西瓜分子育种研究进展

近年来,分子育种技术的应用使得西瓜育种水平得到了快速发展,西瓜分子育种主要包括分子标记育种、转基因育种和分子设计育种。现就前人在西瓜分子育种方面取得的研究成果、西瓜分子育种研究中存在的问题及解决措施进行概况总结,并对其未来的发展趋势作以展望。

西瓜雄性不育两用系雄蕊电镜扫描观察

以雄性不育两用系DT2-3为试材,对其雄蕊发育过程进行了电镜扫描观察。结果表明:不育株和可育株的雄蕊从蕾期开始就表现不同,不育株雄蕊萎缩变小,进一步畸形,横切剖面无花粉粒;可育株雄蕊发育正常,剖面有发育成熟的花粉粒。该研究进一步揭示了雄性不育两用系DT2-3不育株败育的机制。

西瓜高效离体培养再生植株的研究

以"荣誉4010"西瓜为试材,研究了不同外植体类型、激素配比和苗龄对西瓜植株再生频率的影响。结果表明:以MS+BA 4.0mg/L+NAA 0.1mg/L为培养基,3d苗龄的子叶为外植体不定芽诱导率达96.7%,最佳生根培养基为1/2MS+IBA 0.4mg/L,生根率可达100.0%。

小型西瓜裂果相关性状遗传分析及相关性研究

以裂果性状差异显著的2个小型西瓜材料为亲本,对果实切裂应度、果形指数、果皮厚度及果皮硬度等4个性状进行了遗传相关性分析,以掌握裂果性状的变化特点及相互关系,其中以果实切裂应度为判断西瓜易裂与抗裂的主要性状。结果表明：裂果性状的变异系数范围在0.125~0.814,果实切裂应度的变异系数最大,果皮硬度变异系数最小;果形指数、果皮厚度和果皮硬度都是呈连续变异的数量性状;而果实切裂应度满足孟德尔分离定律特征,属于质量性状;相关性分析表明,4个性状中果实切裂应度与果皮厚度呈极显著负相关。

西瓜子叶再生体系的初步建立

以西瓜品种‘华抗王’无菌苗子叶作为外植体,以MS为基本培养基,对西瓜植株再生的条件进行了研究。结果表明:子叶芽诱导的最佳培养基为MS+6-BA 3.0 mg/L+NAA 0.1mg/L;最佳伸长培养基为MS+IBA 0.5 mg/L+6-BA 1.0 mg/L;最适宜的生根培养基为1/2MS+IAA 0.4 mg/L。试验初步建立了适用于西瓜遗传转化的子叶再生体系。

小型西瓜花药愈伤组织诱导及防褐化研究

以8份不同基因型的小型西瓜为试材,研究了基因型、植物生长调节剂对花药愈伤组织诱导的影响及暗培养和抗坏血酸对花药褐化的影响,以期为西瓜单倍体育种提供参考依据。结果表明:8份西瓜材料中7个能够形成愈伤组织,愈伤组织诱导率为3.9%~35.6%;不同基因型对激素的响应不同,‘P15’在D5号培养基中(MS+KT 1.0mg·L^(-1)+NAA 0.5mg·L^(-1))愈伤组织诱导率最高,‘M30’和‘M34’在D6号培养基中(MS+KT1.0mg·L^(-1)+NAA 1.0mg·L^(-1))出愈率最高;黑暗培养48h对降低西瓜花药褐化作用最好;在诱导培养基中添加1.0g·L^(-1)抗坏血酸可降低花药褐化率。

早熟西瓜新品种“红双喜”的选育

“红双喜”是利用优良高代西瓜自交系‘YF8’为母本,‘S9’为父本配制的早熟花皮圆果形西瓜杂交种。早熟、丰产、抗裂果,植株长势稳健,全生育期90d左右,果实发育29~31d。商品瓜高圆形,果实绿色底覆有13-15条不规则墨绿色条带。极易坐果,果肉红色均匀,瓤脆多汁,中心可溶性固形物12%左右,边部9%,品质佳美。皮韧性好,耐贮运,单果质量7kg,667m2产量4 300kg左右。适宜西北5省区保护地及露地栽培。

西瓜新品种“陕农10号”的选育

"陕农10号"是以自交系11-4为母本,自交系792为父本选育而成的西瓜新品种一代杂交种。中熟、果实发育期35d,全生育期98d;易坐果,果实椭圆形,果形指数1.4;果皮绿色覆墨绿色中宽条带,皮厚1.2cm,硬韧,耐贮运;果肉红色,肉质沙细,汁多纤维少、口感佳、品质优,中心可溶性固形物含量11.8%,中边糖梯度小;抗病、抗逆性强;单瓜质量8.2kg,平均667m2产量4 567.5kg。适宜陕西省西瓜种植区种植。

