新疆野苹果的不同种下类型染色体核型分析

【目的】新疆野苹果（Malus sieversii）是新疆伊犁地区的主要野生苹果种质资源,是中国苹果资源中的独特分支,加强该资源的研究对保护苹果种质资源的丰富性具有重大意义。对新疆野苹果的不同种下类型进行细胞学分类,探讨新疆野生苹果种下类型之间的亲缘关系,为新疆野苹果资源的保护、开发与利用提供科学依据。【方法】以采自伊犁的新疆野苹果24个种下类型为研究对象,在4月初至4月中旬,选取其幼嫩的茎尖,采用改进的适合新疆野苹果核型分析的染色体制片方法进行压片,并根据不同种下类型染色体数目及其相对长度、平均臂比等核型指标,观察分析新疆野苹果24个种下类型染色体的核型特征。【结果】（1）新疆野苹果24个种下类型均为二倍体,染色体数目为34条,所有种质染色体相对长度平均值为3.23 μm,属小染色体。从着丝点位置观察,多数类型均含有不同数量的m和sm染色体,个别类型只有m染色体,核型公式为2n=2x=34=34m、2n=2x=34=30m+4sm、2n=2x=34=28m+6sm、2n=2x=34=32m+2sm等4种类型。从染色体长度观察,除了香酸野苹果和长柄红霞果以外,其他的类型均含有不同数目的长染色体（L）、中长染色体（M2）、中短染色体（M1）以及短染色体（s）等4种类型,没有发现随体。（2）染色体结构特征方面,新疆野苹果24个种下类型染色体的平均臂比为1.27-1.56,核型不对称系数为56.01%-63.39%。核型类型大部分为1A和1B型,也有个别的2A和2B;1A、1B、2A、2B所占的比例分别为41.67%、37.5%、8.33%和12.50%。（3）进化趋势图显示,黄圆野苹果最为特殊,其核型不对称系数最高（63.39%）,其进化程度最高,其次是霍城圆果野苹果和清香野苹果,小花野苹果的进化程度最低（56.01%）;其余20个种下类型进化趋势具有较高的一致性,趋势较为集中;其中,大扁心野苹果的进化程度最低。（4）聚类分析显示,24个种下类型分为3类,第一类包括9个种下类型,它们具有较高的核型特征相似性,大多数类型的平均臂比大于其他类型,结合进化趋势结果,发现它们的进化趋势比别的类群较高;第二类包括11个,核型类型大多数为1B、2A、2B;第三类4个类型,它们的平均臂比和核型不对称系数最小,核型类型属于1A和1B,说明这类群的遗传相对稳定。【结论】新疆野苹果24个种下类型的核型特征有一定差异,根据核型特征,可以对其进行分类;与传统分类方法比较,其揭示的种下类型之间的亲缘关系更加明晰,聚类结果更能反映出类型之间的一致性与差异性。结合核型特征可初步判断种下类型的进化趋势,这对进一步研究新疆野苹果种下类型的系统进化有重要参考作用。     

新疆野扁桃果实与种子形态变异的初步研究

[目的]揭示野扁桃不同居群果实和种子形态变异特点,为野扁桃资源保护和开发利用提供科学依据.[方法]采用居群生物学调查与统计分析方法,对野扁桃4个自然居群的果实和种子形态进行观测.[结果]在调查的11个表型性状中,不同性状在居群间变异系数从0.245(种子质量,SW)到0.078(果核长度,FL),果核长度(FL)最为稳定.单因素方差分析显示,居群间果核宽、果核与种子长宽比等(FB、FL/FD、SL/SD、SW/FW)差异显著,果核与种子质量等(FT、FW、SD、ST、SW)5项的差异极显著.聚类分析显示,4个居群可划分为2类,在巩留和塔城居群间(TX与TW)已发生较大变异.[结论]野扁桃果实和种子形态具有丰富的变异,在其优良种源的选育中应重视环境造成的差异以便开发利用和资源保护.     

