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广东蔬菜种质资源收集保存与鉴定利用* 李植良，陈清华，罗少波，何裕志，郭巨先 （广东省农业科学院蔬菜研究所，广州五山
510640） 摘要：从2002-2004年，广东省农业科学院蔬菜研究所引进收集蔬菜种质资源501份，对1642份蔬菜种质进行了繁种和农艺性状鉴定，入广东蔬菜种质资源库保存蔬菜种质1400份，同时对182份蔬菜种质资源进行了抗病性鉴定或营养品质分析，从中鉴定出高抗资源8份，抗病资源16份；完成了广东蔬菜种质资源数据库的构建，其中包含了1019份已入库保存蔬菜种质的植株或果实图片，实现了广东蔬菜种质资源数据网上共享。2003-2005年，共有12个利用优异蔬菜种质资源育成的蔬菜新品种通过广东省或国家农作物品种审定。 关键词：蔬菜种质资源；收集；保存；鉴定；利用 Collection,Conservation,Evaluation
and Exploitation of Vegetable
Germplasm in Guangdong LI Zhi-liang,CHEN Qing-hua,LUO Shao-bo,HE Yu-zhi,GUO Ju-xian （Vegetable
Research Institute,Guangdong Academy of Agricultural
Sciences,Guangzhou,510640） Abstract: Five hundred and one vegetable accessions were collected during 2002-2004. Propagation and evaluation with respect to agronomic traits of 1642 vegetable accessions were carried out, among them 1400 accessions have been stored in the mid-term Guangdong Vegetable Genebank(GVG). Ninety-three accessions were identified for resistance to some diseases and 89 were evaluated with respect to quality traits. Among them 8 accessions have high resistance and 16 have resistance to some diseases. Meanwhile, Guangdong vegetable germplasm database has been established and can be shared through internet, including the plant or fruit photographs of 1019 vegetable accessions stored in GVG. Moreover, some good vegetable germplasm have been used in breeding programs, and twelve vegetable and sweet corn varieties have been developed and released by the government during 2003-2005. Keywords: Vegetable germplasm; Collection; Conservation; Evaluation; Exploitation 至2002年我国已入国家种质资源长期库保存的种质33.4万份，居世界第一位[1]。其中蔬菜资源约3万份，居世界第三位[2]。“ 六五”至“ 八五”期间，广东省农业科学院蔬菜研究所共收集保存蔬菜种质资源3000多份，并对广东省的蔬菜种质资源进行了性状鉴定，经整理和繁殖，送交国家农作物种质资源库作长期保存1342份[3]。