王吉明，盧蘭迎，韓小旭，尚建立，李 娜，周 丹，馬雙武

（中國農(nóng)業(yè)科學院鄭州果樹研究所 鄭州 450009）

火參果（），也稱火星果、非洲蜜瓜、刺角瓜、非洲角瓜、火天桃等，原產(chǎn)于非洲亞撒哈拉地區(qū)，一年生蔓生植物，雌雄同株，果實以橢圓形居多，果實發(fā)育期40 d 左右，未成熟果為深綠色，成熟后轉(zhuǎn)為醒目的黃色或橙紅色，果實表面分布短粗的果刺，外形似海參，十分漂亮，果肉為果凍狀，顏色以淡綠色或翠綠色為主，少數(shù)種質(zhì)為淡黃色，果肉由柔軟的種囊組成，內(nèi)含許多種子，酸甜味，帶有黃瓜、檸檬混合味道。1993 年我國出現(xiàn)火參果的報道，2007 年起筆者陸續(xù)將其作為甜瓜種質(zhì)資源引進和保存，2010 年后國內(nèi)開始生產(chǎn)種植火參果，由于火參果坐果能力強，每667 m可結果8000 個左右，經(jīng)濟效益較高（以單果計價）。因此，近年來火參果栽培發(fā)展較快，目前在全國大部分地區(qū)均有種植，以福建、江西等南方省份種植較多，呈現(xiàn)新型瓜果快速發(fā)展的態(tài)勢。與火參果市場快速發(fā)展現(xiàn)狀相比，火參果種質(zhì)資源評價與種質(zhì)創(chuàng)制等方面的研究卻十分滯后。通過檢索國內(nèi)外文獻發(fā)現(xiàn)，僅有羅馬尼亞的Vinatoru 等選育出8 個不同類型的單系，以及美國育種家篩選5 份應用前景良好材料的論文，關于種質(zhì)創(chuàng)制與品種選育研究迄今為止未見報道，栽培上可選擇的品種有限，缺乏專用的優(yōu)質(zhì)品種，難以滿足大眾化的消費需求，市場空間較為有限，制約了火參果產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。有鑒于此，筆者在前期收集保存火參果種質(zhì)資源基礎上，對火參果種質(zhì)資源果實性狀評價進行了初步評價，并利用優(yōu)異性狀進行了種質(zhì)創(chuàng)制，旨在為火參果新品種選育奠定基礎，以期推動我國火參果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料

以收集保存的42 份火參果種質(zhì)資源為研究材料，為2007 年后從美國引進收集的種質(zhì)，在前期初步種植觀察基礎上，按照TY01～TY41 對材料進行田間編號（其中TY19 分離為TY19-1 與TY19-2），按種質(zhì)原產(chǎn)地分別為津巴布韋31 份、南非5 份、贊比亞和布隆迪各1 份，原產(chǎn)地不明4 份；按種質(zhì)類型可分為栽培品種28 份、地方品種6 份、野生種質(zhì)6 份，未知種質(zhì)類型2 份（表1）。

表1 火參果種質(zhì)資源基本信息表

1.2 方法

種質(zhì)資源果實性狀評價試驗于2018 年3—6月在中國農(nóng)業(yè)科學院鄭州果樹研究所進行，每份種質(zhì)種植3 株，3 次重復，隨機區(qū)組排列；種質(zhì)創(chuàng)制研究于2015 年3 月至2020 年6 月進行。

1.2.1 育苗及栽培管理 每份材料取種子10 粒，用棉布包好，按序號排列，用橡皮筋捆扎好后浸種12 h，取出后擰掉多余的水分，置于32 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h，此時大部分種子發(fā)芽，播種于5×10 穴的營養(yǎng)盤中，置于苗床上。苗床采用電熱線加熱，設置溫度白天20 ℃、夜晚15 ℃，并進行遮光短日照處理（每天8 h 光照），以促進花芽分化，1 個月后移栽在玻璃溫室內(nèi)。采用單蔓吊蔓密植栽培方式，株距0.3 m、行距1.2 m，伸蔓期摘除多余的側蔓，留主蔓向上牽引攀爬，待主蔓長到1.5 m 時摘頂。

1.2.2 果實性狀調(diào)查與評價 2018 年3 月10 日育苗，4 月8 日移栽于玻璃溫室中，5 月1 日開始坐果，6 月15 日果實逐漸成熟，參照馬雙武等編寫的《甜瓜種質(zhì)資源描述規(guī)范與數(shù)據(jù)標準》，在果實發(fā)育期觀測果實主要性狀，包括果形、果肉顏色、果肉類型、可溶性固形物含量、果肉味道、未成熟果顏色、果面棱、果實大小、果皮厚度和果面刺共10 個性狀，進行性狀描述和評價（表2）。

