歐李F1果實(shí)糖酸性狀的遺傳變異分析

張 瑜 ，王鵬飛 ，穆霄鵬 ，張建成 ，付鴻博 ，2，杜俊杰

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，山西太谷030801；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄉(xiāng)村振興科技研究所，黑龍江哈爾濱150000）

歐李（Cerasus humilis（Bge.）Sok.）是薔薇科櫻桃屬的一種矮生灌木果樹[1]，也是我國特有的灌木果樹資源[2]，其果實(shí)不僅顏色艷麗、風(fēng)味獨(dú)特、肉厚汁多，而且是一種營養(yǎng)價(jià)值極高的水果。隨著人們生活水平的不斷提高，果實(shí)品質(zhì)日益受到關(guān)注。果實(shí)中糖酸組分、含量及其比例均會(huì)影響果實(shí)品質(zhì)[3-5]，果實(shí)有機(jī)酸含量是決定糖酸比等風(fēng)味品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，因此，調(diào)節(jié)酸度提高果實(shí)品質(zhì)一直是園藝領(lǐng)域的主要目標(biāo)之一[6]。歐李種質(zhì)資源豐富，種質(zhì)資源的不同會(huì)導(dǎo)致歐李果實(shí)有機(jī)酸差異較大。在目前生產(chǎn)中采用的主要品種果實(shí)口感普遍偏酸，多用于果汁和蜜餞加工[7-8]。果實(shí)偏酸是歐李果品生產(chǎn)中存在的主要問題之一，選育高糖低酸品種也就成為了歐李育種的主要目標(biāo)。

雜交育種是果樹遺傳性狀改良的重要手段之一，目標(biāo)性狀的遺傳變異越大，從雜交后代中選出優(yōu)異單株的概率越高[9]。前人在蘋果[10]、桃[11]、越橘[12]、葡萄[13]、黑穗醋栗[14]等果樹上關(guān)于糖酸性狀遺傳規(guī)律的研究已有諸多報(bào)道，但遺傳變異規(guī)律因樹種或品種不同存在較大差異。目前，在歐李上關(guān)于糖酸遺傳的研究還未見報(bào)道。

本研究通過測(cè)定歐李親本及其3個(gè)組合的雜交后代群體成熟果實(shí)中可溶性固形物含量和可滴定酸含量，探討歐李雜交后代果實(shí)中糖酸性狀的遺傳特點(diǎn)和傾向，為歐李高品質(zhì)育種中親本的科學(xué)選配提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)以2016年于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)巨鑫歐李資源圃定植的歐李品種農(nóng)大6號(hào)與農(nóng)大7號(hào)雜交后代、歐李品系DS-1與Y03-09雜交后代、歐李品系DS-1與99-02雜交后代為材料。

1.2 試驗(yàn)方法

農(nóng)大6號(hào)×農(nóng)大7號(hào)、DS-1×Y03-09和DS-1×99-02這3個(gè)組合雜交后代定植行株距為0.6 m×0.4 m，田間管理按常規(guī)水肥方法進(jìn)行，管理措施一致，2018年結(jié)果。親本農(nóng)大6號(hào)、DS-1、農(nóng)大7號(hào)、Y03-09和99-02的樹齡均為4 a，定植行株距為0.6 m×0.6 m，田間管理按常規(guī)水肥方法進(jìn)行，管理措施一致。農(nóng)大6號(hào)與農(nóng)大7號(hào)雜交后代中選出73株結(jié)果株，歐李品系DS-1與Y03-09雜交后代中選出80株結(jié)果株，歐李品系DS-1與99-02雜交后代中選出64株結(jié)果株，測(cè)定親本及其雜交后代群體果實(shí)的可溶性固性物和可滴定酸含量。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 可滴定酸（TA）含量的測(cè)定 待親本及雜交后代的果實(shí)成熟后，每個(gè)單株隨機(jī)選取10個(gè)果，準(zhǔn)確稱取5.00 g果肉，研磨勻漿，轉(zhuǎn)移到100 mL容量瓶中，用蒸餾水定容至刻度，搖勻。靜置30 min，吸取20 mL放入100 mL三角瓶中，并加入酚酞1～2滴，用標(biāo)定的0.01 mol/L氫氧化鈉滴定至初顯淡粉色，并在30 s內(nèi)不褪色為終點(diǎn)，記下氫氧化鈉的用量，可滴定酸含量以蘋果酸（折算系數(shù)為0.067）進(jìn)行計(jì)算，重復(fù)3次。計(jì)算公式如下。

