全 文 ：中国西瓜甜瓜
本项目由湖南省自然科学基金!#$$%&’’()资助。
收稿日期：&’’*+**+ ’#；修回日期：&’’&+ ’&+&,。
瓠瓜 !#直接导入西瓜
抗枯萎病育种研究进展
肖光辉
（隆平高科湘园瓜果种苗分公司 湖南长沙 -*’*&.）
摘 要 综述了外源 /01 直接导入技术的原理、方法和技术特点；瓠瓜枯萎病抗性导入西瓜的方法、后代性状
的变异与抗枯萎病材料和抗性组合的选育结果；以及西瓜抗枯萎病育种所取得的突破性进展。
关键词 西瓜；瓠瓜；/01 导入；枯萎病；抗病性；进展
枯萎病是西瓜的主要病害之一，其发病率在湖
南西瓜产区一般为 .2左右，严重的可达 3’2以上，
甚至毁园绝产。由于近年来西瓜栽培面积迅速扩
大，重茬西瓜面积增多，西瓜枯萎病的发生越来越
普遍和严重［*］。中国缺乏高抗枯萎病的西瓜种质资
源［&］，而瓠瓜对西瓜枯萎病免疫。用瓠瓜作砧木进
行西瓜嫁接栽培是防治西瓜枯萎病的一种有效方
法，将瓠瓜的枯萎病抗性转育到西瓜上，是西瓜抗
病育种工作者多年的梦想。但由于瓠瓜与西瓜间的
亲缘关系远，利用常规育种方法无法将瓠瓜的枯萎
病抗性转育到西瓜上来。而采用外源 /01 直接导
入技术可打破远缘物种间的遗传隔离，可望获得抗
枯萎病育种的突破。
外源 /01 直接导入技术是以整体植物的细胞
为受体，将带有目的性状的供体总 /01 导入植物，
筛选获得带有目的性状的后代。继外源 /01 直接
导入技术在棉花和小麦上成功地转移了不同来源
的抗病基因［3，-］后，外源 /01 直接导入西瓜的研究
取得了较大进展［.4*’］。瓠瓜枯萎病抗性导入西瓜已
获得抗枯萎病变异，创造了全新的西瓜种质资源［**4*.］，
并选育出了优良的抗枯萎病杂交组合［*(，*#］。有些研
究成果已进入实用化阶段，展现出了外源 /01直接
导入技术在西瓜抗病育种、品种改良和生产中的广
阔前景［*,］。
* 外源 /01直接导入技术理论依据
周光宇提出的 /01 片段杂交假说 ［*］是外源
/01 直接导入的理论依据。该假说认为，远缘亲本
间的染色体结构从整体看难以亲合，但从进化角度
看，部分基因间结构可能保持一定的亲合性。当远缘
花粉或外源 /01的基因组进入母体后，大部分被受
体分解，保存下来的某些/01 片段有可能被整合进
入受体染色体，参与受体性状基因表达的调控或数
量遗传，而使子代出现变异。利用 35+/01 所作的
同位素示踪研究结果表明，外源 /01 可在花粉管
通道形成之后和封闭之前一段时间进入胚囊，与细
胞壁尚不完整的卵、合子或早期胚胎细胞整合［&’］。外
源 /01 进入胚囊除了花粉管这一主要通道外，大
分子外源 /01 也可通过珠心细胞壁上的纹孔或穿
孔进行穿壁转移，花粉管携带也是外源 /01 进入胚
囊途径之一［&*］。另外，在许多植物上已经证实，种子
吸收的标记 /01 能进入幼苗的细胞核与染色体
/01整合，随着生长进入茎和生殖器官。因此，幼苗
