李換麗 楊琴莉 張曉玲 文晉 馬燕斌

收稿日期：2023-12-09

基金項(xiàng)目：運(yùn)城市科技局基礎(chǔ)研究類(lèi)項(xiàng)目（YCKJ-2022073）；山西省應(yīng)用基礎(chǔ)研究面上項(xiàng)目（202103021224145）；山西農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花研究所創(chuàng)新發(fā)展項(xiàng)目（SJJCX2023-04）。

作者簡(jiǎn)介：李換麗（1989—），女，山西芮城人，助理研究員，主要從事西甜瓜種質(zhì)資源創(chuàng)新及基因功能研究。#通信作者：馬燕斌（1978—），男，山西清徐人，研究員，主要從事作物遺傳育種研究，E-mail：myb0517@163.com。

摘 要：西瓜作為一種廣受歡迎的水果，在我國(guó)具有深厚的消費(fèi)基礎(chǔ)，并在全球范圍內(nèi)被視為重要的水果型蔬菜。針對(duì)山西區(qū)域西瓜種植資源較少、育種技術(shù)單一、連茬枯萎病等問(wèn)題開(kāi)展了詳細(xì)探究，針對(duì)如何解決此類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行了深入探討。在當(dāng)前鄉(xiāng)村振興實(shí)施背景下，農(nóng)業(yè)穩(wěn)定、持續(xù)、健康發(fā)展關(guān)系國(guó)計(jì)民生。這些新種質(zhì)資源將具有更好的適應(yīng)性、抗病性和品質(zhì)，為山西西瓜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供支持。

關(guān)鍵詞：西瓜；種質(zhì)資源；遺傳多樣性；分子標(biāo)記；西瓜基因組

中圖分類(lèi)號(hào)：S651 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)：2095–3305（2024）03–00-03

當(dāng)前，西瓜種植產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。山西省作為西瓜種植的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)區(qū)域，已經(jīng)形成了特定縣域的專(zhuān)業(yè)化種植，并創(chuàng)立了自主品牌。然而，目前山西的西瓜生產(chǎn)仍然面臨諸多挑戰(zhàn)：第一，優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源稀缺，遺傳背景較為單一，以“夏寶”和“麒麟瓜”為主要種植品種，但種質(zhì)資源相對(duì)有限；第二，育種技術(shù)較為單一，主要依賴(lài)自然選擇，育種周期較長(zhǎng)，這給季節(jié)性市場(chǎng)帶來(lái)了一定的風(fēng)險(xiǎn)；第三，連作導(dǎo)致的枯萎病問(wèn)題嚴(yán)重；第四，由于種植模式的改變，需要更換地塊，導(dǎo)致種植成本增加。第五，科研力量薄弱。

為了解決上述問(wèn)題，必須加大對(duì)種質(zhì)資源的收集和評(píng)價(jià)力度，同時(shí)選育具有強(qiáng)配合力、優(yōu)質(zhì)特性的骨干親本，為后續(xù)優(yōu)良西瓜品種的選育打下堅(jiān)實(shí)的研究基礎(chǔ)。此外，要加強(qiáng)科研人才培養(yǎng)、管理技術(shù)推廣、品種培育，以促進(jìn)當(dāng)?shù)匚鞴袭a(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)期、穩(wěn)定發(fā)展。針對(duì)我國(guó)三倍體無(wú)籽西瓜育種中存在的四倍體親本短缺、適應(yīng)性與抗逆性差、品質(zhì)不佳等突出問(wèn)題，要?jiǎng)?chuàng)新西瓜種質(zhì)資源、選育適應(yīng)當(dāng)?shù)啬婢硹l件的新品種。

1 西瓜種質(zhì)資源的收集與整理

1.1 種質(zhì)資源的收集和方法

種質(zhì)資源是育種工作的基石，它們?yōu)榕嘤缕贩N提供了必要的遺傳材料和多樣性。為了確保山西省西瓜品種資源的豐富性和性狀的多樣化，將加大種質(zhì)資源的收集力度，擴(kuò)大收集范圍，不僅限于山西省，還包括全國(guó)乃至全球的西瓜種質(zhì)資源。

