ew2775zh 拖影:黄色果肉的西瓜与红色的有什么区别?

来源:百度文库 编辑:高校问答 时间:2024/04/29 12:55:44
黄色果肉西瓜是怎么来的?它是基因食品吗?会不健康吗?

黄色的叫小凤西瓜或黄金瓜。红色的就是普通西瓜。

还是红壤的好吃

我国西瓜育种的进展

1.我国西瓜产业在世界上的地位

据FAO统计,西瓜在世界十大果品中占第五位。我国西瓜的栽培面积及总产量均居世界之冠,占全世界的1/2强。因此我国堪称世界第一西瓜大国。

我国西瓜年总产量在3500万吨以上。西、甜瓜占我国夏季上市果品总量的70%以上,年总产值150亿元,然而在科技及对外贸易方面我国并非第一西瓜强国,我国西瓜的单位面积产量远远低于日本等栽培技术先进的国家。在外贸方面,1998年世界西瓜进口量为156万吨(占全球总产量4896万吨的6.4%),而我国的西瓜出口量仅4.7万吨,占世界西瓜出口贸易的3.0%,占发展中国家西瓜出口贸易的6.9%。

由此可见,我国西瓜的总产量虽居世界首位,但出口量在世界贸易中份额甚小,基本属于自产自用,在外贸出口方面尚存在巨大的潜力。

2.现代西瓜育种的目标

植物育种最确切、最全面、最深刻的定义是Smith提出的:“Plant breeding was defined by Smith (1996) as the art and science for impoving genetic pattern of plants in relation to their economic use.”作为果品的西瓜在制订育种目标时更要不但考虑其科学(Science)方面,同时也不能忽视其艺术(Art)方面,即内在的品质和外在的的美观均需兼顾,此外,就是它的经济用途(economic use),这包括产量、抗性、熟期等各个方面。台湾著名西瓜育种家郁宗雄先生将现代西瓜育种的目标概括为一个英文词汇“PERFECT”(完美),这个词汇的各个字母的含意如下:

P:Productive yield (丰产)

E:Excellent quality (优质)

R:Resistance to diseases, pests and stress environments (抗病虫害及逆境)

F:Few seeds (for watermelon), Flesh thick (for melons) (对西瓜要求少籽,对甜瓜要求肉厚)

E:Early maturity (Earliness) (早熟)

C:Color of skin and flesh with attractive (果皮及果肉美丽诱人)

T:Thin & Tough rind for good transportation(薄而坚韧的果皮以耐贮运)

笔者在此再补充若干现代西瓜育种所提出的一些特殊的育种目标

(Other special breeding objects)如下:

(1) Plant habit: Bush type, compact type, dwarf (株型:灌木型、紧凑型、矮生型)

(2) Color of rind and flesh: eg. Yellow rind and yellow flesh (果皮和果肉色泽,如黄色果皮、黄色果肉等)

(3) Fruit size: mini type for ice box, for small family (果型适于冰箱存放和小型家庭的“迷你”型小西瓜)

(4) Seeds: few seeded, seedless, “tomato seeded”, seeded watermelon (种子:少籽西瓜、无籽西瓜、“番茄籽”、籽瓜)

(5) Marker characters: “ melon leaf”, yellow leaf, glossy, etc. (标志性状,如“甜瓜叶”,黄色叶,光滑无茸毛等隐性性状)

(6) Male sterile lines breeding (雄性不育系的育种)

(7) Root stock breeding for grafting (砧木品种选育)

3.我国西瓜育种的进展

3.1 我国近半个世纪以来,西瓜已实现了至少四次品种更新换代,实现了100%的西瓜种子“一代杂种化”和良种化。

建国初期至60年代,我国西瓜生产以地方农家品种为主。如核桃纹、黑油皮、手巾条、花狸虎、马铃瓜、喇嘛瓜、三白、滨瓜等。进入70年代,开始由国外引入优良品种,主要是引自日、美等国,如新大和、旭大和系统。蜜宝(Sugar Baby)、久比利(Jubilee)、查里斯顿(Charleston Gray)、克伦生(Crimson Sweet)等。70年代后期,我国开展了自己的西瓜育种工作,初期以常规育种为主。主要亲本材料是地方品种、日本品种和美国品种。至80年代,杂种优势的研究利用成为我国西瓜育种的重点,先后育成了许多不同类型、不同成熟期的一代杂种西瓜新品种,并逐步将海外品种挤出了中国大陆。基本实现了我国西瓜主栽品种的国产化、一代杂种化及良种化。这是一个很大的进步和成就,但同时也带来了一些负面的结果。由于传统的地方品种退出了生产,许多古老的宝贵的农家品种散失,即使在科研、教学单位有幸被保存的农家品种也由于多代的繁殖而发生“遗传漂变”(genelic drift)从而失去了固有性状,导致了西瓜种质多样性(diversity)的一定损失,这是应记取的教训。

