60個蘋果新品種S基因型鑒定

摘 要：絕大多數蘋果品種具有自交不親和的特性，生產中需要搭配授粉樹完成異花授粉。在蘋果中已經分離鑒定了50多個S-RNase基因，對于一些新選育品種的S 基因型至今未得到鑒定。利用S-RNase基因特異性PCR分析的方法鑒定了60份蘋果新種質資源的S基因型，在60份蘋果種質資源中，有56份品種的S基因型是首次鑒定到，并首次鑒定到了一個紅肉蘋果品種‘紅色之愛’的S基因型，其S基因型是S19S？。新品種S 基因型的鑒定能夠為蘋果育種親本的選擇及授粉樹的合理搭配提供依據。

關鍵詞：蘋果；新品種；S基因型；PCR分析

中圖分類號：S661.1 文獻標識碼：A DOI編碼：10.19440/j.cnki.1006-9402.2023.01.003

植物界存在著廣泛的自交不親和現象，根據花粉不親和的表型及遺傳機制的不同可以分為2大類，一是孢子體自交不親和（SSI），如禾本科植物；二是以薔薇科、茄科等為代表的配子體自交不親和（GSI）[1]。蘋果屬于配子體自交不親和，絕大多數品種表現為自花授粉不結實，只有少數品種具有自花結實的特性，例如‘寒富’、‘惠’、‘CAU-1’和‘弘大一號’等 [2-6]。蘋果自交不親和性受17號染色體復等位基因座S位點（S-locus）控制，S位點包含花柱S決定因子S-RNase以及花粉決定因子F-Box，當花粉的S單元型與花柱兩個S單元型其中的一個相同時發生自交不親和反應，花粉管生長受到抑制[7]。由于自交不親和性的存在，所以生產中蘋果需要搭配授粉樹，對于育種工作者，了解選配親本的S基因型是雜交育種成功的前提。

近年來隨著我國蘋果育種速度的加快，新品種不斷被選育出來[8]。目前，已知500多個蘋果品種的S基因型得到了鑒定[9]，分離鑒定得到了50多個S等位基因[10]，一些新選育品種的S基因型尚未完全得到鑒定，新品種S基因型對于授粉樹的選擇，新品種的推廣應用以及農民脫貧致富鄉村振興具有重要意義，因此鑒定新品種的S 基因型顯得十分迫切。

蘋果S基因型鑒定的方法目前主要有3種方法：一是田間授粉試驗，二是花柱S-RNase電泳分析法，三是S-RNase基因特異性PCR分析的方法[9-12]。本研究中收集了60份蘋果種質資源，通過S-RNase基因特異性PCR分析的方法鑒定新品種的S基因型，期望能夠為育種親本的選擇以及授粉樹的搭配提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料 60份種質資源的品種名稱及親本詳見表1，其中包括42份通過雜交選育的品種，12份未知親本的新品種，6份砧木種質資源。樣品均是采集幼嫩的葉片，清水洗凈后 -80 ℃超低溫冰箱保存，用于提取DNA。

1.2 蘋果S基因型的鑒定

1.2.1 基因組DNA提取 采取改良的CTAB法提取葉片DNA[13]，1%瓊脂糖電泳檢驗DNA質量，將DNA于 -20 ℃冰箱保存備用。

1.2.2 S-RNase特異性引物PCR擴增 S-RNase特異性引物采用龍慎山等設計的引物，引物由上海生工生物公司合成，序列見表2。10 L反應體系：5 "pL2q Mix，引物各0.5 L，ddH2O 3.5 L，模板0.5 L。PCR反應程序：94 ℃ 5 min，94 ℃ 30 s，60～64 ℃ 30 s（引物不同，退火溫度不同），72 ℃延伸45 s，34個循環，72 ℃ 10 min，16 ℃ 10 min。PCR產物經1.2%瓊脂糖凝膠電泳檢測。

2 結果與分析

通過S-RNase基因特異性PCR分析得到了60份種質資源的S基因型。13個品種或砧木只鑒定到了一個S單元型，另一個S單元型未鑒定到，47份種質資源的S基因型完全被鑒定到，統計結果見表3。

3 討論

蘋果屬于配子體自交不親和植物，自交不親和特性的存在有效地避免了近交繁殖，促進異交，有利于保持物種的多樣性。

田間授粉鑒定蘋果基因型的方法費時費力，效率低；花柱S核酸酶電泳法以及S-RNase基因特異性PCR分析的方法簡便高效。由于蘋果品種間親緣關系近使得蘋果遺傳范圍窄，近親繁殖不利于控制優良性狀的基因聚合遺傳給后代。蘋果新種質資源及野生蘋果種質資源S基因型的鑒定有利于拓寬蘋果遺傳背景，挖掘優異基因。從蘋果新品種S基因型的鑒定結果中可以得到蘋果資源中還存在一些未知的S單元型有待鑒定。

在所供試的60份蘋果種質資源中，有56份品種的S基因型是首次鑒定到，‘華玉’、‘華碩’、‘華星’和 ‘美國八號’4個品種的鑒定結果與丁體玉等的研究結果一致，我們首次鑒定到了一個紅肉蘋果品種‘紅色之愛’的S基因型，其S基因型是S19S？，能夠為紅肉蘋果的選育提供理論基礎。

參考文獻

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