謝玥 潘美玲 莊啟國(guó) 董官勇 廖明安 王麗華 李明章
(1四川省自然資源科學(xué)研究院,成都 610015; 2四川農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,四川雅安 625014)
摘 要: 【目的】為了探明野生紅肉獼猴桃新種質(zhì)‘JXFX-CK-04137和紅肉獼猴桃品種‘紅陽(yáng)的性狀差異,【方法】通過(guò)生物學(xué)特性調(diào)查和體細(xì)胞染色體數(shù)目的觀察,對(duì)‘JXFX-CK-04137和‘紅陽(yáng)的形態(tài)水平和細(xì)胞水平的遺傳差異進(jìn)行了檢測(cè)?!窘Y(jié)果】結(jié)果表明,‘JXFX-CK-04137和‘紅陽(yáng)的花、葉、果等生物學(xué)特性均存在顯著差異,‘JXFX-CK-04137的染色體為2n=4x=116,是四倍體;‘紅陽(yáng)的染色體為2n=2x=58,是二倍體?!窘Y(jié)論】研究揭示了‘FXJX-CK-04137是一個(gè)新的紅肉獼猴桃種質(zhì)資源,為紅肉獼猴桃育種提供了新的優(yōu)良育種材料。
關(guān)鍵詞: 獼猴桃; 生物學(xué)特性; 染色體數(shù)目; 遺傳差異
中圖分類(lèi)號(hào):S663.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1009-9980?穴2013?雪01-0110-05
獼猴桃的品質(zhì),我們除了注重食味外,也注重果肉顏色,世界市場(chǎng)上綠肉和黃肉的品種比較常見(jiàn),而紅肉(紅心)類(lèi)型的品種很少,具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和開(kāi)發(fā)前景[1]。因此,選育紅肉獼猴桃新品種已成為近年來(lái)獼猴桃育種研究的熱點(diǎn)。
選育優(yōu)良的紅肉獼猴桃品種需要優(yōu)良的紅肉獼猴桃種質(zhì)資源。紅肉獼猴桃是中國(guó)特有的野生獼猴桃資源,在自然界數(shù)量稀少,十分珍貴[2]。四川省自然資源科學(xué)研究院從紅肉獼猴桃實(shí)生苗中選育出世界上第一個(gè)紅肉優(yōu)良新品種‘紅陽(yáng)[2],以其果肉鮮紅、口感好等優(yōu)點(diǎn)受到國(guó)內(nèi)外消費(fèi)者的歡迎。2004年9月在江西省奉新縣澡面村灣坦子組砂窩林中發(fā)現(xiàn)一個(gè)野生獼猴桃新材料‘JXFX-CK-04137,其成熟果實(shí)的子房及周?chē)术r紅色,果實(shí)橫斜面呈紅、黃相間的圖案?!甁XFX-CK-04137作為野生紅果肉獼猴桃新材料,其遺傳研究迄今為止未見(jiàn)報(bào)道,我們將首次對(duì)其形態(tài)學(xué)和細(xì)胞學(xué)方面的遺傳特性進(jìn)行初步研究。
優(yōu)異育種材料間的遺傳關(guān)系及差異對(duì)于植物品種改良具有極其重要的參考價(jià)值[3]。我們應(yīng)用生物學(xué)特性調(diào)查和體細(xì)胞染色體數(shù)目的觀察對(duì)獼猴桃紅肉新種質(zhì)‘FXJX-CK-04137與紅肉品種‘紅陽(yáng)之間的遺傳差異進(jìn)行檢測(cè)與分析,為充分利用這2種優(yōu)良種質(zhì)資源提供了理論依據(jù),也為紅肉獼猴桃育種和雜交親本的選擇提供新的優(yōu)良材料。
1 材料和方法
1.1 材料
以紅肉獼猴桃新種質(zhì)‘JXFX-CK-041371和紅肉獼猴桃品種‘紅陽(yáng)(HY)為供試材料,其中‘JXFX-CK-041371是2004年9月在江西省奉新縣澡溪鄉(xiāng)澡面村灣坦子組砂窩林中(北緯28°45′14″,東經(jīng)114°56′58″)發(fā)現(xiàn)的野生紅果肉獼猴桃新種質(zhì)。實(shí)驗(yàn)材料于2005年實(shí)生播種于四川省自然資源科學(xué)研究院什邡獼猴桃科研究基地(北緯31°13′,東經(jīng)104°16′),自然授粉,2007年開(kāi)始結(jié)果,土壤為沙壤土,灌溉條件良好,行株距3.0 m×2.0 m,T型架。
1.2 方法
1.2.1 生物學(xué)性狀調(diào)查 參照《植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn) 獼猴桃屬》(GB/T XXXX—2004,審批稿),分別取‘JXFX-CK-04137和‘紅陽(yáng)各30株進(jìn)行生物學(xué)性狀調(diào)查。
