‘乔纳金’苹果及其脆肉变株的表型与分子鉴定

2013-04-29宋君王传增冀晓昊等

山东农业科学 2013年9期

宋君　王传增　冀晓昊等

摘要：以 ‘乔纳金苹果品种为对照，从果实与叶片形态、果实硬度、脆度、香气成分等表型特征以及AFLP分子标记两个层面，对脆肉变株进行了鉴定。结果表明：①‘乔纳金苹果与其脆肉变株果实与叶片形态基本一致，但脆肉变株的平均单果重仅是‘乔纳金苹果的83.4%，而果实硬度与脆度分别是‘乔纳金苹果的1.5倍和1.2倍，具有果实变小、硬度及脆度变大的特点；②两份材料果实香气成分种类总数基本一致，但‘乔纳金苹果酯类成分种类多、含量高，而脆肉变株醇类和醛类成分种类多、含量高；③AFLP分子标记聚类分析将‘乔纳金及其脆肉变株聚为一类。结论认为，该脆肉变株就是‘乔纳金苹果的脆肉芽变。

关键词：乔纳金；脆肉变株；表型特征； AFLP分子标记

中图分类号：S661.102.7文献标识号：A文章编号：1001-4942（2013）09-0023-03

芽变是体细胞遗传物质的突变，而芽变选种是优中选优，是果树品种改良的有效途径之一，庞大的元帅系及富士系苹果品种群的形成就是一个很好的例证。因此，通过芽变选种，有力推动了苹果品种的升级换代和优化调整[1～5]。‘乔纳金是以‘金冠和‘红玉为亲本杂交育成的三倍体苹果品种，果个大，品质优，深受欧美市场的消费者欢迎，但贮藏性较差，果实容易软化变绵，影响其产业发展；2004年在山东聊城某苹果园内发现一个‘乔纳金脆肉变株，枝、叶、花、果的形态特征与‘乔纳金基本一致，仅是变异株的果个变小、果肉变脆，很有可能是‘乔纳金苹果的脆肉芽变株。为了进一步明确变异的真伪，本研究从表型及分子两个层面对该变株进行了鉴定，现将研究结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2008～2012年在山东农业大学作物生物学国家重点实验室进行。试材为采自山东省聊城市南郊郑管屯村苹果园的‘乔纳金及其脆肉变株成熟果实。试验树立地条件一致，常规管理，生长结果正常。每个品种采果型端正、成熟度一致、无病虫害及机械损伤的30个果实及30片叶片，带回实验室进行各项指标的测定。

1.2 方法

1.2.1 果肉硬度与脆度及果实与叶片形态指标的测定果实硬度和脆度采用马庆华等（2011）[6]的方法，用英国Stable Micro Systems公司生产的TA.XT plus质构仪，采用P/2n针状探头（直径2 mm），测前速度2 mm/s，贯入速度1 mm/s，测后速度5 mm/s，穿刺深度为8 mm，最小感知力为10 g。每次测定随机取5个果实，在阴阳两面测定；果实重量用百分之一天平测量，果实、叶片纵横径利用游标卡尺测量，测量10个样品作为重复。

1.2.2 果实香气成分测定分别取‘乔纳金及其变株异成熟果实，洗净切碎后准确称取40 g放入100 ml锥形瓶中，加入内标物3-壬酮（0.4 g/L） 5 μl，加盖封口后放在50℃磁力搅拌加热板上平衡10 min。将纤维萃取头插入250℃的GC进样口老化20 min后插入已平衡好的样品瓶中萃取35 min，然后插入GC进样口，230℃解吸2 min，进行GC-MS 检测。

气相色谱—质谱分析条件：参照陈美霞等（2005）[7]的方法并略做修改，利用Shimadzu GC/MS-QP2010气相色谱-质谱联用仪。色谱条件：色谱柱Rtx-1MS柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；进样口温度200℃；柱温：初始温度35℃保持2 min，以6℃/min升至120℃保持1 min，然后以10℃/min升至180℃后以20℃/min升至230℃保持5 min。质谱条件：载气为He，流量1.03 ml/min，电离方式EI，电子能量70 eV。离子源温度200℃，扫描质量范围：45～450 amu。进样：不分流进样。