“九五”期间，广东省农业科学院蔬菜研究所与中国农业科学院作物品种资源研究所共同对京九铁路沿线粤北段平远、和平、龙川、始兴4 个县的蔬菜资源进行了抢救性考察收集，收集到各类蔬菜种质资源502 份[4]，并已送国家农作物种质资源库临时保存。2003年，在广东省科学技术厅与广州市科学技术局共同资助下，广东省农业科学院蔬菜研究所建成了体积55 m3 、库容2.3万份，我国第一座库温为（-5±5）℃、相对湿度（RH）≤50%，可调温调湿的现代化蔬菜种质资源中期库[5]。本文主要介绍近3年来广东农业科学院在蔬菜种质资源收集保存与鉴定利用研究的新进展。 1
蔬菜种质资源的引进与收集 2002至2004年，广东省农业科学院蔬菜研究所先后从中国农业科学院国家蔬菜种质资源中期库及其他地方引进收集辣椒、番茄、豇豆等18种蔬菜作物种质资源共501份，其中辣椒资源引进收集数量最多，占引进收集总数的27.7%。各种作物引进及收集分布情况见表1。 表1 2002-2004年引进收集蔬菜种质资源情况
Table1
Vegetable germplasm collected during 2002-2004
至2004年，广东农业科学院蔬菜研究所保存的蔬菜种质资源已达3697份，分为5大类21种作物，其中瓜类1360份，茄果类1428份，豆类401份，叶菜类403份，甜糯玉米105份。单一蔬菜作物保存资源数量超过500份的只有番茄1种。表2是2001年和2004年资源保存量的变化情况。
2
蔬菜种质资源的编目、繁种、性状鉴定与入库保存 2.1广东蔬菜种质资源编目 对需要入库保存的每份资源，均进行了编目，建立其档案资料。而对资源进行归类编号，则是编目的首要工作。蔬菜作物种类繁多，没有一个科学的分类编号方法，在管理上容易造成混乱。编号原则是在国家蔬菜种质资源三级分类编码[6,7]基础上，根据广东现有蔬菜作物的种类，作了相应的调整以简化编码表。这种编码简单明了，采用三级代码便将某一份种质的编号归属准确地表达出来。用01，02，03…代表蔬菜类别；A，B，C，…代表蔬菜种或变种，品种代号设4位数；对同种（变种）蔬菜作物品种的编号则采用了美国国家种质贮藏实验室按种质入库先后编排流水号的方法[7]，以便于实际操作。如GDV09J0006代表广东蔬菜种质资源库苦瓜的第6个品种。广东蔬菜种质资源分类编码表可根据以后收集入库作物种类的增加随时添加。 2.2
蔬菜种质资源繁种与性状鉴定 2003-2004年，对叶菜类、食用豆类、瓜类、茄果类及甜、糯玉米共1642份蔬菜种质进行了繁种和农艺性状鉴定，获得性状鉴定数据35700个。同时，获得了1019份已鉴定入库种质资源的实物图片，较为形象地反映了该份种质资源的特征特性。为了保持入库种质的种性，对(常)异花授粉作物的种质繁种采用了严格的荚花或套袋等隔离措施。根据作物种子大小，规定了入库种质繁种的数量，原则要求每份种质保存数量在1000粒以上，最少500粒；按种子重量，大粒种子作物如菜豆、豇豆、苦瓜、丝瓜、甜玉米等每份300-120克，中粒种子作物如黄瓜、白瓜、节瓜、冬瓜等每份60-35克，小粒种子如茄果类、叶菜类作物等每份40-15克。 为了对所鉴定的资源性状进行较系统的评价，根据各类作物的特点制定了详细的调查项目和调查标准。所选调查项目主要依据南方蔬菜作物育种的实际需要，如与育种密切相关的生育期（熟性）、商品外观性状及品质性状、种子特性、抗性等，同时兼顾了植物学分类性状。广东蔬菜种质资源数据库的有关规范和结构也是以此为依据而制订。以丝瓜为例，田间鉴定性状共30项，其中生育期性状有播种期、出苗期、定植期、开花期、商品瓜始收期、商品终收期、种瓜采收期、熟性首花节位、第一瓜节位等10项，商品外观及品质性状包括单果重、果长、果宽、果形、果棱有无、果棱色、果表皮色、果表皮斑纹、果肉厚、肉质、风味等11项，抗性则包括了与生产密切相关的耐寒性、耐热性及对霜霉病、白粉病的抗性等4项，其他性状5项。 2.3 蔬菜种质资源的入库保存 2.3.1编库位 对广东蔬菜种质资源库内的种子架，按种子架排、列、层（筐）的顺序进行编号，所编出的每筐编码即为库位号。