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文檔簡(jiǎn)介
-.z.經(jīng)濟(jì)林木研究進(jìn)展1.1核桃概述核桃(JuglansregiaL.)又名胡桃屬于胡桃科(Juglandaceae)核桃屬(Juglans),為胡桃科落葉喬木。與扁桃、腰果、榛子并稱(chēng)為世界著名四大干果(郗榮庭和*毅萍,1996)。核桃是重要的果材兼用樹(shù)種之一,也是中國(guó)重要的出口農(nóng)產(chǎn)品。按照FAO(2021)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2021年,我國(guó)種植核桃面積為40萬(wàn)公頃,帶殼堅(jiān)果產(chǎn)量為165.6萬(wàn)噸,占世界核桃總產(chǎn)量的48%,位居世界第一位。我國(guó)核桃育種工作者于20世紀(jì)60年代開(kāi)場(chǎng)實(shí)生選種、雜交育種,80年代開(kāi)場(chǎng)從國(guó)外引種,到目前已有超過(guò)100個(gè)品種在生產(chǎn)中應(yīng)用。由于受環(huán)境條件限制和品種要求的影響,只有一局部品種被大面積推廣,但很少有品種能占到絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。特別是由于我國(guó)核桃產(chǎn)業(yè)的迅速開(kāi)展,種植者不考慮品種的合理配置,生產(chǎn)中栽培品種多而混雜,許多實(shí)生繁殖的苗木時(shí)常混于其中。除此之外,由于**品種間親緣關(guān)系很近,有些苗木很難區(qū)分,也是造成品種混雜的原因之一。品種雜亂、種植中配置又不夠合理,造成收獲的堅(jiān)果質(zhì)量層次不齊、形狀各異,加工品質(zhì)不一,對(duì)果實(shí)的加工、分選都造成障礙,不僅無(wú)力參與競(jìng)爭(zhēng),也難以滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)核桃品質(zhì)的需求,建立一種適宜的品種鑒定的體系,合理選擇生產(chǎn)用的品種尤為重要和迫切。堅(jiān)果是核桃種植中最主要的目標(biāo)產(chǎn)品,在栽培中合理配置品種,選用一樣品種或堅(jiān)果形狀相近的品種對(duì)果實(shí)分選和加工有重要意義。過(guò)去的研究證實(shí)在核桃不同基因型堅(jiān)果特征中(比方:堅(jiān)果大小、果形、果殼厚度、核仁顏色等)存在豐富的變異(Cosmulescu&Botu,2021)。而且,堅(jiān)果形狀,也就是內(nèi)果皮形狀,是一種穩(wěn)定可遺傳的特性,能夠在種質(zhì)收集中通用(Trujilloetal.,2021)。堅(jiān)果形狀特征也己被國(guó)際新品種保護(hù)聯(lián)盟(UPOV)作為核桃DUS測(cè)試指南中的描述符被應(yīng)用。可是,僅用果實(shí)是很難區(qū)分所有品種,特別是由于許多品種的親緣關(guān)系很近,許多堅(jiān)果形狀十分相近。因此,需要用一種有效并且明確的遺傳指紋作為形態(tài)評(píng)價(jià)的補(bǔ)充來(lái)清楚的區(qū)分每一個(gè)品種。1.1.1核桃的起源核桃原產(chǎn)于中亞,包括中國(guó)**、哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦和吉爾吉斯斯坦的局部區(qū)域,從尼泊爾、中國(guó)**、印度北部和巴基斯坦的山區(qū)往西到阿富汗、土庫(kù)曼尼亞和印度,再到阿塞拜疆、亞美尼亞、格魯吉亞和土耳其東部地區(qū)(McGranahan&Leslie,2021),在我國(guó)的分布普及南北。泡核桃起源于**、**、**等省(自治區(qū)),其中地處****州的漾濞縣占有重要位置。20世紀(jì)80年代,有學(xué)者對(duì)泡核桃分布區(qū)考察后發(fā)現(xiàn),在**和**省,特別是瀾滄江流域,泡核桃的種質(zhì)資源也十分豐富,既有野生類(lèi)型,也有栽培類(lèi)型,還有半野生狀態(tài)的中間類(lèi)型。在**,目前仍存在著許多核桃和泡核桃的原始群落。1.1.2核桃的種類(lèi)核桃屬植物包含23個(gè)種,被分為四組,即:核桃組(SectionJuglans)、核桃楸組(SectionCardiocaryon)、黑核桃組(SectionRhysocaryon)和灰核桃組(SectionTrachycaryon)(郗榮庭,1990),主要分布在北溫帶,但對(duì)亞熱帶、熱帶山地森林氣候也有廣泛的適應(yīng)性。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織年鑒資料,2021年世界上生產(chǎn)核桃的國(guó)家有54個(gè)(FAO,2021)。