本項(xiàng)目計(jì)劃通過(guò)多種渠道收集不同區(qū)域的西瓜種質(zhì)資源，包括野生種、地方品種和改良品種。新疆、甘肅蘭州、山東德州、江蘇東臺(tái)等地的西瓜因其獨(dú)特的品質(zhì)和適應(yīng)性而聞名，將是重點(diǎn)收集區(qū)域。此外，還將通過(guò)國(guó)際合作，引進(jìn)國(guó)外的優(yōu)質(zhì)西瓜種質(zhì)資源，以增加山西省西瓜育種的遺傳多樣性。在收集到的種質(zhì)資源中，將選取具有潛在價(jià)值的資源在山西省進(jìn)行引種試驗(yàn)。試驗(yàn)將采用統(tǒng)一的管理方式，以確保觀察結(jié)果的準(zhǔn)確性和可比性。在試驗(yàn)過(guò)程中，將詳細(xì)記錄植株的生長(zhǎng)發(fā)育情況，包括出苗率、開(kāi)花期、坐果率等關(guān)鍵生育期指標(biāo)，以及枝蔓長(zhǎng)度、成熟期西瓜的長(zhǎng)勢(shì)（如長(zhǎng)度、寬度、形狀等）。

除了形態(tài)學(xué)特性的調(diào)查，還將對(duì)西瓜種質(zhì)資源的生物學(xué)特性、綜合抗性（如抗病性、耐逆性）、生產(chǎn)性能（如產(chǎn)量、果實(shí)大?。┖推焚|(zhì)性狀（如糖度、口感、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值）進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。這些數(shù)據(jù)將用于建立西瓜種質(zhì)資源的性狀檔案，為后續(xù)的育種工作提供科學(xué)依據(jù)。通過(guò)系統(tǒng)的收集和評(píng)價(jià)工作，為山西省的西瓜育種工作積累寶貴的遺傳資源，為培育出更適應(yīng)市場(chǎng)需求、更具競(jìng)爭(zhēng)力的西瓜新品種奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，有助于提升山西省西瓜產(chǎn)業(yè)的整體水平，滿(mǎn)足消費(fèi)者對(duì)高品質(zhì)西瓜的追求[1]。

1.2 種質(zhì)資源的鑒定標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)指標(biāo)

為了確保收集到的種質(zhì)資源具有多樣性和代表性，需要建立一套科學(xué)的鑒定標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)指標(biāo)。西瓜種質(zhì)資源的鑒定標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)包括但不限于以下4個(gè)方面：一是形態(tài)學(xué)特征，如果實(shí)形狀、大小、瓜皮色、肉色等；二是生物學(xué)特性，如生長(zhǎng)習(xí)性、開(kāi)花期、成熟期等；三是農(nóng)藝性狀，如產(chǎn)量、抗病性、耐逆性等；四是品質(zhì)性狀，如糖度、口感、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等。這些標(biāo)準(zhǔn)有助于準(zhǔn)確鑒定西瓜種質(zhì)資源的種類(lèi)和特點(diǎn)。

西瓜種質(zhì)資源的評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)包括但不限于以下4個(gè)方面：一是遺傳多樣性，通過(guò)分子標(biāo)記等技術(shù)評(píng)估種質(zhì)資源的遺傳背景和親緣關(guān)系；二是適應(yīng)性，評(píng)估種質(zhì)資源在不同生態(tài)環(huán)境下的生長(zhǎng)表現(xiàn)和產(chǎn)量穩(wěn)定性；三是抗逆性，評(píng)估種質(zhì)資源對(duì)常見(jiàn)病蟲(chóng)害的抵抗能力；四是品質(zhì)，評(píng)估果實(shí)的口感、糖度等消費(fèi)者關(guān)注的品質(zhì)指標(biāo)。

在收集和整理西瓜種質(zhì)資源的過(guò)程中，需要注意以下3點(diǎn)：一是要確保收集到的種質(zhì)資源具有廣泛的地理分布，涵蓋不同生態(tài)類(lèi)型和遺傳背景；二是要注重收集野生種和地方品種，它們可能含有獨(dú)特的遺傳變異和有利基因；三是要建立完善的種質(zhì)資源庫(kù)，對(duì)收集到的種質(zhì)資源進(jìn)行分類(lèi)、編號(hào)和保存，確保資源的長(zhǎng)期保存和有效利用[2]。

2 西瓜種質(zhì)資源的基本情況

西瓜（Citrullus lanatus）是一種重要的園藝作物，其種質(zhì)資源的收集與整理對(duì)西瓜的遺傳改良和產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。西瓜種質(zhì)資源豐富多樣，包括野生種、地方品種和栽培品種，它們?cè)谛螒B(tài)學(xué)、生物學(xué)、農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀等方面表現(xiàn)出豐富的變異。野生西瓜種質(zhì)資源主要分布在非洲等地區(qū)，具有較強(qiáng)的抗逆性和適應(yīng)性。地方品種是在特定生態(tài)環(huán)境和栽培條件下，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的人工選擇和自然選擇形成的地方特色種質(zhì)資源。栽培品種是根據(jù)市場(chǎng)需求，通過(guò)雜交、選擇等手段培育出的具有優(yōu)良性狀的品種。