式中，V為樣品提取液總體積（mL）；V1為滴定時(shí)取樣液體積（mL）；V2為消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)液體積（mL）；c為氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)液摩爾濃度（mol/L）；m為樣品質(zhì)量（g）。

1.3.2 可溶性固形物（SSC）含量的測(cè)定 利用LH-T32型號(hào)手持式折光儀測(cè)定可溶性固形物。每次選取一個(gè)歐李果，5次重復(fù)。打開手持式折光儀蓋板，用干凈的紗布或卷紙小心擦干棱鏡玻璃面，在棱鏡玻璃面上滴2滴歐李汁液，蓋上蓋板，進(jìn)行觀測(cè)，讀取視野中明暗交界線上的刻度，即為歐李果實(shí)中可溶性固形物含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)均采用Excel 2010和Origin 9.0進(jìn)行整理并處理。

相應(yīng)的遺傳指標(biāo)用Excel 2010進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，相關(guān)計(jì)算公式如下。

式中，F(xiàn)為后代平均值，MP為親中值。

2 結(jié)果與分析

2.1 雜交后代果實(shí)糖、酸含量及其分布范圍

從圖1可以看出，農(nóng)大6號(hào)×農(nóng)大7號(hào)的F1果實(shí)的可滴定酸含量變化范圍為0.540%～2.825%，有極值存在，表明在F1中有低親單株出現(xiàn)，這為選育低酸歐李品種提供了親本。農(nóng)大6號(hào)×農(nóng)大7號(hào)的F1果實(shí)的可溶性固形物含量變化范圍為9.17%～18.35%，在F1中有超親單株出現(xiàn)，這為選育高糖歐李品種提供了親本。

由圖1可知，DS-1×99-02的F1果實(shí)的可滴定酸含量變化范圍為0.453%～2.542%，有極值存在，表明在F1中有低親單株出現(xiàn)，這為選育低酸歐李品種提供了親本。DS-1×99-02的F1果實(shí)的可溶性固形物含量變化范圍為11.41%～26.00%，有極值存在，表明在F1中有超高親單株出現(xiàn)，這為選育高糖歐李品種提供了親本。

從圖1可以看出，DS-1×Y03-09的F1果實(shí)的可滴定酸含量變化范圍為0.599%～2.796%，有極值存在，表明在F1中有低親單株出現(xiàn)，這為選育低酸歐李品種提供了親本。DS-1×Y03-09的F1果實(shí)的可溶性固形物含量變化范圍為10.15%～20.16%，且有極值存在，表明在F1中有超親單株出現(xiàn)，這為選育高糖歐李品種提供了親本。

