苦瓜育種方法的研究現狀及展望

孫凱，王娜，程艷，于婭，李雪，張海燕，宮國輝

（吉林省農業(yè)科學院經濟植物研究所，吉林公主嶺136105）

苦瓜育種方法的研究現狀及展望

孫凱，王娜，程艷，于婭，李雪，張海燕，宮國輝*

（吉林省農業(yè)科學院經濟植物研究所，吉林公主嶺136105）

苦瓜是一種藥食同源的植物，不僅營養(yǎng)豐富，還含有很多的藥用功效。近些年來，苦瓜生產發(fā)展較快，栽培面積逐漸加大。隨著生活水平的提高，對苦瓜品種提出了更高要求，苦瓜優(yōu)良品種的選育也引起了高度重視。本文從苦瓜強雌系的選育、有性雜交、雜種優(yōu)勢、品種提純等育種方法，綜述了苦瓜遺傳育種方法的研究現狀，并對苦瓜育種存在的問題進行了分析。

苦瓜；育種方法；展望

苦瓜（Momordica charantia L．）也稱為癩瓜、賴葡萄、涼瓜，是葫蘆科苦瓜屬植物，原產東印度，后廣泛栽培于全球溫帶地區(qū)，在我國自南宋開始已有栽培歷史[1]。苦瓜是一種藥食同源的植物，不僅營養(yǎng)豐富，還含有很多的藥用功效，有研究報道，苦瓜具有清熱解毒、養(yǎng)顏嫩膚、增強免疫力、降血糖、養(yǎng)血滋肝、預防肥胖等多種功效[2]。近年來，隨著生活水平的提高，人們對苦瓜的藥食同源有了新的認識和要求，苦瓜優(yōu)良品種的選育也引起了高度的重視。

1 苦瓜育種方法

1.1 品種的提純復壯

苦瓜為雌雄同株異花植物，很容易發(fā)生天然的雜交。一些優(yōu)良的農家品種，在不斷的栽培過程中，天然雜交會引起生物學的混雜，使得許多良種退化。研究人員通過連續(xù)自交，可達到提純目的，一般情況下苦瓜材料提純需要4～7代才能完成，連續(xù)自交3～4代以后，即可選擇株系間進行混合雜交，來保持生長勢和其他優(yōu)良種性。一些混雜的苦瓜品種，可以通過品種的提純復壯，培育出優(yōu)良的地方品種[3]。雜交一代月華苦瓜通過多代的分離和提純，最終選育了農優(yōu)1號苦瓜品種[4]。

1.2 有性雜交育種

苦瓜育種中一種重要的方法就是有性雜交育種。有性雜交育種對不同優(yōu)良性狀的親本進行人工雜交，在雜交后代眾多類型中，選擇符合育種目標的個體進行篩選，通過系統的選育，直到獲得優(yōu)良性狀而且穩(wěn)定遺傳的新品種。形成的新品種要求性狀整齊和穩(wěn)定的遺傳。以“黑子大頂”苦瓜作為母本，“百萬發(fā)”苦瓜作為父本，選擇優(yōu)良單株通過多代的系統選育，獲得了“優(yōu)佳4號”苦瓜新品種[5]。

1.3 雜種優(yōu)勢育種

研究證實，苦瓜在不同品種、不同品系間進行人工雜交得到的雜種一代，能夠獲得雙親的優(yōu)良性狀，有時會表現出比父母本更好的優(yōu)良性狀。雜種優(yōu)勢大多數是利用雜種1代的優(yōu)良性狀，但并不要求在遺傳上穩(wěn)定。育種上通過尋找某種雜交的組合，通過年配制1～4代雜交種用于生產，以取得經濟性狀，其后代并不能夠保持遺傳上的穩(wěn)定。而在生產中，苦瓜是異花授粉的作物，需要工作量較大，在一定程度上會制約苦瓜雜種優(yōu)勢育種在生產中的應用。大肉2號苦瓜就是由雜種優(yōu)勢育種育成的，母本、父本分別是由泰國曼谷苦瓜經7代自交分離，定向選育的優(yōu)良自交系，以及地方品種蘇圩苦瓜經過了5代自交定向選育的自交系[6]。白沙早豐3號苦瓜具有抗逆性強、早熟、豐產性優(yōu)等優(yōu)良性狀，也是利用雜種優(yōu)勢育種進行選育[7]。