保护地小果型西瓜品种比较试验

以漯河市场上大面积种植的小果型西瓜品种为试材,进行了保护地栽培试验,分析其生物学特性,筛选出适易漯河市设施栽培的小果型西瓜品种。结果表明:"朝霞""全美2K"的产量突出,比"黄小玉"(CK)增产了28.8%、26.0%,达差异极显著水平(P<0.05)。"朝霞""全美2K""玲珑瓜之宝"的中心糖含量和边糖含量均超过对照,其中"全美2K"的中心糖含量最高,为13.5%。"朝霞""全美2K"的全生育期均比对照长,其中"朝霞"的果实发育天数最短,为35.6d,"全美2K"最长,为39.3d。因此,"朝霞""全美2K"适宜在漯河市大力推广种植。

西瓜CIPK家族基因的鉴定与特征分析

CIPK(Calcineurin B-like-interacting protein kinase)是一类植物中十分重要的蛋白激酶,主要参与植物的生长发育和抗逆过程。为了揭示CIPK基因家族在西瓜生长发育与抗逆防御机制中的重要作用,该研究基于西瓜基因组数据库,利用生物信息学手段,鉴定并分析了西瓜CIPK家族基因的基因结构、染色体定位、系统发育和氨基酸理化性质等特征。结果表明:西瓜中有19个CIPK家族成员,分别分布于1~6、8,10号的染色体上,编码氨基酸序列长度为330~565bp,其中18个ClCIPK氨基酸序列含NAF功能域,仅有1个CIPK(ClCIPK9)基因不含有此结构;CIPK基因家族成员的基因结构大致分为内含子富集和内含子缺失2类;进化树聚类分析结果将所有的西瓜及拟南芥CIPK蛋白分为5类,在每一类中都包含西瓜和拟南芥的CIPK家族成员,说明它们具有很高的同源性,并推测它们可能参与了西瓜的多种生物学过程。该研究结果以期为ClCIPK基因在西瓜育种中的功能研究与应用提供重要的理论基础。

根癌农杆菌介导获得转基因西瓜植株

利用包含双元载体pBI121的农杆菌LBA4404转化西瓜子叶外植体,获得转基因西瓜植株。结果表明:转化受体材料西瓜品种早花、克伦生、黑美人母本F23的分化效率没有明显差别;外植体浸染菌液10 min的处理较为合适;125 mg/L卡那霉素和300 mg/L羧苄青霉素适合于外植体筛选培养。通过PCR检测获得了3株转基因植株,转化效率为1.5%,其中只有2株整合了gus报告基因。Southern杂交和gus染色检测证明2株的基因组中整合了外源基因,报告基因在植株T0-1-3后代呈现3∶1分离。

西瓜新品种“新优64号”的选育

"新优64号"是以117-X为母本,160-X为父本杂交选育的中大果型西瓜新品种。该品种生育期83~87d,生长势中等,平均坐瓜节位在主蔓15~17节,果实椭圆形,果皮绿覆墨绿色条带,皮厚0.9~1.2cm,肉色红,质地细脆多汁,风味佳,中心可溶性固形物含量11.5%~12.5%,每667m^2产量5t以上。不裂瓜,耐贮运,适宜新疆地区露地和小拱棚栽培。

西瓜新品种“开优绿宝”的选育

西瓜新品种"开优绿宝"是以开封1106×开封1027杂交选育而成的优质、高产、抗病、早熟西瓜杂优新品种。该品种全生育期98d,果实发育期29d。果实椭圆型,果皮绿色覆绿色网纹,果肉红色,肉质酥脆,中心折光糖含量10.9%,平均单瓜重4.6kg,产量3 195.5kg/667m^2。2015年通过河南省农作物品种审定委员会审定。

中果型西瓜新品种“新优62号”选育

＂新优62号＂是以小果型高代自交系430-X为母本,高糖中果型自交系194-X为父本杂交选育的中果型西瓜品种。该品种生育期75d,生长势中等,平均坐瓜节位在主蔓8-10节,果实圆形,果皮黑绿,平均皮厚0.9cm,肉色桃红,质地细脆多汁,口感好,中心可溶性固形物含量11.5%-13.5%。不裂瓜,耐贮运、低温和高湿,适宜露地和保护地栽培。

西瓜杂种优势育种与杂交亲本选配

西瓜育种包括自交系选育和杂种优势利用2个主要内容。对西瓜自交系选育与杂优品种选配的异同点进行了阐述,分析了影响西瓜杂种优势的4个主要因素,提出了明确目标性状、亲本的质量性状及其对数、亲本优良目标数量性状累加、选用一般配合力高的亲本等杂交亲本的选配原则。