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农业废弃物包括植物类废弃物（农林生产过 程中产生的残余物）、动物类废弃物（牧、渔业生产 过程中产生的残余物）、加工类废弃物（农林牧渔 业加工过程中产生的残余物）和农村城镇生活垃 圾等四大类。通常农业废弃物主要指农作物秸秆 和畜禽粪便。我国的农业废弃物呈现出四大特点， 即数量大、品质差、价格低、危害多的污染特点。每 年产生的废弃物数以亿计，同时发生的污染事件也 在逐年增加。农业废弃物由于有益成分含量低，即 可利用物品位不高，而有害成分含量高，利用中必 收稿日期：2006－01讲。 须进行无害化处理，因此成本提高。虽然农业废弃 物资源化与农村生物质能源利用已经开展多年，也 取得了一些成效。但目前我国农业废弃物的利用 率和前几年相比不仅未提高，反而有所降低，秸秆 焚烧和集约化养殖带来的畜禽粪污对环境的污染 日趋严重，农民大多不把它作为一种资源利用，随 意丢弃或者排放到环境中，使本来的“资源”变为 “污染源”，对生态环境造成了很大的影响。 在我国未来20年内实现GDP翻两番和全面 实现小康社会的目标下，如何处理和利用成倍增加 作者简介：孙振钧（1956一），男，教授，博士生导师；研究方向：农业废弃物生物转化与综合利用，农牧生态工程。 基金项目：国家“十五”科技攻关计划研究课题（2004BA516A03）；国家863计划研究课题（2001AA46092）。 万 方数据 1期 我国农业废弃物资源化与农村生物质能源利用的现状与发展 7 的有机废弃物是目前“三农”中面临的现实问题， 有必要通过对国内外农业废弃物处理和资源化现 状和发展趋势的分析，找出影响我国农业废弃物资 源化的主要限制因素和技术瓶颈，提出未来20年 农业废弃物资源化和农村生物质能源的发展战略 和重点技术领域，这对真正实现农业废弃物变 “废”为“宝”，消除环境污染，改善农村生态环境， 促进农业的可持续发展具有现实和深远的意义。 分库储存太少，土壤质量下降，导致只能靠大量施 用化肥提高作物产量，化肥施用量越高，其利用率 越低。实现农业废弃物的肥料化利用，生产有机肥 料可以补充土壤养分，并提高土壤中微量元素的有 效性。增加有机肥的施用比例，一方面可减少或缓 解化肥用量，另一方面可提高和保持土壤地力，促 进农业的可持续发展。 1．3解决农村的能源短缺和保护生态环境 我国农村人口占全国总人口的70％以上，生 物质一直是农村的主要能源之一，农村生活用能源 仍有57％依靠薪柴和秸秆。薪柴消费量超过合理 采伐量的15％，导致大面积森林植被破坏，水土流 失加剧和生态平衡破坏。农村的生物质能利用大 多以直接燃烧为主，不仅热效率低（低于10％），而 且大量烟尘和余灰的排放使人们的居住和生活环 境日益恶化，损伤了农民的身体健康。采用生物质 能转化技术可使热效率提高35％一40％，节约资 源，改善农民的居住环境，提高生活水平。“九五” 以来的全国生态农业和生态家园建设的实践已经 证明，有效利用农林废弃物和乡镇生活废弃物，发 展农村沼气等能源工程和生态农业模式，可有效地 促进生态良性循环，减轻对森林资源的破坏，减少 土壤侵蚀和水土流失，保护生物多样性。 1．4生物质能为国家能源和电力紧张做贡献 我国已由石油出口国转变为石油进口国，2000 年，净进口量已达到7 000万t。生物质可通过各 种工艺转化为液体燃料，直接代替汽油、柴油等石 油燃料，作为民用燃料或内燃机燃料。而同期我国 含农业废弃物在内的生物质资源量达7亿t标准 煤，2020年的生物质资源量至少可达到15亿t标 准煤。如果将其中的50％用于生产液体燃料，即 可为我国石油市场提供2亿t液体燃料。另外，如 果能采取种植能源植物（能源作物和能源林）等措 施发展我国的生物质资源，可促进农业结构的调 整，增加农村就业机会和农村居民收人，对振兴农 村经济具有重要意义。 农林废弃物生物质能可以在填补农村电力供 应缺口方面做出贡献。