‘紫王子’海棠半同胞家系花色特征分析及选优

【目的】基于海棠基因库丰富的优良品种资源,初步探寻海棠花色遗传规律,并进行花色优株选评。【方法】对‘紫王子’海棠(Malus‘Purple Prince’)为母本的自由授粉子代半同胞家系进行花色变异分析。采用X-Rite色差计测定了44株子代半同胞家系大蕾期(S_1)、盛开期(S_2)、末花期(S_3)3个阶段的花色,分析了家系间的花色关系及色彩动态变化规律。【结果】S_1—S_3阶段,44株半同胞家系单株花色在3个维度方向(L~*、C~*、h~*)的变化均具有规律性:L~*值(亮度)呈上升趋势,且高亮度单株居多[S_1(45.45%)→S_2(77.27%)→S_3(84.09%)];C~*值呈持续下降趋势;h~*值呈上升趋势,即分布在红色区域的单株权重在开花进程中逐步下降。整个半同胞家系在遗传距离16和13处可分为3大色系(白色系、粉色系、红色系)和6个子色系,其中子代中白色系所占比重最大为68.2%。与疑似父本群体(97份种质)对比,半同胞家系群体花色稳定性更强,花色亮度更优,但色彩饱和度较低。在3大色系中,白色系从高亮度、高饱和性及色彩高稳性角度筛选出1株优株(株系号5033),粉色系从色彩高稳性和高饱和性角度筛选出1株优株(株系号5019),红色系从高亮度、高饱和性和色彩高稳性角度筛选出1株优株(株系号5032),优株花色观赏价值高于资源圃品种。【结论】通过自由授粉,‘紫王子’海棠子代群体的遗传基础被大大扩展,花色稳定性等的育种改良效果明显。     

日本红枫春季叶片色彩评价

【目的】探讨日本红枫品种群间的叶色关系及其时空分布规律,为挖掘和创制日本红枫特异种质以及叶色育种提供参考。【方法】利用英国皇家园艺学会(RHSCC)比色卡和色差仪对28个日本红枫品种的春季叶色进行了动态测定,通过构建L^*(色调角)三维动态分布图,聚类分析及色彩参数分析,进行日本红枫春季叶片色彩变化规律分析及叶色综合性评价。【结果】供试各品种叶色在^*、C^*和h^*3个维度皆呈规律性空间分布特点和阶段性变化趋势。叶色聚类分析树状图结果将28个日本红枫品种划分为3大色系和6个子色系类群,色系/子色系类群之间具有明显不同的色彩参数特征,3大色系品种叶色变化程度差异显著。【结论】4月下旬为日本红枫春季最佳观赏时期;在3大色系中,色彩律动程度从大到小依次为紫红色系、绿色系、黄色系;选择特异种质为杂交亲本,对今后高稳定性、高观赏性红枫定向育种具有重要参考价值。     

观赏海棠新品种‘赞春’

【目的】丰富我国城乡绿化应用的观赏海棠品种资源，选育观赏价值较高的海棠新品种。【方法】从‘红缨’海棠(Malus‘Hongying’)自由授粉种子实生子代苗中选育出观赏海棠新品种‘赞春’(M.‘Zanchun’)。【结果】‘赞春’海棠为优良的红花绿叶型观赏海棠品种，花量大且密集，花色由初期紫红色变为末期淡粉色，包含花苞观赏期整株观花期可达20 d;梨形果，果实初为青绿色，果熟后为黄色。【结论】‘赞春’海棠适应性强，生长迅速，具有较高的观赏价值和应用前景。     

