山杏特种质资源的多样性与遗传背景分析

张妍妍　卢慧颖　吕跃东

摘要：  山杏作为一种重要的果树种类，具有广泛的经济和生态价值。本文对山杏特种质资源的多样性进行了论述，分别从特种质资源的遗传多样性、基因型与表型关联分析以及遗传地理学研究等方面探讨了山杏特种质资源的遗传背景，最后，对山杏特种质资源的潜在应用价值进行了分析，有助于推动山杏特种质资源多样性与遗传背景研究的不断深入，进而为山杏品种的不断改良优化提供参考。

关键词：  山杏；  特种质；  多样性；  遗传

中图分类号：   S 662. 2               文献标识码：   A                文章编号：１００1 － 9499（２０24）02 － 0034 － 04

山杏作为一种重要的果树之一，在全球范围内广泛栽培。山杏以其美味的果实和丰富的营养成分而备受消费者喜爱，在食品工业中应用广泛。然而，山杏作为一种农业作物，也受到各种自然和人为因素的威胁，包括病虫害、气候变化、生境破坏等。因此，保护山杏的遗传多样性和深入了解其遗传背景具有十分重要的现实意义。

1 山杏特种质资源的多样性

1. 1 特种质资源的定义和分类

山杏的特种质资源是指在山杏属中具有特殊性状或抗逆性的品种、个体或种质资源。这些资源通常具有与普通山杏不同的生长特点、果实品质、抗病虫害性等特征。特种质资源对山杏的遗传改良和新品种选育至关重要。根据其性状和用途，山杏特种质资源可以分为以下几类：

（1）果实特种质资源。这类资源主要关注山杏果实的品质和特征。包括果实的大小、形状、颜色、口感、香味等特点。一些特种质资源可能具有更高的糖度、更好的口感或更长的货架寿命，这些特点对市场需求具有吸引力。

（2）抗病虫害特种质资源。这些资源表现出对山杏病虫害的抵抗力。山杏常受到真菌病害、昆虫害虫等的侵害，因此具有较强抗性的特种质资源对于减少农药使用和提高产量至关重要。

（3）生长特种质资源。这类资源关注山杏植株的生长特性，包括树高、分枝情况、耐寒性等。一些特种质资源可能在恶劣环境下生长更为健壮，或者具有更高的产量潜力。

（4）野生种质资源。野生山杏树作为山杏的野生近亲，拥有与栽培品种不同的遗传特性。野生种质资源可能具有更好的适应性和抗逆性，因此在山杏遗传改良中具有重要价值。

1. 2 特种质资源的收集和保存

首先，必须进行资源调查，以确定哪些地区或地点拥有特殊性状的山杏树。这需要与当地农民和种植者进行合作，收集有关不同山杏树的信息，如生长环境、果实特征和抗性等。同时，对这些资源进行鉴定，以确保其符合特种质资源的定义和分类。其次，一些特种质资源可能位于山杏的自然分布范围内，需要进行野外收集。在野外收集过程中，要确保不对生态系统造成破坏。采集的样本应该包括树叶、果实和树皮等不同部位，以便进行后续的遗传分析。第三，一旦收集到特种质资源，应该建立遗传资源库进行保存。这可以是一个专门的实验室或冷冻库，用于储存山杏的种子、幼苗、枝條或其他植物组织。保存的过程中需要确保资源的遗传完整性和纯度。第四，在收集和保存特种质资源的同时，必须建立详细的数据记录。这包括有关每个资源的详细信息，如采集地点、采集日期、生长环境、性状描述等。这些信息对于后续的遗传分析和选择非常重要。最后，为了保持资源的活力，必须定期进行资源的繁殖和更新。这可以通过种子繁殖、无性繁殖或组织培养等方法实现。确保资源库中的样本保持新鲜和可用性[ 1 ]。

1. 3 多样性评价方法

（1）形态学特征

通过对山杏植株的形态特征进行详细观察和测量，可以揭示不同品种之间的差异和多样性。这些形态学特征包括但不限于树高、树冠形状、叶片大小和形状、果实大小、果实颜色、果皮纹理等。通过对这些特征的测量和分析，可以建立形态学特征的数据库，用于比较不同山杏品种之间的相似性和差异性。

