1. 引言
杂交育种技术是新品种培育和遗传改良的主要技术手段 [1]。杂种后代各类性状遗传变异越大,目标后代出现的频率也就越高。因此,对果树性状遗传规律的掌握,是杂种实生苗评价筛选和杂交亲本组合选择的理论基础 [2]。葡萄果实相关性状的遗传变异已有研究报道 [3] [4] [5]。鲜食葡萄维多利亚与红地球是宁夏地区的主栽品种,本文对二者杂交后代主要果实性状的遗传变异进行了调查分析,为今后的杂交育种亲本选配提供技术依据。
2. 材料与方法
2.1. 材料
2014年课题组以红地球为母本,维多利亚为父本进行了杂交试验并获得F1代杂交种,种子经沙藏处理后,播种定植于杂种选种圃大拱棚内,株行距1 m × 1.2 m,厂字型篱架,常规管理。
2.2. 方法
F1代杂种苗果实主要形态特征、经济性状、级次分类主要根据《葡萄种质资源描述规范和数据标准》在盛果期进行观测,果实可溶性固形物(Brix%)采用手持测糖仪进行测定,可滴定酸采用酸碱滴定法进行测定。数据处理采用Excel进行处理。变异系数(CV/% (S/
)) = 标准差(S)/后代平均值(
) × 100;遗传传递力% = 后代平均值(
)/亲中值 × 100;优势率% = (后代平均值(
) − 亲中值)/亲中值 × 100。
3. 结果与分析
3.1. 杂交后代果穗主要测量性状变异及遗传倾向分析
由表1中果穗主要测量性状调查数据来看,在进入盛果期的150株F1杂种苗中穗梗长超亲个数比例为24.7%,低于低亲个数比例为30%,其余为45.3%与亲本相当;果穗长超亲个数比例为22%,低于低亲个数比例为39.3%,其余为38.7%与亲本相当;果穗宽超亲个数比例为14.7%,低于低亲个数比例为3.3%,双亲中间个数比例为82%;果穗大小超亲个数比例为24.7%,低于低亲个数比例为10.7%,双亲中间个数比例为64.7%;果穗重超亲个数比例为20%,低于低亲个数比例为5.3%,双亲中间个数比例为74.7%。由表1中变异系数数据可以看出,穗梗长变异系数最小为18.68%、果穗长、果穗宽比较接近22%左右,果穗大小与穗重变异较大为50%左右。从表1中遗传传递力数据来看,穗重遗传传递力值最大为144.55%,其次是果穗长为112.36%,再次是穗梗长为86.04%,果穗宽与果穗大小的遗传传递力最小为50%左右。从优势率数据可以看出,其与遗传传递力基本呈正相关趋势,说明遗传传递力强的性状遗传给后代的能力也更强。
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Table 1. Investigation on main measured characters of ear
表1. 果穗主要测量性状调查
3.2. 杂交后代果粒主要测量性状变异及遗传倾向分析
在自然结果状态下果粒性状F1代杂交苗与亲本比较均有差异。由表2中的调查数据可以看出,果粒重超亲个数比例为45.33%,低于低亲个数比例为32%,双亲中间个数比例为22.67%;果粒纵径超亲个数比例为80.67%,低于低亲个数比例为13.33%,双亲中间个数比例为6%;果粒横径超亲个数比例为7.33%,低于低亲个数比例为38%,双亲中间个数比例为54.67%;果粒大小超亲个数比例为34%,低于低亲个数比例为23.33%,双亲中间个数比例为42.67%;果粒果梗长度超亲个数比例为20%,低于低亲个数比例为22%,双亲中间个数比例为58%,果粒可溶性固形物超亲个数比例为24.67%,低于低亲个数比例为28.67%,双亲中间个数比例为46.67%;果粒含酸量超亲个数比例为22.67%,低于低亲个数比例为26%,双亲中间个数比例为51.33%。从果粒各个性状的变异系数来看,变异系数大小依次为果粒重28.45% > 果粒大小20.84 > 果粒含酸量19.43% > 果粒可溶性固形物15.81% > 果粒果梗长度15.18% > 果粒纵径11.77% > 果粒横径11.73%,其中果粒纵径与果粒横径变异系数差异不大。从表2中遗传传递力数据来看,各果粒性状遗传传递力大小依次排序为果粒纵径 > 果粒重量 > 果粒大小 > 果粒含酸量 > 果粒可溶性固形物 > 果粒果梗长度 > 果粒横径。果粒各主要性状的优势率表现与遗传传递力数据相一致。
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Table 2. Investigation on main measured characters of fruit kernel