新疆野苹果28个种下类型叶片解剖结构对比研究

为研究新疆野苹果不同种下类型叶片解剖结构的差异,探讨新疆野苹果叶片解剖结构与环境的适应性及其抗性的关系,以新疆野苹果28个种下类型叶片为研究对象,采用石蜡制片法制作切片,根据不同种下类型叶片解剖结构特征及其栅海比、叶片紧密度等指标,观察研究了新疆野苹果28个种下类型叶片的解剖结构。结果表明,小黄酸野苹果在叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度方面平均值最大,与其他种下类型存在显著差异（P〈0.05）,表明其抗寒、抗旱能力较强,光合速率较高。对新疆野苹果28个种下类型叶片的解剖结构特征的各个指标进行聚类分析,分为4个不同类群,其中第四类群的抗旱能力、抗寒能力以及光合速率在4个类群中较为突出。     

4个新疆野苹果优系果实品质比较

以4个新疆野苹果优系的成熟果实为材料,研究其果实品质指标(单果质量、果实纵径、果实横径、果形指数、果柄长度、果柄粗度、果实硬度、可溶性固形物、酸度、可溶性糖、果皮色泽、果肉色泽、香气成分)的差异,旨在为新疆野苹果资源的合理利用提供资料。结果表明:4个优系之间在单果质量、可溶性固形物等部分品质指标上存在极显著(P0.01)或显著(P0.05)差异,果形指数等部分品质指标差异不显著;4个新疆野苹果优系果实含(E)-2-己烯醛、1-己醇等匹配度≥80%(NIST14谱库检索)的51种香气成分,其中(E)-2-己烯醛、1-己醇、(E)-2-己烯-2-醇乙酸酯等成分均在0.5%以上,总含量占测定香气物质总量的97.66%,为参试新疆野苹果的主要香气成分;4个新疆野苹果优系之间果实香气成分种类和含量均存在差异,且均含有独有的香气成分[优系M-1含有(E)-3-己烯醛、(E)-2-己烯-2-醇乙酸酯等,M-2含有2-己烯-1-醇乙酸酯、(Z,Z)-9,12-十八碳二烯酸等,M-3含有壬醛、癸醛等,M-4含有(Z)-2-己烯-1-醇、(E)-丁酸2-己烯基酯等],是新疆野苹果选育的一个重要评价指标。4个新疆野苹果优系的果实品质指标遗传差异较大,均有各自的特点,具有良好的选择潜力。     

濒危植物新疆野苹果种子的萌发特性

新疆野苹果是珍稀的第三纪残遗植物。作为珍贵的果树种质资源,其具有抗寒性强、耐虫、耐病、耐旱等优良性状。本文研究了不同居群新疆野苹果种子萌发的生物学特性,研究表明,不同居群新疆野苹果种子的千粒重存在差异,红肉苹果(HR)巩留居群(GY)新源居群(XY)那拉提居群(NY),其千粒重分别为26.86、25.63、23.58和19.76 g。种子经过去皮处理可以大大加快其萌发速度,其3 d后萌发率可达到100%;而室外低温层积种子在40 d后开始萌发,发芽率为85.67%;冰箱冷藏层积处理萌发速度最慢,60 d左右才开始萌发,发芽率为91.33%,从而推测影响新疆野苹果种子萌发的限制因素为种皮。0~3 a的种子可以保持较高的萌发力,萌发率可达87%以上;7 a的种子生活力急剧下降,萌发率仅为31.6%。红肉苹果发芽率最高,达到93%;新源居群次之;最低的为那拉提居群,仅为74%。     

影响新疆野苹果种子萌发相关因素研究初报

以新疆野苹果不同单株种子为试验材料,研究了不同层积时间、去种皮和不同激素处理对新疆野苹果种子休眠与萌发的影响.结果表明:低温层积能有效地解除种子的休眠,层积75 d带皮种子发芽率达到90;以上;种皮对萌发有较强的抑制作用,层积45 d带皮种子发芽率为8;,而去皮后种子发芽率达到90;;去皮种子经赤霉素处理可明显提早发芽,低温层积30 d后经500 mg/L GA3处理发芽率较高;GA3和6-BA处理对带皮种子萌发的影响均不明显;在相同处理条件下,不同单株之间的发芽率有一定的差异.     

新疆野苹果花芽形态分化的研究

采用石蜡切片法对新疆伊犁地区新源县交吾托海野果林原生境内的新疆野苹果花芽分化过程进行观察研究.结果表明:花芽形态分化始于6月下旬,整个花芽分化过程约持续70 d,经历了未分化期、分化初期、萼片原基分化期、花瓣原基分化期、雄蕊原基分化期及雌蕊原基分化期6个时期,花芽分化各时期有重叠现象.6月22日之前基本处于未分化期;分化初期集中在7月初;萼片分化期开始于6月下旬,集中在7月中旬;花瓣分化始于7月初,集中在7月下旬;雄蕊分化期也始于7月初,集中在8月中旬;雌蕊原基分化期始于7月下旬,集中在8月中上旬;至9月初花芽全部进入雌蕊分化期.     

