功能性西瓜‘中兴红2号’早春大棚吊蔓栽培技术

<正>近年来,随着人民生活水平的日益提高,高品质、有益人体健康的功能性西瓜品种越来越受到消费者欢迎,高端的西瓜品种对其栽培管理水平和种植模式也要不断地加以改进、提高[1-5]。河南省中牟县适应市场需求,高档功能性小果型吊蔓礼品西瓜发展比较迅速,主要为简易塑料大棚栽培[6],也有少部分日光温室栽培,集中在以姚家乡大洪村为中心,向周边乡村辐射发展,每667 m2大棚毛收入能达到10 000元或者更高,纯收入7 000元左右,比     

西瓜花叶病毒对四倍体西瓜叶片细胞超微结构的影响

为研究西瓜花叶病毒(WMV)对四倍体西瓜功能叶片细胞超微结构的影响,用透射电镜观察四倍体西瓜受WMV侵染后功能叶片细胞超微结构的变化。结果表明,WMV侵染四倍体西瓜后,四倍体西瓜叶片细胞叶绿体肿胀、片层模糊不清、叶绿体外膜产生异形增生物等;细胞内嗜锇颗粒增加,有大量的风轮状内含体出现,产生大量的束丝包裹病毒粒子;有高尔基体出现,线粒体数目增加,细胞核核膜部分边缘被破坏,核仁融解等。与正常四倍体西瓜叶片细胞相比,WMV对四倍体西瓜叶片细胞超微结构破坏严重,影响四倍体西瓜正常生长。     

四倍体西瓜抗枯萎病菌生理小种1的机理

【目的】近年来由于西瓜重茬种植面积的不断增加及连作障碍的发生导致枯萎病在西瓜上迅速蔓延,该病害已经成为限制西瓜生产的主要因素之一。田间观察发现四倍体西瓜比其同源二倍体西瓜抗枯萎病。本研究通过对比四倍体与二倍体抗性差异,揭示四倍体西瓜抗枯萎病的机理,为西瓜多倍体育种和抗病育种提供理论依据。【方法】以同基因型的郑州3号二倍体和四倍体西瓜幼苗为材料,在一叶一心时期接种枯萎病菌生理小种1(Fusarium oxysporum f.sp.niveum race 1,Fon 1),比较不同倍性西瓜苗期枯萎病抗性差异;运用绿色荧光蛋白标记技术观察枯萎病菌的侵染过程;并分析过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、丙二醛(MDA)、总酚及类黄酮等与抗病相关代谢物质活性/含量差异,及PR3、MPK7、PAL、MYB基因表达变化。【结果】西瓜苗期接种枯萎病菌后,二倍体西瓜幼苗4 d发病,10 d时大部分枯死;四倍体西瓜幼苗7 d开始发病,13 d时大部分枯死,四倍体相对其同源二倍体延后3 d发病。枯萎病菌侵染过程对比发现,病菌在二倍体和四倍体西瓜中的侵染路径相同;此外不同倍性西瓜根系分生孢子的萌发率无明显差别,但是随着病菌的侵染,枯萎病菌在四倍体幼苗中的侵染速度明显较慢,细胞间菌丝较少;枯萎病菌在四倍体西瓜幼苗维管束中的定殖率比其同源二倍体低,且在幼苗根部差异显著、叶柄部差异极显著,病菌在四倍体植株茎部及叶部的扩展得到了一定的限制;枯萎病菌在四倍体西瓜中的侵染过程明显滞后,与枯萎病的发病症状相吻合。接种枯萎病菌后,四倍体西瓜幼苗根系POD、PAL活性均呈增加的趋势,且四倍体幼苗根系POD活性增加的幅度比二倍体大,病菌侵染后四倍体根系生成了更多的PAL和POD以增强植物抗病能力,保护细胞免受伤害;四倍体西瓜根系中总酚、类黄酮含量的增加量明显高于同源二倍体,这些次生代谢物质含量的优势,使得四倍体植株更易于抵御枯萎病菌的入侵;另外四倍体西瓜根系MDA含量明显比同时期的二倍体低,表明接种枯萎病菌后四倍体西瓜幼苗根系细胞膜损伤程度更小。抗病基因的表达分析发现,接种枯萎病菌后四倍体PR3的表达量不断增加,在接种后10 d表达量达到最大,是二倍体同时期表达量的10倍;接种后期四倍体根系能表达更多的MPK7,传递抗病信号,促进抗病基因的表达,从而降低枯萎病菌对西瓜幼苗的伤害;PAL的表达量呈现先增高后降低的趋势,表达量均高于同时期的二倍体幼苗,最大表达量是二倍体PAL表达量的6倍;四倍体MYB的表达量明显高于其同源二倍体,接种后7、10 d四倍体根系的表达量分别是二倍体的80、35倍。【结论】通过苗期枯萎病菌接种鉴定、病菌侵染过程观察、代谢物质含量及基因表达水平变化等多方面的研究,表明四倍体西瓜幼苗比同源二倍体抗枯萎病。     

