制干鲜食兼用品种改良岗位

王勇 孙锋 李玉玲 苏来慢·艾则孜 伍国红

  本文对吐鲁番核心葡萄种质资源香味性状进行综合评价研究，为葡萄香味品种选育提供可靠数据，以便于提高育种效率。以27个葡萄品种资源为试验材料，通过果实香味表型鉴定、主要萜类物质调控基因位点分型测定研究，对比品种间的香味性状差异，筛选优异香味育种材料。27个品种的主要萜类物质调控基因位点基因型表现为显性纯合型TT、显性杂合性GT、隐性纯合型GG，阳光玫瑰和早康宝为TT型，无核白、红地球、巨峰、白香蕉、无核白鸡心、SP1153为GG型，其他品种均为GT型。阳光玫瑰、早康宝是理想的玫瑰香味育种材料，早收麝香、香妃、贵妃玫瑰、瑰宝、意大利、绿洲宝石、无核翠宝等品种具有较浓郁的玫瑰香味且携带香味显性杂合基因G/T，可以考虑用作育种材料，通过自交或品种间杂交，选育香味品种，将能提高育种效率。葡萄DXS基因KASP SNP分型检测是鉴定玫瑰香型品种或杂交后代单株的有效手段。

  Battilana等挖掘出调控香叶醇、里那醇、橙花醇等物质形成的候选基因1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase(DXS)，该基因位于LG5上。Luan等证实DXS基因调控萜类物质代谢。Emanuelli等认为葡萄果实玫瑰香味是由VvDXS基因的SNP突变引起的，该位点突变造成第284个氨基酸由赖氨酸转为天冬酰胺。孙磊等研究认为VvDXS基因表达与单萜类物质的积累显著关联。葡萄是基因高度杂合、生育周期很长的植物，香味品种选育时间长、效率低。本团队在前期对资源圃种质资源鉴定的基础上，选择27份核心资源，开展果实香味表型、萜类物质、主要萜类物质调控基因位点分型测定研究，对核心资源进行精准评价，为香味品种选育提供可靠数据，以便于提高育种效率。

  1 材料与方法

  1.1 试验材料

  试验实施于2021年、2020年，试验材料为无核白、红地球、巨峰、白香蕉、阳光玫瑰、贵妃玫瑰、玫瑰香、爱神玫瑰、早收麝香、瑰宝、苏67、无核翠宝、莫丽莎无核、香妃、早康宝、意大利、昆香无核、无核白鸡心、绿洲宝石、紫霞玫瑰、火州翠玉、SP1015、SP6164、SP10140、SP539、SP1153、SP4614等27个葡萄品种资源，均为5-6年生植株，来自新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所葡萄种质资源圃。这些品种在资源圃的种植方式为水平棚架多主蔓种植，柱高2m，株行距为4m×0.8m，具体见表1。

  1.2 试验方法

  1.2.1 果实性状鉴定

  品种资源果实香味通过人为味觉鉴定，由4名葡萄科研专业技术人员组成鉴定小组。以玫瑰香型特征品种“玫瑰香”为对照，将果实玫瑰香味分为淡玫瑰香、稍淡玫瑰香、中等玫瑰香、浓玫瑰香等四种类型。鉴定时每个品种品尝完后，用清水漱口后，再品尝下一个，保证鉴定结果的准确性。利用水果糖酸测定仪PaL-BXIACID F5测定葡萄果实可溶性固形物（Brix），确定果实材料的成熟程度。

  1.2.2 果实香味物质调控基因位点检测

  参照王勇等的方法，提取葡萄品种资源植株基因组DNA。参照北京市林业果树科学研究院孙磊提供的葡萄DXS位点信息合成KASP标记引物序列，如表2。通过2720PCR仪上机扩增。PCR反应体系：体系总体积为10ul，其中HiGeno 2X Probe mix 5ul,Primer mix（5X）1ul,DNA模板1ul，ddH2O 3ul。反应程序为95℃ 10min，95℃ 20s，61℃-55℃ 45s，10个循环，每循环降低0.6℃；95℃ 20s，55℃ 45s，35个循环，利用ABI7500采集荧光信号，进行SNP（Single nucleotide polymorphisms）分型，程序为35℃，1min。

