趙振坤，鄧?guó)P彬，張銳 ,2，李根,2，金強(qiáng),2*

（1塔里木盆地生物資源保護(hù)利用兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 阿拉爾 843300）

（2塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院/南疆特色果樹(shù)高效優(yōu)質(zhì)栽培與深加工技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，新疆 阿拉爾 843300）

中國(guó)是核桃原產(chǎn)中心之一，新疆是中國(guó)核桃重要產(chǎn)區(qū)之一。目前，新疆核桃種植面積、產(chǎn)量，均在全國(guó)的前列，蓬勃發(fā)展的林果產(chǎn)業(yè)和巨大的市場(chǎng)需求為新疆核桃走向世界提供了歷史機(jī)遇。新疆核桃種質(zhì)資源豐富，具有巨大的潛在研究?jī)r(jià)值［1?2］。前人對(duì)新疆核桃的遺傳多樣性以及親緣關(guān)系做了一定的研究。劉曉麗、王國(guó)安、李超等［3?5］認(rèn)為新疆核桃親緣關(guān)系具有明顯的地域性，可劃分為以伊犁野核桃起源中心的早實(shí)類群和吉爾吉斯野核桃起源中心的晚實(shí)類群，并且新疆野核桃是喀什實(shí)生核桃和栽培核桃品種的起源地。李亞蘭、龍建春等［6?7］利用表型和分子標(biāo)記手段對(duì)新疆核桃種質(zhì)資源多樣性進(jìn)行了分析，結(jié)果表明出新疆鄉(xiāng)土核桃種質(zhì)資源堅(jiān)果表型性狀多樣性水平高，蘊(yùn)藏著豐富的遺傳資源，具有較大的挖掘利用潛力。

新疆核桃栽培歷史悠久，據(jù)記載已選育出很多栽培品種。但是，隨著栽培品種人為定向選育，核桃栽培品種在形態(tài)學(xué)以及遺傳學(xué)達(dá)到了高度的一致性，各個(gè)品種之間的遺傳多樣性越來(lái)越小。隨著物種的選育而導(dǎo)致物種遺傳多樣性降低，這種現(xiàn)象已在選育小麥，羅氏沼蝦等物種間得到了驗(yàn)證［8?10］。從遺傳的角度看，這些栽培品種核桃某些特殊的遺傳特性仍具有很高的價(jià)值，可以用于培育核桃的新品種或者改良選育。因此，對(duì)已保存新疆核桃栽培品種種質(zhì)資源開(kāi)展多樣性評(píng)估具有極高的研究意義，同時(shí)又能為新品種選育奠定理論基礎(chǔ)。由此，本文通過(guò)對(duì)10份新疆栽培核桃種質(zhì)的28個(gè)表型性狀開(kāi)展研究，對(duì)新疆栽培核桃種質(zhì)堅(jiān)果表型性狀多樣性進(jìn)行分析，挖掘新疆栽培核桃品種的優(yōu)良特征，用于栽培品種的進(jìn)一步選育及發(fā)展。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 材料

本試驗(yàn)材料采自于溫宿縣木本糧油林場(chǎng)各新疆栽培品種核桃，樹(shù)齡為30年，立地條件一致，株距×行距為7 m×8 m，常規(guī)管理水平。共采取10個(gè)栽培品種，每個(gè)栽培品種取10棵樹(shù)，在樹(shù)冠外圍隨機(jī)選取10個(gè)成熟果實(shí)用于指標(biāo)測(cè)定。果實(shí)采取后運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，平鋪于干燥通風(fēng)處晾干，之后裝于自封袋，并放置于?20℃冰箱保存，用于之后試驗(yàn)指標(biāo)測(cè)定。

1.2 方法

10個(gè)栽培品種每個(gè)品種取1份成熟栽培品種核桃果實(shí)，每份分裝10個(gè)果，用精確度0.001 g電子分析天平稱量單個(gè)核桃果重；用精確度0.01 mm的數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量單個(gè)核桃果的縱徑、橫徑、棱徑、去縫合線長(zhǎng)（核桃縱徑去掉核桃尖到底部的長(zhǎng)度）、去縫合線寬（核桃橫徑去掉兩邊凸起縫合線的寬度）、殼胴（沿核桃縫合線垂直方向核桃腹部?jī)蓚?cè)靠近底部1/3處寬度），并測(cè)量核桃殼厚度；16項(xiàng)核桃堅(jiān)果性狀參照?qǐng)?jiān)果等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行觀察與總結(jié)描述［11?13］，并記錄指標(biāo)數(shù)值，另12項(xiàng)核桃堅(jiān)果表型性狀采用測(cè)量法，依據(jù)表1進(jìn)行測(cè)定。

