高秋玲 ,王振磊,2 ,林敏娟 ,2,王建宇
(1.塔里木大学植物科学学院/南疆特色果树高效优质栽培与深加工技术国家地方联合工程实验室/新疆生产建设兵团南疆特色果树生产工程实验室,新疆阿拉尔 843300;2.新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护与利用重点实验室,新疆阿拉尔 843300)
【研究意义】枣(ZiziphusjujubaMill.)属鼠李科(Rhamnaceae)、枣属(ZiziphusMill.),是我国特有果树之一[1]。在我国栽培较为广泛,其果实具有较高的经济价值与药用价值,枣树因具有较强的适应性与抗逆性,对改善生态环境、增加农民收入具有重要意义[2]。现有的枣品种大多由实生选种、地方品种优选、芽变选种、分子育种等方式选育出来,但这些品种中缺乏集优质、高产、抗病、耐储运(鲜食)等综合性状于一体的品种,进而需要培育一批综合性状优异的品种以满足市场需求[3]。【前人研究进展】杂交育种是获得新品种的主要途径[4]。枣花朵小,人工去雄难度大且极易伤害花器官;花量虽大但其坐果率很低,自然授粉条件下仅为1%左右,虽能通过喷赤霉素、环割等技术来提高其坐果率,但多数品种获得的种子瘪仁率较高、可育率极低[5-7]。利用胚培养虽能够解决杂交育种过程中胚败育问题,但通过胚培养再生的植株存在成活率低,生根难的问题,也难以获得后代[8]。枣树上采用常规的人工杂交方法,极为费时费力还难以获得杂种后代。马庆华等[9]认为含仁率高低也是杂交育种选择母本的条件之一,高含仁率是母本选择是进行杂交育种的前提条件。【本研究切入点】刘孟军等[10]发明的控制杂交授粉的方法应用于杂交育种中,减少人工授粉工作量,避免了损伤花器等问题,但仍需要解决控制杂交后坐果率低,以及含仁率低的问题。研究不同枣品种含仁率及其育性。【拟解决的关键问题】以塔里木大学园艺试验站枣种质资源圃内41个枣品种为试材,连续3年对不同枣品种的含仁率及其种仁饱满程度进行研究分析,找到枣杂交育种中理想的杂交母本,为枣树杂交育种母本的选择提供一定的理论依据。
以塔里木大学园艺试验站枣种质资源圃内的保德油枣、红大一号、伏脆蜜等41个枣品种为试材,树龄均为嫁接7年的树,生长、结果较为稳定,管理水平一般。
2016~2018年待枣果实成熟后,每个品种随机采取树冠外围枣吊中部的30个果实,去除果肉砸开果核,按如下方法及标准检查并统计[13]:
含仁率(%)=(含种仁数量/果实总数)×100;
可育率(%)=(含饱满种仁数量/果实总数)× 100,即饱仁率;
瘪仁率(%)=(含瘪仁果数/果实总数)×100;
双仁率(%)=(含双仁果数/果实总数)× 100。
种仁饱满程度:无仁,核壳心室内为空腔;瘪仁,种仁与核壳心室间有较大孔隙、种皮凹陷,种仁发黄或干枯;较饱满种仁,组织较致密,但不能完全充满心室;饱满种仁组织致密,充满心室。
试验数据用Excel进行整理,用DPS7.05数据处理软件进行分析。
2016年41个枣品种的含仁率差异较大,在3.33% ~143.33%,鲁枣9号、鲁枣5号、伏脆蜜等13个品种的含仁率大于等于100%,占供试品种的31.70%。这些品种含双仁率也较高,其中鲁枣9号的双仁率最高达到43.33%。鲁枣10号、伏脆蜜、北碚小枣、露脆枣等13个品种的瘪仁率为0,占供试品种的31.70%。41个枣品种的可育率差异较大,变异系数为75.42%,可育率最高是鲁枣9号,为140%,其中10个枣品种的可育率大于100%,占供试品种的24.39%,大白铃、临猗辣椒枣、襄汾木枣这3个品种的可育率为0。表1,表2
2017年41个枣品种的含仁率在0~123.33%,鲁枣9号、蜂蜜罐、疙瘩脆等10个品种含仁率≥100%,占供试品种的24.39%,与2016年相比下降了7.31%。41个枣品种中蜂蜜罐的双仁率最高为30%,比2016年高30%。鲁枣9号、鲁枣10号、鲁枣1号、相枣等17个品种的瘪仁率为0,占供试品种的39.02%,比2016年高7.32%,其中蜂蜜罐的瘪仁率高达60%,其它供试品种的瘪仁率都≤20%,与2016年相比除蜂蜜罐外其他供试品种的瘪仁率都有所下降。供试品种可育率在0~123.33%,变异系数为69.43%,与2016年相比变异系数下降了5.99%,其中只有大白铃这一个品种的可育率为0。
2018年41个枣品种的含仁率在0~113.33 %,鲁枣10号、衡阳珍珠、北碚小枣等18个枣品种的含仁率≥100%,占供试品种的41.46%,含仁率≥100%比例比2016年和2017年的都高。蜂蜜罐的双仁率比2017年下降了23.33%,鲁枣10号的双仁率最高为23.33 %比2016年和2017年都高。保德油枣、大白铃、大荔知枣等9个品种的瘪仁率为0,占供试品种的21.95%,瘪仁率的比率较2016年和2017年有所降低。供试41个枣品种可育率在0~113.33%,变异系数63.80%比2016年和2017年都低,说明2018年41个枣品种的可育率比较整齐,其中大白铃、大荔知枣这2个枣品种可育率为0。表1,表2
