全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2008, 35 (2) : 277 - 280
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2007 - 05 - 09; 修回日期 : 2008 - 01 - 07
基金项目 : 国家 ‘863’计划重点项目 (2006AA100108)
通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: chenxs@ sdau1edu1cn)
新疆野苹果矿质元素与糖酸组分的遗传多样性
张小燕 1 , 陈学森 13 , 彭　勇 2 , 王海波 1 , 石　俊 1 , 张　红 1
(1 山东农业大学作物生物学国家重点实验室 , 山东泰安 271018; 2 菏泽学院园林工程系 , 山东菏泽 274000)
摘　要 : 对新疆野苹果巩留和新源两个种下居群的 88个实生株系果实的矿质元素、糖酸组分及其遗传
多样性进行研究 , 并与富士、金帅和红星品种进行比较。结果表明 , 新疆野苹果的 6种矿质元素 ( Ca、
Mg、Fe、Cu、Mn、Zn)、3种糖 (果糖、葡萄糖、蔗糖 ) 组分及苹果酸含量的变异系数均在 23%以上 , 表
现出丰富的遗传多样性。其中钙平均含量是栽培苹果品种的 311倍 , 而且可溶性糖的组成与栽培苹果品种
表现出明显的差异。
关键词 : 新疆野苹果 ; 栽培苹果 ; 矿质元素 ; 糖酸组分
中图分类号 : S 66111　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2008) 0220277204
Genetic D iversity of M inera l Elem en ts, Sugar and Ac id Com ponen ts in
M a lus sievers ii ( L db. ) Roem.
ZHANG Xiao2yan1 , CHEN Xue2sen13 , PENG Yong2 , WANG Hai2bo1 , SH I Jun1 , and ZHANG Hong1
(1 S ta te Key Labora tory of C rop B iology, Shandong A gricultural U niversity, Taipian, Shandong 271018, Ch ina; 2 College of Garden
Engineering, Heze U niversity, Heze, Shandong 274000, China)
Abstract: Content of m ineral elements, sugar and acid components of fruits in 2 intraspecific populations
( Gongliu and Xinyuan County in Ily State) ofM alus sieversii (Ldb. ) Roem. from 88 seedlings were studied,
as well as their contents comparison to three M. dom estica Borkh. cultivars ( Fuji, Golden Delicious, Starim2
son). The results indicated that variation coefficients of m ineral elements (Ca, Mg, Fe, Cu, Mn, Zn) , sug2
ar components ( fructose, glucose, sucrose) and malate in M. sieversii seedlings were more than 23% , which
revealed rich genetic diversity. The content of Ca in M. sieversii was 311 times of that in M. dom estica and the
sugar composition in M. sieversii was significantly different to that in M. dom estica.
Key words: M alus sieversii (Ldb. ) Roem. ; M. dom estica Borkh. ; m ineral element; sugar and acid
components
近 50年来国内外育成的 1 000余个苹果新品种 (系 ) 中 , 70% ～80%的亲本为国光、富士、红
星及金冠等 , 品种的遗传基础狭窄 , 适应性和抗逆性减退 , 性状上很难取得重要突破 (辛培刚和陈