表2. 果粒主要测量性状调查
3.3. 杂交后代果穗、果粒主要观测性状变异及遗传倾向分析
果穗、果粒的观测性状主要通过各个性状的级次来计算F1代杂交苗与亲本之间的变异及遗传传递力。由表3中的调查数据可以看出,F1代杂交苗果穗紧密度级次变异为24.52%,其中级次为5的比例为22.81,级次为7的比例为43.86%,级次为9的比例为33.33%;果穗紧密度遗传传递力为28.79%,优势率为−71.21%,说明果穗紧密度性状接近亲本的比例偏多,与亲本不一致的比例约占1/3左右。从表3中果皮厚度级次数据来看,亲本级次与F1代杂交苗级次变异比例约为1:1各占50%左右,其中级次为1的比例为2.17%,级次为3的比例为46.38%,与亲本级次相同的比例为51.45%。从果粒形状级次数据来看,与亲本级次相同的比例为45.33%,亲本以外的级次比例为54.67%高于亲本级次9.34%。由果粒果肉汁液数据可以明显看出,F1代杂交苗与亲本级次相同的比例为51.85%,亲本以外的级次比例为48.15%,其中级次为1的比例最多为44.44%。由果粒果肉质地数据来看,与亲本级次相同的F1代杂交苗比例为59.71%,与亲本级次不同的级次比例为40.29%低于亲本级次比例9.71%。
3.4. 杂交后代主要果实性状频数分布
由图1~4可以看出,穗重、果粒大小、果粒重、固形物(Brix%)均符合正态分布的特点,各性状属于多基因控制的数量性状类型。其中单穗重主要集中分布在596.32~894.48 g区间内,其中596.32~745.4 g分布最多;果粒大小主要集中分布在6.12~8.2 cm2之间,其中7.16 cm2分布最多;果粒重主要集中分布在6.44~10.85 g之间,其中7.91 g分布最多;果实可溶性固形物(Brix%)主要集中分布在13.77%~20.13%之间,其中15.36%分布最多。
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Table 3. Investigation on main observation characters of ear, grain and pulp
表3. 果穗、果粒、果肉主要观测性状调查
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Figure 1. Ear weight frequency of hybrid offspring
图1. 杂交后代穗重频数分布
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Figure 2. Fruit grain size frequency of hybrid offspring
图2. 杂交后代果粒大小频数分布
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Figure 3. Fruit grain weight frequency of bybrid offspring
图3. 杂交后代果粒重频数分布
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Figure 4. Brix% frequency of bybrid offspring
图4. 杂交后代果实固形物频数分布
4. 结论
1) 果穗主要测量性状的遗传倾向表明穗梗长、果穗长、果穗宽、果穗大小、果穗重更多地接近于亲本,主要受双亲遗传因素影响较大,变异系数果穗大小与果穗重数值相对较大为50%左右。5个主要测量性状的遗传传递力大小顺序依次为果穗重 > 果穗长 > 穗梗长 > 果穗大小 > 果穗宽。
2) 果粒主要测量性状的遗传倾向表明,各调查性状的变异系数中果粒重数值相对最大,有利于大果粒目标性状的选择,各调查性状的遗传传递力相对较高,其中果粒重、果粒大小、果粒纵径的遗传倾向主要受亲本相关基因的加性效应影响较大,超亲比例占比较高。
3) 果穗、果粒、果肉主要观测性状遗传倾向表明,果穗紧密度受母本红地球的遗传影响相对较大,后代占比相对较多;果皮厚度、果肉汁液、果肉质地等性状的遗传倾向中亲本与后代的分化比例基本各占一半;果粒形状的遗传传递力相对最高,与父本维多利亚相似的占比最多。
基金项目
宁夏农林科学院科技创新先导资金项目(NKYJ-18-11)。