2.2 雜交后代果實(shí)糖、酸含量的頻率分布

農(nóng)大6號(hào)的可滴定酸含量為1.657%，農(nóng)大7號(hào)的可滴定酸含量為1.282%。從圖2可以看出，農(nóng)大6號(hào)與農(nóng)大7號(hào)雜交的F1果實(shí)可滴定酸含量多集中在雙親中間，且趨向低酸親本，高酸的后代所占比例極低，可滴定酸呈連續(xù)變異，表明歐李果實(shí)可滴定酸的遺傳屬于多基因控制的數(shù)量性狀，頻次呈偏正態(tài)分布，表明可滴定酸的遺傳是由一個(gè)或一個(gè)以上的主效基因和微效基因共同控制的復(fù)雜性遺傳。農(nóng)大6號(hào)的可溶性固形物含量為12.47%，農(nóng)大7號(hào)的可溶性固形物含量為14.30%。從圖2可以看出，農(nóng)大6號(hào)與農(nóng)大7號(hào)雜交的F1果實(shí)中可溶性固形物含量趨向中間區(qū)域，呈正態(tài)分布，這說明歐李果實(shí)的可溶性固形物含量是微效多基因控制的數(shù)量性狀。

DS-1的可滴定酸含量為0.727%，99-02的可滴定酸含量為1.073%。由圖3可知，DS-1×99-02的F1果實(shí)中可滴定酸含量多集中在中高酸區(qū)域，低酸的后代所占比例低，可滴定酸呈連續(xù)變異，表明歐李果實(shí)可滴定酸的遺傳屬于多基因控制的數(shù)量性狀。頻次呈偏正態(tài)分布，且有超高親本和低于低親的植株存在，表明可滴定酸的遺傳是由一個(gè)或一個(gè)以上的主效基因和微效基因共同控制的復(fù)雜性遺傳。DS-1的可溶性固形物含量為11.71%，99-02的可溶性固形物含量為14.81%。由圖3可知，DS-1×99-02的F1果實(shí)中的可溶性固形物含量多集中高糖區(qū)域，高糖后代所占比例較高，且呈連續(xù)變異，頻次呈正態(tài)分布，表明可溶性固形物含量具有典型的數(shù)量性狀遺傳特征，屬于微效多基因控制的數(shù)量性狀。

DS-1的可滴定酸含量為0.727%，Y03-09的可滴定酸含量為2.758%。從圖4可以看出，DS-1×Y03-09的F1的可滴定酸含量多集中在雙親中間區(qū)域，表明歐李果實(shí)可滴定酸的遺傳屬于多基因控制的數(shù)量性狀。DS-1的可溶性固形物含量為11.71%，Y03-09的可溶性固形物含量為16.50%。從圖4可以看出，DS-1×Y03-09的F1果實(shí)的可溶性固形物含量多集中在雙親之間，可溶性固形物呈正態(tài)分布，這說明歐李果實(shí)的可溶性固形物含量具有典型的數(shù)量性狀遺傳特征，屬于微效多基因控制 的數(shù)量性狀。

2.3 雜交后代果實(shí)糖、酸的遺傳變異

從表1可以看出，農(nóng)大6號(hào)×農(nóng)大7號(hào)雜交后代群體果實(shí)可溶性固形物和可滴定酸含量在F1中均出現(xiàn)分離。F1可滴定酸含量平均值為1.41%，稍低于親中值（1.470%），表現(xiàn)為衰退變異，主要是基因的加性效應(yīng)的影響。其優(yōu)勢(shì)率為-4.05%，遺傳傳遞力強(qiáng)，為95.95%，超高親率為27.4%，后代出現(xiàn)較多的低親植株，超低親率為45.21%，F(xiàn)1代表現(xiàn)出偏低遺傳。F1果實(shí)的可溶性固形物含量的平均值為14.02%，高于親中值（13.39%），表明可溶性固形物的遺傳不僅存在加性效應(yīng)，還存在一定的非加性效應(yīng)。優(yōu)勢(shì)率為4.74%，遺傳傳遞力強(qiáng)，為104.74%，超低親率（21.92%）較低，后代出現(xiàn)較多的超高親植株，占41.1%，F(xiàn)1表現(xiàn)偏高遺傳。其中，可溶性固形物的變異系數(shù)為15.08%，可滴定酸的變異系數(shù)為32.41%，超過了20%，表明可滴定酸的選擇潛力更大。該組合SSC趨向高親遺傳，TA為趨向低親遺傳，有向更低的酸度變異的傾向，雜交后代更偏向于父本遺傳，從這個(gè)雜交組合后代中選出低酸品種的可能性較大。