形态学特征的评价方法通常涉及大规模的野外观察和采集工作，需要专业的研究人员和植物学家。同时，为了提高评价的准确性，通常需要多次观察和测量，以获得可靠的数据。这些数据可以用于制定品种分类和鉴定标准，为山杏特种质资源的多样性研究提供了重要的定量基础。形态学特征评价方法是深入了解山杏特种质资源多样性的有力工具，有助于为遗传改良和新品种选育提供更全面的信息。

（2）分子标记技术

分子标记技术基于山杏植株的遗传信息，能够提供更精细和准确的多样性分析。这种方法利用分子生物学工具来研究山杏不同品种之间的遗传差异和亲缘关系。一种常用的分子标记技术是分子标记标签的DNA分析，例如微卫星标记和随机扩增多态性（RAPD）标记。通过采集山杏不同品种的DNA样本，使用特定的引物或标记探针进行PCR扩增，然后通过凝胶电泳等技术分析扩增产物的差异，可以得出不同品种之间的遗传相似性和差异性。

分子标记技术的优点在于其高度准确性和灵敏性，能够检测到遗传层面的微小变化。这对于山杏特种质资源的多样性研究非常有价值，因为不同品种可能在遗传水平上有相似的形态特征，但在基因组水平上存在差异。分子标记技术还可以用于构建遗传图谱和亲缘关系树，帮助研究人员更好地理解山杏特种质资源之间的遗传联系。

（3）生物学特性

生物学特性侧重于研究山杏植株的生长和生殖特性，以及其对环境的适应能力。通过观察不同山杏品种在不同环境条件下的表现，可以揭示出它们之间的多样性。在生物学特性的评价中，研究者通常关注以下方面：

首先是生长习性，不同山杏品种在生长速度、植株高度、分枝情况等方面存在差异。研究生长习性有助于了解各品种的生长潜力和适应性。其次是生育力和繁殖方式，山杏植株的生育力和繁殖方式各不相同，有些品种更容易繁殖和传播。这对于山杏资源的利用和保护至关重要。再次是抗逆性和抗病性，不同山杏品种对环境胁迫和病害有不同的抵抗能力。研究其抗逆性和抗病性有助于筛选出适应性更强的品种。最后是营养价值，山杏果实的营养成分在不同品种之间存在差异，如果实大小、口感、糖分含量等。评估这些生物学特性有助于选择出口感和营养价值更高的山杏品种。

通过综合研究山杏特种质资源的生物学特性，可以更全面地了解其多样性和潜在应用价值。这些生物学特性的评价将有助于制定更有效的遗传改良和新品种选育策略，以满足市场需求和环境变化的挑战[ 2 ]。

2 山杏特种质资源的遗传背景

2. 1 遗传背景研究方法

（1）DNA测序技术

DNA测序技术通过解码山杏植株的基因组，可以获取关于遗传多样性、基因结构和功能的详细信息。

首先，DNA测序技术允许研究人员获取山杏特种质资源的遗传信息，包括基因组中的DNA序列。通过对不同山杏种群和个体的DNA进行测序，可以识别出单核苷酸多态性（SNPs）和其他遗传变异，这些变异可以用来评估不同种质资源之间的遗传多样性。同时，DNA测序还有助于确定特定基因和基因家族，从而深入了解山杏的基因背景。其次，DNA测序技术还可以用于研究山杏的基因表达和调控。通过转录组测序，可以识别出在不同生长条件下表达的基因，从而揭示山杏植株对逆境的应答机制。这对于抗逆性状的发掘与利用以及生态适应性研究非常重要。最后，DNA测序技术还为山杏的遗传背景研究提供了大规模数据，研究人员可以借助生物信息学方法来分析和解释这些数据，识别与山杏特种质资源相关的关键基因和遗传途径。这有助于深入理解山杏的遗传多样性和遗传背景，为品质改良、新品种选育以及可持续利用提供了重要的科学依据。

