梨石细胞性状特异种质资源筛选

2020-12-30陈启亮杨晓平张靖国胡红菊

湖北农业科学 2020年23期

范净，陈启亮，杨晓平，张靖国，胡红菊

（1.湖北省农业科学院果树茶叶研究所，武汉 430064；2.农业部华中作物有害生物综合治理重点实验室，武汉 430064）

梨是中国第三大栽培果树，栽培历史有3 000多年，中国梨栽培面积、产量和出口量均居世界首位［1］。石细胞是木质素在初生细胞壁上沉积并次生加厚而形成的厚壁组织细胞，梨果实石细胞分化过程具有细胞程序性死亡的特征［2］。石细胞是梨果实特有性状，其含量直接影响梨果实的质地、鲜食口感和加工品质［3］，石细胞的含量还与果实的抗病扩展能力呈正相关［4］。石细胞含量增多是目前栽培梨品质下降的主要原因之一，比如库尔勒香梨生产上出现的粗皮和青头果等现象与石细胞含量增多有着密切的关系［5］，黄金梨果肉硬化的病果石细胞含量明显高于正常果［6］。

中国是梨属植物的起源中心，种质资源丰富多样。本研究在不同梨品种石细胞含量数据分析基础上，筛选出石细胞含量极少和极多的特异资源，以备梨果实品质改良的品种选育、遗传群体构建和木质素合成代谢研究等应用，提高种质资源的利用效率。

1 材料与方法

1.1 材料

853 份不同品种的梨果实取自湖北省农业科学院果树茶叶研究所国家果树种质武昌砂梨圃，梨树为管理水平一致的8～12 年生健壮树。石细胞含量测定在2015—2019 年完成，每个品种从梨树不同方位取成熟果实10 个，采用四分法每份样品取梨果肉90～110 g 于-20 ℃冷冻，每个品种至少3 次重复。

1.2 石细胞含量检测

石细胞含量按聂继云等［7］的方法测定。梨果肉-20 ℃冷冻24 h 后在榨汁机中搅拌成果汁，加水静置倒出上层悬浮物，漂洗4 次，下层石细胞经滤纸过滤收集后置烘箱70 ℃烘3 h，称量干燥石细胞。石细胞含量=称量的石细胞质量（g）/每份样品实际果肉质量（g）×100%。采用Excel 2010 和SPSS 21.0软件对所有数据进行统计分析平均值、最大值、最小值、变异系数和分布频次。

2 结果与分析

2.1 不同梨品种果肉石细胞含量的分布情况

853 份梨果肉中平均石细胞含量为0.043%～4.764%，平均值为0.812%，变异系数为68.72%，中位数0.694%，60.49% 的种质资源石细胞含量集中在0.30%～1.00% 之间。分布图显示853 份梨石细胞含量呈正偏态分布，偏度为1.934（图1）。

图1 梨果肉石细胞含量多样性分布

2.2 石细胞含量极少和极多种质资源

根据853 份梨果肉平均石细胞含量的分布情况及果实质地评价数据，筛选出石细胞含量小于0.1%的种质资源17 份，其中国内选育品种（品系）8 份，国外引入品种8 份，地方品种1 份（表1）。石细胞含量大于2.5% 的种质资源10 份，全部为地方品种，其中来自湖北省3 份，湖南省、四川省和贵州省各有2 份，云南省1 份（表2）。

表1 梨果肉石细胞含量极少资源

3 小结与讨论

木质素是构成石细胞的主要成份，木质素合成代谢的前体是各种酸类物质，石细胞含量与果实酸含量呈正相关［8］。选育工作者培育新品种选择石细胞含量少的资源做亲本有利于培育肉质细嫩、酸含量低的高品质新品种，比如以日本品种幸水为亲本培育的第一代杂交品种丰水、翠冠、多摩、秋荣等优良品种，而以丰水、翠冠等品种为亲本培育具有幸水亲缘关系的第二代杂交品种日光、苏翠1 号、新一、金晶等品种石细胞含量也相对较低。

不同石细胞含量梨种质资源可用于梨果实中木质素代谢调控和果实抗病机理研究中，Xue 等［9］对石细胞含量低和高极端资源基因组重测序发现调控木质素合成相关漆酶（LAC）基因的调控因子miR397a启动子区有4 个SNP（单核苷酸突变）位点与石细胞含量密切相关。赵梅等［4］对101 份梨果实的炭疽病菌和轮纹病菌抗扩展能力评价中发现果肉中石细胞含量与抗扩展能力呈正相关，但是梨果肉木质素含量与抗扩展能力相关性不明显。