1.4 苦瓜強雌系的選育與繁種

雜種優(yōu)勢育種在生產中，需要工作量較大，在一定程度上會制約苦瓜雜種優(yōu)勢育種在生產中的應用，而利用雌性系選育新品種，可以減少生產中的工作量。強雌系育種雜交一代不需要去除雄花，或者只去除基部極少量的雄花，減少了工作量，降低了制種的成本。

母本選擇強雌系，或者雌花率比較高的變異單株，進行連續(xù)多代的人工自交處理，結合系譜選擇和回交選育等技術手段，以獲得性狀優(yōu)良、穩(wěn)定遺傳的強雌系，即可應用于苦瓜育種中[8]。在大量的科學試驗和生產實踐中，證明了苦瓜產量與雌花的數量正相關[9]。

在新科3號苦瓜的選育中，其母本就是由引種苦瓜的多代自交后選育的強雌系F16-2，雌株率達95%，而且雌花節(jié)位較低[10]。

1.5 單倍體育種

在常規(guī)育種中，想要獲得一個純合的株系需要至少5～7年的時間，其中添加南繁過程也需要3～5年，制約了苦瓜育種的進程。

利用單倍體選育苦瓜新品種可以避免人工授粉、隔離等多代自交工作，可以較快的獲得純合雙單倍體，可以用作新品種選育或者選育中間品系等，研究表明，利用單倍體育種方法可以縮短育種年限，降低投入[11]。

目前，采用未授粉子房、小孢子或者花藥進行離體培養(yǎng)，利用化學藥劑處理等方法誘導，以獲得優(yōu)良單倍體植株是效率較高的手段[12]。

1.6 誘變育種

利用化學、物理因素誘導苦瓜的遺傳特性發(fā)生變異，針對產生的變異群體，按照育種目標要求，進行新品種的選育。已有研究表明，理化誘變在誘變育種中已有一定的成效[13]。

研究試驗得出，在苦瓜輻射誘變中，適宜苦瓜干種子的輻射劑量在600～700Gy之間，而且結合分子標記，是苦瓜種質創(chuàng)新中便捷的手段[14]。但在目前，誘變育種在苦瓜上的應用報道并不多見。

1.7 分子標記輔助苦瓜育種

分子標記輔助苦瓜育種，因分子標記和決定目標性狀基因具有緊密連鎖的特點，所以通過檢測分子標記，就可以檢測到目的基因是否存在，這樣既可以不受環(huán)境條件的干擾，還具有快速和準確的優(yōu)點。可以鑒別親本親緣關系，而且還在雜種優(yōu)勢的預測、品種純度的鑒定、雜種后代的選擇以及回交育種中數量性狀和隱性性狀的轉移等各個育種環(huán)節(jié)中起到輔助的作用。國外研究報道，從960對RAPD引物產生的135個多態(tài)性標記中，成功篩選出5個與黃瓜霜霉病基因緊密連鎖的標記，分別為 BC519-1100、BC526-1000、AS5-800、G14-800和X15-1100[15]。試驗研究表明，已經獲得了苦瓜抗P．xanthii生理小種1基因的SRAP分子標記5個，而且已經將1個轉化成了實用的SCAR標記[16]。據研究報道，引物OPQ-01在碧綠3號以及親本的RAPD圖譜中形成多態(tài)性差異，可以應用于碧綠3號苦瓜種子純度的檢測[17]。還有研究利用SSR標記和SRAP標記對苦瓜育種新組合的材料進行親緣關系分析，結果驗證利用兩種標記方法，可以更準確的反映苦瓜材料的親緣關系[18]。

