不同倍性草莓品种性状比较

王淑珍，张亚惠，，裘劼人，周历萍，陈思思，柴伟国，毛碧增

(1.杭州市农业科学研究院 生物技术研究所，浙江 杭州 310024； 2.浙江大学 农业与生物技术学院，浙江 杭州 310058； 3.杭州市临安区农林技术推广中心，浙江 杭州311300)

全球草莓属植物有25个种，其中1个种为栽培种凤梨草莓(Fragaria×ananassaDuch.)，24个种为野生草莓种。草莓属植物倍性多样，有二倍体、四倍体、五倍体、六倍体、八倍体、十倍体等等，并存在许多种、变种和品种[1]。我国是世界上野生草莓资源最丰富的国家，分布有14个野生种，包括9个二倍体种和5个四倍体种，低倍性野生草莓资源具有许多优良性状，在抗病、抗虫、抗寒、高芳香性、高固形物含量等方面具有较高的利用价值，是改良栽培草莓品种的重要基因资源[1]。合理利用现有主栽品种资源与进一步挖掘低倍性野生草莓资源相结合，通过染色体加倍与种间杂交基因渐渗系创制，可丰富草莓育种技术，选育草莓新品种。

20世纪国内外研究机构已开展了低倍性野生草莓资源的利用研究，进行草莓种间杂交，育成了一些十倍体草莓品种(系)如弗罗里卡、桃薰、优系AY177等[1-6]。但因染色体倍性的差异，低倍性种质资源优良性状基因向栽培草莓转移存在一定障碍，易出现杂交不亲和、杂交后代花粉发育异常等现象[1，6-7]。为此，我们对3个不同倍性草莓品种的农艺性状、开花周期、花药活力、柱头可授性、果实营养品质和抗氧化性等进行研究，旨在获得不同倍性草莓品种多方面性状特点，为草莓科研工作者在杂交授粉、种间杂交利用、分子机理和蛋白质组学等方面研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料：二倍体森林草莓Ruegen(RG)、八倍体红颊(又名红颜)、十倍体桃薰。

1.2 农艺性状

每个品种随机选取20株具有代表性株形的植株进行挂牌与农艺性状观察记载。

1.3 开花动态(花周期)观察

对RG、红颊、桃薰3个品种整个花期每一天的开花动态进行拍照观察。

1.4 花药活力测定

采用TTC(2，3，5-氯化三苯基四氮唑)染色法测定小蕾期、中蕾期、大蕾期、开花第1～5天的花药活力，显微镜观察并统计有活力的花粉数目，拍照记录[8-9]。

1.5 营养品质与抗氧化性能检测

1.5.1 果实品质检测

随机采集3个品种红熟期(成熟度约75%)、无挤压损伤、无病虫害、大小均匀、着色一致的健康成熟果实。果实品质分外观和内质，测定方法参照姜慧燕等[10]、王淑珍等[11]的方法。果实质量用电子天平测定；果面颜色、果肉颜色和果实形状通过肉眼观察；果实硬度采用博勒飞CT3质构仪测定。可溶性固形物含量采用阿贝折光仪(2WAJ，上海精科公司)测定；可滴定酸采用电位滴定法测定[12]；可溶性总糖含量采用蒽酮比色法测定[10-11]；维生素C(VC)含量参照食品中还原性抗坏血酸的测定方法[10-11]；总多酚含量测定采用Folin-Ciocalteu法[13]；类黄酮含量参照原牡丹[14]分光光度法测定。

1.5.2 抗氧化性能指标

抗氧化性能分别用DPPH自由基清除能力、FRAP铁还原氧化能力表示，生物活性物质提取和指标测定方法参照文献[10-11]。

1.6 柱头可授性测定

采用联苯胺-过氧化氢法测定小蕾期、中蕾期、大蕾期、开花第1～5天柱头的可授性。具体方法参照文献[9]。经联苯胺-过氧化氢染色后，若柱头具有可授性则有过氧化氢酶活性，柱头周围的反应液呈现蓝紫色并伴有大量气泡出现，可根据气泡多少或颜色深浅判断柱头可授性的相对强弱。

1.7 数据分析

分别采用Excel 2007和DPS 16.05进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 草莓品种间农艺性状与商品品质比较

由表1可见，在植株形态上红颊保持较理想的生长态势，植株高度为25.8 cm，桃薰长势弱于红颊，植株高度18.7 cm，RG植株高度最低为10.1 cm。在果形上，红颊为圆锥形，桃薰为短圆锥形，RG为圆球形。在果面颜色上，红颊与RG为红色，桃薰为粉白色。平均单果重红颊最大(20.15 g)，桃薰为14.22 g，RG最小(2.58 g)。果实硬度红颊最高(425.12 g)，桃薰次之(183.65 g)，RG最低(59.81 g)。