学森 , 1993; 陈学森 等 , 1994; 过国南 等 , 2003)。因此 , 有必要拓宽栽培苹果的遗传基础。
新疆野苹果 〔M alus sieversii (Ldb. ) Roem. 〕的遗传多样性比栽培苹果丰富 , 而且可能含有大量
高品质和抗逆基因 , 挖掘利用的潜力很大。国内一些学者已经从果实形态、香气等方面对新疆野苹果
的遗传多样性进行了研究 (林培钧和崔乃然 , 2000; 冯涛 等 , 2006; Chen et al. , 2007; Zhang
et al. , 2007)。本试验中检测了新疆野苹果巩留和新源两个种下居群 88个实生株系的矿质元素和糖
酸组分含量 , 旨在为探讨新疆野苹果各性状变异和演化特点以及遗传多样性提供基本资料 , 为高钙特
异性状单株筛选提供科学依据。
园 　　艺 　　学 　　报 35卷
1　材料与方法
111　材料
试验于 2006年在山东农业大学果树生物学实验室和泰安横岭育种基地进行。8月下旬 —9月上旬
在新疆自治区巩留县和新源县的野生新疆野苹果林分别随机选取成熟果实底色浅黄至黄色的实生单株
43株 (巩留县 ) 和 45株 (新源县 ) , 每株采集 1～2 kg果实 , 立即放于冰壶中运回实验室于 - 27 ℃
冰箱中待测。
野果林立地条件基本一致 , 黑棕色土 , 土层深厚 , 地势平坦开阔 , 海拔 1 290～1 330 m, 年平均
降雨量 624～781 mm。
以 8—10月从泰安横岭育种基地采集红星、金帅和富士 3个栽培苹果品种作为对照 , 果园光照良
好 , 砂质壤土 , 土层深厚 , 土壤肥力中等 , 管理水平一般 , 泰安地区年平均年降雨量 680～1 040
mm。果实采集、处理同上。
112　方法
参照冯涛等 (2006) 的方法 , 采用硝酸 —高氯酸消化法对样品进行处理。采用原子吸收分光光
度法测定 Ca、Mg、Fe、Cu、Mn、Zn等元素的含量 , 所用仪器为英国产 PYE SP2400型原子吸收分光
光度计 , 空气流量为 35单位 , 乙炔气流量为 20单位 , 测定波长分别为 Ca 42217 nm, Mg 28512 nm ,
Fe 24813 nm, Cu 32418 nm, Mn 27915 nm, Zn 21319 nm。
选取 2～3个苹果果实 , 用四分法切取不同部位果肉 , 混匀后 , 称取 5 g样品 , 用 15 mL 80%乙
醇研碎 , 于 75 ℃下浸提 10 m in, 离心 (12 000 r·m in - 1 ) 15 m in。收集上清液 , 再用 5 mL 80%乙醇
洗果渣 , 收集上清液 , 合并 , 定容到 25 mL。摇匀后上清液经 0145μm微孔滤膜过滤 , 取 4 mL于
50 ℃下蒸干。残渣用 2 mL重蒸水溶解后待用。参照陈美霞等 (2006) 的方法 , 采用 Beckman P /ACE
高效毛细管电泳仪测定果糖、葡萄糖、蔗糖和苹果酸含量。
2　结果与分析
211　新疆野苹果矿质元素的变异及其与栽培苹果含量的比较
测定结果 (表 1) 表明 , 新疆野苹果 88个实生株系的 6种矿质元素含量单株间差异显著 , 变异
系数在 23197% ～73120%之间 , 表现出丰富的遗传多样性 ; 在所检测的 6种矿质元素中 , 以 Ca的含
量最高 , 88个实生株系的平均值为 7611 mg·kg- 1 , 变异幅度大 , 说明进一步筛选高钙性状单株的潜
力很大。
表 1　新疆野苹果矿质元素的遗传多样性及其与栽培苹果含量的比较
Table 1　Genetic d iversity of m inera l elem en ts in M. sieversii and the con ten ts com par ison w ith M. dom estica cultivars
矿质元素
M ineral element
新疆野苹果
M. sieversii
平均值 / (mg·kg - 1 )
Mean
标准差 / (mg·kg - 1 )
S
变异系数 /%
CV
栽培苹果
M. dom estica
平均值 / (mg·kg - 1 )
Mean
Ca 76110 aA 30178 40145 24140 bB
Mg 43130 aA 10139 23197 31110 bA
Fe 6120 aA 2131 37126 6122 aA
Cu 0139 aA 0113 32190 0128 aA
Mn 0137 aA 0115 40184 0134 aA
Zn 0127 aA 0120 73120 0120 aA
　　注 : 小写和大写字母分别表示 5%和 1%差异显著水平。
Note: Small and cap ital letters indicate significant difference at 5% and 1% level, respectively.