1999年，我国电力生产总 量为12 600亿kW?h，人均用电不到1 000 ， 1我国农业废弃物资源化利用的意义 1．1消除日益严重的环境污染 目前，我国是世界上农业废弃物产出量最大的 国家，每年大约有40多亿t，其中畜禽粪便排放量 26．1亿t，农作物秸秆7．0亿t，废弃农膜等塑料 2．5万t，蔬菜废弃物1亿～1．5亿t，乡镇生活垃圾 和人粪便2．5亿t，肉类加工厂（包括肉联厂、皮革 厂和屠宰场）废弃物0．5亿～0．65亿t，饼粕类 0．25亿t，林业废弃物（不包括炭薪林），每年约达 3 700万m3，相当于1 000万t标准煤。过去，我国农 民将农业废弃物作为有机肥使用，在促进物质能量 循环和培肥地力方面发挥了巨大的作用。但是，随 着市场经济的发展，农业废弃物转化为有机肥料面 临一系列新的问题和严峻的挑战。一方面废弃物 成分发生了很大变化，同时，种植业逐渐转向省工、 省力、高效、清洁的栽培方式，传统的有机肥料积、 制、存、用技术已不能适应现代农业的发展。因此， 农业废弃物不再受欢迎，成为严重污染生态环境的 污染源。主要表现在：①臭气、秸秆焚烧、温室气体 排放，加剧了空气污染；②重金属和农药、兽药残留 污染土壤，增加环境生物的耐药性；③农业“白色 污染”严重影响土壤正常功能；④污水横流增加面 源污染和水体富营养化；⑤病毒传播，疾病蔓延，尤 其是人畜共患病等方面。 1．2保持和提高耕地土壤质量 我国用占世界10％的耕地面积养活占世界 22％的人口，并保持地力不衰，在某种意义上应归 功于有机肥料的施用。但是，随着农业生产日益集 约化，生产资料投入的增加，农业生产有了飞跃的 发展，传统的有机肥料面临被抛弃的境地。同时根 据全国化肥试验网肥料长期定位试验和国家土壤 肥力与肥料效益监测资料显示，近年来，耕地土壤 有机质含量有下降趋势，土壤缓冲能力减弱，抗灾 能力衰退；化肥利用率低；土壤肥力降低。土壤养 kW?h／ 人?a，只有韩国的1／5左右，而人均生活用电更 低，只有110 kW?h／人?a左右。尤其农村电力 供应缺口更大。要实现2020年国民经济翻两翻的 目标，保障电力供应是必备条件。因地制宜地利用 当地生物质能资源，秸秆、薪柴、谷壳和木屑等，建 万 方数据 8 中国农业科技导报 8卷 立分散、独立的离网或并网电站拥有广阔的市场前 景。如果用当前农林废弃物产量的50％作为电站 燃料，可发电4 000亿kW?h，占目前我国总耗电 量的30％左右。 杜绝它的产生，随着农业的发展，其总量只能增加。 在20世纪80年代以前，我国农业废弃物量少而分 散，几乎不存在农业废弃物污染环境的问题。当今 的农业废弃物污染主要是集约化农业使废弃物大 量集中，超过环境消纳能力的结果。按照环保部门 的“末端治理”方法，治理效果不佳，要达到排放标 准，治理费用很高，农业成本提高，不利于农业的发 展。国外的养殖场建设规模已经向中小型发展，并 且必须和一定的消纳土地或处理设施相配套才能 批准。源头控制就是控制养殖规模。全程治理包 括产前的饲料、产中的养殖工艺和方法、产后的粪 污处置与处理。提高饲料利用率，改革养殖工艺， 减少固体废弃物中氮磷含量，减少污水的产生量、 化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）的排放量。 做到既有利于养殖业的发展，又消除粪污对环境的 污染。 2国内外现状和发展趋势 2．1循环经济理念正在催生“废弃物”为新的 产业 废弃物产生于一、二、三产业，但不依属于任何 产业。资源的最优化配置和废弃物的循环利用是 循环经济技术体系的核心。废弃物需要上升到一 个产业地位才能与之相适应。本报告明确提出废 弃物为“第四产业”的概念。农业废弃物的资源化 作为农村循环经济的重要组成，将会成为农业与农 村持续发展的基础乃至农村小康社会建设的重要 环节。农业废弃物的资源化从一项污染治理和环 境保护技术和策略提升为循环农业和循环经济的 高度。