我國(guó)是核桃的原產(chǎn)地之一,現(xiàn)有核桃屬植物9個(gè)種,其中原產(chǎn)于我國(guó)的有5個(gè)種,分別為核桃、核桃楸、野核桃、泡核桃和麻核桃;其中廣泛栽培的是核桃和泡核桃,種質(zhì)資源十分豐富,僅"中國(guó)核桃種質(zhì)資源"一書(shū)記載的核桃品種、實(shí)生農(nóng)家類(lèi)型、優(yōu)良無(wú)性系、優(yōu)良單株和特異種質(zhì)資源就有223個(gè),泡核桃的47個(gè)(裴東和魯新政,2021)。1.1.3核桃的分布據(jù)相關(guān)資料顯示,目前核桃的分布和栽培普及世界五大洲中40多個(gè)國(guó)家及地區(qū),栽培總面積到達(dá)200萬(wàn)公頃以上(毅萍,2001),我們國(guó)家作為核桃的原產(chǎn)地之一,除了**省、**市、**省、**省、**省等省市外,全國(guó)其他省市地區(qū)均有栽培種植核桃,主要產(chǎn)區(qū)主要有**、**、**、**、**、**、**、、**、**、**、**和**省。分布于中國(guó)西南地區(qū)(**、**和**)的核桃屬3個(gè)種,不僅對(duì)世界核桃屬植物的起源、系統(tǒng)進(jìn)化有著重要作用(路安民,1982),而且對(duì)世界核桃屬資源的保護(hù)和可持續(xù)利用也具有重要的作用。核桃在**自然分布極為廣泛,普及全省各地,同時(shí)也是該省的主要經(jīng)濟(jì)樹(shù)種之一。1.1.4核桃的價(jià)值核桃是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、藥用價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值以及文化價(jià)值都很高的珍奇果木。其中局部種的堅(jiān)果具有極高的食用價(jià)值而被廣泛栽培和利用,其種仁除含脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物外,還含鈣、磷、鐵、胡蘿卜素、硫胺素、核黃素和尼克酸等多種成分(高煥章等,2000)。有關(guān)研究報(bào)道(郝艷賓等,2021)每100g核桃仁中含有蛋白質(zhì)14.6g-19g,脂肪63g-70g,碳水化合物5.4g-10.7g,鈣85mg-108mg,磷280mg-329mg,鐵2.6mg-3.2mg,硫胺素0.32mg,核黃素0.11mg,尼克酸1.0mg。而且所含的脂肪中有著豐富的必需脂肪酸——亞油酸,以及對(duì)人體安康有益的脂肪酸、褪黑激素、生育酚以及抗氧化劑等化合物,具有很高的營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值,能夠有效減緩和預(yù)防心臟病、糖尿病、高血壓、肥胖癥以及抑郁癥等疾病的發(fā)生(李敏等,2021)。此外從核桃枝和皮中的提取的化學(xué)物質(zhì)5-羥基-1,4-萘醌又名胡桃醌,研究說(shuō)明在抗癌、抗菌作用中它起著重要成效的作用。核桃對(duì)于大多數(shù)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)主要在于食用核桃仁上,不過(guò)現(xiàn)今的核桃市場(chǎng)已不單單在食用核桃仁這一項(xiàng)上,近年來(lái)有報(bào)道(王豐俊等,2021)一種核桃仁榨油后的殘?jiān)春颂移桑梢杂脕?lái)作為蛋白原料進(jìn)展核桃督油的生產(chǎn),且這種核桃醬油的品質(zhì)好,這使核桃資源得以充分利用,對(duì)于核桃的綜合利用未來(lái)前景大好,而且核桃醬油的開(kāi)發(fā)也對(duì)健全和建立安康的中國(guó)調(diào)味品市場(chǎng),有著深遠(yuǎn)的意義。核桃殼(王豐俊等,2021)也一度被作為棄物處理,然而有研究發(fā)現(xiàn),用處理過(guò)的核桃殼顆粒來(lái)制造的過(guò)濾器,在石油行業(yè)中得到了良好的應(yīng)用,此外核桃殼顆粒還適用于氣流沖洗操作的研磨劑,并且將核桃殼顆粒添加在涂料中,能夠增加涂料的鮮活立體感,如假設(shè)在炸藥中添加了核桃殼顆粒還能夠增加威力,也可應(yīng)用于化裝品行業(yè),增加清潔效果。1.2果樹(shù)種質(zhì)資源鑒別技術(shù)的研究現(xiàn)狀1.2.1我國(guó)果樹(shù)種質(zhì)資源的收集保存現(xiàn)狀果樹(shù)種質(zhì)資源指的是具有利用價(jià)值的果樹(shù)遺傳物質(zhì)的總體,是植物保存和改進(jìn)利用的物質(zhì)根底,包括栽培品種、半栽培品種、野生類(lèi)型及人工創(chuàng)造的新類(lèi)型。人們可以直接利用種質(zhì)資源創(chuàng)造出新品種,也可以將其作為雜交親本,進(jìn)一步綜合親本有力基因來(lái)改進(jìn)現(xiàn)有的植物品種,或做砧木材料間接加以利用,或通過(guò)誘變等方法來(lái)創(chuàng)造新的基因類(lèi)型。大多數(shù)果樹(shù)種質(zhì)資源是遺傳上高度雜合的多年生木本植物,背景極為復(fù)雜,許多重要的農(nóng)藝性狀,如產(chǎn)量、品質(zhì)、抗逆性等,多為微效多基因控制的數(shù)量性狀。