枣JMS2×交城5号F_1代糖酸组分遗传变异分析_陈万年.pdf

植物遗传资源学报 2023，24（3）：767-779DOI：10.13430/ki.jpgr.20221104002Journal of Plant Genetic Resources枣JMS2交城5号F1代糖酸组分遗传变异分析陈万年1，鲍荆凯1，潘依玲1，吴翠云1，2，王玖瑞3，刘孟军3，闫芬芬1，2（1塔里木大学园艺与林学学院/南疆特色果树高效优质栽培与深加工技术国家地方联合工程实验室，新疆阿拉尔 843300；2新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室，阿拉尔 843300；3河北农业大学中国枣研究中心，保定 071001）摘要：探索枣杂交F1代果实糖酸组分性状遗传变异规律，将为枣杂交育种亲本选配和优异种质筛选提供理论依据。本研究以枣JMS2交城5号的140株F1代及亲本为试材，利用高效液相色谱（HPLC）测定杂交果实糖组分和酸组分的含量。结果表明：杂交后代果实中糖主要是由蔗糖、果糖、葡萄糖组成，其中蔗糖占比52.5%。糖组分变异系数范围为26.74%35.45%，其中葡萄糖变异系数最大，蔗糖变异系数最小。果糖、葡萄糖的F1均值大于中亲值，蔗糖则低于中亲值。酸主要由苹果酸、奎宁酸和柠檬酸组成，其中苹果酸占比35.10%。酸组分的变异系数范围为29.67%42.86%，苹果酸F1均值小于中亲值，草酸和富马酸的F1均值高于中亲值，其他酸组分受环境影响较大。糖组分、酸组分均呈现出正态分布特征，均是由多基因控制的数量性状。筛选出高糖杂交优系J17和J70。关键词：枣；F1；糖组分；酸组分；遗传变异Genetic Variation Analysis of Sugar-acid Fraction in F1 Hybrids of Jujube JMS2 Jiaocheng 5CHEN Wan-nian1，BAO Jing-kai1，PAN Yi-ling1，WU Cui-yun1，2，WANG Jiu-rui3，LIU Meng-jun3，YAN Fen-fen1，2（1College of Horticulture and Forestry，Tarim University/The National and Local Joint Engineering Laboratory of High Efficiency and Superior-Quality Cultivation and Fruit Deep Processing Technology of Characteristic Fruit Trees in South Xinjiang，Aral 843300；2Xinjiang Production Construction Corps Key Laboratory of Protection and Utilization of Biological Resources in Tarim Basin，Aral 843300；3Research Center of Chinese Jujube，Hebei Agricultural University，Baoding 071001）Abstract：The experiment aimed to explore the genetic variation at traits of sugar and acid components in F1 generation of the jujube hybrid，which might offer further support for selecting the parents and quality germplasm selection in breeding.The contents of sugar and acid components in fruit of the 140 hybrid plants of JMS2 Jiaocheng 5 and both parents were determined by high performance liquid chromatography（HPLC）.The results showed that the sugars in fruit of the hybrid progenies were mainly composed of sucrose，fructose and glucose，of which sucrose accounted for 52.5%.The variation coefficient of sugar components ranged from 26.74%to 35.45%，with the highest variation coefficient of glucose and the lowest variation coefficient of sucrose.The average value of fructose and glucose in F1 plants were higher than the median value of both parents，while sucrose was lower than the median value.The main acids were malic acid，quinic acid and citric acid，of which malic acid accounted for 35.10%.The coefficient of variation of acid components ranged from 29.67%to 42.86%.The mean value of malic acid in F1 was lower than the median value