‘紫王子’海棠半同胞家系苗期表型特征分析

【目的】基于海棠种质基因库优良品种资源丰富的优势,开展了以‘紫王子’海棠(Malus‘Purple Prince’)为母本的自由授粉子代试验研究,探索其半同胞家系表型特征及育种成效。【方法】运用Shannon-Wiener(H'R)及Pielou(ER)等指数进行14个性状的表型多样性比较,采用频率分布函数法进行亲子代间性状变异趋势及超亲性分析,通过层次分析法(AHP)进行表型性状综合评价。【结果】在表型多样性方面,‘紫王子’海棠半同胞家系14个性状的H'R平均值比疑似父本群体提高了13%,其中地径生长量、分枝数、完全功能叶颜色的H'R和ER超过疑似父本群体23.8%~53.2%。在遗传改良方面,与疑似父本群体相比,半同胞家系中综合性状得分高的优株比例下降了37.0%,紫红叶优株和速生优株的比例分别下降了14.9%和37.5%,但枫叶型、分枝多、通直度高、耐热性强的优株比例分别增加了12.6%、48.3%、28.7%和18.5%;与母本相比,7.8%的优株综合性状得分超过母本;此外,有些单株综合得分略低于母本,但部分单一性状表现比较突出,如F113和F60优株的新叶为鲜见的亮红色,F35和F108优株的叶片为枫叶型,观赏效果佳。【结论】尽管自由授粉降低了优株比例,但有效扩大了子代群体的遗传基础,对部分性状的遗传改良具有明显的效果。     

彩叶桂叶片发育过程中叶色表型与色素成分变化

【目的】探究彩叶桂叶片发育过程中叶色表型与色素成分的关系。【方法】以彩叶桂品种‘虔南桂妃’(Osmanthus fragrans‘Qiannan Guifei’)5个发育时期(S1—S5)的叶片为研究对象,选用英国皇家园艺学会比色卡和色差仪测量其叶色表型,同时采用可见光分光光度法对5个时期的叶片进行叶绿素和类胡萝卜素的测定,利用超高效液相色谱-串联三重四级杆-飞行时间质谱(UPLC-Triple-TOF/MS)联用技术定性定量分析叶片中类黄酮成分与含量,进一步分析了叶色与各色素成分之间的相关性。【结果】随着叶片不断发育,彩叶桂叶片颜色变化大致分为两个阶段：第1个阶段由红转黄(S1—S3),第2个阶段由黄转绿(S3—S5)。叶片颜色参数明度L^*值和蓝度b^*值先增加后下降,而红a^*值和彩度C^*值则呈下降趋势。在叶片中共鉴定出了8种类黄酮,包括1种花青素(Cy3R)、3种黄酮(Ap7G、Ap7R和vicenin-2)以及4种黄酮醇(Km3R、Km7G、Km3G7R、Qu3R)。定量分析发现：叶绿素和类胡萝...     

观赏海棠新品种‘大棠婷靓’

【目的】为扩充国内观赏海棠新品种和观赏类别,选育集红叶、红花和红果者于一体的观赏海棠新品种。【方法】2005年,收集‘红丽’海棠(Malus ‘Red Splender’)自由授粉种子,播种后从子代中筛选集红叶、红花和红果于一体的海棠新品种。【结果】选育的海棠新品种‘大棠婷靓’(Malus ‘Datang Tingliang’),伞状花序,花型平,单瓣。花蕾紫色,花朵红紫色。花朵压平后直径4.5 cm,花瓣椭圆形,排列方式相连。树势强,树型直立,幼叶红色,开展叶片红绿色,叶面光泽度强,观赏周期长。【结论】‘大棠婷靓’花果艳丽,树形优美,符合新品种特异性,有较高观赏价值。     

