毛花獼猴桃‘華特’F-1群體性狀變異分析

劉現(xiàn)穩(wěn), 劉永勝, 唐 維

(合肥工業(yè)大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院,安徽 合肥 230601)

獼猴桃是獼猴桃屬(Actinidia)的多年生落葉藤本植物,遺傳資源非常豐富,有54個(gè)種。獼猴桃果實(shí)風(fēng)味獨(dú)特，營養(yǎng)物質(zhì)豐富，尤其是維生素C含量遠(yuǎn)高于其他水果，被稱為“水果之王”、“維生素C之王”。中國獼猴桃種植面積世界第一,但畝產(chǎn)遠(yuǎn)低于新西蘭。我國獼猴桃產(chǎn)業(yè)主要存在以下問題:栽培技術(shù)落后、管理水平低、缺乏國際競爭力的品種、抗逆性差、易患潰瘍病等問題[1-3]。

毛花獼猴桃(ActinidiaerianthaBenth.)是一種優(yōu)異的種質(zhì)資源。它適應(yīng)性、抗逆性強(qiáng),尤其對獼猴桃潰瘍病有很好的抗性。毛花獼猴桃果實(shí)富含維生素C和葉綠素,果實(shí)風(fēng)味獨(dú)特,抗病蟲害,耐儲藏[4-6]。另外,毛花獼猴桃的根也作為傳統(tǒng)中藥被廣泛使用。

‘華特’是在野生毛花獼猴桃中選育出的品種,表皮密被白毛、果肉為綠色、口感細(xì)膩。營養(yǎng)物質(zhì)豐富,果實(shí)中維生素C、葉綠素含量遠(yuǎn)高于中華獼猴桃紅陽。‘華特’是目前唯一的大果型毛花獼猴桃新品種,植株童期短,果型整齊,畝產(chǎn)高,耐高溫,抗旱澇、抗病性較好,尤其抗?jié)儾?適合在我國南方種植[7-9]。同時(shí)‘華特’也存在口感偏淡,可溶性固形物稍低,味道偏酸等不足。選育具有國際競爭力的獼猴桃新品種,一直是獼猴桃研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。

獼猴桃是雌雄異株,高度雜合,雄株基因控制的果實(shí)性狀難以確定,導(dǎo)致有性繁殖的后代出現(xiàn)復(fù)雜的性狀分離,增大了育種的難度。目前雖有研究者利用毛花獼猴桃選育了‘Bidan’、‘贛獼6號’、‘金艷’等優(yōu)異品種[10-12]。但未對毛花獼猴桃重要農(nóng)藝性狀的遺傳趨勢進(jìn)行詳細(xì)分析。本文以‘華特’和毛花獼猴桃雄株為親本,培育F-1群體,利用雜交群體探索毛花獼猴桃主要農(nóng)藝性狀的遺傳趨勢和分離特征,為毛花獼猴桃雜交育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與田間設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)的雜交工作于2014年,選用‘華特’為母本,毛花獼猴桃雄株為父本。在開花前對‘華特’的花朵嚴(yán)格套袋防止其他品種花粉的干擾;花期采集父本成熟雄花,收集花粉并對‘華特’進(jìn)行人工授粉。秋季果實(shí)成熟后采摘果實(shí),收集種子并保存。F-1雜交群體的育苗工作開始于2015年春季,群體植株移出溫室時(shí)間為2015年秋季。試驗(yàn)田采取起壟行間種植,行距約2 m,株距約1.5 m。對所有植株掛牌、編號,進(jìn)行統(tǒng)一管理。共定植676株F-1,用于調(diào)查毛花獼猴桃主要農(nóng)藝性狀的遺傳趨勢和分離特征。

1.2 調(diào)查項(xiàng)目與測定方法

2016年春季對全部群體植株進(jìn)行調(diào)查,并對已開花的雌株進(jìn)行人工授粉。

1.2.1 植株雌雄性別

觀察并記錄已開花植株的性別,并對植株掛牌標(biāo)記性別。統(tǒng)計(jì)雜交群體雌、雄株的數(shù)量,計(jì)算雌、雄性別比例,并對性別比例進(jìn)行卡方檢驗(yàn)。

1.2.2 果實(shí)質(zhì)量

果實(shí)成熟后采摘,隨機(jī)取每棵植株的10個(gè)果實(shí)稱重,計(jì)算10個(gè)果實(shí)質(zhì)量的平均值,該平均值作為相應(yīng)植株果實(shí)的質(zhì)量。

1.2.3 果實(shí)形狀

以果實(shí)的縱徑、橫徑、縱徑/橫徑(果實(shí)形狀指數(shù))衡量果實(shí)的外形性狀。在果實(shí)成熟后隨機(jī)取每棵植株的10個(gè)果實(shí)測量,對數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

