‘喬納金’蘋果及其脆肉變株的表型與分子鑒定

宋君　王傳增　冀曉昊等

摘 要：以 ‘喬納金蘋果品種為對照，從果實與葉片形態(tài)、果實硬度、脆度、香氣成分等表型特征以及AFLP分子標(biāo)記兩個層面，對脆肉變株進行了鑒定。結(jié)果表明：①‘喬納金蘋果與其脆肉變株果實與葉片形態(tài)基本一致，但脆肉變株的平均單果重僅是‘喬納金蘋果的83.4%，而果實硬度與脆度分別是‘喬納金蘋果的1.5倍和1.2倍，具有果實變小、硬度及脆度變大的特點；②兩份材料果實香氣成分種類總數(shù)基本一致，但‘喬納金蘋果酯類成分種類多、含量高，而脆肉變株醇類和醛類成分種類多、含量高；③AFLP分子標(biāo)記聚類分析將‘喬納金及其脆肉變株聚為一類。結(jié)論認為，該脆肉變株就是‘喬納金蘋果的脆肉芽變。

關(guān)鍵詞：喬納金；脆肉變株；表型特征； AFLP分子標(biāo)記

中圖分類號：S661.102.7文獻標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942（2013）09-0023-03

芽變是體細胞遺傳物質(zhì)的突變，而芽變選種是優(yōu)中選優(yōu)，是果樹品種改良的有效途徑之一，龐大的元帥系及富士系蘋果品種群的形成就是一個很好的例證。因此，通過芽變選種，有力推動了蘋果品種的升級換代和優(yōu)化調(diào)整[1～5]。‘喬納金是以‘金冠和‘紅玉為親本雜交育成的三倍體蘋果品種，果個大，品質(zhì)優(yōu)，深受歐美市場的消費者歡迎，但貯藏性較差，果實容易軟化變綿，影響其產(chǎn)業(yè)發(fā)展；2004年在山東聊城某蘋果園內(nèi)發(fā)現(xiàn)一個‘喬納金脆肉變株，枝、葉、花、果的形態(tài)特征與‘喬納金基本一致，僅是變異株的果個變小、果肉變脆，很有可能是‘喬納金蘋果的脆肉芽變株。為了進一步明確變異的真?zhèn)?，本研究從表型及分子兩個層面對該變株進行了鑒定，現(xiàn)將研究結(jié)果報道如下。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2008～2012年在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)作物生物學(xué)國家重點實驗室進行。試材為采自山東省聊城市南郊鄭管屯村蘋果園的‘喬納金及其脆肉變株成熟果實。試驗樹立地條件一致，常規(guī)管理，生長結(jié)果正常。每個品種采果型端正、成熟度一致、無病蟲害及機械損傷的30個果實及30片葉片，帶回實驗室進行各項指標(biāo)的測定。

1.2 方法

1.2.1 果肉硬度與脆度及果實與葉片形態(tài)指標(biāo)的測定 果實硬度和脆度采用馬慶華等（2011）[6]的方法，用英國Stable Micro Systems公司生產(chǎn)的TA.XT plus質(zhì)構(gòu)儀，采用P/2n針狀探頭（直徑2 mm），測前速度2 mm/s，貫入速度1 mm/s，測后速度5 mm/s，穿刺深度為8 mm，最小感知力為10 g。每次測定隨機取5個果實，在陰陽兩面測定；果實重量用百分之一天平測量，果實、葉片縱橫徑利用游標(biāo)卡尺測量，測量10個樣品作為重復(fù)。

1.2.2 果實香氣成分測定 分別取‘喬納金及其變株異成熟果實，洗凈切碎后準確稱取40 g放入100 ml錐形瓶中，加入內(nèi)標(biāo)物3-壬酮（0.4 g/L） 5 μl，加蓋封口后放在50℃磁力攪拌加熱板上平衡10 min。將纖維萃取頭插入250℃的GC進樣口老化20 min后插入已平衡好的樣品瓶中萃取35 min，然后插入GC進樣口，230℃解吸2 min，進行GC-MS 檢測。

氣相色譜—質(zhì)譜分析條件：參照陳美霞等（2005）[7]的方法并略做修改，利用Shimadzu GC/MS-QP2010氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀。色譜條件：色譜柱Rtx-1MS柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；進樣口溫度200℃；柱溫：初始溫度35℃保持2 min，以6℃/min升至120℃保持1 min，然后以10℃/min升至180℃后以20℃/min升至230℃保持5 min。質(zhì)譜條件：載氣為He，流量1.03 ml/min，電離方式EI，電子能量70 eV。離子源溫度200℃，掃描質(zhì)量范圍：45～450 amu。進樣：不分流進樣。

