88個(gè)獼猴桃品種(系)及近緣野生種的倍性變異分析

廖光聯(lián)，陳 璐，鐘 敏，黃春輝，陶俊杰，曲雪艷，徐小彪

(江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院/獼猴桃研究所，江西 南昌 330045)

獼猴桃為雌雄異株的大型落葉木質(zhì)藤本植物，其果實(shí)或果汁含有極高的維生素 C 和豐富的礦物質(zhì)，具有抗突變和抗癌等藥用價(jià)值，成年人經(jīng)常食用獼猴桃鮮果或加工品，可以有效地預(yù)防心血管疾病、尿道結(jié)石、肝炎等多種疾病的發(fā)生，并能有效地降低人體血液中膽固醇的含量[1-6]。獼猴桃原產(chǎn)地分布從赤道(印度尼西亞)至北緯50°N(西伯利亞)，中國(guó)是獼猴桃的中心分布區(qū)。獼猴桃屬有54個(gè)種和21個(gè)變種，共約75個(gè)分類群，其中我國(guó)分布就有52個(gè)種[7]。目前市場(chǎng)上栽培最廣泛為中華獼猴桃和美味獼猴桃，其絕大部分是由實(shí)生選種而來，隨科技的發(fā)展，除傳統(tǒng)的實(shí)生選種育種外，還有芽變育種、雜交育種、輻射誘變和生物技術(shù)育種[8-12]等。通過這些技術(shù)可以選育出果實(shí)品質(zhì)優(yōu)異，樹體抗逆性較強(qiáng)的新品種，研究表明，獲得的高倍體植株具有較強(qiáng)的抗逆性[13-16]，因此倍性育種也成為育種技術(shù)中的重要組成部分?，F(xiàn)以項(xiàng)目組前期收集的88份不同品種(系)獼猴桃為供試材料，并結(jié)合前人的研究進(jìn)行倍性測(cè)定分析，以期為獼猴桃倍性育種奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料采集與處理

以項(xiàng)目組前期收集的來源于不同品種(系)的88個(gè)獼猴桃植株為試驗(yàn)材料(表1)，其中，毛花獼猴桃除“贛獼6號(hào)”外，均為近緣野生種。各采集其6-8片幼葉于標(biāo)記好的自封袋中，迅速放入冰盒并運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室處理。

表1 獼猴桃主要品種(系)及近緣野生種來源

續(xù)表1 獼猴桃主要品種(系)及近緣野生種來源

續(xù)表1 獼猴桃主要品種(系)及近緣野生種來源

測(cè)定倍性樣品中，中華獼猴桃有52份、毛花獼猴桃有25份、美味獼猴桃有10份、軟棗獼猴桃有1份，2X有46份、3X有1份、4X有31份、6X有10份。其中，來源于湖北省果茶所共1份獼猴桃種質(zhì)，為美味獼猴桃，倍性水平為6X；來源于湖北省吉首市共1份獼猴桃種質(zhì)，為美味獼猴桃，倍性水平為6X；來源于湖北省園藝所共2份獼猴桃種質(zhì)，為中華獼猴桃，倍性水平均為4X；來源于江西省奉新縣共36份獼猴桃種質(zhì)，包括29份中華獼猴桃、7份美味獼猴桃，2X有14份、4X有15份、6X有1份；來源于江西省井岡山有1份，為毛花獼猴桃，其倍性為2X；來源于江西省廬山有2份，為中華獼猴桃，其倍性均為4X；來源于江西省南城縣有20份，均為毛花獼猴桃且倍性水平均為2X；來源于江西省武寧縣有3份，均為中華獼猴桃，倍性水平為4X；來源于江西省信豐縣有3份，為中華獼猴桃，2X有1份，4X有2份；來源于江西省宜黃縣有7份，中華獼猴桃有4份、毛花獼猴桃有3份，2X有3份，3X有1份，4X有3份；來源于陜西省周至縣有2份，為中華獼猴桃和美味獼猴桃，2X有1份，4X有1份；來源于四川省蒼溪縣有1份，為中華獼猴桃，其倍性為2X；來源于四川省農(nóng)科院有2份，為中華獼猴桃，均為2X；來源于新西蘭皇家園藝研究院有2份，為中華獼猴桃，均為2X；來源于浙江省園藝所有1份，為毛花獼猴桃，其倍性為2X；來源于中科院武漢植物研究所有4份，中華獼猴桃有3份、軟棗獼猴桃有1份，2X有1份，4X有2份，6X有1份(表2)。

