王 勇，李玉玲，蘇來曼·艾則孜，孫 鋒，伍國紅，駱強(qiáng)偉, 郭平峰

(新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所,新疆鄯善 838200)

0 引 言

【研究意義】我國在過去的很長一段時(shí)間里，鮮食葡萄主要以種植紅地球和巨峰為主，制干葡萄主要以老品種無核白為主，釀酒葡萄以國外引進(jìn)品種為主，雖然培育了一系列品種，但育種時(shí)間短，缺少具有較高影響力的自育品種，在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中還沒有發(fā)揮主導(dǎo)作用[1]。國家葡萄產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系于2009年啟動(dòng)[2]有效的推動(dòng)了我國葡萄育種事業(yè)的發(fā)展。我國葡萄育種以鮮食、制干及釀酒為主要方向。而無核香味品種在葡萄鮮食和制干中發(fā)揮著重要作用，是葡萄育種的重要目標(biāo)之一?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】過去因無核品種胚不能正常發(fā)育，只能通過常規(guī)雜交，選育無核品種，效率很低[3，4]。隨著組培技術(shù)運(yùn)用到雜交育種中，可以以無核品種為母本，實(shí)現(xiàn)了高無核率育種[5,6]。但因基因型不同，只有一部分無核品種的胚珠具有可挽救性[7,8]。目前研究已發(fā)現(xiàn)金星無核[9]、紫香無核[10]、希姆勞特[11，12]、森田尼無核[13]、火州黑玉[14]、莫利莎無核[15]、奧迪亞無核和紅寶石無核[16]、火焰無核和昆香無核[17]等無核品種可以實(shí)現(xiàn)胚珠培養(yǎng)。通過胚挽救技術(shù)目前已培育出了Melissa[18]、秦翠無核、秦紅無核、秦紅1號[19]、滬培一號[20]、滬培二號[21]、申愛[22]，也培育出了一批優(yōu)良無核品系，比如‘SP275’，‘SP1153’，‘SP15312’等。無核香味選育是在無核育種方式的基礎(chǔ)上，選擇一個(gè)親本或兩個(gè)親本為香味品種，進(jìn)而選育出無核香味品種。目前已開展了紫香無核與黎明無核、紫香無核與淑女紅、紫香無核與京早晶分別雜交[10]、喜樂無核與玫瑰香優(yōu)系雜交[12]、奧迪亞無核與玫瑰香優(yōu)系、奧迪亞無核與巨玫瑰分別雜交[23]、紅寶石無核 、弗雷無核 、昆香無核與玫瑰香雜交[17]、紅寶石無核與玫瑰香葡萄、紅寶石無核與巨玫瑰分別雜交[24]等胚挽救無核香味雜交育種研究，并已獲得了一定數(shù)量單株的雜交群體?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】紅寶石無核是由美國加州大學(xué)H.P.Olmo培育的一個(gè)中晚熟鮮食無核葡萄品種[25]，其穗大、果實(shí)性狀優(yōu)良，結(jié)果能力強(qiáng)，研究發(fā)現(xiàn)它是一個(gè)適合無核葡萄胚挽救育種的優(yōu)質(zhì)母本材料[26]，目前有研究紅寶石無核的胚挽救雜交育種[27,24]、胚珠發(fā)育成果與敗育機(jī)理[25，28]、胚珠培養(yǎng)成苗等[26]，建立了以紅寶石無核為母本的育種體系，獲得一定數(shù)量的雜交群體?！緮M解決的關(guān)鍵問題】將選擇群體相對較大的紅寶石無核與具有中等玫瑰香香味的有核品系‘SP6164’雜交群體作為研究對象，分析其種子發(fā)育狀態(tài)、果實(shí)香味、果粒大小、果色、果形、果實(shí)含糖量、果實(shí)耐貯運(yùn)性等指標(biāo)的遺傳傾向，研究紅寶石無核בSP6164’葡萄性狀的遺傳規(guī)律，為葡萄胚挽救無核育種提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