这直接关系到农业的可持续发展和农村小 康社会的建设。废弃物循环利用一循环农业一循 环经济是废弃物产业发展的方向与目标。 2．2 2．4农牧结合、生态循环是最简单有效的办法 欧美国家的种植制度多为一年一季，收获时， 在联合收割机后面悬挂秸秆粉碎机或直接悬挂深 翻犁翻入土壤内，直接还田。美国从20世纪40年 代开始研究覆盖免耕技术，现有70％的耕地实行 农作物秸秆免耕覆盖种植。也有的农场将秸秆青 贮发酵，用作饲料，过腹还田。在西欧各国对农作 物秸秆的利用情况较好，大约有20％的秸秆被用 作饲料。据联合国粮农组织统计资料表明，美国约 有73％的肉类是由草转化而来的，澳大利亚约 90％，新西兰高达100％。由此可见，“秸秆一畜牧 业”的农牧结合方式是最简单而有效的农作物秸 秆资源利用方式。从养殖业发展看，发达国家的畜 禽饲养多以个体农场的生产方式进行，规模以中小 型为主。废弃物处理的方式主要是干清粪和水冲 式，利用方式主要是通过堆肥和厌氧发酵无害化处 理后，直接用于农田和草地。 2．5食品安全使农业废弃物资源化面临新的机遇 和挑战 食品安全已经成为农业与人类生存、经济发展 和社会稳定息息相关的世界性问题。除了农药残 留和动物抗生素残留问题外，近年来，欧洲被疯牛 病、口蹄疫、猪瘟和二恶英以及亚洲被禽流感等严 重的动物疫病及食品安全等问题困扰。食品安全 危机终于使无公害农业和绿色食品生产变为农牧 业生产的主流。清洁的动植物生产方式使农业废 弃物的“清洁度”提高，所含的有毒有害物质明显 降低，为农业废弃物的深度开发创造了条件。同时 生态农业的实践指明了变“废”为“宝”的 途径 农业废弃物造成的污染主要是在“生产者一 消费者一分解者”组成的生态链上，分解环节形成 瓶颈，不能形成良性的物质循环和能量流动，过量 堆积而造成污染。我国自20世纪40年代初开展 的生态农业，按生态学和生态工程学的原理，把农 业废弃物的资源化技术作为一种接口技术构建出 了包括“猪一沼一果”、“四位一体”在内的许多生 态农业工程模式，促进了区域环境质量的提高和经 济的发展。实践证明，农业废弃物的资源化技术只 有与生态农业模式结合才能起到事半功倍的功能。 农业废弃物资源化的发展趋势之一就是提升或研 发新的农业废弃物生态技术，按生态循环原理和循 环经济的要求，和其他技术一道优化组装成新的生 态农业工程和区域发展模式，并按不同的区域和生 态类型建立相应的示范基地，在确保资源的可持续 利用、保持生态平衡和改善环境质量的同时，全面 促进农村的经济与社会发展。 2．3 由“末端治理”到源头控制，全程治理方向 发展 农业废弃物，特别是养殖业废弃物是生物代谢． 的产物，和工业废弃物不同，是一种自然产物，无法 万 方数据 1期 我国农业废弃物资源化与农村生物质能源利用的现状与发展 9 绿色食品和有机食品生产中对农用化学品（化肥） 的限用或禁用，为以农业废弃物为原料的商品有机 肥等打开市场提供了机遇；但同时，对农业废弃物 的处理和资源化提出了更高的技术要求和质量 标准。 2．6废弃物资源化产品向多元化、材料化和高值 化方向发展 我国农业有机废弃物的产生量大，分散在广大 农村、不易贮运，处理加工利用技术层面低，目前仍 然是以农用为主。预计近5—10年农业废弃物肥 料化、饲料化和燃料化仍然是主要发展方向。但必 须用新的技术和经营理念，克服利用价值低、生产 的肥料和饲料等产品质量差、商品价值低的症结。 农业废弃物综合利用的问题，是世界各国普遍 需要解决的大课题。特别是随着自然资源日趋短 缺和废弃物数量剧增，农业废弃物越来越受到人们 的重视，在市场经济和产业化经营的今天，“老三 样”（还田、青贮、堆肥）已经不适应发展的需要。 以高值化产品开发为目标，对农业废弃物资源综合 利用是其发展趋势之一。利用农业废弃物开发新 型的生物材料、生化产品及替代石化产品和紧缺资 源替代物的研究日益受到重视，极大地拓展了农业 废弃物的资源化领域。

