南疆133份土桃种质表型多样性分析

徐孟琪1,2,卢彩红1,2,朱更瑞1,邵亚杰3,李 勇1,3,吴金龙1,谢景梅1,王新卫1,3,王力荣1,3*

1中国农业科学院郑州果树研究所,郑州 450009;2塔里木大学园艺与林学学院,新疆阿拉尔 843300;3中国农业科学院西部农业研究中心,新疆昌吉 831100)

摘 要:【目的】 为深入了解南疆土桃果实表型性状的变异特点和多样性。【方法】2023年8—10月对南疆开展土桃资源考察,收集评价133份有代表性的种质材料,对果实的17个描述型性状和5个数量型性状进行了系统鉴定以及变异类型分析。【结果】桃果实17个描述型性状的变异类型丰富,果实成熟期和果实风味变异类型最多,其中果实成熟期的变异类型有9个,果实风味的变异类型有7个;5个数量型性状变异系数为17.39%~48.49%,其中单果质量的变异系数最大。8份种质果实表面不着色,果皮底色呈绿色;16份种质果实果肉颜色为黄色,均为稀有种类。【结论】南疆土桃果实描述型性状变异类型丰富,数量型性状变异系数高,初步筛选出莎车绿肉1号等8份果皮底色为绿色以及莎车黄肉1号等16份黄肉桃优异特异种质。

关键词:桃;南疆;果实性状;表型;多样性

表型多样性是物种遗传多样性和环境多样性的综合表现,是遗传多样性研究最基本、最重要的内容[1-2]。南疆土桃是对地方品种、系、株的统称,广泛分布于南疆各地。经过长期的自然选择、人工驯化和广泛栽培,成为当地最具特色的果树种类之一[3-4]。土桃主要分布于南疆阿克苏、喀什、和田等县市及乡村,但种质资源零散分布,有的仅残存1~2株,处于濒危境地,然而对于这些种质调查评价存在严重不足,极大地限制了优异种质资源的挖掘和利用。因此,调查南疆地区土桃果实性状并进行表型性状多样性分析,对新疆土桃品种的保护和利用具有重要意义。

桃是原产于中国的蔷薇科(Rosaceae)李属果树(Prunus),是世界上栽培最广泛的落叶果树之一,其种质资源丰富,栽培分布广泛。自20 世纪50 年代开始,中国就有计划、有重点地进行桃资源调查、收集保存及综合评价等工作,并且通过挖掘资源的特异性状为桃种质创新研究提供了重要的材料[5-6]。关于新疆土桃的研究报道较少,主要集中在种质资源分类、亲缘关系鉴定、生理生化、抗性鉴定等方面[7-13]。为充分挖掘南疆土桃优异种质资源,笔者开展了对南疆地区桃种质资源调查与评价,以期对南疆土桃资源的保护和利用发挥作用。

1 材料和方法

1.1 供试材料

试验材料于2023 年8—10 月采集于新疆喀什、和田、阿拉尔、阿图什等地区的县市,其覆盖环塔里木盆地绿洲土桃分布主要县市。树体样本选取生长于村落周边、房前屋后以及农田中,均为本地实生农家类型。本次调查资源共收集到新疆本地桃资源133份,具体见表1~表3。

表1 收集新疆本地桃资源的数量
Table 1 A summary of local peach resources in Xinjiang were collected

种Species桃P.persica份数Accession 106收集份数Number of collections 53 46 16新疆桃P.ferganesis 27分布地区Distribution喀什地区Kashgar和田地区Hotan阿图什市Artush阿克苏地区Aksu喀什地区Kashgar和田地区Hotan 19 8

表2 栽培桃(P.persica)土桃种质资源果实性状
Table 2 Summary of fruit traits of local peach varieties

果实性状Fruit trait果实类型Fruit type果肉颜色Flesh color核黏离性Stone adherence to flesh分级Class普通桃Peach油桃Nectarine白White绿Green黄Yellow黏Cling离Free半离Semi-free数量Quantity 86 20 56 36 14 25 12 69占比Percentage/%81.13 18.87 52.83 33.96 13.21 23.59 11.32 65.09