2.2 草莓品种间营养品质比较

如表2所示：3个草莓品种在果实营养品质上存在明显差异，RG的VC含量极显著(P<0.01)高于红颊和桃薰；3个品种间可滴定酸、可溶性固形物、多酚含量均呈极显著差异(P<0.01)，RG最高，红颊次之，桃薰最低；固酸比RG为10.39、红颊为14.28、桃薰为18.03；RG与红颊的可溶性总糖含量差异不显著，均极显著(P<0.01)高于桃薰；RG的类黄酮含量极显著(P<0.01)高于红颊和桃薰，红颊与桃薰的类黄酮含量差异显著(P<0.05)。

2.3 草莓品种间抗氧化性能比较

从图1可见：3个草莓品种的DPPH自由基清除能力呈极显著差异(P<0.01)，RG最高为3.53 mg·g-1，桃薰次之2.65 mg·g-1，红颊最低2.39 mg·g-1；RG的FRAP抗氧化能力极显著(P<0.01)高于红颊和桃薰，RG为5.33 mmol·L-1，红颊和桃薰分别为1.73和1.71 mmol·L-1。

2.4 花期与花药活力的变化

表1 不同草莓品种商品品质比较

Table1Comparison of quality of different strawberry varieties

品种Variety株高Plant height/cm果形Fruit shape果面颜色Fruit color风味Flavor平均单果重Average singlefruit weight/g硬度Hardness/gRG Ruegen10.1±2.31圆球形 Globose 红 Red酸 Sour2.58±0.9859.81±4.94红颊 Benihoppe 25.8±3.22圆锥形 Conic 红 Red甜酸 Sour with some sweet20.15±4.51425.12±23.63桃薰 Tokun 18.7±2.98短圆锥形 Truncate conical粉白 Pink white甜 Sweet14.22±3.62183.65±11.75

表2 不同草莓品质营养品质比较

Table2Comparison of nutritional quality of different strawberry varieties

品种VarietyVC含量VC content/(mg·g-1)可滴定酸Titratableacid/%可溶性固形物Solublesolids/%可溶性总糖Soluble sugar/(mg·g-1)多酚Polyphenols/(mg·g-1)类黄酮Flavonoids/(mg·g-1)RG Ruegen1.54 a A1.11 a A11.53 a A70.12 a A4.04 a A1.03 a A红颊Benihoppe0.52 b B0.65 b B9.28 b B67.28 a A1.89 b B0.32 c B桃薰Tokun0.48 c B0.39 c C7.03 c C53.18 b B1.78 c C0.39 b B

同列数据后无相同小写字母表示处理间在0.05水平差异显著；无相同大写字母表示处理间在0.01水平差异显著。可滴定酸折算成柠檬酸计。

Data in the same column marked without the same lowercase letter indicated significant differences atP<0.05; Data in the same column marked without the same uppercase letter indicated significant differences atP<0.01. Titratable acid converted to citric acid meter.

柱上无相同大写字母表示差异极显著(P<0.01)，柱上无相同小写字母表示差异显著(P<0.05)。Data on the bars marked without the same uppercase letter indicated significant differences at P<0.01， Data on the bars marked without the same lowercase letter indicated significant differences at P<0.05.图1 三个草莓品种抗氧化性能指标的比较Fig.1 Comparison of antioxidant properties of three strawberry cultivars

通过观察发现，从花朵显蕾，花苞展开、绽放，到花朵凋谢的整个过程，二倍体RG为19 d左右，八倍体红颊为15 d左右，十倍体桃薰为20 d左右。

根据花蕾大小和开花天数，将草莓的花期分为：小蕾期、中蕾期、大蕾期、开花第1天、开花第2天、开花第3天、开花第4天、开花第5天8个阶段。分别测定这8个阶段RG、红颊、桃薰的花药活力。经TTC染色后的花药，活力较强的花药呈红色，淡红的活力次之，不着色的为不具活力的花药或败育花药，花药经TTC染色后的结果如图2、表3所示。试验结果表明，红颊与桃薰的花药活力均呈由弱到强再减弱的趋势，而RG仅在小蕾期有少量染色的花药，其余各个阶段均未测到有活力的花药。桃薰花药活力最强，红颊次之，RG花药活力最弱。就发育时期而言，红颊与桃薰均在大蕾期和开花第1天的花药活力最强，桃薰大蕾期和开花第1天花药活力分别为72.79%、70.29%，显著(P<0.05)高于其他时期花药活力；红颊大蕾期和开花第1天花药活力分别为45.04%、54.90%，显著(P<0.05)高于其他时期；RG小蕾期的花药活力仅为15.93%，其他时期均未测到有活力的花药。

