中国砂梨初级核心种质的构建

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摘要：对中国的砂梨（Ｐｙｒｕｓ ｐｙｒｉｆｏｌｉａ Ｎａｋａｉ）种质资源按来源地分组，然后每组根据２８个关于叶片和果实的形态性状数据采用逐步聚类法，从国家砂梨种质资源库的４８６份种质中筛选出９７份作为砂梨初级核心种质，占总体样本的约２０％，并对初级核心种质的代表性进行检验。结果表明，构建的初级核心种质能够代表原始种质的遗传变异。

关键词：砂梨；初级核心种质；中国

中图分类号：Ｓ６６１．２；Ｓ６０２．４（２）文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）08－1590-03

Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ Ｐｒｉｍａｒｙ Ｃｏｒｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｙｒｕｓ ｐｙｒｉｆｏｌｉａ Ｇｅｒｍｐｌａｓｍｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ

ＺＨＡＮＧ Ｊｉｎｇ－ｇｕｏ，ＨＵ Ｈｏｎｇ－ｊｕ，ＴＩＡＮ Ｒｕｉ，ＣＨＥＮ Ｑｉ－ｌｉａｎｇ，ＹＡＮＧ Ｘｉａｏ－ｐｉｎｇ

（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｆｒｕｉｔ ａｎｄ Ｔｅａ， Ｈｕｂｅｉ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅs， Ｗｕｈａｎ ４３０２０９， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｅａｃｈ ｇｒｏｕｐ of ２８ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｄａｔａ ｄｅｓｃｒｉｂｉｎｇ ｌｅａｆ ａｎｄ ｆｒｕｉｔ， ｓｔｅｐｗｉｓｅ ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｕｓｉｎｇ for Ｐｙｒｕｓ ｐｙｒｉｆｏｌｉａ Nakai． Ｆｉｎａｌｌｙ ９７ ａｃｃｅｓｓｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ａｓ ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｒｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ， ｏｃｃｕｐｙｉｎｇ ２０％ ｏｆ ｗｈｏｌｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ， ｆｒｏｍ ４８６ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓａｎｄ Ｐｅａｒ Ｇｅｒｍｐｌａｓｍ Ｒｅｐｏｓｉｔｏｒｙ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ ｏｒｉｇｉｎ． Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｏｆ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｒｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｃｏｕｌｄ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ ｔｈｅ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｐｙｒｕｓ ｐｙｒｉｆｏｌｉａ Ｎａｋａｉ； ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｒｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ； Ｃｈｉｎａ

植物遗传资源是新种质选育的基础，因此种质资源的收集、评价和利用就显得非常重要。然而数量庞大的种质资源不利于优良种质的保存和利用。由Ｂｒｏｗｎ［１］发展起来的核心种质学说很好地解决了这一问题，并在许多物种上广泛应用［２－４］。但在植物上应用的主要是草本，木本植物核心种质的构建只有零星报道［５，６］。木本植物由于大多为多年生，单体较大，占用的土地面积也较大，而且对于果树等可以无性繁殖的作物而言，不能用种子保存种质，而组织培养苗又容易发生遗传变异，因此核心种质的构建尤为重要。

中国是砂梨（Ｐｙｒｕｓ ｐｙｒｉｆｏｌｉａ Ｎａｋａｉ）的起源中心和遗传多样性中心，也是世界上砂梨资源最为丰富的国家。为了有效保护和合理利用砂梨资源，国家农业部于１９８６年投资建立了国家果树种质武昌砂梨圃，迄今已收集保存了国内外砂梨种质资源816份，且数量还在逐年增加。众多的资源不仅为有效保存带来诸多困难，而且不利于优异资源的充分发掘和有效利用。为此，本研究以保存于国家果树种质武昌砂梨圃的砂梨资源为材料，利用其形态数据初步构建了中国砂梨初级核心种质，现将结果报告如下。