表2 種質(zhì)采集位置 、數(shù)量及倍性檢測(cè)結(jié)果

1.2 方法

1.2.1 倍性測(cè)定 取約0.5 cm2樣品幼葉放于平面載玻片上，加入400 μL萃取液，使用尖銳的刀片用力橫切樣品，并浸泡2～5 min，之后將樣品以及液體用過濾網(wǎng)過濾到樣品管中，再加入1 600 μL的DAPI染液，避光染色2～5 min后利用CyFlow Cube流式細(xì)胞儀進(jìn)行倍性檢測(cè)。在測(cè)定樣品前先以已知倍性的紅陽(2X)、金艷(4X)、金魁(6X)為標(biāo)樣，設(shè)定好電壓、流速等相關(guān)指標(biāo)后開始測(cè)定樣品倍性。

同時(shí)將所有的樣品送往中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所，由其委托第三方檢測(cè)，其檢測(cè)的儀器為Partec CyFlow Space流式細(xì)胞儀，試劑盒為Partec CyStain UV Precise P，標(biāo)樣為紅陽(2X)、金艷(4X)、金魁(6X)。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理 根據(jù)測(cè)定數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)不同獼猴桃品種(系)間的倍性水平，以及同一品種間不同倍性水平所占的比例，利用Excel 2007制作相應(yīng)的柱狀數(shù)據(jù)分析圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同獼猴桃雄品種(系)株倍性水平統(tǒng)計(jì)分析

以紅陽、金艷、金魁分別作為2X、4X、6X標(biāo)樣對(duì)采集的樣品進(jìn)行倍性測(cè)定，在橫軸100、200、300出現(xiàn)的主峰分別代表2X、4X、6X(圖1)，測(cè)試結(jié)果與第3方測(cè)定數(shù)據(jù)一致(表3)。

A為‘紅陽’；B為‘金艷’；C為‘金魁’A is ‘Hongyang’;B is ‘Jinyan’;C is ‘Jinkui’圖1 對(duì)照材料流式細(xì)胞儀檢測(cè)圖Fig.1 The flow cytometry peak detection of control material

結(jié)果表明，供試的52份中華獼猴桃中2X占40.38%，3X占1.92%，4X占55.77%，6X占1.92%，未發(fā)現(xiàn)8X；供試的10份美味獼猴桃中4X占20.00%，6X占80.00%，未發(fā)現(xiàn)2X、4X；供試的25份毛花獼猴桃栽培種以及近緣野生種均為2X；供試的1份軟棗獼猴桃為6X (圖2)。

圖2 獼猴桃主要品種(系)及近緣野生種倍性統(tǒng)計(jì)圖Fig.2 Cartogram of ploidy in Actinidia cultivars and wild relatives

2.2 不同獼猴桃雄品種(系)株倍性差異性分析

通過倍性差異分析發(fā)現(xiàn)，中華獼猴桃的變異系數(shù)為32.71%，美味獼猴桃變異系數(shù)為15.06%，毛花獼猴桃變異系數(shù)為0%(表4)。結(jié)果表明，中華獼猴桃和美味獼猴桃倍性水平多樣性豐富，其中，中華獼猴桃變異系數(shù)大于美味獼猴桃，而毛花獼猴桃倍性水平單一，均為2X。通過對(duì)不同品種間的雌雄株倍性水平分析可知，中華獼猴桃雌株以2X、4X 居多，雄株以2X居多，也有少量的4X、6X；美味獼猴桃中雌株倍性水平包含4X、6X，而雄株則均為6X；毛花獼猴桃雌雄株均為2X。

