早實核桃實生后代部分性狀的遺傳變異

摘要：以濟寧和泰安兩試驗區早實核桃實生后代為研究試材，對樹體形態、果實及其主要營養成分等部分表型性狀的遺傳變異進行了調查。結果表明：(1)早實核桃實生后代的樹高、冠徑、干周及結果枝長度的變異系數均在15％以上，而結果枝粗度的變異系數兩地分別為10.34％和6.47％；(2)參試樣品青果和堅果果實形狀主要為圓形和長圓形，堅果的顏色有褐色、淺褐色和淺黃色，核仁的顏色有黃褐色和褐色，果實縱徑、橫徑、果形指數的變異系數均在12％以下，而青果和堅果的平均單果質量、堅果的殼厚及出仁率變異系數大都高于15％，其中堅果殼厚的變異系數高達30.73％；(3)堅果核仁的脂肪、蛋白質、脂肪酸等的變異系數均在10％以下，其中脂肪酸的變異系數兩地分別為0.55％和0.31％；(4)根據樹體性狀、果實性狀及單株坐果數的測定結果，初步篩選出了豐產穩產型、大果型、薄殼型及矮化型等4個優良單株。根據以上研究結果，提出兩點建議：一是對現有實生核桃園進行實生選種與實生核桃園改造，二是對未來新建實生核桃園必須建立規范的采種園，嚴格控制種源，保證種子的遺傳品質。

關鍵詞：早實核桃；實生后代；表型性狀；變異系數

中圖分類號：S664.132 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942(2010)07-0008-04

我國是世界栽培核桃(Juglans regia L)起源地之一，核桃栽培歷史久遠，種質資源極為豐富。經勞動人民的長期栽培實踐與選育，形成了河北石門核桃、山西汾州核桃、甘肅武威薄皮核桃及云南泡核桃等名優特地方品種與品牌，不僅是各地區域經濟發展的主導產業，也是我國重要的出口產品，在國際市場上占有重要位置。近幾年來，由于人們對天然養生保健食品認識的提升，核桃及其加工品的消費量逐年上升，核桃產業越來越受到人們的青睞，生產規模日漸擴大；同時由于嫁接技術的突破及優新品種特別是早實核桃品種的選育與推廣，我國核桃產業的良種化水平亦在逐年提高。但相對其它果樹而言，核桃嫁接技術含量相對較高，技術普及與推廣相對困難，導致良種核桃嫁接苗價格高，并且供不應求，與此同時，實生苗建園在我國核桃生產中仍占有較大比例。據筆者調查，山東費縣有核桃園近5700hm²，其中實生核桃園占90％以上。泰山區、岱岳區、新泰市、寧陽縣以實生核桃為主。實生核桃園品種混雜，是影響核桃產業發展的主要問題之一。為此，本試驗對早實核桃實生后代群體部分表型性狀遺傳變異進行了系統調查研究，在此基礎上，對實生核桃苗建園存在的問題提出了建議。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2007～2008年在山東農業大學作物生物學國家重點實驗室進行，試材分別采自泰安東平和濟寧汶上。兩個試驗基地均為紅壤土，2002年定植實生苗，植株生長良好。其中泰安栽植香玲、豐輝、元豐、日地及阿七等早實薄殼核桃品種的實生苗，定植當年個別單株開花坐果，至2005年有80％的植株開花坐果；濟寧栽植香玲、豐輝、魯光、魯輝等早實薄殼核桃品種的實生苗，至2005年有90％的植株開花坐果。分別在泰安和濟寧隨機選取已坐果的單株61株和104株，于2007年8月中下旬在每個單株上隨機采集20個成熟果實，帶回實驗室備用，第二年在相同的單株上采樣作為重復。

1.2 試驗方法

1.2.1形態學觀察測定每個采樣單株用米尺和竹竿測定樹高，用米尺測定冠徑和干周，并在每個單株隨機選取樹冠外圍生長勢一致的結果枝10條，用米尺測量長度和粗度；分別用游標卡尺和電子天平測量果實的縱橫徑、果殼厚度及單果質量和仁重，計算果形指數和出仁率。