１材料与方法

１．１材料

从国家果树种质武昌砂梨圃所保存的８１６份资源中，选取系统鉴定评价数据比较完整的４８６份为研究对象。形态性状基础数据包括叶片形状、叶基形状、叶尖形状、叶缘、刺芒、叶背茸毛、果梗长度、果梗粗度、梗洼深度、棱沟、萼片状态、萼洼深度、单果重、果实形状、果实底色、外观综合评价、果实心室数、果心位置、果心大小、果肉颜色、果肉质地、果肉类型、石细胞数量、汁液、风味、香气、内质综合评价、可溶性固形物含量等２８个。参照《梨种质资源描述规范和数据标准》［７］对质量性状进行标准化整理和数量化转化。具体描述见表１。

１．２方法

１．２．１初级核心种质的取样策略取样策略分为３个层次，即分组原则、组内取样数目的确定以及组内如何取样。分组原则为来源地分组。根据地理来源将砂梨资源分为２０个组，详情见表２。总体取样比率为２０％［２］。组内取样数目的确定采用按遗传多样性比率取样［５］。组内取样采用逐步聚类法［８］，在聚类结果的基础上进行优先取样，优先选取具有特殊性状的种质。聚类分析采用ＳＰＳＳ １１．５软件Ｃｌａｓｓｉｆｙ程序中的Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ ｃｌａｓｓｉｆｙ命令进行，用欧氏距离（Ｅｕｃｌｉｄｅａｎ ｄｉｓｔａｎｃｅ）计算种质间的距离，聚类方法采用类平均法（Ｕｎｗｅｉｇｈｔｅｄ ｐａｉｒ－ｇｒｏｕｐ ａｖｅｒａｇｅ ｍｅｔｈｏｄ）。

１．２．２初级核心种质的检测利用原始种质和初级核心种质的４个数量性状（果梗长度、果梗粗度、单果重、可溶性固形物）的各自平均值、最大值、最小值、标准差和变异系数来检验初级核心种质的遗传变异和原始种质的符合率，计算公式为：符合率＝［１－（初级核心种质的平均值－原始种质的平均值）／原始种质的平均值］×１００％。

２结果与分析

２．１初级核心种质的构建

对２０个组砂梨资源材料用同样２８个性状数据分别进行聚类分析。在聚类分析的基础上，从聚为一类的材料中优先选取具有特异性状的资源。野生或半野生珍稀资源可直接入选，如铜梁野生梨、猪嘴巴、金珠果梨。各组入选种质数从１～１4份不等，占总体取样比率的１．０％～１4．4％，共筛选出砂梨初级核心种质９７份，占全部研究对象的约２０％。

２．２初级核心种质的检验

构建核心种质时应选择有代表性、异质性、多样性和类型齐全的样本作为核心种质。试验在检验初级核心种质的代表性时，除了考虑样本，还要包括其他数据库里未列出的优异基因，如花期、树势、丰产性、抗病性等。将初级核心种质和原始种质的果梗长度、果梗粗度、单果重和可溶性固形物４个数量性状的最大值、最小值、平均值、标准差和变异系数作为检验核心种质的代表性和遗传多样性的重要因素，具体见表３。从表３可见，原始种质的单果重最大值为６２０．２ ｇ，最小值为３７．０ ｇ，平均值为２１６．９ ｇ，而初级核心种质的单果重最大值也为６２０．２ ｇ，最小值也为３７．０ ｇ，平均值为２３６．５ ｇ，符合率为 ９０．９６％；果梗长度、果梗粗度和可溶性固形物等性状的平均值符合率分别为９４．７４％、９６．８７％和９６．４０％。这个结果表明，试验建立的初级核心种质能够代表砂梨原始种质的遗传变异。

