張璐瑤,肖陳晨,葉曉林,葛長軍,李世升*
(1.生物與農業資源學院/大別山資源利用與開發湖北省協同創新中心/經濟林木種質改良與資源綜合利用湖北省重點實驗室,湖北黃岡 438000;2.黃岡市農業科學院,湖北黃岡 438000)
青頭蘿卜適應性強、耐貯運,具有良好的商品性,是廣大種植戶的主栽品種。青頭蘿卜肉質緊密、脆甜多汁,有清熱解毒、助消化等醫療保健功能[1]。為篩選長勢更優、產量更高、營養更好的青頭蘿卜品種,結合形態學及分子標記分析,開展針對黃州蘿卜、濰縣青蘿卜等系列地方優秀青頭蘿卜品種比較試驗,以期為廣大種植戶和育種材料篩選提供參考。
參試蘿卜品種為吳家山青頭蘿卜、濰縣青蘿卜、九頭青蘿卜、河南青頭蘿卜、甘肅青頭蘿卜、黃州蘿卜、自由青頭蘿卜、蘋果味青頭蘿卜、武青蘿卜和南鄉蘿卜,各品種種子來自黃岡師范學院大別山生物資源庫和黃州蘿卜研究中心,2020 年9 月采用常規方法種植于黃岡市農科院梅家墩實驗基地。
試驗地塊土壤為砂壤土,前茬為蘿卜,小區試驗面積為21.6 m2,筑深溝高洼,穴播。每個蘿卜品種3 次重復,隨機區組排列[2]。
待成熟后采收蘿卜,利用Imge-J 軟件V 1.4 進行植物學性狀測定,利用SPSS 15 進行相關性狀方差分析。
提取蘿卜樣品DNA,通過1%瓊脂糖電泳檢測DNA質量,之后利用PCR 擴增目的基因,PCR 反應體系包括:12.5 μL 2×Taq PCR MasterMix,0.5 μL DNA,1 μL 10 μmol·L-1引物,10 μL雙蒸水。擴增程序為:94 ℃預變性3 min;94 ℃變性30 s,56 ℃退火30 s,72 ℃延伸30 s,35 個循環;72 ℃終延伸5 min,4 ℃保存,PCR 擴增產物使用1%瓊脂糖凝膠電泳分離。分子標記引物序列如表1[3-4]。

表1 蘿卜SSR 分子標記引物序列編號
傳統蘿卜肉質根為主要食用部分,故其商品性主要體現在根部。通過觀察比較各參試青頭蘿卜品種的生長發育過程,對青頭蘿卜品種的根、葉等重要植物學性狀進行統計,并重點分析根部性狀,統計結果如表2。
由表2 可知:單根長最長的是蘋果味青頭蘿卜長(25.67 cm),南鄉蘿卜的單根長最短(5.47 cm),差異顯著;單根寬最寬的是南鄉蘿卜(7.60 cm),濰縣青蘿卜的單根寬最短(4.43 cm),差異顯著;單根最重的是九頭青蘿卜(0.48 kg),濰縣青蘿卜的單根重最輕(0.13 kg),差異顯著;甘肅青頭蘿卜葉片數最少(10 片),葉片數最大的是黃州蘿卜(17 片),差異顯著;展開度最大的是黃州蘿卜(72.33 cm),河南青頭蘿卜的葉片展開度最短(47.67 cm),差異顯著;吳家山青頭蘿卜露地高度為0 cm,蘋果味青頭蘿卜露地高度為14.67 cm,差異顯著;濰縣青蘿卜的株高最低(18.97 cm),單株株高最高的是黃州蘿卜(36.83 cm),差異顯著;葉片長度最長的是武青蘿卜(45.93 cm),九頭青的葉片長度最短(27.00 cm),差異顯著。

表2 青頭蘿卜各項植物學性狀綜合比較
青頭蘿卜肉質根是體現其商品性關鍵結構。圖1 顯示了青頭蘿卜各品種的肉質根形態及肉質根橫切面結構,可以看到肉色和肉質根皮色較為一致,肉質根皮青色分布較廣且較深時肉質根內部顏色也都更表現為青色,如濰縣青蘿卜及蘋果味青頭蘿卜肉質根內外都充滿青色且分布較多。除此之外,發現肉質根空心(糠心)程度差異明顯,相同生長周期條件下,南鄉蘿卜較早出現肉質根空心情況。

圖1 青頭蘿卜肉質根形態比較
蘿卜形態差異同遺傳物質特別是分子標記的差異分布密切相關。由圖2 可知,蘿卜SSR 分子標記R101 在武青蘿卜沒有擴增出條帶,與其他9 個樣品存在差異;SSR 分子標記R102 在濰縣青蘿卜和蘋果味青頭蘿卜中沒有擴增出條帶,與其他8 個樣品存在差異;SSR 分子標記R103 在武青蘿卜中也沒有擴增出條帶,與其他9 個樣品存在差異。

圖2 分子標記R101(A)、R102(B)和R103(C)擴增結果
基于R101、R102 和R103 三種SSR 分子標記的擴增條帶比較結果,發現武青蘿卜、濰縣青蘿卜和蘋果味青頭蘿卜同本實驗中的其他類型蘿卜遺傳關系較遠或差異更大,相對而言,南鄉蘿卜、自由青頭蘿卜、黃州蘿卜、甘肅青頭蘿卜、河南青頭蘿卜、九頭青蘿卜和吳家山青頭蘿卜遺傳關系較近。
通過對各參試青頭蘿卜品種的植物學形態特征和分子標記等進行連續觀察和比較分析,結果表明南鄉蘿卜單根最寬且長度最短,相同生長周期條件下較早出現糠心;濰縣青蘿卜根長、單根重和株高均為最低;黃州蘿卜的葉片展開度、葉片數量和株高都是最高,但露地高最低。武青蘿卜在分子標記R101 和R103 中均未能擴增出條帶,表明武青蘿卜明顯不同于其他類型青頭蘿卜;濰縣青蘿卜和蘋果味青頭蘿卜在R102 分子標記中均無法擴增出條帶,表明濰縣青蘿卜和蘋果味青頭蘿卜比較接近,符合兩者肉質根形態特征的一致性,另外該兩類蘿卜也明顯不同于其他蘿卜。
通過植物學性狀比較及分子標記分析后,上述結果可為廣大蘿卜種植用戶選擇青頭蘿卜品種提供參考依據。結合前人研究結果[5-6],本研究對青頭蘿卜進行系統形態比較及分子標記檢測,可更有針對性利用與開發青頭蘿卜類型的地方優秀蘿卜品種。