高丛蓝莓自然杂交优良品系筛选

赵丽娜，徐国辉，吕杰凯，高雄梅,，王贺新*，王丽金，侯义龙，刘国玲，胡春丹

（1.大连大学生命科学与技术学院，辽宁大连 116622；2.大连大学现代农业研究院，辽宁大连 116622；3.大连森茂现代农业有限公司，辽宁大连 116112；4.北京工商大学食品学院，北京 100048；5.哈尔滨师范大学图书馆，哈尔滨 150080）

高丛蓝莓自然杂交优良品系筛选

赵丽娜1，徐国辉2，吕杰凯1，高雄梅2,3，王贺新2*，王丽金4，侯义龙1，刘国玲3，胡春丹5

（1.大连大学生命科学与技术学院，辽宁大连 116622；2.大连大学现代农业研究院，辽宁大连 116622；3.大连森茂现代农业有限公司，辽宁大连 116112；4.北京工商大学食品学院，北京 100048；5.哈尔滨师范大学图书馆，哈尔滨 150080）

研究采用多品种混合自然杂交快速育种方式，通过植株长势和果实品质等特征初选10个北高丛蓝莓自然杂交品系（SMN-72、SMN-86、SMN-234、SMN-291、SMN-339、SMN-350、SMN-351、SMN-460、SMN-461、SMN-470），进一步通过模糊数学多因素综合评价法分析供试杂交品系单果重、果硬度、含糖量、含酸量等10个果实性状指标。结果表明，杂交品系SMN-72、SMN-86、SMN-291、SMN-350和SMN-351评判值较高（＞0.55），不仅果实品质优良，耐贮藏，可长途运输，综合性状表现良好，可作为优良品种推出；SMN-234、SMN-339、SMN-460和SMN-461评判值中等（0.35～0.55），但某些性状表现良好，可作为备用优良种质资源；SMN-470评判值偏低，果实小而软，内含物较少，综合性状表现差，可以淘汰。综上所述，试验选出5个优良杂交品系，可为其申报新品种奠定前期基础。

蓝莓；杂交育种；优良品系；筛选

蓝莓为杜鹃花科（Ericaceae）越橘属（Vaccinium spp.）植物，小浆果类果树代表[1]。其果实内含有花青苷等抗氧化物质，具有特殊营养、保健与医用价值[2]。蓝莓果实中的花青苷Dp（飞燕草素）可被血管内皮细胞吸收，避免内皮细胞氧化损伤，Cy（矢车菊素）可通过多种途径改善人体细胞内脂代谢紊乱，Mv（锦葵素）具有软化血管和促进头发生长等功能[3]。另外果实中的黄酮醇（如槲皮素、山柰酚、杨梅酮）和白藜芦醇等酚类物质，具有强抗氧化、抗癌等作用[4-7]。多酚类化合物为促进健康的次生代谢物，天然酚类化合物已应用于心血管疾病、癌症、眼保健和延缓衰老等方面[8-12]。

蓝莓开发研究在美国已有100多年历史，相关研究较深入。我国蓝莓引进历史较短，目前研究也主要集中在资源调查、栽培生产、结果习性、生长环境分析以及生态等方面，蓝莓新品种选育方面研究较少[13]。我国现阶段栽培蓝莓品种主要引种于美国，其中大多数是几十年前推出品种，目前很多已被淘汰。近年来，以美国为主的北美、欧洲及新西兰等国家加大蓝莓育种力度，不断推出极具产业竞争力的新品种，但这些新品种几乎全部申请知识产权保护，正常途径很难引进。开发具有我国自主知识产权蓝莓新品种，有利于提高我国蓝莓产业国际市场竞争力。蓝莓新品种选育方法多样，多品种混合自然杂交方式更便利、快捷，杂交后代表型具有多样性，更符合自然规律。

本研究以前期积累的北高丛蓝莓自然杂交品系为材料，在树势、果实品质等特征选择基础上，利用模糊数学综合评价法综合分析初选品系形态学和果实品质特征，进一步精选出优良蓝莓自然杂交品系，为开发具有我国自主知识产权蓝莓新品种及选育优良蓝莓育种材料奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料由前期多品种混合自然杂交快速育种方式获得，利用长势和果实品质等特征初选10个7年生、生长环境相同品系。由大连森茂现代农业有限公司蓝莓育种基地提供。

1.2 方法

1.2.1 高丛蓝莓自然杂交优良品系植株形态学特征鉴定

①高度：采用塔尺测定树木高度；

②叶面积：选取成熟且长势完整叶片采摘扫描，要求每张图像单位像素、宽度和高度等参数一致，应用Image-Pro Plus软件测量分析，获得叶面积相对平均值。每个品种扫描30个叶片。