表1 新疆核桃種質(zhì)資源鑒定性狀及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；然后通過(guò)SPSS 24.0分析。

2 結(jié)果與分析

外觀性狀是堅(jiān)果研究重要的表型特征，如圖1所示。16個(gè)描述性外觀性狀如表2所示，根據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)，果形主要分為五類，其中橢圓形性狀僅有一個(gè)品種，為‘扎343’品種核桃；表現(xiàn)方圓、倒卵形、長(zhǎng)橢圓形特征的各有兩個(gè)品種；卵形性狀有三個(gè)核桃品種分別為‘新溫81’、‘溫 185’、‘紙皮’。比較堅(jiān)果光潔度特征發(fā)現(xiàn)，硬殼光潔美觀的核桃類型為8個(gè)占到80%；堅(jiān)果顏色表現(xiàn)為棕黃色的有4個(gè)品種，淺黃色的有6個(gè)品種；50%核桃果實(shí)果頂表現(xiàn)為“平”滑特征；‘扎71’品種縫合線緊密度較松弛，其余均為緊密；‘扎 71’、‘新烏 417’、‘新巨豐’品種核殼溝紋分布較密，其余品種皆呈現(xiàn)稀疏分布；‘新萃豐’品種內(nèi)褶壁和隔膜硬化呈現(xiàn)骨質(zhì)特征，其余皆為退化成紙質(zhì)或膜質(zhì)；除‘新巨豐’品種外，其余的核桃易取仁。分析表明，人為選育品種趨向于殼薄，易取仁等方向。

圖1 栽培核桃種質(zhì)資源果實(shí)圖譜

表2 10個(gè)栽培品種的16個(gè)描述性表觀性狀統(tǒng)計(jì)分析

新疆栽培品種通過(guò)測(cè)量獲得的性狀變異情況如表3所示，不同栽培核桃種質(zhì)性狀有較大差異。10個(gè)栽培核桃種質(zhì)各性狀變異系數(shù)介于3.23%～35.06%，平均9.13%，其中‘溫185’品種單果仁質(zhì)量變異系數(shù)最大，‘新新2號(hào)’品種堅(jiān)果三徑性狀變異最小，從堅(jiān)果性狀來(lái)看，平均變異系數(shù)以單果仁質(zhì)量性狀變異系數(shù)表現(xiàn)為最高，為22.80%，堅(jiān)果三徑變異系數(shù)最低，為4.60%。以栽培品種分析平均變異系數(shù)‘新溫179’最高，為12.38%，‘扎343’最低，為7.47%。堅(jiān)果縱徑、堅(jiān)果三徑、去縫合線長(zhǎng)等性狀變異系數(shù)較小，多樣性較低；而單果質(zhì)量、核殼厚度、單果仁質(zhì)量、出仁率這四個(gè)性狀系數(shù)較高，這說(shuō)明變異系數(shù)不均一。

表3 通過(guò)測(cè)量獲得的性狀統(tǒng)計(jì)分析變異系數(shù)（CV/%）

辛普森多樣性指數(shù)可以表現(xiàn)出植物群體物種或個(gè)體間的遺傳多樣性。如表4所示，從10個(gè)栽培品種間描述性性狀辛普森多樣性指數(shù)來(lái)看總體來(lái)看，指數(shù)范圍在0.867～0.900之間，多樣性指數(shù)值偏小，尤其在在露仁、種仁皮色、種仁氣味等性狀的多樣性表現(xiàn)一致性相對(duì)較高，說(shuō)明10個(gè)栽培品種的多樣性較低。

表4 10個(gè)栽培品種表觀性狀多樣性分析

續(xù)表

3 討論

外觀性狀是堅(jiān)果研究重要的表型特征。本試驗(yàn)分析結(jié)果表明，人為選育品種趨向于殼薄、易取仁等方向。根據(jù)沈德緒［14］在果樹(shù)育種學(xué)里的描述，果實(shí)品質(zhì)優(yōu)良是目前核桃育種工作的主要目標(biāo)之一，因此堅(jiān)果外觀性狀對(duì)核桃的選育有重要的意義。

