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20份草莓品种资源表型性状多样性分析

2024-07-20慈志娟苏佳明隋秀奇刘聪于文英张今泽顾亮段小娜

山西果树 2024年4期
关键词:表型性状遗传多样性种质资源

收稿日期:2024-03-07中文收稿日期

基金项目:山东省科技型中小企业创新能力提升工程项目(2023TSGC0882)

第一作者简介:慈志娟(1980-),女,高级农艺师,主要从事果树育种与栽培技术研究。E-mail:zhijuanci111@126.com

*通信作者:段小娜(1973-),女,高级农艺师,主要从事果树栽培育种技术研究。E-mail:dxn1028@163.com

摘" 要:【目的】对烟台地区草莓种质资源的表型性状进行综合评价,为烟台草莓的资源评价和品种选育提供理论依据。【方法】以烟台市阳光秀农业科技有限公司草莓种质资源圃20份烟台草莓品种(资源)为试验材料,对其叶、花、果实等的表型性状多样性进行研究。【结果】20份草莓种质资源的35个描述型性状中,叶柄颜色、花色、花序着生状态、花性、宿萼颜色5个性状无变异;叶面状态、风味、果形、叶片质地、花瓣形状、髓心颜色、种子着生状态、果肉质地、植株姿态9个性状的遗传多样性指数均大于1。【结论】20份草莓种质资源的9个性状改良潜力大,可作为选育优良品种的基础。

关键词:草莓;种质资源;遗传多样性;表型性状

文章编号:2096-8108(2024)04-0025-05" 中图分类号:S668.4中图分类号" 文献标识码:A文献标志码

Diversity Analysis of Phenotypic Traits in 20 Strawberry Cultivars (Resources)

CI" Zhijuan1,SU" Jiaming1,SUI" Xiuqi2,LIU" Cong2,YU" Wenying2,ZHANG" Jinze2,GU" Liang1,DUAN" Xiaona1*

(1.Yantai Agricultural Science Research Institute,Yantai Shandong 265599,China;

2.Yantai Sunshine Show Agricultural Technology Co., Ltd., Yantai Shandong 264600,China)

Abstract:【Objective】 The aim was to comprehensively evaluate the phenotypic traits of the strawberry germplasm resources in Yantai area, and provide important theoretical basis for the resource evaluation and variety selection of Yantai strawberries. 【Methods】 The diversities of phenotypic traits such as leaves, flowers, and fruits of 20 strawberry cultivars (resources) from Strawberry Germplasm Resources Nursery inYantai Sunshine Show Agricultural Technology Co., Ltd. were studied . 【 Results】 Among the 35 descriptive traits of 20 strawberry cultivars, there was no variation in 5 traits: petiole color, flower color, inflorescence growth status, floral characteristics, and calyx color. The genetic diversity index of 9 traits, including leaf condition, flavor, fruit shape, leaf texture, petal shape, pith color, seed growth status, flesh texture, and plant posture, is greater than 1. 【Conclusion】 The 9 traits of the materials tested in this experiment have great potential for improvement and can serve as the basis for breeding excellent cultivars.

Keywords:strawberry; germplasm resource; genetic diversity; phenotypic trait

草莓为蔷薇科(Rosaceae)草莓属(Fragaria)草本植物,果实风味独特,色泽艳丽,富含蛋白质、维生素C、钾、镁等营养元素和矿物质,被称作“水果皇后”[1-2]。草莓的经济价值也很高,不仅可以鲜食,还可以加工成脆片、草莓酱、草莓果脯等。山东省烟台市种植草莓历史悠久,随着当地政府对草莓种植业重视程度加大,近年来烟台地区草莓种植面积逐步扩大,发展十分迅速,草莓产业的发展成功带动了当地果农增收致富。但是烟台地区草莓产业在发展过程中也存在着一定的问题,其中最主要的是缺乏有特色的优良栽培品种。因此,对烟台地区草莓种质资源进行综合评价,对烟台地区选育优新草莓品种,改善现有的草莓种植结构,以及对本地区草莓收集、保存、评价和利用都具有重要意义。

植物表型性状包括形态学、生育期、产量、品质和抗性等很多方面,表型性状多样性的研究指标和研究内容可以体现种质资源的多样性,表型多样性是植物对环境变化的适应和遗传变异规律共同作用的结果[3-4]。本研究以 20份烟台草莓品种资源为试验材料,对其叶、花、果实等的表型性状多样性进行研究,为烟台草莓资源的评价和品种选育提供重要的理论依据。

1" 材料与方法

1.1" 试验材料

试验于2021年12月至2024年1月在烟台市阳光秀农业科技有限公司草莓种质资源圃进行,资源圃温室东西走向,采用三层A型槽架立体基质栽培,栽培管理条件一致。供试草莓品种资源名称见表1。