中國(guó)果樹(shù)資源豐富,是世界上最大的果樹(shù)原產(chǎn)中心之一,素有"園林之母〞的美稱(chēng),是許多果樹(shù)種類(lèi)如海棠果、西府海棠、蘋(píng)果、沙梨、杜梨、秋子梨、桃、核桃、泡核桃、柿、山楂、枇杷、獼猴桃、甜橙、中國(guó)李、杏、板栗、棗、酸棗、荔枝、龍眼、梅等的原產(chǎn)國(guó)或起源中心,是果樹(shù)種質(zhì)資源最為豐富的國(guó)家之一(慕茜等,2021;任國(guó)慧等,2021)。此外還有不少尚待馴化的栽培果樹(shù)的近緣種、野生種和砧木資源,以及從世界各地引種的果樹(shù)資源。引種的果樹(shù)資源經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的栽培選擇,形成了許多適應(yīng)本地自然和栽培條件的生態(tài)類(lèi)型和地方品種。中國(guó)的果樹(shù)資源也為世界果樹(shù)生產(chǎn)開(kāi)展和品種改進(jìn)作出了奉獻(xiàn)。如桃、柑橘、杏、梨、甜橙等已經(jīng)在世界各地栽培,**蜜柑和中華獼猴桃也已分別在日本和新西蘭廣泛栽培。板栗、梨、山櫻桃、毛桃、核桃楸等提供了抗病、抗寒育種的材料。我國(guó)果樹(shù)種質(zhì)資源工作者經(jīng)過(guò)多年艱辛奮斗,在果樹(shù)種質(zhì)資源的評(píng)價(jià)、利用等方面作出了卓越的成就。上世紀(jì)60年代到80年代的開(kāi)展了全國(guó)性果樹(shù)資源普查,自1980年開(kāi)場(chǎng)根據(jù)自然區(qū)劃、樹(shù)種分布,先后建立了17個(gè)國(guó)家種質(zhì)資源圃,包括蘋(píng)果、梨、葡萄、桃、柿、核桃、草莓、龍眼等重要果樹(shù)的種質(zhì)圃,以及專(zhuān)門(mén)保存珍貴少有果樹(shù)類(lèi)型的公主嶺寒地果樹(shù)圃和**名特果樹(shù)圃等,截止2021年底,17個(gè)國(guó)家種質(zhì)資源圃共保存種質(zhì)14720份,其中**葡萄、桃圃保存1777份,保存份數(shù)最多;**核桃、板栗圃保存種質(zhì)741份(王力榮,2021),到2021年底,**核桃、板栗圃已保存來(lái)自全國(guó)各地以及日本、美國(guó)等國(guó)家核桃屬種質(zhì)資源10個(gè)種的375份種質(zhì)資源(*慶忠和陳新,2021)。隨著經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展,又不斷的選擇和創(chuàng)造出許多果樹(shù)新品種。它們不僅是果樹(shù)生產(chǎn)和科研的物質(zhì)根底,還是果樹(shù)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)開(kāi)展的前提和保障。為了保護(hù)我國(guó)名、優(yōu)、特種質(zhì)及育種者的知識(shí)產(chǎn)權(quán),加強(qiáng)和標(biāo)準(zhǔn)果樹(shù)苗木市場(chǎng)管理,更好的利用已有資源,建立有效種質(zhì)鑒別和品種鑒定評(píng)價(jià)體系十分必要。從直觀(guān)的形態(tài)學(xué)觀(guān)察到細(xì)胞學(xué)和分子水平的檢測(cè),許多方法被成功應(yīng)用于果樹(shù)種質(zhì)資源的起源、演化、分類(lèi)和品種鑒定中。1.2.2果樹(shù)種質(zhì)資源的傳統(tǒng)鑒定方法形態(tài)學(xué)性狀是植物最直觀(guān)的可以進(jìn)展描述的外部特征,通過(guò)比擬植物學(xué)形態(tài)特征的差異來(lái)到達(dá)種質(zhì)鑒定的目的。因?yàn)榉椒ú僮骱?jiǎn)單,依據(jù)所研究樹(shù)種的最顯著的形態(tài)特征如葉、花、果等進(jìn)展區(qū)分、分類(lèi)和命名,我國(guó)果樹(shù)種質(zhì)資源的評(píng)價(jià)主要停留在表型性狀上。形態(tài)性狀特別是營(yíng)養(yǎng)器官容易受到環(huán)境變化的影響,而且由于受育種親本的限制,許多新品種形態(tài)上愈加相似,無(wú)法用形態(tài)學(xué)方法對(duì)品種進(jìn)展鑒定,也就不能進(jìn)展品種純度的檢測(cè)。依據(jù)果實(shí)特征差異的品種鑒定要等到果樹(shù)結(jié)果之后,周期較長(zhǎng),所以形態(tài)學(xué)標(biāo)記已經(jīng)難以滿(mǎn)足對(duì)越來(lái)越多自然選育和人工培育的果樹(shù)品種進(jìn)展鑒定的要求(王國(guó)榮和*府勝,2007)。細(xì)胞學(xué)鑒定利用染色體核型分析,實(shí)驗(yàn)條件相對(duì)簡(jiǎn)單,尤其是結(jié)合分帶技術(shù)可以提醒出大量染色體構(gòu)造的變異,但是由于染色體制片技術(shù)和分辨率的限制,核型分析在種的分類(lèi)中應(yīng)用較多,穆英林和郗榮庭(1988)根據(jù)核型特點(diǎn),將供試的核桃屬7個(gè)種分為三組,并討論了組間及組內(nèi)進(jìn)化的親緣演化關(guān)系。