种质库库位编号方法为：排的编码顺序由南（库门）至北，标以A，B，…，H；列的编码顺序由外往内，标以1，2，3，4；筐（层）的编码顺序从下往上，标以01，02，…，12。依此编出每一筐的库位号，每筐的库位号由一个字母及3位数字组成。如B-2-08，代表广东蔬菜种质资源库的B排第2列第08筐种子。通过库位号，就可以很容易地找出库内所保存的每一份种子的位置。 2.3.2入库保存 2003年10月广东蔬菜种质资源库建成，2004年2月开始接纳种子入库。至2004年底，入广东蔬菜种质资源库保存的蔬菜种质共1400份（见表3），均为广东省较重要的蔬菜作物，其中茄果类入库保存704份，占入库保存蔬菜资源总数的50.3%。所有入库种子均经过芽率测定和干燥，以及含水量抽测（含水量抽测结果见表4），最后用铝箔袋密封包装，以确保入库种质的质量和贮存期限。种子干燥采用的条件是烘箱温度为30℃±2℃，室内温度≤18℃，RH≤40%，干燥时间依种子大小、种壳厚度和密度的不同而异，一般3-5天。含水量抽测比例为每批次每种作物送交入库种子份数的15%-20%。 表3
广东蔬菜种质资源库入库种质数量及种子含水量 Table3
Crops and accessions stored in Guangdong Vegetable Genebank in
2004 and the seed water contend
3
蔬菜种质资源抗病性鉴定及品质分析 2002-2004年，共对189份蔬菜种质资源进行了抗病性鉴定或营养品质分析。其中对6种主要蔬菜作物共93份重点种质进行了针对华南主要蔬菜病害的抗病性鉴定。鉴定方法见表4中所列参考文献，瓜类病情分级按全国蔬菜病害鉴定“八五”攻关标准。从中鉴定出高抗资源8份，抗病资源16份，其中有3份辣椒资源对疫病抗性达免疫水平。 表4
2002-2004年广东蔬菜种质资源抗病性鉴定结果 Table4
Vegetble germplasm identified for resistance to diseases during
2002-2004
此外，还对89份节瓜、冬瓜、彩色甜椒、甜玉米、南瓜、菜心的主要营养品质进行了分析，获得分析数据482个。具体分析份数、分析项目及营养成份含量见表5。 表5
2002-2004年广东蔬菜种质资源品质分析结果 Table5
Crops and content ranges of quality traits evaluated
4
广东蔬菜种质资源数据库的构建 在国家农作物品种资源信息处理数据库规范及结构的基础上，根据南方主要蔬菜作物育种实际需要对有关项目作了相应的增减，编写了白菜甘蓝类、食用豆类、冬瓜节瓜瓠瓜、黄瓜、苦瓜、丝瓜、南瓜类、番茄、茄子、辣椒共10个数据库规范及结构。它包括了蔬菜种质资源的基本信息，如统一编号、科名、属名或亚属名、种名、品种名称、种子来源，以及与育种密切相关的性状等。按照已编写的有关规范完成了白菜、菜心、芥蓝、菜豆、豇豆、豌豆、冬瓜、节瓜、瓠瓜、黄瓜、丝瓜、苦瓜、中国南瓜、笋瓜、番茄、辣椒、茄子共17种蔬菜作物1642份种质资源46800个数据库数据的采集和录入。2004年完成了广东蔬菜种质资源数据库（包括1019份已入库种质的图片）的构建，实现了广东蔬菜种质资源数据网上共享。 广东蔬菜种质资源数据库包含了10个已编写数据库规范及结构蔬菜作物子库。从数据库上可查找到每一份资源的性状鉴定数据，以及大部分种质资源的实物图片。该数据库包括数据添加、删除、查找、修改、打印等具体操作，生成指标库、增加删除性状等数据库维护，以及更换用户、用户名及密码修改、更换数据库、数据库备份等系统操作几部分功能。种质资源数据库的建立，将为种质资源的评价及有效利用提供重要的参考依据。 5