新疆野苹果果实生长期的理化性质及褐变程度研究

为明确新疆野苹果种质资源果实生长发育期养分积累情况及果肉褐变程度,以20份新疆野苹果种质资源果实为试材,在整个生长发育期通过测定可溶性糖、可滴定酸、维生素C及果肉色差,探索影响果实品质的主要成分变化趋势及抗氧化性强弱。结果表明：20份野苹果资源的果实在生长发育期可溶性糖和维生素C含量逐渐积累,其中可溶性糖含量阶段性积累趋势明显,在7月10日后进入缓慢积累期,表示果实逐渐进入成熟期,末期含量为7.88%~14.79%,维生素C含量积累至末期为1.78~9.18 mg·hg^-1,可滴定酸含量先积累后降解,末期为0.18%~2.29%。亮度值L^*、红绿值a^*、黄蓝值b^*均趋近于0,总色差△E逐渐下降,表明随着果实逐渐成熟,果肉的抗氧化能力越强、褐变程度越低,最后对果实抗氧化性相关指标进行综合评价,由强到弱为：‘GB-20’＞‘HDM-21’＞‘夏’＞‘中’＞‘红肉1’＞‘HDM-12’＞‘GB-12’＞‘XY-49’＞‘XY-58’＞‘GB-9’＞‘XY-11’＞‘XY-75’＞‘HDM-11’＞‘XY-51’＞‘HDM-20’＞‘GB-10’＞‘克’＞‘HDM-39’＞‘新定-1’＞‘GB-2’。20份新疆野苹果资源中的‘红肉1’‘夏’‘中’‘GB-9’‘GB-10’‘GB-12’‘GB-20’‘XY-11’‘XY-49’‘XY-51’‘XY-58’‘HDM-11’‘HDM-12’‘HDM-21’既是高糖高酸类型,又是高维生素C类型,均可作为功能型资源进行培育,其中‘GB-20’的维生素C含量相较最高且抗氧化性最强,可进一步考虑进行果实深加工。     

新疆野苹果繁育特性研究

对新疆野苹果的花部特征、传粉媒介和繁育系统等进行了观察和分析。结果表明,新疆野苹果花部综合特征表现出花粉量较多,花粉活力较强,雌蕊比雄蕊高,且雌雄蕊同熟,上述特点均有利于异花传粉;观察昆虫访花显示蜂类和蝶类是新疆野生苹果的主要访花者;新疆野苹果杂交指数(OCI)为4,花粉—胚珠比(P/O)均高于7000,人工授粉试验结果表明异花授粉座果率最高,其均值为49.3%,最高可达84.7%,方差分析显示以异花结实为主。新疆野苹果属于以异交为主的繁育系统。     

新疆野苹果种子萌发特性与不同苗龄实生苗野外移栽研究

为了探讨新疆野苹果种子萌发能力及不同苗龄实生苗对移栽的影响,研究种子萌发率与层积时间、果实埋深的相关关系及不同苗龄实生苗移栽后成活率和病害发生率的变化.结果表明,新疆野苹果种子必须经过70～80 d的层积处理才能达到较为理想的萌发率.新疆野苹果果实被埋入2～4 cm土层中有较高的萌发率.人工移栽新疆野苹果最好选择3年生幼苗.     

土壤相对含水量变化对新疆野苹果抗氧化酶系统的影响

采用盆栽控水人工模拟水分胁迫,对新疆野苹果叶片中可溶性蛋白含量、MDA含量及SOD、POD、CAT、APX活性进行测定,探讨新疆野苹果对土壤相对含水量变化的响应机制.结果表明:随着土壤相对含水量的降低,新疆野苹果叶片中引发膜脂过氧化作用,使膜脂过氧化产物MDA增加,细胞通过增加可溶性蛋白含量和SOD、POD、CAT、APX活性来抵御低水分胁迫所引发膜脂过氧化作用,清除增加的活性氧;但在不同水分条件下主要参与响应的酶类存在差异.此外,该研究还发现新疆野苹果对于较高的土壤相对含水量具有良好的适应性.     