（2）基因组学研究

首先，基因组学研究涵盖了山杏特种质资源的整个基因组。这包括了山杏的全部DNA序列，不仅包括编码蛋白质的基因，还包括非编码区域、调控元件以及其他与基因组功能相关的信息。通过对山杏不同种质资源的基因组进行测序和比较，可以识别出各种遗传变异，包括单核苷酸多态性（SNPs）、插入/缺失等，这有助于评估山杏不同种群和个体之间的遗传多样性。其次，基因组学研究还包括对山杏基因的注释和功能分析。这意味着研究人员可以确定山杏基因的具体功能、调控机制以及它们在生长、发育和抗逆应答等方面的作用。通过比较不同山杏种质资源的基因组数据，可以发现特定基因和基因家族的差异，从而为品质改良和新品种选育提供了潜在的目标。最后，基因组学研究还包括了山杏基因组的结构和演化分析。这有助于了解山杏不同种群之间的亲缘关系，揭示它们的演化历史，以及可能导致遗传多样性的分子机制。这些信息对于山杏资源的保护和可持续利用非常重要。

2. 2 特种质资源的遗传多样性

山杏特种质资源的遗传多样性表现在山杏不同种质资源之间以及同一种质资源内的各个个体之间存在着多种遗传差异，涵盖了形态、生理、生态和遗传水平等多个方面。

首先，山杏特种质资源的遗传多样性在形态和生理方面表现出来。不同的山杏品种具有不同的树高、树冠形态、叶片形状、果实大小、果皮颜色等外部特征差异。同时，山杏种质资源还表现出对环境适应能力的差异，例如对干旱、盐碱等逆境条件的不同响应，这反映了其生理和生态特性的多样性。其次，山杏的遗传多样性在遗传水平上得到了广泛的验证。通过分子标记技术和基因组学研究，可以检测到山杏特种质资源之间的遗传差异，例如单核苷酸多态性（SNPs）和简单重复序列（SSRs）等。这些遗传差异反映了山杏不同种群和个体之间的亲缘关系和遗传多样性水平。最后，山杏的遗传多样性对于其生态适应性和抗逆性状的发掘具有重要意义。通过分析遗传多样性，可以筛选出在逆境条件下表现出色的山杏种质资源，这有助于利用这些资源进行抗逆性状的改良和利用，提高山杏的耐逆性和适应性[ 3 ]。

2. 3 基因型与表型关联分析

通过基因型与表型关联分析，可以深入了解不同基因型对山杏植株表现出的不同表型特征的影响，有助于更好地理解山杏的遗传背景。

在进行基因型与表型关联分析时，首先需要选择具有代表性的山杏特种质资源，涵盖了不同的遗传多样性。然后通过分子标记技术，如单核苷酸多态性（SNPs）或简单重复序列（SSRs）等，对这些资源的基因型进行测定。同时，需要详细记录与山杏植株相关的表型特征，包括形态特征（如树高、叶片大小、果实形状等）和生理特征（如抗逆性、生长速度等）。其次，通过统计学和生物信息学方法，可以对基因型与表型之间的关联进行分析。可以包括关联分析、QTL定位（定位数量性状位点）、关联遗传学等方法。通过这些分析，可以确定哪些基因型与特定表型特征相关联，进而识别出能控制这些表型特征的关键基因或遗传标记。最后，基因型与表型关联分析的结果可以为山杏品种改良和选育提供重要的信息。例如，如果发现某一基因型与抗逆性状相关联，可以选择具有这种基因型的山杏种质资源用于育种，以提高新品种的适应性。此外，还可以深入了解山杏的遗传基础，有助于更好地保护和合理利用其遗传资源[ 4 ]。

2. 4 遗传地理学研究

遗传地理学研究用于深入了解山杏特种质资源的遗传背景和遗传多样性的地理分布。通过这项研究，可以探讨不同地理区域内的山杏种质资源之间的遗传联系，以及地理环境对其遗传多样性的影响。

首先，遗传地理学研究需要对不同地理区域内的山杏特种质资源进行采集和鉴定。这意味着在全国范围内收集来自各个地理区域的山杏样本，包括野生和栽培种质资源。这些样本应具有代表性，以确保研究的全面性和可靠性。其次，利用分子标记技术，如DNA测序或分子标记标签，对采集的山杏样本进行遗传分析。这将允许确定不同地理區域内的山杏群体之间的遗传差异和相似性。遗传地理学研究还可以通过构建遗传图谱、聚类分析和主成分分析等方法，绘制山杏特种质资源的遗传地理图，清晰展示了不同地理区域内的遗传关系。最后，在研究中，还需要考虑地理环境因素，如气候、土壤类型和海拔高度等对山杏遗传多样性的影响。这有助于理解山杏特种质资源在不同地理环境下的适应性和生长特征，为山杏的栽培和保护提供了有益信息。

