苹果实生砧木资源重要性状的遗传多样性分析

摘 要： 【目的】为了解苹果实生砧木资源重要砧木性状的种间、居群间和株系间差异及株系内性状分离，【方法】搜集了7个种21份苹果资源的种子，建立实生群体，播种当年调查实生苗株高、干粗、叶形指数和分枝数等形态性状，当年秋芽接富士和金冠品种，第2年调查实生苗越冬抽条率、耐盐性、嫁接芽萌芽率、抽梢率和成苗率。通过接种鉴定评价腐烂病和轮纹病的抗病性。【结果】形态性状种间差异显著，平邑甜茶形态一致性好。1 a生实生苗耐越冬抽条能力种间差异大。栽培品种实生苗耐抽条能力差，且易感苹果轮纹病。八棱海棠和平顶海棠耐盐碱性较强，山定子耐盐碱性差，且居群间差异极显著。腐烂病和轮纹病的抗病性均存在种间、居群间或株系间差异及严重的株系内性状分离。平邑甜茶和小金海棠的嫁接芽抽梢率和秋季成苗率均低。【结论】多数性状不仅种间、居群间或株系间差异显著，株系内性状也严重分离。选育、应用苹果无性系砧木是迫切需求。

关键词： 苹果； 实生砧木； 种质资源； 遗传多样性

中图分类号：S661.1 文献标志码：A 文章编号：1009-9980？穴2013？雪04-0516-10

中国拥有丰富的苹果属（Malus Mill.）种质资源，是世界上苹果属植物最大的基因中心，有17种苹果属植物起源于中国并仍有分布[1]。在这些种质资源中蕴藏着丰富的具有利用及潜在利用价值的资源，其中湖北海棠[M. hupehensis （Pamp.）Rehd.]、山定子[M. baccata （L.） Borkh.]、西府海棠（M. micromalus Makino）、楸子[M. prunifolia （Willd.）Borkh.]、新疆野苹果[M. sieversii （Led.） Roem.]等这些种常用作苹果实生砧木。研究实生砧木的种间差异和种内遗传多样性对合理利用砧木种质资源、实现苹果实生砧木区域化有重要意义。

因为苹果属植物大多数种间不存在生殖隔离，不同的种间容易杂交，再加上种的多倍化和无融合生殖现象，使得苹果属植物不仅种间差异显著，而且种内遗传多样性十分丰富。用8对SSR引物对苹果属的23个种、种间杂种和品种进行遗传多样性分析发现种质资源间存在丰富的遗传变异，等位基因的杂合度平均为0.623，多态性均值为0.828[2]。构建新疆野苹果分离群体时，新疆野苹果与栽培品种‘红富士’杂交得到的110株后代，株系间没有重复现象[3]。不仅如此，苹果属植物种内也存在着丰富的多样性。用8对SRR引物对65份湖北海棠材料进行检测，其中6对得到的多态信息含量（PIC）超过0.80，而各个居群内的基因型却高度一致，表明居群内遗传多样性水平较低，因此湖北海棠种内变异主要来自居群间[4]。相反，用RAPD标记辅助分析新疆野苹果种内多样性，发现居群内遗传多样性占种内遗传多样性的83.1%[5]。对新疆野苹果进行SSR分析的结果表明居群间和居群内遗传多样性水平分别为15%和85%，均说明新疆野苹果种内遗传多样性主要来源于居群内[6-8]。

我国山定子、海棠果等苹果属资源分布区广泛，分布区之间气候和土壤条件差异大，通过长期的地理隔离、自然选择和人工选择，使得苹果种质资源产生了丰富的居群间遗传多样性。湖北海棠虽然无融合生殖能力强居群内表现一致，但是居群间变异幅度较大[4，9]。此外，用RAPD标记对东北、华北地区山定子8个天然居群分析，发现居群间基因分化系数（Gst）值为0.223 7，表明山定子居群间也存在着较高的遗传分化[10]。

长期的无性繁殖和自交不亲和导致苹果属植物实生居群内的株系间甚至同株系的植株间性状广泛分离。用分子标记技术，对山定子（I值变化为0.270 1～0.452 6） [10]、湖北海棠（I值变化为0.032 7～0.255 3）[9]、变叶海棠（多态性带百分率值为36.43～62.96）[11]等居群内，进行遗传多样性分析的结果，均说明了苹果属种质资源在居群内也存在着丰富的变异。

我们通过田间调查、接种鉴定等方法系统评价了苹果属7个种、21份苹果实生砧木资源在形态性状、抗病性、抗逆性等方面的种间差异及种内遗传多样性，对进一步认识实生砧木导致的变异以及实生砧木区域化利用提供理论指导。

1 材料和方法

1.1 材料

于2011年3月温室营养钵播种育苗，5月上旬定植于中国农业大学八口果树实验基地苗圃。每份材料株数均在90株以上。畦宽1.2 m，双行定植，株距20 cm，常规水肥管理和病虫害防治。于2011年9月初芽接，每份材料分别嫁接富士、金冠各半。

试验中用于抗病分析的菌株，包括5种轮纹病菌株分别为MX1、LS1、ZZ26、LW023、LW048，其中LW023和LS1对苹果枝干的致病性最强，LW048和ZZ26致病性中等，MX1致病性最弱[12-13]。苹果腐烂病菌株分别为xc56和03-8均为强致病性菌株[14]。

1.2 方法

1.2.1 形态指标 形态指标的调查于2011年秋季新梢停止生长时进行，分别调查1 a生实生苗的株高、干径、分枝数量和叶片的长宽。每个实生群体中设3次重复，每次重复随机选取30株。用游标卡尺测定植株距地面10 cm处的干径，用卷尺测量株高，在植株中间部位随机选取5枚成熟叶片分别用游标卡尺测量它们的长度和宽度，以长/宽的比值表示叶形指数。

1.2.2 苹果腐烂病抗病性 休眠期对21份砧木资源进行苹果腐烂病抗病性枝条离体接种鉴定。菌株用刘欣颖等[15]报道的方法培养。采用改良后的菌饼接菌的方法对枝条进行接菌，每份资源以10根30 cm的枝段为1次重复，共设3次重复。枝条洗净并用70%的酒精对表面进行消毒，晾干后用Ф5 mm的打孔器在每段枝条上均匀打3个直至木质部的孔；用Ф5 mm的打孔器在菌落边缘打菌，将菌丝面贴向枝条上的小孔，再附上蘸有无菌水的脱脂棉保湿，用封口膜固定菌饼和脱脂棉；将接菌后的枝条放入培养箱中26 ℃恒温培养；7 d后调查接种孔发病情况，测量病斑长度。按刘欣颖等[15]报道的方法计算发病严重度。