紅寶石無核בSP6164’雜交群體134株后代。表1，圖1

雜交組配制于2013年，雜交幼苗培育于2014年，并于2014年春季定植。2016年開始結(jié)果，2018年穩(wěn)定結(jié)果。

表1 雜交群體基本情況

Table 1 Basic situation of hybrid population

品種(品系)Varieties(Lines)系譜Pedigrees雜交組合Hybridcombination雜交年份Hybrid yearF1代株數(shù)NumberofF1generation紅寶石無核RubySeedlessEmperor×Pirovano75‘SP6164’SP226×意大利SP226×Italiangrape紅寶石無核בSP6164’RubySeedlessבSP6164’2013134

1.2 方 法

參照劉崇懷[29]的標(biāo)準(zhǔn)對群體果實(shí)性狀進(jìn)行分類。果粒單重，選取普通果穗5個(gè)，計(jì)算單粒均重。果形指數(shù)，隨機(jī)選取果粒20個(gè)，測定其縱徑與橫徑，計(jì)算比值，并分類[29]。果色，通過目測鑒定果實(shí)完全成熟時(shí)的色澤。果實(shí)耐拉力和耐壓力，各隨機(jī)選擇20粒果實(shí)，通過壓力計(jì)和拉力計(jì)進(jìn)行測定，計(jì)算平均值。果實(shí)核大小，隨機(jī)取出果粒20粒，剝?nèi)∷蟹N核，用毛巾干后，稱重，計(jì)算單種重?？扇苄蕴呛浚x取成熟果穗3個(gè)，用榨汁機(jī)榨汁，混勻后測定。果實(shí)香味，通過專業(yè)人員品嘗方式鑒別。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)通過WPS軟件進(jìn)行處理。

變異系數(shù)CV=(S/F)×100；遺傳傳遞力Ta=(F/MP)×100；

S表示標(biāo)準(zhǔn)差，F(xiàn)表示組合雜交子代性狀的均值，MP表示親本性狀均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 雜交群體果實(shí)核大小遺傳

研究表明,在紅寶石無核בSP6164’134株群體中,種痕大小低于母本紅寶石無核的有54株,介于雙親之間的有79株,高于父本的僅有1株,在15 mg以下的有75株。群體平均種子或殘核大小低于親本親中值,超低親率高達(dá)40.30%,組合遺傳傳遞力僅為47.55,組合核敗育遺傳優(yōu)勢強(qiáng)。以紅寶石無核做母本,即使于有核品種雜交,后代中也能獲得較大比例的無核單株。表2，圖2

圖1 雜交群體果實(shí)

Fig.1 The fruits of hybrid population

2.2 雜交群體果實(shí)香味遺傳

研究表明,紅寶石無核與具有玫瑰香香味的葡萄品系‘SP6164’進(jìn)行雜交，后代中出現(xiàn)了香味單株，比率為4.48%。以紅寶石無核為母本進(jìn)行香味雜交育種，可以獲得一定數(shù)量的香味后代。表3

2.3 雜交群體果粒大小性狀遺傳

研究表明,雜交群體的果粒單量表現(xiàn)為連續(xù)分布，具有數(shù)量性狀的特點(diǎn)。子代均值與親中值接近，超親率很低，表明該組合果粒重量性狀具有趨中趨勢，群體具有獲得父本‘SP6164’大粒性狀的優(yōu)勢，但組合遺傳力值低于1，呈負(fù)向退化趨勢。群體中有一定比例的超高親單株，通過雜交，可以獲得大果型后代。表2

表2 雜交群體果實(shí)性狀指標(biāo)表現(xiàn)

Table 2 Indicators of fruit traits in hybrid populations

果實(shí)性狀指標(biāo)Indicatorsoffruitcharacters母本Female父本Male親中值Trendtomeanparent子代均值Progenyarerage極值Extreme變異系數(shù)CV(%)超親率Superparentalrate(%)超低親Ultralowdea超高親Ultrahighdea遺傳傳遞力Ta(%)種痕或種子大小Thesizeofseedscarorseed(mg)9.6652.7231.1914.83±12.090^57.7381.5540.300.7547.55果粒單重Theberryweight(g)2.206.804.503.99±1.341.29^7.5633.728.203.0088.67果形指數(shù)Thefruitshapeindex1.201.331.261.17±0.120.74^1.4510.0562.6911.1992.71可溶性固形物含量Thecontentofsolublesolids(%)22.120.921.517.96±2.9910.5^25.9016.6682.848.9683.53果實(shí)耐壓力Fruitpressuretolerance(N)15.6824.9020.2916.85±4.346.71^31.0326.0944.032.2483.05果蒂耐拉力Fruitpedicletensile(N)2.405.233.824.55±1.222.03^7.4726.843.7327.61119.27