  1.3 数据分析

  通过excel表处理数据和分析数据。

  2 结果与分析

  2.1 果实萜类物质调控基因位点基因型检测

  27个品种资源果实萜类物质调控基因DXS位点基因型检测结果如表3。G表示隐性基因型，T表示显性基因型。中性香型和草莓香型4个品种的位点基因型均为隐性纯合G/G型。混合香型品系SP539的为显性杂合G/T型。22个玫瑰香型品种中，阳光玫瑰、早康宝的为显性纯合T/T型，贵妃玫瑰、玫瑰香、爱神玫瑰等19个品种资源的位点为显性杂合G/T型，SP1153的位点为隐性纯合G/G型。

  2.2 位点基因型主要萜类物质含量关系分析

  萜类物质调控基因位点基因型检测为TT和GG的品种的果实的香味类型及主要萜类物质含量如表4所示。纯合显性基因型品种阳光玫瑰为浓郁玫瑰香型，含有6种玫瑰香特征物质，早康宝为稍淡玫瑰香型，含有除香茅醇之外5种玫瑰香特征物质。纯合隐性基因型位点品种（系）SP1153为淡玫瑰香味，无核白没有香味，它们均含有除香叶醇和玫瑰醚之外4种玫瑰香特征物质，红地球没有香味，含有里那醇、α-松油醇、香茅醇三种玫瑰香特征物质，巨峰和白香蕉为浓草莓香型，均含有除香叶醇之外的5种玫瑰香特征物质。从6种玫瑰香特征物质含量来看，GG型品种的远低于TT型品种的，但草莓香型白香蕉在α-松油醇和香茅醇、巨峰在α-松油醇上的含量表现异常。分析结果表明，基因DXS可能控制葡萄萜类物质的表达量，基因DXS KASP标记对葡萄香味物质调控位点的基因型检测具有较高准确性。

  3 讨论

  葡萄果实玫瑰香味的遗传机理研究是当前国内外葡萄科研热点，玫瑰香味是多种香味物质组成，受到多个基因调控，但这些香味物质的形成可能与某个基因存在关联性，研究发现VvDXS 基因控制单萜类次生代谢物表达，与多个香味物质的产生高度关联[27],控制着单萜类物质的合成。Emanuelli等对148个葡萄DXS1基因测序认为，大多数玫瑰香型品种的K284N位点的基因型为杂合显性G/T，仅有1个玫瑰香型品种的K284N位点为纯合显性T/T，中性香型和青草香型品种的均为纯合型G/G；孙磊等对具有浓郁玫瑰香味的“亚历山大”葡萄DXS1基因多次测序，发现“亚历山大”葡萄的K284N位点的基因型为杂合显性G/T。本文对27个品种的K284N位点的基因型进行了检测，在2个中性香型和2个草莓香型品种上均检测出纯合型G/G，在草莓与玫瑰香混合型SP539上检测出杂合型G/T，在22个玫瑰香型中检测出2个纯合T/T，19个杂合型G/T，1个G/G，该结果与Emanuelli 、孙磊等的观点一致，均证明葡萄玫瑰香味产生与DXS1基因K284N位点有关。

  4 结论

  本研究通过对不同香型葡萄所含物质种类、含量以及基因位点的测定，认为里那醇、橙花醇、香叶醇、萜品醇、香茅醇是玫瑰香型葡萄主要单萜成分，确定了阳光玫瑰、早康宝两个品种的玫瑰香味主要特征物质形成调控基因DXS1位点基因型为显性纯合型T/T，是理想的香味育种材料，而SP1153不适合做香味育种材料。早收麝香、香妃、贵妃玫瑰、瑰宝、意大利、绿洲宝石、无核翠宝等品种具有较浓郁的玫瑰香味且携带香味显性杂合基因G/T,可以考虑用作育种材料，可以通过自交或品种间杂交，选育出香味品种，能提高育种效率。通过对DXS基因KASP SNP分型检测是鉴定葡萄玫瑰香型品种或杂交后代单株的有效手段。