基于EST-SSR标记鉴定猴耳环自由授粉的全同胞子代

【目的】猴耳环是重要的药用树种,具有较好的工业应用价值。利用EST-SSR标记对猴耳环自然群体1株母树的自由授粉子代进行父本鉴定,从而确定全同胞子代,为基于全同胞家系的后续研究提供材料基础。【方法】以自然群体中母树ELS31自由授粉产生的1 489株子代及该群体内挂果的38株候选父本为材料,利用15个EST-SSR标记检测子代多样性和标记多态性,基于最大似然法鉴定各子代的父本,母本父本均相同的子代即构成全同胞家系,并估算群体内花粉传播距离,检验各父本对应的全同胞家系的多样性,通过卡方检验判断标记是否合乎预期的孟德尔分离比。【结果】15个EST-SSR标记的引物(对)共扩增出89个等位片段。子代群体期望杂合度(H_e)为0.525,表明群体多样性为中等水平;基于自然群体18株无亲缘关系的单株估算的标记平均多态性信息量(PIC)为0.736,表明标记多态性高。在1 489株自由授粉的子代中,确定了857株子代(57.6%)的34株父本。子代数最多的10个父本产生的子代数为26~184株,其他24个父本仅共产生子代139株。未发现自交子代,表明猴耳环是异交物种,自交的可能性极低。对子代数量20株以上的10个父本对应的全同胞家系观测杂合度(H_o)为0.502~0.693,H_e为0.417~0.544,各家系均是H_o大于H_e,表明存在一定程度的杂合子过剩。花粉传播的范围为10.0~559.1 m,平均119.2 m,但主要传播距离在150 m以内。716株子代(83.5%)的父本(10株)与母树距离在150 m以内。距离最远的父本ELS01 (559.1 m)和ELS02 (552.2 m)分别仅产生了9和12株子代。15个标记在子代20株以上的部分或全部全同胞家系中均有不同程度的偏分离,平均每家系的偏分离标记数为8.6个;偏分离最严重的是标记ARCeSSR141,在父本ELS30的全同胞家系中卡方(χ²)值为164.55。【结论】基于15个EST-SSR标记鉴定了猴耳环自然群体1株母本的1 489株自由授粉子代的父本,获得了子代20株以上的10个父本的全同胞家系。这为后续遗传测定、遗传图谱构建和数量性状位点定位等研究提供了材料基础。     

5个观赏海棠品种光合特性的研究

【目的】探究观赏海棠光合生理特性与生长之间的关系,为有效引种和培育不同需光特性的观赏海棠新品种提供理论依据。【方法】以5个生长速度不同的观赏海棠品种(‘薄荷糖'、‘百夫长'、‘玛丽波特'、‘长虹'和‘丽莎')1年生嫁接苗为试材,对其生长指标及其光合日变化规律和光响应曲线进行测定。【结果】①生长速度的快慢与最大净光合速率(P_n,max)的大小呈显著正相关,生长越快,P_n,max越大; 5个品种P_n,max大小顺序依次为:‘丽莎'>‘长虹'>‘玛丽波特'净光合速率>‘百夫长'>‘薄荷糖'。②‘玛丽波特'净光合速率日变化规律呈双峰型,这种“光合午休”现象是由气孔限制因素所引起,而其他4个品种的日变化均呈单峰型。③各海棠品种光补偿点(P_LCP)均大于20 μmol/(m²·s),表现为阳性植物特征,但其需光性不同,P_LCP的范围为27～67 μmol/(m²·s),光饱和点P_LSP的范围为574～976 μmol/(m²·s)。其中‘丽莎'为低P_LCP高P_LSP类型,属于对光环境适应性强的品种,表现出较高的生长量,可栽植的地区比较广泛。‘薄荷糖'为高P_LCP低P_LSP的类型,属于对光环境适应性较窄的品种,表现出较低的生长量,可栽植地区的范围比较窄。【结论】5个观赏海棠品种的生长量指标和最大净光合速率(P_n,max)之间呈显著正相关,因此,笔者认为,可以将P_n,max作为早期估测观赏海棠生长量的参考指标之一,以指导观赏海棠的良种推广应用、生产实践及新品种选育等。     

观赏海棠新品种‘洛可可女士’

洛可可女士’(Malus ‘Luokeke Nüshi’)系‘紫王子’海棠(M. ‘Purple Prince’)自由授粉子代选育的海棠新品种。伞形花序,半重瓣花朵(10枚),花型深杯型,酷似女士裙摆。花蕾紫红色,花朵亮红紫色且色彩稳定。花朵直径5.0 cm,花瓣椭圆形,排列方式重叠。植株树势中,树形开张。始花期较早,花期较长(8～10 d)。抗病虫害能力较强。     