1.2.2 高丛蓝莓自然杂交优良品系果实品质特征鉴定

待果实成熟时，摘取果实，分为两份，一份用于果实外观品质特征鉴定，另一份-20℃存放，用于果实内在品质鉴定。

①单果重：随机选取20个果实用千分位电子天平称重，计算平均值；

②果硬度：随机选取10个果实，用GY-4硬度计测量，计算平均值；

③果实尺寸：随机选取20个果实扫描，要求每张图像单位像素、宽度和高度等参数一致，应用Image-Pro Plus软件测量分析，获得对应样本果实直径、高度等参数平均值。

④耐贮性：室温条件（25℃）下，根据储存时间分为长（5 d以上）、中（3～5 d）、短（1～2 d）3个等级，分别赋值3、2、1。

⑤果粉：多人观察，根据果粉厚、中等、薄，综合评定，分别赋值3、2、1。

⑥总糖（以葡萄糖计）含量测定：蒽酮比色法[14-15]。

⑦总酸（以柠檬酸计）含量测定：指示剂法[16]。

⑧花青苷和其他类黄酮化合物测定：杂交品系果实花青苷及其他类黄酮含量测定参照Wang等方法[17]。花青苷定性分析采用高效液相色谱-光电二极管阵列检测（High-performance liquid chromatography-photodiode array detector，HPLC-DAD）和高效液相色谱-电喷雾离子化-质谱（HPLC-ESI-M2）方法，花青苷定量测量采用外标半定量法。

1.2.3 高丛蓝莓自然杂交优良品系筛选

利用模糊数学多因素综合评价法[18]，综合评判影响蓝莓杂交品系优良性重要指标，并根据评判结果对杂交品系优劣性排序。设评判指标集O= {o1，o2，...，on}，样本集P={p1，p2，...，pm}，因素权重集Q={q1，q2，…，qn}，各品系性状原始数据经公式标准化处理后，得到综合评判的模糊矩阵A=qijrij，评判结果B等于各品系A值之和。各因素权重，由多位蓝莓育种专家根据蓝莓品系各关键评判指标重要性给予赋值，最终确定。

其中，Oij为第i个样本第j个性状值；

max（Oij）为i个品系中第j个性状最大值；

min（Oij）为i个品系中第j个性状最小值。

2 结果与分析

2.1 蓝莓自然杂交优良品系形态学特征鉴定

本试验考查10个自然杂交品系及母本植株长势，并对植株树高、树冠类型、冠幅等形态特征记录分析。10个品系树势表现优良。树冠类型包括直立、半开张、开张三种类型。10个杂交品系中，6个品系树冠类型与母本相同，分别为SMN-72、SMN-291、SMN-339、SMN-351、SMN-460、SMN-470，其余4个与母本树冠类型不同，其中SMN-86、SMN234、SMN-461树冠为开张型，其母本‘日出’‘蓝丰’‘晚蓝’均是直立型，SMN-350树冠为直立型，其母本‘陶柔’却为半张开型。杂交品系树高相对母本而言，变化不一，有高于母本的，也有低于母本的，例如母本‘爱国者’三个杂交品系，SMN-72（100 cm）和SMN-339（127 cm）平均树高均高于母本，而SMN-291（90 cm）树高却低于母本；大部分品系植株冠幅比母本宽，东西冠幅是37～115 cm，南北冠幅是40～100 cm；10个杂交品系叶片特征与母本相比差异较大（见图1），叶面积变化范围是6.32～13.35 cm2，叶面积最大品系是SMN-86，为12.53 cm2，比其母本‘日出’大3.33 cm2；叶面积最小是SMN-470，为5.52 cm2，和母本‘蓝港’差别较小，为0.22cm2。

图1 10个自然杂交品系及母本叶片Fig.1Leaves of ten hybrid strains and their female plants

2.2 高丛蓝莓自然杂交品系及母本果实品质特征鉴定

2.2.1 果实外观品质鉴定

本研究通过观察发现，蓝莓自然杂交品系及母本果实尺寸、果粉厚度各不相同（见图2、3）。SMN-86、SMN-234、SMN-291、SMN-350果粉较厚，呈亮蓝色；SMN-72、SMN-339、SMN-351、SMN-461、SMN-470果粉相对较薄，果实呈深蓝色；SMN-460果实几乎没有果粉，果实呈蓝紫色，远看其果簇，与葡萄相似。

图2 10个蓝莓杂交品系果实Fig.2Fruits of ten blueberry hybrid strains

图3 10个蓝莓杂交品系及母本果实比较Fig.3Fruits comparison of ten hybrid strains and their female plants