2 結語

與其他葫蘆科瓜類相比，苦瓜的遺傳育種研究情況相對落后，多數品種都是利用有性雜交育種和雜種優(yōu)勢育種完成的。種質資源上并不豐厚。不同地區(qū)苦瓜的消費習慣也存在差異。在誘變育種、分子標記輔助育種上相對落后。

針對存在的一些問題，在今后的育種工作中，建議考慮或者加強以下幾方面的研究和探索：加強苦瓜種質資源的收集和鑒定，豐富苦瓜育種材料；加強分子輔助育種的研究和應用，針對育種進程中的抗逆性、產量性狀以及選擇培育雌性系等，開展分子輔助育種的研究，輔助完成苦瓜的育種；建立完善的單倍體育種體系；加強各個育種方法的結合，相互輔助，以加快育種的進程。

[1]王心迪．苦瓜核心種質的構建與評價[D]．廣西大學,2016．

[2]陳敬鑫,張子沛,羅金鳳,等．苦瓜保健功能的研究進展[J]．食品科學,2012（01）：271-275

[3]李瑩瑩．苦瓜育種研究進展[J]．安徽農學通報,2008,14 (21)：142-143．

[4]陳亞雪,陳前程,許玉琴,等．農優(yōu)1號苦瓜的選育[J]．福建熱作科技,2008,33(03)：21+48．

[5]趙建鋒,孫玉東,王偉中,等．“優(yōu)佳4號”苦瓜新品種選育[J]．北方園藝,2015(16):151-152．

[6]方鋒學,黃如葵,李文嘉,等．大肉2號苦瓜的選育[J]．中國蔬菜,2013(01):21-22．

[7]葉君營,朱美華,鄭漢藩．白沙早豐3號苦瓜的選育[J]．廣東農業(yè)科學,2001(06)：14-15．

[8]鄭巖松,翟英芬,黃紅弟．廣東苦瓜育種研究現狀及發(fā)展方向[J]．廣東農業(yè)科學,2008(08)：44-46．

[9]張景云,宛新建,黃月琴,等．苦瓜強雌性系的研究進展[J]．北方園藝,2015（04）：183-185．

[10]董炳炎,黃妙貞,關雁桃,等．優(yōu)良組合新科3號苦瓜的選育[J]．上海蔬菜,2005(04):26-27．

[11]M．Lotfi,A．R．Alan,M．J．Henning．Production of haploid and doubled haploid plants of melon (Cucumis melo L．)for use in breeding for multiple virus resistance[J]．Plant Cell Reports,2003,21 (11):1121～1128．

[12]雷春,陳勁楓．葫蘆科蔬菜作物單倍體材料創(chuàng)制的研究進展[J]．中國蔬菜,2006(01):33-36．

[13]劉錄祥,程俊源．植物誘變育種新技術研究進展[J]．核農學通報,1997(04):187-190．

[14]黃如葵,黃熊娟,梁家作,等．利用輻射誘變及分子標記輔助篩選進行苦瓜種質創(chuàng)新 [J]．南方農業(yè)學報,2015,46(03): 376-380．

[15]THOMAS H,STAUB J E,CLAUDE THOMAS．Linkage of random amplified polymorphic DNA markers to downy mildew resistance incucumber (Cucumis sativus L．)[J]．Euphytica,2000,115: 105-113．

[16]米軍紅．苦瓜抗白粉病基因的分子標記篩選及初步定位[D]．廣西大學,2013．

[17]張菊平．RAPD技術在苦瓜、辣椒一代雜種種子純度鑒定上的應用研究[D]．西北農林科技大學,2003．

[18]王國莉,黃梅花．應用SSR和SRAP分析苦瓜育種新組合的親緣關系[J]．分子植物育種2015,13(09):1993-2000．

吉林省農業(yè)科技創(chuàng)新工程項目（c62150002）

S642.5

A

10.14025/j.cnki.jlny.2017.15.031

孫凱，助理研究員，研究方向：蔬菜遺傳育種。

宮國輝，研究員，研究方向：蔬菜遺傳育種與栽培研究。