制汁葡萄品种改良岗位

王晶晶 郭印山 林洪 刘镇东 李坤 郭修武

  葡萄食用品质主要特点包括外观表现和内在品质。如果粒大小、形状、色泽等都是外观品质的主要表现；内在品质影响因素包括糖、酸含量和香气物质等，其中葡萄果实中可溶性糖和有机酸的含量对果实风味有很大的影响。糖酸含量是由多基因控制的数量性状，并且受外部环境因素影响较大。我国是葡萄生产大国，研究葡萄果实中糖、酸含量性状的遗传及调控机制，对培育优质葡萄新品种具有重要意义。近年来，国内外对葡萄果实糖、酸含量遗传已进行大量的研究，但受群体试材缺乏等方面的影响，研究还不够深入。本试验以‘红地球’ב双优’， ‘红地球’ב金星无核’， ‘着色香’ב红地球’，三个杂交群体为试验材料，利用高效液相色谱技术对三个葡萄杂交群体成熟果实中的可溶性糖和有机酸的含量进行了测定，分析了葡萄杂交后代果实中可溶性糖和有机酸含量遗传特点和规律，试验结果对深入了解葡萄糖酸含量遗传特点和规律及优质葡萄新品种选育具有重要的理论和实践参考价值。        

  1 材料与方法

  1.1 试验材料

  试验于2018年和2019年进行。以‘红地球’ב金星无核’、‘着色香’ב红地球’和‘红地球’ב双优’共3个杂交组合的亲本及后代为试材，每个组合群体数量在107-148个单株之间，且栽培条件一致，长势良好，所有植株均生长在沈阳农业大学的葡萄试验基地，两年分别采集不同群体后代的果实进行测定和分析。

  1.2 试验方法

  1.2.1 果实采收

  由于不同组合每个后代果实的成熟时间都不相同，成熟时间主要分布在8月中旬至9月下旬，主要通过果实的着色情况、果实的肉质、果实种子的颜色以及果实品尝的甜酸口感来确定果实是否成熟。采样时，随机选取生长状态良好的三个果穗，分别在果穗不同位置随机采摘果粒，准备做好标记的自封袋，将果实放入自封袋内，统一收集，采后放置在实验室-20 ℃冰箱中保存，用于后续试验。

  1.2.2 样品的处理及糖酸提取

  葡萄果实在试验开始前一晚放于4℃条件中，让果实缓慢解冻。取混合均匀的葡萄汁置于10 mL离心管中保存，使用10 mL的容量瓶，在瓶中先加入2 mL葡萄汁，再加入超纯水至10 mL定容，颠倒混匀。使用移液枪取定容后的混合溶液2 mL，加入2 mL的离心管中，在设置条件为4 ℃，12000 r/min，10 min的离心机里离心，离心后进行下一步操作。其中：

  可溶性糖的提取 ：根据1:1的体积比，吸取葡萄汁上清液和乙腈各500 μL，加入新的2 mL离心管中，并混合摇匀溶液，再使用有机微孔滤膜过滤，过滤后的溶液用于高效液相色谱仪检测。

  有机酸的提取：根据1:1的体积比，吸取同样的葡萄汁上清液和pH为2.6的磷酸二氢钾盐溶液各500 μL，加入新的2 mL离心管中，混合摇匀，过滤使用水系微孔滤膜，待使用高效液相色谱仪检测。

  1.2.3 糖酸含量的测定

  采用Agilent 1260高效液相色谱仪（HLPC）方法测定。

  2 试验结果

  2.1 ‘着色香’ב红地球’杂交后代糖酸物质含量遗传分析

  由表1可以看出，‘着色香’ב红地球’组合后代中可溶性糖和有机酸各物质含量具有广泛的分离，变化范围跨度大，遗传变异分离现象明显。其中葡萄糖含量的分布范围是61.84~178.11 mg∙g-1FW；果糖含量的分布范围是41.22~112.03 mg∙g-1FW；总糖含量分布范围是125.69~272.82 mg∙g-1FW。葡萄糖和总糖含量平均值均大于亲中值，倾向于高糖亲本‘着色香’，但果糖含量平均值小于亲中值。该组合后代中葡萄糖、果糖和总糖的超高亲率为64.2%、47.8%和50.7%，且存在一定比例的超亲单株，说明可溶性糖物质含量超亲遗传潜力大。葡萄糖、果糖和总糖含量的组合传递力分别范围为113.2%、90.4%和103.1%，各物质有较强的遗传传递力，说明在该葡萄果实的亲本与后代间三者可以稳定地遗传。酒石酸含量分布范围是1.70~6.72 mg∙g-1FW；苹果酸含量分布范围是0.17~5.23 mg∙g-1FW；总酸含量分布范围是2.99~11.78 mg∙g-1FW。酒石酸、苹果酸和总酸含量平均值均大于亲中值，倾向于高酸亲本‘红地球’，加性遗传较强。该组合后代中酒石酸、苹果酸和总酸的超高亲率为48.6%、62.2%和62.2%，有一定比例的超亲单株出现，说明有机酸物质含量超亲遗传潜力大。酒石酸、苹果酸和总酸含量的组合传递力分别为135.5%、158.2%和141.9%，各物质遗传传递力强，说明在该葡萄果实的亲本与后代间有机酸可以稳定地遗传。

