西双版纳黄瓜RIL群体叶绿素含量的遗传分析
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摘要:西双版纳黄瓜(Cucumis sativus L.var.xishuangbananesis Qiet Yuan)是我国特有的一个黄瓜种。以其与北京截头黄瓜为亲本构建的重组自交系群体(ril)为材料，通过测定RIL群体中叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总最含最以及叶绿素a，b值，分析其叶绿素含量的遗传规律。结果表明:在RIL群体中，叶绿素a、叶绿素b以及叶绿素总跫含量均为连续异，而且分布频率符合正态分布，存在明显的双向超亲分离现象。此外，对RIL群体与亲本进行叶绿素含量分析比较，选出了6个叶绿素b含量和叶绿素a／b值均优于亲本的株系，为进一步研究黄瓜耐弱光机制奠定了一定的基础。
关键词:阿双版纳黄瓜:叶绿素:重组自交系
按照目前的分类，黄瓜(Cueumis sativus L.)由3个种组成，其中西双版纳黄瓜(C.sativus L.var，Xishuangbannanesis Quiet Yuan)是我国特有的一个黄瓜种，具有耐低温弱光、果形大、果实富含B胡萝卜素等特点，是黄瓜品种改良的重要资源。陈劲枫等于1994年对西双版纳黄瓜进行了报道，并相继对其细胞学、系统发育学以及多项生理指标对环境胁迫的反应等方面进行了研究。宋慧㈣对西双版纳黄瓜果实营养分析表明其含有大量胡β萝卜素、叶黄素、维生素C以及可溶性糖等。本文课题组在2005年春季，以西双版纳黄瓜作父本、北京截头黄瓜作母本杂交获得F1代，后经过单粒传方式构建了一套含124个株系的F8代重组自交系(RILs)，这为测定和分析重组自交系(recombinant inbred line，RIL)群体中主要农艺学性状遗传规律提供了试材。
叶绿素含量是判断植物光合作用特性的重要参数，是植物受各种逆境胁迫程度的衡量指标之一。李丹丹等㈣曾通过对弱光下黄瓜苗期叶片叶绿素含量研究探讨黄瓜耐弱光的遗传机制。此外，叶绿素b含量多少和叶绿素a／b的大小是判断植物耐弱光适应性的重要指标之一。本文课题组曾对该RII，群体中一些重要农艺性状进行了初步探讨，但并未对其叶绿素含量进行研究。本试验以西双版纳黄瓜、北京截头黄瓜以及以两者为亲本构建的RIL群体为材料，通过测定其叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量含量和叶绿素a／b值，分析叶绿素含量的遗传规律，为进一步了解西双版纳黄瓜叶绿素含量分布，进而为选育耐弱光、优质高产黄瓜品种提供理论依据。
1材料与方法
1.1试验材料
供试材料为西双版纳黄瓜、北京截头黄瓜和以两者为亲本构建的F8代重组自交系群体。其中，西双版纳黄瓜是原产于我国云南省西双版纳地区的珍贵黄瓜种，原始种子由陈劲枫先生采集，实验室高代自交保存；北京截头黄瓜是华北型黄瓜，由中国农业科学院蔬菜花卉研究所提供。实验室高代自交留种。
1.2试验设计
叶绿素含量测定:将西双版纳黄瓜、北京截头黄瓜和RIL群体均于2011年4月8日定植于南京农业大学江浦试验站塑料大棚内，试验采用随机区组设计，2次重复，小区长3.0m、宽0.8m、株距25Cm，统一滴灌浇水、施肥的田间栽培管理措施，保证植株在均匀一致的环境条件下生长。
1.3测定方法
叶绿素含量测定:测定方法按照改进的Amon分光光度计法。待植株长到始花期时，用直径1cm打孔器打取植株从上往下数第4片展开叶放于10mL95％乙醇离心管中，3次重复。用遮光布将离心管遮光后放于暗F8处20h左右，中间摇晃几次离心管，保证叶片中叶绿素的溶解。待叶片由绿色白时，将浸取液摇匀，使用Spectrum752型分光光度计测定。测定470、649、665nm3个波段下的OD数据，根据公式求出相应的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量含量和叶绿素a／b值。
叶绿素含量计算公式:
叶绿索含量(mg•cm-2)=(叶绿素浓度×提取液体积x稀释倍数)／叶面积
数据采用SPSSl7，0软件进行处理和统计分析。
2结果与分析
2.1亲本及RIL群体叶绿素含量的表现
亲本和RIL群体叶绿素含量的表现见表1。可以看出，RIL群体叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a／b和叶绿素总量均出现超双亲的个体，但是RIL群体平均值与西双版纳黄瓜的含量值很接近:亲本中，西双版纳黄瓜的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量均高于北京截头黄瓜。
RIL群体中叶绿素含量的频率分布见图1。可以看出，所测叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a／b和叶绿素总量均表现连续的异，表明被调查的性状为多基因控制的数量性状。它们的偏度与峰度值见表1，除叶绿素a／b的峰度值大于1外，其他的偏度和峰度值的绝对值均小于1:叶绿素a／b的偏度值小于1，峰度值大于1，表现为较正态分布向右扩展且尾部较细；其他的偏度和峰度值的绝对值均小于l，其表现符合正态分布，且存在明显的双向超亲分离。
2.2 RIL群体遗传异分析
RIL群体中，叶绿素a含量均值为41.051 mg•cm-2，大于北京截头黄瓜，但小于且接近于西双版纳黄瓜。异范围为25.422～58.389mg•cm-2；叶绿素b含量均值为16.373 mg•cm-2，大于北京截头黄瓜，但小于且接近于西双版纳黄瓜，异范围为8.86525.159mg•cm-2；叶绿素总量均值为57.550 mg•cm-2，同样大于北京截头黄瓜，但小于西双版纳黄瓜，异范围为34.356-83.349mg•cm-2；叶绿素a／b均值大于双亲，异范围为2，162～3.496(表1)。
2.3亲本与RIL群体叶绿素含量比较
试验结果显示，RTL群体中叶绿素a含量小于双亲的株系最多，占41，946％:叶绿素b含量超双亲的最多，占40，323％:叶绿素a／b小于双亲的占37，903％:叶绿素总量超双亲的占39，516％(表2)。在对RIL群体叶绿素含量进一步分析发现:在RIL群体中，叶绿素b含量超双亲的50个株系中有34个是大于西双版纳黄瓜叶绿素b含量的lO％，17个大于20％:叶绿素a／b值小于西双版纳黄瓜的47个株系中有9个小于其比值的10％。其中，叶绿素b含量既大于西双版纳黄瓜20％，而且叶绿素a／b值又小于西双版纳黄瓜10％的株系有6个，即RIL67、RIL85、RIL 87、RIL94、RIL95和RIL 97(表3)。
3讨论
本试验测定了亲本及RIL群体叶绿素含量，通过比较发现，西双版纳黄瓜叶绿素a、b以及叶绿素总量含量均高于北京截头黄瓜，而叶绿素a／b值小于后者。崔继林等认为叶绿素b含量多的植物吸收弱光的能力强，对弱光条件有更好的适应性。在不同光照条件下测定西双版纳黄瓜和北京截头黄瓜的主要光合参数，发现西双版纳黄瓜的净光合速率均高于北京截头黄瓜(待发表)。这说明了西双版纳黄瓜光合性能的潜力相对较大，更加适合在光照不足的设施条件下进行栽培，但是对弱光的适应程度还需要进一步研究。
从表1可以看出，RIL群体中的叶绿素含量均表现出了明显的双向超亲分离现象，而异范围越大则表示其蕴含的遗传基础越广泛，在育种中进行资源筛选的潜力就越大。与亲本比较选出6个叶绿素b含量高于西双版纳黄瓜20％，而且叶绿素a／b值小于西双版纳黄瓜10％的株系。这些株系具备了叶绿素b含量高和叶绿素a，b值低的特点，说明其可以适合一定的弱光条件。这为以后选育耐弱光材料，解决温室栽培光照弱等因素奠定了基础。但是，为了更广泛的选育品种，还需构建西双版纳黄瓜的遗传图谱，确定其叶绿素含量的QTLs。
4结论
西双版纳黄瓜中叶绿素a、b以及叶绿素总量均高于北京截头黄瓜，以两者为亲本构建的RIL群体叶绿素含量均符合正态分布，且出现超亲分离现象，属于多基因控制的数量遗传:西双版纳黄瓜的高叶绿素含量性状已经导入其后代，且从RIL群体中筛选获得了6个叶绿素b含量和叶绿素a，b值均优于亲本的株系。
参考文献