植株分生细胞可作为外源 /01的直接受体［&&，&3］。
& 瓠瓜 /01直接导入西瓜的方法
根据受体细胞的不同，外源 /01 直接导入植
物的方法可分为两类［*］。 一是以种胚细胞为 /01
受体的技术，如子房注射法、花粉管通道法（/01 涂
抹柱头法）等；二是以茎端分生组织细胞为受体的
技术，如 /01 浸胚法等。采用 /01 浸胚法、子房注
射法和 /01涂抹柱头法，将瓠瓜 /01 导入西瓜都
可获得性状变异。用瓠瓜的总 /01浸西瓜干胚，/*
代获得了 ’63&2 的变异率；采用 /01 子房注射法
/*代也获得了 ’6,’2 4 *6##2的变异率。浸胚法所
获得的变异 /&代性状变异大，变异类型多，是瓠瓜
/01导入西瓜的有效方法［(，，*’］。瓠瓜 /01 导入西
瓜的方法简介如下：
$%& !#浸胚的合适时间
用 /01溶液直接浸西瓜干胚，浸胚时间长有
利于 /01的导入。当浸胚的时间短于 *’小时时，/*
代无性状变异；而用 .’’ !7 8 9:的 /01溶液浸胚
专题综述!! （!）：#$ % ##
;
;专 题 综 述
-*· ·
导入后代 变异类型及性状变异情况 变异株数 变异率（!）
#
$
%
&
果实圆球形，果皮深绿色，种子黑褐色，生长势中等
果实由圆球形变成高圆形，种子由黑褐色变成黄褐色
’$类型：果实长椭圆形，果皮白色带绿网纹，生长势比受体强
’%类型：果实长椭圆形，果皮白色，生长势比受体强
’&类型：果实椭圆形，果皮白色带绿网纹，生长势比受体强
’(类型：果实椭圆形，果皮白色，生长势比受体强
’)类型：果实高圆形，果皮深绿色，生长势比受体强
&*$ 类型：果实长椭圆形，果皮白色，果形指数 $+,# - %+##
&*% 类型：果实长椭圆形，果皮白色带绿网纹，果形指数 $+,# - $+.#
&*& 类型：果实圆球形，果皮白色带绿网纹，果形指数 $+## - $+#%
&*( 类型：果实圆球形，果皮深绿色，果形指数 #+., - $+##
&*) 类型：果实圆球形，果皮白色，果形指数 #+.. - $+#$
&*/ 类型：果实椭圆形，果皮白色，果形指数 $+0# - $+,#
&*0 类型：果实椭圆形，果皮白色带绿网纹，果形指数 $+/) - $+,#
&*, 类型：果实高圆形，果皮深绿色，果形指数 $+$# - $+%)
#
$
/
(
(
)
0
’%后代 &%&
’(后代 /.
’$后代 &%,
’&后代 0,
’&后代 )(
’)后代 $$0
’(后代 ),
’%后代 .0
’(后代 %,(
’$后代 .%
’&后代 %,(
’)后代 %.)
#+##
#+&%
0+$#
(+,#
(+,#
/+##
,+&#
0/+.#
$/+,#
0,+$#
$,+,#
$&+##
%,+(#
$(+$#
%&+$#
/.+$#
%$+.#
/,+&#
0$+/#
$) 和 %# 小时时，$ 代可分别获得 #+&%! 和 #+(,!
