生物技术在黄瓜育种上的应用

20世纪70年代以来，随着细胞工程、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迅速、活跃的高科技领域。现代生物技术在农业中的广泛应用将带来农业生产的新飞跃。黄瓜是中国人喜欢吃的主要蔬菜品种之一，在中国种植面积很大。黄瓜新品种的选育和研究进展直接关系到全国人民的菜篮子。天津科润黄瓜研究所是国内唯一的研究所，为了适应科技创新的发展，在杜胜利博士的带领下，从1995年开始开展生物技术在黄瓜育种中的应用研究。单倍体诱导技术、转基因技术和分子标记技术与传统黄瓜育种技术相结合，显示出良好的发展前景。

黄瓜育种一直沿用传统的育种方法。培育一个品种需要5-8年。通过杂交、自交和回交，首先可以选育出优良的自交系。然而，传统的近交系必须培育6代以上才能培育出相当纯合和稳定的近交系。此外，杂交组合的准备和筛选使得育种过程耗时、费力且效率低下。另外，由于种质资源的限制，可以利用。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的研究”就是利用生物技术为传统的黄瓜育种方法提供新的材料和方法。主要包括两项重要技术，即黄瓜单倍体诱导技术和体细胞再生及转基因技术。

天津科润黄瓜研究所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倍体(双单倍体)植株，形成了从胚诱导、继代培养、再生植株繁殖到移栽驯化、单倍体鉴定等较为完整的技术体系。填补了我国黄瓜单倍体技术研究的空白。利用单倍体诱导技术培育品种，植物的基因型和表型完全一致，大大降低了误选的频率。而且利用单倍体作为诱变材料，可以显示突变的隐性基因性状，大大加快获得突变体的速度，从而大大缩短育种年限，快速产生纯合的新育种材料(纯系)，提高育种效率。天津科润黄瓜研究所利用单倍体诱导育种技术，仅用一年多时间，就从中荷黄瓜杂交后代中分离获得了一些优良的育种材料。这些材料抗低温弱光能力强，抗病性强，商品品质好。这些材料育成的品种性状优良，已进入国家区域试验阶段。预计在1 ~ 2年内，它们将在中国广泛推广。

单倍体诱导技术的成功使天津黄瓜研究所成为世界上少数几个拥有该技术的机构之一。黄瓜染色体倍性鉴定和加倍的研究表明，单倍体和二倍体的染色中心直径存在显著差异。染色中心的直径可以用来鉴别单倍体，但在鉴别二倍体和三倍体时会有一些误差。

利用传统的基因定位方法标记基因，由于受环境因素影响较大，遗传图谱的可靠性较低。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。利用转基因技术培育黄瓜，也可以尽快在抗病等性状的研究上实现突破。目前，我院生物技术研究组正在承担国家863和天津市重大研究项目，在黄瓜白粉病抗性分子标记研究方面取得了重要成果，相关技术已申报国家发明专利。

黄瓜体细胞再生和转基因技术可以将抗病、抗虫、抗逆、独特品质等外源有效基因导入植物，从而产生具有新性状的植物，培育抗病、抗虫、抗逆的优良新品种。转基因黄瓜不仅保留了原有的优良高产和商品性，而且获得了抗病或抗除草剂的新特性，可以大大节约生产成本，提高生产效率。例如，已经发现黄瓜转基因水稻几丁质酶基因植物可以提高对灰霉病的抗性，也可以产生对CMV的抗性。目前，天津科润黄瓜研究所正在利用已建立的黄瓜转基因技术，与南开大学、天津市农科院中心实验室合作，开展黄瓜耐盐基因和抗除草剂基因转化研究，并已取得阶段性成果。

目前，生物技术在黄瓜育种中尚未广泛应用，一些技术仍在研究中，如系谱分析和分子标记定位、品系、品种和杂交种的鉴定、品质和抗病性鉴定等。仅作为黄瓜育种的辅助手段。但我们相信，生物技术将对黄瓜育种方法产生深远的影响，甚至成为黄瓜育种不可或缺的一部分。