供试杂交品系与其母本果实外观特征比较见表1，结果表明，杂交品系果重和果硬度均优于各自母本，而果实形状则表现不同，有的与母本相似，有的差别明显。

选自栽培品种‘爱国者’3个杂交品系SMN-72，SMN-291，SMN-339平均单果重、最大果重均超出‘爱国者’很多，其中SMN-72最为突出，平均果重为4.49 g，最大果重为6.55 g，几乎是‘爱国者’2倍，SMN-291次之，分别为3.79和4.51g。‘爱国者’果实硬度为3.31 N，属于中硬度，而SMN-72、SMN-291、SMN-339硬度均较大，SMN-72硬度最大（4.11 N）。根据果形指数可知‘爱国者’为近圆形，而SMN-72、SMN-291、SMN-339均为扁圆形。‘爱国者’果粉较厚，耐贮性较好，SMN-72和SMN-339果粉一般，耐贮性较好；SMN-291果粉较厚，耐贮性一般。而选自栽培品种‘日出’的SMN-86平均单果重、最大果重与母本相差较大，最大果重是母本平均果重的1.92倍，果实硬度也较母本大，形状与母本相同，为近圆形，果粉较厚，耐贮性与母本相同。选自栽培品种‘蓝光’的SMN-351虽然果粉、耐贮性及果硬度均与其母本差别较小，但单果重与最大果重均比母本高出1.5倍，特性优良且突出。‘柳叶’是小果型栽培品种，而其杂交后代SMN-460在最大果重及单果重方面表现优秀。其他‘蓝丰’‘蓝港’‘陶柔’‘晚蓝’各自后代SMN-234、SMN-470、SMN-350、SMN-460在单果重及最大果重方面均优于其母本。

表1 10个蓝莓杂交品系及其母本果实外观特征Table 1Morphological characteristics of ten hybrid strains and their female fruits

2.2.2 果实内在品质鉴定

杂交品系及其母本果实中共检测到24种花青苷组分（图4为部分杂交品系花青苷HPLC结果），分属于5类（见表2），Dp（4种）、Cy（4种）、Pt（6种）、Pn（3种）和Mv（7种），以Dp型和Mv型色素为主，二者之和约占总花青苷50.48%～80.35%。整体来看，Pn型色素含量普遍偏低，除‘爱国者’达到总花青苷含量的3.01%，其余品种均小于3%；Cy型和Pt型相对含量相差较小，除‘蓝光’和SMN-351、‘蓝丰’和SMN-234、‘陶柔’和SMN-350的Cy型色素为3.14～5.13外，其余品种Cy型和Pt型均保持在总花青苷的13.46%～29.73%。

2.3 利用模糊数学多因素综合评价法筛选蓝莓优良品系

通过测定和分析，获得蓝莓自然杂交品系各性状原始数据，根据模糊数学多因素综合评价原理，将影响杂交品系10个重要指标（树高、叶面积、总糖含量、总酸含量、类黄酮总含量等）原始数据标准化处理，经矩阵运算得到品系综合评价结果见表4。品系评判值越大，综合性状越好，并按其综合性分值排序。据此，可将供试品系分为3类：

第一类包括SWN-72、SWN-86、SMN-291、SMN-350和SMN-351，评判值在0.55以上，这些品系特点是植株生长旺盛、果实饱满、果形大、果粉厚，颜色亮丽、香味浓郁，含有丰富花青苷等类黄酮化合物，果实硬度较大，耐贮藏，可作为优良品系推广种植。

图4 四个蓝莓杂交品系（SMN-72，86，291，339）花青苷HPLCFig.4Anthocyanin HPLC of four blueberry hybrid strains

表2 10个杂交品系和其母本果实中花青苷相对含量和总花青苷含量Table 2Contents of anthocyanins in fruit of ten hybrid strains and their female plants

表3 10个蓝莓自然杂交品系和其母本果实中其他类黄酮相对含量及总含量Table 3Contents of other flavonoids in female plants and their ten hybrid strains

表4 杂交品系综合评判结果Table 4Comprehensive evaluation results of hybrid strains

续表

第二类包括SMN-234、SMN-339、SMN-460和SMN-461，评判值为0.35～0.55。品系SMN-234耐贮存，果粉厚，甜度差；品系SMN-339果实花青苷等黄酮类化合物相对较低，其余性状相对较好。品系SMN-460和SMN-461糖酸比及类黄酮化合物含量等果实内在品质表现良好，但果实尺寸一般。这些品系单一性状较好，可作为育种材料保留。