表3 新疆桃(P.ferganesis)种质资源果实性状
Table 3 Summary of fruit traits of P.ferganesis germplasm resources

果实性状Fruit trait果实类型Fruit type果肉颜色Flesh color数量Quantity 27分级Class普通桃Peach油桃Nectarine白White绿Green黄Yellow黏Cling离Free半离Semi-free 08 17核黏离性Stone adherence to flesh 215 21所占百分比Percentage 100.00 0.00 29.63 62.96 7.41 3.70 18.52 77.78

1.2 试验方法

2023 年8—10 月,在树冠外围随机选取果形良好,大小基本一致、无机械损伤、成熟度一致的10~20个南疆地区土桃果实采样。

在果实生理成熟期,每个样品采集10~20 个成熟桃果实带回室内保鲜贮藏,按照《桃种质资源描述规范和数据标准》[14]对果实成熟期、果形、果实底色、梗洼深度、梗洼宽度、果肉颜色、果实大小,果肉质地、果肉类型、汁液、果实风味、香气等性状观测与记录。

用电子秤(精度为0.01 g)称取南疆地区土桃果实的单果质量;用游标卡尺(精度为0.01 mm)测量新疆土桃果实纵径、果实横径、果实侧径等指标,并采用数显糖度计(品牌为ATAGO,精度为Brix±0.2%)测定果实可溶性固形物含量。每个数量性状的测定3次重复,取平均值。

1.3 数据处理及分析

利用Excel 2019 软件进行数据统计和处理,用SPSS Statistics 26.0 统计软件对各性状进行数据分析,计算最小值、最大值、平均值、标准差(SD)、方差和变异系数(CV)。计算公式如下:

2 结果与分析

2.1 果实描述型性状分级列表

参考《桃种质资源描述规范和数据标准》[14]中的分类标准,将133 份南疆土桃种质果实的17 个描述型性状细分为69 个变异类型,具体见图1。分别是果形6 个变异类型,果顶形状5 个变异类型,果皮底色6 个变异类型,果皮剥离度3 个变异类型,果皮韧性3 个变异类型,果实对称性2 个变异类型,缝合线深浅3 个变异类型,梗洼深度3 个变异类型,梗洼宽度3个变异类型,果皮茸毛2个变异类型,果肉颜色3 个变异类型,果实肉质4 个变异类型,香气4 个变异类型,纤维3个变异类型,汁液3个变异类型,风味7 个变异类型,果实成熟期9 个变异类型,因此平均变异类型接近4.1个,表明南疆地区桃果实描述性状变异类型比较丰富。

图1 果实表型性状特征
Fig.1 Phenotypic traits of some Xinjiang peach and cultivated peach fruits

A~D.新疆桃:A.莎车白肉3 号;B.皮山黄肉3 号;C.和田黄肉2 号;D.疏附白肉2 号;E~H.栽培桃:E.莎车白肉6 号;F.莎车黄肉4 号;G.莎车黄肉7 号;H.莎车绿肉15 号。
A-D.Xinjiang peach,A.Shache White Meat No.3;B.Pishan Yellow Flesh No.3;C.Hetian Yellow Flesh No.2;D.Attached White Flesh No.2;E-H.Cultivated peach,E.Shache White No.6;F.Shache Yellow No.4;G.Shache Yellow No.7;H.Shache Green No.15.

本研究根据实际情况将参考书中的分类标准做了细化处理(表4)。

表4 果实17 个描述型性状及分级标准
Table 4 17 descriptive phenotypic traits and classification of peach germplasm resources