  2.2 ‘红地球’ב金星无核’杂交后代糖酸物质含量遗传分析

  由表2可以看出，‘红地球’ב金星无核’组合后代中可溶性糖和有机酸各物质含量具有广泛的分离，分布范围较大。其中葡萄糖含量的分布范围是55.21~165.2 mg∙g-1FW；果糖含量的分布范围是49.12~116.03 mg∙g-1FW；总糖含量分布范围是121.67~258.05mg∙g-1FW。葡萄糖、果糖和总糖含量平均值均小于亲中值，倾向于低糖亲本‘红地球’。该组合后代中葡萄糖、果糖和总糖的超高亲率为24.5%、3.0%和8.0%，超高亲率较低，说明可溶性糖物质含量在该组合中超亲遗传潜力较小。葡萄糖、果糖、总糖含量的组合传递力分别范围为78.9%、92.8%和92.8%，各组分有较强的遗传传递力，说明可溶性糖物质可以在该组合葡萄果实的亲本与后代间稳定地遗传。酒石酸含量分布范围是0.76~8.65 mg∙g-1FW；苹果酸含量分布范围是0.28~6.89 mg∙g-1FW；总酸含量分布范围是2.91~16.08 mg∙g-1FW。酒石酸、苹果酸和总酸含量平均值均大于亲中值，倾向于高酸含量亲本‘红地球’，加性遗传较强。该组合后代中酒石酸、苹果酸和总酸的超高亲率为53.2%、54.7%和66.9%，有一定比例的超亲单株出现，说明有机酸物质含量超亲遗传潜力大。酒石酸、苹果酸、总酸含量的组合传递力分别为113.8%、168.1%和130.2%，遗传传递力较强，说明在该组合的亲本与后代的葡萄果实中有机酸物质可以稳定地遗传。

  2.3‘红地球’ב双优’杂交后代糖酸物质含量遗传分析

  由表3可以看出，‘红地球’ב双优’组合后代中可溶性糖和有机酸各物质含量分布范围较大，遗传分离现象明显。其中葡萄糖含量的分布范围是45.05~161.36 mg∙g-1FW；果糖含量的分布范围是49.69~119.00 mg∙g-1FW；总糖含量分布范围是120.39~257.55 mg∙g-1FW。葡萄糖和总糖含量平均值均小于亲中值，果糖含量平均值均大于亲中值，且倾向于低糖亲本‘红地球’。该组合后代中葡萄糖和总糖的超高亲率为3.7%和11.2%，超高亲率较低，说明葡萄糖、总糖含量在该组合中超亲遗传潜力较小。葡萄糖、果糖和总糖含量的组合传递力分别范围为75.3%、101.3%和87.3%，有较强的遗传传递力，说明可溶性糖物质可以在亲本与后代的葡萄果实间稳定地遗传。酒石酸含量分布范围是0.73~6.77 mg∙g-1FW；苹果酸含量分布范围0.81~8.11 mg∙g-1FW；总酸含量分布范围是2.62~11.76 mg∙g-1FW。酒石酸和总酸含量平均值均低于亲中值，总酸含量倾向于低酸亲本‘红地球’。苹果酸含量平均值接近亲中值，倾向于高酸含量亲本‘双优’，加性遗传较强。该组合后代中酒石酸、苹果酸和总酸的超高亲率均为30.6%，有较小比例的超亲单株出现。酒石酸、苹果酸和总酸含量的组合传递力分别为88.1%、104.8%和96.7%，苹果酸遗传传递力强于酒石酸和总酸，说明在该组合的亲本与后代的葡萄果实中苹果酸比酒石酸和总酸遗传稳定性强。

  3 小结

  （1）利用HLPC方法，测定并分析了‘着色香’ב红地球’，‘红地球’ב金星无核’， ‘红地球’ב双优’杂交后代群体中糖酸物质含量分布特点。结果表明在三个组合后代中果糖、葡萄糖、草酸、酒石酸、苹果酸和柠檬酸含量分布范围广泛。且各糖酸组分组合传递力都高于75%。

  （2）三个杂交组合中各糖酸组分都有一定比例的超亲单株存在，不同组合超高亲率不同。总糖含量超高亲率在8% ~ 50.7%之间，其中葡萄糖含量超高亲率在3.7% ~ 64.2%之间，果糖含量超高亲率在3.0% ~ 47.8%之间；总酸含量超高亲率30.6% ~ 66.9%之间，其中酒石酸含量超高亲率30.6% ~ 53.2%之间，苹果酸含量超高亲率30.6% ~ 62.2%之间。

  （3）试验结果对葡萄品质育种中亲本选择和提高育种效率有一定理论和实践参考价值。