜玛拉雅山脉南麓的印度北部热带雨林带地区。最初的黄瓜为野生,瓜带黑刺,味剧苦不能食用。主要依据是黄瓜在印度已经有3000年的栽培历史,而且在印度喜玛拉雅山麓曾发现一个原始类型的黄瓜近缘野生种(Cucumi sharwickii Rpyle).
1.2 分布与传播
据考证,非洲也很早就有了黄瓜。《旧约全书》说:“我们记得在埃及不花钱就能吃到鱼,也有黄瓜……”。欧洲有黄瓜的记载约在公元1世纪。罗马帝国的第二任皇帝喜爱黄瓜,几乎餐餐必备。此后公元9世纪才相继传入法国和俄罗斯。英国到16世纪才开始种黄瓜。日本的栽培是17世纪从我国引入。
我国是在西汉时经由丝绸之路从西域引进的,初称“胡瓜”。后赵时(公元319-322)北方避石勒讳改称“黄瓜”。由于黄瓜在我国栽培历史悠久,所以逐渐在中国形成了次生中心。李家文(1979)认为黄瓜古代由印度分两路传入我国:一路经由缅甸和印中边界传入华南,并在华南被驯服,形成了我国华南系统的黄瓜(瓜形肥短,皮光滑无刺,肉质较软);另一类是2000年前的汉武帝时,由张骞经由新疆将种子带入北方,经多年驯化,形成了华北系统黄瓜(瓜形瘦长,大棱大刺,肉质坚脆)。
1979-1980年中国农科院蔬菜所和云南省农科院园艺所组成蔬菜品种资源考察组,在西双版纳搜集到一种新类型。称之为西双版纳黄瓜。该黄瓜具有方圆形、大脐、果肉橙色类似甜瓜的特征。但经鉴定属于是一种黄瓜变种。
过去我国黄瓜栽培地区分布很不均匀,主要集中在一些气候条件及自然环境比较好的省份,如山东、河南、海南等地。近年来,我国黄瓜种植区分布逐渐扩散,几乎在每一个省,每一个大城市周围都有一些大的黄瓜生产基地,区域化生产越来越突出。
1.3 生产现状
1.3.1 黄瓜栽培面积大、形式多
据FAO统计,自1970年以来,我国黄瓜栽培面积逐年增加,而且一直居世界首位。2000年,我国黄瓜的栽培面积从1970年的24.3万h㎡增加到100.4万h㎡,增加了3.1倍,占世界总栽培面积的的56.50%;在栽培面积增加的同时,栽培形式也发生了巨大变化,小拱
棚、塑料大棚、温室都得到了广泛应用。
1.3.2 黄瓜总产量高
1970年以来,我国黄瓜总产量一直居世界首位。我国人均黄瓜占有量从1970年的3.59kg 增加到2000年的12.93kg,而且黄瓜供应更加及时、合理。由于保护地的发展,黄瓜已经实现了周年供应。
1.4我国黄瓜发展趋势
1.4.1.黄瓜栽培总面积增长渐缓,但保护地栽培面积增长幅度大。由于黄瓜种植的利润较高,价格相对稳定,农民的生产积极性较高,另外,黄瓜的需求量也会上升。因此,黄瓜的栽培面积,尤其是保护地黄瓜的栽培面积会进一步增加。
1.4.2.黄瓜抗病新品种将满足各个茬口生产的需要。现在,我国露地黄瓜抗病性较强,农药使用量非常少,但保护地黄瓜抗病能力较差,保护地条件又容易滋生病菌,因此保护地黄瓜病害(尤其是叶部病害)发生严重,用药量较大。人们现正加强对保护地黄瓜抗病能力的选择,在未来几年内,保护地黄瓜的抗病能力会有明显提高,用药量也会明显降低。同时,适合各个栽培茬口的不同类型黄瓜新品种也会不断涌现。
1.4.3.黄瓜品种和栽培技术的要求将越采越高。随着我国黄瓜生产的产业化,品种的要求也越来越严格,不仅要求高产、抗病、优质,黄瓜的果实形状及口感等也成为重要的种植指标。另外,由于环保的要求越来越高,今后,光滑型黄瓜的种植将会有很大的发展潜力及广阔的市场。
1.4.4.生物技术更大程度地应用于黄瓜育种。传统育种方法选育一个优良品种至少需要5--8年的时间,这在很大程度上制约着新品种选育的速度。单倍体技术的开发和应用为黄瓜育种提供了新的有力手段,可以尽快实现黄瓜品系纯化,尽快育成新的纯和自交系,为杂种优势的利用提供优良的条件。
1.5 存在问题与展望
“十一五”期间,虽然创新了一大批育种材料,但是仍缺乏耐热水果型、加工类型、抗新兴病害密刺型、耐寒华南型黄瓜材料。以后应加强这方面的工作并育成相应的品种。同时需要加强抗新型病害、抗逆(抗旱、耐盐碱等)、黄瓜品质等研究工作。
由于黄瓜遗传基础狭窄,难于开发多态性标记,致使黄瓜分子生物学研究相对滞后,长期没有突破性进展。可喜的是,“十一五”阶段,黄瓜的分子生物学研究取得了长足发展。但也存在与常规育种结合不够紧密、研究单位之间缺乏沟通和研究内容重复立项等问题。相信在国际黄瓜基因组计划的推动下,随着连锁更紧密的分子标记、基因标记等的开发,将完成更多性状的精细定位和重要农艺性状基因的克隆,势必对黄瓜分子聚合育种起到巨大的推进作用。逐渐建立起高通量和高效的黄瓜多基因聚合分子育种技术,为培育更多符合市场需求,兼具早熟性、高品质、抗病、抗逆和丰产的新品种提供技术支持。
1.6 育种方向
1.6.1 空间诱变及生物技术育种
在我国,利用空间诱变及组织培养进行植物再生研究取得了很大的进展和成效,在十字花科的大白菜、小白菜、包心菜等蔬菜育种中应用得比较广泛,但还未真正应用于黄瓜育种。为此,在黄瓜育种时可以通过诱变、生物技术取得再生产生的单倍体植株,经人工加倍后,得到完全纯合的双单倍体,从而缩短黄瓜育种的时间和提高品种的质量[7];在黄瓜细胞工程方面,针对黄瓜品种的耐涝性、耐病虫性、耐热性、耐寒性、品质等性状开展生物技术研究,通过分子标记建立黄瓜基因图谱进行系谱分析和定位以及进行杂种一代的纯度鉴定和品质、耐(抗)病虫性鉴定等。
1.6.2 种质资源的搜集、利用和创新
加强黄瓜种质资源的搜集, 包括野生种和远、近缘种的搜集,并利用杂交、空间诱变、