2.5 柱头可授性变化

柱头可授性越强，过氧化氢酶活性也越强，经联苯胺-过氧化氢染色液浸泡，柱头周围的反应液呈蓝色并伴大量气泡产生，气泡越多表示柱头可授性越强[9]。试验结果(图3、表4)表明，RG在大蕾期、开花第1天、开花第2天、开花第3天柱头具有弱可授性，有少量气泡产生，其他花期柱头均不具可授性；红颊除了开花第5天柱头不具可授性外，其余时间柱头均具可授性，在大蕾期和开花第1天柱头染色后产生气泡较多，说明此时柱头具较强可授性；桃薰在开花第5天柱头不具可授性，在其余7个阶段柱头均具可授性，在中蕾期、大蕾期和开花第1天柱头具较强的可授性，柱头染色后产生较多气泡。

图2 花药活力Fig.2 Anther viability

表3 三个品种花药活力的变化

Table3Changes of anther viability of three strawberry varieties

花期Flowering phase花药活力Anther viability/%二倍体RG Diploid RG八倍体红颊Octoploid Benihoppe十倍体桃薰Decaploid Tokun小蕾期Early stage bud15.93±4.7718.63±0.79 c24.72±9.18 d中蕾期Middle stage bud021.47±1.94 c47.93±9.37 b大蕾期Late stage bud045.04±4.01 b72.79±7.74 a开花第1天 1 day after anthesis054.90±2.63 a70.29±7.77 a开花第2天 2 day after anthesis020.16±1.19 c32.34±5.33 c开花第3天 3 day after anthesis0∗24.08±3.38 d开化第4天 4 day after anthesis0∗22.38±2.23 d开化第5天 5 day after anthesis0∗14.48±4.86 e

*，花药脱落。数据以平均值±标准差表示，同一列中无相同小写字母代表差异显著(P<0.05)。

*， Anther falling off. The data were represented as mean±standard deviation. Data marked without the same lowercase letter in each column indicated significant differences atP<0.05.

图3 柱头可授性变化Fig.3 Stigma receptivity variation

表4 三个品种柱头可授性比较

Table4Comparison of stigma receptivity of three strawberry varieties

花期Flowering phase柱头可授性Stigma receptivity二倍体RG Diploid RG八倍体红颊Octoploid Benihoppe十倍体桃薰Decaploid Tokun小蕾期Early stage bud-++中蕾期Middle stage bud-+++大蕾期Late stage bud+++++开花第1天1 day after anthesis+++++开花第2天2 day after anthesis+++开花第3天3 day after anthesis+++开花第4天4 day after anthesis-++开花第5天5 day after anthesis---

-，柱头不具有可授性；+，柱头具可授性；++，柱头可授性较强。

-， Stigma was not receptive;+， Stigma with receptivity;++， Stigma with strong receptivity.

3 结论与讨论

RG为低倍性野生草莓资源，具有营养物质丰富、抗氧化能力强、高固形物含量等特质，是改良栽培草莓品种的重要基因资源，作杂交父本时花药的采集宜掌握在小蕾期，作母本时需要足够多的父本花粉量，且授粉时间宜在大蕾期至开花第3天。红颊作为现有主栽品种具有品质突出、外观品相佳、综合性状表现优等特点，是品种改良的重要亲本材料。桃薰因其果色外观优，香气似桃香，可作为特色品种改良和种间杂交研究的重要资源。

低倍性野生草莓具有抗逆性强、芳香物质和营养物质丰富等许多优良性状，是种质创新的重要基因资源，通过染色体加倍与种间杂交渐渗系创制已成为草莓育种研究不可或缺的重要组成部分[1，6，15]。本试验中二倍体RG的可滴定酸、VC、可溶性固形物、多酚、类黄酮含量均显著或极显著高于红颊和桃薰；DPPH和FRAP测定结果极显著(P<0.01)高于红颊与桃薰，具有更好的抗氧化能力，这与前人研究结果相类似[6，15]，表明二倍体森林草莓RG在营养品质、抗氧化能力等方面具有特殊利用价值。

TTC花药染色结果表明，桃薰花药活力最强且持续时间最长，红颊次之，RG最差；桃薰与红颊花药活力高峰在大蕾期与开花第1天，以这2个品种作杂交父本时宜采集大蕾期与开花第1天的花药授粉，可有效提高杂交成功率；而RG仅在小蕾期有少量具活力的花药，其余各阶段均未检测到花药活力，因此，在利用RG作种间杂交父本时，花药的采集宜掌握在小蕾期。联苯胺-过氧化氢法试验表明，红颊与桃薰柱头具可授性时间较长，特别在大蕾期和开花第1天柱头可授性最强，因此，作杂交母本时这2个阶段授粉成功率较高；RG在大蕾期、开花第1天、开花第2天、开花第3天柱头具弱可授性，其他花期柱头均不具可授性，这与我们田间杂交试验结果相吻合，以RG作母本时因其柱头可授能力较弱需授较多的父本花粉，才能保持足够的杂交成功数量。这2个试验结果进一步印证了低倍性野生种源与栽培种杂交时易产生杂交不结实、杂交种子成活率低等不亲和现象的原因。