蘋果雜種后代抗寒性遺傳規律分析

摘 要：【目的】研究新疆北疆蘋果雜種后代抗寒性的遺傳規律，篩選出抗寒性強的蘋果新品種，為新疆蘋果抗寒選育奠定基礎。

【方法】以蘋果品種花紅×元帥、國光×花紅、冬立蒙×花紅等3個組合的雜種一代（F1代），以及赤陽×新紅（花紅×元帥）、金冠×新光（國光×花紅）、金冠×新冬（冬立蒙×花紅） 等3個組合的雜種二代（F2代）為材料，分析蘋果雜種F1代、F2代抗寒力性狀和F1代與大蘋果重交的后代抗寒力遺傳傾向，以及抗寒小蘋果與大蘋果正反交雜種組合的抗寒力。

【結果】抗寒力雜種苗F1代為26.45%，而F2代僅1.35%，F2代較F1代降低了25.1%。F2代均比F1代變異率高，其中以金冠×新光（國光×花紅）組合變異率最高。各級次出現株數順序為4級gt;2級gt;3級gt;1級gt;0級。

【結論】抗寒小蘋果與不抗寒大蘋果雜交，雜種后代在抗寒力受小蘋果影響很大，小蘋果有很強的遺傳能力，以抗寒力強的F1代作親本與大蘋果雜交，F2代抗寒力顯著降低；用不抗寒大蘋果和抗寒小蘋果互為父母本雜交時，以抗寒小蘋果為母本顯著優于其作父本者。

關鍵詞：蘋果；雜種后代；抗寒性；遺傳規律

中圖分類號：S661.1"" 文獻標志碼：A"" 文章編號：1001-4330（2024）05-1689-07

0 引 言

【研究意義】蘋果（Malus pumila Mill）屬于薔薇科（Rosaceae）蘋果屬（Malus）［1］。新疆是典型的溫帶大陸性氣候，日照時間長，降雨量少，晝夜溫差大，空氣濕度較小，具有發展蘋果產業的地理優勢［2，3］。新疆北疆蘋果品種資源豐富。研究父母本對雜交后代性狀遺傳的影響對于科學選配親本具有重要意義［4-6］。研究不同性狀在雜交后代中的遺傳動態，以便正確選擇雜交親本，以得到符合育種目標的雜種類型［7］。確定適宜的抗寒性鑒定指標，評價蘋果的抗寒性，對指導蘋果區域化栽培具有重要意義。【前人研究進展】王榮等［8］以葡萄種間雜種雜交后代及其親本為試材，通過冬季自然低溫脅迫處理1年生未埋土葡萄枝條，綜合評價了親本及雜交后代的抗寒性；李金月等［9］以底來特×北醇和愛莫無核×北醇的胚挽救雜交后代為試材，鑒定了2個雜交組合38個株系雜交后代的抗寒性強弱；馬慶華等［10］在不同時期對冬棗×臨猗梨棗雜交后代及其父母本枝條進行了抗寒性研究；李秀霞［11］對榛子種質資源的遺傳多樣性進行了研究，并對榛子雜交后代的堅果形態指標、抗寒性和果仁的營養成分進行了差異性分析；阿布來克·尼牙孜等［12］研究了庫爾勒香梨和褐色句句梨兩個親本抗寒性及其對雜交后代的影響?！颈狙芯壳腥朦c】由于蘋果種類和品種不同，其抗寒性存在很大差異，尤其是在高緯度栽培區，其抗寒力影響著蘋果植株的越冬安全、樹勢及產量等［13］。 需研究蘋果雜種一代、二代在抗寒力性狀方面的遺傳傾向、F1代與大蘋果重交的后代抗寒力遺傳傾向、抗寒小蘋果與大蘋果正反交雜種組合的抗寒力遺傳，分析新疆蘋果在逆境條件下的生長狀況。【擬解決的關鍵問題】以蘋果品種花紅×元帥、國光×花紅、冬立蒙×花紅等3個組合的雜交F1代，以及赤陽×新紅（花紅×元帥）、金冠×新光（國光×花紅）、金冠×新冬（冬立蒙×花紅） 等3個組合的雜交F2代為材料，分析蘋果雜種后代的群體遺傳性狀和雜種群體的表現型推測親本的基因型，為雜種選配親本提供理論根據。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗點為新疆生產建設兵團第七師農業科學研究所5號試驗地，以花紅×元帥、國光×花紅、冬立蒙×花紅等3個組合的大量雜種一代（F1代）以及赤陽×新紅（花紅×元帥）、金冠×新光（國光×花紅）、金冠×新冬（冬立蒙×花紅） 等3個組合的大量雜種二代（F2代）群體為試驗材料。定植行株距約為0.7 m×2.0 m，樹型采用細紡錘形樹型，果園土質為沙壤土，修剪、肥、水、病蟲害等田間管理按常規方法進行，立地條件及管理措施一致。