隨機(jī)取不同單株的20朵雌花,調(diào)查花序數(shù)、單花序中的有效花數(shù)、花瓣基部萼裂處花青素著色程度、花瓣內(nèi)側(cè)主色、花瓣近軸側(cè)顏色(內(nèi)側(cè))、花瓣顏色梯度、花瓣顏色分布、花瓣基部排列離合情況、花瓣頂部波皺度、花萼顏色、花絲顏色、花藥顏色、花柱顏色、花柱姿態(tài)等花的植物學(xué)特性。
隨機(jī)取不同單株新梢部位的20片幼葉和成葉,目測(cè)單株的幼葉葉柄正面花青素著色、幼葉尖端形狀、幼葉基部形狀、成葉正面茸毛密度、成葉背面茸毛密度、成葉正面波皺度、成葉正面綠色度、成葉背面綠色度、成葉葉形等葉的生物學(xué)性狀。持游標(biāo)卡尺測(cè)量成葉葉柄長(zhǎng)和葉長(zhǎng),計(jì)算成葉葉柄比率(葉柄長(zhǎng)/葉長(zhǎng))。
每個(gè)單株于果實(shí)成熟期隨機(jī)取3個(gè)果,調(diào)查果皮是否光滑、果毛分布、去除茸毛的難易、果形、果形指數(shù)、果實(shí)橫切面形狀、外中內(nèi)果皮顏色、果心大小、木質(zhì)部、果實(shí)橫切面紅色等級(jí)、單果質(zhì)量、干物質(zhì)含量、采收時(shí)硬度、總糖、總酸、維生素C、可溶性固形物、以及果實(shí)儲(chǔ)藏性等指標(biāo)。
果實(shí)橫切面紅色等級(jí)參照新西蘭皇家科學(xué)院植物與食品研究院和四川省自然資源科學(xué)研究院制定的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),紅色由淺到深劃分為1~5級(jí)(1級(jí)=略帶紅色;2級(jí)=淡粉紅色;3級(jí)=清晰紅色;4級(jí)=深紅色;5級(jí)=極度深紅色),對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)色度進(jìn)行評(píng)判。
干物質(zhì)含量的測(cè)定: 稱(chēng)取15 g鮮果肉,切薄片后置恒溫干燥箱65 ℃烘24 h后稱(chēng)質(zhì)理。干物質(zhì)含量(%)=干質(zhì)量/鮮質(zhì)量×100。
總糖、總酸、維生素C、可溶性固形物由農(nóng)業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(成都)測(cè)定。
用SPSS10.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,花柄長(zhǎng)、花直徑、花萼數(shù)、花柱數(shù)、單果質(zhì)量、干物質(zhì)含量和采收時(shí)硬度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,采用t檢驗(yàn)進(jìn)行組間比較。
1.2.2 染色體數(shù)目的觀察 取4月新萌發(fā)出的莖尖1 cm,在0.002 mol·L-1 8-羥基喹啉預(yù)處理2~3 h后,蒸餾水沖洗,前低滲30 min處理后,用固定液沖洗置換,并在0~4 ℃處理12 h,從95%~70%的乙醇梯度置換,每次置換停留20~30 min,最后保存在70%的乙醇中備用。在35~37 ℃水浴用混合酶液處理120 min,吸出酶液,加入蒸餾水浸泡0.5 h,吸去蒸餾水,加入固定液后固定20 min,用Giemsa染色30 min,制片鏡檢,選取良好的分裂相進(jìn)行顯微攝影(Nikon DEAPHOT Fx-35DX),按Levan等[4]的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行染色體數(shù)目分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 ‘JXFX-CK-04137與‘紅陽(yáng)花的生物學(xué)特性比較
