制汁葡萄品种改良岗位

马丽 郭印山 林洪 刘镇东 李坤 李成祥 马海峰 郭修武

  葡萄硬脆型品质深受消费者青睐，葡萄果实硬度是衡量鲜食品质的重要指标，也是重要的育种指标，然而果实硬度是由多基因控制的数量性状，双亲基因型及其环境都可以对后代表现型产生不同程度的影响。了解葡萄果实硬度的遗传规律，将有助于指导育种过程中亲本的选择选配，获得具有理想果实硬度的葡萄新品种。有关葡萄果实硬度遗传研究的报道还比较少，且以往研究中果实硬度多以感官评价为主，没有明确的量化指标和界限标准，主观性较强，且所用的杂交群体较小。本试验以脆肉型葡萄品种‘红地球’和软肉型品种‘玫瑰香’和‘金星无核’为试材，利用质构仪对群体果实进行整果穿刺法测定，对果实硬度进行遗传分析，探讨不同群体果实硬度的遗传趋势，为葡萄常规杂交育种及今后果实硬度QTL定位奠定重要的理论基础和数据支撑。       

  1 材料与方法

  1.1 试验材料

  本试验全部试材均采自沈阳农业大学葡萄试验园。共包括3个亲本品种和2个杂交群体。亲本为典型的脆肉型品种‘红地球’和软肉型品种‘玫瑰香’、‘金星无核’；2个杂交组合为‘红地球’ב金星无核’和‘红地球’ב玫瑰香’，分别构建于2009年和2011年。两群体后代植株均采用贝达嫁接，每个后代定植3株嫁接苗。篱架、避雨栽培，常规管理。2018～2019年成熟期分别从杂交后代中随机选取部分结果后代及对应亲本进行果实硬度各项指标测定。每个后代随机采集3穗果实，果实放在标记好的自封袋内后迅速带回实验室，将3穗果实剪成留有短果蒂的果粒，再从中随机选取30粒较为一致的果实进行果实硬度检测，每次采样时间一般在上午7～9时，同一批样品尽量在1 d内检测完成。

  1.2 试验方法

  1.2.1果实硬度相关指标测定

  葡萄果实硬度测定采用的是整果穿刺测试法（张翔宇等，2017）。在进行穿刺试验前需对果实进行筛选，剔除病果、烂果，畸形果，并尽量使果实成熟度、大小等基本保持一致。每个品种随机选取30个果粒进行测定，为了减少试验误差，所有的测量均由一人完成。穿刺试验使用的是英国Stable Micro Systems 公司生产的TA. XT plus质构仪，穿刺试验选择的是2 mm直径的P/2针状探头，测试在室温下进行，测试时将被测试的浆果放置在质构仪载物台的中心位置上，用手稍稍固定，力量以不压迫果实为宜，样品被穿刺部位为葡萄浆果中部偏上区域（Letaief et al，2006）。质构仪主要参数设定为：测前速度为1 mm/s，贯穿速度为1 mm/s，测后速度为10 mm/s，穿刺深度设为7 mm，负载触发力5 g。参数设定时需要注意，穿刺既要保证一定的穿刺深度，又要避免在穿刺过程中探头接触到葡萄种子，影响测试结果。测定指标包括：果皮硬度（PPH），果肉硬度（SF）。其中，果皮硬度（PPH）是从探头接触果皮开始，到探头穿刺果皮瞬间所用的力（g）；果肉硬度（SF）是探头穿刺果肉到测试结束所测感应力的平均值（g）。

  1.2.2数据的统计及分析

  利用Excel对试验数据进行收集与整理，统计群体在不同年份平均值、亲中值、变异系数、超高亲率、超低亲率等。使用SPSS19.0软件进行果实硬度表型数据的正态性分布检验及各年份间Spearman相关性分析，相应的遗传指标的计算公式为：

  变异系数（CV）= 后代标准差/子代均值×100%；

  组合传递力（Ta）= 子代均值/亲中值×100%；

  广义遗传力（H2）= 遗传方差/表型方差。

  2 试验结果

  2.1 2个杂交群体果皮硬度遗传分析

  果皮硬度是果实质地的一个非常重要的指标。分别对2个杂交组合群体果皮硬度进行各年份间Spearman相关性检验（P<0.001），表1结果显示‘红地球’ב玫瑰香’组合2018和2019年果皮硬度呈显著正相关，相关性系数为0.76，而‘红地球’ב金星无核’两年的相关性系数为0.69。本试验对各组合表型数据进行了基于Shapiro-Wilk test的正态分布检验（P=0.05），‘红地球’ב玫瑰香’两年的果皮硬度均符合正态分布。结合图1可以看出，果皮硬度在2个群体后代中均表现为连续性分布，属于典型的多基因控制的数量性状。通过对各杂交组合果皮硬度的遗传分析可以看出，两组合杂交后代的子代均值基本都低于亲中值（除‘红地球’ב玫瑰香’2018年子代均值稍高于亲中值外），杂交果实果皮硬度的变异是向小的方向回归。2个杂交组合后代果皮硬度变异范围及变异幅度都较大，变异系数26.07%～34.21%，广义遗传力较高，在0.88～0.97之间，组合传递力都高于85.32%。表明2个群体后代果皮硬度性状分离是比较广泛的，且果皮硬度差异主要受遗传因素影响。

  2个组合后代中都出现了一定比率的超高亲和超低亲单株（表1），但总体看来，超低亲率要高于超高亲率，‘红地球’ב玫瑰香’2018和2019年超低亲率分别为31.39%和21.97%，超高亲率分别为24.82%和8.03%；‘红地球’ב金星无核’超低亲率分别为55.8%和35.82%，超高亲率分别为13.04%和23.13%。

  2.2  2个杂交群体果肉硬度遗传分析

  2个组合后代的果肉硬度均呈连续性分布，是典型的多基因控制的数量性状（图2）。‘红地球’ב玫瑰香’杂交群体整体上呈现出向软肉回归的趋势，两年间果肉硬度呈显著的正相关（P<0.001），相关性系数为0.76。2018年和2019年亲中值分别为34.14 g和33.41 g，子代均值为31.27 g和32.62 g，组合传递力分别达到91.59%和95.94%，超高亲率10.37%和14.73%，超低亲率分别为17.78%和19.38%，变异系数为24.23%和26%，广义遗传均为0.91，说明该群体的果肉硬度差异主要受遗传因素影响较大。‘红地球’ב金星无核’在果肉硬度遗传规律上与‘红地球’ב玫瑰香’相似，两年间果肉硬度呈显著的正相关（P<0.001），相关性系数为0.63。子代均值略小于亲中值，两年的变异系数均比前者大，说明该组合分离更为广泛，超低亲率较高，在30%以上，这个群体后代中果肉偏软的比率较高。组合遗传力分别为86.26%和89.53%，两年的广义遗传力均为0.93。

  3 小结

  通过对‘红地球’ב玫瑰香’、‘红地球’ב金星无核’2个杂交后代连续两年果实硬度遗传特点分析，葡萄果皮硬度、果肉硬度均表现出连续变异，属于多基因控制的数量性状，其中果皮硬度和果肉硬度表现为子代均值低于亲中值，广义遗传力在0.91～0.97之间，葡萄果实硬度主要受遗传因素影响。但2个组合后代中都出现了一定比率的超高亲和超低亲单株。