金叶银杏叶色变化特性分析

【目的】金叶银杏为银杏(Ginkgo biloba L.)的1个芽变品种,具有独特的叶色性状及较高的观赏价值和药用价值。通过观察分析金叶银杏实生苗叶色变化特性,为选育更优良的品系及推广利用提供理论依据。【方法】以来自湖北安陆的1年生金叶银杏实生苗为材料,在对叶形、叶色观察的基础上,应用X-Rite色差仪测定叶色参数L ^*、a ^*和b ^*值,计算出反应色彩变化的彩度C ^*和色相角h,测定其色素含量及光合特征参数,并对各指标进行相关性分析。【结果】金叶银杏叶形主要为扇形,叶色4—5月为金黄色,6月开始转绿,先为浅黄绿色,直至深绿,10月底后再次变黄。色差参数L ^*维度方向上,大部分位点集中在中间位置(L ^*值为50~65),a ^*值主要集中在负值区域,b ^*维度方向位点整体呈现上移趋势。色素含量的年变化中, Chla(叶绿素a)、Chlb(叶绿素b)、ChlT(总叶绿素)的含量变化趋势相似,呈现“下降—上升—下降”的规律,且色素含量之间基本达到极显著差异(P<0.01)。Car(类胡萝卜素)含量变化呈现“下降—升高”趋势。ChlT/Car(总叶绿素与类胡萝卜素质量之比)与ChlT的变化趋势相似,Chla/b(叶绿素a与叶绿素b质量比)的变化呈现波动下降。Chla和Chlb均与色差参数L ^*、a ^*、b ^*和C ^*呈负相关,与h则为极显著正相关。Car与色差参数a ^*呈显著正相关,与b ^*呈极显著正相关。P_n(净光合速率)、G_s(气孔导度)的日变化均表现为明显的双峰,T_r(蒸腾强度)在13:00前处于较高水平,15:00后急剧下降。C_i(细胞间隙CO₂浓度)的日变化呈“W”形,即一天之内出现两个低谷,分别在11:00和15:00。P_n与Chla、Car含量呈显著负相关,与Chla/b呈显著正相关。其他光合特征值与色素含量的相关性不明显。【结论】1年生金叶银杏叶形主要为扇形,叶色在4—5月为金黄色,6月逐渐变绿色,10月时变黄。色差参数在4—5月,高亮度单株增加,各单株绿色变浅,随时间推移,黄色加深。相关性分析表明,色素含量与叶色密切相关。     

基于切花应用的观赏海棠品种评价与筛选

【目的】发掘观赏海棠切花应用价值,促进相关产业的发展。【方法】运用层次分析法(AHP)对74个观赏海棠品种与1种的切花应用价值进行了综合评价,并通过绘制频率直方分布图进行切花品质性状稀缺性分析。【结果】花色、花型、着花密度、花径、瓶插寿命及开花率为海棠切花综合评价主要权重指标; 而重瓣、浓香、枝型优美为最稀缺的性状表现,可作为品种特异性判断依据。 ‘玛丽波特’、‘唐纳德’、湖北海棠等14个品种/种综合得分排序列前20%,为优良的观赏海棠切花品种/种,且其中‘当娜’、‘凯尔斯’、‘俏佳人’等6个品种还具有稀缺性状。此外,‘俏佳人’、‘芙蓉’、‘大卫’综合分值略低,但其个别性状表现突出,单列为观赏海棠特异品种。【结论】切花的综合应用价值是品种评价的基础,此外还应对特异性状有所考量,以提高评价结果的全面性。     