表2 火參果果實性狀描述和評價標準

1.2.3 種質(zhì)創(chuàng)制 在種質(zhì)資源果實性狀評價基礎上篩選優(yōu)異種質(zhì)，以聚合果面無刺、黃果2 種優(yōu)異性狀為目標，采用雜交轉(zhuǎn)育方式創(chuàng)制具有良好栽培價值或育種利用前景的優(yōu)質(zhì)種質(zhì)。

2 研究結果

2.1 火參果種質(zhì)資源主要果實性狀評價

對包括果實外觀、品質(zhì)和產(chǎn)量在內(nèi)的主要相關性狀進行了描述和評價（表3），具體如下。

表3 火參果種質(zhì)資源的果實性狀描述和評價結果

2.1.1 果實外觀性狀 包括果形、果面棱、果面刺、未成熟果實顏色性狀。（1）果形：不同火參果種質(zhì)資源之間的果實形狀存在較大差異，從長形、橢圓形、卵圓形到圓形均有分布（圖1），同一株不同坐果部位的果實形狀也略有不同，通?？拷康墓麑嵼^短、較圓，因此選擇中部坐果部位的果實為調(diào)查對象。結果表明，在42 份研究材料中，7 份種質(zhì)的果實形狀為長形，分別為TY02、TY06、TY08、TY18、TY21、TY28 和TY41，占研究材料總量的16.67%，一般來說長形種質(zhì)具有大果育種利用潛力，為優(yōu)質(zhì)性狀；另有31 份種質(zhì)的果實形狀為橢圓形，占研究材料總量的73.81%，卵圓形和圓形種質(zhì)各2 份，均占研究材料總量的4.76%。（2）果面棱：大部分火參果果實表面縱向分布有3 條棱或4 條棱，相應的果實橫截面呈近三角形或方形（圖2），果面存在棱不僅影響果實外觀，而且會降低果實的可食率，表面無棱果實的外觀較為圓潤，橫截面呈圓形，可食率較高，為優(yōu)質(zhì)性狀。結果表明，在42 份研究材料中，有6 份種質(zhì)為無果棱（圓潤），分別為TY06、TY12、TY30、TY32、TY37、TY40，占研究材料總量的14.28%；另有27 份種質(zhì)的果面棱為3 棱，占研究材料總量的64.29%，9 份種質(zhì)的果面棱為4 棱，占研究材料總量的21.43%。（3）果面刺：現(xiàn)有的文獻報道的火參果果實表面均分布著尖銳的刺，是火參果果實的主要外觀特征，未見果面無刺火參果種質(zhì)的報道。在本研究的42 份種質(zhì)資源中篩選出2 份果面無刺的特殊種質(zhì)，分別為TY11（圖3）和TY18，占研究材料總量的4.76%，顯然果面無刺性狀方便消費者食用，有利于果實包裝和運輸，避免在包裝運輸途中因果實相互扎傷引起腐爛，可作為優(yōu)異性狀加以利用。（4）未成熟果實顏色：火參果未成熟果實顏色通常為深綠色，成熟后轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色和橙黃色，在本研究所用的42 份火參果種質(zhì)資源中發(fā)現(xiàn)1 份未成熟果實顏色為黃色的種質(zhì)（圖4），為TY19-2，即從原TY19 中分離出來的新型種質(zhì)，可能為自然突變材料，其果實自膨大后到成熟轉(zhuǎn)色前一直為黃綠色，顯著不同于其他種質(zhì)，該性狀有利于提高火參果外觀商品價值，為優(yōu)異性狀。