新疆栽培品種變異系數(shù)介于3.23%～35.06%，平均9.13%，其中變異系數(shù)以單果仁質(zhì)量最高，堅(jiān)果三徑最低。10個(gè)栽培品種的平均變異系數(shù)‘新溫179’最高，為12.38%，‘扎343’最低，為7.47%。郭傳友等［15］認(rèn)為變異系數(shù)大說(shuō)明對(duì)環(huán)境適應(yīng)性越強(qiáng)，變異系數(shù)小說(shuō)明性狀相對(duì)穩(wěn)定，遺傳穩(wěn)定性較好，不易受到環(huán)境等因素的影響。本試驗(yàn)的栽培品種堅(jiān)果縱徑、堅(jiān)果三徑、去縫合線長(zhǎng)等性狀變異系數(shù)較小，說(shuō)明這些性狀遺傳穩(wěn)定性較好。單果質(zhì)量、核殼厚度、單果仁質(zhì)量、出仁率這四個(gè)性狀變異系數(shù)較高，最高達(dá)到了35.06%。原因可能是表征果實(shí)大小的性狀相較于其他性狀變異系數(shù)高。虎海防［16］認(rèn)為變異系數(shù)高，則樣本質(zhì)量一致性差，反之亦然。研究所得的堅(jiān)果三徑等表征果實(shí)大小的性狀平均變異系數(shù)均在5.39%～6.50%之間，相對(duì)偏低，所以樣本質(zhì)量的一致性較強(qiáng)，說(shuō)明人為育種目標(biāo)的確定，加強(qiáng)了定向選擇，薄殼、殼面光滑等特征更符合商品化要求。劉娟等［17］認(rèn)為變異系數(shù)在10%以上，表型性狀變異分化比較明顯。而本研究的堅(jiān)果縱徑、堅(jiān)果三徑、去縫合線長(zhǎng)等多數(shù)性狀均低于10%，這表明了表型性狀變異分化不明顯，表型性狀遺傳穩(wěn)定。

不同品種間的親緣關(guān)系和遺傳多樣性差異是評(píng)估園藝植物種質(zhì)資源狀況的重要依據(jù)。香農(nóng)?維納指數(shù)是計(jì)算植物群體物種或個(gè)體間的遺傳多樣性［18］，被廣泛應(yīng)用于果樹(shù)如杏［17］、板栗［19］、櫻桃［20］等表型性狀評(píng)價(jià)。從10個(gè)栽培品種間描述性性狀辛普森多樣性指數(shù)來(lái)看，栽培核桃品種遺傳多樣性較低。在露仁情況、種仁皮色、種仁氣味這些性狀的多樣性表現(xiàn)較為明顯?？傮w來(lái)看，指數(shù)范圍在0.867～0.900之間，指數(shù)偏低且沒(méi)有太大的浮動(dòng)，也驗(yàn)證了10個(gè)栽培品種多樣性較低結(jié)論。張宏祥等［21］通過(guò)對(duì)新疆地區(qū)種植的4個(gè)核桃栽培品種（包括新栽培品種‘溫185’和‘新新2號(hào)’以及老栽培品種‘新豐’和‘扎343’）進(jìn)行了遺傳多樣性指數(shù)、UPGMA系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)和遺傳分組分析，結(jié)果表明核桃4個(gè)栽培品種間的遺傳差異較小，且老栽培品種的遺傳多樣性總體上高于新栽培品種；野生種與栽培品種間具有明顯的遺傳差異，說(shuō)明在育種或栽培過(guò)程中核桃種質(zhì)資源的遺傳多樣性可能會(huì)逐漸降低。依據(jù)本研究栽培核桃品種遺傳多樣性較低的結(jié)果，分析可能原因認(rèn)為培養(yǎng)條件趨于穩(wěn)定和一致，或者人為的定向選育一些經(jīng)濟(jì)性狀，剔除了一些對(duì)人們無(wú)關(guān)緊要的性狀植株個(gè)體，經(jīng)過(guò)多代的選育多樣性出現(xiàn)下降，沈德緒［14］在果樹(shù)育種學(xué)里描述到豐產(chǎn)性、早實(shí)性、抗逆性、果實(shí)品質(zhì)優(yōu)良是目前核桃育種工作的主要目標(biāo)，這樣的培養(yǎng)條件致使核桃栽培品種的遺傳多樣性下降。同時(shí)培養(yǎng)條件例如溫度、氮、磷、鉀對(duì)植物物種多樣性的影響，葛怡情等［22］認(rèn)為在氣溫和氮沉降增加趨勢(shì)下，總生物量顯著增加，物種多樣性降低，這與我們的核桃栽培品種多樣性下降原因的假設(shè)有一定的吻合。

4 結(jié)論

本文結(jié)論表明，栽培核桃種質(zhì)變異系數(shù)平均為9.13%，多樣性指數(shù)在0.867～0.900之間，栽培品種多樣性較低，不同品種特征表現(xiàn)出相對(duì)穩(wěn)定的性狀，多個(gè)品種已出現(xiàn)遺傳同一性現(xiàn)象，急需多樣化育種目標(biāo)。試驗(yàn)對(duì)進(jìn)行核桃良種選育和品質(zhì)評(píng)價(jià)具有一定的參考價(jià)值。