【摘 要】
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椪柑(Citrus reticulata Blanco)作为我国主产的鲜食柑橘类型之一,占全国柑橘年产量约30%。生产中,椪柑成熟期集中,选育不同成熟期的优质品种是椪柑育种的主要目标之一。近年来,由‘辛女’椪柑芽变选育的椪柑新品种‘早蜜’椪柑兼有早熟、高糖和少核的主要特性,可有效缓解椪柑品种单一、集中上市的困境,在湖南省椪柑产业结构优化中起到了重要作用。进一步探明‘早蜜’椪柑的主要品质性状及其形成
【基金项目】
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湖南省自然科学基金项目(2017JJ3168); 湖南农业大学“神农学者”;
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椪柑(Citrus reticulata Blanco)作为我国主产的鲜食柑橘类型之一,占全国柑橘年产量约30%。生产中,椪柑成熟期集中,选育不同成熟期的优质品种是椪柑育种的主要目标之一。近年来,由‘辛女’椪柑芽变选育的椪柑新品种‘早蜜’椪柑兼有早熟、高糖和少核的主要特性,可有效缓解椪柑品种单一、集中上市的困境,在湖南省椪柑产业结构优化中起到了重要作用。进一步探明‘早蜜’椪柑的主要品质性状及其形成机理对指导椪柑的新品种选育具有指导意义,对配套适宜的‘早蜜’椪柑栽培技术也有实践指导作用。本研究明确了‘早蜜’椪柑的主要芽变性状,探明了果实成熟期及采后果实的品质特征,分析了主要果实品质性状形成的生理和分子机理,评估了可能导致变异性状产生的变异基因,提出了适宜的配套栽培技术建议,主要研究结果如下:(1)与‘辛女’椪柑相比,‘早蜜’椪柑的着色期和成熟期均明显提早约20 d,果皮变薄,自然授粉果实种子表现为无核或少核,平均单果种子≤4粒。果实在发育成熟过程中的糖酸变化趋势与‘辛女’椪柑相似;‘早蜜’椪柑可溶性固形物和糖组分含量在190 DAFB(盛花后天数,days after full bloom)后显著高于‘辛女’也明显增高,其中蔗糖在果实膨大期以后的增高趋势显著;果实发育前期‘早蜜’椪柑柠檬酸含量高于‘辛女’,而果实发育后期品种间柠檬酸含量差异消失。果实发育后期蔗糖合成关键基因CrSS、CrSPS及蔗糖转移蛋白酶基因CrSUC1、CrSUC3和CrSUC4在‘早蜜’椪柑果肉中明显上调表达,这种差异表达可能与‘早蜜’椪柑果肉糖分的代谢积累、促使呈现出高糖性状有关。(2)在未经任何防腐保鲜剂处理的情况下,室温贮藏期间单果包装的果实湿度维持在90%左右,失水率在4%以下。两个品种的TSS受采收期的影响不大,但贮藏期间‘早蜜’椪柑的TSS在维持在13oBrix左右,显著高于同期的‘辛女’椪柑。11月10日采收的‘早蜜’椪柑在贮藏期间果实的酸含量维持在0.4%左右,显著低于‘辛女’椪柑。不同采收期椪柑果皮的着色虽差异显著,但随贮藏时间的延长其着色趋于一致。延迟采收引起了‘早蜜’椪柑采后腐烂率的明显上升。生产上该品种适宜提早采收,建议在11月中旬采收,而‘辛女’椪柑适宜在12月上旬采收。(3)两个椪柑品种果皮的色泽在盛花后140–210 d存在显著差异,而造成‘早蜜’椪柑着色提早的原因主要是由果皮叶绿素含量的快速降解所致。‘早蜜’椪柑叶绿素的动态变化趋势与‘辛女’椪柑相似,但‘辛女’椪柑在140–160 DAFB时的叶绿素总含量是‘早蜜’椪柑的近2倍,而此期间二者的类胡萝卜素含量差异不显著。转色期间椪柑果皮类胡萝卜素的主要成分为紫黄质、β-隐黄质和叶黄素,这3种类胡萝卜素组分在200 DAFB时均占两个椪柑品种总类胡萝卜素量的57.8%,而此时‘辛女’椪柑果皮的叶绿素含量是‘早蜜’椪柑的6倍。‘早蜜’椪柑果皮叶绿素含量的下降可能与叶绿素合成基因CrCHLH、CrPORA的下调表达及其降解相关基因CrChlase、CrPa O和CrRCCR的提早上调表达相关。(4)乙烯利处理加快了转色期‘早蜜’椪柑离体果实和树体果实的脱绿反应,而外源ABA并未显著影响果皮和果肉的着色。椪柑的内源乙烯有可能参与了果皮的转色过程;与乙烯合成及信号转导途径相关基因的表达结果表明,‘早蜜’椪柑乙烯合成基因CrACS2、CrACO在果皮着色过程中上调表达以及CrETR1、CrERF1等信号转导途径相关基因提早上调表达;乙烯相关基因的差异表达可能影响了品种间果皮色素的改变,加速了‘早蜜’椪柑果皮的着色过程。(5)与‘辛女’椪柑相比,‘早蜜’椪柑花期略延迟,花器官形态正常但花瓣增大,雄蕊量也显著减少,部分花药外形干瘪颜色变暗,多数花粉畸形且花粉量、花粉染色活力和离体萌发率均显著降低,表现出雄性不育;且自花授粉后花粉管在柱头中的萌发受到抑制。初步确定该品种的自交不亲和性是隔离栽培表现无核的直接原因。授粉品种对椪柑坐果率和果实性状有影响。父本为克里曼丁橘和‘南橘’时的坐果率均显著高于自花授粉组合。‘早蜜’椪柑自花授粉果实显著变小,但该品种在各授粉形式下均表现出特有的高糖性状。(6)‘早蜜’椪柑与‘辛女’椪柑基因组序列相似度较高。SNP和InDel变异中非编码区变异较多,而影响基因编码功能的变异较少。研究筛选出了38个位于基因编码区的InDel移码突变相关基因,功能涉及育性、色素代谢、基因转录调控、生长发育、抗病性以及逆境胁迫反应等植物生长发育中的重要生物学过程。
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