生物技术在黄瓜育种上的应用

特征描述及防治方法

本世纪70年代以来，由细胞工程、DNA重组和转基因技术等一系列现代生物技术的建立，生物技术已成为当今世界发展*快、*活跃的高新技术领域。现代生物技术在农业上的广泛应用，将给农业生产带来新的飞跃。黄瓜是我国人民喜食的主要蔬菜品种之一，在我国的种植面积很大，黄瓜新品种的选育及研究进展，直接关系到全国人民菜篮子的问题。作为我国惟一一个以黄瓜为研究对象的研究所—天津科润黄瓜研究所，为了适应技术革新的发展，1995年以来，在杜胜利博士的带领下开展了生物技术在黄瓜育种上的应用研究，将单倍体诱导技术、转基因技术和分子标记等技术与传统黄瓜育种技术相结合，现已展现出良好的发展前景。

黄瓜育种一直沿用传统的育种方法，育成一个品种需要5～8年，利用杂交、自交和回交等手段，先育出优良的自交系，而传统自交系的选育也须经过6代以上的自交，方能选育出1个相当纯合、稳定的自交系，再加上杂交组合的配制和筛选，使育种过程耗时、耗力、效率低，另外由于种质资源的限制，可供利用的性状资源差异越来越小，所以仅靠现有资源和常规育种方法很难使新品种在抗性、品质上有大的突破。天津科润黄瓜研究所的“利用生物技术创造黄瓜育种新材料方法研究”是利用生物技术的手段为黄瓜传统的育种方法提供新的材料和方法。它主要包括2项重要技术，即黄瓜的单倍体诱导技术和体细胞再生与转基因技术。

天津科润黄瓜研究所的黄瓜单倍体诱导技术体系，在国内*通过未授粉子房培养获得单（双单）倍体植株，自胚芽诱导、继代、再生植株扩繁到移栽驯化、单倍体鉴定等，形成了较为完善的技术体系，该技术填补了我国黄瓜单倍体技术研究的空白。用单倍体诱导技术进行品种选育，植株的基因型和表现型完全一致，大大降低了误选的频率，而且以单倍体为诱变材料，突变隐性基因性状就可表现出来，获得突变体的速度可大大加快，从而大大缩短育种年限，快速产生纯合的育种新材料（纯系），提高育种效率。天津科润黄瓜研究所应用单倍体诱导育种技术，仅用1年多时间就从中国与荷兰型黄瓜的杂交后代中，分离获得一些表现优异的育种材料，这些材料具有较强的耐低温、耐弱光能力，并且抗病性强、瓜条商品性好，利用这些材料选育的品种性状优良，现已经进入了全国区域性试验阶段，预计在1～2年内就可以在国内得到大面积的推广。

单倍体诱导技术的成功使天津黄瓜所成为世界上少数拥有此技术的机构之一。在黄瓜染色体倍性鉴定和加倍方面的研究工作表明单倍体和双倍体染色中心直径存在显著差异，可以用染色中心直径来鉴定单倍体，但在区分双单倍体和三倍体时会有一定误差。

利用传统的基因定位方法进行基因标记，由于受环境因素影响很大，遗传图谱的可靠性较低。而利用分子标记技术可以提高遗传分析的准确性和选种、育种的有效性，利用转基因技术进行黄瓜育种，还可以尽早实现抗病性等性状研究的突破。目前我所生物技术课题组正在承担国家863和天津市重大攻关项目，并在黄瓜抗白粉病的分子标记研究上取得重要成果，相关技术已申报国家发明专利。

黄瓜体细胞再生与转基因技术可将外源的抗病、抗虫、抗逆及特有品质等有效基因导入植物体，从而产生具有新性状的植株，培育出新的抗病、抗虫、抗逆等优良品种。转基因黄瓜不仅可以保留原来优良的丰产性、商品性，而且获得了新的抗病性或抗除草剂等特性，可以大幅度节约生产成本，提高生产效率。如目前已经发现黄瓜转水稻几丁质酶基因植株可以提高对灰霉病的抗性，还可以产生对CMV的抗性。目前天津科润黄瓜研究所正在利用建立的黄瓜转基因技术，通过与南开大学、天津农科院中心实验室合作，开展黄瓜耐盐基因、抗除草剂基因的转化研究，并已经取得阶段性的成果。

目前，生物技术在黄瓜育种上还没有得到普遍的应用，有些技术还处于研究当中，如利用分子标记进行系谱分析和定位，品系、品种和杂种的鉴定及品质、抗病性鉴定等还只是作为黄瓜育种的辅助手段。但我们相信生物技术必将对黄瓜的育种方法产生深远的影响，甚至成为黄瓜育种过程中不可缺少的一部分。