1.2.4 果實(shí)維生素C的量

維生素C在243 nm波長有特征吸收峰,并且在一定濃度范圍內(nèi)濃度與吸光值呈正比。配制維生素C標(biāo)準(zhǔn)溶液,在243 nm波長下測定吸收峰,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。隨機(jī)取每棵植株的3個(gè)果實(shí),分別去皮取果肉。在4 ℃條件下研磨提取維生素C,取上清在243 nm波長下測定吸光值，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線測定維生素C的量。每個(gè)果實(shí)重復(fù)測定4次,計(jì)算平均值。以3個(gè)果實(shí)維生素C的量的平均值作為該植株果實(shí)的維生素C的量,并對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

1.2.5 果實(shí)葉綠素的量

果實(shí)采摘后,每個(gè)獼猴桃植株隨機(jī)取3個(gè)果實(shí),分別去皮取果肉進(jìn)行浸提,并測定抽提液上清在645 nm和663 nm波長下的吸光值,根據(jù)公式計(jì)算葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素的量[22]。每個(gè)果實(shí)重復(fù)測定4次,計(jì)算平均值。3個(gè)果實(shí)葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素的平均值作為該植株的葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素的量。

1.2.6 果實(shí)可溶性固形物

果實(shí)成熟后,每棵植株隨機(jī)取4個(gè)果實(shí),分別去皮取果肉,勻漿后取上清用糖度計(jì)測定可溶性固形物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。每個(gè)果實(shí)重復(fù)4次平均值。取4個(gè)果實(shí)的平均值作為該植株的可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 F-1群體性別比例

2016年,在毛花獼猴桃雜交群體中確認(rèn)雌性267株,雄性296株,還有113株未開花不能確定性別。

將2016年群體雌、雄性別比例的實(shí)際觀測值(267∶296)與假設(shè)比值1∶1進(jìn)行卡方檢驗(yàn),見表1所列。

表1 毛花獼猴桃‘華特’F-1群體雌雄性別比較

注:群體雌、雄性別比例為1∶1,顯著性水平F=0.01。

結(jié)果表明在顯著性水平為F=0.01時(shí),雌雄性別比例符合1∶1。此外,整個(gè)雜交群體中出現(xiàn)了一株上有雌、雄2種花的情況。

2.2 F-1群體5個(gè)主要農(nóng)藝性狀調(diào)查結(jié)果

F-1群體5個(gè)主要農(nóng)藝性狀的測定值及‘華特’相應(yīng)的5個(gè)主要農(nóng)藝性狀的測定值見表1所列。

表1 F-1群體5個(gè)主要農(nóng)藝性狀及‘華特’相應(yīng)的5個(gè)主要農(nóng)藝性狀調(diào)查結(jié)果

群體平均果實(shí)質(zhì)量為39.55 g,小于母本‘華特’的單果質(zhì)量。單果質(zhì)量分布在10.05～64.33 g,果實(shí)質(zhì)量群體變異系數(shù)為23.74%。所有掛果植株的平均單果質(zhì)量頻數(shù)分布如圖1所示。

圖1 F-1群體單果質(zhì)量頻數(shù)分布

由圖1可知，在分布區(qū)間的中間范圍植株數(shù)量多,兩端植株數(shù)量比較少,果實(shí)質(zhì)量性狀在群體中分布是連續(xù)的,并且符合正態(tài)分布特點(diǎn)。

果實(shí)平均縱徑為62.06 mm,小于母本‘華特’(76.83 mm)的縱徑,縱徑分布區(qū)間為28.82～80.89 mm,群體變異系數(shù)為11.66%;果實(shí)平均橫徑為31.88 mm,小于母本‘華特’的橫徑(37.60 mm),橫徑的分布區(qū)間為23.92～41.01 mm,群體變異系數(shù)為9.73%;果實(shí)平均縱、橫徑比值為1.96,與‘華特’(2.04)相近,縱、橫徑比值分布區(qū)間為1.16～2.52,群體變異系數(shù)為11.04%。果實(shí)形狀相關(guān)的3個(gè)參數(shù)分布頻數(shù)如圖2所示,由圖2可知，在分布區(qū)間的中間范圍植株數(shù)量多,兩端植株數(shù)量比較少,果實(shí)外形性狀在群體中分布是連續(xù)的,并且符合正態(tài)分布特點(diǎn)。

圖2 F-1群體單型參數(shù)分布

果實(shí)平均可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.64%,小于母本‘華特’的可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)(14.50%)。可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布在10.40%～18.67%,群體變異系數(shù)為12.71%?？扇苄怨绦挝镔|(zhì)量分?jǐn)?shù)分布頻數(shù)如圖3所示,由圖3可知，在分布區(qū)間的中間范圍植株數(shù)量多,兩端植株數(shù)量比較少,果實(shí)可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)在群體中分布是連續(xù)的,并且符合正態(tài)分布特點(diǎn)。