圖2 雜交群體種痕或種子大小分布

Fig.2 The distribution of the size of seed scar or seed in hybrid population

表3 雜交群體香味遺傳表現(xiàn)

Table 3 The aroma heredity performance in hybrid population

親本與雜交群體Parentsandhybridpopulations香味類型Aromacharacteristics母本Female無父本Male中等玫瑰香味Mediumrosefragrance子代分布株數(shù)(株)Progenyplantfruitfragrancerdistribution(plants)占群體比例Percentageofpopulation(%)雜交群體Hybridpopulations中等玫瑰香味Mediumrosefragrance淡淡玫瑰香味Slightrosefragrance無香味Fragrancefree32.2432.2412895.52

2.4 雜交群體果實(shí)果皮顏色遺傳

研究表明,雜交組合中，兩個(gè)紫紅色品種雜交，后代中出現(xiàn)了黃綠-綠黃-粉紅-紅-紫紅-紅紫-藍(lán)黑等連續(xù)分布的趨勢，這說明控制果皮顏色的基因不可能是簡單的一對或兩對，應(yīng)是多對基因共同作用，表現(xiàn)出數(shù)量遺傳。其中表現(xiàn)為紫紅-紅紫的單株比例相對最高，有向紫紅-紅紫遺傳的趨勢。表4

表4 雜交群體果實(shí)果皮顏色表現(xiàn)

Table 4 The performance of the surface color of pericarp in hybrid population

親本及雜交群體Parentsandhybridprogenies果皮顏色Surfacecolorofpericarp母本Female紫紅父本Male紫紅子代分布株數(shù)(株)Progenyplantfruitfragrancerdistribution(plants)占群體比例Percentageofpopulation(%)雜交群體Hybridpopulations黃綠-綠黃粉紅紅紫紅-紅紫藍(lán)黑3022.562921.802216.544836.0943.01

2.5 雜交群體果粒形狀指數(shù)遺傳

研究表明,紅寶石無核與長橢圓形果形品種雜交，后代的果形呈現(xiàn)扁圓-圓-橢圓-長橢圓分布，具有數(shù)量性狀的特點(diǎn)。群體平均值低于親中值，趨向于橢圓形，呈現(xiàn)二者中間范圍值變異，超低親率比例較高，且群體遺傳力低于1，群體果形指數(shù)呈現(xiàn)退化趨勢。表2,表5

2.6 雜交群體果實(shí)可溶性固形物遺傳

研究表明,群體果實(shí)含糖量表現(xiàn)數(shù)量遺傳特點(diǎn)，但存在廣泛分離現(xiàn)象。后代均值低于雙親的親中值，遺傳傳遞力小于1，超低親比例很高，該群體糖含量遺傳應(yīng)受非加性效應(yīng)基因控制，表現(xiàn)下降趨勢。表2

表5 雜交群體果實(shí)果形表現(xiàn)

Table 5 The performance of the fruit shape of fruit grains in hybrid population

親本及雜交后代Parentsandhybridprogenies果形指數(shù)所處范圍Scopeoffruitshapeindex子代分布株數(shù)/株P(guān)rogenyplantfruitfragrancerdistribution/plants果形Thefruitshape母本Female1.1≤n<1.3(1.20)橢圓父本Male1.3≤n<1.6(1.33)長橢圓雜交群體Hybridpopulationsn≤11扁圓1.0≤n<1.137圓1.1≤n<1.375橢圓1.3≤n<1.620長橢圓

