苹果红叶基因多效性研究_遗传-论文网

论文摘要：本文以长富2号×新疆红肉苹果等6个杂交组合的杂种实生苗为试材，对苹果红叶基因的多效性进行了研究，结果表明，苹果叶片红色性状对非红色性状表现为显性，杂交群体中，具有红叶性状的实生苗数量明显少于非红叶性状实生苗数量，偏离孟德尔分离规律，组合间差异明显，红叶实生苗平均比例为23%-44%；红叶基因对水分调节相关基因、耐盐相关基因具有负调控作用，对根系发育相关基因亦有一定影响，促进主干根生长，抑制侧根发生。
论文关键词：苹果,红叶基因,多效性,遗传

花青素(Anthocyanidin)又称花色素，是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素，属黄酮类化合物，它在自然界中分布广泛，主要存在于植物的果实、种子、花和外皮中。近年来研究发现，植物色彩是类黄酮和类胡萝卜素等色素在植物组织中积累的结果，其中类黄酮色素是很多果树和观赏植物中的主要色素类型。对植物本身而言，色素除了表现出各种颜色吸引传粉和传种生物，还与对紫外线、低温和病虫害的抗逆性形成有关。花青素作为一种天然食用色素，安全、无毒、资源丰富，具有多种生物学作用，如抗氧化、抗突变、预防心脑血管疾病、保护肝脏、抑制肿瘤细胞发生等多种生理功能，而且在食品、美容、医药等方面有着巨大的应用潜力。红肉苹果，原产我国新疆，叶、花、果和种子均呈红色，富含花青素，有关其着色分子机制已有较多报道，本文对红肉苹果红叶性状的遗传及红叶基因对抗逆性形成有关基因的影响做了初步研究，以期为该资源的合理利用提供依据。

1材料与方法

1.1材料

本文所用试材均取自辽宁省果树科学研究所，2006年5月上旬以长富2号为母本，新疆红肉苹果、舞美、金沙乙拉木、光辉、B9、B118为父本，在花大蕾期去雄套袋杂交，10月中旬采杂交果，12月上旬取种、中旬进行层积处理，2007年3月中旬在塑料拱棚内采用营养钵播种。

1.2方法

红叶实生苗鉴定采用目测法，于苗木长出7-10片真叶时进行。光合速率、气孔导度、蒸腾速率用L-6400光合仪测定，红叶、绿叶实生苗各取样5株，重复3次。自然干旱、PEG、氯化钠等所有处理均在塑料拱棚内进行，每处理红叶、绿叶实生苗各15株以上，重复3次。

自然干旱处理10d、PEG6000处理3d、300mM氯化钠连续处理三次7d后，转为正常管理，14d后分别调查红叶、绿叶实生苗存活率。

根系调查在苗高长至20cm后进行，用清水将苗根系土壤洗净，调查侧根数量。

2结果

2.1红叶基因的遗传趋势

通过对长富2号×新疆红肉苹果等6个杂交组合的杂种实生苗调查(表1)，结果表明，苹果叶片红色性状对非红色性状表现为显性，但具有红色性状的实生苗数量明显少于非红色性状实生苗数量，偏离孟德尔分离规律，组合间差异明显，红叶实生苗比例平均为23%-44%，长富2号×舞美最高，其次为长富2号×金沙乙拉木、新疆红肉苹果、B9、B118和光辉。另外，播种时发现，具有红肉苹果红色基因的各组合在4℃层积过程中基本不发芽，而不具有红叶基因的各组合在层积过程中发芽率可达50%以上。由此推断红肉苹果红色基因可能参与抑制种子的萌发或实生苗的发育。

表1红叶性状在杂种后代中的分离情况

Table1Thesegregationdataoftheredleaftraitofthetest-crosses

2.2红叶基因对叶片耐旱性的影响

2.2.1红叶基因对叶片水份蒸腾的影响

通过对长富2号×金沙乙拉木及长富2号×舞美杂种实生苗调查，结果表明(图1)，叶片表现为红色性状的杂种实生苗基因池的平均叶片气孔导度、蒸腾速率明显高于绿色性状的杂种实生苗基因池，两组合分别提高了64.7%、13.0%和44.6%、28.4%；通过气孔限制值分析，绿叶杂种苗的气孔限制值在两个组合中均高于红叶杂种苗，分别提高了0.092和0.037；净光合速率红叶和绿叶两基因池间差异不明显。说明叶片红色基因主要是通过气孔限制参与水份蒸腾的调节。

图1苹果红叶基因对叶片光合效率及水份蒸腾的影响

Fig.1Effectofredleafgeneontheleafphotosyntheticparametersinappleseedlings(ErrorbarsshowsSD)

2.2.2红叶基因对干旱的生理响应

图2表明，长富2号×金沙乙拉木杂种实生苗自然干旱处理，红叶杂种群体与绿叶杂种群体间耐旱性差异较明显，干旱处理10d后再给以适量的水，红叶杂种群体实生苗的存活率比绿叶杂种群体降低了37.6%，且生长发育受到了明显的抑制。聚乙二醇（PEG）模拟干旱处理，其结果与自然干旱处理结果一致（图3），随着PEG处理浓度的提高，杂种实生苗的存活率均明显降低，红叶杂种群体尤其明显，当PEG浓度达15%时，红叶杂种群体实生苗的存活率仅为绿叶杂种群体的50%，这也进一步说明，红叶基因参与了水份的调节作用。

2.3红叶基因对氯化钠处理的生理响应

图4表明，长富2号×金沙乙拉木杂种实生苗经300mM氯化钠(NaCl)处理后，具有红叶性状的杂种实生苗耐盐性明显低于绿叶性状的实生苗，经300mMNaCl处理3次后，红叶性状的实生苗存活率仅为绿叶性状的25%，且生长发育亦受到明显抑制。说明红叶基因对耐盐基因的表达具有一定的抑制作用。

2.4红叶基因对根系生长发育的影响

通过对长富2号×金沙乙拉木杂种实生苗根系调查发现(图5)，红叶基因对根系主干根的生长具有较强的促进作用，明显抑制侧根的发生和生长，改变了根系生长极性，具有红叶性状的杂种实生苗侧根数比绿叶性状的实生苗平均减少了56.4%。

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