在西瓜種質(zhì)資源的收集與整理過(guò)程中，需要關(guān)注以下4個(gè)方面：

形態(tài)學(xué)特征：果實(shí)形狀（圓形、橢圓形、長(zhǎng)橢圓形等）、大?。ㄐ⌒?、中型、大型等）、果皮色（淺綠色、綠色、深綠色、墨綠色、黃色、花皮、黑色等）、果肉色（白色、黃色、粉色、大紅、桃紅、深紅、彩虹色等）等。

生物學(xué)特性：生長(zhǎng)習(xí)性（藤本、矮化等）、開(kāi)花期（早花、中花、晚花等）、成熟期（早熟、中熟、晚熟等）等。

農(nóng)藝性狀：產(chǎn)量（高、中、低等）、抗病性（抗病毒、抗真菌、抗細(xì)菌等）、耐逆性（耐旱、耐鹽、耐寒等）等。

品質(zhì)性狀：包括糖度（高、中、低等）、口感（脆、糯等）、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值（維生素、礦物質(zhì)等）等。

3 西瓜種質(zhì)資源的遺傳多樣性分析

3.1 分子標(biāo)記技術(shù)在西瓜遺傳多樣性分析中的應(yīng)用

分子標(biāo)記技術(shù)是一種基于DNA水平進(jìn)行分析的方法，用于評(píng)估西瓜種質(zhì)資源的遺傳多樣性。這項(xiàng)技術(shù)在西瓜遺傳多樣性分析中起著至關(guān)重要的作用，因?yàn)樗梢蕴峁╆P(guān)于基因組水平上的遺傳變異的信息。分子標(biāo)記技術(shù)包括簡(jiǎn)單序列重復(fù)（SSR）、擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性（AFLP）、隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA（RAPD）、序列相關(guān)擴(kuò)增多態(tài)性（SRAP）和單核苷酸多態(tài)性（SNP）等[3]。這些技術(shù)可以用來(lái)檢測(cè)基因組中的特定區(qū)域，從而揭示不同西瓜種質(zhì)資源之間的遺傳差異。

在西瓜遺傳多樣性分析中，分子標(biāo)記技術(shù)的應(yīng)用可以幫助研究者確定不同品種或種質(zhì)資源之間的遺傳關(guān)系，評(píng)估種內(nèi)的遺傳多樣性，檢測(cè)和追蹤特定的遺傳特征。通過(guò)比較不同西瓜種質(zhì)資源的DNA指紋圖譜，可以揭示它們之間的親緣關(guān)系，為種質(zhì)資源的分類(lèi)和鑒定提供科學(xué)依據(jù)。此外，分子標(biāo)記技術(shù)還可以用于評(píng)估西瓜種質(zhì)資源的遺傳穩(wěn)定性，檢測(cè)遺傳變異和突變，為西瓜遺傳育種提供重要的遺傳信息[4]。

3.2 種質(zhì)資源的遺傳多樣性分析結(jié)果與解讀

通過(guò)對(duì)西瓜種質(zhì)資源進(jìn)行遺傳多樣性分析，可以獲得關(guān)于不同品種或種質(zhì)資源之間遺傳差異的信息。這些分析結(jié)果可以幫助人們了解西瓜種內(nèi)的遺傳多樣性水平，揭示不同地理種群之間的遺傳分化，評(píng)估遺傳資源的保護(hù)和利用情況。在解讀遺傳多樣性分析結(jié)果時(shí)，可以根據(jù)分子標(biāo)記技術(shù)的數(shù)據(jù)，將不同的西瓜種質(zhì)資源進(jìn)行聚類(lèi)分析，構(gòu)建遺傳關(guān)系樹(shù)狀圖。通過(guò)比較不同種質(zhì)資源的遺傳距離，揭示它們之間的遺傳相似性和差異性。此外，還可以通過(guò)關(guān)聯(lián)分析，將特定的遺傳標(biāo)記與農(nóng)藝性狀或品質(zhì)性狀相關(guān)聯(lián)，為分子輔助選擇育種提供依據(jù)。遺傳多樣性分析結(jié)果還可以為西瓜遺傳資源的保護(hù)和利用提供科學(xué)依據(jù)。通過(guò)評(píng)估不同地理種群的遺傳多樣性水平，可以確定哪些種群具有較高的遺傳多樣性，需要優(yōu)先保護(hù)和保存。此外，通過(guò)分析不同品種或種質(zhì)資源的遺傳背景，可以指導(dǎo)雜交育種的親本選擇，提高育種的效率和成