蘋果品種花紅為品質差、耐寒力強的小蘋果；冬立蒙、元帥、國光為品質好、耐寒力弱大蘋果。

1.2 方 法

1.2.1 抗寒性測定

抗寒力按凍害程度分為5級［14-16］：0級（5分）、1級（4分）、2級（3分）、3級（2分）、4級（1分）。隨級次增加受凍害程度加重。調查方法為田間直接目測法，觀其一年生新梢，枝干截面、髓、木質部、韌皮部受凍程度，主干、日灼狀況，根據不同組織受凍程度綜合評定。

0級：各部分組織未受凍害。

1級：髓部或原生木質部有輕微凍害，其它組織正常。

2級：髓部、木質部有不同程度凍害，髓心黃色，木質部淡黃色，主干有日灼。

3級：髓部、木質部凍害嚴重，均變褐色，韌皮部受凍，日灼重。

4級：全樹褐色死亡。

1.2.2 親中值及組合傳遞力

組合傳遞力是品種類型在某一性狀總遺傳中育種值所占百分率［17］。

親中值：父母本抗寒力的平均值。

組合傳遞力=F1代平均值/親中值。

2 結果與分析

2.1 雜種F1代、F2代在抗寒力性狀方面的遺傳傾向

研究表明，抗寒力雜種F1代和雜種F2代均高于親中值17.03%、22.40%。F1代、F2代組合傳遞力分別是82.97%和77.60%，F1代比F2代組合傳遞力高5.37%。F1代組合傳遞親本抗寒能力強。

雜種F2代比雜種F1代變異系數有所升高。

雜種F1代0～4級均有分布，而雜種F2代分布在1～4級。以0級無凍害雜種苗計算，F1代有20株，占子代株系數的9.62%，F2代為零；F1代抗寒力分布在1級、2級、4級三個級次上分布差異不大，分別為35株、14株和13株，占F1代總株系數的16.83%、6.73%和6.25%。F1代抗寒力分布在3級的株數最多為126株，占F1代總株數的60.57%。F2代抗寒力分布級次0級和1級分別為0株和5株，所占比率較少，分別為0和1.35%。在2～4級三個級次分布較多，而且差異不大。F2代抗寒力分布在2～4級的株數分別為106、120和140株。占F2代總株數的28.57%、32.34%和37.74%，F2代抗寒力分布在4級的株數最多而且沒有出現抗寒力強的株系。

抗寒小蘋果與優質、不抗寒大蘋果雜交，雜種后代在抗寒力方面受小蘋果影響較大，小蘋果有很強的遺傳傳遞能力。以抗寒力強的F1代作親本與大蘋果雜交，在加強F2代的優良經濟性狀時，其抗寒力顯著降低，如果利用F2代再雜交時，必須選配抗寒力強的親本。表1

2.2 F1代與大蘋果重交的后代抗寒力遺傳傾向

研究表明，以花紅為親本的F1代與大蘋果重交的F2代，F1代與F2代均高于親中值。重交后代組合傳遞力從70.40%～89.00%，組合間抗寒力傳遞能力強。根據親本的不同，子代抗寒力平均數也不同。F1代，以花紅×元帥的抗寒力平均數最高，比國光×花紅的抗寒力平均數高4.71%。F2代，以赤陽×新紅（花紅×元帥）的抗寒力平均數最高，比金冠×新冬（冬里蒙×花紅）的抗寒力平均數高8.38%，比金冠×新光（國光×花紅）的抗寒力平均數高17.61%。