第三类SMN-470评判值低于0.35。SMN-470果实尺寸、硬度和类黄酮化合物含量等性状均表现一般，耐贮性较差且内含物较少。因此，此品系不适合推广种植，可淘汰。

3 讨论

蓝莓优良品系筛选由多性状决定。本研究利用模糊数学综合评价方法，可把定性评价转化为定量评价，完成蓝莓优良品系筛选。这种方法首次在蓝莓品系筛选中应用，通过优良杂交品系性状与母本性状对比，发现杂交品系总体性状优于母本，果实品质优良、耐贮藏、适合长途运输，可作为开发蓝莓新品种候选材料或杂交育种材料。该方法适合蓝莓优良品系评价及品种选育。

本研究育种目标是培育大果鲜食型品种，由于蓝莓花青苷素类物质主要存在于果皮中，而果实越大其单位果重果皮表面积和果皮量越少，花青苷含量相对变低[19]。但是，从花青苷素组成来看，选育各品系高于或接近母本，果实所含花青苷质量并未降低。另外，花青苷含量也随栽培环境和果实成熟度变化而异，但花青苷组成一般不受这些因素影响[20]，可作为品种鉴定指标利用。

在蓝莓鲜果市场，大多数消费者喜欢果实大且颜色好品种。而对于种植者，较大果实品种更方便采收[21]。硬度和耐贮性也是蓝莓果实品质研究重要指标，其与果实保存时间及适运性密切相关[22]，特别是出口外销果实对这一性状要求更严格。罗静等研究发现，果实硬度还与果形指数和单果重等指标存在相关性[23]。市售蓝莓单重通常为2 g，本研究供试品系果实单重均大于或接近3 g，大多数果实硬度较大。同时，本研究供试品系糖酸比变化为5.09～79.57，开发应用前景良好。

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Screening of excellent natural hybridization strains of highbush blue-berry/

ZHAO Lina1,XU Guohui2,LV Jiekai1,GAO Xiongmei2,3,WANG Hexin2,WANG Lijin4,HOU Yilong1,LIU Guoling3,HU Chundan5(1.School of Life Science and Technology,Dalian University, Dalian Liaoning 116622,China;2.Institute of Modern Agricultural Research,Dalian University, Dalian Liaoning 116622,China;3.Dalian Senmao Modern Agriculture Co.,Ltd,Dalian Liaoning 116112,China;4.School of Food,Beijing Technology and Business University,Beijing 100048, China;5.Library,Harbin Normal University,Harbin 150080,China)

In this study,by the way of rapid breeding of mixing multi varieties with natural hybridization,ten natural hybridization strains of northern highbush blueberry were selected through the character of plant growth and fruit quality(SMN-72,SMN-86,SMN-234,SMN-291,SMN-339,SMN-350, SMN-351,SMN-460,SMN-461,SMN-470),then by the methods of multi factor comprehensive evaluation of fuzzy mathematics,ten fruit characters of these strains were evaluated comprehensivelywhich included single fruit weight,fruit hardness,sugar content,acid content,and so on.The results showed that the hybridization strain SMN-72,SMN-86,SMN-291,SMN-350 and SMN-351,had higher value(＞0.55),not only good fruit quality,but also storage,long-distance transportation.SMN-234,SMN-339,SMN-460 and SMN-461 had medium value(0.35-0.55).However,some traits were good and could be used as a good germplasm resource.SMN-470 had low value,its fruit was small,soft and incoherent,and the comprehensive traits was poor and could be eliminated.Above all,we had selected five excellent hybrid strains,these excellent strains will be laid a preliminary basis for application of new varieties.

blueberry;cross-breeding;excellent strains;screening

S663.9

A

1005-9369（2016）11-0017-09

时间2016-12-1 14:47:01[URL]http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20161201.1447.014.html

赵丽娜,徐国辉,吕杰凯,等.高丛蓝莓自然杂交优良品系筛选[J].东北农业大学学报,2016,47(11)：17-25.

Zhao Lina,Xu Guohui,Lv Jiekai,et al.Screening of excellent natural hybridization strains of highbush blueberry[J].Journal of Northeast Agricultural University,2016,47(11)：17-25.(in Chinese with English abstract)

2016-10-14

大连金州新区科技计划项目（XDNY-NYKJ-2015-001）；大连市高层次人才创新支持计划项目（2015R090）；大连市科技计划项目（2015B11NC083）；辽宁省博士科研启动基金项目（20141120）；辽宁省大学生创新创业训练计划项目（2015068）

赵丽娜（1991-），女，硕士研究生，研究方向为植物遗传育种。E-mail:15942857423@163.com

*通讯作者：王贺新，教授，博士生导师，研究方向为经济林学及果树学。E-mail:wanghexin@dlu.edu.cn