功率[5]。

4 西瓜種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀評(píng)價(jià)

4.1 田間農(nóng)藝性狀的觀察和記錄

田間農(nóng)藝性狀觀察和記錄是評(píng)價(jià)西瓜種質(zhì)資源的重要步驟，它為西瓜的遺傳改良提供了直接依據(jù)。田間試驗(yàn)通常在特定的環(huán)境條件下進(jìn)行，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可比性。在西瓜的生長(zhǎng)周期中，首先，需要觀察和記錄多個(gè)關(guān)鍵生育期和農(nóng)藝性狀。記錄播種期、出苗期、開(kāi)花期、膨瓜期和成熟期等關(guān)鍵生育期，這些數(shù)據(jù)有助于了解不同西瓜種質(zhì)資源的生長(zhǎng)發(fā)育速度和周期。其次，觀察和記錄植株的生長(zhǎng)習(xí)性，如藤蔓長(zhǎng)度、葉形、葉色等，這些性狀直接影響西瓜的種植密度和光合效率。最后，需要評(píng)估西瓜的坐果情況和果實(shí)性狀。坐果率是衡量西瓜產(chǎn)量的重要指標(biāo)，而果實(shí)的形狀、大小、果皮色、果肉色等性狀則直接影響市場(chǎng)需求和消費(fèi)者的接受度。果實(shí)的糖度、口感和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等品質(zhì)性狀也需要通過(guò)實(shí)地品嘗和專(zhuān)業(yè)儀器檢測(cè)來(lái)評(píng)估。為了確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和重復(fù)性，田間觀察和記錄應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)化的方法，并由專(zhuān)業(yè)人員執(zhí)行。同時(shí)，為了減少環(huán)境因素的影響，通常需要進(jìn)行多年和多點(diǎn)的田間試驗(yàn)，以獲得更全面、可靠的農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)。

4.2 農(nóng)藝性狀的評(píng)價(jià)結(jié)果

通過(guò)對(duì)西瓜種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以獲得關(guān)于不同品種或種質(zhì)資源在特定環(huán)境條件下的表現(xiàn)和適應(yīng)性的信息。這些評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)西瓜的遺傳改良和品種選育具有重要意義。農(nóng)藝性狀評(píng)價(jià)結(jié)果可以揭示不同西瓜種質(zhì)資源在產(chǎn)量、抗病性、耐逆性等方面的差異。通過(guò)比較不同種質(zhì)資源的坐果率、果實(shí)大小、品質(zhì)等性狀，可以篩選出具有優(yōu)良農(nóng)藝性狀的種質(zhì)資源，作為遺傳育種的親本材料。

此外，農(nóng)藝性狀評(píng)價(jià)結(jié)果還可以為西瓜的栽培管理提供指導(dǎo)。例如，根據(jù)不同種質(zhì)資源的生長(zhǎng)習(xí)性和成熟期，選擇合適的種植時(shí)間和栽培模式，以提高產(chǎn)量和品質(zhì)，同時(shí)建立一整套高效的西瓜栽培技術(shù)體系，根據(jù)不同種質(zhì)資源的抗病性和耐逆性，采取相應(yīng)的防治措施和栽培管理策略，防治病蟲(chóng)害。

5 優(yōu)良種質(zhì)資源的篩選與利用

5.1 優(yōu)良種質(zhì)資源的篩選

在西瓜種質(zhì)資源的收集與整理工作基礎(chǔ)上，為了篩選出適應(yīng)性較好的優(yōu)良種質(zhì)資源，需要通過(guò)一系列的育種手段，包括多代自交分離、單株選擇和系統(tǒng)間選擇。這些方法有助于育成性狀整齊、遺傳穩(wěn)定的自交材料，為后續(xù)的品種改良提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

多代自交分離是篩選優(yōu)良種質(zhì)資源的關(guān)鍵步驟。通過(guò)連續(xù)自交，可以消除雜合性，穩(wěn)定遺傳特性，從而獲得純合的自交系。這些自交系在遺傳上具有穩(wěn)定性，可以保證后代性狀的一致性，便于品種的繁殖與推廣。單株選擇是在自交過(guò)程中選擇和保留表現(xiàn)優(yōu)異的單株。這需要根據(jù)育種目標(biāo)，對(duì)植株的生長(zhǎng)習(xí)性、果實(shí)性狀、品質(zhì)等進(jìn)行綜合評(píng)估。選擇出的優(yōu)良單株將成為后續(xù)育種的親本材料，為培育新品種提供遺傳基礎(chǔ)。此外，系統(tǒng)間選擇是在不同的環(huán)境條件下，對(duì)自交系進(jìn)行評(píng)估和選擇。這有助于篩選出適應(yīng)性廣泛、抗逆性強(qiáng)的種質(zhì)資源。通過(guò)多點(diǎn)試驗(yàn)和多年觀察，可以更全面地了解自交系在不同環(huán)境下的表現(xiàn)，從而選出適應(yīng)性較好的種質(zhì)資源。