圖1 果形性狀

圖2 果面棱性狀

圖3 果面刺性狀

圖4 未成熟果顏色

2.1.2 品質(zhì)性狀（1）可溶性固形物含量：火參果可溶性固形物含量高低與風味、口感密切有關，含量高的果實酸甜味較濃，口感較好，屬于優(yōu)質(zhì)性狀。在研究的種質(zhì)資源中，可溶性固形物含量高的種質(zhì)為TY12 和TY35，占研究材料總量的4.76%；可溶性固形物含量中和含量低的種質(zhì)為33 份和7份，分別占研究材料總量的78.57%和16.67%，與西瓜甜瓜等可溶性固形物含量高的瓜果相比，火參果可溶性固形物含量整體偏低，需要重點改良。（2）果肉顏色：火參果的果肉顏色性狀可分為淡綠色和綠色，是較為穩(wěn)定的性狀，與坐果部位高低關系不大，但與成熟度有一定關系，通常過熟的果肉顏色較深，而成熟度差的果肉顏色較淺，深綠色果肉的果實更易于被消費者接受。果肉顏色調(diào)查結果表明，在42 份研究材料中，9 份種質(zhì)的果肉為淡綠色，分別 為 TY04、TY07、TY08、TY13、TY14、TY18、TY25、TY29、TY28，占研究材料總量的21.43%，其余種質(zhì)的果肉為綠色，占研究材料總量的78.57%。（3）果肉類型：絕大多數(shù)火參果的果肉主要由膠質(zhì)狀的種囊組成，呈果凍狀，即果凍型果肉，在本研究中發(fā)現(xiàn)1 份火參果（TY12）的種囊較薄，果汁含量較多，即果汁型果肉，該種質(zhì)果實切開后很容易擠出果汁直接飲用，具有良好的可食性，為優(yōu)異性狀。（4）果實味道：大多數(shù)火參果為酸甜味，具有特有的風味，但在本研究中發(fā)現(xiàn)1 份火參果種質(zhì)的果實為苦味（TY33），根據(jù)相關文獻，苦味火參果因為含有瓜類的三萜類物質(zhì)對肝臟和腎臟具有毒性而不能食用。因此該份種質(zhì)應從育種備選材料中移除，并避免在種植過程中與其他材料發(fā)生雜交而將苦味控制基因轉(zhuǎn)移到目標種質(zhì)中。

2.1.3 產(chǎn)量性狀（1）果實大?。夯饏⒐哂羞B續(xù)結果的特性，果實大小與產(chǎn)量密切相關。在42 份研究材料中，3 份種質(zhì)的果實評價為大，平均單果質(zhì)量大于220 g，為優(yōu)異性狀，分別為TY02、TY06 和TY28，占研究材料總量的7.14%，16 份和18 份種質(zhì)的果實評價為中大和中，分別占研究材料總量的38.09%和42.86%，5 份種質(zhì)的果實評價為小，占研究材料總量的11.91%。（2）果皮厚度：果皮厚度與果肉產(chǎn)量密切相關，果皮薄的果肉可食率較高，在42份研究材料中，14 份種質(zhì)的果皮厚度小于5.0 mm，評價為薄，為優(yōu)質(zhì)性狀，占研究材料總量的33.33%，21 份種質(zhì)的果皮厚度評價為中，占研究材料總量的50.00%，7 份種質(zhì)的果皮厚度評價為厚，占研究材料總量的16.67%。

2.2 火參果種質(zhì)創(chuàng)制

2015 年以具有果實無刺性狀的種質(zhì)TY018、黃果性狀的種質(zhì)TY019-2 為親本進行雜交，從雜交后代分離群體（F代）中篩選無刺黃果性狀后代，再以選擇大果型、可溶性固形物含量高的后代單株為目標經(jīng)過4 代定向自交，于2020 年創(chuàng)制出聚合了無刺、黃果優(yōu)異性狀的種質(zhì)，取名為火星20（圖5）。

圖5 火參果新種質(zhì)火星20 與對照果實比較

2.2.1 基本特性 創(chuàng)制的火參果種質(zhì)火星20 植株長勢中等，分枝能力較強，與普通種質(zhì)相比，火星20雌花花冠較大，花冠的種質(zhì)特征較為明顯；果實為橢圓形，果面無刺，偶見小的瘤狀突起，雌花開放時子房壁（幼果皮）即表現(xiàn)為淡黃色，并在果實成熟轉(zhuǎn)色前保持淡黃色，明顯區(qū)別于普通種質(zhì)的果實，成熟后進入果實轉(zhuǎn)色期，果實逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻瘘S色，具有較強的觀賞性，類似火星，從而取名火星20。吊蔓栽培條件下平均單果質(zhì)量在230 g 左右，產(chǎn)量高，667 m可結果8000 個左右。在抗性方面，火星21高抗根結線蟲病、抗枯萎病，耐重茬栽培能力強，經(jīng)過在根結線蟲密度較大的重茬地栽培觀察，火星20根系完整性好，根系上發(fā)生的線蟲根結稀少，發(fā)生枯萎或死亡植株的比例很低；不抗白粉病、霜霉病、病毒病等葉面病害；但在生長良好條件下火星20可以通過較強的側枝再生能力減輕白粉病、霜霉病對植株產(chǎn)生的危害。