子代抗寒力分布級次在花紅×元帥F1代與赤陽×新紅F2代中，級次出現株數多少的順序，F1代為3級gt;1級gt;0級gt;2級gt;4級，F2代為2級gt;4級gt;3級gt;1級gt;0級，第一組合在0～1級出現抗寒力強的株系分別為28.91%、1.00%；F2代抗寒力強的株系比F1代明顯降低了27.91％。在國光×花紅F1代與金冠×新光（國光×花紅） F2代第二組合中，級次出現株數多少的順序：F1代為3級gt;0級=1級gt;2級=4級，F2代為4級gt;2級gt;3級gt;1級gt;0級，第二組合在0～1級出現抗寒力強的株系分別為22.14%、3.80%；F2代抗寒力強的株系比F1代降低了18.34％。在金冠×新冬（冬里蒙×花紅）與金冠×新光（國光×花紅）組中，在0～1級出現抗寒力強的株系分別為1.00%、3.80%，F2代抗寒力強的株系比F1代明顯減少。因此，隨著世代的增加，抗寒力降低。表2

2.3 抗寒小蘋果與大蘋果正反交雜種組合的抗寒力遺傳變化

研究表明，在大蘋果與小蘋果正反交組合中，第一組合以花紅、國光互為父母本雜交時，在子代抗寒力平均數方面，花紅×國光為2.67，國光×花紅為2.55，以花紅為母本的雜交比以花紅為父本的雜交子代抗寒力平均數高4.71%。而花紅×國光的變異率比國光×花紅的變異率低4.04%。組合傳遞力花紅×國光為100.76%，國光×花紅為85.00%，組合傳遞力花紅×國光組合明顯較高。在子代抗寒力分布級次方面，花紅×國光級次出現株數多少的順序為3級gt;2級gt;0級gt;1級gt;4級，國光×花紅級次出現株數多少的順序為：3級gt;0級=1級gt;2級=4級，其中花紅×國光在0～1級分布總株數為30株，子代抗寒力強與較強的株數比例為32.30%，國光×花紅在0～1級分布總株數為26株，子代抗寒力強與較強的株數比例為22.14%。花紅×國光后代的抗寒力高于國光×花紅后代的抗寒力，花紅作母本組合傳遞力顯著高于其作父本。

第二組合以新光、金冠互為父母本雜交時，在子代抗寒力平均數方面，新光（國光×花紅）×金冠為1.98，金冠×新光（國光×花紅）為1.76，以新光為母本的雜交比以新光為父本的雜交子代抗寒力平均數高12.50%。組合傳遞力，以新光為母本和以新光為父本的組合差異不大。新光（國光×花紅）×金冠的變異率為58.88%，金冠×新光（國光×花紅）的變異率為57.39%。新光（國光×花紅）×金冠的變異率比金冠×新光（國光×花紅）的變異率高0.49%。新光（國光×花紅）×金冠與金冠×新光（國光×花紅）在子代抗寒力分布級次方面，新光（國光×花紅）×金冠在0～1級分布總株數為5株，子代抗寒力強與較強的比例為13.90%。金冠×新光（國光×花紅）在0～1級分布總株數為2株，子代抗寒力強與較強的比例為3.80%。因此，新光（國光×花紅）×金冠的抗寒力高于金冠×新光（國光×花紅）的抗寒力。表3

3 討 論

李鵬麗等［7］對國內外果樹主要性狀遺傳規律的研究成果進行了概述，認為果樹抗寒性屬于以加性效應為主的數量性狀遺傳，后代出現廣泛分離，呈連續性正態分布，平均抗寒力介與雙親之間，遺傳上有母性遺傳傾向；劉延杰［18］對我國寒地蘋果品種的選育進行了分析，認為雜種抗寒性和親本品種的抗寒性呈正相關， 表現為母性遺傳， 小蘋果的抗寒性遺傳力強；呂德國［19］從蘋果抗寒性及糖酸等經濟性狀的遺傳傾向研究入手，開創性地應用了酸蘋果‘東光’為母本，優質大蘋果‘富士’為父本的雜交組合，成功選育出具有抗寒、優質、大果、耐貯、豐產、易管理等突出特性的新品種‘寒富’；李懷玉等［20］研究出選用不同父本或不同母本.其后代的抗寒性有明顯差異，且具有母性遺傳傾向。