性状Character果实形状Fruit shape果顶形状Top of fruit果皮底色Pericarp color果皮厚度Pericarp thickness果皮韧性Pericarp toughness果实对称性Fruit symmetry缝合线深浅Depth of suture梗洼深度Depth of stalk cavity梗洼宽度Width of stalk cavity果皮茸毛Fuzz of fruit surface果肉颜色Flesh color果实肉质Texture of fruit pulp香气Fragrance纤维Fiber汁液Juiciness of flesh风味Flavor果实成熟期Date of maturity各类型分级标准Classification of each type 1.扁平;2.扁圆;3.圆;4.椭圆;5.卵圆;6.尖圆1.Flat;2.Flat-round;3.Round;4.Ellipse;5.Oval;6.Conoid 1.明显凹陷;2.凹陷;3.圆平;4.圆凸;5.尖圆1.Distinct cancave;2.Concave;3.Round-flat;4.Round-convex;5.Conoid 1.乳白;2.绿白;3.绿;4.乳黄;5.黄;6.橙黄1.Milky white;2.Green white;3.Green;4.Creamy york;5.Yellow;6.Orange 1.厚;2.中;3.薄1.Thick;2.Medium;3.Thin 1.弱;2.中;3.强1.Weak;2.Medium;3.Strong 1.不对称;2.对称1.Asymmetry;2.Symmetry 1.浅;2.中;3.深1.Shallow;2.Medium;3.Deep 1.浅;2.中;3.深1.Shallow;2.Medium;3.Deep 1.窄;2.中;3.宽1.Narrow;2.Medium;3.Wide 1.有;2.无1.Peach;2.Nectarine 1.白;2.绿;3.黄1.White;2.Green;3.Yellow 1.绵;2.软溶;3.硬溶;4.不溶1.Wooliness;2.Soft melting;3.Hard melting;4.Non-melting 1.浓;2.中;3.淡;4.无1.Dense;2.Medium;3.Little;4.Without 1.少;2.中;3.多1.Little;2.Medium;3.Many 1.少;2.中;3.多1.Little;2.Medium;3.Many 1.酸;2.酸多甜少;3.酸甜适中;4.酸少甜多;5.淡甜;6.甜;7.浓甜1. Sour; 2. More sour and less sweet; 3. Balanced sour and sweet; 4. Less sour and more sweet; 5. Light sweet; 6. Sweet;7. Rich sweet 1.8月上旬;2.8月中旬;3.8月下旬;4.9月上旬;5.9月中旬;6.9月下旬;7.10月上旬;8.10月中旬;9.10月下旬1.Early August;2.Mid August;3.Late August;4.Early September;5.Mid September;6.Late September;7.Early October;8.Mid October;9.Late October

从表5 可知,在果实外观描述型性状方面,133份土桃种质果实形状中扁圆形占62.41%,其次是尖圆形和圆形,分别占20.30%和12.03%;果顶形状圆平最多,其次是凹陷;果皮底色以绿白色和乳白色为主,共占77.44%;根据果皮剥离度,以不离皮为主,占51.88%;果皮韧性中韧性弱的多于韧性强的,韧性弱的有62份,韧性强的有43份,分别占总资源的46.62%和32.33%;果实对称性对称的最多,为54.14%,而不对称的为45.86%。缝合线深浅中以中和浅为主,共有117 份,深缝合线的果实有16 份;果实中有茸毛的多,一共113份。

表5 桃果实17 个描述性状变异类型频率
Table 5 Frequency table of 17 descriptive trait variation types in 133 local varieties%

注:1~9 分别代表各性状的不同变异类型,每个数字大小代表变异类型频率。
Note:1-9 represent different types of variation for each trait,and the size of each number represents the variation type frequency.

性状Characteristics果形Fruit shape果顶形状Fruit top shape果皮底色Background color果皮剥离度Peelling off果皮韧性Pericarp toughness果实对称性Symmetry along the suture缝合线深浅Suture depth梗洼深度Cavity depth梗洼宽度Cavity width果皮茸毛Hair of fruit surface果肉颜色Flesh color果实肉质Flesh texture香气Fragrance纤维Fiber汁液Juice content风味Flavor果实成熟期Date of maturity性状数量化Numerical values 1 0.75 3.76 21.80 28.57 46.62 45.86 20.30 18.80 12.03 84.96 48.12 2.26 21.05 48.87 14.29 1.50 2.26 2 3 4 5 6 7 8 9 62.41 24.81 55.64 19.55 21.05 54.14 67.67 49.62 42.86 15.04 39.85 78.20 17.29 40.60 21.80 14.29 13.53 12.03 48.12 7.52 51.88 32.33 3.76 16.54 10.53 20.30 6.77 3.01 0.75 1.50 12.03 31.58 45.11 12.03 10.53 46.62 10.53 63.91 54.89 4.51 9.02 15.04 6.02 30.83 9.77 21.80 12.78 4.51 0.75 1.5018.05 3.01