西瓜果实表皮蜡粉的化学成分与基因定位

【目的】蜡粉是植物抵御外界胁迫的第一层保护性屏障,对西瓜果实表皮蜡粉的结构、化学成分、遗传规律进行研究,并预测控制该性状的基因,以便全面了解性状的生理生化作用,发掘候选基因。【方法】试验选用无蜡粉的西瓜自交系‘美佳选黑’（P₁）和有蜡粉的西瓜自交系‘FH’（P₂）为双亲配制杂交组合,构建六世代群体（P₁、P₂、F₁、F₂、BC₁P₁、BC₁P₂）,利用扫描电子显微镜（SEM）对双亲成熟期果实表皮结构进行观察,通过气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）对蜡粉的化学成分进行测定,以峰面积为指标,定量计算蜡粉化学成分的含量,采用BSA-seq对西瓜表皮蜡粉进行基因初定位,应用BLAST软件将定位区间内的编码基因与多个数据库比对完成基因信息注释,并通过详细的基因注释信息及突变位点分析,快速筛选候选基因。【结果】西瓜果实表皮蜡粉为灰白色,呈致密的板状结构,长度约为5 μm;无蜡粉材料表皮较为光滑,无蜡粉层附着。GC-MS分析显示,蜡粉中共检测到24种脂肪族化学成分,分别属于烃类、醇类、酯类、酸类、酚类和醛类。包括烃类物质10种,含量占表皮蜡粉有效化学提取物总含量的77.72%,链长变化范围为C17—36,主要为C27、C28、C29、C32、C33、C34、C36的饱和正链烷烃;醇类物质5种,占12.60%;酯类物质5种,占0.43%;酸类物质2种,占0.53%;酚类1种,占0.80%;醛类1种,占3.99%;含量最高的5种化学成分依次为：正三十四烷、正二十九烷、1,30-三十烷二醇、正三十三烷、正二十八烷。在后代群体中,F₁、BC₁P₂群体西瓜果实表皮全部有蜡粉,F₂群体有蜡粉和无蜡粉西瓜果实的分离比符合3﹕1的孟德尔分离比例,BC₁P₁回交群体有蜡粉和无蜡粉分离比符合1﹕1的理论比,说明蜡粉的有无符合单基因显性遗传模式,有蜡粉对无蜡粉为显性。对BSA-seq数据进行SNP和InDel关联分析,关联结果取交集得到1号染色体3.16—4.84 Mb的候选区域,该区域共含有144个基因。数据库比对结果显示,在关联区域中,共138个基因有功能注释,包括10个非同义突变,1个移码突变。结合已有文献报道,其中5个非同义突变基因可能与西瓜表皮蜡粉的生成有关：Cla002367为烯酰ACP-还原酶（ECR）类基因,该类基因是特长链脂肪酸合成所必须;Cla011514、Cla002337和Cla002342为细胞色素P450（CYP）家族基因,该家族部分编码蛋白能够通过烃基羟化等反应催化脂肪族化合物的生成;Cla002353的基因注释信息为ABC转运体,ABC转运体与蜡质分子的转运息息相关。【结论】西瓜果实表皮蜡粉为板状结构,主要由特长链脂肪酸衍生成的脂肪族化合物组成。该性状是单基因遗传,有蜡粉为显性性状。BSA关联分析得到1号染色体1.68 Mb的关联区域,并预测关联区域中Cla002367、Cla011514、Cla002337、Cla002342、Cla002353这5个非同义突变基因为调控西瓜果实表皮蜡粉性状的候选基因。     

