歐李正反交F1 果實性狀的遺傳變異分析

徐 豆，付鴻博，2，杜靈敏，郭晉鳴，杜俊杰，王鵬飛，穆霄鵬，張建成

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

歐李（Cerasus humilis（Bge.）Sok.）屬薔薇科櫻桃屬的一種極矮生灌木果樹，是我國特有的野生果樹資源[1]。歐李果實不僅顏色艷麗、風味獨特、肉厚汁多，也是一種營養(yǎng)價值極高的水果。果實中含有豐富的糖、蛋白質(zhì)、礦質(zhì)元素、維生素和氨基酸等營養(yǎng)成分[2]，由于歐李中富含較高的鈣含量，又被人們稱為“鈣果”[3]。近年來，歐李以其獨特的風味、較高的營養(yǎng)價值和藥用價值而倍受關(guān)注，逐漸成為開發(fā)利用的熱點樹種[4]。

果實可滴定酸含量和可溶性固形物含量是衡量果實內(nèi)在品質(zhì)的主要因素，直接影響果實的口感。目前，生產(chǎn)中采用的主要品種果實口感普遍偏酸，多用于蜜餞、果脯、飲料、果酒、冰激凌和果醬等產(chǎn)品開發(fā)。果實偏酸是歐李果品生產(chǎn)中存在的主要問題之一，選育高糖低酸的品種已成為歐李育種中重要的目標之一[5]。

歐李是一種新興的果樹，其果實具有極高的營養(yǎng)價值，但由于某些果實內(nèi)在品質(zhì)和外在品質(zhì)的多樣性，導(dǎo)致其果實差異性較大。選育出綜合品質(zhì)較高的歐李品種是育種的主要目標之一，而雜交育種就是最有效的手段。本試驗以DS-1、99-02 歐李親本及正、反交F1果實為材料，分析雜交后代單果質(zhì)量、果形指數(shù)、可溶性固形物、可滴定酸等的遺傳變異情況，以期從雜交后代中選育出所需目標性狀優(yōu)株，并且為科學選配親本提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗方法

DS-1 和99-02 親本植株在開花期前利用網(wǎng)室進行隔離，在盛花期對其進行授粉雜交，2017 年11 月定植于山西省太谷縣山西農(nóng)業(yè)大學石象基地，株行距為0.6 m×0.4 m，按常規(guī)水肥方法進行田間管理。2019 年5 月對99-02 和DS-1 正反交組合進行掛牌標記，選出99-02×DS-1（正交）雜交后代61 株、DS-1×99-02（反交）雜交后代119 株。

1.2 測定項目及方法

于果實成熟期每株取果實30 個，測定雙親及雜交后代群體果實的單果質(zhì)量、縱徑、橫徑、可溶性固形物含量和可滴定酸含量，并計算變異系數(shù)和遺傳傳遞力。

1.3 數(shù)據(jù)分析

使用Excel 2010 及SAS 數(shù)據(jù)處理軟件對試驗數(shù)據(jù)進行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 歐李正反交后代單果質(zhì)量的遺傳變異分析

從表1 可以看出，正反交后代的遺傳傳遞力分別為121.46%和121.84%，均大于100%，遺傳傳遞力強，遺傳穩(wěn)定。正、反交后代變異系數(shù)均大于20%，后代均廣泛分離，表明單果質(zhì)量選擇潛力大。正反交后代單果質(zhì)量平均值均大于親本平均值，表明存在加性效應(yīng)，超高親率分別為40.98%、45.38%，超低親率分別為16.39%、15.97%，雜種優(yōu)勢明顯，可以選育出單果質(zhì)量較大的植株。通過正反交對比可以看出，反交組合的遺傳傳遞力、超高親率均大于正交組合，而反交組合是以單果質(zhì)量較大的植株為父本，說明以單果質(zhì)量較大的植株為父本時，更容易選育出單果質(zhì)量較大的品種。

結(jié)合表1 和圖1 可以看出，正反交后代單果質(zhì)量均多集中在高親親本之上，且呈連續(xù)變異，表明歐李果實單果質(zhì)量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，表明單果質(zhì)量遺傳是由1 個或1 個以上的主效基因和微效基因共同控制的復(fù)雜性遺傳。

表1 DS-1 與99-02 正反交后代單果質(zhì)量的遺傳變異分析

2.2 歐李正反交后代果形指數(shù)的遺傳變異分析

由表2 可知，99-02×DS-1 正、反交后代果形指數(shù)平均值均大于親本平均值，表明存在加性效應(yīng)；遺傳傳遞力分別為104.81%和100.53%，均大于100%，遺傳傳遞力強，遺傳穩(wěn)定；變異系數(shù)為8.78%和8.51%，均小于20%，后代不能廣泛分離，果形指數(shù)的選擇潛力較小，果實形狀基本與親本一致，呈扁圓形。通過正反交對比可以看出，正交組合的遺傳傳遞力、超高親率均大于反交組合，而正交組合是以果形指數(shù)較大的植株為父本，說明以果形指數(shù)較大的植株為父本時，更容易選育出近似圓形的品種。