的变异率。
!! #$%子房注射和涂抹柱头的合适时期
当 12 浓度为 )## !3 4 56，注射和涂抹的量
为 $# !6 4 朵花时，在西瓜人工自花授粉后 ,小时以
内将柱头切掉 $ 4 % 后进行 12 子房注射的西瓜不
能坐稳果，无法得到种子，随着授粉后时间的延长再
行子房注射时，其坐果率逐渐增加，授粉后 , 和 $%
小时注射的 $代的变异率分别为 $+00! 和 #+,#!，
但授粉后 %(小时进行子房注射的 $代变异率为 #。
在授粉后 / 小时以内切除柱头 $ 4 % 进行 12 涂抹
柱头后，西瓜不能坐稳果，无法得到种子；在授粉后
/ 小时切除柱头进行 12 涂抹的坐果率为 %!，$
代变异率为 %+&,!。而随着授粉后时间的延长再行
柱头切除进行 12涂抹时，其坐果率增加，但 $代
的变异率则减小。授粉后 , 小时切除柱头进行
12 涂抹的坐果率为 $,!，$ 代的变异率为
$+,/!。授粉后 $%和 %(小时切除柱头进行 12涂
抹的则无性状变异。说明采用 12涂抹柱头法，将
瓠瓜 12 导入西瓜切除柱头的合适时期为授粉后
/ - ,小时。采用 12子房注射法将瓠瓜 12导入
西瓜的合适注射时期为授粉后 , - $%小时。
!& #$%导入的合适浓度
12 浓度在 )## - $ ### !3 4 56 的范围内，当
注射或涂抹的量为 $# !3 4 朵花，注射或涂抹的时期
为授粉后 , 小时，浸胚时间为 $) 小时时，12 的
浓度较大时有利于 12 的导入。当 12 浓度为
$ ### !3 4 56 时，12 子房注射法、涂抹柱头法和
浸胚法 & 种方法导入的 $代变异率分别达 %+&&!、
%+(&!和 #+./!，分别是 12 浓度为 )## !3 4 56的
$+&%、$+&$和 &+##倍。
& 瓠瓜 12 直接导入西瓜后代性状
的变异与抗枯萎病材料和抗性组合的
选育
&’ 导入后代的性状变异
用对西瓜枯萎病免疫的瓠瓜作供体，感病西瓜
品种为受体，将瓠瓜 12 直接导入西瓜后的 $ 代
性状变异不大［/，.，$#］，但采用浸胚法获得的 $ 代变
异株 %代的性状变异很大。变异株的生长势明显
增强，主要表现为叶片增大，叶色变深，叶柄变长，主
蔓增长，节间长度增加，开花延迟，第 $ 雌花着生节
位提高［)-0，.-$(］。%代果实的变异非常明显，出现了 )
种类型（’$ - ’)），变异率达 &$+#!。%代 ) 种类型
的变异株 &代在病圃中种植时，出现了 , 种类型的
变异。’$、’%变异类型 &代的性状已趋于稳定，’&、
’(和 ’)变异类型 &代的果皮颜色已稳定，但果实
形状还有分离 （见表 $）。&代 , 种类型的后代 (
代继续在病圃中直播栽培，&*$ - &*) 这 ) 种类型
的性状已稳定，果实形状和皮色均无分离现象，其他
植物学性状也趋于稳定［$$-$(］。
表 $ 瓠瓜 12导入西瓜后代的性状变异
肖光辉：瓠瓜 !# 直接导入西瓜抗枯萎病育种研究进展专题综述 中国西瓜甜瓜
(%· ·
肖光辉：瓠瓜 !# 直接导入西瓜抗枯萎病育种研究进展 专题综述中国西瓜甜瓜
!# 抗枯萎病西瓜种质资源的选育
瓠瓜 !# 导入西瓜的后代均在病圃中直播栽
培进行抗性筛选，自然淘汰感病单株或株系。!$代
和 !% 代在连作西瓜 $ 年、前茬枯萎病发病率 $&’
以上的病圃中进行自交纯化和抗性筛选［(()(%］。导入
瓠瓜 !# 的西瓜 !$代在病圃中直播栽培时，表现