2.7 雜交群體果實(shí)耐壓力和耐拉力遺傳

研究表明,群體平均耐壓力小于親中值，超低親率高達(dá)44.03%，組合遺傳力小于1，組合雜交遺傳呈現(xiàn)退化趨勢，但也存在一定的超高親單株，紅寶石無核與高耐壓力的品種或品系雜交，存在獲得高耐壓力后代的可能。群體平均耐拉力大于親中值，超高親率高達(dá)27.61%，組合遺傳力為119.27，組合雜交遺傳呈現(xiàn)增強(qiáng)趨勢，紅寶石無核與高耐拉力的‘SP6164’雜交，可以獲得大量高耐拉力后代。表2

3 討 論

紅寶石無核是一個(gè)敗育型無核品種，胚珠的可培養(yǎng)性強(qiáng)，出苗率高，是葡萄胚挽救無核育種中重要的母本材料[26]，研究其遺傳規(guī)律具有重要的意義。

種子發(fā)育狀況是葡萄無核育種中一項(xiàng)重要的指標(biāo)。劉崇懷等[29]將其分為無核、敗育、殘核及種子充分發(fā)育等四種類型，賀普超[30]將其分為無核、軟核、有核等類型，又將無核分為“單性結(jié)實(shí)”與“刺激性單性結(jié)實(shí)”?！皢涡越Y(jié)實(shí)”種核很小或?yàn)闊o?！按碳ば詥涡越Y(jié)實(shí)”能夠進(jìn)行授粉受精，但不能發(fā)育成正常種子，形成不同大小的種痕，而且有一部的種痕較大。前者的“假單性結(jié)實(shí)”與后者的敗育應(yīng)該具有一致性。紅寶石無核的種痕相對較大為9.66 mg。在紅寶石無核בSP6164’134株群體中，種痕在15 mg以下的有75株約占56.0%。根據(jù)賀普超[30]對葡萄無核果實(shí)的分級這些單株都應(yīng)屬于敗育類型。而在其余的單株中基本上都低于父本‘SP6164’的，大多屬于軟核或殘核類型。研究認(rèn)為紅寶石無核בSP6164’群體的無核化遺傳傾向很顯著。

果實(shí)香味在葡萄鮮食、制干及釀酒上均是重要的品質(zhì)指標(biāo)。葡萄果實(shí)的香味主要分為玫瑰香和狐香兩種香型[30]。研究中紅寶石無核屬于無香味品種，‘SP6164’屬于中等玫瑰香型。紅寶石無核בSP6164’群體中出現(xiàn)了6株玫瑰香型單株，這說明‘紅寶石無核’和具有玫瑰香味的品系雜交具有選育出玫瑰香味單株的可能，但比率較低。該結(jié)果與一些學(xué)者[30-32]的研究一致。

葡萄果粒的大小也是葡萄果實(shí)重要品質(zhì)指標(biāo)之一。賀普超[30]認(rèn)為歐亞種的品種之間雜交，子代果粒單重一般居于雙親中間值或靠近小果粒的那個(gè)親本。郭修武等[33]認(rèn)為果粒大小應(yīng)歸為數(shù)量性狀遺傳，并含有較大比重非加性效應(yīng)，群體表現(xiàn)退化趨勢。研究數(shù)據(jù)進(jìn)一步證實(shí)了二者的結(jié)論，認(rèn)為在紅寶石無核與‘SP6164’的雜交群體中，多數(shù)子代的果粒重量介于雙親之間且趨向于‘紅寶石無核’，呈退化負(fù)向趨勢。但通過雜交，也有培育出大果后代的可能。

色澤是葡萄果實(shí)的第一感官指標(biāo)。葡萄的色澤可以分為：白、紅、黑等三大類。前人研究認(rèn)為該性狀屬于質(zhì)量性狀[30]，白色類對紅色類、黑色類為顯性基因，黑色類對紅色類應(yīng)是上位顯性[34]。兩個(gè)親本均為紫紅色，F(xiàn)1中呈現(xiàn)各種顏色連續(xù)分布特點(diǎn)，且紅色類單株約占3/4，白色類約占1/4，黑色類僅4株。這說明控制果皮顏色的基因應(yīng)有多對，協(xié)同作用，呈現(xiàn)出數(shù)量遺傳的特征，紅色為顯性基因控制，白色為隱性基因控制，黑色應(yīng)受具有加性效應(yīng)基因控制。這與前人的觀點(diǎn)基本一致。