在果实品质描述型性状方面,133 份种质果肉颜色中,白肉有64份,占48.12%;果实肉质以软溶质为主,占总数的78.20%;淡香气型种质62份,浓香型有28 份。纤维少的居多,有65 份,占总数的48.87%;风味中酸甜适中的最多,占比54.89%,其次是酸多甜少,占比14.29%,浓甜风味的最少,占比0.75%。

在果实成熟期方面,果实成熟期从8 月上旬至10 月下旬,整体偏向于中晚熟,主要集中在8 月中旬、9 月上旬和中旬以及10 月下旬4 个时期,这4 个时期成熟的品种分别占试验材料的13.53%、30.83%、21.80%、18.05%。

根据果实类型、种质类型、果实大小、果实形状、果肉颜色、果皮底色、风味、可溶性固形物含量、产量以及品质对133份南疆土桃种质资源进行全方位综合评价,最终选出8份绿皮新疆土桃种质和16份黄肉新疆土桃种质,共24份优异新疆土桃种质资源。

在133 份南疆土桃种质资源中,有75 份土桃种质在成熟时果皮着不同盖色,着色类型和数量分别是浅红色43 份、红色22 份、深红色10 份。其中,莎车黄肉4号、莎车白肉1号、莎车白肉7号、莎车绿肉8号、莎车白肉8号、莎车绿肉18号、莎车白肉10号、皮山白肉1 号、和田白肉4 号、阿瓦提白肉5 号盖色为深红色。莎车绿肉1号、莎车绿肉3号、莎车绿肉4 号、莎车绿肉5 号、莎车绿肉6 号、莎车绿肉11 号、和田绿肉5号、和田绿肉17号的果皮底色为绿色,可作为绿皮桃选育的优异种质。

经过最终筛选,莎车黄肉1号、莎车黄肉2号、莎车黄肉3号、莎车黄肉5号、莎车黄肉6号、莎车黄肉7号的果肉颜色为黄白色,莎车黄肉4号、莎车黄肉8号、和田黄肉1 号、和田黄肉3 号、皮山黄肉1 号、皮山黄肉3 号、皮山黄肉4 号的果肉颜色为黄色,和田黄肉2 号、叶城黄肉1 号、皮山黄肉2 号的果肉颜色为橙黄色且果实品质优良。

2.2 果实数量型性状分析

由表6可知,133份土桃种质果实的5个数量型性状的变异系数在17.39%~48.49%之间,整体变异系数平均为24.22%。

表6 133 份新疆南疆土桃种质果实数量性状特性分析
Table 6 Analysis of quantitative traits and characteristics of 133 peach germplasm fruits in southern Xinjiang

性状Trait单果质量Single fruit weight(SFW)/g果实纵径Fruit length(FL)/mm果实横径Fruit width(FW)/mm果实侧径Fruit thickness(FT)/mm w(可溶性固形物)Total soluble solid content(TSS)/%最小值Min.20.19 30.40 32.30 32.60 8.43最大值Max.202.00 67.00 75.00 74.00 20.77平均值Mean 84.53 49.12 52.41 53.48 13.42标准差Standard 40.99 8.54 9.34 9.80 2.56方差Variance 1680.15 72.92 87.28 96.05 6.57变异系数CV/%48.49 17.39 17.82 18.32 19.08

单果质量分布在20.00~202.00 g之间,变异系数为48.49%,变异最为广泛;其中平均单果质量超过100 g的品种有41份,占比30.83%,属于大果型种质(图2-A),小于50 g 的品种有26 份,占比19.55%,其中大果型品种包括疏附白肉3号202.00 g,莎车绿肉14 号172.35 g,和田白肉2 号154.80 g;小果型品种包括莎车绿肉5 号20.19 g,莎车白肉13 号20.41 g,莎车黄肉5号(油桃),仅有23.69 g。