表1 農(nóng)大6號(hào)×農(nóng)大7號(hào)歐李F1群體果實(shí)性狀的遺傳變異 %

從表2可以看出，DS-1×99-02的F1果實(shí)可溶性固形物和可滴定酸含量在雜交后代中均出現(xiàn)分離?？傻味ㄋ岷科骄禐?.37%，高于親中值（0.900%），優(yōu)勢(shì)率為52.44%，遺傳傳遞力強(qiáng)，為152.44%，超高親率為71.87%，超低親率為7.81%，F(xiàn)1表現(xiàn)出偏高遺傳。F1的可溶性固形物含量的平均值為17.85%，高于親中值（13.26%），表明可溶性固形物的遺傳不僅存在加性效應(yīng)，還存在一定的非加性效應(yīng)。優(yōu)勢(shì)率為34.62%，遺傳傳遞力強(qiáng)，為134.62%，超低親率（3.13%）較低，后代出現(xiàn)較多的超高親植株，占73.44%，F(xiàn)1表現(xiàn)出偏高遺傳。其中，可溶性固形物的變異系數(shù)為22.58%，可滴定酸的變異系數(shù)為36.52%，變異系數(shù)均超過20%，可滴定酸的變異系數(shù)大于可溶性固形物的變異系數(shù)，表明可滴定酸的選擇潛力更大。該組合SSC和TA為趨向高親遺傳和父本遺傳，因此，選育比母本更低的低酸品種的概率較小。

從表3可以看出，DS-1×Y03-09的F1果實(shí)可溶性固形物和可滴定酸含量在雜交后代中均出現(xiàn)分離?？傻味ㄋ岷科骄?.495%，低于親中值（1.743%），表現(xiàn)為衰退變異，優(yōu)勢(shì)率為14.23%，遺傳傳遞力為85.77%，超高親率為12.50%，盡管表現(xiàn)為衰退變異，但后代出現(xiàn)較少的低親植株，超低親率僅為6.25%。F1代的可溶性固形物含量的平均值為15.03%，高于親中值（14.11%），表明可溶性固形物的遺傳不僅存在加性效應(yīng)，還存在一定的非加性效應(yīng)。優(yōu)勢(shì)率為6.56%，遺傳傳遞力強(qiáng)，為106.56%，超低親率較低，為5%，后代出現(xiàn)超高親植株，占26.25%，F(xiàn)1表現(xiàn)出偏高遺傳。其中，可溶性固形物的變異系數(shù)為13.76%，可滴定酸的變異系數(shù)為32.84%，超過了20%，表明可滴定酸的選擇潛力更大。主要是基因的加性效應(yīng)的影響。該組合TA趨向于低親遺傳，但是比率較低，因此，選育比母本更低的低酸品種的概率較小。

表2 DS-1×99-02歐李F1群體果實(shí)性狀的遺傳變異 %

表3 DS-1×Y03-09歐李F1群體果實(shí)性狀的遺傳變異 %

3 結(jié)論與討論

糖酸是果實(shí)品質(zhì)形成過程中的最重要的內(nèi)在因素，也是風(fēng)味的主要決定因子。歐李不同品種間進(jìn)行雜交時(shí)，后代分離廣泛，部分雜交后代個(gè)體表現(xiàn)出超高親或超低親的現(xiàn)象，有一定的雜交優(yōu)勢(shì)，可為選育高品質(zhì)歐李品種提供一定的理論依據(jù)。