抗枯萎病。其中 !$*(和 !$*+不发病，!$*$、!$*%和
!$*, 发病率分别为 (-.,’、+-,/’ 和 ,-(0’，而受体
西瓜发病率为 %.-$’。苗期接种鉴定结果表明，!$*(
和 !$*+对西瓜枯萎病高抗，!$*$和 !$*%中抗。
!$ 代 !$*( ) !$*, 这 , 种类型 !% 代继续在病
圃中直播栽培时，不仅性状稳定，而且 !$*(、!$*+ 这
+ 种类型 !% 代和供体瓠瓜一样，在病圃中不发病；
!$*$、!$*% 和 !$*, 类型 !% 代的发病率分别为
+-(’、$-$’和 1-,’；而受体西瓜发病率为 %(-0’。苗
期接种鉴定的结果是 !$*( 和 !$*+ 高抗；!$*$ 和
!$*%中抗。表明枯萎病抗性也较稳定。于是在瓠瓜
!# 导入西瓜的后代材料中选育出了性状稳定的
+份高抗和 +份中抗西瓜枯萎病材料［(()(%］。
!! 抗枯萎病杂交组合的选育
瓠瓜 !# 导入西瓜选育出的高抗枯萎病材料
!$*( 和 !$*+ 与感病品种蜜宝进行抗性遗传的研究
结果［(+，(/］与周凤珍用高抗品种卡红的研究结果［+%］一
致。高抗枯萎病材料与感病品种杂交，其 2(代表现
高抗，2+ 代及与感病亲本回交的 34( 代群体抗、感
分离比例符合 $5(和 (5(的理论值，表明瓠瓜 !#导
入西瓜的枯萎病抗性遗传也是受单基因或单 !#
片段控制的显性遗传。利用抗性材料进行杂交育种
可以获得抗枯萎病品种［(+，(/］。且选用综合性状优良，
但不抗枯萎病的品种作亲本，与选育出的抗性材料
共配杂交组合 +% 个。在病圃中经小区测试和品比
试验，从中选育出 $ 个高抗和 + 个中抗西瓜枯萎病
的杂交组合。其适应性广，抗性强，产量高，综合性
状优良，适于连作，是有发展前途的苗头组合［(/，(0］。
瓠瓜 !# 导入西瓜选育出了高抗枯萎病材料
和高抗枯萎病组合是西瓜抗病育种的重大突破，为
西瓜育种甚至其他作物的育种向高新技术发展提
供了实践和理论上的依据，将对我国西瓜生产产生
重大影响，并将产生巨大的经济效益［(.］。
% 瓠瓜 !# 直接导入西瓜分子育种
存在的问题及解决方法
外源 !# 直接导入可以在亲缘关系远的物种
之间进行基因转移，遗传变异类型多，性状稳定快，
育成 (个新品种只需要 $ ) %代［+,］。故外源 !#直
接导入技术可作为作物种质创新的途径之一。大麦
!# 导入小麦已产生了抗白粉病变异［$］，外源抗枯
萎病棉 !# 导入感病棉也获得了抗性转移［%］，瓠瓜
!# 导入西瓜的后代变异材料在病圃中通过疫土
自然接种筛选，在 !$代选育出了 + 份高抗和 + 份中
抗枯萎病材料［(()(%］，并利用这些抗性材料选育出了
优良的抗枯萎病组合［(/，(0］。说明外源 !# 直接导
入是进行作物抗病育种的有效方法。
虽然外源 !# 直接导入可以获得 (&*$ ) (&*(
的遗传变异率［+,)+0］，但其引起后代变异具有很大的
随机性。因为以供体外源总 !# 进行导入，供体
!# 在受体细胞内的命运是随机的，大部分供体
!# 片段被受体细胞分解，侥幸保存下来的 !#
片段也并非都能整合到受体基因组中。而整合到受
体基因组中的 !#片段可能是 (个完整的基因，也
可能是一段重复顺序或基因的一部分，它们或参与
受体基因组的调控，或影响受体基因表达。因而子
代中某个变异性状的出现有很大偶然性、随机性［+］。
另外，受体细胞整合外源 !#片段与受体细胞的基
因状态有关，某些基因处于经常“开放”状态，容易整