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　2期 张小燕等 : 新疆野苹果矿质元素与糖酸组分的遗传多样性 　
将新疆野苹果与富士、金帅、红星 3个栽培苹果品种进行比较 (表 1) , 新疆野苹果 88个实生株
系平均 Ca和 Mg含量分别是 3个栽培苹果品种的 311倍和 114倍 , 差异分别达到极显著和显著水平 ;
而 Fe、Mn、Cu、Zn含量差异不显著。
212　新疆野苹果糖酸组分的变异及其与栽培苹果含量的比较
表 2表明 , 新疆野苹果的可溶性糖组分主要是果糖、葡萄糖和蔗糖 , 各糖组分含量在单株间存在
显著差异 , 变异系数在 26141% ～44171%之间。
苹果酸含量变异系数达 37100% (表 2)。
表 2　新疆野苹果糖酸组分的遗传多样性及其与栽培苹果含量的比较
Table 2　Genetic d ivertisity of sugar and ac id com ponen ts in M. sieversii and
the con ten ts com par ison w ith M. dom estica cultivars
组分
Content
新疆野苹果
M. sieversii
平均值 / (mg·kg - 1 )
Mean
标准差 / (mg·kg - 1 )
S
变异系数 /%
CV
栽培苹果
M. dom estica
平均值 / (mg·kg - 1 )
Mean
果糖 Fructose 41. 15 aA 10. 87 26. 41 47. 09 aA
葡萄糖 Glucose 6. 21 bB 2. 78 44. 71 24. 17 aA
蔗糖 Sucrose 22. 23 aA 6. 69 30. 09 16. 88 bA
总糖 Total sugar 69. 59 bB 12. 60 18. 11 88. 14 aA
苹果酸 Malate 12. 95 aA 4. 79 37. 00 3. 70 bB
　　注 : 小写和大写字母分别表示 5%和 1%差异显著水平。
Note: Small and cap ital letters indicate significant difference at 5% and 1% level, respectively.
栽培苹果品种的果糖含量最高 , 葡萄糖次之 , 蔗糖最低 , 三者的比例为 218∶114∶1 (表 2) , 这与
以往在富士和新红星等苹果品种上的研究结果 (王永章和张大鹏 , 2001; 李培环 等 , 2002) 基本一
致。
新疆野苹果葡萄糖含量明显低于蔗糖 ; 果糖、葡萄糖、蔗糖的比例为 616∶1∶316 (表 2)。
新疆野苹果与栽培苹果品种果糖含量差异不显著 , 蔗糖含量差异显著 , 葡萄糖和总糖含量差异极
显著 , 由此可见总糖含量的极显著差异是由葡萄糖和蔗糖含量不同引起的。
新疆野苹果 88个实生株系苹果酸含量的平均值为 12195 mg·g- 1 , 是 3个参试栽培苹果品种平均
值 (317 mg·g- 1 ) 的 315倍 , 差异达极显著水平。
3　讨论
杨月欣等 (2002) 统计了国光、富士及金帅等 13个常见苹果品种钙元素的含量 , 其平均值为 40
mg·kg- 1。本试验参试苹果品种钙元素含量的平均值为 2414 mg·kg- 1。新疆野苹果 88个实生株系
钙元素含量的平均值为 7611 mg·kg- 1 , 单株钙含量高于 50 mg·kg- 1的占 78%以上 , 普遍高于栽培
苹果品种的平均值。新疆野苹果这种高钙含量的普遍性可能是在长期的逆境演化中 , 对外界复杂地理
环境、气候剧变的一种生态适应 , 有待于进一步研究。
苹果果实中钙元素的含量与品种自身的遗传特性有关 (赵进春 等 , 2002)。本研究结果表明 ,
不仅新疆野苹果各实生株系钙含量的平均值高于栽培苹果品种的平均值 , 而且单株钙含量最高的可达
18113 mg·kg- 1 , 这种高钙性状单株一方面可能是一种生态适应 , 更有可能是由长期进化中钙的高效
营养基因型来决定的。因此 , 进一步研究新疆野苹果高钙的分子机理 , 挖掘、鉴定钙高效基因型 , 对
苹果品种的品质育种具有重要的意义。
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园 　　艺 　　学 　　报 35卷
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