1.2.2主要營養成分的測定粗脂肪含量參照GB／T 14772－93標準測定，采用索氏提取器提取。粗蛋白含量參照凱氏定氮法(GB／TS009.5－1985)測定。脂肪酸含量的測定：使用日本島津公司GC－MSQP2010 Plus氣相色譜一質譜聯用儀和美國PE公司TurboMa－trix 40HS頂空進樣器；氣相色譜、質譜條件參照劉亞敏等(2004)的方法，選用Stabilwax－DA(30m×0.32mn×0.25μm)色譜柱；定性方法：未知化合物質譜圖經計算機檢索同時與NIST library和Wiley library兩個質譜庫相匹配，并結合人工圖譜解析和資料分析，僅報道正反匹配度均大于800(最大值1000)的鑒定結果。

2 結果與分析

2.1 早實核桃實生后代樹體形態性狀的變異與遺傳多樣性

由表1可以看出，濟寧和泰安兩地樹高、冠徑、干周及結果枝長度的變異系數均在15％以上，表現出比較豐富的遺傳多樣性，而結果枝粗度的變異系數分別為10.34％和6.47％。

2.2 早實核桃實生后代果實性狀的遺傳變異與遺傳多樣性

濟寧和泰安兩地早實核桃實生后代青果有圓形及長圓形等，堅果多數為長圓形和圓形，少數為扁圓形，果實顏色有褐色、淺褐色、淺黃色等，核仁的顏色有黃褐色、褐色等。

由表2可以看出，濟寧試驗區青果質量、堅果質量、殼厚及出仁率變異系數均在15％以上，其中殼厚的平均值為1.30mm，變異幅度0.60－2.20mm，變異系數最大(29.00％)；其次是青果及堅果質量，變異系數分別為21.37％和17.58％，均表現出豐富的遺傳多樣性，進一步選擇的潛力很大；而青果與堅果縱徑、橫徑及果形指數變異系數均在10％以下，是較為穩定的植物學性狀。泰安試驗區與濟寧試驗區的變異趨勢基本一致。

2.3 早實核桃實生后代核桃仁主要營養成分的變異與遺傳多樣性

由表3可以看出，濟寧和泰安兩個試驗區早實核桃實生后代核仁的脂肪、蛋白質、脂肪酸、亞油酸、油酸和亞麻酸的變異系數均在10％以下，其中脂肪酸的變異系數分別為0.55％和0.31％。兩試驗區主要營養成分的變異趨勢基本一致。

2.4 早實核桃實生后代優良單株篩選

根據以上對香玲等早實核桃實生后代的樹體、果實等性狀的測定結果，以連續兩年坐果數在100個以上，樹高低于5.0m，單果質量大于12.00g，核殼厚度在1.50mm以下為標準，對參試單株進行篩選，初步篩選出了大果型、薄殼型、矮化型和豐產穩產型等4個優良單株(見表4)。

3 討論與建議

3.1 早實核桃實生后代的遺傳變異

實生選種是果樹育種的重要途徑之一，積極探討實生后代群體主要性狀的遺傳與變異特點，對實生選種具有重要的指導意義。劉曉麗等(2008)用SSR分析研究表明，伊犁野核桃遺傳多樣性較差，這可能與其分布局限性有關。

本研究結果表明，早實核桃實生后代的樹高、冠徑、干周及結果枝長度的變異系數濟寧、泰安兩地均在15％以上，表現出豐富的遺傳多樣性，而結果枝粗度變異系數較小，兩地分別為10.34％和6.47％；青果和堅果的縱徑、橫徑、果形指數等性狀變異系數均在12％以下，變異幅度較小；堅果殼厚的變異系數最高(29.00％、30.73％)，變異幅度為0.50～2.20mm；堅果核仁的脂肪、蛋白質、脂肪酸等主要營養成分的變異系數均在10％以下，其中脂肪酸的變異系數最小，兩地分別為0.55％和0.31％，變異幅度較小。