合外源 !#片段；而有些必须在整体植物生长发育
到一定阶段才“开放”。其规律性有待深入研究［(1］。
尽管外源 !# 直接导入引起的性状变异具有
随机性，变异的重现性不高，目前尚不能实现定向变
异，但若能对控制某一性状的基因进行准确的基因
定位，并能提取和纯化只带某一特定基因的 !# 片
段来代替总 !# 进行外源 !# 导入，则可在某种
程度上实现某些性状的定向变异。如能采用转基因
技术，将抗枯萎病基因或其他目的基因分离、克隆，
经重组构建后导入西瓜，筛选获得带有目的基因并
有效表达的转基因西瓜植株，则可实现真正意义上
的抗枯萎病性状或其他目的性状的定向转移。
参考文献
［(］ 肖光辉，郑素秋 - 西瓜枯萎病的发生及药剂防治研究
［6］-北方园艺，(110（$）：,% ) ,/ -
［+］ 张学炜，黄学森，古勤生，等 - 西瓜品种对枯萎病抗性
鉴定研究初报［6］-中国西瓜甜瓜，(11(（(）：++ ) +% -
［$］ 阎新甫，刘文轩，王胜军 - 大麦 !# 导入小麦产生抗
白粉病变异的遗传研究［6］- 遗传，(11% ，(/（(）：+/ )
$& -
［%］ 黄骏麒，钱思颖，刘桂铨，等 - 外源抗枯萎病棉 !# 导
入感病棉的抗性转移［6］- 中国农业科学 ，(1./ （$）：
%$· ·
西瓜甜瓜长出字 商品售价翻一翻
由我站经销的各种型号的第 ! 代瓜果艺术贴字可方便地贴于棚西瓜、小型礼品瓜、无籽西瓜、黄色厚皮甜瓜以及
其他精品西瓜甜瓜上，可使西、甜瓜表面因贴字部分不着色而“长”出“喜”“福”“寿”等字，字形非常美观，极小的投资
可为您带来可喜的收益。第 ! 代瓜果艺术贴字为胶卷型，使用方便，贴于西、甜瓜上不怕风吹日晒雨淋，成字清晰，成
本低，效果佳，它克服了第 代瓜果艺术贴字（不干胶纸型）易脱落、成字较模糊、成本高的缺点。欢迎各地西、甜瓜种
植户联系订购，并诚征代销商，附资 # 元即寄样品资料及照片 份。需求量大可定做各种字样！
地址：河北省深州市辰时农技站 邮编：$%#&’ 联系人：潘国占 电话：$#&(#%’)*&& !#$%&：+,-(#%’.’#/012
注：我站只在大棚中试验了黄色厚皮甜瓜贴字，效果极佳，其他甜瓜品种未做试验。!$$ 年我处的贴字无籽西瓜
和甜瓜均较未贴字的售价高出 %$3左右，且销售市场看好。
地区特约经销商：海南东方市 邹德超 手机：#)4’%!#%’& 山东莘县 孙立新 电话：$’#%(4#!#)#)
#! 5 #% /
［%］ 肖光辉，吴德喜，肖兰异，等/ 外源瓠瓜 678 导入西瓜
引起后代性状变异［9］/ 园艺学报，))4，!*（#）：!)%
5 !)4 /
［’］ 肖光辉，郑素秋，肖兰异，等 /外源瓠瓜 678导入西瓜
的研究初报［9］/ 湖南农业大学学报，))’，!!（’）：
%% 5 %%% /
［4］ 肖光辉，肖兰异，吴德喜，等/ 瓠瓜 678 导入西瓜变异
后代的同工酶和染色体分析［9］/ 中国西瓜甜瓜，))4
（#）：& 5 /
［&］ 李涛，谢伟军，杨晚霞 / 黑籽南瓜 678 导入西瓜后子
代:8;6 标记的变化［9］/ 果树科学，))’，#（#）：
4% 5 44 /
［)］ 肖光辉，吴德喜，刘建雄，等 /外源 678 导入西瓜对后
代性状变异的影响［9］/长江蔬菜，)))（*）：#$ 5 ## /
［$］ <=>1 ?@>A,B@=/ C>D=>E=1AF =A EBG 0B>D>0EGDF 1H I>EGD (