一、南瓜远缘杂交研究

自20世纪初，德国人特鲁德（Drude，1917）开始南瓜种间杂交试验以来，国内外学者一直在持续不断地进行方法和技术的探索，试图寻求打破种间杂交障碍，通过常规种间杂交、体细胞杂交、分子生物等技术实现不同种间的优良品质、抗病虫及抗逆性状的转移。虽然取得了一些进展，但至今尚未获得理想或一致的结果。研究者对南瓜属5个栽培种的杂交研究表明，南瓜属的各个种在亲缘关系上较为密切，种间杂交情况比较复杂。部分研究的试验结果见表17-4。

表17-4 南瓜属种间杂交试验结果

程永安等（2001）通过对4个南瓜栽培种的杂交表明，中国南瓜与印度南瓜有较高的亲和性，与灰籽南瓜的亲和性一般，F1代几乎不育，而与西葫芦的亲和性最差。灰籽南瓜与中国南瓜、印度南瓜、西葫芦都有一定的亲和性，其中以中国南瓜的亲和性最高。总结前人的研究，美国葫芦科作物专家Whitaker T.W.（1962）认为，一年生南瓜种中，印度南瓜种、美洲南瓜与中国南瓜种亲缘关系较近，而印度南瓜种与美洲南瓜种亲缘关系较远；中国南瓜与印度南瓜（笋瓜）具有较高的亲和性，两者相互杂交可获得种间杂交种，尤其是以印度南瓜种作为母本更容易杂交；中国南瓜与灰籽南瓜的亲和性一般，F1代几乎不育，而与美洲南瓜的亲和性最差；灰籽南瓜与美洲南瓜亲缘关系较近；多年生南瓜、黑籽南瓜种与一年生南瓜种亲缘关系较远，但黑籽南瓜与印度南瓜及美洲南瓜又较近。从亲缘关系上分析，5个南瓜栽培种在进化时间上可能存在一定的顺序性，中国南瓜在一年生南瓜中处于种间杂交关系的中间位置。但需要说明的是，在种间杂交试验中，使用同一个种的不同品种会获得不同的试验结果，这也是认为南瓜属不同种亲缘关系复杂的理由之一。1983年联合国粮食与农业组织（FAO）在全球报告《葫芦科植物的遗传资源》中，描绘出南瓜栽培种之间的亲缘关系图，见图17-3。