蔬菜种质资源利用 在“七五”至“九五”蔬菜种质资源收集、评价基础上，近年来广东省农业科学院蔬菜研究所在蔬菜种质资源的创新与优异蔬菜种质资源利用研究已取得一定的成效。如利用亚蔬中心（ADVRC）引进的高抗青枯病番茄资源AS52与优质资源杂交，对其后代进行品质结合抗病性鉴定筛选，育成新的优质、抗青枯病育种材料X20[13]。利用外源DNA产生变异，筛选出瓜形好、抗病毒病较强的冬瓜材料2份。通过多代回交选育，2003年成功选育成辣椒核质不育系4556A和5275A。在优异种质资源利用方面，提供育种利用的种质资源20份，育成的部分新组合（品系）、新品种已在生产上示范推广,取得了较大的社会和经济效益。从国外和省外引进的彩色甜椒资源中，通过多代定向选育，已获得3个可用于生产的彩色甜椒新品系；利用已鉴定出的抗青枯病材料，育成中抗青枯病杂种一代白茄新组合白玉茄子，目前正在粤北、汕头、佛山等地种植，面积已达667公顷；从引进收集的豌豆资源中，鉴定筛选出早熟、耐热、结荚力强、前期产量高的豌豆新品系采乐；通过抗病性筛选，选育成抗病新品系巨人二号黑皮冬瓜，正在广东冬瓜主产区三水、台山等地大面积种植。在不断了解资源材料的特征特性，不断改造和纯化资源材料的基础上，甜玉米的种质资源利用工作取得了较大的进展。利用台湾玉米后代选系为亲本育成的超甜玉米新组合佳美2号品质优良、多穗，是一个穗笋兼用新组合，2005年通过广东省品种审定，推广面积约350公顷。利用中早熟、耐热性强的节瓜资源作母本与早熟、耐热性中等、瓜身匀称的节瓜资源作父本育成夏冠1号节瓜，2005年通过广东省品种审定，推广面积350多公顷。以苦瓜优异资源D12-3-1为亲本配制的杂交一代品种翠绿三号，早熟、丰产、抗逆性强，至2004年示范推广1100多公顷，2005年通过广东省品种审定。2003-2005年利用蔬菜优异资源育成、通过国家和广东省品种审定的新品种还有9个：绿珍一号黄瓜、早绿苦瓜、碧绿3号苦瓜、丰乐节瓜、珠甜一号、佳美1号、金银粟2号甜玉米、粤优丝瓜、福康2号辣椒。 6
分子生物技术的应用及其它基础研究 近年来，在利用分子生物技术对种质资源研究方面，已开展了RAPD标记鉴定蔬菜种子纯度[14～18]，用母本有、父本无、F1有的DNA谱带和母本无、父本有、F1有的DNA谱带作为特异谱带对番茄、辣椒杂种一代种子纯度的鉴定检测结果与田间鉴定结果一致。利用RAPD 技术对来自国内外的45份苦瓜栽培品种进行了亲缘关系分析，结果将45个苦瓜品种分成滑身苦瓜和麻点苦瓜2大类，滑身苦瓜又可以分为来源于东南亚和来源于国内的2组，麻点苦瓜也可分为来源于中国香港和来源于中国内地的2 组，说明苦瓜品种存在一定的地域性差异，另外亲缘关系上相近的品种也聚类到一起[19]。利用改良CTAB法快速提取节瓜全雌株系与全雄株系杂交分离后代全雌和全雄DNA，采用BSA法对节瓜性型基因进行标记，并对RAPD反应体系进行优化，获得节瓜性型基因分子标记OPQ―451150[20]。根据近等基因系分析原理，以辣椒细胞质雄性不育系932A及其保持系932B为材料，对辣椒细胞质雄性不育基因及其保持基因开展了RAPD标记研究，结果表明：OPK-17550、OPK-171500标记可能与细胞质雄性不育基因相连锁，OPH-112000标记可能与保持系中的保持基因相连锁。对侯选标记OPK-17550进行了克隆和部分序列分析，为利用混合群体分离法(BSA)对分离群体中的不同单株进行SCAR分析的标记验证工作奠定了基础[21]。 在蔬菜种质资源性状研究方面，开展了甜玉米农艺性状的遗传分析，对甜玉米各性状的Ｗｒ/Ｖｒ回归模型检验结果表明，穗位、穗长、大小叶斑病病指、单穗净重性状遗传方式适合“加性-显性”模型，而单穗重、产量性状遗传方式不适合“加性-显性”模型[22]。对24个长身型苦瓜品种资源的15个农艺性状的聚类分析结果表明，24个资源材料可划分为5个品种类群，即早中熟品种型、中晚熟普通品种群、中晚熟大果型品种群和极晚熟品种群、极早熟强雌性类群[23]。 此外，在种子芽率技术方面，开展了对较难发芽的丝瓜、冬瓜、甜玉米等蔬菜作物发芽技术研究[24～26]，其中冬瓜发芽技术和甜玉米浸种剂已获国家专利。研究结果表明，采用一定浓度的过氧化氢溶液浸种处理，显著提高了有棱丝瓜种子的发芽势和发芽率，以0.5 %～1.0 %过氧化氢的效果较好。人工嗑种在少量种子催芽时也有较好的效果。浸种前低温处理有利于提高冬瓜的发芽率；有棱冬瓜种子采用33.3mg/LGA+33.3mg/L6-BA+0.7%KNO3处理，发芽率可提高50%～400 %；浸种时间的长短会影响冬瓜种子的发芽率，以浸种时间8h左右的发芽率最高。超甜玉米适宜浸种时间通常以1h为宜，并可以通过测定浸种液电导率估算超甜玉米发芽率。 7
