柿樹(shù)表型性狀變異規(guī)律研究

基因（組）的發(fā)現(xiàn)和環(huán)境相互作用的動(dòng)態(tài)表現(xiàn)過(guò)程的結(jié)果，是由于生態(tài)環(huán)境條件下的遺傳因素而存在的生物遺傳綜合征的表現(xiàn)。迄今為止,表型與分子標(biāo)記的遺傳多樣性研究相比,也仍是完整基因系統(tǒng)或基因型的較全面的度量。表型變異是基因型和環(huán)境因子共同作用的結(jié)果,表型多樣性是遺傳多樣性研究的先導(dǎo)和基礎(chǔ),表型多樣性研究,通常集中在變異穩(wěn)定的繁殖器官性狀、形態(tài)性狀、生理生化性狀及經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)率性狀等方面。采用遺傳學(xué)上較為穩(wěn)定、不易受環(huán)境影響的性狀,可以揭示群體的遺傳規(guī)律、變異大小,以客觀評(píng)價(jià)其遺傳多樣性[2~3]。對(duì)于大多數(shù)植物來(lái)說(shuō),花部、果實(shí)、種子等生殖器官性狀相對(duì)于營(yíng)養(yǎng)器官來(lái)說(shuō)是比較保守和穩(wěn)定的,生殖器官性狀受環(huán)境控制較小,是研究表型多樣性的絕好材料。特別是對(duì)一些分布廣、變異性明顯的種來(lái)講,采用表型特征對(duì)其進(jìn)行研究是一種十分有效的方法。同時(shí)還可以結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法,進(jìn)行方差、多重比較、變異系數(shù)、聚類(lèi)等分析,從而判定變異在居群間及居群內(nèi)的大小、分布格局、相互之間或與地理區(qū)域及氣候因子的相關(guān)性。利用表型性狀研究群體的遺傳多樣性具有簡(jiǎn)便、快速和節(jié)省費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn),作為遺傳多樣性主要研究?jī)?nèi)容之一,被中外學(xué)者廣為使用[5~8]。浙江省柿樹(shù)(Diospyroskaki)栽培歷史久、分布范圍大,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期自然選擇,群體間、群體內(nèi)個(gè)體間都蘊(yùn)含著豐富的遺傳多樣性,具有廣泛的遺傳基礎(chǔ)。為了解柿樹(shù)的品種/類(lèi)型變異規(guī)律,揭示變異程度與生態(tài)環(huán)境、地理環(huán)境的關(guān)系,以充分利用不同產(chǎn)地柿樹(shù)品種/類(lèi)型的變異,本文對(duì)浙江省柿樹(shù)資源不同品種/類(lèi)型開(kāi)展以表型特征為主,輔之果品分析的調(diào)查取樣研究,在此基礎(chǔ)上開(kāi)展種源選擇和利用,為品種鑒定、適地栽培、優(yōu)良種質(zhì)資源保存與推廣以及新品種選育等工作提供理論基礎(chǔ)。1材料和方法1.1生長(zhǎng)植株測(cè)定在收集浙江省柿樹(shù)種質(zhì)資源分布資料和實(shí)地勘察的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)選擇了較具代表性的8個(gè)浙江省農(nóng)家柿樹(shù)品種/類(lèi)型。試材分別為:淳安千島湖無(wú)核柿(QDH)7個(gè)優(yōu)良單株、蘭溪大紅柿(LX)5個(gè)優(yōu)良單株、永康方山柿(YK)4個(gè)優(yōu)良單株、永康柿棗(YK6)1株、天臺(tái)朱紅柿砧木1株(TT1)、天臺(tái)朱紅柿(TT)3個(gè)優(yōu)良單株、永嘉東皋柿(DG)6個(gè)優(yōu)良單株、玉環(huán)長(zhǎng)柿(YH)7個(gè)優(yōu)良單株。保證各優(yōu)良單株株間距都在100m以上。2005年和2006年分別采集各單株的成熟葉片和果實(shí)進(jìn)行測(cè)定。各采樣點(diǎn)在浙江的地理分布如圖1所示。1.2調(diào)查問(wèn)卷的建立和測(cè)量指標(biāo)表型性狀的確定:主要選擇相對(duì)穩(wěn)定,比較容易測(cè)量的表型性狀。抽樣測(cè)定表型性狀為葉片和果實(shí)的8個(gè)形態(tài)性狀:葉片長(zhǎng)、葉片寬、葉柄長(zhǎng)、果實(shí)長(zhǎng)、果實(shí)寬、果柄長(zhǎng)、單果重、果體積。