新疆野苹果传粉生物学的初步研究

对野生苹果在新疆伊犁地区的开花物候、花粉活力、柱头可授性、繁育系统和访花昆虫及访花行为进行了观察.结果表明:在整个开花过程中,从花序出现到花朵凋谢,历时较长,可达30 d以上;不同海拔,开花期相差4～14 d;一个居群的花期达30 d左右;通过对花粉活力的测定结果分析表明,花粉的活力较高,花粉平均活力达64%;用两种方法测定柱头可授性所得的结果具有一定的差距,但差异不显著;在整个花期中,昆虫的访花行为与天气密切相关.     

土壤相对含水量变化对新疆野苹果抗氧化酶系统的影响

采用盆栽控水人工模拟水分胁迫,对新疆野苹果叶片中可溶性蛋白含量、MDA含量及SOD、POD、CAT、APX活性进行测定,探讨新疆野苹果对土壤相对含水量变化的响应机制。结果表明:随着土壤相对含水量的降低,新疆野苹果叶片中引发膜脂过氧化作用,使得膜脂过氧化产物MDA增加,细胞通过增加可溶性蛋白含量和SOD、POD、CAT、APX活性来抵御低水分胁迫所引发膜脂过氧化作用,清除增加的活性氧;但在不同水分条件下主要参与响应的酶类存在差异。此外,本研究还发现新疆野苹果对于较高的土壤相对含水量具有良好的适应性。     

灰毡毛忍冬与丝瓜套种立体种植模式研究

[目的]研究灰毡毛忍冬栽培品种"湘蕾一号"(Lonicera macranthoides Hand.-Mazz.)与丝瓜[Luffa cylindrica(L.)Roem.]套种的立体种植模式。[方法]设1个试验组和1个对照组。试验组中灰毡毛忍冬与丝瓜利用大棚棚架进行套种,灰毡毛忍冬株行距为1.5 m×2.0 m,丝瓜栽种于棚架两侧,株距0.3 m;对照组单独种植灰毡毛忍冬,株行距为1.5 m×2.0 m。[结果]套种丝瓜明显促进灰毡毛忍冬的生长,试验组比对照组叶长增加了28.2%,叶宽增加了29.1%,花冠长增加了58.9%,千花蕾鲜重增加了59.1%,绿原酸含量增加了26.0%,鲜花产量增加了36.4%,由于增加了丝瓜收入,最终收益试验组比对照组增加了92.0%。[结论]综上所述,利用废弃的大棚设施,灰毡毛忍冬和丝瓜实施立体套种,不仅产量得到了提高,还大幅度增加了种植效益,最终效益可达12.766 5万元/hm2。     

水分胁迫对新疆野苹果净光合速率和水分利用率日变化的影响

以一年生盆栽新疆野苹果实生苗为试材,研究了经3种水分梯度处理后第20天苹果叶片净光合速率（Pn）和水分利用率（WUE）的日变化规律。结果表明,正常水分处理和中度水分胁迫下新疆野苹果Pn日变化为不典型双峰型,且Pn下降主要受气孔因素限制;重度水分胁迫下新疆野苹果Pn日变化为严重午休型,Pn下降主要受非气孔因素限制。方差分析表明,中度和重度水分胁迫使新疆野苹果Pn日均值与对照分别达到显著和极显著差异。3种水分梯度处理后新疆野苹果WUE日变化均呈先快速下降后缓慢上升的趋势,并表现上午时段的WUE大于下午时段;WUE目均值按对照、中度和重度水分胁迫依次降低。相关性分析表明,随着水分胁迫的增强,Ta,Ca,RH等生态因子对新疆野苹果Pn的影响越大,其中RH对Pn的影响最显著。     

新疆野苹果F_1代果实性状的相关分析和主成分分析

以4年生新疆野苹果×富士杂交F1代群体为试材,对19个果实品质指标进行测定,利用相关分析和主成分分析从功能基因研究和品系选育两个角度对各指标的遗传变异进行考察。结果表明:(1)与栽培苹果相比,F1代在果实质地、花色苷有关性状之间的相关性存在差异:钙与果实质地的3个指标相关性不显著;花色苷与糖含量相关性不显著,但与钙、钾含量相关性极显著。钙与多个指标极显著相关,可作为功能基因研究的重点。(2)从主成分贡献率看,果实质地、矿质元素、果实大小、花色苷含量4个主成分在遗传信息中占的比重较大,是下一步功能基因研究的切入点,也是进行品质综合评价的重点考察对象。加大对果实质地、果实大小、花色苷含量的考察可提高育种效率。(3)对主成分综合得分排序,根据不同育种目标选择综合性状优良的个体,是新疆野苹果在育种中利用保存的有效捷径。