广东南瓜的品种改良及发展
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摘 要: 南瓜是一种重要的园艺作物。本文详细介绍了广东不同时期南瓜品种的更替进程,概述了目前广东在南瓜育种及基础研究等方面所做的工作,并就南瓜今后的育种方向、育种方法、育种基础技术及加工等提出了思考和建议,旨在为南瓜育种的发展提供借鉴。
关键词: 南瓜; 育种; 广东
中国南瓜( Cucurbita moschata D.)又名南瓜,在广东省,南瓜又有金瓜和番瓜之称,为引自东南亚之物,是常见的菜粮兼用作物。广东最早有南瓜种植记载是明朝嘉靖24年(1545年)广州府的《新宁县志》[1],而早在1517 年葡萄牙远征队已至广州,葡萄牙是东南亚南瓜的主要传播者,所以广东引种南瓜的时间可能更早[2]。南瓜引进广东后,对环境适应之强,栽种之容易,存贮之方便,补粮之不足,凸显其在当时社会状况中之存在价值,使之能迅速传播。到了晚清时期,广东的南瓜种植已经非常普遍,史料记载是“乡人每种于山田中”和“无县不种” [1, 3],可见南瓜在广东有广泛的群众基础。
南瓜的营养全面,保健与药用价值较高,除了含有丰富的维生素、果胶、甘露醇、戊聚糖、淀粉、钙、钾、镁、锌、磷等微量元素、氨基酸等外[4],還含有葫芦巴碱、胡萝卜素、叶黄素等多种生理活性物质[5]。据《本草纲目》等药典记载,南瓜性味甘温,有补中益气、消炎止痛、解毒杀虫、明目定睛之功效。因此,南瓜营养保健、药食同源的理念根植于民间。南瓜作辅粮由来已久,在历来缺粮的广东地区,其受重视程度比较高。故广东对南瓜品种改良的动机和理由也较为充分。广东地处北纬20°09ˊ~25°31ˊ,光、温、水资源丰富,作物复种指数高,病菌、昆虫易于繁衍生息,造就了广东独特的作物育种环境。目前广东已形成了广州和汕头2个南瓜新品种研发基地,从事南瓜育种研究的单位有10多家,育成的品种除国内种植外,还辐射到东南亚等地。本文回顾广东南瓜育种的历史,对今后南瓜育种的发展略作概述。
1 回 顾
我国南瓜生产长期以来农家种当家,总体上处于品种落后、分散种植为主的状态。到了20世纪90年代,随着广东‘蜜本南瓜’的大力推广,我国南瓜的生产状况才有了根本的改变,逐渐走上了规模化、产业化和良种化的发展道路。
广东南瓜育种研究经历了对农家种的挖掘整理、引种、系统育种、杂种优势利用等过程。早期广东南瓜生产主要以地方品种为主,生产者“自选、自繁、自留、自用”是品种利用的主要模式,基本处于一种放任自流的状态,品种多,混杂退化严重,商品性差,质量不稳定,品种流动性不广。李植良等[6]在20世纪90年代对粤北地区5个县43个乡镇95个村的蔬菜资源进行了考察搜集,收集南瓜品种资源27份,全为农家种,品质都较差,真实地反映了当时的南瓜品种和生产状况。在广东南瓜育种进程中,有2个品种值得一提,1个是‘蜜早南瓜’ [7], 1973年由原广东省农业科学院经作所从引进的南瓜材料中,用系统法选育而成,该品种大小适中、商品性好、质优口感佳,成为珠三角地区种植及出口香港、澳门地区的主要南瓜品种,对广东南瓜生产起到了促进的作用。第2个是‘蜜本南瓜’,1978年广东汕头白沙蔬菜原种研究所用‘蜜早南瓜’做母本,与当地农家种‘狗腿南瓜’组配育成的高产、优质杂交1代南瓜品种,由于受客观条件的影响,该品种育成后只是在当地小范围的种植而未能推广。到20世纪90年代中后期,随着农作物结构的调整,‘蜜本南瓜’获得了发展的良机,陆续在广东、广西、海南、福建、浙江等地大面积推广,深受生产者和消费者的好评,成为国内最具影响力的南瓜品种[8]。随后广东南瓜育种进入了快速发展阶段,涌现出‘金韩蜜本’‘粤蔬蜜本’ ‘利农蜜本’‘惠研蜜本’等品牌品种,由‘蜜本南瓜’及其衍生出来的品种,曾占我国南瓜种植面积的80%以上,并推动了我国南瓜品种的良种化。在相当长的一段时期,‘蜜本南瓜’对我国南瓜育种工作产生了重要的指引作用,国内南瓜改良的主要性状指标,均围绕该品种而展开[9]。因为‘蜜本南瓜’从产量、品质、抗性等方面表现优异,市场认可度极高,所以当时的育种目标以仿照‘蜜本南瓜’为主,瓜形要相似,品质要相当,抗性要保持,产量要提升。在育种方法和手段上,主要利用系统法和杂交育种来改良‘蜜本南瓜’的父、母本。这种情况从而造成了生产上品种类型少,绝大部分为大瓜型品种,为品种的同质化埋下了隐患。
2 现 状
‘蜜本南瓜’及其衍生品种推广多年,目前还是生产上的主要品种,品种类型单一,已不能满足广东南瓜生产的可持续发展需要。究其原因,主要是过去对南瓜种质资源缺乏足够的重视和系统性的研究,未能在资源创新上下功夫,各类重要农艺性状的资料严重欠缺,致使育种工作带有较大的盲目性和低效率。近年来这些问题已引起广东南瓜育种界的关注,并逐渐加强了相关的应用基础研究:
