福橘优株果实品质的动态变化与花粉直感的利用初探

发布时间：2020-03-30 03:56

【摘要】：本研究以收集到的33份包括红橘、朱橘和与福橘表型相近的柑橘品种(以下统称为“红橘”)种质资源为试验材料,利用ISSR技术,对其进行遗传多样性分析。结合试验结果和实际情况,筛选出包括1个福橘和3个优株株系在内的4个福橘株系,探究福橘株系和优株株系在果实发育过程中的品质差异,并利用花粉直感现象对果实品质进行调控。主要研究结果如下:1.从27条ISSR引物中筛选出14条,对33份“红橘”种质资源的DNA进行PCR扩增,得到148条谱带。其中多态性条带120条,多态位点百分率80.53%。33份“红橘”种质资源的遗传相似系数在0.570-0.970之间。以遗传相似系数0.780为阈值,将33份“红橘”种质资源划分为7个组(A、B、C、D、E、F、G)。表明33份种质资源遗传差异较大,ISSR能较好地将它们区分开。Z881的PCR产物中,福橘株系与福橘优株及福橘珠心胚在1100 bp和1200bp中均出现差异条带。且聚类分析表明,福橘株系与福橘优株及福橘珠心胚的遗传相似系数为0.570,从分子水平上表明福橘株系与福橘优株及福橘珠心胚株系可能存在芽变关系。2.在福橘果实发育过程中,福橘与福橘优株果实在果形指数、含水率上未表现差异,生长曲线趋势一致;在单果重、果皮厚度、种子数、VC、可溶性固形物等指标上存在差异,尤其是糖酸含量及其组分含量。从花后170 d开始,单果重快速增长,CK(福橘单株)的单果重始终在100 g以内,且小于优株1号(优1)、优株2号(优2)和优株8号(优8);CK的果皮厚度大于3个优株,种子数小于3个优株。福橘果实中以果糖、葡萄糖和蔗糖为主,果糖最甜,蔗糖次之,葡萄糖的口感最佳。本研究中,CK的果糖、葡萄糖和蔗糖含量均小于优株,说明CK的甜度与口感均不如优株;福橘果实中的有机酸主要有柠檬酸、丙酮酸、苹果酸和奎宁酸。其中,柠檬酸含量最高,在整个生长发育过程中占86.28%-93.09%;丙酮酸含量仅次于柠檬酸,与柠檬酸含量保持一致的下降趋势;苹果酸含量呈上升趋势,在花后170-190 d增长最快;奎宁酸在花后150 d含量较高,随着果实成熟,奎宁酸含量急剧下降,至果实成熟期含量基本忽略不计。CK的柠檬酸含量和丙酮酸含量均高于优株,苹果酸含量低于优株。综合而言,优2的可滴定酸含量为0.91%,可溶性糖含量为9.55%,糖酸比为10.44,固酸比为14.8,果实风味浓、偏甜;优1和优8的可溶性糖含量在8%以上,而酸含量在1%以上,糖酸比分别为8.01和8.14,风味浓,稍偏酸;CK的糖含量7.5%,酸含量1%,糖酸比仅5.33,果实味浓且酸。3.以茂谷桔橙和红美人为父本,对CK、优1、优2和优8进行授粉。结果表明,红美人授粉的果实坐果率最高可达27.00%,这可能与红美人和福橘的亲缘关系较近有关。在果实成熟期,茂谷桔橙授粉后的福橘果实在单果重、果皮厚度、种子数、VC含量上表现出花粉直感现象;在果形指数、可食率和含水率上未表现花粉直感现象;红美人授粉后的福橘果实在单果重、果皮厚度、种子数、VC含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量上表现出花粉直感现象;在果形指数、可食率、含水率上未表现花粉直感现象。异花授粉的优株果实与对照相比,可溶性固形物含量、果糖、葡萄糖、蔗糖含量提高;柠檬酸、丙酮酸和苹果酸含量降低。在果实发育过程中,VC含量和可滴定酸含量在整个发育过程中均与对照有显著性差异;异花授粉的果糖含量在花后190 d与对照差异最大。总体而言,以茂谷桔橙和红美人为父本对福橘授粉,均在一定程度上改善福橘的果实品质。4.在果实发育过程中,SPS(蔗糖磷酸合成酶)、SuS(合成方向)(蔗糖合成酶(合成方向))、SuS(分解方向)(蔗糖合成酶(分解方向))的活性总体呈上升趋势,NI(中性转化酶)、CS(柠檬酸合成酶)、IDH(线粒体异柠檬酸脱氢酶)和PEPC(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶)总体呈下降趋势。相关性分析表明,蔗糖和SuS(合成方向)在优2-h中呈显著正相关(r=0.879*),这与蔗糖为柑橘中主要的糖一致;SuS(分解方向)和可溶性糖在CK-h中呈显著正相关(r=0.933*),表明SuS(分解方向)在果实可溶性糖积累中占重要作用。柠檬酸与PEPC在CK-0和CK-h中呈极显著正相关(r=0.996**、0.975**),说明PEPC活性的抑制在有机酸积累过程中有重要的作用。SPS和SuS(分解方向)是福橘果实糖代谢中的关键酶;PEPC是福橘有机酸代谢中的关键酶。另外,本研究中未发现糖酸代谢酶的花粉直感现象,可能是由于酶活性测定误差较大或果实的花粉直感现象表现在糖酸代谢的其他方面。
【图文】：

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图 2-1 Z881 引物扩增的 ISSR-PCR 产物图Figure 2-1 ISSR-PCR product amplification of Z881 primer amplification注：M 为 Trans2K Plus DNA Maker，材料编号参照表 1Note: M is Trans2K Plus DNAMaker, material number refers to Table 1.2.2 聚类分析2.2.1 33 份“红橘”种质资源的聚类分析利用 NTsys 2.10e 构建 UPGMA 树状图（图 2-2）。33 份“红橘”种质资源的遗传相似系数在0.590-0.970 之间。以遗传相似系数 0.780 为阈值，可将 33 份“红橘”种质资源划分为 7 个组（A、B、C、D、E、F、G）。A 组包括 13 个种质资源，，均为克里曼丁红橘。Comune 和 Precoce、Monreal apireno 和 Loretina、Nour 和 Caffin、Hernandina 和 Marisol、Tardivo 和 Marriso 分别先两两聚为一类。其中，Nour 和

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图 2-3 14 份福橘种质的 UPGMA 树状图注：材料编号参照表 1Figure 2-3 UPGMA tree diagram of 14 fuju orange varietiesNote: Material number refers to Table 13 讨论本研究中，33 份“红橘”种质资源共获得 148 条扩增条带，其中多态性条带 120 条，多态位点百分率为 80.53%。分子标记能直接反映某一物种群体遗传物质 DNA 水平上的差异，且具有不受时间和环境限制、标记数量多、多态性高等优点，是种质资源鉴定和育种最常用的辅助手段之一[135]。而 ISSR 分子标记是在 SSR 标记的基础上发展起来，又结合了 AFLP、RAPD 和 SSR 等的优点，引物具有通用性，且操作简单、重复性高、多态性好，在柑橘上也得到了广泛应用。A.R.Shahsavar 等[136]利用 ISSR 技术研究 33 种柑橘基因型之间的系统发育关系，将 33 个柑橘品种结果分为 6 个组，其结果为柑橘分类和鉴定提供了参考，表明 ISSR 是一种强大的工具。徐志祥等[137]
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S666

【参考文献】