但將核型分析應(yīng)用于品種鑒定還有一定的難度,尤其對(duì)于大多數(shù)具有小染色體和構(gòu)造差異較小的果樹(shù)來(lái)說(shuō),染色體核型分析還缺乏以到達(dá)進(jìn)展品種鑒定的目的(宋婉,2000)。孢粉學(xué)鑒定主要根據(jù)植物花粉的形狀、花粉的長(zhǎng)寬比、花粉孔的大小和數(shù)量、花粉壁形狀、花粉壁厚等對(duì)果樹(shù)種、品種分類(lèi)鑒定的方法。花粉的形態(tài)特征因?yàn)槭苤参锘蛐涂刂撇槐煌饨鐥l件影響,結(jié)果比擬穩(wěn)定。該方法已成功用于桃(汪祖華和周建濤,1990)、板栗(謝治芳等,2006)、核桃(任列花等,2005)等果樹(shù)的分類(lèi)和品種鑒定中。但是實(shí)驗(yàn)條件和花粉制備方法不同會(huì)對(duì)鑒定的結(jié)果有影響,造成同一品種的花粉粒之間會(huì)存在個(gè)體差異,還會(huì)因?yàn)閿∮扔绊懺斐苫ǚ哿8砂T,所以以個(gè)別花粉形狀的差異,作為鑒定依據(jù),有時(shí)并不可靠,必須結(jié)合其它指標(biāo)進(jìn)展評(píng)定。等位酶進(jìn)展果樹(shù)資源鑒定曾受到廣泛的關(guān)注,其研究幾乎涉及所有種類(lèi)的樹(shù)種,取得的結(jié)果也較為理想。但等位酶活性會(huì)受時(shí)空影響,在植物的生殖、發(fā)育的不同階段會(huì)有差異,而且在非正常生長(zhǎng)環(huán)境或逆境的條件下,可以誘導(dǎo)植物合成新的特異性蛋白,導(dǎo)致酶譜的改變,用于果樹(shù)種質(zhì)資源鑒定中,顯然是有缺陷的。除此之外,由于果樹(shù)的生長(zhǎng)周期較長(zhǎng),并且長(zhǎng)期通過(guò)嫁接等無(wú)性方式繁殖,加上不同地域間的相互引種,造成果樹(shù)中同名異物和同物異名現(xiàn)象十分普遍,這更為果樹(shù)品種的鑒定和分類(lèi)增加了難度。因此,DNA分子標(biāo)記一經(jīng)發(fā)現(xiàn),因?yàn)榉从澈塑账崴降牟町悾皇馨l(fā)育階段、組織差異以及環(huán)境條件影響,且變異豐富等眾多優(yōu)勢(shì),很快的應(yīng)用于果樹(shù)種質(zhì)研宄的方方面面。1.2.3分子標(biāo)記在果樹(shù)種質(zhì)資源鑒定中的應(yīng)用RFLP標(biāo)記在品種鑒定中的應(yīng)用最早,但RFLP操作相對(duì)麻煩,因此RAPD一誕生,因?yàn)楹?jiǎn)便迅速、不受種屬限制、有眾多的隨機(jī)引物可供篩選使用,很快成為品種鑒定的常用手段。RAPD標(biāo)記已成功地應(yīng)用于桃、杏、李、櫻桃、梅、草莓、獼猴桃、蘋(píng)果、香蕉、橄欖、梨、葡萄、番木瓜、芒果、無(wú)花果等多種果樹(shù)上(薛淮等,2003)。而于華平等(2021)對(duì)RAPD技術(shù)在鑒定果樹(shù)品種中的科學(xué)性進(jìn)展了技術(shù)上的驗(yàn)證與分析得出,不同果樹(shù)中RAPD引物表達(dá)出譜帶清晰度以及數(shù)量等方面的特點(diǎn)不同:堿基數(shù)為9、10與11的引物在杏、桃、李和梅上的多態(tài)性較高且譜帶清晰,蘋(píng)果、梨和葡萄更適合應(yīng)用11個(gè)堿基的引物。在目前已有的分子標(biāo)記中,SSR因其高度的多態(tài)性和可重復(fù)性高,被越來(lái)越多的用于果樹(shù)旳種質(zhì)資源鑒定中。Kimura等(2002)用9個(gè)SSR標(biāo)記區(qū)分了6個(gè)梨屬的60個(gè)基因型,Galli等(2005)用6個(gè)SSR標(biāo)記區(qū)分了66個(gè)蘋(píng)果品種,Cheng和Huang(2021)用7個(gè)SSR標(biāo)記區(qū)分了中國(guó)32個(gè)桃品種,每個(gè)品種都有獨(dú)一無(wú)二的SSR指紋,可見(jiàn)SSR技術(shù)在用于果樹(shù)品種鑒定中的有效性。為了迅速并可靠的進(jìn)展品種鑒定,Aranzana等(2001)利用AFLP和SSR兩種多態(tài)性標(biāo)記,對(duì)100個(gè)桃品種進(jìn)展鑒定,其中9個(gè)引物組合的40個(gè)AFLP標(biāo)記可區(qū)分97個(gè)基因型,7個(gè)SSR標(biāo)記的32個(gè)等位基因可以鑒別78個(gè)基因型,如果將兩種標(biāo)記結(jié)合則可以鑒定99個(gè)基因型。由此可見(jiàn),DNA分子標(biāo)記無(wú)疑為果樹(shù)種質(zhì)鑒定提供了一種強(qiáng)有力的技術(shù)。除此之外,它們?cè)谶z傳研究和果樹(shù)生產(chǎn)中也有非常廣泛的實(shí)際應(yīng)用。