表4 不同獼猴桃品種(系)倍性差異系數(shù)表

3 討 論

倍性是影響果實(shí)品質(zhì)的重要因素之一，不同倍性的雄株對(duì)同一雌株授粉具有不同的表現(xiàn)[17-19]，研究其倍性水平具有重要的生產(chǎn)指導(dǎo)意義。在西瓜上的研究發(fā)現(xiàn)，不同倍性西瓜功能性成分方面存在差異，成熟期三倍體或四倍體的番茄紅素、L-瓜氨酸、Vc含量高于二倍體[20]。利用秋水仙素[21]、氨磺樂靈[22]進(jìn)行倍性育種是目前較為常見的方法，其應(yīng)用于蘋果、獼猴桃、梨、百合等植物的染色體加倍已獲得成功，倍性育種也必將是選育優(yōu)良種質(zhì)的重要途徑之一。

獼猴桃倍性水平豐富，此前已有相關(guān)研究報(bào)道，在中華獼猴桃變種自然居群的個(gè)體多為2X和4X[23]，偶有非整倍體的[24]；而美味獼猴桃變種則多為4X和6X，并以6X為主，偶爾有5X和8X出現(xiàn)[25-27]。中華獼猴桃復(fù)合體變種間的雜交親和性較強(qiáng)，成功率較高[28-29]。軟棗獼猴桃是獼猴桃屬內(nèi)倍性最為復(fù)雜的物種之一[30]，目前發(fā)現(xiàn)的物種以4X居多，6X較為少見。本研究與原先報(bào)道結(jié)果基本一致，其中在中華獼猴桃中發(fā)現(xiàn)有3X倍性水平；毛花獼猴桃倍性水平單一，其栽培種“贛獼6號(hào)”和近緣野生種則均為2X，未發(fā)現(xiàn)其他倍性水平；軟棗采樣較少，不具有明顯的代表性。本試驗(yàn)倍性測(cè)定發(fā)現(xiàn)中華獼猴桃中有非整倍體品種出現(xiàn)，除外界環(huán)境因素外，其極有可能與其花期授粉相關(guān)。在美味獼猴桃和毛花獼猴桃則沒有發(fā)現(xiàn)非整倍體，這也表明中華獼猴桃倍性水平相比于美味獼猴桃和毛花獼猴桃更為豐富。本試驗(yàn)樣品部分通過取枝嫁接等方式從各地收集而來，但采集地與來源地的倍性一致，并無變化。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，倍性與植株部分形態(tài)特征具有相關(guān)性，倍性越高的品種，其樹勢(shì)越強(qiáng)，葉片、枝條等也具有明顯的差異，倍性高的品種，其葉片較厚，較寬，枝條粗壯。在西瓜[31]和偃麥草屬植物[32]上的研究發(fā)現(xiàn)倍性越高，其抗性也越強(qiáng)。毛花獼猴桃倍性水平單一，均為2X，其樹勢(shì)不強(qiáng)，利用倍性育種手段提高其倍性，增加果實(shí)單果重，改善果實(shí)內(nèi)外品質(zhì)是毛花獼猴桃育種的必然趨勢(shì)；中華獼猴桃倍性水平豐富，但以低倍體為主，提高其倍性，增強(qiáng)抗病能力，延長(zhǎng)貯藏期，可以大大增加產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)獼猴桃高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)；美味獼猴桃雖倍性水平較高，但其果實(shí)成熟期晚，隨市場(chǎng)的變化能力弱。倍性育種可以極大地豐富獼猴桃的倍性水平，通過倍性育種等培育高倍性毛花獼猴桃及中華獼猴桃，提高經(jīng)濟(jì)價(jià)值，改善果實(shí)內(nèi)外品質(zhì)已是必然趨勢(shì)。

4 結(jié) 論

本研究結(jié)果表明，中華獼猴桃倍性水平多為2X和4X，有少量的非整倍體出現(xiàn)；而美味獼猴桃倍性則多為4X和6X，并以6X為主；毛花獼猴桃多為2X，未見其他倍性水平報(bào)道。其中，中華獼猴桃和美味獼猴桃倍性水平變異系數(shù)豐富，且中華獼猴桃高于美味獼猴桃。開展獼猴桃倍性水平分析對(duì)于提高果實(shí)品質(zhì)，豐富獼猴桃物種，培育優(yōu)異獼猴桃種質(zhì)具有重要的指導(dǎo)意義。