3.2 育成了一批丰产、优质、抗病或具有特殊性状的优良西瓜新品种,创造了极显著的社会效益及经济效益。其中有些品种达到了世界先进水平。现将有代表性的主要品种举例如下:

3.2.1 常规品种:中育系列品种、早花、兴城红、郑州3号、苏蜜1号等。

3.2.2 杂种一代品种:

早熟品种:郑杂系列品种、京欣一号及“京欣一号类型”、早佳、金兰、爱耶一号及爱耶系列品种。

中晚熟品种:新澄一代、丰收2号、红优2号、浙蜜1号、湘蜜、蜜桂、齐红、汴杂等及台湾引入的新红宝、舍钟冠龙等,聚宝一号等新红宝类型,西农8号及各种“西农8号类型”,郑杭系列、京杭系列、苏抗系列等。

3.2.3 无籽西瓜品种:

黑蜜2号、蜜玫1号、无籽3号、郑抗无籽系列、广西无籽系列、雪峰无籽系列、洞庭无籽系列、津蜜无籽系列、蜜都无籽、小红玉无籽、台湾农友新1号无籽、蜜黄、惠宝无籽等。

3.2.4 “迷你型”(mini type)礼品瓜及特色西瓜:

我国台湾农友种苗公司率先育成一批优良特色西瓜品种如:红玲、秀玲、宝冠、小兰、金兰、新金兰、黑美人、新小凤等。大陆近年来也先后育成若干具有不同特色的“迷你型”礼品小西瓜,如红小玉、黄小玉、金福、红小帅、黄小帅、小红铃、小金铃、秀丽及爱耶丽系列袖珍西瓜等。

4.我国西瓜育种技术及应用基础理论研究的主要进展

4.1 种质资源的收集、保存、鉴定及研究

由中国农业科学院郑州果树所牵头,组织全国有关教学、科研单位协作,开展了西瓜种质资源的收集、保存、鉴定和研究工作。共收集西瓜种质资源1100余份,经整理、鉴定,送入国家品种资源库保存的西瓜资源795份,为进一步开展西瓜育种和遗传理论的研究奠定了可靠的物质基础。

王浩波、王鸣等(2002)在对美国1870-2001年育成的235个西瓜品种选育方法及系谱分析的基础上,概括了美国一百多年间的西瓜育种发展历程,计算了91个通过杂交选育的品种的直接亲本和祖先亲本的核遗传贡献值,评定出核心直接亲本和核心祖先亲本及核心中间亲本,对我国今后西瓜育种工作如何重点引进和有效利用这些核心种质提供了有价值的宝贵资料。

4.2 采用常规育种与现代育种技术相结合的育种策略

4.2.1 采用辐射诱变育种等现代育种技术并结合创新的抗病育种鉴定方法育成了丰产、优质、高抗、耐重茬、适应性特广的著名品种“西农8号”。成为我国推广面积最大的中熟西瓜主导品种,获得国家科技进步二等奖。

4.2.2 采用化学诱变与常规育种相结合的育种技术,打破了早熟、优质与裂果的不利连锁,育成了早熟、优质又极耐贮运的优异品种“爱耶1号”。

4.2.3 染色体工程(染色体易位)少籽西瓜的选育:原广东省农科院经作所(朝井小太郎、吴进义等),原西北农业大学及甘肃农大瓜类研究室(王鸣、马克奇等)先后开展了此项研究,并获得一定的进展。

4.2.4 太空育种与等离子诱变育种也初见端倪。

4.3 抗病育种

我国西瓜抗病育种起步于20世纪80年代中期,1986年成立了全国西瓜抗病育种协作组,以抗枯萎病为主要对象开展抗病育种工作,先后育成了若干高抗西瓜枯萎病的新品种,其中抗病性及耐重茬性最突出的是“西农8号”,在全国抗病性联合鉴定试验中其抗病性名列第一,在生产实践中也表现了高抗和耐重茬。中国农科院郑州果树所原西北农业大学、北京市农林科学院蔬菜研究中心等单位在病原调查、人工接种鉴定技术等方面开展了研究。在病害种类方面,除枯萎病外,对西瓜炭疽病及西瓜病毒病等也逐步开始进行研究。例如原西北农业大学西瓜甜瓜研究室先后开展了西瓜枯萎病和西瓜炭疽病人工接种最佳技术规程的研究,并首次提出西瓜炭疽病离体叶人工接种技术以及“AD(Average Diameter)评价法”,用以取代传统的“DI(Disease Index)评价法”。并采用镰刀菌酸(Fusaric acid)对西瓜外植体进行抗枯萎病的抗性突变体筛选。此外,在理论和机制方面原西北农业大学还对西瓜枯萎病、西瓜炭疽病的生理小种分化、复合抗病筛选程序以及抗病性的生理生化机制进行了研究,得出了相应的结果。

