謝玥 潘美玲 莊啟國 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‘紅陽的性狀差異,【方法】通過生物學(xué)特性調(diào)查和體細胞染色體數(shù)目的觀察,對‘JXFX-CK-04137和‘紅陽的形態(tài)水平和細胞水平的遺傳差異進行了檢測?!窘Y(jié)果】結(jié)果表明,‘JXFX-CK-04137和‘紅陽的花、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;‘紅陽的染色體為2n=2x=58,是二倍體。【結(jié)論】研究揭示了‘FXJX-CK-04137是一個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
中圖分類號:S663.4 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號: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,世界市場上綠肉和黃肉的品種比較常見,而紅肉(紅心)類型的品種很少,具有較高的經(jīng)濟價值和開發(fā)前景[1]。因此,選育紅肉獼猴桃新品種已成為近年來獼猴桃育種研究的熱點。
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生苗中選育出世界上第一個紅肉優(yōu)良新品種‘紅陽[2],以其果肉鮮紅、口感好等優(yōu)點受到國內(nèi)外消費者的歡迎。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)一個野生獼猴桃新材料‘JXFX-CK-04137,其成熟果實的子房及周圍呈鮮紅色,果實橫斜面呈紅、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報道,我們將首次對其形態(tài)學(xué)和細胞學(xué)方面的遺傳特性進行初步研究。
優(yōu)異育種材料間的遺傳關(guān)系及差異對于植物品種改良具有極其重要的參考價值[3]。我們應(yīng)用生物學(xué)特性調(diào)查和體細胞染色體數(shù)目的觀察對獼猴桃紅肉新種質(zhì)‘FXJX-CK-04137與紅肉品種‘紅陽之間的遺傳差異進行檢測與分析,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(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)。實驗材料于2005年實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‘紅陽各30株進行生物學(xué)性狀調(diào)查。
隨機取不同單株的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。
隨機取不同單株新梢部位的20片幼葉和成葉,目測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)卡尺測量成葉葉柄長和葉長,計算成葉葉柄比率(葉柄長/葉長)。
每個單株于果實成熟期隨機取3個果,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)、果實橫切面形狀、外中內(nèi)果皮顏色、果心大小、木質(zhì)部、果實橫切面紅色等級、單果質(zhì)量、干物質(zhì)含量、采收時硬度、總糖、總酸、維生素C、可溶性固形物、以及果實儲藏性等指標(biāo)。
果實橫切面紅色等級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)研究院制定的評價標(biāo)準(zhǔn),紅色由淺到深劃分為1~5級(1級=略帶紅色;2級=淡粉紅色;3級=清晰紅色;4級=深紅色;5級=極度深紅色),對比標(biāo)準(zhǔn)等級色度進行評判。
干物質(zhì)含量的測定: 稱取15 g鮮果肉,切薄片后置恒溫干燥箱65 ℃烘24 h后稱質(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)督檢驗測試中心(成都)測定。
用SPSS10.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計學(xué)處理,花柄長、花直徑、花萼數(shù)、花柱數(shù)、單果質(zhì)量、干物質(zhì)含量和采收時硬度實驗數(shù)據(jù)均以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,采用t檢驗進行組間比較。
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行顯微攝影(Nikon DEAPHOT Fx-35DX),按Levan等[4]的標(biāo)準(zhǔn)進行染色體數(shù)目分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 ‘JXFX-CK-04137與‘紅陽花的生物學(xué)特性比較
從表1可以看出,‘JXFX-CK-04137(圖版-A)和‘紅陽(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,‘紅陽為黃色;‘JXFX-CK-04137花瓣顏色分布頂端淡,而‘紅陽基部淡;‘JXFX-CK-04137花藥顏色黃白色,‘紅陽為黃色。‘JXFX-CK-04137的花柄長、花直徑和花柱數(shù)極顯著高于‘紅陽,花萼數(shù)極顯著低于‘紅陽(表2)。
2.2 ‘JXFX-CK-04137與‘紅陽葉的生物學(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(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頂部外,‘JXFX-CK-04137(圖版-C)與‘紅陽(圖版-D)的其他果實外觀品質(zhì)特性均不相同。‘JXFX-CK-04137的單果質(zhì)量極顯著低于‘紅陽,而其干物質(zhì)含量和采收時硬度與‘紅陽無顯著性差異(表5)。由農(nóng)業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(成都)測定‘JXFX-CK-04137果實的維生素C含量和可溶性固形物(%)低于‘紅陽,而總酸和總糖的含量均高于‘紅陽(表6)。由表7可知,在貯藏91 d后,‘JXFX-CK-04137的果實出現(xiàn)斑點和腐爛果所占百分比均低于‘紅陽,而果實硬度則高于‘紅陽。
2.4 染色體倍性分析
利用去壁低滲法對‘JXFX-CK-04137和‘紅陽的染色體倍性進行鑒定,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、果實等形態(tài)特征,以及開花結(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]。本實驗對‘JXFX-CK-04137和‘紅陽的生物學(xué)特性進行了檢測,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)。
國內(nèi)現(xiàn)有的紅肉獼猴桃新品種大多是從‘紅陽品種的實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的田間測試,其果肉顏色表現(xiàn)出較好的紅色穩(wěn)定性。本實驗通過染色體倍性分析檢測出‘JXFX-CK-04137的染色體為2n=4x=116,是四倍體;‘紅陽的染色體為2n=2x=58,是二倍體,揭示了2者在細胞水平存在的真實差異,有力地證明了‘FXJX-CK-04137是不同于‘紅陽的一個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‘紅陽之后,世界上發(fā)現(xiàn)的又一個紅肉獼猴桃新種質(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更大、耐貯藏、貨架期長、抗逆性強等優(yōu)良特性[6]。本實驗測試出‘JXFX-CK-04137的果實小于‘紅陽,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驗手段進一步探索。‘JXFX-CK-04137總糖含量和貯藏性能均優(yōu)于‘紅陽,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‘JXFX-CK-04137和‘紅陽進行檢測,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)記進行輔助選擇奠定基礎(chǔ)。(本文圖版見插1)
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