图17-3 南瓜属5个栽培种的种间杂交示意图

目前，研究者们感兴趣的是通过南瓜属的种间杂交技术，将印度南瓜的优良品质性状和中国南瓜的抗虫性状结合起来，并育成高品质种间杂交种，目前已有不少成功的例子，如Pearson，O.H.等（1951）、日本国长岗园艺种苗厂育成的新土佐系列南瓜都属于该种类型。此外，南瓜属中具有特殊抗病虫性的种质资源并不多，仅在少数的野生南瓜种质资源中发现有抗病种质，如>C.ecuadorensis［高抗病毒病——小西葫芦黄花叶病毒（ZYMV）等］，>C.okeechobensis［高抗白粉病（>Sphaerotheca fuliginea）］，>C.martinezii（高抗白粉病、高抗病毒病），>C.lundelliana（高抗白粉病）都是很好的抗病种质资源。应用远缘杂交技术已成功地将某些抗病基因转育到了栽培种中。如美国研究者Whitaker（1959）发现野生种>C.lundelliana南瓜能和5个栽培种的任何一个品种杂交，所以它是南瓜属一个很好的桥梁品种。西葫芦和野生抗病品种>C.martinezii不容易杂交，为了将抗病基因转入西葫芦栽培品种中，美国康乃尔大学研究人员（Thomas W.Whitaker，1986）已使用中国南瓜种的Butternut品种作为桥梁品种，首先用>C.martinezii×C.moschata杂交，然后用得到的F1代再与西葫芦杂交，成功地获得了抗白粉病和黄瓜花叶病毒病西葫芦材料。同时通过这种方法，也将中国南瓜的高品质性状和抗虫性状转育到了西葫芦品种中。澳大利亚学者（Herrington，M.E.，2002.）通过远缘杂交的方法成功地将>C.ecuadorensis和>C.moschata‘Nigerian’种质的抗病毒病基因转育到了南瓜中，育成了抗小西葫芦黄花叶病毒（ZYMV）、番木瓜环斑病毒—西瓜株系（PRSV-W）和西瓜花叶病毒（WMV）的印度南瓜品种Redlands Traiblazer和Dulong QHI以及中国南瓜品种Sunset QHI。

在远缘杂交实验中，F1代或杂交早期2～3代常常出现花粉不育或种子发育不良现象，为了保留后代，往往结合回交方法和采用胚挽救技术。Wall J.R.（1954）采用胚培养技术获得了中国南瓜和西葫芦的杂交种。Washek R.（1982）同样也采用该技术获得了西葫芦和>C.ecuadorensis南瓜的杂交后代。Pearson O.H.，et al.（1951）研究认为，使用秋水仙碱加倍远缘杂交后代成双二倍体可以解决花粉不育问题。关于南瓜种间杂交的难易程度和多变现象，Wall and York（1960）研究认为，配子的多样性有助于种间杂交的成功，即杂合的基因型比纯合的基因型更容易杂交。西葫芦中的碟形瓜往往比其他类型的西葫芦更容易和中国南瓜杂交。

二、南瓜细胞学及分子生物学研究

在南瓜植物再生体系构建及其应用方面，从Schoroeder（1968）开始研究南瓜属植物再生体系至今，国内外在此研究领域已取得了很大进展，分别通过体细胞发生途径（Biserka J.，1991；Carol G.，1995）和器官发生途径（Ananthakrishnan G.，2003；Krishnan K.，2006）获得了再生植株，并对影响再生率的各种条件进行了大量研究。离体大孢子培养方面，Kwack S.N.& Fujieda K.（1988）等取中国南瓜（>Cucurbita moschata）离体子房为外植体，在开花期和花后分别取材，结果花期胚珠所获得的再生频率明显高于花后胚珠，这表明在植株生长发育活跃期的外植体分化能力强，再生频率也较高，同时该研究也发现在5℃低温下对子房预处理2d后，可促进胚状体的发生。盛玉萍等（2002）进行了利用组织培养快速繁殖无蔓1号南瓜的研究，通过比较消毒时间、外植体来源、激素组合等因素的作用，建立了适宜生产上应用的无蔓1号南瓜种苗组培快繁技术。结果表明最佳的消毒方法为70%乙醇表面消毒30s，然后HgCl2消毒15min；顶芽的芽诱导率比子叶高；适于试管苗生长的培养基为2/3MS+BA 0.5mg/L。1/2MS对不定根的形成效果最好。