四倍体和二倍体西瓜离体组织诱导与耐盐筛选研究

通过离体组织加倍创造四倍体种质是一种快速产生多倍体的方法,为了确认获得的材料为四倍体变异,进行有效的倍性鉴定是不可缺少的。利用二倍体和四倍体西瓜的耐盐性差异,选取生长一致的二倍体和四倍体西瓜子叶再生的不定芽丛,接于含有0、8、10、12、14、16、18、20和22g/L NaCl的芽诱导培养基中,盐处理30d后,统计盐害情况和生长状况,并对四倍体西瓜子叶不定芽丛进行分离和筛选,筛选出西瓜离体组织培养过程中最适宜分离二倍体和四倍体西瓜不定芽的盐质量浓度。结果表明:当NaCl质量浓度在14~16g/L时,可以作为有效分离西瓜二倍体和四倍体,从而最终筛选出大量的能够正常生长发育的四倍体的最适盐质量浓度范围。该研究在西瓜离体组织加倍创造四倍体新种质的技术体系中,可以在早期简单有效地鉴定和筛选西瓜四倍体,加快多倍体西瓜的育种进程。     

葫芦科作物功能基因组学研究进展

近些年,植物基因组学研究发展迅速,已进入功能基因组研究的新阶段,一些新的技术和方法不断涌现.西瓜、甜瓜和黄瓜是葫芦科重要的经济作物,其功能基因组学研究虽然起步较晚,但也取得了初步成果.综述了近几年植物功能基因组学主要研究方法如表达序列标签（EST）、TILLING技术、DNA芯片和RNA干涉（RNAi）等在西瓜、甜瓜和黄瓜上的应用概况,并展望了未来葫芦科作物功能基因组研究的发展趋势.     

四倍体与二倍体西瓜苗期接种枯萎病菌生理小种1的抗性差异

以23组同源二倍体和四倍体西瓜为试验材料,在幼苗1叶1心时期用伤根法接种枯萎病菌生理小种1,比较二倍体和四倍体西瓜苗期枯萎病抗性差异。鉴定结果显示,除了‘浙2选’四倍体西瓜发病指数为72,对枯萎病菌生理小种1表现为轻抗外,其余二倍体和四倍体组合均为感病类型。与二倍体西瓜相比,四倍体幼苗发病时间明显滞后,发病症状较轻,四倍体比二倍体抗枯萎病,在‘Yu15’‘黄枚’‘郑州3号’‘返祖1号’‘89选9’‘小红玉’等不同倍性组合间的枯萎病抗性差异尤为明显。这些苗期鉴定结果可以为多倍体西瓜抗病育种提供参考。     

西瓜果实不同发育时期内源激素含量的变化

以二倍体西瓜‘蜜枚’为试材,对果实生长发育期几种内源激素的含量进行了分析测定。结果表明,西瓜果实中激素含量与其生长发育密切相关。西瓜果实在授粉后25³0 d时就已经基本达到成熟果实的大小。果实发育前期IAA与GA含量较高,之后均快速下降。IAA在后期出现一个峰值,而GA在发育后期含量一直维持在较低的水平;ABA含量在西瓜生长发育过程中出现了2个峰值,分别出现在授粉后15 d和25 d;而ZR含量在西瓜整个生长发育期一直维持着较低水平,且变化不大,在授粉后25 d出现一个较小的峰值。这些结果说明不同植物激素相互协调地调控着西瓜果实的生长发育。     

黑皮无籽西瓜新品种瓜棉套种栽培比较试验

无籽西瓜瓜棉套种是湖北省荆州地区的主要栽培模式,为了筛选出适合荆州地区栽培的黑皮无籽西瓜新品种,以中国农业科学院郑州果树研究所自育的13个品种(组合)在松滋市八宝镇群星村进行瓜棉套种栽培比较试验,比较各品种间的综合性状。结果表明:‘长江1号’、‘长江2号’和‘长江3号’3个黑皮无籽西瓜品种综合表现较好,适合在湖北省荆州及周边瓜区栽培。     

中农5号无籽西瓜大棚高效栽培技术

河南中牟县发展大棚无籽西瓜比较迅速．目前已基本形成以姚家乡为中心．向周边乡镇发展的近667hm2以椭圆形无籽西瓜品种为主的种植基地．正常年份667m2产值在6000元以上或者更高．比其他品种每667m2能增收1000元左右．瓜农的种植积极性特别高。近年来．无籽西瓜生产发展很快．栽培面积逐年扩大[1-5]．除了大面积占有市场的黑皮圆果无籽西瓜郑抗2008[6]、洞庭l号同、郑抗无籽8号罔外．黑皮椭圆果无籽西瓜品种也相继育成。中农5号无籽西瓜是中国农业科学院郑州果树研究所多倍体西瓜育种课题组继中农2号无籽西瓜之后育成的又一椭圆大果型无籽西瓜新品种。该品种突出优点是：