“十三五”期間，我國黃瓜年均播種面積122.97萬公頃、產量6623.08萬噸，生產規(guī)模位居世界第一。這期間，我國黃瓜應用基礎研究快速發(fā)展，分子育種技術不斷進步，基因編輯技術獲得突破，新品種選育實現(xiàn)更新?lián)Q代。今天將為大家?guī)怼?strong>“十三五”我國黃瓜遺傳育種研究進展。

一、黃瓜重要農藝性狀功能基因挖掘研究

“十三五”期間黃瓜基礎研究得到了快速發(fā)展。黃瓜自交系9930的V3.0參考基因組組裝完成，獲得了總長度226.2Mb，共包含174contigs的參考基因組。完成了黃瓜抗病、抗逆、果實品質、植株性別等多個重要農藝性狀的基因定位，且在黃瓜植株性別與花發(fā)育、果實性狀發(fā)育和植株性狀的分子機理解析方面取得重要進展。

1.重要農藝性狀的基因定位

抗病性狀基因定位：主要針對霜霉病、白粉病和蔓枯病開展了研究。例如，檢測到4個與白粉病抗性相關的QTL，其中 pm5.1 是主效 QTL；等等。抗逆境脅迫：重點對耐低溫、耐熱和耐澇開展了研究。例如鑒定到6個與黃瓜幼苗耐熱相關的QTL、3個發(fā)芽期耐低溫的QTL、3個幼苗耐低溫QTL；將熱基因定位到1號染色體上232.3kb區(qū)間內；等等。果實品質性狀：鑒定到數十個與黃瓜果實大小、形狀、網紋、空腔等相關的QTL。植株性別：重點對始花節(jié)位、雌花節(jié)率、開花時間、單性結實、雄性不育等性狀開展了研究。例如，將雄性不育基因精細定位到了76kb區(qū)間；檢測到7個單性結實性狀QTL；等等。

2.重要農藝性狀的基因克隆及分子機理解析

黃瓜植株性別與花發(fā)育：激素調節(jié)和營養(yǎng)調節(jié)協(xié)調控制黃瓜花冠開放時間；CsLFY基因與CsWUS互作調節(jié)芽分生組織并促進花的發(fā)育；CsGL2-LIKE基因調節(jié)黃瓜雄花發(fā)育；等等。

黃瓜果實性狀發(fā)育：鑒定到控制黃瓜果實長度的關鍵基因CsFUL1；克隆了控制瓜把長度的基因CsFnl7.1；揭示了調節(jié)乙烯劑量以控制果實發(fā)育中細胞分裂的機制；等等。

黃瓜植株性狀分子生物學：解析了分枝、花打頂、葉型、葉色等分子調控機制。CsBRC1是控制分枝的關鍵基因，通過抑制生長素運輸基因PIN3，導致側枝中生長素過量積累，從而抑制側枝的生長發(fā)育；等等。

二、黃瓜育種技術研究

1.黃瓜分子標記研究

在抗病方面，獲得了與黃瓜白粉病抗性密切相關的SNP多態(tài)性標記140個；與西葫蘆黃化花葉病毒（ZYMV）共分離的InDel分子標記；等等。在抗逆方面，獲得與耐熱基因連鎖的分子標記Indel-H90和 Indel-H224；等等。在果實品質方面，獲得了與瓜把長基因緊密連鎖的分子標記InDel05和SNP04；等等。

2.黃瓜單倍體育種研究

在黃瓜單倍體培養(yǎng)方面，篩選出旱黃瓜未授粉子房培養(yǎng)雌核誘導技術體系；篩選出8個與黃瓜離體雌核發(fā)育早期過程相關的重要基因，為進一步大幅提高黃瓜未受精子房培養(yǎng)胚胎誘導率奠定了理論基礎。