３讨论

砂梨是世界上原产于中国的３个梨栽培种之一，另外2个梨栽培种分别是白梨（Ｐ． ｂｒｅｔｓｃｈｎｅｉｄｅｒｉ Ｒｅｈｄ．）和秋子梨（Ｐｙｒｕｓ ｕｓｓｕｒｉｅｎｓｉｓ Ｍａｘｉｍ．），但由于梨属植物分布范围广，加上梨属植物具有自交不亲和性，而使得种间很容易发生自然杂交，所以梨属植物的分类至今仍存在很多问题。如白梨的分类地位，现代意义上的白梨主要是指分布在中国黄淮流域的脆肉大果型品种，但最新的分子生物学证据表明，砂梨品种和白梨品种享有共同的特有谱带，白梨或许作为砂梨的一个亚种更为合适［９］。因此，本研究材料中包含了四川、河南、河北、山西等省被认为是白梨的资源，以及一些砂梨与白梨、砂梨与西洋梨（Ｐｙｒｕｓ ｃｏｍｍｕｎｉｓ Ｌ．）的种间杂交种。

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从各组样本的取样量来看，北方省份的样本量虽然少，但是由于多具有白梨血统，因而遗传多样性更为丰富，所以入选率较高。与此相反的是日韩引入品种，由于遗传背景较为狭窄，因此入选率较低。

通常核心种质的总体取样比率一般在１０％～３０％，总体数目不超过３ ０００份。但对于无性繁殖的果树作物来说，不应该固定取样比率，因为无性繁殖作物与以种子繁殖的作物相比来说，更注重的是与环境相关的表型性状，需要更多的数据结合起来分析。桃［５］、果梅［６］在核心种质研究中确定了１０％为适宜的总体取样比率。在本研究中，先选择目前较高的总体取样比率２０％建立初级核心种质，为进一步利用精确的分子标记技术建立核心种质留下了空间，也减少了形态性状基础数据的局限性造成的遗传冗余。

此外，由于形态性状基础数据容易受主客观因素的影响而存在一定的不稳定性，因此分子标记技术的鉴定数据就显得格外重要，并已广泛用作核心种质的构建。为此，还需要利用分子标记技术对中国砂梨的初级核心种质做进一步的研究，以最终建立中国砂梨核心种质。

参考文献：

［１］ ＢＲＯＷＮ Ａ Ｈ Ｄ． Ｃｏｒｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｓ： Ａ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ ｇｅｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｍａｎｅｇｅｍｅｎｔ ［Ｊ］． Ｇｅｎｏｍｅ，１９８９，３１：８１８－８２４.

［２］ 张秀荣，郭庆元，赵应忠，等． 中国芝麻资源核心收集品研究［Ｊ］． 中国农业科学，１９９８，３１（３）：49－55．

［３］ 董玉琛，曹永生，贾继增，等． 中国小麦初选核心种质的产生［Ｊ］． 植物遗传资源学报，２００３（４）：１－８．

［４］ 姜慧芳， 任小平， 廖伯寿， 等． 中国花生核心种质的建立［Ｊ］． 武汉植物学研究，２００７，２５ （３）：２８９－２９３．

［５］ 李银霞，安丽君，姜全，等． 桃［Ｐｒｕｎｕｓ ｐｅｒｓｉｃａ （Ｌ．） Ｂａｔｓｃｈ．］品种核心种质的构建与评价［Ｊ］． 中国农业大学学报（自然科学版），２００７，１２（５）：２２－２８．

［６］ 高志红，章镇， 韩振海， 等． 中国果梅核心种质的构建与检测［Ｊ］． 中国农业科学，２００５， ３８（２）：３６３－３６８．

［７］ 曹玉芬，张冰冰， 胡红菊， 等． 梨种质资源描述规范和数据标准［Ｍ］． 北京：中国农业出版社， ２００６．

［８］ ＨＵ Ｊ， ＺＨＵ Ｊ， ＸＵ Ｈ Ｍ． Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ ｃｏｒｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｓ ｂｙ ｓｔｅｐｗｉｓｅ ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｒｅｅ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｇｅｎｏｔｙｐｉｃ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ｃｒｏｐｓ ［Ｊ］． Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｇｅｎｅｔｉｃｓ，２０００，１０１：２６４－２６８．

［９］ 滕元文，柴明良，李秀根．梨属植物分类的历史回顾及新进展［Ｊ］． 果树学报，２００４，２１（３）：２５２－２５７．

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