3 特种质资源的潜在应用价值

3. 1 抗逆性状的发掘与利用

山杏作为一种生长在干旱、荒芜地区的植物，具有较强的抗逆性。通过对山杏特种质资源的研究，可以发掘出具有卓越抗旱、耐盐、耐寒等抗逆性状的种质。这些特种质资源可以为农业生产提供宝贵的遗传资源，帮助农作物抵御干旱、盐碱等不利环境条件，提高作物产量和质量。同时，山杏中还包含一些具有药用价值的化合物，如山杏仁中的苦杏仁甙，可用于制备药物和保健品。因此，山杏特种质资源的抗逆性状不仅在农业生产中有潜在应用，还在医药和保健领域具有广阔前景。通过深入研究和利用山杏特种质资源中的抗逆性状，可以为农业和健康产业的可持续发展提供有力支持。

3. 2 品质改良与新品种选育

通过研究山杏特种质资源，可以挖掘具有优质果实品质的种质，包括口感、风味和营养价值方面的改良潜力。这些种质可以用于育种工作，以培育出更具市场竞争力和消费者喜爱的山杏新品种。品质改良的关键是选择和利用具有优质特征的山杏特种质资源，通过杂交育种等方法，将这些特征引入到新品种中。同时，对品质特征的遗传背景和表达机制进行研究，有助于更精确地进行选育工作。新品种的选育需要综合考虑产量、抗病性、适应性等因素，以确保其在不同环境条件下的表现稳定。

3. 3 生态适应性研究

山杏生长分布的地理环境多种多样，不同地区的气候、土壤和生态条件存在显著差异。因此，通过对山杏特种质资源的研究，可以更好地了解不同种质的生态适应性，及其在特定环境条件下的生长和发育表现。生态适应性研究的关键是对特种质资源的野外观察和实地试验，以评估其在不同生态环境中的生长性能、抗逆性和适应性。这有助于确定哪些特种质资源具有优越的生态适应性，可以在特定地区或气候条件下获得更好的生产表现。这也为山杏栽培区域的选择和管理提供了科学依据，有助于提高山杏的生产效益和可持续性。此外，生态适应性研究还可以为山杏的栽培和保护提供重要信息，有助于制定适应性更强的农业实践和生态保护策略。通过深入了解山杏特种质资源的生态适应性，可以更好地应对气候变化和环境压力，确保山杏的生存和繁衍。这一领域的研究对于山杏的生态保育和可持续利用至关重要，有助于推动山杏资源的合理开发和利用[ 5 ]。

4 结 语

总之，山杏特种质资源的多样性与遗传背景分析为山杏遗传改良和保育提供了重要的科学依据。未来的研究可以进一步深入研究山杏的遗传多样性，挖掘更多有价值的资源，并将多样性资源的利用纳入山杏产业的发展战略中。通过不断努力，可以促进山杏产业的繁荣和创新，满足市场和消费者的需求。

参考文献

［1］ 刘志琨，  陈雪峰，  王端，  等.  基于SSR标记的普通杏种质资源遗传多样性分析［J/OL］. 分子植物育种， http：//kns.cnki.net/  kcms2/detail/46.1068.S.20230724.1435.007.html.

［2］ 董胜君.  山杏种质资源遗传多样性及优特种质发掘研究［D］.沈阳： 沈阳农业大学， 2020.

［3］ 刘硕，  刘宁，  章秋平，  等.  中国华北和东北地区杏种质资源遗传多样性分析［J］.  园艺学报， 2019， 46（6）： 1045 - 1056.

［4］ 李光.  山杏种质资源遗传多样性研究方法及现状［J］.  农家参谋， 2018（21）： 57.

［5］ 斯欽毕力格，  包文泉.  用于杏种质资源遗传多样性分析的SSR引物的筛选［J］.  分子植物育种， 2019， 17（5）： 1551 - 1557.