在南瓜基因工程育种方面，目前已有将抗病毒基因转入南瓜的报道。用于南瓜抗病毒基因工程的有效基因主要来源于病毒，南瓜上应用较多的是外壳蛋白基因策略。葫芦科作物几种主要病毒西瓜花叶病毒（WMV）、黄瓜花叶病毒（CMV）、南瓜花叶病毒（SqMV）、西葫芦黄斑花叶病毒（ZYMV）的外壳蛋白基因均有转入葫芦科作物的报道。在美国，一种已知CMV致病株系的外壳蛋白（CP）基因已被导入南瓜和甜瓜的商业用品种，这种抗性由显性单基因控制，在康乃尔大学，SqMV-1的CP基因已被导入南瓜，这种基因表现很高的抗性，尤其是WMV外壳蛋白基因转入南瓜品系中，这种抗性由单基因控制，不受温度和病毒浓度的影响，因此它为南瓜抗多种病毒提供了较高水平的抗性。另外，美国已把ZYMV病毒的CP基因转入葫芦科作物。Brent Rowell（1999）等对基因工程方法育成的抗病材料及用传统育种方法育成的抗病或耐病品种与普通的感病品种杂交种进行了比较，用田间病害症状调查和酶联免疫试验（ELISA）鉴定病毒病的影响，结果显示：西瓜花叶病毒（WMV）是最常检测到的、也是引起最多病症的病毒；转基因品种表现出较强的抗病性和较高的产量，大多数转基因品种的抗病性和产量均高于对照品种。酶联免疫试验结果表明：部分转基因品种的植株体内能检测到外壳蛋白，而且与植株的抗性相关。在商品瓜收获之后转基因西葫芦植株表现轻微的病毒侵染症状。Pang S.Z.（2000）等进行了病原介导的抗性途径研究，获得转南瓜花叶病毒（SqMV）外壳蛋白（CP）基因的南瓜品系。用3个独立品系（敏感、可恢复、抗病）的R1植株在温室、网室和大田经接种SqMV后进行试验，抗性品系（SqMV-127）几乎所有的植株在温室和大田条件下表现抗病。敏感品系（SqMV-22）表现病症而且扩展到全株。对转CP基因植株的外源基因转录情况进行了分析，结果表明抗性品系SqMV-127表现CP基因转录后沉默，其证据是在抗性植株中，CP基因的转录水平很高，但积累很少，也没能检测出任何CP蛋白。这是抗SqMV的转基因南瓜的首例报道。

近年来，国外也有将两种或多种以上CP基因转化到葫芦科作物上的报道。Tricolj D.M.等和M.Fuchs（1995，1998）等在日内瓦调查了表达ZYMV和WMV的外壳蛋白基因的转基因南瓜ZW-20、ZW-20B的抗性，结果表明上述2个品种对这两种病毒混合接种表现出高水平抗性。对表达CMV、ZYMV、WMV的CP基因的5个转基因南瓜品系在田间进行测试，结果表明：表达了CMV、ZYMV、WMV三种CP基因的转基因品系C2W-3表现出最高抗性，没有系统侵染。表达ZYMV和WMV的CP基因品系ZW-20表现出对ZYMV和WMV的高水平抗性，分别表达CMV、ZYMV和WMV的单CP基因的3个品系C-14、Z-33、W-164表现与对照相同的症状，但是发病推迟了2～4周。可见，同一植株上表达的CP基因越多，抗性越强。

在中国也已经把WMV的CP基因转入甜瓜、西瓜、黄瓜中；把CWV的CP基因转入南瓜、甜瓜、番茄、辣椒中；把SqMV的CP基因转入烟草中。但目前中国报道的都是转入单一病毒的CP基因实验结果。