观赏海棠SSR-PCR体系优化及引物筛选应用

【目的】为探究适用于观赏海棠SSR反应分子标记研究的最佳PCR反应条件,采用正交设计法对观赏海棠SSR-PCR体系进行优化,并利用优化体系筛选适于观赏海棠的多态性SSR引物。【方法】以6个二倍体观赏海棠DNA模板为材料,采用L₁₆(4⁵)正交试验对DNA模板浓度、Taq酶浓度、引物浓度、Mg²⁺浓度和dNTP浓度进行优化实验,确立了观赏海棠SSR-PCR最佳反应体系。【结果】得出15 μL优化体系各成分为:DNA模板5 mg/L、Taq酶1.25 U、引物0.3 μmol/L、Mg²⁺ 2 mmol/L、dNTP 0.25 mmol/L、1×Buffer1.5 μL。利用优化体系在73对苹果属SSR引物中筛选出15对条带清晰、多态性丰富、重复性好的SSR 引物并确定各引物的退火温度,其多态信息含量均大于0.25。【结论】正交试验结果达到优化目的,利用优化体系筛选的15对多态性引物可直接应用于观赏海棠SSR分子标记实验中,为观赏海棠品种鉴定、分类以及遗传育种等研究提供了有效工具。     

彩叶桂花新品种‘南林彩锦’

【目的】桂花(Osmanthus fragrans)四季常绿,花香浓郁,深受大众喜爱。桂花优良品种的选育可推动桂花产业发展。【方法】从广西壮族自治区桂林市永福县种植的桂花实生苗中选育获得彩叶单株,并对其无性系后代进行DUS(特异性、一致性和稳定性)测试。【结果】新品种‘南林彩锦’叶色变化明显,幼叶由初期的暗紫色变为水红、黄褐色,逐渐变为黄色,叶柄紫黑色,幼枝紫红色。【结论】该品种耐热性好,与已知彩叶品种性状均不相同,色叶观赏期长,具有很高的观赏价值。     

‘红叶’杜仲叶色转变过程中叶片生理指标变化

【目的】研究‘红叶’杜仲不同时期叶片生理指标变化规律,为揭示其特殊叶色转变机理提供理论依据。【方法】以‘红叶’杜仲和‘小叶’杜仲为材料,选择5个时期进行叶片色素含量测定。分别测定叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素、类黄酮和花色苷含量。使用CR2500型色差计(日本MINOLTA公司)测定L(明度值)、a^*(变红度值)及b^*(变黄度值),利用a^*和b^*计算出色泽饱和度(Chroma,C^*)和色调角(hur angle,h),并进一步计算叶片颜色指数(color index)。对叶色转变过程及花色苷合成代谢途径中的关键酶苯丙氨酸裂解氨酶(PAL)和查尔酮异构酶(CHI)进行提取和酶活性测定,研究各时期差异显著性并通过相关分析研究各指标间的关联程度。【结果】① ‘小叶’杜仲虽与‘红叶’杜仲变化规律相似,但两品种各指标的初始值及变化幅度均存在显著差异。‘小叶’杜仲颜色指数始终属于黄绿级,而‘红叶’杜仲第1、2阶段属于黄绿级,第3、4阶段属于粉红级,第5阶段达到深红级。② 两个品种各种色素含量均为逐步上升,但在C_a(叶绿素a含量)、C_b(叶绿素b含量)、C_T(总叶绿素含量)、C_Car(类胡萝卜素含量)、C_f(类黄酮含量)和C_A(花色苷含量)这几种物质含量变化中,叶片颜色变红过程中最关键的是花色苷含量。分别比较两品种第5时期(38 d)相对于第1时期(6 d)各色素含量的增幅,得到‘红叶’杜仲的C_A增幅是‘小叶’杜仲的553.96%。③ 无论‘小叶’杜仲还是‘红叶’杜仲,不同时期的PAL酶活性无显著差异,且各时期两品种的酶活性值大小相近。而‘红叶’杜仲CHI酶活性随着叶色的转变直线上升,第5时期(38 d)为第1时期(6 d)的306.14%,不同阶段间差异达到极显著水平;‘小叶’杜仲CHI酶活性随着叶色转变也有逐步升高的趋势,但是增幅较小,不同时期的酶活性无显著差异。④ L、a ^*及b^*与类胡萝卜素含量、花色苷含量及类黄酮含量呈极显著相关,而与叶绿素a含量、叶绿素b含量、总叶绿素含量及叶绿素a与叶绿素b含量比无显著相关关系。CHI酶活性和杜仲叶片L、a^*、b^*、类胡萝卜素含量、花色苷含量及类黄酮含量间均存在显著或者极显著的相关关系,而PAL与叶片色差值间则无显著相关性。【结论】在‘红叶’杜仲叶片颜色转变过程中,花色苷含量变化幅度远大于叶绿素含量变化幅度,是其呈色的直接原因;‘红叶’杜仲CHI酶活性高在‘红叶’杜仲典型叶色转变过程中具有关键作用。     