葡萄果粒的形狀有11種[29]。 Dauelsberg等[35,36]等認(rèn)為葡萄果粒形狀主要由基因型決定。張恒等[37]發(fā)現(xiàn)了控制果形的十個(gè)具有預(yù)測功能注釋的基因與七個(gè)不知道功能的基因。張培安等[38]認(rèn)為一些控制果?？v徑與橫徑性狀的基因可能參與了果粒重量性狀的調(diào)控，但還沒有具體確定基因位點(diǎn)。研究中兩個(gè)親本都是橢圓形，而群體中果實(shí)形狀在扁圓、圓、橢圓和長橢圓等上連續(xù)分布，作者認(rèn)為這可能有多對基因決定，當(dāng)控制橫徑的基因起作用時(shí)，表達(dá)為扁圓；當(dāng)控制縱徑和橫徑的基因同時(shí)起作用時(shí)，表達(dá)為圓形；當(dāng)控制縱徑的基因同時(shí)起作用，表達(dá)為橢圓；當(dāng)控制縱徑的多個(gè)基因同時(shí)起作用，表達(dá)為長橢圓。但葡萄果粒形狀性狀不僅受多基因位點(diǎn)控制，還受環(huán)境條件、植株?duì)I養(yǎng)水平、激素等因素的影響[39]。有關(guān)葡萄果粒形狀遺傳機(jī)理的研究還有待進(jìn)行深入研究。

果實(shí)含糖量是葡萄的內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)之一，一般以可溶性固形物含量來衡量。前人[30，40,41]研究認(rèn)為葡萄糖含量遺傳為數(shù)量性狀，遺傳中呈現(xiàn)加性效應(yīng)，遺傳能力很強(qiáng)。研究也認(rèn)為其屬于數(shù)量遺傳性狀。但在紅寶石無核בSP6164’組合中可溶性固形物含量性狀遺傳呈現(xiàn)出受非加性效應(yīng)控制的特征，并有降低趨勢。

葡萄果實(shí)的耐貯運(yùn)性主要取決于果蒂的耐拉力和果粒的耐壓力。兩者與果實(shí)的耐貯運(yùn)性呈正相關(guān)。賀普超[30]認(rèn)為這兩項(xiàng)指標(biāo)主要與果實(shí)成熟性、果肉質(zhì)地、果皮特性、果粒特點(diǎn)、果刷長度及環(huán)境條件有關(guān)。研究中母本紅寶石無核的果蒂的耐拉力和果粒的耐壓力較弱，父本‘SP6164’的較強(qiáng)，群體平均耐壓力遺傳呈現(xiàn)退化趨勢；平均耐拉力遺傳呈現(xiàn)增強(qiáng)趨勢。

4 結(jié) 論

紅寶石無核×'SP6164'雜交群體后代果粒重量基本呈現(xiàn)連續(xù)分布，在2.2 g(母本)～6.8 g(父本)之間占88.80%，為趨中遺傳趨勢，91.8%的單株表現(xiàn)增大，但遺傳力呈退化負(fù)向趨勢，組合遺傳力為88.67%。果實(shí)形狀主要趨向橢圓形，比例為55.90%，,但遺傳力僅為92.71%，呈現(xiàn)退化趨勢。果皮性狀受多對基因控制，表現(xiàn)出數(shù)量遺傳，其有向深色遺傳的趨勢，其中紫紅-紅紫的單株比例相對最高，為36.09%。群體平均耐壓力呈現(xiàn)退化趨勢，遺傳力僅為83.05%，但有2.24%的超高親單株，平均耐拉力呈現(xiàn)增強(qiáng)趨勢，遺傳力僅為119.27%，具有27.61%的超高親單株。組合核敗育遺傳優(yōu)勢強(qiáng)，后代中獲得了55.97%的無核單株。果實(shí)含糖量性狀遺傳受主要受非加性基因控制，呈現(xiàn)下降趨勢，遺傳力僅為83.53%，但也表現(xiàn)一定的加性效應(yīng)(8.96%)。以紅寶石無核為母本進(jìn)行香味雜交育種，可以獲得一定數(shù)量(4.48%)的香味后代。