定性方法：得到GC/MS分析总离子流图（TIC）后，经计算机检索同时与NIST05质谱库相匹配，并结合人工图谱解及资料分析，确认香味物质的各种化学成分。定量方法：按峰面积归一化法求得各成分的相对质量百分含量，并选择3-壬酮为内标进行定量。

1.2.3 AFLP分子标记鉴定采用CTAB法提取‘乔纳金及其脆肉变株等29个苹果品种（系）基因组DNA，荧光AFLP扩增采用苑兆和等（2009）[8]方法在北京鼎国生物技术有限责任公司进行，其中选择性扩增引物MseⅠ为FAM荧光标记引物，用 SHAN程序中的 UPGMA方法进行聚类分析，并通过 Tree plot模块生成聚类图。

2 结果与分析

2.1 ‘乔纳金苹果及其脆肉变株果实与叶片指标的比较

‘乔纳金苹果与其脆肉变株的果实和叶片形态基本一致（图1），果实均为扁圆形，叶片均为阔卵形，但脆肉变株的平均单果重仅是‘乔纳金苹果的83.4%，果实硬度与脆度分别是‘乔纳金苹果的1.5倍和1.2倍（表1），表明脆肉变株的果实变小，脆度和硬度变大。

2.2 ‘乔纳金苹果及其脆肉变株果实香气成分的比较

从‘乔纳金苹果及其脆肉变株成熟果实中分别检测到21种和18种香气成分，香气成分种类总数基本一致，但‘乔纳金苹果酯类成分较多，且含量较高，而脆肉变株醇类和醛类成分较多，且含量较高（表2）。

3 讨论

本试验结果表明，脆肉变株与‘乔纳金果实、叶片形态基本一致，但脆肉变株具有果实变小、硬度及脆度变大的特点；AFLP分子标记将两者聚为一类，表明，该脆肉变株就是‘乔纳金苹果的脆肉芽变株。田长平等（2010）[9]研究发现，1-MCP处理有效抑制了黄金梨贮藏期间醛类、醇类总量的下降以及酯类总量的增加，从而维持较好的贮藏品质，可见，香气物质组成及含量不仅是果实品质性状评价的指标之一，也是果实耐贮性评价的重要参数。‘乔纳金脆肉变株醇类和醛类成分多、含量高的特点可能是导致其硬度及脆度变大的原因，其机理有待进一步研究。

聚类系数

注：C1～C14及C22～23是‘富士及其芽变系，C15～C18是‘红将军及其芽变，C19～C21是‘烟红蜜及其芽变系，C24～C25是‘国光及其芽变系，C26～C27是乔纳金及其芽变系，C28～C29是‘嘎啦及其芽变系。

图2 29个苹果品种（系）的 AFLP聚类图

参考文献：

[1]

刘晓静，冯守千，陈学森，等.‘国光苹果及其红色芽变花青苷合成与相关酶活性的研究[J].园艺学报，2009，36（9）：1249-1254.

[2] 宋杨，张艳敏，陈学森，等.苹果光敏色素作用因子基因PIF的克隆和分析[J].园艺学报，2012，39（4）：743-748.

[3] 宋杨，张艳敏，陈学森，等.短枝型苹果MdRGL基因的克隆及原核表达分析[J].中国农业科学，2012，45（7）：1347-1354.

[4] 宋杨，张艳敏，陈学森，等.GA含量与其合成酶基因在‘长富2号苹果及其短枝型芽变品种之间的比较分析[J].中国农业科学，2012，45（13）：2668-2675.

[5] 王传增，张艳敏，陈学森，等.苹果香气SPME-GC/MS萃取条件优化[J].山东农业科学，2012，44（7）：116-120.

[6] 马庆华，王贵禧，梁丽松.质构仪穿刺试验检测冬枣质地品质方法的建立[J].中国农业科学，2011，44（6）：1210-1217 .

[7] 陈美霞，陈学森.杏果实不同发育阶段的香味组分及其变化[J].中国农业科学，2005，38（6）：1244-1249.