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西双版纳黄瓜(Cucumis sativus var.xishuangbannaensis)是黄瓜的一个变种,为西双版纳傣族自治州及周边地区的特有种质资源,无论从农艺性状、生境条件和传统知识及文化方面都与黄瓜现代品种有显著的差异。作为农家品种资源,对人民生计和农业生态系统的可持续发展具有重要的意义。本研究通过以下几个方面对西双版纳黄瓜农家品种进行了研究,以揭示该种质资源的贮藏特性等重要价值:(1)以西双版纳傣族自治州基诺乡亚诺村为例,利用SEPLS(社会生态生产性景观)恢复力指标评估方法,对西双版纳山地传统生态系统进行了研究。研究发现西双版纳山地传统生态系统具有丰富的多样性,由古茶园、庭院、橡胶和经济作物种植园、鱼塘、药用植物和其他野生植物分布的林地、其他栽培作物园地组成。我国西南山区长期居住着30多个具有丰富传统知识的民族。其中,基诺族以刀耕火种文化著称,轮歇制度仍是当今农业生态系统可持续发展值得借鉴的管理方式;古茶园通过在天然林下种植茶树的管理系统,形成了茶-林生态系统,提高了生态系统的稳定性。西双版纳黄瓜能够成为当地重要的作物农家品种,是对这一传统生态系统长期适应的结果。(2)民族植物学调查表明,西双版纳黄瓜农家品种是当地传统的作物种质资源,具有明显区别于现代黄瓜品种的特异农艺性状——耐贮藏、抗病虫等,并且是当地传统知识和文化的载体。然而,近年来受到社会经济快速发展的冲击,西双版纳黄瓜农家品种的种植范围越来越小,掌握与其相关的传统知识的人越来越少。使得这一特殊的作物种质资源的保护受到严重威胁,亟待抢救。(3)果实的光学显微结构图显示,西双版纳黄瓜农家品种的果皮结构明显区别于黄瓜现代品种,外果皮表皮细胞的排列十分紧密,且细胞壁木质化程度高,因此能够有效抵御逆境,增强其抗病虫害的能力,有利于贮藏期的延长。营养成分含量测定的结果表明,西双版纳黄瓜农家品种与黄瓜现代品种(以完成了全基因组测序的黄瓜品系9930为参照)的营养成分具有显著差异:黄瓜现代品种中并未检测出β-胡萝卜素,而西双版纳黄瓜农家品种中β-胡萝卜素的含量高,验证了其果肉橙黄色的特性主要是由于β-胡萝卜素积累所致,且类胡萝卜素具有很强的抗氧化能力,有助于抵御由高温等逆境引发的氧化损伤;仅在西双版纳黄瓜农家品种中检测到脯氨酸,是植物响应环境胁迫的重要氨基酸。(4)利用GC-MS技术对西双版纳黄瓜果肉的芳香成分进行了鉴定与分析。以黄瓜品系9930为对照组,共筛选出129个差异代谢物。西双版纳黄瓜农家品种与黄瓜品系9930相比,有个34个代谢物的含量显著上调。LIPID MAPS分类注释显示,脂肪酸类代谢物36个,孕烯醇酮脂类代谢物2个。(5)基于LC-MS平台对西双版纳黄瓜不同部位的代谢成分进行了研究。以黄瓜品系9930为对照组,分别对黄瓜的果皮和果肉的代谢成分进行了鉴定及筛选。在正离子模式下,西双版纳黄瓜农家品种果肉与对照组的差异代谢物总数为181个,果皮差异代谢物为205个;西双版纳黄瓜农家品种果肉与果皮的差异代谢物为226个。在负离子模式下,西双版纳黄瓜农家品种果肉与对照组的差异代谢物总数为149个,果皮差异代谢物为181个;西双版纳黄瓜农家品种果肉与果皮的差异代谢物为176个。LIPID MAPS分类注释结果表明,正离子模式下,代谢物中脂肪酸类19个,多聚乙烯类26个,孕烯醇酮脂类6个,固醇脂类10个。负离子模式下,代谢物中脂肪酸类31个,多聚乙烯类22个,孕烯醇酮脂类8个,固醇脂类8个。此外,对差异代谢物进行KEGG富集分析,发现了西双版纳黄瓜农家品种中增强植物抗逆性的化合物,从机理上解释了该农家品种的优良抗逆性。本研究分析了西双版纳黄瓜所依赖的传统农业生态系统,通过与现代黄瓜品种进行对比,从微形态结构和生化水平揭示了西双版纳黄瓜农家品种具有耐贮藏、抗病虫害等良好抗逆性状的机制,研究结果对于该农家品种及相关传统知识的保护、利用具有十分重要的价值,也为其他农家品种的遗传资源保存、育种、可持续利用提供了可资借鉴的发展思路。