“砀山酥梨”与“苹果梨”杂交后代果实性状遗传趋势研究

刘 娟,郭凯丽,杨 盛

(1 山西农业大学园艺学院,山西太谷,030801;2 山西农业大学果树研究所/果树种质创制与利用山西省重点实验室,太原,030031)

梨(Pyrusspp),属蔷薇科(Rosaceae Juss)梨属(Pyrus)植物,是世界范围内种植较多的一种落叶果树,在全球范围内比较受大家欢迎,在我国也有悠久的栽培历史[1]。杂交育种是针对期望的育种目标获得具有双亲优良特性新品种的一种最有效的育种方法,但由于梨树童期较长,给育种工作带来了很大的困难[2]。

杂交育种是否能够达到预期效果,亲本的选择至关重要[3-4]。亲本的某些性状能否遗传及其遗传能力的强弱,常因不同的品种、组合而异。“砀山酥梨”果形端正,口感酥脆清爽,水份足,甜度大,拥有很高的营养价值和经济效益,是我国的优良梨品种[5]。为了传承“砀山酥梨”品质优势,不断总结育种经验,加快育种进程,提高果树育种的研究水平,本研究对“砀山酥梨”与“苹果梨”杂交后代群体果实性状进行测定,对其杂交后代群体的性状遗传规律进行了初步研究。

1 材料与方法

1.1 试验材料试验材料是山西农业大学果树研究所以“砀山酥梨”为母本、“苹果梨”为父本杂交所得的后代群体,试验对已结果的207株杂交后代果实性状进行评价。本试验共采用5年的数据。

1.2 试验方法待亲本和后代的果实成熟后,每个单株随机选取10个果实,分别统计单果质量、果实横径、果实纵径、果柄、可溶性固形物含量、果心大小、果皮色泽、萼片宿存情况等主要指标,并计算果形指数。单果质量用百分之一天平测定,果实纵、横径用游标卡尺测量。从果实中部横切,用游标卡尺测量果心,计算果心大小。可溶性固形物含量用数字式折射仪(PAL-5,日本ATAGO公司)测定。计算公式如下,F代表后代平均值,MP代表亲中值,S代表标准差。果形指数=果实纵径/果实横径。果心大小=果心横径/果实横径。标准差 S = √((∑ (X-X)2)/(n-1))。变异系数 C. V. =S/F×100% 。遗传传递力 Ta =F/MP×100% 。优势率 H = (F-MP)/MP× 100%。

1.3 数据分析用Excel 2010统计每个性状的调查数据,使用软件SPSS 22分析数据,软件Origin 2018绘制直方图、正态分布图和柱状图,观察每个性状的分布规律。

2 结果与分析

2.1 杂交后代单果质量分布规律砀山酥梨”ד苹果梨”杂交后代果实性状频数分布见图1。由图1A可知,杂交后代单果质量在100～120 g区间分布最多,有43株,占总数的20.77%;其次是120～140 g,共有37株,占总数的17.87%;在140～160 g区间的共有34株,占总数的16.43%;在80～100 g区间的有28株,占总数的13.56%。由此可知,杂交后代单果质量在80～100 g和120～160 g为主要集中分布区,共有99株,为总数的47.86%。

图1 “砀山酥梨”ד苹果梨”杂交后代果实性状频数分布

“砀山酥梨”ד苹果梨”杂交后代单果质量的遗传变异见表1。可见,杂交后代平均单果质量小于亲本,变异系数为30.56%,遗传传递力为60.42%,超低亲率为92.24%。杂交后代单果质量普遍低于亲本。

表1 “砀山酥梨”ד苹果梨”杂交后代单果质量的遗传变异

2.2 杂交后代果形指数分布规律由图1B可知,杂交后代果形指数在0.94～0.97区间分布最多,有39株,占总数的18.84%;然后是0.88～0.91区间,共有35株,占总数的16.91%;在区间0.91～0.94有32株,占总数的15.46%;0.85～0.88的有24株,占总数的111.59%;0.82～0.85的有17株,占总数的8.21%;0.97～1.00的有14株,占总数的6.76%;1.00～1.03的有12株,占总数的5.80%;0.79～0.82有11株,占总数的5.31%。杂交后代果形指数在0.82～0.97为集中分布区,共有147株,占总数的71.01%。

2.3 杂交后代果心分布规律

由图1C可以看出,杂交后代果心大小在0.32～0.34区间分布最多,有38株,占总数的18.36%;在0.34～0.36区间,有32株,占总数的15.46%;在0.28～0.3区间有28株,占总数的13.53%;在0.3～0.32区间的有26株,占总数的12.56%;在0.36～0.38区间的有25株,占总数的12.08%;在0.26～0.28区间的有21株,占总数的10.14%。杂交后代果心在0.26～0.32和0.34～0.38为集中分布区,共132株,占总数的63.77%。