為了加速育種進(jìn)程，可以利用南繁加代、溫室加代等方法進(jìn)行多代連續(xù)分離和提純。這些方法可以在較短的時(shí)間內(nèi)獲得多代后代，加快自交系的選育過(guò)

程[6]。同時(shí)，通過(guò)分子標(biāo)記輔助選擇等技術(shù)，可以更準(zhǔn)確地追蹤和選擇特定的遺傳特征，提高育種的效率和準(zhǔn)確性。

通過(guò)以上方法篩選出的優(yōu)良西瓜種質(zhì)資源，將具備穩(wěn)定的遺傳特性和良好的適應(yīng)性。這些種質(zhì)資源將成為西瓜遺傳育種的重要材料，為培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆性強(qiáng)的新品種提供支持。同時(shí)，有助于豐富我國(guó)西瓜品種的遺傳多樣性，推動(dòng)西瓜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

5.2 優(yōu)良種質(zhì)資源的育種利用

西瓜不僅是一種受歡迎的夏季水果，而且具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和醫(yī)療保健作用。它富含維生素C、維生素A、鉀和膳食纖維，對(duì)心血管健康、消化系統(tǒng)功能和皮膚健康都有積極作用。此外，西瓜還含有抗氧化劑，如番茄紅素和氨基酸，這些成分有助于減少炎癥、提高免疫力、預(yù)防慢性疾病。因此，西瓜不僅能夠滿(mǎn)足人們對(duì)美味水果的需求，還能為人體健康提供多種益處。山西省作為我國(guó)重要的西瓜種植區(qū)域之一，其西瓜種植產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但在科研力量方面相對(duì)薄弱。為了實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)匚鞴袭a(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展，加強(qiáng)科研人才培養(yǎng)、管理技術(shù)推廣和品種培育等措施顯得尤為重要。

科研人才培養(yǎng)是推動(dòng)西瓜產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新的關(guān)鍵。通過(guò)建立專(zhuān)業(yè)的研究團(tuán)隊(duì)，加強(qiáng)對(duì)西瓜種質(zhì)資源收集、評(píng)價(jià)和育種技術(shù)的研究，可以提高西瓜產(chǎn)業(yè)的科研水平。此外，與高校、科研機(jī)構(gòu)合作，開(kāi)展技術(shù)交流和人才培養(yǎng)，可以為山西西瓜產(chǎn)業(yè)提供持續(xù)的技術(shù)支持和人才儲(chǔ)備。

管理技術(shù)推廣對(duì)于提高西瓜產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要意義。通過(guò)推廣先進(jìn)的栽培技術(shù)、病蟲(chóng)害防治技術(shù)和水肥管理技術(shù)，可以提高西瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)，減少生產(chǎn)成本，增加農(nóng)民的收入。同時(shí)，加強(qiáng)農(nóng)民的技術(shù)培訓(xùn)和指導(dǎo)，提高他們的生產(chǎn)技能和管理水平，也是推動(dòng)西瓜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要舉措。

6 結(jié)束語(yǔ)

西瓜特色種質(zhì)資源的鑒定涉及資源的收集與整理、遺傳多樣性分析、農(nóng)藝性狀評(píng)價(jià)、抗病性與品質(zhì)性狀評(píng)價(jià)和育種利用。通過(guò)田野調(diào)查、種質(zhì)交換和國(guó)際合作，收集并保存國(guó)內(nèi)外西瓜種質(zhì)資源，包括野生種、地方品種和改良品種。利用分子標(biāo)記技術(shù)對(duì)資源進(jìn)行遺傳多樣性分析，揭示其親緣關(guān)系。同時(shí)，觀察和記錄種質(zhì)資源的田間農(nóng)藝性狀，評(píng)估其在特定環(huán)境下的表現(xiàn)和適應(yīng)性。此外，評(píng)估種質(zhì)資源的抗病性和品質(zhì)性狀，篩選出優(yōu)良的種質(zhì)資源，并利用這些資源進(jìn)行育種，選育出適應(yīng)性強(qiáng)、品質(zhì)優(yōu)良的新品種，推動(dòng)西瓜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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