全 文 ：1 9 9 1年 6 月
第 13 卷第 3期
西 南 农 业 大 学 学 报
JO u r n a l o f S o u th w es t A g ri e u l tu ra l U n iv e r s it y
V o l
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No
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1 9 9 1
变叶海棠。 少。zus 妙认go ide 。 x) 陇东
海棠 (M . 无a n s u e n s 么s )研究①
王 玫
(上海农学院植物科学系 )
〔摘要〕对兼性无融合生殖种变叶海棠 ( 3 x) 和陇东海棠 ( Zx) 的杂种实生苗进行 了
鉴别和接化效应预浏 。 结果表明 , 4x 杂种苗占 65 . 2% , x3 母休苗占 34 . 8% 。 杂种苗的
晦语可分为偏母型 、 互补型和 突变型 . 互补型酶语杂种 苗的平均根皮率和叶 片过氧化
物畴活性显著高于 偏毋型峰语杂种苗 。 选 出的 7 株杂种单株 ,晦错均属于互补型或突
变型 ,表明陇东海棠的特征畴带 20 和 21 与其接化效应有关 。 利用过氧化物晦同工晦
错可对该组合杂种苗的矮化效应作初步预 ,.1 。
主 题 词 : 苹果属 ;变叶海桌 ;陇东海棠 ;杂种实生苗 ;染色体 ;
过氧化物晦 ;矮化
中图分类号 : 5 6 6 1 . 1 0 3· 2
苹果属伍伍纽吕 )植物中的多倍体野生种具有的兼性无融合生殖特征 , 在苹果实生无性系砧
木育种上具有重要意义 l1[ . 变叶海棠 (对 . 切认卯诫 吕 )具有兼性无融合生殖特性 ,属半矮化砧 ,且
早期结果 。 陇东海棠 (万 . ka 、
~
)砧芽接成活率高 ,树冠矮小 , 结果早 21[ 。 二者均适于高海拔
地区生长 。 我们以变叶海棠作母本 , 与陇东海棠杂交 ,以期获得具有无融合生殖和矮化效应 ,适
于西南 、西北高海拔地区生长的砧木类型 。
材料和方法
以西南农业大学果树资源圃的变叶海棠 ( 3 x) x 陇东海棠 ( Zx) 实生苗为试材 。
根尖细胞染色体 (二年生苗 )采用去壁低渗法阁 , 核型分析参照 抉丫an ( 19 6 4) 的方法闭 。
同工酶分离采用垂直板聚丙烯酞胺疑胶电泳法 。 分离胶浓度 10 % ,缓冲液为 1 . OM rT is 一
H cl
,
PH S
.
8 ; 电极缓冲液为 rT is 一 lG y , PH S . 3 。 醋酸联苯胺染色 51[ 。 重复三次 。 酶活性测定参照
王秀珍的方法 .[] .
根皮率测定采用 1 . 5 年生苗 ,根段粗 0 . 4一 0 . sc m
① 1 0 9 0年 7 月 2 7 日收到
第 13卷食` ;) :、 ; {三玫 ·笼叶海棠 (对 a l。 、 t o, `。 ,吧, i橇 ) X 陇东海棠 (万 . 无a 二胡。 s 、` )研 究 3 2 9
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3 3 0 西 南 农 业 大 学 学 报 1 9 9 1 年 6 月
2 结果与分析
2
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1 杂种苗鉴别
2
.
1
.