UPOV已將DNA分子標(biāo)記鑒定納入農(nóng)作物品種DUS測(cè)試內(nèi)容,并在分子生物學(xué)技術(shù)(BMT)測(cè)試指南草案中,將構(gòu)建DNA指紋數(shù)據(jù)庫(kù)所使用的標(biāo)記方法確定為SSR和SNP。其中,SSR標(biāo)記因具有多態(tài)性高、重復(fù)性好、共顯性?xún)?yōu)點(diǎn),被UPOV生物化學(xué)和分子技術(shù)工作組驗(yàn)證為植物新品種保護(hù)最廣泛應(yīng)用的標(biāo)記體系(*靖國(guó)等,2021)。但值得注意的是,由于不同的育種機(jī)構(gòu)保存、繁殖和選育標(biāo)準(zhǔn)的差異,有些同名品種間,無(wú)論在形態(tài)上還是在DNA指紋上,都存在一定的差異,這給用DNA指紋鑒定的一致性也造成了困難(滕海濤等,2021)。近5年,研宄者綜合不同標(biāo)記系統(tǒng),主要將形態(tài)學(xué)標(biāo)記和生化標(biāo)記、分子標(biāo)記結(jié)合起來(lái)使用,綜合的評(píng)判種質(zhì)資源的多樣性以及品種的分類(lèi)。特別是形態(tài)學(xué)同DNA分子標(biāo)記技術(shù)的結(jié)合,為種質(zhì)資源提供了更為客觀(guān)的評(píng)價(jià)。Malvolti等(2021)結(jié)合ISSR標(biāo)記、種子形態(tài)特征(果形指數(shù)和單果重)和果實(shí)成分(總油、脂肪酸和維生素E)分析意大利十個(gè)不同地區(qū)的核桃種質(zhì),用基因分型的結(jié)果與形態(tài)學(xué)和果實(shí)生化分析的結(jié)果相互印證,認(rèn)為坎帕尼亞的丘陵地區(qū)和阿布魯佐的山區(qū)的基因型具有不同的遺傳、形態(tài)和生化特征,是優(yōu)異的育種的資源。Ebrahimi等(2021)用形態(tài)學(xué)指標(biāo)和SSR標(biāo)記分析了35個(gè)核桃基因型,認(rèn)為伊朗的基因型SSR位點(diǎn)和形態(tài)學(xué)特征都具有很高的多樣性。Trujillo等(2021)用33個(gè)SSR標(biāo)記和11個(gè)內(nèi)果皮特征對(duì)世界油橄欖資源庫(kù)中的499份材料進(jìn)展的區(qū)分,結(jié)果顯示在鑒定的332個(gè)品種中驗(yàn)證了200個(gè),它們有獨(dú)一無(wú)二的SSR基因分型和內(nèi)果皮特征。Fendri等(2021)也用SSR標(biāo)記結(jié)合內(nèi)果皮特征對(duì)突尼斯油橄攬資源圃的種質(zhì)資源進(jìn)展了區(qū)分。類(lèi)似的研宄在其它果樹(shù)也被開(kāi)展(Ganopoulosetal.,2021)。分子標(biāo)記具有眾多的優(yōu)越性,但它們不能預(yù)測(cè)是否不同基因型之間存在形態(tài)學(xué)或農(nóng)業(yè)性狀的差異。因此,分子標(biāo)記只能作為形態(tài)學(xué)的重要補(bǔ)充,在植物新品種DUS測(cè)試中應(yīng)用(Gunjacaetal.,2021),這充分說(shuō)明將不同標(biāo)記系統(tǒng)結(jié)合來(lái)評(píng)價(jià)種質(zhì)資源是順應(yīng)科學(xué)開(kāi)展的新思路。1.2.4果樹(shù)核心種質(zhì)的鑒定與評(píng)價(jià)果樹(shù)種質(zhì)資源在長(zhǎng)期自然選擇和人工引種栽培過(guò)程中,形成了豐富的種質(zhì)資源。隨著生產(chǎn)技術(shù)水平的提高,人們?cè)絹?lái)越注重種質(zhì)資源的收集和保存,急迫的想要保護(hù)因開(kāi)荒造地、丘陵山坡開(kāi)荒等,導(dǎo)致流失甚至瀕臨滅絕的資源。加之各國(guó)各地資源不斷積累交換,種質(zhì)資源數(shù)量也急劇增加。大量的種質(zhì)資源在為果樹(shù)品種選育提供豐富的遺傳根底的同時(shí),也在一定程度上給種質(zhì)資源的收集、評(píng)價(jià)、研究和利用帶來(lái)了困難。如何對(duì)其保存、更新和鑒定,從豐富的種質(zhì)資源中快速、準(zhǔn)確地鑒定出育種上迫切需要的優(yōu)異基因,對(duì)其進(jìn)展創(chuàng)新和有效利用。Brown(1989)提出的核心種質(zhì)的概念,為種質(zhì)的保存、評(píng)價(jià)和利用提供便利。它用一定的方法選擇種質(zhì)總保存資源中最小的資源數(shù)量和遺傳重復(fù)性,最大程度地代表整個(gè)遺傳資源的多樣性(Brown,1989)。目前,在許多果樹(shù)上已開(kāi)展了核心種質(zhì)構(gòu)建工作,并取得了一定進(jìn)展。比方在蘋(píng)果(*遵春等,2021;2021)、桃(沈志軍等,2021)、核桃(王紅霞等,2021)、橄欖(Belajetal.,2021)等樹(shù)種中都己建立了核心種質(zhì)。