表1 不同年份枣品种的育性比较Table 1 Fertility comparison of jujube cultivars in different years(%)
表2 不同枣品种育性的变异Table 2 Variation of fertility of different jujube varieties
研究表明,41个枣品种含仁率、瘪仁率、可育率双仁率间的相关性分析可以看出,含仁率与可育率、双仁率呈极显著正相关,含仁率含量越高,可育率越高,则双仁率也就越高;可育率与双仁率呈极显著正相关,可育率越高,双仁率就越高。表3
表3 不同枣品种含仁率、瘪仁率、可育率双仁率间的相关性Table 3 Relevance among kernel contents of the seeds, shrinkage kernel rate, fertility rate and fertility double kernel rate of different jujube varieties
用8个枣品种3年含仁率的均值,与单公华等[11]比较研究表明,不同地区同一枣品种含仁率存在差异。龙枣在原产地及山东含仁率都为0,在阿拉尔含仁率为30%;金丝1号含仁率比原产地和山东分别高了3.66%、56.43%;中阳木枣含仁率比原产地高45.56%,比山东高15.56%;三变红含仁率比原产地高25.55%,比山东低49.45%。大白铃、疙瘩脆、圆铃2号、磨盘枣4个品种的含仁率与原产地和山东的含仁率情况一致,占供试品种的50%。表4
对41个枣品2016~2018年的含仁率、瘪仁率、可育率、双仁率4个指标的均值进行系统聚类(欧氏距离,类平均法),可将其分为5类,第Ⅰ类群:含仁率、可育率、双仁率、瘪仁率都是最低,有保德油枣、扁核酸、大白铃、大果算盘、大荔知枣、阜帅、阜香共7个品种,占供试品种17.07%;第Ⅱ类群:含仁率、可育率、双仁率较低,瘪仁率最高,有金铃长枣、金丝1号、京枣39、临猗辣椒枣、龙枣、鲁枣11号、鲁枣3号、平遥大枣、三变红、襄汾木枣、永城长红共11个品种,占供试品种的26.83%;第Ⅲ类群:含仁率、可育率、双仁率较高,瘪仁率较低,有磨盘枣、无核、义乌大枣、中阳木枣共4个品种,占供试品种的9.76%;第Ⅳ类群:含仁率、可育率 、双仁率最高,瘪仁率最低,有北碚小枣、蜂蜜罐、伏脆蜜、疙瘩脆、核桃纹、衡阳珍珠、红大一号、乐金4号、临县水团枣、鲁枣10号、鲁枣1号、鲁枣4号、鲁枣5号、鲁枣9号、露脆枣、乳脆蜜、相枣、鸭食、圆铃2号共19个品种,占供试品种的46.34%。图1,表5
表4 不同地区含仁率比较Table 4 Comparison of kernel contents of the seeds in different regions (%)
图1 不同枣品种含仁率、瘪仁率、可育率、双仁率聚类
Fig. 1 Cluster analysis of seed content, shrimp seed rate, fertility rate and double seed rate of different jujube varieties
表5 不同枣品种含仁率、瘪仁率、可育率、双仁率聚类分类Table 5 Cluster analysis and classification of kernel content, shrunken kernel rate, fertility rate and double kernel rate of different jujube varieties(%)
通过3年研究发现不同枣品种含仁率的差异较大,同一品种不同年份间含仁率存在一定差异,这与单公华等[11]、闫超等[12]研究的结果一致。说明遗传因素、气候条件对枣品种含仁率的影响较大。
通过与原产地和山东地区比较发现,不同地区同一枣品种含仁率不同,这与李百云、马庆华等研究的结果一致[13,14]。阿拉尔枣含仁率较高,究其原因可能是取样地属于枣种质资源圃、多品种混栽,授粉条件好,且资源圃内未喷施赤霉素、环割,这可能是含仁率高的原因之一。
含仁率较高,但瘪仁情况较为严重,可育率低,在杂交过程中选择这些品种作母本,无法获得饱满种仁而会降低杂交育种效率[9]。李丰等[15]发现含仁率高并且可育的枣适宜品种作母本,与合适的父本进行杂交,子代种仁饱满的比例高。所以在枣杂交育种时,调查枣的含仁率和可育率,筛选种仁率高,可育率高,瘪仁率低的品种作母本尤为重要。研究通过调查41个枣品种的含仁率、可育率、双仁率及瘪仁率发现其中有19个枣品种的含仁率、可育率、双仁率高,可选择这些品种作杂交育种的母本。
4.1 不同枣品种间含仁率及其育性差异较大,同一品种在不同年份以及不同地区之间的含仁率、育性存在一定的差异。
4.2 北碚小枣、蜂蜜罐、伏脆蜜、疙瘩脆、核桃纹、衡阳珍珠、红大一号、乐金4号、临县水团枣、鲁枣10号、鲁枣1号、鲁枣4号、鲁枣5号、鲁枣9号、露脆枣、乳脆蜜、相枣、鸭食、圆铃2号19个枣品种的含仁率、可育率高,瘪仁率低,适宜作杂交母本。可根据育种目标从中筛选择综合性状优良的品种作母本。