從表1可以看出,‘JXFX-CK-04137(圖版-A)和‘紅陽(yáng)(圖版-B)的雌花都是單花序,單花序中的有效花數(shù)均為1,花萼、花絲、花柱顏色均分別為綠色、淡綠色和白色,花瓣基部排列均疊合,花瓣近軸側(cè)顏色(內(nèi)側(cè))均為單色,花瓣顏色均有梯度,花柱姿態(tài)均為斜生。與‘紅陽(yáng)相比,‘JXFX-CK-04137花瓣基部萼裂處花青素著色程度較深,花瓣頂部波皺度較輕;‘JXFX-CK-04137花瓣內(nèi)側(cè)主色黃白色,‘紅陽(yáng)為黃色;‘JXFX-CK-04137花瓣顏色分布頂端淡,而‘紅陽(yáng)基部淡;‘JXFX-CK-04137花藥顏色黃白色,‘紅陽(yáng)為黃色。‘JXFX-CK-04137的花柄長(zhǎng)、花直徑和花柱數(shù)極顯著高于‘紅陽(yáng),花萼數(shù)極顯著低于‘紅陽(yáng)(表2)。
2.2 ‘JXFX-CK-04137與‘紅陽(yáng)葉的生物學(xué)特性比較
由表3可知, ‘JXFX-CK-04137幼葉葉柄正面花青素著色無(wú)或極弱,幼葉尖端圓形,成葉葉柄比率0.48,成葉葉形闊卵形;而‘紅陽(yáng)幼葉葉柄正面花青素著色弱,幼葉尖端漸尖,成葉葉柄比率0.50,成葉葉形闊卵圓形?!甁XFX-CK-04137(圖版-A)與‘紅陽(yáng)(圖版-B)葉的其他生物學(xué)特性均相同或相近。
2.3 ‘JXFX-CK-04137與‘紅陽(yáng)果的生物學(xué)特性比較
由表4可知,除了果毛分布均主要在果實(shí)頂部外,‘JXFX-CK-04137(圖版-C)與‘紅陽(yáng)(圖版-D)的其他果實(shí)外觀品質(zhì)特性均不相同?!甁XFX-CK-04137的單果質(zhì)量極顯著低于‘紅陽(yáng),而其干物質(zhì)含量和采收時(shí)硬度與‘紅陽(yáng)無(wú)顯著性差異(表5)。由農(nóng)業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(成都)測(cè)定‘JXFX-CK-04137果實(shí)的維生素C含量和可溶性固形物(%)低于‘紅陽(yáng),而總酸和總糖的含量均高于‘紅陽(yáng)(表6)。由表7可知,在貯藏91 d后,‘JXFX-CK-04137的果實(shí)出現(xiàn)斑點(diǎn)和腐爛果所占百分比均低于‘紅陽(yáng),而果實(shí)硬度則高于‘紅陽(yáng)。
2.4 染色體倍性分析
利用去壁低滲法對(duì)‘JXFX-CK-04137和‘紅陽(yáng)的染色體倍性進(jìn)行鑒定,觀察其染色體中期圖(圖版-A,B)。其中‘JXFX-CK-04137的染色體為2n=4x=116,是四倍體;‘紅陽(yáng)的染色體為2n=2x=58,是二倍體。
3 討 論
獼猴桃屬植物的物候期、植株、花器、果實(shí)等形態(tài)特征,以及開(kāi)花結(jié)果習(xí)性等均有較大差異,為良種選擇和雜交親本的選擇提供了豐富的材料[5]。本實(shí)驗(yàn)對(duì)‘JXFX-CK-04137和‘紅陽(yáng)的生物學(xué)特性進(jìn)行了檢測(cè),揭示了2者形態(tài)水平的差異,為獼猴桃育種和雜交親本的選擇提供依據(jù)。
國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的紅肉獼猴桃新品種大多是從‘紅陽(yáng)品種的實(shí)生苗或雜交后代選育而成,但其后代紅色素常表現(xiàn)不穩(wěn)定,出現(xiàn)退化現(xiàn)象,急需找到新的紅肉獼猴桃種質(zhì)資源作為親本,以期選育出更優(yōu)良的紅肉獼猴桃新品種。紅肉獼猴桃新種質(zhì)‘JXFX-CK-04137定植結(jié)果后經(jīng)連續(xù)3 a的田間測(cè)試,其果肉顏色表現(xiàn)出較好的紅色穩(wěn)定性。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)染色體倍性分析檢測(cè)出‘JXFX-CK-04137的染色體為2n=4x=116,是四倍體;‘紅陽(yáng)的染色體為2n=2x=58,是二倍體,揭示了2者在細(xì)胞水平存在的真實(shí)差異,有力地證明了‘FXJX-CK-04137是不同于‘紅陽(yáng)的一個(gè)新的紅肉獼猴桃種質(zhì)資源,其發(fā)現(xiàn)為紅肉獼猴桃育種提供了新的優(yōu)良育種材料,對(duì)于今后紅肉獼猴桃育種具有重要意義。