of both parents，and the mean value of oxalic acid and fumaric acid was higher than the median value.The other acid components were 收稿日期：2022-11-04 修回日期：2022-12-06 网络出版日期：2023-02-07URL：https：/doi.org/10.13430/ki.jpgr.20221104002第一作者研究方向为枣种质资源与遗传育种，E-mail：通信作者：闫芬芬，研究方向为枣种质资源与遗传育种，E-mail：基金项目：国家自然科学基金（32060656）；南疆重点产业支撑计划项目（2017DB006）Foundation projects：National Natural Science Foundation of China（32060656）；Key Industrial Support Program Projects in South Xinjiang（2017DB006）植物遗传资源学报24 卷largely environment-dependent.Both sugar and acid components showed normal distribution characteristics and were quantitative characters controlled by multiple genes.Finally，the optimal hybrid lines J17 and J70 with higher sugar content were identified.Key words：jujube；F1 progeny；sugar fraction；acid fraction；genetic variation果实品质是果树品种改良的首要目标，糖和酸是果实营养物质的重要组成部分，不同糖组分对甜度的贡献不同，不同酸组分可促进消化腺活动和改善食欲1，糖酸比是决定果实品质和风味的重要参考指标。因此，糖酸组分和糖酸比是果实品质分析评价和新品种选育的重要指标，杂交后代果实糖酸组分的遗传变异规律对杂交亲本科学选配、新品种的培育和分子标记辅助育种具有重要的意义。目前，关于苹果、柑橘、葡萄、杏等果树的糖酸组分遗传变异分析已见报道2-4，苹果果实糖酸组分研究发现，可溶性糖主要是由果糖、葡萄糖、蔗糖组成，其中果糖、蔗糖对总糖的影响较大5-6。果糖含量最高，品种之间的差异最小，蔗糖最低，品种之间的差异较大。苹果中的花青苷含量和糖酸比表现出超亲优势7。不同柑橘果实酸组分主要是由有机酸、奎宁酸、酒石酸和苹果酸构成，不同有机酸产生的酸味差异显著8-9。葡萄中可溶性固形物和可滴定酸含量均表现出杂种优势，具有趋向于高糖高酸的遗传特点10。陈力耕等11研究发现，柑橘果汁的可溶性固形物均超过双亲平均值，且呈现连续分布，推测该性状遗传为数量性状遗传，受多基因控制。越橘杂交后代果实中的糖酸组分以及总糖总酸含量广泛分离，后代平均值低于中亲值，糖呈现正态分布特征，属于多基因控制的数量性状12。欧李F1代果实可溶性固形物含量呈现正态分布特征，是由微效多基因控制的数量性状；可滴定酸含量呈明显的连续变异，说明其属于多基因控制的数量性状13。枣树具有花小、去雄难，坐果率低和胚败育率高等特点，构建杂交群体难度较大，枣杂交后代果实糖酸组分性状的遗传分析未见报道。本研究以JMS2与交城5号罩网控制杂交获得的140株F1代及亲本为材料，采用高效液相色谱法测定果实糖组分、酸组分含量及糖酸比，并进行遗传变异分析，探究杂交后代果实糖酸组分性状的遗传特点及倾向，筛选出高糖、高酸及高糖酸比的优异种质资源，为枣杂交育种和品质改良研究提供理论依据。1材料与方法1.1材料试验地点位于新疆阿拉尔市十团7连（8128 E，4059 N）。采集 JMS2、交城5号及其杂交获得的140株F1代接穗，2018年4月高接于8年生骏枣砧木上，株行距为1 m3 m，田间管理一致。其中母本JMS2为雄性不育品系，且干鲜兼制，父本交城5号为优良骏枣高糖品系。2020-2021年于果实全红期采集成熟均匀一致果实，亲本及每个杂交F1无性系选取全红期果实30个用于糖酸组分测定。1.2样品预处理将成熟度一致的枣果实果肉切下，称取锡箔纸后，使用锡箔纸包裹果肉，上端留口。将果肉与锡箔纸一起称重，记为鲜重。将包裹好的果肉放入真空冻干机中，温度设置为-50，压力保持在50 Pa以下，冻干48 h后取出称重。称重使用百分天平，精确到0.01 g。称重后用粉碎机将枣肉打粉，放入-80 超低温冰箱保存待用。1.3糖组分测定参考蒲云峰13的方法。准确称取1.0000 g枣冻干粉，倒入25 mL容量瓶，定容，在室温下超声萃取40 min。于4000 r/min下离心20 min，取上清液过0.22 m水相针式滤头后置于棕色进样瓶，放置于4 冰箱中保存待测。LC-20AD岛津液相色谱仪，色谱柱Waters XBridge Amide（5 m，4.6 mm250 mm）柱；流动相A（0.2%三乙胺-水）：流动相B（0.2%三乙胺-乙腈）=24：76，流速为1mL/min；进样体积10 L；柱温30，雾化管、漂移管温度为60；氮气气流量为1.6 L/min；检测18 min。样品测定3次，标准曲线参考国标GB5009.8-201614峰面积建立幂函数回归方程，根据标准曲线计算鲜重含量。1.4酸组分测定参考周晓凤15的方法。准确称取1.0000 g枣冻干粉，倒入15 mL离心管中，加入5 mL 0.04 mol/L的磷酸二氢钾缓冲液（pH2.6），在冰水浴中超声萃取40 min。于4000 r/min下离心20 min，倒入10 mL容量瓶中，重复提取，最终定容10 mL，吸取上清液过0.22 m水相针式滤头后置于棕色进样瓶，放置于7683 期陈万年等：枣JMS2交城5号F1代糖酸组分遗传变异分析4