1 细胞染色体 . 对 96 株杂交实生苗根尖细胞染色体鉴定表明 , .4火植株占 65 . 2% ; x3 植
株占 34 · 8% ; 无 x2 和非整倍体植株 。 x1 的核型为 4 1 , 十 2s7 m ,夕x 植株 N .O , 28 的核型为 切m +
27 51 十 t ; x3 的核型为 3 m + 1肠m (表 l) 。 . - . 一 几 . _ .变叶海棠 ( 3、 )的无歌合生殖方式为体细胞无饱子生殖 `由此产生的是整齐一致的母体后
代 ; 偶而未减数卵细胞受精也产生有性后代闺 ` . 在本试验中 · 3 x 榷株便是变叶海棠的母体苗 ,
x4 植株为杂种苗 。 虽然早期可能发生正常有性胚囊 , 但频率低 ,沮常在发育过程中退化 . 因此 ,
在杂种实生苗中没有 x2 和非整倍:体 。
杂种苗 N 0 . 28 的染色体核型中出现一末端着丝点染色体 ( t ) , 可能是来 自母本的第 15 号
染色体之一产生缺失 ,其原因不明 。 一2 . 1 甲 2 叶片过 氧化物晦 同工晦 。 经电泳分离的叶片过氧化物酶同工酶阳极区带 , 由慢到快分
为 A , B , C 三大酶区 ,共 21 条酶带 ( 图 1 ) 。 两亲本的旅谱差异主要为变叶海赏无 C 区块带 20 和
2 1
,陇东海常无 B 区酶带 a 和 马。 3x 买生苗的酶谙与母本变叶海棠相同 。 奴 杂仲苗的酶谱可分
为三类 : I 为偏母型 , 仅有母本变叶海棠的酶带 ; l 为互补型 , 具有 父母本双方酶谱中的所有酶
带 ; 爪为突变型 , 在互补型的基础上增加酶带 6 .或 7, 或减少酶带 9( 图 2 ) 。
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图 L 过氧化物酶同工酶酶谱样式图 ’ 图 .2 亲本及杂种过氧化物酶同土酶谱型
已有研究表明 ,苹果中过氧化物酶同 工酶的表达系单基因控制。 ’ 。 , 。 陇东海索特征酶带 : 。
第 1 3卷第 3期 王 玫 变叶海棠 (对d l。 如认g o讨。 )x 陇东海棠 (拟 .k a肪。 , “ ,v) 研究 3 3 1
和 21 在杂种酶谱中的显隐比为 29 : 16 ( I + 一 I ) , 经 x Z 检验符 合 1 : 1 的理论分离比 (x 苍~
3
.
7 6 < x若. 。 。 ~ 3 . 8,1 ) , 说明控制酶带 20 和 21 表达的基因在陇东海棠中是杂合显性 , 在变 叶海
棠中是纯 合隐性 ,且控制这两条酶带表达的 , 可能是同一基因或紧密连锁的两基因 。
呈突变型酶潜的仅有 3 株杂种苗 . 其中 , 附 6 和阴 46 分别出现新酶带 7 和 6 ,这可能是染
色体结构上的微小变异或基因突变所致 . 淤28 酶谱中无酶带 9 , 在核型分析时 ,其个别染色体
缺失 ,可能是控制酶带 9 表达的基因位于染色体缺失部位 。
2
.
1
.
3 株株叶片形 态 。 二年生 x4 杂种苗的叶片形态特征与 x3 母体苗有明显差异 ,其叶片增
大 , 叶基变圆 . 叶形增宽 , 主脉两侧较对称 . 裂刻变浅 (图 3 ) 。 这不仅是染色体倍数增加所引起
的器官增大 ,也是父本陇东海棠叶片特征在杂交中的表现 。 杂种苗三类酶谱植株的叶片形态无
显 一黔羞异 。
2
.
2 杂种苗续化能力预测
2
.
2
.
1 根皮率 。 变叶海棠 3x 母体苗和 奴 杂种苗的根皮率仅 30 一 50 % , 大大低于 M 系矮化砧
( 7 0% )
. 偏母型酶谱杂种苗的平均根皮率为 36 . 80 % ,与母体苗的 35 . 85 % 无显著差异 ,
表 2 实生苗矮化能力预选指标测定
过氧化物
酶 活 性
( I u / g )
新梢节
间长度
( e m )
率)皮%根r、苗型生实类
偏母型
互补型
平 均
3 6
.
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4 1
.
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1 0
.
12
7 7
」7
3 9
.
5 5 8
.
5 0
杂种苗
.
母 体 苗 3 5 . 凡5 1 3 . 8 0 1 , 礴9
但显著低于互 补型酶 谱杂 种苗的 41 . 0 0%
(劝 = 1 . 3 8 , t 。 。 , = 2 . 7 0 ) (表 3 ) . 杂种苗附 l 、
阴 1 3 、 附 29 、 塑 37 的根皮率较高 ,均在 45 %以
上 。
2
.
2
.
2 叶片过氧化物晦活 隆 。 4 x 杂种苗的
平均过氧化物酶活性 为 8 . 50 uI ,s/ , 显著低于
3 、 母体苗的 l 污. 8 0 l u 传 (劝 ~ 1 . 2 8 . : ~ 4 . 1 5
> t
o
. 。 ,
~ 2
.