1.2" 试验方法

参照赵密珍[5]的《草莓种质资源描述规范和数据标准》的相关标准,并结合种质资源圃里草莓的实际情况,选取植株姿态、叶面状态、叶柄颜色、叶片颜色、叶片形状、叶片质地、叶柄绒毛着生方向、叶片边缘锯齿、托叶颜色、耳叶、小叶数、花色、花序高低、花序着生状态、花瓣相对位置、雄蕊高低、花性、花瓣形状、果形、果面状态、果面光泽、果面颜色、果尖着色、" 种子颜色、种子密度、种子着生状态、果肉颜色、髓心颜色、髓心大小、髓心空洞、香气、果肉质地、风味、宿萼颜色、萼心凹凸程度35个表型性状进行观测。

1.3" 数据分析

采用 Excel 2010软件、SPSS 19软件进行数据处理。遗传多样性指数参照姚小华等[6]的方法进行计算,H′ =-∑Pi ln(Pi)。

2" 结果与分析

2.1" 叶片、植株描述型性状分布频率及多样性

20份草莓资源的 11个叶片表型性状调查结果显示,叶柄颜色无变异,其余 10个性状呈现不同程度的表型多态性。各性状平均变异类型数为2.73个,其中叶面状态的变异类型最多,有5个。由频率分布图1可以看出,植株姿态以中间为主,占45.0%;其次为直立,占40.0%;开张的为15.0%。叶片状态以边向下为主,占55.0%;平、平而尖向下的频率分布相同,均为15.0%;匙状的分布频率为10.0%;边向上分布频率为5.0%。叶片颜色以绿色为主,占65.0%,深绿色占35.0%。叶片形状主要是倒卵圆形,占70.0%;圆形、椭圆形、卵圆形所占比重依次为15.0%、10.0%和5.0%。叶片质地频率分布依次为革质粗糙gt;革质平滑gt;柔软。叶柄绒毛着生方向以直立为主,占95.0%,其次为斜生。叶片边缘锯齿以钝为主,占85.0%。托叶颜色有深红、浅红和浅绿,以深红为主,占50.0%,浅红的占45.0%。耳叶兼有类型的占75.0%,无和平展分别占15.0%和10.0%。小叶数多为3个,占95.0%;3/5的少,占5.0%。10个性状之间的遗传多样性指数变化范围为0.20~1.28。其中叶面状态的多样性指数最大,为1.28;叶柄绒毛着生方向、小叶数的多样性指数最小,0.20;各性状遗传多样性指数排序依次为叶面状态>叶片质地>植株姿态>叶片形状>托叶颜色>耳叶>叶片颜色>叶片边缘锯齿>叶柄绒毛着生方向=小叶数。

2.2" 花描述型性状分布频率及多样性

20份草莓资源的7个花的表型性状中花色、花序着生状态、花性无变异。20份草莓资源的花均为白色、两性花,花序斜生。由图1可以看出,75.0%的花序低于叶面,20.0%的花序平于叶面,5.0%的花序高于叶面。花瓣多相接,重叠、相离的较少。65.0%的雄蕊低于雌蕊,仅有10.0%雄蕊高于雌蕊。花瓣形状的分布频率为扁圆形gt;扇形gt;圆形。7个性状之间的遗传多样性指数变化范围0.69~1.05。其中花瓣形状的遗传多样性指数最大,为1.05;花序高低的多样性指数最小,为0.69。花序高低、花瓣相对位置、雄蕊高低、花瓣形状分别有3个变异类型,遗传多样性指数排序依次为花瓣形状>花瓣相对位置>雄蕊高低>花序高低。