(1)开展了远缘杂交等创新资源的工作[10],希冀拓宽资源材料的遗传背景,培育具有异质化的核心育种资源或品种。
(2)用分子标记技术分析南瓜种质资源遗传多样性[11],进行育种资源的整理归类,建立档案,为育种材料的选择提供科学的依据和便捷。
(3)利用气相色谱-质谱联用、高效液相色谱等技术,开展肌醇、香味、类胡萝卜素和单双糖的精准测定[12],为优质材料的精准鉴评和筛选提供了技术保障。
(4)解析了果形、皮色、熟期、香味、果肉颜色等多个重要农艺性状的遗传规律[13];利用基因组和转录组测序[14],构建了中国南瓜高密度遗传图谱,定位多个品质性状的QTL[13];初步探明了长日照敏感的遗传规律、基因定位和激素调控的分子机理[15];研究了果实的肌醇、类胡萝卜素、芋香味和单双糖积累的分子机制[16],建立了南瓜果实瞬时转化体系[17];
(5)育种新技术得到重视。开发出与叶黄素、皮色、芋香味、种子纯度等性状紧密连锁的SSR和SNP标记,建立了南瓜分子标记辅助选择育种的技术体系,在育种实践中进行了有效利用[18-21]。 基于这些研究成果的积累,近年来已培育出高肌醇‘粤蜜小南瓜’、高叶黄素‘甜蜜小南瓜’、具有浓郁芋香味‘香芋小南瓜’,抗病高产优质的‘香蜜小南瓜’‘金玲南瓜’等品种[22-23]。目前广东选育的南瓜品种已涵盖大果、小果和早熟、中熟、迟熟等类型,丰富了我国南瓜的品种类型,促进了南瓜品种结构调整。
此外,我国北方地区昼夜温差大,耕地连片,是规模化、集约化生产优质南瓜的理想区域。过去南瓜在北方广为分布,但缺乏优良的商业品种。适宜规模化种植的大果型南瓜种植区域北移,有望能推动北方南瓜乃至全国南瓜的生产发展。但是,大果型‘蜜本’类型南瓜对长日照敏感,只能局限在长江流域以南地区栽培。针对此种缺陷,广东省农业科学院蔬菜研究所瞄准华北、西北和东北等南瓜大规模潜在发展区域,开展南瓜北移的育种研究,通过对‘蜜本南瓜’母本的改良,2009年育成对长日照不敏感、优质、高产、商品性好的‘广蜜1号’南瓜,经多年的市场培育,已在甘肃、陕西、山西、河北、内蒙古等北方地区推广种植,改变了南瓜北运的状况,也促进了当地农作物种植习惯的调整,一些地方玉米改种南瓜或间作套种南瓜后提高了效益。此外,广东和利农种业股份有限公司、汕头市金韩种业有限公司和广州惠研园艺种苗有限公司等单位也选育出早熟类型品种,以适应北方市场发展的需要。
虽然近年来广东南瓜育种工作取得了长足的进步,随着社会的发展,人们对品质的要求更高,对产品的需求更广,因而对育种工作提出更多新的要求。
3 展 望
人们对农产品的需求是和社会发展的状况相吻合。为适应南瓜产业化的发展,南瓜育种的目标和方向也要与时俱进,在加强突破性资源创新研究的同时,育种技术的多学科交叉运用,是提高育种工作整体水平和效率的保障。
(1)目前南瓜的消费注重品质,口感风味好的品种深受市场青睐,品质育种是重中之重。但对品质性状还缺乏一套综合评价的标准,如淀粉类型对口感的影响、可溶性固形物中贡献甜味的各类糖含量和比例等问题还没有确定,品质便捷精准检测技术有待完善,因此有必要建立主要品质性状的快速鉴评体系,为资源筛选提供依据。
(2)优化粮食生产结构已广受关注。南瓜作为一种传统的辅粮作物,对环境适应性强,在荒山坡地、沙地和盐碱地均可种植,依托食品加工开发代粮产品,不与主粮争耕地,对保障我国粮食安全将有重要的意义。但加工专用型南瓜品种研究基础较弱。不同品种营养成分和加工特性不同,应针对不同的加工产品,从源头上明确不同的育种目标,选育最适宜、最适制的优良品种,将有益于后续产品的加工及开发。目前降低南瓜加工成本的削皮机械化已实现,发展南瓜深加工产业适逢其时[24]。
(3)南瓜的营养保健价值得到了新的认识,并作为特效保健食品和功能蔬菜而开发,但相关的育种基础还非常薄弱。为此,南瓜资源功能性成分的分析和相关基因的挖掘研究需要加强,为功能性品种的精准开发提供技术上的保障。
(4)株型育种需要重视。过去提高南瓜产量注重的是大果型品种的研制,今后可通过南瓜的半短蔓品种的选育实现密植,是提高产量的有效途径。
(5)加强常规育种与生物技术的紧密结合。分子标记辅助选择需要开发更多简便实用的标记;用高通量测序技术深入挖掘更多有效基因;建立高效的双单倍体育种体系,将缩短育种周期;利用基因编辑技术,可以高效地定向创制通过传统技术手段难以获得的优异新种质。生物技术的应用,为南瓜改良育种计划在提高科学性和预见性等方面提供了便捷有效的工具。
参考文献
[1] 李昕升,王思明. 南瓜在中国东南沿海的引种推广及其影响[J]. 自然科学史研究,2014,33(3): 307-318.