4.4 西瓜雄性不育的研究

我国西瓜雄性不育的研究始于20世纪70年代,新疆石河子蔬菜研究所用γ射线照射获得雄性不育突变体,其后1983年沈阳市农业科学研究所育成了G17AB雄性不育两用系(AB系),它是受一对隐性基因控制的“核不育型”,只有50%为不育株,上述雄性不育系迄今尚未在西瓜一代杂种的种子生产上发挥应有的作用。为解决此问题,西北农林科技大学开展了创制隐性核不育双杂合体保持系的研究,并获得良好的进展。

4.5 生物技术在西瓜育种上的应用

4.5.1 分子标记在西瓜育种上的应用

国家蔬菜工程技术研究中心许勇(1998)等,利用分子标记获得了与西瓜耐冷材料PI482322耐冷基因连锁标记OPG12/1950,其遗传距离为6.98cm。此外在国内首次在西瓜上获得抗枯萎病生理小种的抗病基因的RADD标记及SCAR标记,并成功地建立了一整套西瓜抗枯萎病育种分子标记辅助选择技术系统,该技术在抗病转育的F3代中得到了很好的利用。

郭军、许勇(2001)等还利用RAPD技术对国内外32份西瓜主栽品种与其骨干亲本材料及野生类型的遗传亲缘关系进行了研究,从分子水平上验证了西瓜是遗传基础狭窄的作物,并在分子水平对西瓜传统分类与地理生态型分类进行了分析。

原西北农业大学及国家蔬菜工程技术中心先后开展了用RAPD技术对西瓜杂交种遗传纯度进行快速鉴定的研究。DNA分子指纹(DNA finger printing)研究的进一步完善,不仅为西瓜一代杂种的纯度鉴定开辟了快速高效的新途径,而且将对解决侵犯新品种知识产权的法律诉讼提供科学依据。

4.5.2 转基因在西瓜育种上的应用

中国农科院郑州果树所在90年代初进行了西瓜花叶病毒Ⅱ号外壳蛋白基因的导入,获得了再生植株。山西省黄河种业黄学森等已成功的将西瓜花叶病毒Ⅱ外壳蛋白基因与西葫花叶病毒外壳蛋白基因导入西瓜,获得导入两价基因苗(2000年全国无籽西瓜协作组会上交流)。肖光辉等人利用瓠瓜DNA导入西瓜材料,选育出了5个抗西瓜枯萎病的优良组合。王国萍等19利用西瓜生殖细胞原位转化技术,成功将1.1kb抗枯萎病菌的几丁质酶基因转入西瓜中,已筛选出7份稳定的抗枯萎病西瓜新种质材料。宋道军等(2001)用离子束处理将外源基因导入西瓜,研究结果表明,供体DNA与受体DNA在当代实现了超远缘分子杂交,而且SOD在其中的表达比对照提高1倍以上的杂交亲和率为21%。西北农业大学马国斌、王鸣等完成了双抗(抗菌和抗虫)植物表达载体的物建,将胰蛋白酶抑制(TI)基因及抗菌肽B和抗菌肽D基因导入农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)LBA 4404菌株,用叶盘培养法得到西瓜的Kan抗性植株。此外,中国科学院等离子体研究所王浩波等(2001)采用子房注射法将南瓜总DNA导入西瓜,经病圃田间筛选和6代自交纯化已获得5份稳定的西瓜抗病种质材料,对枯萎病的田间抗性得到了显著提高,有3个株系达到HR水平。

4.5.3 组织培养技术在西瓜育种上的应用

西北农业大学马国斌、王鸣等(2000)对西瓜茎尖通过离体诱导四倍体进行的研究认为,选用W2培养基,以8天苗龄的茎尖,用1%的秋水仙素处理24~48小时为宜。房超等(1996)利用组织培养产生的无性系,其抗病性发生了变化,这为抗病突变体的筛选提供了基础。

张兴平(1996)在总结前人研究基础上,结合自己的研究实践,制定出了用两年时间利用离体培养育成可供商品种用的优良西瓜四倍体。即用授粉后20~25天的未成熟种子,切取近胚轴端子叶作为外植体,接种到MS+10μmol/LBA+0.05秋水仙碱培养基培养1周,再转到MS+10μmol/LBA新鲜培养基培养5周,即可出现不定芽。然后将不定芽转接到MS+5μmol/LBA的增埴培养基上扩增再生芽,然后直接转到MS+5μmol/LBA生根培养基上诱导生根,或者将再生芽直接嫁接在西瓜砧木上,最后移栽到温室中,可从叶、花的形状上辨认四倍体。