4 結 論

4.1

抗寒小蘋果與優質、不抗寒大蘋果雜交，雜種后代在抗寒力方面受小蘋果影響較大，小蘋果有很強的遺傳傳遞能力。在育種中以抗寒力強的F1代作親本與大蘋果雜交，在加強F2代的優良經濟性狀時，其抗寒力顯著降低，如果利用F2代再雜交時，必須選配抗寒力強的親本，在改善F3代經濟性狀的同時，增強其抗寒性。

4.2 隨著世代的增加，抗寒力降低。而且隨著世代的增加，子代抗寒性的變異系數F2代比F1代顯著增加。

4.3 用抗寒小蘋果與不抗寒大蘋果互為父母本進行雜交時，以抗寒小蘋果為母本顯著優于作父本者，因此，在抗寒育種中應更多的以抗寒小蘋果做母本，以獲得較多的抗寒力較強的株系。

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Studies on the heredity disciplinarian of cold hardiness

of hybrids progenies of apples

SONG Mei， Buka Ouerna， LI Guoping， LING Yizhang

（Agricultural Science Research Institute of the Seventh Division of Xinjiang Production and Construction Corps， Kuitun Xinjiang 833200， China）

Abstract：【Objective】 This project aims to screen out new apple varieties with strong cold hardiness by studying the heredity disciplinarian of cold hardiness in apple hybrid progenies， so as to lay a foundation for the development of coldhardiness breeding of apples in North Xinjiang.

【Methods】 The F1 generations hybrid progeny of Huahong×uanshuai， Guoguang×Huahong， Donglimeng×Huahong， and the F2 generations hybrid progeny of Chiyang×Xinhong （Huahong×Yuanshuai）， Jinguan×Xinguang （Guoguang×Huahong）， Jinguan×Xindong （Donglimeng×Huahong）， were used as test materials.The genetic tendency of cold hardiness in the first and second generations of apple hybrids， the offspring of recrossing between F1 generation and big apple， and the reciprocal hybrid combinations of small apple with cold resistance and big apple were investigated.

【Results】 F1 has a cold resistance of 26.45%，and F2 is only 1.35%.The F2 generation has decreased by 25.1% compared the F1 generation.F2 generation has a higher mutation rate than F1 generation，among them，the combination of Jinguan×Xinguang（Guoguang×Huahong）has the highest variation rate.The order of the number of plants appearing at each level is level 4＞level 2＞level 3＞level 1＞level 0.

【Conclusion】 After the small cold resistance apples were hybridized with excellent big apples， the cold hardiness of filial generation was affected greatly by small apples.Small apples had strong hereditary capacity.When F1 generation with strong cold hardiness was crossed with big apple， the cold resistance of F2 generation decreased significantly.When reciprocal cross between the big apples without cold hardiness and small apples with cold hardiness were carried out， the small apples with cold hardiness as female parents were significantly better than them as male parents.

Key words：apple; hybrid progeny; cold hardiness， heredity rule

Fund projects：\"Outstanding personnel of Xinjiang Production and Construction Corps\" Support Program-backbone talent Program

Correspondence author： Buka Ouerna（1988-），female，from Kuitun，Xinjiang，associate research，research direction：breeding and Cultivation Techniques of horticultural crops，（E-mail）490476462@qq.com

收稿日期（Received）：

2023-09-28

基金項目：

“兵團英才”支持計劃-骨干人才

作者簡介：

宋梅（1973-），女，新疆奎屯人，研究員，碩士，研究方向為園藝作物育種與栽培，（E-mail）1599850306@qq.com

通訊作者：

布卡·歐爾娜（1988-），女，新疆奎屯人，副研究員，碩士，研究方向為園藝作物育種與栽培，（E-mail）490476462@qq.com