定性方法：得到GC/MS分析總離子流圖（TIC）后，經(jīng)計算機檢索同時與NIST05質(zhì)譜庫相匹配，并結(jié)合人工圖譜解及資料分析，確認香味物質(zhì)的各種化學(xué)成分。定量方法：按峰面積歸一化法求得各成分的相對質(zhì)量百分含量，并選擇3-壬酮為內(nèi)標(biāo)進行定量。

1.2.3 AFLP分子標(biāo)記鑒定 采用CTAB法提取‘喬納金及其脆肉變株等29個蘋果品種（系）基因組DNA，熒光AFLP擴增采用苑兆和等（2009）[8]方法在北京鼎國生物技術(shù)有限責(zé)任公司進行，其中選擇性擴增引物MseⅠ為FAM熒光標(biāo)記引物，用 SHAN程序中的 UPGMA方法進行聚類分析，并通過 Tree plot模塊生成聚類圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 ‘喬納金蘋果及其脆肉變株果實與葉片指標(biāo)的比較

‘喬納金蘋果與其脆肉變株的果實和葉片形態(tài)基本一致（圖1），果實均為扁圓形，葉片均為闊卵形，但脆肉變株的平均單果重僅是‘喬納金蘋果的83.4%，果實硬度與脆度分別是‘喬納金蘋果的1.5倍和1.2倍（表1），表明脆肉變株的果實變小，脆度和硬度變大。

2.2 ‘喬納金蘋果及其脆肉變株果實香氣成分的比較

從‘喬納金蘋果及其脆肉變株成熟果實中分別檢測到21種和18種香氣成分，香氣成分種類總數(shù)基本一致，但‘喬納金蘋果酯類成分較多，且含量較高，而脆肉變株醇類和醛類成分較多，且含量較高（表2）。

3 討論

本試驗結(jié)果表明，脆肉變株與‘喬納金果實、葉片形態(tài)基本一致，但脆肉變株具有果實變小、硬度及脆度變大的特點；AFLP分子標(biāo)記將兩者聚為一類，表明，該脆肉變株就是‘喬納金蘋果的脆肉芽變株。田長平等（2010）[9]研究發(fā)現(xiàn)，1-MCP處理有效抑制了黃金梨貯藏期間醛類、醇類總量的下降以及酯類總量的增加，從而維持較好的貯藏品質(zhì)，可見，香氣物質(zhì)組成及含量不僅是果實品質(zhì)性狀評價的指標(biāo)之一，也是果實耐貯性評價的重要參數(shù)?！畣碳{金脆肉變株醇類和醛類成分多、含量高的特點可能是導(dǎo)致其硬度及脆度變大的原因，其機理有待進一步研究。

聚類系數(shù)

注：C1～C14及C22～23是‘富士及其芽變系，C15～C18是‘紅將軍及其芽變，C19～C21是‘煙紅蜜及其芽變系，C24～C25是‘國光及其芽變系，C26～C27是喬納金及其芽變系，C28～C29是‘嘎啦及其芽變系。

圖2 29個蘋果品種（系）的 AFLP聚類圖

參 考 文 獻：

[1]

劉曉靜，馮守千，陳學(xué)森，等.‘國光蘋果及其紅色芽變花青苷合成與相關(guān)酶活性的研究[J].園藝學(xué)報，2009，36（9）：1249-1254.

[2] 宋 楊，張艷敏，陳學(xué)森，等.蘋果光敏色素作用因子基因PIF的克隆和分析[J].園藝學(xué)報，2012，39（4）：743-748.

[3] 宋 楊，張艷敏，陳學(xué)森，等.短枝型蘋果MdRGL基因的克隆及原核表達分析[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，45（7）：1347-1354.

[4] 宋 楊，張艷敏，陳學(xué)森，等.GA含量與其合成酶基因在‘長富2號蘋果及其短枝型芽變品種之間的比較分析[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，45（13）：2668-2675.

[5] 王傳增 ，張艷敏 ，陳學(xué)森，等.蘋果香氣SPME-GC/MS萃取條件優(yōu)化[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，44（7）：116-120.

[6] 馬慶華，王貴禧，梁麗松.質(zhì)構(gòu)儀穿刺試驗檢測冬棗質(zhì)地品質(zhì)方法的建立[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，44（6）：1210-1217 .

[7] 陳美霞，陳學(xué)森.杏果實不同發(fā)育階段的香味組分及其變化[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，38（6）：1244-1249.

[8] 苑兆和，陳學(xué)森，何天明，等.南疆栽培杏群體遺傳結(jié)構(gòu)的熒光AFLP分析[J].遺傳學(xué)報，2007，34（11）：1037-1047.

[9] 田長平，孫家正，陳學(xué)森，等. 1-MCP和NO對采后黃金梨果實香氣成分及脂肪酸代謝途徑關(guān)鍵酶活性的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，43（14）：2962-2972.