但其中大多數(shù)都停留在初期核心種質(zhì)階段,且多是用DNA分子標(biāo)記統(tǒng)計(jì)分析并抽樣,沒(méi)有專(zhuān)用的果樹(shù)核心種質(zhì)的基地。只有少數(shù)樹(shù)種運(yùn)用了多種評(píng)價(jià)、鑒定方法相結(jié)合的方式進(jìn)入了更高的層次的核心種質(zhì),如蘋(píng)果(*遵春等,2021)整合農(nóng)藝性狀和分子標(biāo)記數(shù)據(jù)構(gòu)建核心種質(zhì),所得的結(jié)果可能更具有利用價(jià)值。1.3核桃種質(zhì)資源研究1.3.1我國(guó)核桃屬植物資源多樣性我國(guó)是世界上核桃屬遺傳多樣性最為豐富的國(guó)家之一,蘊(yùn)藏著眾多優(yōu)良基因源,如抗病、抗蟲(chóng)、抗逆、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)等(郗榮庭和*毅萍,1992)。特別是**、**產(chǎn)區(qū),核桃種質(zhì)資源十分豐富,存在大量的野生種及栽培種類(lèi)型,且栽培地域十分廣泛。嚴(yán)兆福和尚新業(yè)(1987)早期對(duì)**核桃進(jìn)展分類(lèi)時(shí)發(fā)現(xiàn),**核桃種內(nèi)類(lèi)型多樣,包括薄殼、厚殼、早熟、晚熟、早實(shí)、晚實(shí)、麻面、小果等多樣類(lèi)型;種群內(nèi)核殼厚薄、熟期早晚以及童期長(zhǎng)短都包括多種類(lèi)型;在早實(shí)核桃類(lèi)群中,喀什、和田兩地區(qū)的早實(shí)株數(shù)占該區(qū)總株數(shù)5%左右,阿克蘇地區(qū)的占該區(qū)總株數(shù)15%左右,烏什縣稍多。郝艷賓(2021)用53個(gè)表型數(shù)據(jù)對(duì)核桃資源的起源、植物學(xué)特征、生物學(xué)特性等性狀進(jìn)展描述,構(gòu)建了50份核桃資源的種質(zhì)資源庫(kù);根據(jù)資源實(shí)用性、代表性、多樣性等原則,篩選出‘薄殼香’、‘香玲’、‘**5號(hào)’和‘746’4份優(yōu)異核桃資源。曾斌等(2021)利用SSR評(píng)價(jià),認(rèn)為**核桃的遺傳多樣性水平較高,并提醒了**核桃屬植物的遺傳變異、群體擴(kuò)散及其地理系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化等方面的規(guī)律,認(rèn)為在進(jìn)展遺傳多樣性保護(hù)和種質(zhì)資源的保存時(shí),應(yīng)充分重視群體內(nèi)不同類(lèi)型個(gè)體的保存,同時(shí)也要在分布區(qū)不同區(qū)域內(nèi)保存不同的群體。由于我國(guó)核桃分布地域廣闊,品種類(lèi)型繁多,許多特異的種質(zhì)資源在逐步的研究中被開(kāi)掘出來(lái),比方分布于我國(guó)**省的串子核桃,耐寒、抗晚霜、青果以串狀著生;紅瓤核桃因其堅(jiān)果核仁皮色為鮮紅而得名;三棱核桃有3條縫合線(xiàn);五蕾核桃青果聚集成簇狀著生;烏米核桃仁皮為黑褐色;橡子核桃堅(jiān)果特小、似橡子。還有一些如雞蛋皮核桃、尖尖核桃、尖尾巴核桃、尖嘴核桃、露仁核桃、圓核桃、紙皮核桃等極為形象的描述了其堅(jiān)果的特點(diǎn)。這些復(fù)雜的名稱(chēng),形象的反映了我國(guó)核桃品種類(lèi)型的多樣性,以及豐富的種質(zhì)資源。但是以植物特征進(jìn)展的命名,造成許多種質(zhì)同名異物或同物異名,這給核桃種質(zhì)資源的收集、保存和評(píng)價(jià)都帶來(lái)一定的困難。因此,建立簡(jiǎn)單有效的核桃種質(zhì)資源的分類(lèi)和鑒定方法,對(duì)核桃資源的利用和新品種選育十分必要。1.3.2核桃種質(zhì)創(chuàng)新核桃主要育種途徑有實(shí)生選種、引種和雜交育種。引種主要受品種本身適應(yīng)能力,特別是生態(tài)環(huán)境條件的影響,但本錢(qián)低操作簡(jiǎn)單;而雜交育種則由于核桃樹(shù)樹(shù)體大,不易操作,需要很大的人力、物力,而且周期長(zhǎng),見(jiàn)效慢,但雜交育種可把雙親的優(yōu)良特性綜合在一起,可以針對(duì)特定的性狀進(jìn)展育種,因此仍然是核桃品種改進(jìn)的重要手段。以美國(guó)的核桃育種為例,加州大學(xué)戴維斯分校從1948年開(kāi)場(chǎng)進(jìn)展核桃育種,實(shí)生選育了‘Ashley’、‘Chico’、‘Chandler’、‘Howard’、‘Sunland’、‘Hartley’等早實(shí)、豐產(chǎn)品種。近年來(lái),通過(guò)人工控制授粉,又培育了產(chǎn)量高、抗病性強(qiáng)、仁色淺、熟期早的三個(gè)品種‘Se*ton’、‘Gillet’、‘Forde’,并應(yīng)用雜交和回交的方式培育抗病及抗線(xiàn)蟲(chóng)品種(McGranahan&Leslie,2004)。