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南京有座“黄瓜大观园”,里面长着“黄金瓜”!南京农业大学黄瓜育种团队取得重要进展

发布人: 发布日期:2021-10-28 文章作者: 点击:

深秋,是蔬果丰收的季节。在南京溧水区白马镇,南京农业大学园艺学院黄瓜遗传育种创新基地也迎来丰收。来到这里,就像是走进“黄瓜大观园”。

30多个黄瓜种植大棚里,200多个黄瓜品种硕果累累,绿色的、黄色的、橙色的,长条型的、葫芦型的、椭圆型的黄瓜果实,垂挂在绿色的藤蔓上,让人目不暇接、垂涎欲滴。而让科研人员兴奋的是,今年,团队在黄瓜遗传育种方面取得重要进展,除了培育出可推向市场的无刺长条形黄瓜新品种“南水8号”,还首创培育出一种甜瓜属人工合成异源四倍体新物种“金瓜”(gocumber),为解决育种“卡脖子”问题提供核心关键技术。

培育“南水8号”,实现国内长黄瓜品种升级换代

光滑无刺、口感脆甜、香味浓郁,这样的黄瓜你品尝过吗?这便是南农大黄瓜育种团队最新培育出来的黄瓜新品种“南水8号”。与市场常见的密刺黄瓜不同,“南水8号”不仅表皮光滑、没有刺,果肉更脆,果囊更小,具有口感好、便于生产运输等新特点。南农大园艺学院教授陈劲枫教授介绍说,他所带在的“葫芦科作物遗传与种质创新实验室”团队,以葫芦科蔬菜为主要研究对象,以“种质资源的遗传基础与创新、育种目标性状的基因与基因组分析、作物育种新方法和新品种选育”为主要研究方向。近来年,在江苏省农业重大新品种创制项目“优质多抗黄瓜重大新品种创制与应用”(项目编号:PZCZ201719)的资助下,团队首次在国内培育出无刺长黄瓜重大新品种“南水8号”,填补了国内该类品种的空白,实现了国内长黄瓜品种的升级换代。

在与国内现有主推的密刺型黄瓜品种比较,“南水8号”还具有品质优、产量高、抗性好的优点。品质优体现在瓜条顺直、表面光泽度好,光滑无刺瘤,易于清洗;口感脆甜清香,黄瓜香味浓郁,无任何苦涩味。团队在对果皮和果肉的营养成分进行分析时,发现“南水8号”的香味主要是由于该品种富含(E,Z)-2-6-壬二烯醛,在果皮和果肉中的含量分别为14.63μg/g和99.8μg/g鲜重,而普通密刺型黄瓜果皮和果肉中该物质的含量约为0.25μg/g和42.75μg/g鲜重。此外,“南水8号”是南农香黄瓜品牌的典型代表品种。

在产量高方面,“南水8号”产量表现稳定,其显著的优点是全雌性(每节均开雌花形成果实),节成性好,具有稳定的单性结实特性,能在设施缺乏昆虫授粉的条件下,不需坐果灵等药剂处理,瓜条发育良好,这些优良性状保证了该品种的稳定的高产稳产特征,平均亩产量在20000斤以上。

培育“金瓜”,实现黄瓜种间杂交遗传与种质创新突破

黄瓜是深受世界各国人民喜爱的蔬菜作物。黄瓜品种的主要问题是遗传基础狭窄,可利用的优良变异较少,抗性弱,生产上人力管理频繁。而种质资源的发掘利用,是突破品种“卡脖子”问题的核心环节。针对栽培黄瓜遗传基础狭窄,优质、抗性等重要资源匮乏的瓶颈问题,南农园艺学院陈劲枫教授团队开创了利用近缘野生种酸黄瓜与栽培黄瓜进行种间杂交和渐渗育种的新途径,创制出系列黄瓜优异新种质,创建了一条黄瓜基于种间杂交的遗传与改良,取得了一系列原创性成果。在黄瓜种间杂交的遗传与种质创新等方面达到国际领先水平。

酸黄瓜是黄瓜的近缘野生种,具有栽培黄瓜所缺乏的对多种病害的抗性,如抗霜霉病、蔓枯病、根结线虫等,且果实极酸,富含维生素C(Vc含量>210mg/kg鲜重)。自然条件下,酸黄瓜与栽培黄瓜无法杂交获得后代,陈劲枫教授团队利用胚胎拯救和染色体加倍等现代生物技术手段,成功将酸黄瓜与栽培黄瓜杂交,获得了国际上迄今唯一成功的黄瓜种间杂种。

基于此,在江苏省自主创新资金项目“黄瓜优质绿色高效产业关键技术创新”(项目编号:CX(20)2019)的资助下,团队进一步通过渐渗育种,获得了一系列种间优良新材料新品种——异源三倍体黄瓜新品种,该品种因个头小、果皮呈黄色,俗称“金瓜”“黄金瓜”,它含有1份酸黄瓜和2份栽培黄瓜的遗传物质,表现出显著的杂种优势,高抗霜霉病、蔓枯病等,果实微酸,遗传了酸黄瓜富含VC的品质特性,VC含量约为150mg/kg,是普通栽培黄瓜(<70mg/kg)的2倍以上。

此外,团队还创新培育出种间改良黄瓜新品种,通过多代渐渗过程,培育出系列种间改良的黄瓜新品种“霜抗”系列,“宁抗”系列,高抗霜霉病、蔓枯病等重要病害。

建立科研国际合作,助力“一带一路”

在南农大白马基地的“黄瓜大观园”里,还经常能见到外国朋友的身影。原来,陈劲枫教授每年都招收来自亚非欧国家的研究生、留学生,和他们一起,在黄瓜育种科研领域建立国际合作。

“我的家乡黄瓜很少,因为当地的气候比较干旱,想要种植黄瓜,需要做品种改良。”来自肯尼亚的留学生欧倍乐和老师交谈时说,他特别想研究富含β-胡萝卜素的黄瓜新品种。原来,这名来中国留学三年的欧倍乐,跟着导师做了不少黄瓜种质资源的研究,他们从我国云南西双版纳地区的黄瓜中,筛选出富含β-葫芦卜素的黄瓜资源,果肉橙黄色,β-葫芦卜素最高含量可达~250μg/g干重,一般普通黄瓜的含量仅在~2μg/g干重。β-胡萝卜素在人体内可以转化成维生素A,是目前最安全补充维生素A的产品,它可以维持眼睛和皮肤的健康,改善夜盲症、皮肤粗糙的状况,有助于身体免受自由基的伤害。而该资源的发掘和利用,对于培育适合于非洲国家适宜的品种具有重要的价值。

据介绍,在江苏省科技厅“一带一路”项目“园艺作物分子育种技术的海外应用合作开发”(项目编号:BZ2019012)和中国科学技术交流中心的中国-肯尼亚作物分子生物学联合研究项目“中国-肯尼亚主要作物优异基因发掘、品种创新与现代生产技术示范”(项目编号:2020YFE0202900)的资助下,南农黄瓜育种团队针对肯尼亚等非洲国家农业科技创新能力不足问题,与国外团队开展科研合作,助力非洲国家作物适宜品种的选育研究。(通讯员:李季 摄影:胡潇)

转自新华社客户端江苏频道


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