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富士是目前世界上苹果主栽品种之一,其众多的芽变系进一步丰富了苹果的种质资源。本研究选用了辽宁省果树研究所栽培的富士及其富士芽变系28个品种(附表1),试材分为四个变异类型即着色系变异、早熟型变异、短枝型变异、大果型变异,并以此为分类的依据,通过对富士系苹果品种间的叶片形态、叶片解剖结构、花粉形态、果实着色多样性、同工酶及分子标记的研究,对富士系苹果品种进行了鉴别,并对其形态性状进行聚类分析,得出不同芽变性状的变异趋势,从而提出相关的芽变及不同变异性状的鉴定方法,具体结果如下:
1 24个富士系苹果品种的叶形指数变化范围在1.38-1.73之间,与其他叶形指标相比,叶形指数变化表现更稳定,可以用来作为对富士系品种鉴别的重要指标。
2 对富士系苹果品种气孔性状观察表明,保卫细胞宽度变化在18.4-24.2μm之间,芽变品种的保卫细胞的宽度与原品种比较有变长的趋势。富士芽变系品种气孔密度在91-182个mm<-2>之间,品种间差异较大。短枝型芽变品种中的气孔密度与富士比有变小的趋势,可利用气孔密度进行短枝型芽变品种的鉴定。
3 富士系苹果5个短枝型品种的栅栏组织厚度变化在104.3-129.0μm之间,除了86-34与富士栅栏组织厚度差异不显著外,其他4个品种都显著小于富士的栅栏组织厚度。短枝型芽变品种栅栏组织厚度与原品种比较有变小的趋势,可利用栅栏组织厚度进行短枝型芽变品种的鉴定。5个短枝型品种的海绵组织厚度变化在72.8-103.3μm之间,除了青森短枝富士与富士海绵组织厚度差异不显著外,其他4个品种都显著小于富士的海绵组织厚度。短枝型海绵组织厚度与富士比有变小的趋势,栅海比有变大的趋势。叶片各部位的相对比值更能反应品种的特性。
4 富士系苹果芽变品种花粉的P/E值与原品种比较有变小的趋势。各品种的花粉纹饰不同,望山红花粉的条脊窄,穿孔不易观察,王富花粉明显大于其他品种。
5 利用聚丙烯酰胺凝胶电泳,对24个富士系苹果品种的过氧化物酶同工酶谱进行研究。结果表明,叶片与叶柄的过氧化物酶同工酶谱不同。叶柄的同工酶谱更稳定。利用叶片过氧化物酶同工酶谱可以直接鉴定出优良短枝富士、寿富士、秋富1号、烟富3号4个品种。结合聚类分析图可以将富士系芽变品种与原品种区别开。
6 6个富士系苹果品种在果实成熟过程中,果实中同一物质的变化趋势较一致,花青素含量、可溶性固形物含量、总糖含量、B含量有上升的趋势,而叶绿素含量、总酸含量、N、Mg的含量有下降的趋势。
7 早熟品种早熟富士和红将军着色明显早于其他品种,除了因为花青素含量升高快外,叶绿素含量明显降低也是两品种早期着色优于其他品种的重要因素。
8 通过通径分析表明,富士系苹果品种果实中花青素含量与其他色素含量的变化大多呈负相关。与N、P、Mg含量呈负相关,与B含量呈显著的正相关,与K、Ca含量在不同的品种中表现不一致。与果实中可溶性固形物、糖含量呈正相关,与酸含量呈显著的负相关。
9 果皮中PAL酶活性的变化与花青素含量变化在不同的富士系品种中表现呈负相关,或弱的正相关;与总酚含量呈显著的负相关。PAL酶活性受Ca影响较大,但在各品种中表现不同。与K含量变化呈正相关。
10 利用优化的反应体系和扩增程序,用BBI酶从148个随机引物中筛选出5个多念性高的引物,并对24个富士系苹果品种进行扩增,用天为酶验证,结果多态性消失。不同的酶扩增结果不同,BBI酶扩增条带清晰,多态性高,但重复性差。天为酶扩增谱带一致性较高,但条带不够清晰。
11 通过对特异片段的克隆测序,共获得3个不同位点的序列。由获得的序列总共设计的9对SCAR引物,对整体模板扩增后,各对引物在每个模板上都获得了对应的谱带,原RAPD引物所标记的多态性消失。
12 通过序列比对及重复测序,由引物A79对青森短枝富士(代号为7)和烟富6号(代号为12)扩增出的同一片段(729bp)在255bp处存在单一核苷酸的差异,对应的碱基分别为G和A。