特別有成效的是種間雜交種‘奇異核桃’的培育,它以北加州黑核桃為母本,以核桃為父本通過(guò)自然雜交獲得種子后而得到的,到目前為止,在很多試驗(yàn)說(shuō)明奇異核桃的雜種生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)于純種,并對(duì)核桃黑線(xiàn)病有明顯的抗性,不但是優(yōu)良的砧木類(lèi)型,還是優(yōu)秀的用材用品種。波蘭、捷克、保加利亞等國(guó)家也主要是通過(guò)實(shí)生選種培育新品種,他們首先進(jìn)展資源調(diào)査,然后從中選出優(yōu)株、優(yōu)系,鑒定后予以推廣(郗榮庭和*毅萍,1992)。西歐國(guó)家如西班牙、法國(guó)等國(guó)主要是對(duì)美國(guó)選育出的品種進(jìn)展引進(jìn)、試驗(yàn)并進(jìn)展推廣,比方西班牙通過(guò)對(duì)核桃品種‘Serr’的實(shí)生后代進(jìn)展篩選,選育出了抗根癌農(nóng)桿菌的砧木類(lèi)型(Frutosetal.,2004)。在我國(guó),從1959年**早實(shí)核桃被引入地區(qū)后,全國(guó)許多省份開(kāi)場(chǎng)引種**核桃,并在其實(shí)生后代中選育早實(shí)豐產(chǎn)的核桃良種。中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院、**經(jīng)濟(jì)林研究所、**省農(nóng)科院果樹(shù)所等單位還先后將**核桃與當(dāng)?shù)睾颂译s交育種,培育出了‘中林1號(hào)’、‘中林5號(hào)’、‘**1號(hào)’、‘香玲’、‘魯光’等良種。林業(yè)部1989年鑒定的我國(guó)北方地區(qū)16個(gè)早實(shí)核桃新品種中,約80%與**核桃有淵源,其中有3個(gè)品種是**直接選送的,另有10個(gè)品種是其他省份從**核桃的實(shí)生后代中選育或利用**核桃為親本或親本之一與當(dāng)?shù)睾颂译s交培育的。方文亮等(1991)在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展種間雜交,用泡核桃與**早實(shí)核桃進(jìn)展種間雜交,獲得了早實(shí)、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和抗病的云新系列新品種5個(gè)。這些新品種的培育為推動(dòng)我國(guó)核桃良種化奠定了堅(jiān)實(shí)的根底。近年來(lái),隨著核桃產(chǎn)業(yè)的迅速開(kāi)展,不同省份間的種質(zhì)資源交流也更加頻繁。此外,通過(guò)基因工程技術(shù)改進(jìn)進(jìn)展核桃遺傳改進(jìn)也是一條有效的途徑。湯浩茹等(2001)通過(guò)根癌農(nóng)桿菌C58CIATHVRifR介導(dǎo)法,將哈茲木霉幾丁質(zhì)酶ThEn-42基因?qū)牒颂殷w細(xì)胞胚,獲得了遺傳轉(zhuǎn)化的核桃植株。方宏筠和王關(guān)林(2000)以黑核桃幼胚和幼葉為外植體誘導(dǎo)出體細(xì)胞胚狀體,并通過(guò)根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)將nptⅡ和gus基因轉(zhuǎn)入體細(xì)胞胚,建立了黑核桃體細(xì)胞胚基因轉(zhuǎn)化體系。這些研究為我國(guó)核桃種質(zhì)創(chuàng)新奠定了根底。1.3.3國(guó)內(nèi)外分子標(biāo)記運(yùn)用于核桃研究的動(dòng)態(tài)與比擬目前,分子標(biāo)記技術(shù)在我國(guó)核桃遺傳多樣性及品種鑒定研究中的應(yīng)用,主要是運(yùn)用同功酶(楊自湘等,1989)和RAPD技術(shù)對(duì)核桃種群進(jìn)展地理生態(tài)型評(píng)價(jià)(*燕民等a,2000)、遺傳構(gòu)造和遺傳多樣性評(píng)價(jià)(王正加等,2006;王滑等,2007)、種屬鑒定(*燕民等b,2000)以及尋找與核桃目標(biāo)性狀連鎖的遺傳基因(王國(guó)安等,2004)。國(guó)外分子標(biāo)記在核桃上的應(yīng)用主要有品種(基因型)鑒定、系譜分析、遺傳多樣性評(píng)價(jià)、分子標(biāo)記輔助育種等方面,主要包括同功酶(Ninotetal.,2003),RFLPs(Fjellstrometal.,1994),RAPDs(Conneretal.,2001),ISSRs(Potteretal.,2002),SSRS(Foronietal.,2005)和AFLP(Maetal.,2021)等。Kafkas等(2005)利用AFLP和SAMPL(selectiveamplificationofmicrosatellitepolymorphicloci)分子標(biāo)記技術(shù)對(duì)土耳其的21種核桃基因型的遺傳關(guān)系進(jìn)展了測(cè)定,采用8個(gè)引物,其中,6個(gè)用于A(yíng)FLP,2個(gè)用于SAMPL。