欧洲花楸与陕甘花楸的遗传差异性及其果实成分分析

佘 萍，马 杰，贾宝光，余治家，王正安

(宁夏农林科学院 固原分院，宁夏 固原 756000)

花楸(Sorbuspohuashanensis)属蔷薇科花楸属植物，别名臭槐树、河楸及黄花楸，产于黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、河北、山西、甘肃和山东等地。花楸在适地生长速度快，春日满树白花，入秋红果累累，荚垂如豆，极具观赏价值；其果具有很好的食用价值。为丰富花楸种质资源，林业部门不断引进外国花楸树种，并对其开展研究。对欧洲花楸树种的研究始于2002年，近年来对欧洲花楸的研究主要在引种繁育[1-3]和药理研究[4-9]方面。关于遗传差异性的研究分析多见于粮食作物、菌类和蔬菜[10-12]，而对树木遗传差异性研究较少，近年仅有关于杨树和桉树的遗传差异性分析[13-14]，花楸属树种的研究还未见遗传差异性方面的报道。关于树木果实成分的研究较多[15-18]，包括花楸属树种果实成分的分析[19-21]，但对引进树种欧洲花楸与本土花楸果实成分的对比分析鲜有报道。鉴于此，以固原市引种的欧洲花楸和当地陕甘花楸为研究对象，采用RAPD技术对不同来源花楸进行遗传差异性分析，并对比分析不同来源花楸的果实成分，旨在为花楸的引种驯化及开发应用提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地设在宁夏固原市原州区古雁岭，海拔1 806 m，地处东经106.261°、北纬36.022°，年平均气温8.6℃，年降雨量450 mm左右，年蒸发量2 550 mm左右，年日照时数2 500 h左右，≥5℃积温3 580℃左右，无霜期160 d左右，年相对湿度50%左右。土壤为黄绵壤，有机质含量为10.43 g/kg，速效磷7.32 g/kg，速效钾303.33 g/kg，全氮0.89 g/kg，pH 8.07。

1.2 试验材料

以固原市引种的欧洲花楸与本地陕甘花楸的叶片和果实为研究材料。陕甘花楸(SorbuskoehneanaSchneid.)是六盘山地区的乡土树种，试验苗木为2008年播种繁殖获得；欧洲花楸(SorbusaucupariaL.)原产欧洲，试验苗木为2008年从欧洲引进种子播种繁殖获得。2个参试树种的树龄、栽植地点相同，叶片和果实样品采集时间均为2019年8月初。

1.3 检测方法

1.3.1 遗传差异性 以欧洲花楸和陕甘花楸叶片为检测对象，采用RAPD技术对其遗传差异性检测。RAPD是建立在PCR (Polymerase Chain Reaction)基础上的一种可对整个未知序列的基因组进行多态性分析的分子技术。以基因组DNA为模板，单个人工合成的随机多态核苷酸序列(通常为10个碱基对)为引物，在热稳定的DNA聚合酶(Taq酶)作用下，进行PCR扩增。扩增产物经琼脂糖或聚丙烯酰胺电泳分离、溴化乙锭染色后，在紫外透视仪上检测多态性，扩增产物的多态性反映了基因组的多态性。基因组DNA提取采用改良CTAB法。PCR扩增反应体系：10×PCR Buffer 10 μL、2.5 mmol/L dNTPs 2 μL、10 μmol/L引物 1 μL、1.25 U/μL Taq酶 0.3 μL、4 ng/μL DNA 1 μL，加ddH2O补足25 μL。PCR引物见表1。扩增条件：94℃预变性4 min；94℃变性30 s，36℃退火30 s，72℃延伸2 min，44个循环；72℃延伸10 min。1.5%琼脂糖凝胶电泳。

表1 PCR引物的名称及序列Table 1 Name and sequence of PCR primers

1.3.2 果实营养成分、酚类化合物与矿物质含量检测 由于欧洲花楸果实在8月明显可分出琥珀色和玫瑰色2个色种，为鉴别不同色种的花楸果实成分，故于8月初可区分琥珀果和玫瑰果颜色时，采集2个树种(欧洲花楸和陕甘花楸)的3种果实的样品(欧洲花楸的琥珀果与玫瑰果及陕甘花楸果)，鲜果用保鲜盒包装，立即送检。用原子吸收光度计、火焰光度计、紫外分光光度计、索氏提取器、滴定仪等仪器测定花楸果实的蛋白质、脂肪、可溶性固形物、总糖、还原糖、可溶性糖、单宁、铁、锌、钙、镁、钾及Vc含量。

2 结果与分析

2.1 2个花楸树种的遗传差异性

2.1.1 遗传差异 采用48条随机RAPD引物对欧洲花楸和陕甘花楸进行PCR扩增，筛选其中12条获得清晰条带的随机引物进行第二次扩增。得到的扩增片段长度在200～2 000 bp，2个树种扩增产物条带相似，但是引物Z2、Z15、Z17、Z20、O12、O13、O14、O15、O21及O24在2个树种间出现差异条带，共获得10个清晰的差异条带(图1)。说明，2个树种在检测的10个位点存在差异，证实欧洲花楸和陕甘花楸具有遗传差异性，属于花楸属的2个不同种。