6 5 )
。 互补型酶潜杂种苗的平均酶
活性为 10 . 1 2 I u / g , 显 著高于 偏母型 杂种苗
的 5 . 6 2一t J / g ( dS 一 1 . 5 0 · t ~ 3 · 0 1二> t 二 。` ~ 2 ·
表 3 杂种苗人选单株矮化能力预选指标
根皮率
(翻 )
过氧化物
酶 活 性
( I u / g )
新梢节
!可长度
( c m )
选株六单
邓093262卜LOl曰二OJ勺幽bo口月r7ǎ吕ù吸0on的jJ,.…盛卜妇了一况ù汽6OU,乙民..压盆`盛1口且,户0八山n甘UJ,矛;. .…嘴八幻8勺`Oé心乙ó找月,心d通JQ口匕户口
~ 吧 . . 口 r
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N
` ) 12
冲 1 3
冲3 5
附 3 6
冲 37
淤 4 6
二项符合要求者即可入选 。 结果有 7
2 7 ) (表 2 ) 。
已有研究表明 , M 系苹果砧木矮化效应 与叶片过氧
化物酶活性呈负相关阵 ` 〕。 在 番茄 、 豌豆等多种作物中 ,
过 氧化物酶 活性 与植株高 度 、 节 luJ 长 度 之 间呈 负相
关 12[ · ` 3 1 。 本试验杂种苗的叶片过氧化物酶活性与当年生
新梢节 间长度 呈显著负相关 , Y一 0 . 7 8 汉 戏 。 杂种苗阴 9 , 她 1 2 ,撇 1 3 , 逆 3 5 , M 3 6 , 即 4 6 的酶 活性较 高 , 均 在
1 5
.
Ool U / g 以上 。 其当年生新梢节间长度均在 1 . s c m 以
下 。
2
.
.2 3 杂种苗接化效应综合预选 。 根据根皮率和过氧
化物酶 活性及新梢节间长度 , 确定入选标准分别为 )
」5 · o % ,夕 l · 5 0贾U / g 和 < 1 . 5 0 e m . 杂种苗三项指标中有
株杂种苗入选 (表 3 ) ,其中阴 13 的三项指标均 合格 。
8 3 2 西 南 农 业 大 学 学 报
/
1 9 9 1 年 6 月
3 讨论
由根尖细胞染色体鉴定而确认的变叶海棠和陇
东海棠杂种苗 , 其叶 片形态特征 _
与母体苗差异显著 , 因此利 用叶
片形态特征可迅速鉴别该组合杂
种苗 。
杂种苗的叶片过氧化物酶同
工酶谱分为偏母型 、互补型 、突变
型三类 。 互补型酶谱杂种苗各项
矮化效应预选指 标优于偏母型 。
矮化效应综合预选所得的 7 株杂
种单株 ,其酶谱均属于具有陇东
海棠特征酶带 20 和 21 的互补型
或突变型 . 认为酶带 2 0 . 和 21 气
陇东海棠矮化能 力有关 ,利用该氧化物酶同工酶谱可将该组合杂
种苗进行分类和对杂种苗矮化效
应进行预测 。
3f 变叶海棠 4 x 杂种 x2 陇东海掌
栩 3 . 变叶海棠陇东海棠及其杂种的叶片形慈
承篆庄宝仁教授指导 ,成明昊副研究员提供材料 ,梁国鲁 、 肖尊安 、 李晓琳老师给予帮助 ,谨此致谢 。
参 考 文 献
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工卜
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C u n n i n hg
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12 A n hC
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1 3 B r u m b a c k J J r e t a l
·
eD ve l
o Pm e n t a n d n o r rn o n a l in d u e ed 亡h a n g es in rP o t e in s 班 at l l a n d d w a r f t o tm a ot` ,· s · H O r st 。`几,” ,抽, 百` 3子, ; 2 ,弓
第 13卷第 3期 王玫 变叶海棠 (对`` s伽认卯衣阮 )x陇东海案 (万 .ka、 jea Io is )研究 3 3 3
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ty详 s : m a et r n a l ( I ) , e o m P le m e n at r y ( I ) a n d m u ta t i o n a l ( 三 ) , T h e r o t ba r k / w 。以1 r a t ios
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. 欲 v e n h y b r id 义ed li n gs o f 比 n d i n g 衅et r n s 1 a n d 1 w e r e P r ed ie t ed
t o be of g er a t d w a r if n g po t e n t扭 1 a e e o dr 切 9 t o ht e 宜r b a r k / w o od ar t i拓 , lea f eP r ox i d a货 a e it v j ty a n d
hs o t i n et r n od e le n g ht
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15叩 e r以 i d a se b a n d s 2 0 a n d 2 1 w e r e Pr既 u m ed ot be r e la et d t o t he d w a r f i n g
op t e n t i a l
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t h e d w a r f i n g op t e n t认 1 o f h y b r i d se e d il n gs m ihg t 比 P r e d i e t e d b y t h e i r i so ep r ox i-
d a se b a n d in g 琳 t et r n s ·
S u bej e t w r山 : 材山触 ; ;对 如认夕。沁召 ;对 加: . e o is ; e ros br e e d s e e d】i n g ; e h r o m os m e ( s。` 3藏孙w a r f · 节
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碑 , 明 . , 卜、