本研究發(fā)現(xiàn)，可滴定酸含量的變異系數(shù)高，均大于30%，雜交后代可滴定酸含量的平均值表現(xiàn)隨組合而異，DS-1與99-02的雜交后代果實(shí)可滴定酸的平均值高于親中值，而農(nóng)大6號(hào)與農(nóng)大7號(hào)和DS-1與Y03-09雜交后代果實(shí)可滴定酸的平均值低于親中值，3對(duì)雜交后代的遺傳傳遞力均在85%以上，DS-1與99-02的遺傳傳遞力甚至達(dá)到152.44%，表明可滴定酸的遺傳能力強(qiáng)。果實(shí)可滴定酸含量連續(xù)變異，表明歐李果實(shí)可滴定酸的遺傳屬于多基因控制的數(shù)量性狀。頻次呈偏正態(tài)分布，且有超高親本和低于低親的植株存在，因此，可滴定酸的遺傳是由一個(gè)或一個(gè)以上的主效基因和微效基因共同控制的復(fù)雜性遺傳。這與姜鳳超等[15]、劉有春等[16]的研究結(jié)果基本一致。可溶性固形物含量在雜交后代中多是呈正態(tài)分布的連續(xù)變異，具有典型的數(shù)量性狀遺傳特征。在3對(duì)雜交后代中，平均值均大于親中值，遺傳傳遞力均大于100%，超高親率超過20%，其中，DS-1與99-02的可溶性固形物含量的超高親率超過73%，有很強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì)。由此則表明，可溶性固形物含量是由微效多基因控制的數(shù)量性狀，受到親本的影響較大。這與前人的研究結(jié)果一致[17-18]。

從遺傳傾向上看，農(nóng)大6號(hào)×農(nóng)大7號(hào)的F1可滴定酸含量遺傳傳遞力強(qiáng)，為95.95%，超低親率為45.21%，F(xiàn)1表現(xiàn)出偏低遺傳。F1的可溶性固形物含量遺傳傳遞力強(qiáng)，為104.74%，后代出現(xiàn)較多的超高親植株，占41.1%，F(xiàn)1表現(xiàn)偏高遺傳。該組合可溶性固形物趨向高親遺傳，可滴定酸為趨向低親遺傳，有向更低的酸度變異的傾向，從這個(gè)雜交組合后代中選出低酸品種的可能性較大，且雜交后代更偏向于父本遺傳。DS-1×99-02的F1可滴定酸含量遺傳傳遞力強(qiáng)，為152.44%，超高親率為71.87%，F(xiàn)1表現(xiàn)出偏高遺傳。F1可溶性固形物含量遺傳傳遞力強(qiáng)，為134.62%，超高親率為73.44%，F(xiàn)1表現(xiàn)出偏高遺傳，可滴定酸和可溶性固形物的變異系數(shù)均超過20%。該組合可溶性固形物和可滴定酸為趨向高親遺傳，從這個(gè)雜交組合中選育比DS-1更低的低酸品種的概率較小，更容易選出高糖品種。DS-1×Y03-09的F1可滴定酸含量遺傳傳遞力為85.77%，超高親率為12.5%，后代出現(xiàn)較少的低親植株，超低親率僅為6.25%。F1表現(xiàn)出偏低遺傳。F1可溶性固形物含量遺傳傳遞力強(qiáng)，為106.56%，后代出現(xiàn)超高親植株，占26.25%，F(xiàn)1表現(xiàn)出偏高遺傳。該組合可溶性固形物和可滴定酸為趨向高親遺傳，從這個(gè)雜交組合中選育比DS-1更低的低酸品種的概率較小。

本研究中，F(xiàn)1群體果實(shí)性狀中，可滴定酸變異系數(shù)大于可溶性固形物變異系數(shù)，表明可滴定酸的遺傳潛能和選擇空間更大，在農(nóng)大6號(hào)×農(nóng)大7號(hào)與DS-1×Y03-09雜交組合中，可溶性固形物的遺傳傳遞力大于可滴定酸的遺傳傳遞力，表明雜種優(yōu)勢(shì)更明顯。根據(jù)上述結(jié)果合理配置親本，可以更好地選育出高糖低酸的鮮食歐李品種。