西瓜作为世界五大水果之一,是我国夏季消费量最大的水果,我国生产消费了全球60%的西瓜。通过科学生产布局以及多样化品种与生产技术的改进,由过去凭票供应,到如今365天的不间断供应,西瓜已经从过去路边的大排档跃升到五星级酒店餐后水果的标配。这一切都源于科研育种的强大实力。


最早产地:基因测序技术起了大作用

在人们的印象中,很多现代农作物和牲畜都起源于中东的新月沃土,但科学家在这里并没有找到多少关于“西瓜祖先”的证据,离新月沃土再往西一点的非洲,则更像是西瓜的原产地。在非洲北部的利比亚,科学家在一处大约有5000年历史的考古遗址中发现了西瓜籽;在考古圣地埃及,科学家从3300年前的古埃及法老图坦卡蒙的陪葬品中,也找到了西瓜籽。

当然,仅仅找到西瓜籽,这并不能证明人们当时已经把西瓜当做水果来食用了——也许古人只是在吃西瓜的种子呢。

不过,在埃及一些古墓的壁画上,科学家还是找到了西瓜最早作为水果走上餐桌的证据。早在1912年,科学家就在一幅大约有4300年历史的古墓壁画上发现了一种很像西瓜的水果,但科学家并没有设想它可能是西瓜。后来,在埃及开罗南部的萨卡拉古墓,科学家看到了一幅大约有4451年历史的壁画,画面很直观的描绘了餐桌上的一颗长有绿色条纹的美味西瓜。自此,西瓜原产于非洲的观点应该是无可争议的了。

但是,要确定西瓜具体起源于非洲何处,仅靠壁画是做不到的。于是,科学家对来自世界各地的400多个西瓜品种进行了全面的基因测序,他们发现,现代西瓜的基因组与苏丹一种叫做“科尔多凡甜瓜”的野生西瓜最为接近。所以,科学家认为,苏丹的野生西瓜可能就是现代西瓜的“祖先”。而且,从地理位置看,苏丹的科尔多凡地区也是古埃及周边的贸易地带之一,这也支持了西瓜起源于苏丹科尔多凡的理论。


破译密码:绘出首张西瓜基因“地图”

种子是西瓜产业的“软黄金”,是农业产业发展的“芯片”。2008年,由北京市农林科学院蔬菜所牵头的“国际西瓜基因组计划”正式启动。该所西、甜瓜研究专家许勇带领其团队历时4年,采用“全基因组鸟枪法”研究策略,绘制出世界首张西瓜基因组框架图谱,引领西瓜基因研究跨入新的发展阶段。

在该团队不辍的耕耘下,世界首张最高分辨率西瓜基因组精细图谱与变异图谱终于在2019年11月发布。“掌握了基因组序列图谱,就好比有了矿产分布图,今后只要按图索骥就可以开矿了,原来我们育种要靠大量的田间试验观察,费时费力,很多时候是靠运气,现在通过基因组序列图谱,能够更加容易获得抗病、甜味等性状。”许勇说道。这也是迄今为止最高质量的西瓜基因组序列图谱,它探明了控制含糖量与瓤色等品质性状的关键基因,辅助建立了西瓜含糖量与瓤色等重要性状分子育种技术,这些研究成果先后2次在《NatureGenetics》等国际顶级期刊上发表。


育种大省:亩均产值过万元

从湖北省农业农村厅和省农科院获悉,近年来国内西瓜育种技术快速发展,湖北省120万亩西瓜主要是国产品种,其中10万亩大棚种植的精品西瓜基本都是国内选育的品种。

我国是世界上最大西瓜生产国和消费国,但精品西瓜种子过去一直依赖进口。

湖北省农科院经济作物研究所研究员、国家西甜瓜产业技术体系武汉综合试验站站长戴照义介绍,大棚等设施西瓜刚刚兴起之时,适宜设施栽培的高端西瓜品种大多从韩国、日本和我国台湾地区进口,如花皮红瓤极早熟的早春红玉,从日本引进;花皮黄瓤脆甜多汁特小凤,从台湾地区引进;小型无籽西瓜蜜童、墨童等是从国外的先正达种业公司引进。那段时间,国内大棚西瓜种的大多是进口品种,如湖北省最大的高档礼品瓜生产基地蔡甸,种植的主栽品种就是早春红玉。

近十几年来,国内西瓜育种技术飞速发展,育种水平已不输国外。湖北省农业农村厅介绍,目前湖北省西瓜种植面积120万亩左右,产量300万吨,主要是国产品种。

戴照义介绍,早佳8424、美都等我国自主研发选育的西瓜品种,在南方大棚西瓜中占据着统治地位。湖北省大棚西瓜种植面积近10万亩,基本都是国内选育的品种。大棚西瓜以爬地栽培为主,近几年随着农旅融合发展,观光采摘日益受到经营主体青睐,大棚吊蔓西瓜的种植规模直线上升。吊蔓栽培选用的品种很多,黄瓤、红瓤、橙瓤都有,如北京市农林科学院的京彩一号、京美1K,郑州果树研究所的中彩1号,湖北省农科院的桔宝2号等。

