半干旱环境下甜瓜基因型耐旱性评估：基于蒸散发与产量构成因子的综合分析

为解决全球干旱加剧背景下农业水资源短缺问题，土耳其Sel?uk大学团队通过两年田间试验，评估24个甜瓜基因型在充分灌溉(I100)和50%水分胁迫(I50)下的蒸散发(ET)与产量表现。研究发现G57、G58等基因型在水分胁迫下保持较高水分生产力(WPc)，PCA分析鉴定出G3、G4、G15等耐旱基因型，为半干旱区甜瓜育种提供重要种质资源。成果发表于《Agricultural Water Management》。

　　

在全球气候变化加剧的背景下，干旱已成为制约农业生产的关键因素，特别是在半干旱地区。甜瓜(Cucumis melo L.)作为重要的经济作物，其生长对水分需求极高，但水资源短缺迫使农民不得不使用污水灌溉或严格限制灌溉量。更严峻的是，甜瓜属于典型的干旱敏感型作物，研究表明水分胁迫可导致其产量损失高达29-84%。面对这一挑战，培育耐旱品种被视为最可持续的解决方案，但由于耐旱性状受多基因控制且存在显著的基因型-环境互作，准确鉴定耐旱种质资源成为育种工作的关键瓶颈。

土耳其Sel?uk大学农业学院的研究团队针对这一科学问题，选取了20个Inodorus甜瓜自交系基因型、2个商业品种和2个杂交种，在Konya试验田开展了为期两年(2023-2024)的对照研究。通过设置充分灌溉(I₁₀₀)和50%水分胁迫(I₅₀)两种处理，采用土壤水分平衡法计算季节性ET，并结合产量构成因子和主成分分析(PCA)等方法，系统评估了不同基因型的耐旱性表现。研究发现，在水分胁迫下甜瓜的季节性ET显著降低，导致平均产量损失达39-42%，果实数量、重量、长度等农艺性状均受到显著负面影响，但pH值和可溶性固形物含量(SSC)反而提升。值得注意的是，杂交品种Sürmeli F1(G3)和Westeros F1(G4)在两种水分条件下均表现优异，而自交系基因型G57、G58、G62和G70在水分胁迫下的水分生产力(WPc)甚至优于商业品种。这项研究为半干旱地区甜瓜耐旱育种提供了宝贵的种质资源和理论依据，相关成果发表在农林科学一区期刊《Agricultural Water Management》上。

研究团队采用了几项关键技术方法：1)基于FAO-56标准的土壤水分平衡法计算季节性ET；2)设置5×4m的裂区试验设计，主区为灌溉水平，副区为24个基因型；3)使用Delta-T剖面探头监测0-60cm土层含水量；4)通过便携式气象站记录环境参数；5)运用JMP-13软件进行统计分析和PCA。

【季节性ET与WPc变化】研究发现两年间充分灌溉处理的季节性ET范围为363.6-603.0mm，水分胁迫下显著降低。特别值得注意的是，在I₅₀条件下，G4基因型表现出最高的WPc(8.02kg/m³)，其次是G57、G62等自交系基因型，这些材料在节水农业中具有重要应用价值。

【水分胁迫对产量的影响】数据显示水分胁迫导致甜瓜单株产量平均下降39-42%，2023年从7.20kg/株降至4.37kg/株，2024年从8.83kg/株降至5.10kg/株。但基因型间存在显著差异，如G3、G4、G57等在高、低水分条件下均保持较高产量，展现出良好的适应性。

【果实性状响应】水分胁迫使果实平均重量减少20-24%，长度缩短8-17%，宽度减小6-16%。但有趣的是，G62基因型在胁迫下果实重量反而增加(3.47kg→3.67kg)，显示出独特的耐旱机制。果皮厚度普遍降低5-14%，但pH和SSC分别提高0.1单位和1.4-2.8°Brix，这可能与渗透调节机制有关。

【PCA分析与耐旱基因型鉴定】通过主成分分析发现，在水分胁迫条件下，产量(YI)、单果重(FW)、果实宽度(FWD)等参数与PC1呈强正相关。根据PCA得分图，G3、G4杂交种以及G15、G37、G40、G62、G79等自交系基因型在PC1和PC2的正向区域聚集，被鉴定为耐旱性突出的材料。这些基因型在保持产量的同时，水分利用效率显著高于对照品种。

该研究通过系统的田间试验揭示了甜瓜基因型间耐旱性存在的显著差异，并筛选出多个具有育种价值的材料。特别值得注意的是，部分自交系基因型(G57、G62等)在水分胁迫下的表现甚至优于商业杂交种，这为耐旱育种提供了新的种质资源。研究首次报道了这些甜瓜材料的耐旱性表现，其创新性主要体现在：1)采用ET和产量构成因子相结合的多维度评价体系；2)发现果实品质参数(pH、SSC)与耐旱性的相关性；3)鉴定出既适应充分灌溉又耐受水分胁迫的"广适型"基因型。

从农业实践角度看，这些耐旱基因型的应用将有助于：1)减少干旱导致的产量损失；2)提高有限水资源的利用效率；3)维持果实商品品质。未来研究可进一步解析这些基因型的生理生化适应机制，并通过杂交育种将耐旱性状导入优良品种。该成果对保障干旱地区甜瓜产业可持续发展具有重要指导意义，也为其他作物的耐旱性研究提供了方法学参考。