果實(shí)每100 g鮮重中平均維生素C質(zhì)量為1 009.36 mg, 大于母本‘華特’的維生素C質(zhì)量為673.52 mg,維生素C質(zhì)量分布在543.39～1 677.12 mg之間,群體變異系數(shù)為22.44%。果實(shí)維生素C質(zhì)量分布頻數(shù)如圖4所示。

圖3 F-1群體果實(shí)可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布

圖4 F-1群體果實(shí)果肉維生素C質(zhì)量分布

由圖4可知，在分布區(qū)間的中間范圍植株數(shù)量多,兩端植株數(shù)量比較少,果實(shí)每100 g鮮重中維生素C質(zhì)量在群體中分布是連續(xù)的,并且符合正態(tài)分布特點(diǎn)。

每100 g鮮重中平均葉綠素a的質(zhì)量為50.38 μg,小于母本‘華特’的葉綠素a質(zhì)量,葉綠素a質(zhì)量分布在8.42～107.70 μg,群體變異系數(shù)為44.44%;每100 g鮮重中平均葉綠素b質(zhì)量為28.94 μg,小于母本‘華特’的葉綠素b質(zhì)量,葉綠素b含量分布在10.15～87.92 μg,群體變異系數(shù)為43.09%;每100 g鮮重中平均葉綠素質(zhì)量為79.67 μg,小于母本‘華特’的總?cè)~綠素質(zhì)量152.31 μg,總?cè)~綠素的質(zhì)量分布在24.41～196.74 μg，群體變異系數(shù)為41.20%。

每100 g鮮重中果實(shí)中葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素質(zhì)量分布頻次如圖5所示。

由圖5可知，在分布區(qū)間的中間范圍植株數(shù)量多,兩端植株數(shù)量比較少,果實(shí)葉綠素質(zhì)量在群體中分布是連續(xù)的,并且符合正態(tài)分布特點(diǎn)。

圖5 F-1群體果實(shí)果肉葉綠素質(zhì)量分布

3 討 論

本研究通過統(tǒng)計(jì)毛花獼猴桃F-1代群體中雌、雄株的比例,探究毛花獼猴桃性別變異情況。在群體中雌、雄性別比例雖存在雄株偏多的情況,但數(shù)量差異并不顯著,可以認(rèn)為毛花獼猴桃雌雄性別比為1∶1。研究表明毛花獼猴桃是二倍體,染色體XX/XY型性別決定模式。但群體中也有1株植物上有雌雄花,表明獼猴桃性別決定機(jī)制的復(fù)雜性[13-14]。

在毛花獼猴桃群體中果實(shí)可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)變異很大,平均含量比‘華特’稍低,但質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的達(dá)到了18.67%,基本與美味系列獼猴桃海沃德一致。說明毛花獼猴桃種內(nèi)雜交也能得到可溶性固形物較高的品系。維生素C含量也有差異,但與其他商業(yè)栽培品種相比,群體果實(shí)維生素C含量整體都在一個(gè)較高的水平[15]。

在毛花獼猴桃F-1群體中,不同單株果肉葉綠素含量存在較大差異,但整體果肉葉綠素含量很高,有較高的營養(yǎng)價(jià)值。

在測定果實(shí)葉綠素的實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，不同植株的果芯顏色也存在一定程度的分化,少量中心呈黃色。

果實(shí)質(zhì)量在群體中變異系數(shù)為23.74%,變異很大,單果質(zhì)量最大值與最小值之間有6.5倍的差異。果實(shí)的縱徑、橫徑、縱徑/橫徑的變異系數(shù)在5個(gè)性狀中變異系數(shù)較小,雖然在群體中有果型指數(shù)為2.52的長果型,也有果型指數(shù)為1∶1的短果型,但整體果型為長果型。

F-1群體5個(gè)主要的農(nóng)藝性狀變異系數(shù)范圍為9.73%～44.44%，從表2可以看出,果實(shí)橫徑離散程度最小,果實(shí)葉綠素a質(zhì)量離散程度最大?？傮w來說,與果實(shí)外形相關(guān)性狀的變異系數(shù)小于果實(shí)營養(yǎng)相關(guān)性狀的變異系數(shù)。這說明雜交群體中果實(shí)營養(yǎng)成分豐度相關(guān)的性狀以及果實(shí)質(zhì)量有較大的選擇空間;而果實(shí)外觀的變異較小,偏向于母本‘華特’的圓柱果型。毛花獼猴桃‘華特’F-1群體主要農(nóng)藝性狀的變異特點(diǎn),將為育種工作者提供一定的理論參考依據(jù)。