利用组织培养法生产三倍体无籽西瓜幼苗,以解决三倍体无籽西瓜的“三低”问题,是我国西瓜科技工作者起步较早的课题(中科院植物研究所、北京市林果所等),在取得技术上的成功之后,由于生产成本等问题尚未能在生产实践上广泛采用。近年由于转基因育种的兴起,西瓜离体培养再生体系的建立,再度受到业内人士的重视,中国科学院等离子体研究所王浩波等(2001)对此开展了研究,认为改良MS培养基附加BA及NAA等生长素是西瓜愈伤组织诱导的最适培养基,再附加AgNO­3是诱导不定芽的最适培养基。并首次报道离子束等物理因子处理愈伤组织,对诱导分化不定芽具有刺激和促进作用。

5 我国西瓜育种工作的优势和差距?

5.1 优势

我国西瓜育种工作近30年来取得了长足的发展和显著的成就,已如前述。新品种选育的数量在世界上堪称领先,有些品种的质量达到国际先进水平;在育种技术和应用基础理论研究方面我国也作出了有价值的贡献,发表了许多对国、内外同行有参考价值的论著;出版了集体编纂的西瓜甜瓜大型著作《中国西瓜甜瓜》,并创办出版了世界上唯一的西瓜甜瓜专业性科技刊物《中国西瓜甜瓜》;我国还拥有世界上最庞大的西瓜甜瓜科技队伍,从事西瓜、甜瓜科技工作的县以上单位近百个,科技人员近500名,人数之多远超过任何国家,并培养了一批具有硕士、博士学位的年轻的高科技人员,为我国西瓜、甜瓜事业的可持续发展奠定了坚实的基础,这些都是我们的优势。

5.2 差距及存在问题

5.2.1 种质资源的收集与研究

我国拥有的西瓜种质资源的数量与国外有较大差距,美国及前苏联均拥有西瓜种质材料4,000余份,而我国仅1,000余份。我国尤其缺少具有各种抗性的野生种质资源。在种质资源的研究上,我们缺乏对骨干亲本材料和核心种质的深入系统研究和分析,这就使我们在看种亲本选择上缺乏预见性,并影响育种效率的提高。在国际上“种子战”、“基因战”越演越烈的今天,“推拥有种质,谁就拥有未来”的观点,已引起国际上的普遍关注。我们必须大力加强对种质资源的收集、研究、利用和创新,才不至于落在世界潮流之后。

5.2.2 基础研究与理论研究

我国对西瓜遗传育种的研究大多属于生物学、形态学、生理学、生物化学等传统领域,在分子水平上的研究,尚处于起步阶段,对西瓜主要病害的病原菌生理小种分化的研究也有待继续拓宽和深化。尤其对日益严重的西瓜病毒病的株系分化、抗源鉴定、筛选及抗病毒病育种极待开展。此外在主要经济性状的遗传机制、分子标记、分子克隆和基因转移等领域,也需要大力开展研究。关于西瓜分子标记基因图谱的制定,我国已有研究基础,应争取走在世界前列。

5.2.3 新品种知识产权未能得到充分保护

我国虽先后颁布了《专利法》及《植物新品种权利保护法》等法律法规,但有法不依、执法不严的现象仍然存在。许多新品种刚推出不久。亲本很快就被窃取,盗版“新品种”接踵而至,其性状与被盗品种雷同,名称也相似,给品种的原选育者和选育单位造成巨大损失,导致种业市场的无序兢争,严重挫伤了认真进行品种选育者的积极性,影响了我国西瓜新品种选育事业的可持续发展,此种侵权行为如果得不到及时制止,后果不堪设想。我国已加入WTO及UPOV(世界植物新品种保护联盟),对保护新品种知识产权承担着国际义务,必须遵守国际游戏规则,才能使我国西瓜育种事业健康发展,这是目前西瓜育种领域中应该大声急呼的问题。

5.2.4 与国际市场接轨,适应入世后的新形势?

我国加入WTO为我国西瓜走向国际市场提供了有利条件,但我们的育种目标基本上仍是针对国内的需求。今后应加强对世界不同地区和国家对西瓜品种的要求,制订出专门针对特定国际市场(如独联体国家等)要求的育种目标,以选育“外向型”的西瓜品种,使我国这个“世界第一西瓜大国”的西瓜真正走向世界,争取成为“世界第一西瓜强国”。