图2 土桃果实数量型性状频率分布
Fig.2 Frequency distribution of quantitative traits in 133 local varieties

果实纵径介于30.40~67.00 mm,变异系数为17.39%,其中果实纵径最大的是疏附白肉3号67.00 mm,最小的是莎车白肉13 号30.40 mm(图2-B);果实横径在32.30~75.00 mm 之间,变异系数为17.82%(图2-C);果实侧径介于32.60~74.00 mm,变异系数为18.32%(图2-D)。单果质量、果实横径、果实侧径的均值分别为84.53 g、52.41 mm、53.48 mm,其中最大的均是疏附白肉3号202.00 g、72.00 mm、74.00 mm,最小的是莎车绿肉5号20.19 g、34.12 mm、34.73 mm。

果实可溶性固形物含量分布范围在8.43%~20.77%之间,变异系数为19.08%,平均值为13.42%,其中最大的是皮山绿肉7 号20.77%,最小的是和田绿肉4号8.43%(图2-E)。

3 讨 论

133份南疆土桃种质果实成熟期和果实风味的变异类型最多,果实风味以酸甜适中为主,成熟期集中在9月。可溶性固形物含量介于8.43%~20.77%,均值13.42%;其中113 份普通桃品种介于8.43%~20.77%,均值13.11%;20 份油桃品种介于9.7%~18.75%,均值15.15%;油桃可溶性固形物含量高于普通桃,与王力荣等[15]测定结果一致;可溶性固形物含量≥12.0%的资源占调查样本的63.91%,这一结果说明南疆地区的桃种质资源可溶性固形物含量总体偏高,这与克里木·伊明等[4]的研究结果也一致,其中高可溶性固形物含量的种质资源包括莎车黄肉1 号18.28%、莎车白肉1 号18.34%、疏附绿肉3 号20.63%、疏附白肉4 号19.57%、和田白肉11 号19.73%、皮山绿肉7 号20.77%和阿瓦提白肉5 号18.75%等。

通过筛选优异种质资源可以培育出优良性状的植物品种,从而实现创新育种。本研究对133 份南疆地区土桃资源的17个描述型性状和5个数量型性状综合分析以及对资源多角度的调查分析,降低了单一因素误差对本研究筛选结果带来的影响[16]。描述型性状中以果形扁圆形(62.41%)、果顶圆平(48.12%)、果皮底色绿白色(55.64%)、不离皮果实(51.88%)、果皮韧性弱(46.62%)、对称果实(54.14%)、缝合线适中深度(67.67%)、深中梗洼(81.20%)、宽梗洼(45.11%)、有茸毛果实(84.96%)、白色果肉(48.12%)、软溶质(78.20%)、淡香(46.62%)、纤维少(48.87%)、风味酸甜适中(54.89%)居多,说明南疆地区各土桃资源主要特征差异较大,具有丰富的遗传多样性。

4 结 论

南疆地区桃果实资源类型丰富。在资源调查过程中,通过大量的市场调研和田间考察,选出两类优异资源,第一类是选育绿皮桃的优异资源,选出莎车绿肉1 号、莎车绿肉3 号、莎车绿肉4 号、莎车绿肉5号、莎车绿肉6号、莎车绿肉11号、和田绿肉5号、和田绿肉17号等8份果皮为绿色的种质;第二类是黄肉桃育种的优异资源,果肉颜色为黄色系的资源筛选出16 份,分别是莎车黄肉1 号、莎车黄肉2 号、莎车黄肉3号、莎车黄肉5号、莎车黄肉6号、莎车黄肉7号、莎车黄肉4号、莎车黄肉8号、和田黄肉1号、和田黄肉3号、皮山黄肉1号、皮山黄肉3号、皮山黄肉4号、和田黄肉2号、叶城黄肉1号、皮山黄肉2号。