讨论 广泛收集、妥善保存、深入研究、积极创新、充分利用是我国作物种质资源的工作方针。在完成了建立广东蔬菜种质资源库，将资源繁种入库保存，以及建立了广东蔬菜种质资源数据库等工作后，在继续做好常规性工作如种质资源的收集、繁种、性状鉴定和入库的基础上，今后广东蔬菜种质资源工作应转入种质资源的深入研究和利用等方面。 7.1蔬菜种质资源的深入评价 作物种质资源研究的最终目的是科学合理地利用种质资源，而鉴定评价是合理利用的依据。目前我们只完成保存的很小部分资源的单一病害抗性鉴定、营养品质分析工作，种质资源的抗性鉴定、营养品质分析还有大量工作要进行。这是一项耗资费时的工作，也是作物种质资源研究的核心。 蔬菜作物种类繁多，对种质资源的深入评价应本着有所为而有所不为的原则，充分发挥广东蔬菜的资源优势，利用常规技术和生物技术相结合的方法，对已保存和新收集的广东重要蔬菜作物如菜心、节瓜、棱丝瓜、苦瓜、番茄、茄子、辣椒、黄瓜等种质资源，就其主要的产量性状、品质、抗主要病虫和抗主要不良环境进行鉴定评价及性状遗传研究，为蔬菜育种提供特征明确的优良种质。 7.2 加快分子生物技术在蔬菜种质资源研究中的应用 分子生物技术已广泛应用于蔬菜种质资源研究和遗传育种。今后可利用植物形态学与分子生物学技术相结合的方法，对我省保存数量较多、具有广东特色的重点蔬菜作物进行遗传多样性分析，建立我省蔬菜种质资源现代生物技术鉴定和研究方法，构建我省重点蔬菜作物的核心种质；构建重要作物相对饱和的遗传图谱，为重要经济性状QTLs定位提供依据。此外，继续通过基因组分析、分子标记等技术，发掘新的有利基因，继而加快蔬菜种质资源在遗传育种的应用。广东蔬菜生产的主要逆境是高温多雨，容易引发各种病害，因此应重点开展蔬菜耐热、抗病性状的分子标记，寻找与耐热、抗病基因紧密连锁的分子标记，加快耐热、抗病优良新品种的选育。 7.3
建立和完善蔬菜种质资源品质分析评价体系 本研究所进行的蔬菜品质分析与鉴定，由于多数蔬菜作物还没有制定、发布相关的国家、行业或地方品质评价标准，因此只能根据生产、销售及消费过程中比较重视的一些项目进行测定，但没有进行分级评价。为满足消费者对优质蔬菜需求日益增长的趋势，建议加快相关标准的制定。优质资源利用的最终目的是培育出适合种植和销售的优质蔬菜新品种，而其商品价值最终由市场决定，因此，蔬菜种质资源的品质评价标准应包括外观品质、营养品质和口感等，评价项目的选择要与生产实际相结合，重点评价与蔬菜商品价值密切相关的性状，使之在实际工作中易于操作与应用。目前，广东省农业科学院蔬菜研究所已承担了相关研究项目，如开展了建立冬瓜品质评价体系的研究。 7.4充分利用优异种质资源服务蔬菜育种 对收集保存的种质进行深入的评价和鉴定，最终目的是发掘优异种质，创新种质资源，提供育种利用。因此，今后应充分利用已获得的性状鉴定数据及已鉴定出的优质、抗病虫、抗逆、丰产资源，采用现代生物技术与常规育种技术紧密结合的方法，开展优异种质资源创新和利用研究，为广东省的蔬菜育种服务，不断培育出新的适应华南地区种植的优质、抗病、抗逆、高产蔬菜新品种，使蔬菜生产实现可持续发展。 参考文献 [1]卢新雄,陈晓玲.我国作物种质资源保存与研究进展.中国农业科学,2003,36(10):1125～1132 [2]杜永臣.中国蔬菜育种近期主要研究方向和目标(综述).河北科技师范学院学报,2004,18(2):6～9 [3]陈汉才,郭启权,俞志忠,等.广东蔬菜种质资源的收集、评价与利用.广东农业科学,1996(3):24～26 [4]李植良,黄河勋,黄享履,等.粤北山区蔬菜种质资源考察与初步鉴定.广东农业科学,2001(3):19～22 [5]李植良,陈清华,罗少波,等.广东蔬菜种质资源库建设技术关键.广东农业科学,2004(6):1～3 [6]中国农业科学院蔬菜花卉研究所主编.中国蔬菜品种资源目录（第一册）.北京:万国学术出版社,1992.
I
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