[2] 张星烺. 中西交通史料汇编[M]. 北京: 中华书局,1977: 354-355.
[3] 蔡垚爔.( 光绪) 新会乡土志辑稿:卷14[M]. 铅印本. 1908(清光绪三十四年).
[4] 王萍,赵清岩. 南瓜的营养成分药用价值及开发利用[J]. 长江蔬菜,1998(7): 1-3.
[5] MFDA E P, PONCE N M, STORTZ C A,et al. Composition and functional properties of enriched fiber products obtained from pumpkin(Cucurbita moschata Duchesne ex Poiret)[J]. LWT-Food Science and Technology,2007,40(7):1176-1185.
[6] 李植良,黄河勋,黄亨履,等.粤北山区蔬菜种质资源考察与初步鉴定[J]. 广东农业科学,2001(3):19-22.
[7] 陈碧琳,邱汉林,叶晓青,等. 岭南名优蔬菜栽培技术[M]. 广州: 科学普及出版社广州分社,1989:168.
[8] 郑汉藩. 白沙蜜本南瓜[J]. 长江蔬菜,1998(1):21.
[9] 黄河勋,林毓娥,梁肇均.我国南瓜育种研究现状及展望[J]. 广东农业科学,2006(1):18-20.
[10] 黄河勋,林毓娥,梁肇均,等. 南瓜种质资源创新研究初报[J]. 广东农业科学,2008(3):14.
[11] 王瑞,吴廷全,钟玉娟,等. 95份南瓜种质资源亲缘关系的SSR分析[J]. 中国农学通报,2016,32(34):135-142.
[12] 李玉丹,黄河勋,周洋洋,等. GC-MS法同時检测南瓜果实肌醇类和单、双糖类物质的研究[J]. 食品科技,2017,42(5):279-283. [13] ZHONG Y J,ZHOU Y Y,LI J X, et al. A high-density linkage map and QTL mapping of fruit-related traits in pumpkin (Cucurbita moschata Duch.) [J]. Scientific reports,2017(7):12785.
[14] WU T Q,LUO S B, WANG R,et al. The first Illumina-based de novo transcriptome sequencing and analysis of pumpkin (Cucurbita moschata Duch.) and SSR marker development[J]. Molecular Breeding,2014, 34 (3):1437-1447
[15] 鐘玉娟,吴廷全,王瑞,等. 光周期敏感和不敏感南瓜材料的转录组测序和花形成基因表达差异分析[J]. 园艺学报,2015,42(S1):2744.
[16] 王安君,李玉丹,黄河勋,等. 南瓜肌醇单磷酸酶基因CmIMP1 和CmIMP2 的克隆与表达分析[J]. 园艺学报,2016,43(7):1315-1325.
[17] 周洋洋,黄河勋,李俊星,王等. 衣藻β–胡萝卜素加酮酶基因在南瓜果实中的瞬时表达[J]. 园艺学报,2017,44 (11):2126-2134.
[18] 黄河勋,吴廷全,王瑞,等. 用于中国南瓜‘广蜜1号’杂交种子纯度鉴定的引物及方法: 201310003063.8[P]. 2013-05-08.
[19] 钟玉娟,黄河勋,罗少波,等. 与南瓜皮色基因连锁的SNP分子标记及其应用:201611178535.3[P]. 2017-05-10.
[20] 钟玉娟,黄河勋,罗少波,等. 与南瓜叶黄素含量主效QTL紧密连锁的SNP分子标记及其应用:201710400703.7[P]. 2017-09-08.
[21] 钟玉娟,黄河勋,罗少波,等.与南瓜蔗糖/葡萄糖比值主效QTL紧密连锁的SNP分子标记及其应用: 201710474621.7[P]. 2017- 11-21.
[22] 黄河勋,周向阳,林毓娥,等. 中国南瓜新品种香蜜小南瓜的选育[J]. 中国瓜菜,2011,24(2):21-22.
[23] 刘自珠,张华. 广州蔬菜品种志[M]. 广州:广东科技出版社,2016.
[24] 李俊星,杨李益,云天海. 南瓜加工品开发与利用研究进展[J]. 中国瓜菜,2018,31(4):1-4.
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