致谢:中国农业科学院郑州果树研究所过国南研究员、新疆农业科学院园艺研究所龚鹏研究员、木巴热克·阿尤普研究员和努尔艾力·努尔麦麦提研究实习员在种质考察过程中提供了大量帮助,在此衷心感谢。

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Phenotypic diversity analysis of 133 accession local peach germplasm in Southern Xinjiang

XU Mengqi1, 2, LU Caihong1, 2, ZHU Gengrui1, SHAO Yajie3, LIYong1, 3, WU Jinlong1, XIE Jingmei1,WANG Xinwei1,3,WANG Lirong1,3*
(1Zhengzhou Fruit Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Zhengzhou 450009, Henan, China;2College of Horticulture and Forestry,Tarim University,Alar 843300,Xinjiang,China;3Institute of Western Agriculture,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Changji 831100,Xinjiang,China)

Abstract: 【Objective】The peach belongs to the Rosaceae family,subfamily Prunoideae,genus Prunus,and subgenus Amygdalus L.. It is native to China.As the origin center of peach, China has more than 4000 years of domestication and cultivation history,the most obvious feature is the rich genetic diversity of local cultivated varieties.In the Southern Xinjiang region of China,the germplasm resources of local peach varieties or Tu Tao are extremely abundant.But the studies on fruit traits of peach is still limited.The purpose of this study was to gain an in-depth understanding of the variation characteristics and diversity of phenotypic traits in peach germplasm in southern Xinjiang,so as to provide a valuable reference for its development and utilization.【Methods】In this study, the investigation on peach varieties were carried out in Southern Xinjiang from August to October 2023, and the experimental materials were collected in Kashgar, Hotan,Alar,Artush covering main counties in the oasis of the Tarim Basin.A total of 133 representative germplasm resources were collected and evaluated, and then 17 descriptive traits and 5 quantitative traits were identified and the variation types were analyzed.【Results】The phenotypes of 133 peach germplasm fruits in Southern Xinjiang showed a wide range of variation, and a total of 72 variation types were observed,with an average variation type of nearly 4.2,indicating that the variation types of 17 descriptive traits were abundant, among which the fruit maturity date and flavor variation types were wide,and the maturity date mainly occurred from middle August to late October, and the mid-late maturity accounted for 84.21% of the whole maturity period.The fruit flavor was banlenced sour and sweet, accounting for 54.89%. The majority of fruit shapes were flat round, followed by oblong and round.The flesh color was predominantly white,followed by green-white and yellow.According to the fruit type,biological status of accession,fruit size,shape,flesh color,background color, flavor, soluble solids, yield and quality, were evaluated and analyzed, 75 accession had different flush color, and 8 accession had no flush color, the background color was green. The flesh color of 16 accession was yellow. The coefficient of variation of the five quantitative traits was 17.39%-48.49%,and the average coefficient of variation was 24.22%.The single fruit weight was the largest,which was 48.49%. The largest single fruit weight is Zhanminlangan 6, weighing 202.00 g. In contrast, Shache Green No.5 is the smallest,weighing only 20.19 g.The soluble solids content of the fruit was between 8.43%-20.77%,with an average of 13.42%,and the hightest soluble solids content is Pishan Green No.7.【Conclusion】The peach germplasms are very rich and diversity in southern Xinjiang,with high ratio of phenotypic variaionts. Based on this study, we identified a total 8 accession were excellent accessions with green flesh, and 16 excellent yellow-fleshed accessions, which provided the important resources for future breeding,varieties.

Key words: Peach;Southern Xinjiang;Fruit trait;Phenotype;Diversity

中图分类号:S662.1

文献标志码:A

文章编号:1009-9980(2024)12-2369-08

DOI: 10.13925/j.cnki.gsxb.20240380

收稿日期:2024-09-06

接受日期:2024-11-14

基金项目:中国农业科学院科技创新工程项目;新疆桃珍稀濒危种质资源的抢救性保护(2021YFD1200202-07)

作者简介:徐孟琪,女,在读硕士研究生,主要从事南疆土桃自然群体调查与果实多样性研究。E-mail:2445950188@qq.com

*通信作者 Author for correspondence.E-mail:wanglirong@caas.cn