在南瓜分子标记应用方面，Stachel（1998）等用40个随机引物对20个南瓜品系（自交6代）进行分析，其中34个引物扩增出了116条多态带，通过聚类分析，将20个材料分成3种类型，与传统分类系统基本一致。Gwanama等（2000）用16个随机引物对从赞比亚和马拉维搜集的31份中国南瓜材料进行RAPD分析，扩增出39条多态带，聚类分析将31份种质分为4组，来自马拉维的材料分为3组，赞比亚的材料为1组。马拉维样本的遗传距离为0.32～0.04，赞比亚的为0.26～0.04。李海真等（2000，2007）利用RAPD技术对南瓜属的中国南瓜、美洲南瓜、印度南瓜3个种的23份国内外育种材料及品种进行了亲缘关系分析，发现RAPD技术对3个种基因组的分析结果与传统分类学的结果完全相符，同时用RAPD技术揭示了南瓜属不同品种（系）的亲缘关系与其地域来源、形态特征基本符合。同时该研究小组以（矮生中国南瓜×长蔓印度南瓜）×长蔓印度南瓜建立的BC6近等基因系为群体，采用RAPD技术获得了与中国南瓜矮生基因紧密连锁的分子标记，连锁距离为2.29cM。李俊丽等（2005）应用RAPD技术对70份南瓜种质进行遗传多样性分析，系统聚类分析将70份南瓜种质分为三大类：中国南瓜、美洲南瓜和印度南瓜，与传统分类学的结果相符。同时在三大类群内又将种质进行细分，第一类分为三组，第二类分为6组，第三类分为5组，其结果表明与地域来源和形态特征有一定的相关性。主成分分析与系统聚类分析结果基本一致，但系统聚类分析在揭示密切相关的个体间的关系上能提供更丰富的信息。Ferriol等（2001）对8个南瓜种质进行了随机引物分析，发现种间遗传距离显著大于种内，与依照果实性状进行分类的结果一致。

三、南瓜种质资源创新

据（《野菜园艺大百科》）记载，日本早在20世纪40年代就开始了南瓜种质资源创新的研究，育成了许多品质优良、熟性早的印度南瓜品种和中晚熟、品质好的中国南瓜品种，同时在砧木南瓜研究领域也处于世界前列。欧美国家对观赏南瓜、雕刻用南瓜（大部分为西葫芦种）的研究比较重视，对中国南瓜种的研究（Wessel-Beaver.L.，1994；Maynard D.N.，1994，1996）大多集中在Butternut类型品种上，已育成了短蔓、半短蔓、抗病毒病和白粉病的品种。中国在20世纪80年代之前，在南瓜种质资源创新研究方面，仅停留在地方品种的常规选择层面。80年代后，陆续育成了许多以鲜食为主的南瓜品种（郑汉潘，1998；刘宜生，2001；李海真，2006；贾长才，2007；罗伏青，2001；钱奕道，2001），如营养丰富、口感甜面的蜜本南瓜、吉祥1号南瓜、京红栗南瓜、短蔓京绿栗南瓜、京蜜栗南瓜、红栗、金星、甜栗等许多优质、丰产一代杂种；育成了片大、多籽的梅亚雪城1号、黑龙江无杈等以籽用为主的南瓜品种（吉新文，2002）。

最近几年，国内外蔬菜育种工作者一直在围绕如何提高南瓜品质、提高产量和适应性、提高抗病性和抗虫性等关键问题开展相关研究，在种质创新研究方面又取得了一些新的进展。

（一）利用常规杂交选择技术创新南瓜种质

20世纪80年代后期，南瓜种质资源创新有了较大的进展，山西省农业科学院蔬菜研究所先后育成了无蔓1～4号南瓜系列新品种，由于它们具有独特的矮生性状，适合密植栽培，容易管理，结果性好，产量高，尤其适合于南方部分省区以嫩南瓜作菜的消费，很快被市场所接受。90年代后期，湖南省衡阳市蔬菜研究所先后培育出一串铃1、2、4号早熟的菜用南瓜，该系列品种抗逆性强、产量高、连续结瓜性能很强、口感粉甜、品质优良、耐贮运。70年代中期进入市场，直至90年代在中国国内市场迅速发展。据不完全统计，该品种种植面积每年高达6万多km^2，且种子销售量和种植面积都以年10%的速度增长，甚至缅甸、越南、美国等国家也已引进种植。该品种于1997年通过广东省农作物品种审定委员会的认定。除上述鲜食南瓜品种外，还有山西省农业科学院蔬菜研究所选育的裸仁南瓜，因其种子无外种皮，而成为优异的种子与瓜肉兼用型中国南瓜新品种。近年来，在印度南瓜的种质创新研究方面，中国的科研水平也有了显著的提高，大部分创新种质源是利用从国外引进的或国内的优质种质资源，采用自交、杂交、回交、多代自交选育的方法育成不少稳定的各具特色的优良自交系，再根据育种目标选配亲本，育成生产中需要的品种，如京绿栗南瓜、银星栗、吉祥1号南瓜等。这些研究工作对提高中国南瓜育种和生产水平起到了积极的推动作用。