根據(jù)葉片長(zhǎng)、寬與果實(shí)長(zhǎng)、寬分別計(jì)算出了葉片長(zhǎng)寬比和果實(shí)長(zhǎng)寬比。性狀的樣本采集:在調(diào)查確定的每個(gè)優(yōu)良單株?yáng)|、南、西、北方向的中、上部隨機(jī)采取5~8個(gè)成熟期果實(shí);隨機(jī)采集成熟葉片不少于30片,壓制成標(biāo)本,帶回實(shí)驗(yàn)室立即進(jìn)行測(cè)量。性狀的測(cè)量:葉片長(zhǎng)、葉片寬、葉柄長(zhǎng)、果柄長(zhǎng)用直尺測(cè)定,測(cè)量精度為0.1cm;果實(shí)長(zhǎng)、果實(shí)寬用游標(biāo)卡尺測(cè)定,測(cè)量精度為0.1mm;單果重用電子天平測(cè)定,測(cè)量精度為0.01g;果實(shí)體積用等體積轉(zhuǎn)化法(等體積轉(zhuǎn)換法是根據(jù)被測(cè)物密度不小于水的特點(diǎn)用大量器盛滿(mǎn)水,將被測(cè)物放入盛滿(mǎn)水的大量器,用量器測(cè)量溢出水的體積即為被測(cè)物的體積)測(cè)定,測(cè)量精度為0.1cm3。根據(jù)葉片長(zhǎng)和葉片寬計(jì)算出葉片長(zhǎng)寬比;根據(jù)果實(shí)長(zhǎng)和果實(shí)寬計(jì)算出果長(zhǎng)寬比;根據(jù)單果重和單果體積計(jì)算出果密度。1.3水果品質(zhì)的決定、樣品和測(cè)量1.3.1水果的外觀主要由水果的可溶性固形物、可溶性總糖和總養(yǎng)分決定。1.1表型顯示、采樣和測(cè)量1.3.2可溶性固形物的測(cè)定分別將經(jīng)過(guò)后熟過(guò)程的各優(yōu)良單株的果實(shí)去除果柄和核后,用組織攪拌機(jī)攪碎,混勻后用手持式折射儀重復(fù)測(cè)3次可溶性固形物的含量,測(cè)量精度為0.2%;(2)可溶性總糖的測(cè)定方法:參見(jiàn)水果、蔬菜可溶性糖測(cè)定法(GB6194-86);(3)粗蛋白的測(cè)定方法:參見(jiàn)食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定方法(GB5009.5-85)。1.4調(diào)查和測(cè)量性狀的方差分析根據(jù)各試材的葉片、果實(shí)的性狀特征,采用歐式距離平均法進(jìn)行聚類(lèi)分析,用變異系數(shù)表示居群內(nèi)表型性狀的離散程度。用巢式方差分析了解不同性狀在居群間和居群內(nèi)的變異狀況。對(duì)各性狀采用巢式設(shè)計(jì)方差分析,線(xiàn)形模型為:式中,Yijk表示第i個(gè)群體第j個(gè)個(gè)體第k個(gè)觀測(cè)值,為總均值,??為群體效應(yīng),Т(?)?為群體內(nèi)個(gè)體效應(yīng);為試驗(yàn)誤差。采用SAS一般線(xiàn)性模型。本文所用統(tǒng)計(jì)分析軟件:SAS7.0,SPSS11.0等。2結(jié)果與分析2.1根據(jù)性狀指標(biāo)間的變異程度分類(lèi)對(duì)浙江省8個(gè)優(yōu)良柿樹(shù)品種/類(lèi)型間和品種/類(lèi)型內(nèi)優(yōu)株間14個(gè)性狀指標(biāo)進(jìn)行方差分析結(jié)果見(jiàn)表1。從表1可以看出,品種間果密度差異不顯著,其他性狀指標(biāo)均極顯著;品種內(nèi)優(yōu)株間固形物差異不顯著,其他性狀指標(biāo)間也都差異極顯著。從葉片的各個(gè)性狀來(lái)看,在品種/類(lèi)型間和品種/類(lèi)型內(nèi)優(yōu)株間變異程度都是葉片長(zhǎng)>葉片寬>葉柄長(zhǎng)>葉長(zhǎng)寬比,各個(gè)性狀指標(biāo)間均達(dá)到極顯著水平。果實(shí)表型各性狀指標(biāo)值表明,在品種/類(lèi)型間和品種/類(lèi)型內(nèi)優(yōu)株間變異程度都是果實(shí)長(zhǎng)>果實(shí)寬>果柄長(zhǎng)>果實(shí)長(zhǎng)寬比,各性狀指標(biāo)也都達(dá)到了極顯著水平。從葉片和果實(shí)各表型指標(biāo)看,葉片長(zhǎng)、葉片寬、葉柄長(zhǎng)、果實(shí)長(zhǎng)、果實(shí)寬、果柄長(zhǎng)受立地環(huán)境的影響大,葉長(zhǎng)寬比和果長(zhǎng)寬比受環(huán)境因素影響小,相對(duì)穩(wěn)定。