2GJ1A 1HHF+D=A,F =AK@0GK LM GN1,GA1@F L1EEJG ,1@DK 678
=AED1K@0E=1A［9］/ O@A>A 8,D=0@JE@D>J :GFG>D0B 7GIFJGEEGD，
))) P ’（）：% 5 ) /
［］肖光辉，吴德喜，刘建雄，等/ 外源 678 导入创造抗枯
萎病西瓜种质资源［9］/ 湖南农业大学学报，)))，!%
（’）：*%# 5 *%4 /
［!］肖光辉，肖兰异，罗赫荣，等/ 瓠瓜 678 导入西瓜产生
抗枯萎病变异的遗传研究［9］/ 中国西瓜甜瓜，))&
（）：% 5 & /
［#］肖光辉，吴德喜，刘建雄，等/ 西瓜种质创新途径及创新
种质的抗病性鉴定［9］/ 作物品种资源，)))（!）：#&
5 *$ /
［*］肖光辉，吴德喜，刘建雄，等/瓠瓜 678 导入西瓜获得
抗枯萎病材料的初步研究［9］/ 中国蔬菜，)))（!）：
#’ 5 #4 /
［%］肖光辉，吴德喜，肖兰异，等/ 瓠瓜和野生西瓜在西瓜
抗病育种中的利用［9］/北方园艺，))&（#、*）：& 5 /
［’］肖光辉，刘建雄，肖兰异，等/ 瓠瓜枯萎病抗性导入西
瓜的遗传研究与利用［9］/ 湖南农业大学学报，!$$$，
!’（!）：)$ 5 )! /
［4］肖光辉，肖兰异，吴德喜，等/利用瓠瓜 678 导入西瓜
材料选育西瓜抗病品种［9］/ 中国西瓜甜瓜，)))（!）：
4 5 /
［&］黄善香/ 我省西瓜抗病育种取得重大突破/ 科技导报，
))& / % / & /
［)］周光宇/ 植物分子育种的兴起与展望［8］/ 农业分子育
种研究进展［Q］/北京：中国农业科技出版社，))# /5
!/
［!$］垄蓁蓁，沈慰芳/ 授粉后外源 678 导入植物技术—通
过花粉管通道进入胚囊 / 中国科学（R），))&（’）：’
5 ’* /
［!］张恒悦，于元杰/ 异种外源 678 导入棉花胚囊技术验
证［8］/ 农业分子育种研究进展［Q］/ 北京：中国农业
科技出版社，))#/ !) 5 #/
［!!］王良群 / 外源 678 导入技术研究概况及在植物育种
上的应用［9］/山西农业科学，)&&（#）：#& 5 *$ /
［!#］万文举，彭克勤，邹冬生 / 遗传工程水稻研究［9］/ 湖
南农业科学，))#（）：! 5 # /
［!*］周凤珍，康国斌 / 西瓜抗枯萎病品种“卡红”的抗病遗
传研究［9］/ 植物病理学报，))’，!’（#）：!’ 5 !’! /
［!%］周光宇，黄骏麒，陈善葆/农业分子育种—授粉后外源
678 导入植物的技术［9］/ 中国农业科学，)&&，!
（#）： 5 ’ /
［!’］许勇，周长久，王福钧，等/ 外源 678 注射茄子子房后
代性状的变异［9］/园艺学报，))，&（）：*) 5 %* /
［!4］黄骏麒，钱思颖，刘桂玲/ 外源海岛棉 678 诱导中棉
性状的变异［9］/ 江苏农业科学，)&!（）：& 5 !$ /
肖光辉：瓠瓜 !# 直接导入西瓜抗枯萎病育种研究进展专题综述
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!

河南叶县向您提供良种梨树苗
河南省叶县遵化镇黄柏山村的王进国育有红皮梨美人酥、满天红、红酥脆等新品种梨树苗，
需要者请与其联系。 电话：$#4%(&’*%&$! 邮编：*’4!*!
#############################################
中国西瓜甜瓜
**· ·