‘JXFX-CK-04137不僅是繼‘紅陽(yáng)之后,世界上發(fā)現(xiàn)的又一個(gè)紅肉獼猴桃新種質(zhì),也是首次從自然界中發(fā)現(xiàn)的四倍體紅肉獼猴桃新種質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn),多倍體獼猴桃品種通常表現(xiàn)出比二倍體獼猴桃品種果實(shí)更大、耐貯藏、貨架期長(zhǎng)、抗逆性強(qiáng)等優(yōu)良特性[6]。本實(shí)驗(yàn)測(cè)試出‘JXFX-CK-04137的果實(shí)小于‘紅陽(yáng),與前人研究相悖,其原因?qū)⒃诤罄m(xù)研究中采用更多的實(shí)驗(yàn)手段進(jìn)一步探索。‘JXFX-CK-04137總糖含量和貯藏性能均優(yōu)于‘紅陽(yáng),且表現(xiàn)出穩(wěn)定的紅肉特性,因此在紅肉獼猴桃新品種的進(jìn)一步遺傳改良中,選用‘JXFX-CK-04137與其他優(yōu)良四倍體獼猴桃材料組配,有希望選育出品質(zhì)更為優(yōu)良的獼猴桃新品種。
另外,在今后的研究中,我們將選用ISSR標(biāo)記對(duì)‘JXFX-CK-04137和‘紅陽(yáng)進(jìn)行檢測(cè),以期從分子水平分析2者的的遺傳差異,為利用紅肉基因的分子標(biāo)記進(jìn)行輔助選擇奠定基礎(chǔ)。(本文圖版見(jiàn)插1)
參考文獻(xiàn) References:
[1] WANG Ming-zhong, LI Ming-zhang, WU Bo-le, HOU Shi-xuan. Study on the breed of new niwi furit cultivar[J]. Resource Development & Market,1996,12(2): 51-54,63.
王明忠,李明章,吳伯樂(lè),候仕宣. 紅肉獼猴桃新品種的選育研究[J] .資源開(kāi)發(fā)與市場(chǎng),1996,12(2): 51-54,63.
[2] WANG Ming-zhong. Sustainable breeding research of Actinidia chinensis var. rufopulpa[J]. Resource Development & Market, 2003,19(5): 309-310.
王明忠. 紅肉獼猴桃可持續(xù)育種研究[J]. 資源開(kāi)發(fā)與市場(chǎng),2003, 19(5): 309-310.
[3] XIE Yue,LONG Hai,HOU Yong-cui,ZHENG You-liang. Storage protein and SSR variations in wheat genotypes Chuannong 16 and H461 with great difference on Spikes Per plant[J]. Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica,2005,14(6): 34-37.
謝玥,龍海,侯永翠,鄭有良. 小麥新品種川農(nóng)16與新材料H461貯藏蛋白及SSR差異分析[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2005,14(6): 34-37.
[4] LEVAN A, FRADA K, SANDBERY A A. Nomenclature for centromeric position on chromosomes[J]. Hereditas,964,52(2): 201-220.
[5] HE Yang-peng,QIN Jian-qiao. A comparison on the biological characteristics of cultivars of Actinidia[J]. China Forestry Science and Technology, 2005,(19)3: 38-40.
何陽(yáng)鵬,秦劍橋. 不同獼猴桃品種生物學(xué)特性比較研究[J]. 林業(yè)科技開(kāi)發(fā),2O05(19)3: 38-40.
[6] HAN Li-xing,ZHAO Gai-rong,LI Yu-hong,ZHANG Hai-xuan,F(xiàn)AN Xiu-cai. Studies on polyploid induction of kiwifruit[J]. Journal of Fruit Science,1998,15(3): 273-276.
韓禮星,趙改榮,李玉紅,張海璇,樊秀彩. 獼猴桃多倍體誘導(dǎo)研究[J]. 果樹(shù)科學(xué),1998,15(3): 273-276.