2.2其他葡萄品種從表2看出,8個(gè)品種/類(lèi)型間,葉長(zhǎng)在各個(gè)品種間都達(dá)到了極顯著差異;葉寬在QD與其他品種間存在極顯著差異;葉柄長(zhǎng)在DG與YH、QD間存在極顯著差異,YK、TT都顯著低于其他品種;葉長(zhǎng)寬比在QD與LX間存在極顯著差異,YK顯著低于其他品種;果實(shí)長(zhǎng)在DG與YH間存在極顯著差異,LX、YK顯著低于其他品種;果實(shí)寬在LX、YK、DG與TT、YH間存在極顯著差異;果實(shí)長(zhǎng)寬比在DG與YH間存在極顯著差異,LX、YK顯著低于其他品種;果柄長(zhǎng)在YH與TT間存在極顯著差異,QD、YK顯著低于其他品種;果體積在DG與YH間存在極顯著差異;果重量與果體積趨勢(shì)完全一樣;果密度在YK與DG間存在極顯著差異;果固形物、可溶性總糖在LX與YK間存在極顯著差異;蛋白質(zhì)在YK與TT、YH之間存在極顯著差異。2.3性狀變異對(duì)lx性狀的變異系數(shù)的影響從表3可以看出,TT各個(gè)性狀的變異系數(shù)普遍較大,平均值為23.037,但其果固形物變異系數(shù)在各群體內(nèi)最小;LX各性狀的變異系數(shù)普遍較小,平均值為10.873,但其可溶性總糖的變異系數(shù)最大,為15.761。綜合各個(gè)品種的各個(gè)性狀可以看出,果體積、果重量變異系數(shù)較其他性狀大。2.4性狀聚類(lèi)分析對(duì)采集的優(yōu)良農(nóng)家柿樹(shù)單株的葉長(zhǎng)、葉寬、葉長(zhǎng)寬比、葉柄長(zhǎng)、果長(zhǎng)、果寬、果長(zhǎng)寬比、果柄長(zhǎng)、果體積、果質(zhì)量、果密度、可溶性固形物、蛋白質(zhì)、可溶性總糖14個(gè)性狀進(jìn)行聚類(lèi)分析,結(jié)果如圖2。從圖2可知,所有單株基本按照取樣點(diǎn)聚在一起。3各優(yōu)良單株表型性狀的變異通過(guò)對(duì)浙江省8個(gè)農(nóng)家柿樹(shù)品種/類(lèi)型的葉片及果實(shí)14個(gè)性狀指標(biāo)的調(diào)查研究,發(fā)現(xiàn)浙江省柿樹(shù)表型性狀在品種/類(lèi)型間、品種/類(lèi)型內(nèi)、優(yōu)株間普遍存在差異,這些差異是其自身遺傳因素和環(huán)境因素共同影響的結(jié)果。(1)方差分析表明,浙江柿樹(shù)14個(gè)表型性狀除品種/類(lèi)型間果密度差異不顯著外,其他性狀指標(biāo)間都達(dá)到了極顯著水平(a=0.01);品種/類(lèi)型內(nèi)優(yōu)株間除固形物差異不顯著外,其他性狀指標(biāo)間也都達(dá)到極顯著水平。關(guān)于柿樹(shù)果實(shí)密度指標(biāo)的研究未見(jiàn)報(bào)道,由于果實(shí)重和果體積的比值,理論上受外界影響比較小,筆者認(rèn)為可以作為一個(gè)比較科學(xué)的指標(biāo),但有待進(jìn)一步的研究。果實(shí)可溶性固形物這個(gè)指標(biāo),易受環(huán)境條件的影響,導(dǎo)致這些差異的因素一方面來(lái)自遺傳因素,另一方面來(lái)自環(huán)境因素。(2)浙江柿樹(shù)的表型性狀在品種/類(lèi)型間和品種/類(lèi)型內(nèi)優(yōu)株間均存在豐富的變異,品種/類(lèi)型間的變異遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于品種/類(lèi)型內(nèi)優(yōu)株間的變異,即品種/類(lèi)型內(nèi)分化較小。這與所選優(yōu)株分布相對(duì)集中有關(guān),但部分表型性狀已有了較大的分化。如分布于淳安縣的千島湖無(wú)核柿中的QDH6和QDH7其葉片與果實(shí)表型指標(biāo)明顯區(qū)別與其他單株;采樣于永康的柿棗(YK6),其果實(shí)與其他單株也明顯不同。QDH6和QDH7可能是最初來(lái)源不同,或者是變異大,有待進(jìn)一步研究;而YK6則區(qū)別于方山柿的另一個(gè)品種。(3)從分析各優(yōu)良單株表型性狀變異系數(shù)發(fā)現(xiàn)天臺(tái)分布區(qū)的朱紅柿變異系數(shù)較大(23.037),而果實(shí)可溶性固形物的變異系數(shù)最小(5.014);分布于蘭溪的蘭溪大紅柿各性狀其變異系數(shù)較小,為10.873,但可溶性總糖的變異系數(shù)最大(15.761)。這表明TT遺傳多樣性豐富,而可溶性固形物和可溶性