3.黃瓜轉基因技術研究

轉基因技術是研究黃瓜基因功能和品種改良的重要手段。黃瓜是較難進行轉基因的物種，為提高轉化效率，國內學者不斷優(yōu)化遺傳轉化方法，研究了傳統(tǒng)農桿菌侵染法中影響轉化的預培養(yǎng)時間、乙酰丁香酮（AS）濃度、侵染時間、共培養(yǎng)時間等因素的作用效果；通過QTL定位鑒定到4個與黃瓜子葉再生相關的QTL，首次在遺傳機制方面證實了不同品種黃瓜再生能力的差異性。

4.黃瓜基因編輯技術研究

“十三五”期間，黃瓜基因編輯技術獲得突破。利用CRISPR/Cas9編輯了抑制黃瓜心皮發(fā)育的基因WIP1，成功獲得了全雌系材料，提高產量；成功實現(xiàn)對短瓜基因SF2的CRISPR/Cas9編輯，驗證了SF2（編碼組蛋白去乙?；瘡秃象w）通過促進細胞增殖調控黃瓜果實伸長的功能；等等。

三、黃瓜種質資源評價篩選與育種材料創(chuàng)新

“十三五”期間，利用表型評價或分子鑒定技術對黃瓜種質資源的遺傳關系、單性結實、抗病性、抗逆性等進行了評價篩選，獲得了一些具有優(yōu)良性狀的種質。

研究者還對黃瓜核心種質耐低溫性、耐高溫性、耐旱、耐弱光性、抗病性、抗蟲、下胚軸長度、種子含油量、果實性狀等進行了鑒定，篩選出對應的抗逆、抗病、抗蟲、優(yōu)質的種質資源。

利用系譜法創(chuàng)制了一批優(yōu)質多抗的育種材料，成為新品種選育的重要親本。

四、黃瓜新品種選育

2017-2020年通過非主要農作物品種登記的黃瓜品種共有1215個。相對于品種登記，黃瓜新品種保護權的授權比率較低，僅有不到3%的新品種獲得新品種保護權。2016-2019年申請植物新品種保護的黃瓜品種共有126個，授權37件。

“十三五”期間，經過育種家的不懈努力，報道育成的黃瓜新品種超過50個。

具有代表性的華北型保護地黃瓜新品種有：津優(yōu)358號、新農黃1號、中農37號、中農50號、京研118、津優(yōu)319、中農33號、津美79、京研優(yōu)勝、科潤99、津優(yōu)336、京研109、綠園7號、津優(yōu)316、津冬365。

華北型露地耐熱黃瓜新品種有：津優(yōu)409、京研夏美、中農38號、京研春秋綠2號、粵豐。

具有代表性的華南型黃瓜新品種有：甘豐春玉、唐秋209、百福10號、力豐、龍早1號、東農812、盛秋2號、吉雜17、唐雜6號、龍園黃冠、龍園翼劍、燕青。

水果型黃瓜新品種有：京研迷你9號、津美11號等。

這些新品種的外觀品質有了明顯優(yōu)化，特別是在商品瓜光澤度上大幅度提升。另外，在產量和抗病性方面也比以往推廣的品種具有較大優(yōu)勢。

就類型而言，華北密刺型黃瓜仍是選育重點，但華南型黃瓜的選育日益受到重視，逐漸成為重要的育種方向。

五、問題與展望

今后我國黃瓜遺傳育種研究的重點：

要加大具有重要育種價值的基因挖掘和調控網絡解析研究；要在高通量大規(guī)?；蚍中图夹g、基因編輯技術、大孢子培養(yǎng)技術上盡快實現(xiàn)突破；要強化抗重大和新型病害育種、優(yōu)質育種、適合輕簡化栽培育種、國外品種替代等方面的工作。要加大對黃瓜種子生產技術、種子加工檢測技術的高度重視，不斷縮小與國外公司在種子質量上的差距。要加大知識產權保護力度，嚴厲打擊假冒侵權、套牌種子現(xiàn)象，保障我國黃瓜種業(yè)行穩(wěn)致遠。

來源：本文摘自《中國蔬菜》文章“‘十三五’我國黃瓜遺傳育種研究進展”。作者：張圣平 苗晗 薄凱亮 董邵云 顧興芳。單位：中國農業(yè)科學院蔬菜花卉研究所。

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