2.3" 果实描述型性状分布频率及多样性

20个草莓资源的17个果实描述型性状中宿萼颜色均为黄绿色(见图1)。草莓果形圆锥形和短圆锥形的分布频率相同,其次为长圆锥形。90.0%的果实果面平整,10%的沟浅少。果面色泽包括弱、中、强,中占比最高(55.0%),光泽弱的仅为5.0%。果面颜色分布频率由大到小依次为红(35.0%)、白、深红、橙红、紫红。果实果尖易着色,种子颜色主要类型为兼有(65.0%),其次为黄绿色,黄色、红色较少。种子分布有中、密,以密为主(60.0%)。种子着生状态有凹、微凹、平、微凸,凹占比最高(35.0%)。果肉颜色和髓心颜色变异类型相同,均包括白、橙黄、橙红、红和深红,果肉颜色以橙红色为主(30.0%),髓心颜色主要为白色(45.0%)。65.0%的果实髓心中等大小,35.0%的果实髓心小。髓心空洞有无、小和中,绝大多数测试品种无髓心空洞(70.0%)。香气包括淡和浓,55.0%的香气淡。果肉质地按分布频率由高到低依次为韧gt;松gt;脆=绵。风味有甜酸、甜酸适中、酸甜和甜,口感以甜酸适中为主,占45.0%。大部分草莓萼心凹(50.0%)。20份草莓资源的 17个果实表型性状调查结果显示,除宿萼颜色无变异,其余 16个性状呈现不同程度的表型多态性。各性状平均变异类型数为3.24个,其中果面颜色、果肉颜色、髓心颜色的变异类型最多,有5个。29.4%的性状变异类型为3个。果实性状之间的遗传多样性指数变化范围为0.33~1.23。其中风味的多样性指数最大,为1.23;果面状态的多样性指数最小,为0.33。各性状遗传多样性指数排序依次为风味>果形>髓心颜色>种子着生状态>果肉质地>果面颜色=萼心凹凸程度>果肉颜色>果面光泽>髓心空洞>果尖着色>种子颜色>香气>种子密度>髓心大小>果面状态。

3" 讨论与结论

遗传多样性是生物保持和发展的基础,是生物多样性的基础和核心[7]。植株表型性状是植物性状特征的外在体现,具有直观、便于调查等特点,通过观察表型性状丰富与否,可以推断种质资源改良前景[8]。月琴等[9]研究认为,对不同表型性状间的遗传多样性进行评价分析,可以提高种质资源的利用效率。王治会、范惠冬等[10-11]研究指出,遗传多样性指数大小与该性状的遗传基础范围、遗传多样性丰富程度有关。本试验中20个草莓品种资源35个描述型性状中叶柄颜色、花色、花序着生状态、花性、宿萼颜色5个性状无变异。其他性状遗传变异指数从大到小依次为叶面状态gt;风味gt;果形gt;叶片质地gt;花瓣形状gt;髓心颜色gt;种子着生状态gt;果肉质地gt;植株姿态gt;果面颜色=萼心凹凸程度gt;果肉颜色gt;叶片形状gt;花瓣相对位置gt;雄蕊高低gt;托叶颜色gt;果面光泽gt;髓心空洞gt;果尖着色gt;耳叶gt;种子颜色gt;香气gt;花序高低gt;种子密度gt;髓心大小=叶片颜色gt;叶片边缘锯齿gt;果面状态gt;叶柄绒毛着生方向gt;小叶数。叶面状态、风味、果形、叶片质地、花瓣形状、髓心颜色、种子着生状态、果肉质地、植株姿态等9个性状的遗传多样性指数均大于1。范惠冬等[11]研究指出H′数值≥1.000,说明遗传多样性较丰富,深入挖掘的价值较大。所以,本试验供试材料的9个性状改良潜力大,可作为选育优良品种的基础。

中文致谢

参考文献

[1]" 潘少香, 刘雪梅, 郑晓冬, 等. 基于质构分析的鲜食草莓质地感官品质综合评价[J]. 食品科技, 2023, 48(8): 37-43.

[2]" 唐歆玥, 曹叶婷, 邓明益, 等. 柠檬醛对草莓贮藏期间品质和抗氧化能力的影响[J]. 食品安全质量检测学报,2024,15(2):131-140.

[3] "芮文婧,王晓敏,张倩男,等.番茄353份种质资源表型性状遗传多样性分析[J]. 园艺学报,2018,45(3):561-570.

[4]" 孙亚东,梁燕,吴江敏,等.番茄种质资源的遗传多样性和聚类分析[J].西北农业学报,2009,18(5):297-301.

[5]" 赵密珍.草莓种质资源描述规范和数据标准[M].北京:中国农业出版社,2006.

[6]" 姚小华,黄勇,任华东,等.小果油茶不同居群叶表型性状频率分布及多样性指数分析[J].西南林业大学学报,2014,34(5):47-52.

[7]" 王晓鸣,邱丽娟,景蕊莲,等.作物种质资源表型性状鉴定评价、现状与趋势[J]. 植物遗传资源学报,2022,23(1) : 12-20.

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[9]" 月琴,方荣,陈学军,等.茄子种质资源表型性状分析与遗传多样性评价[J].热带作物学报,2021,42(7): 1896-1904.

[10]" 王治会,彭华,江新凤,等.江西茶树种质资源芽叶表型多样性分析[J].江苏农业科学,2020,48(1) : 134-138,142.

[11]" 范惠冬,郑士金,郑建超,等.74份大果番茄种质资源表型性状遗传多样性分析及综合评价[J].江苏农业科学,2023,51(15):121-129.

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