結(jié)果顯示,230條擴(kuò)增帶譜呈多態(tài)性,占總數(shù)的50.4%。同時(shí)說(shuō)明,與AFLP技術(shù)相比,SAMPL技術(shù)更能有效地區(qū)分遺傳關(guān)系很近的核桃基因型。Dangl等(2005)根據(jù)可評(píng)性和多態(tài)性位點(diǎn)的數(shù)量,從147個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記中篩選出14個(gè)對(duì)47份核桃種質(zhì)和1份奇異核桃(Parado*)種質(zhì)進(jìn)展研究,分析了每份種質(zhì)相互間的遺傳距離,運(yùn)用UPGMA構(gòu)建了遺傳關(guān)系的系統(tǒng)樹(shù)圖,提醒了每份種質(zhì)的家譜和起源。1.4SNP技術(shù)的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用SSR由于高多態(tài)性、共顯性等優(yōu)點(diǎn)可以傳遞更多的信息量(Madhouetal,2021)。Woeste等(2002)以黑核桃的基因組,建立了一個(gè)富含(GA/CT)微衛(wèi)星重復(fù)序列的基因庫(kù),選出1500個(gè)克隆的側(cè)翼序列設(shè)計(jì)并最終篩選出了30對(duì)多態(tài)性高的SSR引物,從此,黑核桃引物又在以后的應(yīng)用中不斷增加。SSR技術(shù)應(yīng)用核桃屬植物研宄中涉及最多的是遺傳構(gòu)造、遺傳多樣性和親緣關(guān)系鑒定的研究。Victory等(2006)和Ross-Davis等(2021)分別對(duì)美國(guó)黑核桃和美國(guó)白核桃的遺傳構(gòu)造和遺傳多樣性進(jìn)展研究,證明了此方法的可行性。1.4.1SNP的原理微衛(wèi)星DNA又名簡(jiǎn)單重復(fù)序列(SimpleSequenceRepeat,SSR),是指基因組中由1~6個(gè)核苷酸組成的根本單位重復(fù)屢次構(gòu)成的一段DNA,其長(zhǎng)度較短,一般在l00bp以?xún)?nèi),廣泛分布于基因組的不同位置。SSR符合孟德?tīng)栠z傳規(guī)律,并且在單個(gè)微衛(wèi)星位點(diǎn)可以做共顯性分析。SSR標(biāo)記利用基因組中*一特定微衛(wèi)星的側(cè)翼序列保守性較強(qiáng)的特點(diǎn),根據(jù)微衛(wèi)星的側(cè)翼序列人工合成引物進(jìn)展PCR擴(kuò)增,從而將單個(gè)微衛(wèi)星位點(diǎn)擴(kuò)增出來(lái)。(鄒喻蘋(píng)等,2001;趙春梅,2021.)。1.4.2SNP標(biāo)記的特點(diǎn)微衛(wèi)星中重復(fù)單位的數(shù)目存在高度變異,表現(xiàn)為微衛(wèi)星數(shù)目的整倍性變異或出現(xiàn)重復(fù)單位中序列的變異,因而造成位點(diǎn)的多態(tài)性。由于單個(gè)微衛(wèi)星位點(diǎn)重復(fù)單元在數(shù)量上的變異,從而產(chǎn)生了DNA片段長(zhǎng)度多態(tài)性,每一擴(kuò)增位點(diǎn)就代表了這一位點(diǎn)的一對(duì)等位基因。通過(guò)對(duì)基因組的深入研究發(fā)現(xiàn),不同生物體的基因組之間存在一定程度的相似性(GMCordeiro,2001)。微衛(wèi)星DNA位點(diǎn)在屬內(nèi)種間,甚至在科內(nèi)屬間是保守的。因此,人們可以共享近緣物種SSR引物對(duì)的信息。周涵稻等(2002)用5對(duì)甘藍(lán)型油菜(BrassicanapusL.)的SSR引物(Bn92A、Bn6A2、Bn72A、Bn83/3、Bn38A)對(duì)分屬不同物種的12份材料進(jìn)展擴(kuò)增。其中包括2個(gè)水稻品種、1個(gè)棉花品種、2個(gè)芥菜品種、1個(gè)白菜品種、2個(gè)玉米品種、2個(gè)甘藍(lán)型油菜品種、1個(gè)柑橘品種以及1種十字花科野生植物Moricandia.nitens。PCR擴(kuò)增結(jié)果顯示,所有12份材料用5對(duì)SSR引物擴(kuò)增出的主帶片段大小一致,說(shuō)明各物種基因組間存在著很大程度的相似性。因此,SSR分子標(biāo)記在不同物種之間是具有一定的通用性的。由于SSR重復(fù)數(shù)目變化很大,所以SSR標(biāo)記能提醒比RFLP高得多的多態(tài)性,因而成為遺傳標(biāo)記研究的熱點(diǎn)。1.4.3SNP用于品種鑒定在品種鑒定中,該SSR標(biāo)記也發(fā)揮了巨大的作用(Dangletal,2005)。*銳(2021)采用EST-SSR分子標(biāo)記對(duì)**核桃種質(zhì)資源遺傳多樣性進(jìn)展評(píng)估,認(rèn)為**核
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