2.4 杂交后代可溶性固形物含量分布规律由图1D可知,杂交后代可溶性固形物含量在13.0%～13.5%区间分布最多,共有35株,占总数的16.91%;在13.5%～14.0%和14.0%～14.5%区间的分别各有30株,各占总数的14.5%;在14.5%～15.0%区间的有25株,占总数的12.08%;在12.5%～13.0%区间的有23株,占总数的11.11%;在15.0%～15.5%区间的有21株,占总数的10.14%。杂交后代可溶性固形物含量在12.5%～13.0%和13.5%～15.5%为集中分布区,共有129株,占总数的62.32%。

“砀山酥梨”ד苹果梨”杂交后代可溶性固形物含量的遗传变异见表2。可见,杂交后代可溶性固形物含量高于亲本,变异系数为9.22%,遗传力为113.42%,超高亲率为88.41%。说明以“砀山酥梨”和“苹果梨”为亲本时,后代可溶性固形物含量较高。

表2 “砀山酥梨”ד苹果梨”杂交后代可溶性固形物含量的遗传变异

2.5 杂交后代果皮色泽分布规律杂交后代果皮色泽为黄色的数量最多,为132株,占总数的63.77%;果皮色泽为黄色并且果面带有红晕的有38株,占总数的18.36%;果皮色泽为黄白色的有8株,占总数的3.9%;果皮色泽为黄白色并且果面带有红晕的有2株,占总数的0.97%;果皮色泽为黄绿色的有19株,占总数的9.18%;果皮色泽为黄绿色并且果面带有红晕的有8株,占总数的3.86%。杂交后代中果皮色泽为黄色的最多,黄白色并且果面有红晕的最少(见图2左)。

注:果皮色泽1为黄色,2为黄色果面有红晕,3为黄白色,4为黄白色果面有红晕,5为黄绿色,6为黄绿色果面有红晕。不同小写字母表示差异显著(p<0.05)。

2.6 杂交后代果柄分布规律杂交后代果柄木质化的数量最多,共有151株,占总数的72.95%;果柄半木质化的有3株,占总数的1.45%;果柄肉质的有11株,占总数的5.31%;果柄木质化并且基部膨大的有42株,占总数的20.29%。杂交后代中果柄木质化的数量最多,半木质化的最少(见图2中)。

2.7 杂交后代脱萼率分布规律杂交后代果实脱萼的数量为80株,脱萼率为38.65%;萼片宿存的有112株,占总数的54.11%;萼片残存的有15株,占总数的7.24%。由此可知,杂交后代果实萼片宿存的最高,果实萼片残存的最少(见图2右)。

3 结论与讨论

梨果实的单果质量和果形是衡量果实经济性状的重要指标,属于多基因控制的数量性状遗传[6-7]。在本试验中,杂交后代单果质量在100～120 g区间分布最多。单果质量总体呈正态分布趋势,表现出数量遗传的特点,但后代单果质量普遍较小,这与李俊才[8]、魏闻东[9]、王宇霖[10]等的结果相同。果形指数在0.82～0.97为集中分布区,共有147株,占总数的71.01%。杂交后代的果形与父本“苹果梨”相近。梨果实的果心大小直接影响可食用果肉的多少。果心大小是以梨果心横径与果实的横径的比值,小于1/3是小果心,大于1/2是大果心,1/3～1/2是中果心[11]。亲本果心大小影响着杂交后代果心大小,后代变异较大。杂交后代果心在0.26～0.32和0.34～0.38为集中分布区,共132株,占总数的63.77%。杂交后代大部分是小果心和中果心,说明这一杂交组合具备选择小果心品种的条件,有一定的杂交优势。可溶性固形物含量是梨果实的重要经济性状,一般为多基因控制的数量性状[12-13]。在本研究中杂交后代可溶性固形物含量在12.5～13和13.5～15.5为集中分布区,共有129株,占总数的62.32%。后代可溶性固形物含量大部分高于亲本,总体呈正态分布趋势,呈现数量遗传特征,这与前人研究结果一致[14]。

在本研究中杂交后代果皮色泽为黄色的数量最多,为132株,占总数的63.77%,这可能与亲本的遗传有关,在“砀山酥梨”作为母本时易于将果皮色泽遗传给后代。以往研究认为,在梨果色泽的遗传上,黄色对绿色呈显性,其在杂交后代中的比重为60%～70%,这与该研究的结果相符[6]。后代中有23.19%的果实果面带有红晕,这可能是由于父本“苹果梨”的遗传。杂交后代果柄木质化的数量最多,共有151株,占总数的72.95%,半木质化最少,有20.29%的果柄基部膨大。根据梨果实成熟时萼片的宿存或脱落情况可分为宿萼果和脱萼果,宿萼果与脱萼果的果实品质存在差异[15-17]。本试验中脱萼率为38.65%,宿萼的有112株,占总数的54.11%,后代果实脱萼率较低。