北美海棠6品种在南方地区的引种研究

【目的】探索北美海棠在南方地区的适应性和观赏性,为有效引种和培育新品种提供理论依据。【方法】以6个新优北美海棠品种(‘黛玉’、‘白兰地’、‘丰盛’、‘王族’、‘草莓果冻’和‘紫宝石’)为引种试材,在南方地区进行物候期、观赏性及耐热性观测和试验。【结果】6个北美海棠品种均能正常萌芽、展叶、开花、结果,且具有较高的观赏价值。夏季生长适应性观测显示,6个品种在南方高温环境下叶片出现不同程度的皱缩、卷曲、叶缘枯焦等变化。生理适应性表明,各品种均能通过自身质膜热稳定性、抗氧化系统及渗透调节方式应对南方夏季高温环境。【结论】6种北美海棠在南方地区夏季高温环境下生长受到一定影响,但通过自身的生理调节,能正常完成生活史,且表现出较高的观赏价值。引种的6种北美海棠表现最好的为‘黛玉’,其次是‘白兰地’和‘紫宝石’。南方地区可根据需要在苗木生产和景观绿化中选择适宜的北美海棠品种栽培。     

观赏海棠花期物候稳定性及其对温度变化的响应

【目的】研究多品种海棠初花期物候特征,探究花期与温度的内在联系,并在品种水平上揭示花期稳定性差异及变化规律。【方法】使用67个海棠品种的4年初花期物候数据对多品种海棠初花期稳定性进行分析,并使用多年的气象数据对多品种海棠初花期群组物候标准偏差(σ)的计算结果进行研究。【结果】2014—2016年多品种海棠初花期日期顺序与2013年的初花期均有较高的相关性。晚花期品种的σ值大于早、中花期σ值。早花期品种群与中花期品种群的σ值和开花前一年10月1日至12月1日期间小于6 ℃的天数呈显著负相关(P<0.05),而晚花期品种群σ值与开花前一年10月1日至开花当年2月1日期间小于4 ℃(P<0.05)及开花前一年10月1日至开花当年3月1日期间小于4 ℃(P<0.05)的天数呈显著负相关。【结论】低温对于海棠初花期稳定性有着重要影响:一方面,早、中花期品种相对于晚花期品种而言对低温需求更大,且休眠时间限制更加严格;另一方面,晚花期品种间初花期顺序的稳定性更低。     

苹果属观赏海棠新品种‘红禧儿’

【目的】为我国城乡绿化美化提供新植物材料。【方法】海棠新品种‘红禧儿’是1996年利用平邑甜茶种子进行辐射诱变,从后代中选育出的大果突变体。【结果】‘红禧儿’树体高大、树姿开张、花果量大、白蕾白花;幼叶和展开叶均为绿色;果实直径1.9 cm(母本1.3 cm),果实扁圆形,果皮初期绿色,后期转为亮红色,RHS色号:46A,果肉黄色或橙色,落叶后挂果期长。在青岛地区观花期为4月中下旬,11月中下旬落叶,观果期10月中旬至12月中下旬。【结论】‘红禧儿’适应性强,综合观赏价值高。