2.2.2 品質(zhì)性狀 經(jīng)過栽培對比試驗，結合市場上不同產(chǎn)地的商品果比較，表明火星20 具有較高的可溶性固形物含量，中心平均可溶性固形物含量為8.5%，最高可達到10.0%，呈現(xiàn)超親性狀，顯著高于普通種質(zhì)的可溶性固形物含量，具有更好的口感；果實耐貯性強，常溫下放置2 個月果實無明顯的萎縮、失水和品質(zhì)下降現(xiàn)象。

3 結 論

3.1 火參果果實性狀評價

通過對42 份火參果種質(zhì)資源的10 個果實性狀描述和評價，結果表明，種質(zhì)資源之間的果實外觀性狀、品質(zhì)性狀和產(chǎn)量性狀均存在較大的差異，結合火參果生產(chǎn)栽培需求，進行了優(yōu)質(zhì)性狀的評價，初步篩選出如下優(yōu)異種質(zhì)。（1）長果形種質(zhì)：為TY02、TY06、TY08、TY18、TY21、TY28 和TY41，可作為大果型品種選育的材料。（2）果實圓潤種質(zhì)：為TY06、TY12、TY30、TY32、TY37、TY40，合理利用這些材料選育品種可減少果棱對果實外觀品質(zhì)的影響。（3）無刺種質(zhì)：為TY11 和TY18，這2 份種質(zhì)的果實外表光滑無刺，與其他種質(zhì)的果實顯著不同，可作為新型品種的選育材料。（4）黃果種質(zhì)：為TY19-2，該種質(zhì)的果實未成熟前為淡黃色，與其他種質(zhì)的果實顏色明顯不同（深綠色），具有更好的外觀品質(zhì)，可加以育種利用。（5）果汁型種質(zhì)：為TY12，該種質(zhì)果汁含量多，切開后可很方便擠出一杯天然、翠綠色的酸甜果汁，可直接或調(diào)配后飲用，較其他種質(zhì)的果實食用更方便，為優(yōu)質(zhì)種質(zhì)。（6）大果型種質(zhì)：為TY02、TY06 和TY28，在試驗栽培條件下平均單果質(zhì)量均超過220 g，可作為大果型品種選育的材料。（7）薄果皮種質(zhì)：共計14 份，平均果皮厚度低于5.0 mm，合理利用薄果種質(zhì)可選育出可食率高的品種?；饏⒐逝佬暂^強、生長量較大，具有連續(xù)開花坐果的特性，與同為甜瓜屬的甜瓜生長結果習性有較大差異，不同的栽培方式（如吊蔓、棚架、籬架等）可能會對果實品質(zhì)、果實大小、果皮厚度等產(chǎn)生不同的影響，本文采用吊蔓密植方式對火參果種質(zhì)資源進行果實性狀的初步評價，為更精準評價和挖掘優(yōu)異種質(zhì)，有必要在不同氣候條件下采用多種栽培方式進行多代評價。

3.2 種質(zhì)創(chuàng)制

創(chuàng)制優(yōu)質(zhì)火參果種質(zhì)有利于選育優(yōu)質(zhì)品種，從而推動火參果產(chǎn)業(yè)發(fā)展，目前在火參果生產(chǎn)栽培中缺乏專用的優(yōu)良品種，所種植的多為自選自留的品種，存在可溶性固形物含量低、外觀品質(zhì)差等關鍵問題，嚴重制約了火參果產(chǎn)業(yè)發(fā)展。栽培中的火參果均為深綠（未成熟果）有刺品種，品種類型單一，深綠有刺品種在采摘和包裝時常因為果實之間磕碰而刺傷果面，既影響果實外觀也降低貯藏時間。因此采摘時須單果分裝，人工投入較大，采摘后的果實需要較長時間轉(zhuǎn)為黃色才可銷售，深綠色或未完全轉(zhuǎn)色果實的觀賞價值較低，容易給消費者一種“生瓜”感覺，不利于銷售。筆者利用篩選的特異種質(zhì)TY18 與TY19-2 進行雜交，通過后代選擇將2份種質(zhì)的無刺和黃果性狀聚合一起，完成了火星20的種質(zhì)創(chuàng)制，由于火星20 果實表面無刺、光滑，且果實轉(zhuǎn)色前保持均勻的淡黃色，加之可溶性固形物含量高，口感好，能夠克服上述普通品種的缺點，為一種新的種質(zhì)，具有較高的栽培價值，又具有良好的育種利用前景。