已有的研究表明：香玲、豐輝、魯光及元豐等早實核桃品種殼厚均在1.0mm以下，而本試驗中它們的實生后代群體堅果殼厚平均值為1.20mm，最大值為2.20mm。這種厚殼性狀變異產生的可能原因：一是兩地定植的實生苗，不僅有香玲等早實薄殼核桃的后代，可能還有厚殼核桃的后代；二是是栽植的苗木雖均是香玲等早實薄殼核桃的實生苗，但由于自然授粉受到厚殼核桃花粉的影響，導致香玲等早實薄殼核桃種子的遺傳品質下降，從而在后代中出現較多的厚殼類型。

3.2 早實核桃實生建園的發展建議

3.2.1 現有實生核桃園的實生選種與改造本研究結果表明，早實核桃實生后代的樹體及果實性狀尤其是核殼厚度變異豐富，進一步選擇的潛力很大，并初步提出了選擇標準，篩選出了大果型、薄殼型、矮化型和豐產穩產型等優良單株4個。因此，建議有實生核桃園的地區，當地科技人員與果農密切配合，開展實生選種工作，一方面利用選出的優良單株對現有實生核桃園中的劣雜單株進行高接換優，有效解決品種良莠不齊的問題；同時選育優良無性系品種，建立良種采穗園。

3.2.2 未來新建實生核桃園，要建立規范的采種園，嚴格控制種源，保證種子的遺傳品質近幾年的生產實踐表明，利用優良早實核桃品種實生后代建園，進入結果期早，建園成本低，比較受果農歡迎；本研究結果表明，核仁的主要營養成分等性狀變異系數均在10％以下，變異幅度較小。因此，利用優良早實核桃品種實生后代建園在我國核桃產區仍具有一定的發展空間，但其前提條件是必須確保種子的純度。為此，筆者建議以優良早實核桃品種的嫁接苗為基礎建立采種園并將其隔離，確保在核桃花粉的可授粉距離內沒有其它核桃園，保證核桃采種園中不受其它劣雜核桃品種花粉的影響，以此獲得遺傳品質優良、種源一致的核桃種子。

國內外已有研究結果表明，核桃具有孤雌生殖的特性，如能選育孤雌生殖能力強的品種，可以進一步控制早實核桃實生后代的變異，有待進一步研究。

參考文獻：

[1]郗榮庭.關于我國核桃起源問題的商榷[J].中國果樹，1981，4：47－50.

[2]郗榮庭.中國核桃(Juglans regia L)起源考證[J].河北農業大學學報，1990，13(1)：89－94

[3]鄧煜，謝碧霞.核桃科樹種的起源與分布[J].經濟林研究，2006，24(2)：35－37.

[4]劉曉麗，陳學森，張美勇，等.普通核桃(Juglans regia L)3個群體遺傳結構的SSR分析[J].果樹學報，2008，25(4)：526－530.

[5]高海生，朱鳳妹，李潤豐.我國核桃加工產業的生產現狀與發展趨勢[J].經濟林研究，2008，26(3)：119－126.

[6]劇慧存，楊慧娟，齊志紅，等.石家莊市核桃產業現狀、問題及對策[J].河北果樹，2007，增刊：120－122.

[7]張美勇，徐穎，劉嘉芬，等.山東省核桃栽培歷史及栽培區劃分[J].落葉果樹，2008，1：1—6.

[8]劉亞敏，胥耀平，高錦明，等.GC／MS法分析核桃葉揮發油化學成分[J].西北植物學報，2004，24(6)：1100－1102.

[9]馮濤，張紅，陳學森，等.新疆野蘋果果實形態與礦質元素含量多樣性以及特異性狀單株[J].植物遺傳資源學報，2006，7(3)：270－276.