“上世纪90年代,日本千岛明星等进口西瓜品种在官庄湖种植面积占1/3。”钟祥市官庄湖全氏西瓜种植专业合作社理事长全文书说,现在官庄湖3万多亩西瓜基本都是早佳8424和美都,仅有的国外引进品种是先正达公司的小果型吊蔓无籽西瓜蜜童,仅种植两亩。

“今年全村8000多亩西瓜,全部是早佳8424和美都,亩均产值过万元。”荆门漳河双井村村支书刘伟也表示,2010年至2011年,双井村曾试种10亩台湾农友西瓜,但甜度一般、果肉硬。随后10多年来,再未种植进口西瓜品种。

近年来,湖北省农科院先后推出多个西瓜优质品种,在湖北省内都有一定规模种植,受到市场认可。桔宝2号系3斤左右的小西瓜,含糖量高、口感好,经济效益高于常规西瓜品种。中果型春喜100系早熟品种,单个西瓜10斤左右,果肉细脆多汁。黑莎皇瓤色独特、口感风味极佳,在各个基地都很俏销。


推陈出新:引领西瓜品种更新换代

20世纪80年代,由北京市农林科学院蔬菜研究所与日本西瓜专家合作选育的“京欣1号”风靡全国,成为我国中早熟西瓜育种里程碑的品种。然而,随着西瓜种传病害不断演化,市场需求日益更新,西瓜品种急需更新换代。

于是,北京市农林科学院蔬菜研究所在保有“京欣”优良品质的基础上,进一步提高西瓜的抗病性、耐贮运性和丰产性。不断地努力与研究,成功选育出“华欣”系列新品种。它不仅抗病性强、低温下易坐瓜,同时耐裂性提高,亩产增加15%,已全面超越了“京欣”系列品种。据了解,推广面积超过500万亩,2014年被农业部认定为西瓜唯一主导品种。

“华欣”品种

近几年,随着西瓜优势产区的逐渐扩大,培育耐水脱、抗病、丰产、适合轻简化栽培的西瓜品种成为行业新方向。针对这一产业需求,专家们通过分子辅助育种,将野生西瓜的抗病性、硬脆果肉与栽培西瓜高糖聚合,“京美10K”系列品种应运而生。“京美10K”系列品种瓤色更红,肉质致密、糖度更高,综合抗性强,皮薄耐裂,田间裂瓜率几乎为零。同时极耐贮运,可以从缅甸运到我国东北。

“京美10K”品种

目前,“京美10K”系列品种已在我国黄淮海、东北与云南等西瓜主产区及东南亚国家大面积推广,在缅甸、老挝等国家推广面积累计超过100万亩,成了东南亚国家冬季反季节生产的主导西瓜品种。

探索创新:小型瓜促品种转型升级

在解决了小型西瓜品种优质与耐贮运协调改良的育种难题后,北京市农林科学院蔬菜研究所又成功培育出“京美2K”“京阑”“京彩1号”“京玲2号”等一系列特色精品小型西瓜品种,促进了都市型中高端西瓜品种转型升级。

“京美2K”田间长势和剖面图

目前,“京美2K”解决了小型西瓜易裂瓜、货架期短与嫁接后难坐瓜的难题,已成为全国小型西瓜第一大品种。它果肉桃红,剖面均匀,中心含糖量13%以上,口感脆爽。在嫁接栽培条件下坐瓜整齐度高,皮薄而韧,田间裂瓜率减少90%,果实空心畸形率减少70%,不易倒瓤、货架期延长3倍。“京阑”系列品种则具有品质优、丰产性强、二茬瓜产量稳定等优点。

特别是在近几年,栽培面积爆发式地增长,“京美2K”已在北京、山东、河北、甘肃、江苏、安徽、河南等地大面积推广超过200万亩,其中在北京、山东等主产区的占有率超过70%,2022年,产业规模超3千万元,已成为我国小型西瓜第一大主栽品种。

“京彩”系列西瓜

而作为全球首个橙红肉小型西瓜,“京彩1号”中β-胡萝卜素含量是普通红肉西瓜的5倍,营养价值丰富,同时肉质致密,耐裂、耐储运,可以单株多瓜或多茬栽培,丰产性强,成为引领西瓜电商新业态的主导品种。

最新自主创新的小型无籽西瓜品种“京玲2号”也已批量出口美国、西班牙、塞尔维亚,成为当地消费新宠。

“京玲2号”品种在国外大面积推广

北京市农林科学院蔬菜所针对目前我国西瓜产业依然面临的产业竞争力低、比较效益下降等难题,将种业自主可控、自主创新作为责任与使命,致力于优化全国西瓜产业布局,利用我国幅员辽阔、生态类型丰富、生产方式多样的优势,实现西瓜四季高效生产与周年优质均衡供应。

此外,北京市还将进一步加强技术创新,在新品种培育、工厂化嫁接技术普及、水肥智能装备与技术推广、节本省工机械化简约化技术应用、绿色植保防控技术实施以及产品质量监控与品牌打造上取得突破,以实现西瓜全产业提质增效,努力将我国全面建设成为西瓜产业强国。