注：I为欧洲花楸，II为陕甘花楸，M为分子量标记，箭头处为差异条带。
Note: I，S.aucuparia; II，S.koehneana(CK); M，marker; Arrow，differential band.
图1欧洲花楸和陕甘花楸的条带差异性
Fig.1 Band difference betweenS.aucupariaandS.koehneana

2.1.2 田间差异 2个树种在田间观测的结果也有很大的区别。陕甘花楸属于灌木，矮小丛生，果实白色；而欧洲花楸属于乔木，树干通直、冠形优美，田间鉴定和遗传差异性鉴定结果相符。

2.2 花楸果实的营养成分、酚类化合物与矿物质含量

由表2可知欧洲花楸琥珀果与玫瑰果和陕甘花楸果实的营养成分、矿物质与化合物含量的差异性。

2.2.1 营养成分 蛋白质含量欧洲花楸显著高于陕甘花楸，欧洲花楸琥珀果显著高于玫瑰果。脂肪含量3者之间差异不显著，欧洲花楸琥珀果高于玫瑰果与陕甘花楸。可溶性固形物和还原糖含量均表现为欧洲花楸显著高于陕甘花楸，欧洲花楸玫瑰果显著高于琥珀果。总糖和可溶性糖含量均表现为欧洲花楸显著高于陕甘花楸，欧洲花楸琥珀果显著高于玫瑰果。在蛋白质、脂肪、可溶性固形、总糖、还原糖和可溶性糖6项营养成分中，以欧洲花楸琥珀果的累积量最高，达46.89 g/100g；其次是欧洲花楸玫瑰果，营养累积量为45.51 g/100g；陕甘花楸最低，营养累积量为34.27 g/100g。总体看，果实营养成分含量欧洲花楸琥珀果>欧洲花楸玫瑰果>陕甘花楸。

2.2.2 矿物质元素 在铁、锌、钙、镁和钾5种矿物质元素中，铁、锌、钙和钾含量欧洲花楸显著高于陕甘花楸，欧洲花楸琥珀果显著高于玫瑰果。镁含量欧洲花楸琥珀果显著高于陕甘花楸，陕甘花楸显著高于欧洲花楸玫瑰果。总体看，矿物质元素含量欧洲花楸琥珀果>欧洲花楸玫瑰果>陕甘花楸，其中，欧洲花楸琥珀果的累积量为4 915.95 mg/kg，欧洲花楸玫瑰果的累积量为4 170.42 mg/kg，陕甘花楸的累积量为4 090.77 mg/kg。

2.2.3 化合物 单宁(酚类化合物)含量陕甘花楸显著高于欧洲花楸，欧洲花楸玫瑰果高于琥珀果。维生素C(羟基化合物)含量陕甘花楸显著高于欧洲花楸，欧洲花楸玫瑰果显著高于琥珀果。总体看，化合物含量陕甘花楸>欧洲花楸玫瑰果>欧洲花楸琥珀果。

表2 欧洲花楸和陕甘花楸果实营养成分与矿物质元素含量Table 2 Nutrition components and mineral element content in fruits of S. aucuparia and S. koehneana

3 结论与讨论

花楸是优良的观叶观花观果的四季景观树种，在景观园林设计中应用广泛，为比较不同来源地花楸的遗传差异性与果实营养成分含量，对引自于欧洲的花楸(欧洲花楸)与本土花楸(陕甘花楸)开展对比研究。结果表明，在遗传差异方面，欧洲花楸和陕甘花楸扩增产物条带相似，但引物Z2、Z15、Z17、Z20、O12、O13、O14、O15、O21、O24在2个品种间出现差异条带，共获得10个清晰的差异条带，说明2个树种在检测的10个位点存在明显差异。欧洲花楸和陕甘花楸具有遗传差异性，属于花楸属的2个不同种。

研究表明，欧洲花楸和陕甘花楸果实的营养成分、矿物质元素及化合物含量均存在差异，且欧洲花楸不同色种(琥珀果和玫瑰果)果实间也存在差异。果实营养成分含量和矿物质元素含量均表现为欧洲花楸琥珀果>欧洲花楸玫瑰果>陕甘花楸，化合物含量表现为陕甘花楸>欧洲花楸玫瑰果>欧洲花楸琥珀果。总体看，欧洲花楸比陕甘花楸的开发利用价值更高。

目前，花楸多数作为园林观赏树种资源，以园林景观应用为主，对于花楸果实的应用与开发尚未有深入研究。花楸果实营养价值丰富，可将其作林副产品进行开发，充分挖掘其景观应用外的价值。研究表明，欧洲花楸的果实营养成分含量明显高于陕甘花楸，而欧洲花楸中琥珀果优于玫瑰果，因此，在花楸规划种植时除考虑其景观效应，还应适当考虑果实的营养成分含量，以兼顾其营养价值的体现。