国外学者（Whitaker T.W.，1959；Munger H.M.，1976；Provvidenti R.and Robinson R.W.，1978）在南瓜的抗病性转育和抗病品种的选育方面做了大量工作。主要采用的方法是通过栽培种和抗病野生种进行多代杂交、回交和自交，后代辅之以胚挽救技术，将抗病或抗虫基因转育到栽培种中，极大地丰富和改良了南瓜的种质资源类型，为南瓜抗病育种开辟了新的途径。例如：Contin M.E.（1978）、Andres T.C.（2000，2002）报道，美国康乃尔大学的研究者采用C.lundelliana（近缘野生种）、C.martinezii分别和C.moschata（栽培种）杂交、回交后获得了抗白粉病的中国南瓜种质资源Sigol、Sanglo等株系，其抗性主要为单基因显性遗传，同时有修饰基因起作用。澳大利亚学者通过种间杂交已将C.ecuadorensis和C.moschata种的Nigeria Local品种的抗番木瓜环斑病毒（PRSV）、小西葫芦黄花叶病毒（ZYMV）、西瓜花叶病毒（WMV）基因转育到了印度南瓜种和中国南瓜种中，育成了Redlands Trailblazer、Dulong QHI和Sunset QHI。Lebeda A.（1996）通过种间桥梁品种杂交，已把C.martinezii的抗黄瓜花叶病毒（CMV）抗性基因通过C.moschata种的butternut品种导入到西葫芦种中，抗性为部分显性。研究显示西葫芦品种Whitaker抗ZYMV、CMV、WMV和白粉病。

（二）利用其他技术进行南瓜种质创新

生物技术与常规选择技术相结合，可创造新的南瓜特异种质，从而提高育种效率和质量。

利用单倍体培养技术获得新种质在南瓜上还未见报道，但据Lee Y.K.，Abrie A.L.和Kwack S.N.（2003，2001，1988）报道已通过诱导南瓜子叶和胚珠在MS改良培养基上获得愈伤组织，进而获得体细胞胚胎及再生植株。并对影响再生的各种条件如外植体、激素、基因型和其他因素进行了大量研究，形成了较为成熟的方法。赵建平等（1999）成功地利用组织培养技术获得艾西丝南瓜组培苗。刘栓桃等利用组织培养技术快繁黑籽南瓜种苗获得成功。该技术的建立为通过遗传转化、快速繁殖、品种改良、种间杂交、胚培养等途径创制新种质打下了基础。

张兴国等（1998）报道了采用聚乙二醇和高钙高pH法融合技术，将黄瓜子叶原生质体和中国南瓜和黑子南瓜子叶原生质体融合并获得了体细胞杂种愈伤组织。目的在于扩大两个属的遗传背景，创造新的种质。

辐射诱变技术在人工创造新种质中有重要作用，它可加速生物人工进化过程，同时丰富生物的变异类型，并给育种工作提供更多的选择机会。据李秀贞等（1996）报道，利用60Co-γ射线处理小型南瓜小菊干种子后，经过5代选育出了3个新的优良品系。

南瓜是中国重要的蔬菜作物之一，尽管利用传统的育种方法，获得了一些优良品种，但在种质资源的研究深度和广度上远远落后于其他很多蔬菜作物。今后应加强南瓜分子标记技术、单倍体培养技术和转基因技术的研究，并注意与传统育种技术的结合，使南瓜属作物中每一个种都能建立起多种形式的转基因体系、优化分子标记技术体系，并加快重要经济性状基因的标记和克隆，以促进南瓜种质资源研究水平的进一步提高。

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