結(jié)合表2 和圖2 可以看出，正反交后代果形指數(shù)均集中在0.81～1.22，且呈連續(xù)變異，表明歐李果實果形指數(shù)的遺傳屬于多基因控制的數(shù)量性狀，頻次呈正態(tài)分布，表明果形指數(shù)的遺傳是由微效多基因控制的數(shù)量性狀。

表2 DS-1 與99-02 正反交后代果形指數(shù)的遺傳變異分析

2.3 歐李正反交后代可溶性固形物的遺傳變異分析

從表3 可以看出，正反交后代可溶性固形物含量平均值均小于親本平均值，表明存在非加性效應(yīng)，其超高親率和超低親率都較低，呈趨中變異；遺傳傳遞力為81.44%和85.37%，均小于100%，遺傳傳遞力弱，遺傳不穩(wěn)定。正、反交后代變異系數(shù)均小于20%，后代沒有廣泛分離，表明可溶性固形物的選擇潛力較小。通過正、反交對比，可以看出反交組合的遺傳傳遞力、超高親率均大于正交組合，而反交組合是以可溶性固形物較高的植株為父本，說明以可溶性固形物較高的植株為父本時，更容易選育出高糖的品種。

結(jié)合表3 和圖3 可以看出，正反交后代可溶性固形物含量多集中在雙親中間，且呈連續(xù)變異，表明歐李果實可溶性固形物的遺傳屬于多基因控制的數(shù)量性狀，頻次呈正態(tài)分布，表明可溶性固形物的遺傳是由微效多基因控制的數(shù)量性狀。

表3 DS-1 與99-02 正反交后代可溶性固形物的遺傳變異分析

2.4 歐李正反交后代可滴定酸的遺傳變異分析

從表4 可以看出，99-02 的可滴定酸含量為1.08%，DS-1 的可滴定酸含量為0.78%。結(jié)合表4和圖4，正反交后代可滴定酸含量的范圍為0.42%～2.05%，且高于高親植株所占的比例比較多，有趨向于高親遺傳的趨勢。且呈連續(xù)變異，表明歐李果實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一個或一個以上的主效基因和微效基因共同控制的復(fù)雜性遺傳。

由表4 可知，正交組合的遺傳傳遞力為96.80%，小于100%，表明存在非加性效應(yīng)，呈遺傳衰退變異。反交組合的遺傳傳遞力為102.15%，大于100%，表明存在加性效應(yīng)，遺傳穩(wěn)定。說明可滴定酸遺傳既存在加性效應(yīng)，也存在非加性效應(yīng)。正、反交后代變異系數(shù)均大于20%，后代廣泛分離，表明可滴定酸的選擇潛力大。通過正反交對比，可以看出正交組合超低親率高于反交組合，而正交組合是以可滴定酸較低的植株為父本，說明以可滴定酸較低的品種為父本時，更容易選育出低酸品種。

表4 DS-1 與99-02 正反交后代可滴定酸的遺傳變異分析

3 結(jié)論與討論

單果質(zhì)量一直是影響果實產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素。近年來，學者們對番茄[6]、甜櫻桃[7]、梨[8]等單果質(zhì)量的遺傳規(guī)律進行研究，但對歐李單果質(zhì)量的研究較少。本研究表明，歐李雜交后代的平均單果質(zhì)量高于雙親值，單果質(zhì)量有變大的趨勢，與陳克玲等[9-10]的研究結(jié)果一致。

本研究表明，可溶性固形物、可滴定酸均屬于一個或一個以上的主效基因和微效基因共同控制的復(fù)雜性遺傳，遺傳傳遞力均小于100%，表現(xiàn)為遺傳衰退[11]，與張瑜等[12]對歐李3 個雜交組合后代進行可滴定酸含量和可溶性固形物含量測定的結(jié)果一致。本研究也表明，果形指數(shù)屬于微效多基因控制的數(shù)量性狀，與趙海靜等[13-14]的研究結(jié)果一致。

關(guān)于父本對后代性狀遺傳的影響在果樹中已有較多研究，本研究對正反交后代間性狀差異分析表明，單果質(zhì)量、果形指數(shù)、可溶性固形物等都不受正反交的影響，而果形指數(shù)和可滴定酸含量受父本影響較大，與劉有春等[15]對以高糖高酸的南高叢越橘品種Sapphire 和中糖低酸的北高叢品種Berkeley為親本配置正反交組合進行主要性狀的遺傳規(guī)律的研究結(jié)果一致。因此，在進行歐李雜交育種時，應(yīng)根據(jù)育種目標來選擇合適的親本。但本研究只選擇了一個雜交組合，具有一定的局限性，后期將選擇更多的雜交組合及后代植株，對后代遺傳規(guī)律做進一步研究。