歐洲花楸與陜甘花楸的遺傳差異性及其果實成分分析

佘 萍，馬 杰，賈寶光，余治家，王正安

(寧夏農林科學院 固原分院，寧夏 固原 756000)

花楸(Sorbuspohuashanensis)屬薔薇科花楸屬植物，別名臭槐樹、河楸及黃花楸，產于黑龍江、吉林、遼寧、內蒙古、河北、山西、甘肅和山東等地。花楸在適地生長速度快，春日滿樹白花，入秋紅果累累，莢垂如豆，極具觀賞價值；其果具有很好的食用價值。為豐富花楸種質資源，林業部門不斷引進外國花楸樹種，并對其開展研究。對歐洲花楸樹種的研究始于2002年，近年來對歐洲花楸的研究主要在引種繁育[1-3]和藥理研究[4-9]方面。關于遺傳差異性的研究分析多見于糧食作物、菌類和蔬菜[10-12]，而對樹木遺傳差異性研究較少，近年僅有關于楊樹和桉樹的遺傳差異性分析[13-14]，花楸屬樹種的研究還未見遺傳差異性方面的報道。關于樹木果實成分的研究較多[15-18]，包括花楸屬樹種果實成分的分析[19-21]，但對引進樹種歐洲花楸與本土花楸果實成分的對比分析鮮有報道。鑒于此，以固原市引種的歐洲花楸和當地陜甘花楸為研究對象，采用RAPD技術對不同來源花楸進行遺傳差異性分析，并對比分析不同來源花楸的果實成分，旨在為花楸的引種馴化及開發應用提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設在寧夏固原市原州區古雁嶺，海拔1 806 m，地處東經106.261°、北緯36.022°，年平均氣溫8.6℃，年降雨量450 mm左右，年蒸發量2 550 mm左右，年日照時數2 500 h左右，≥5℃積溫3 580℃左右，無霜期160 d左右，年相對濕度50%左右。土壤為黃綿壤，有機質含量為10.43 g/kg，速效磷7.32 g/kg，速效鉀303.33 g/kg，全氮0.89 g/kg，pH 8.07。

1.2 試驗材料

以固原市引種的歐洲花楸與本地陜甘花楸的葉片和果實為研究材料。陜甘花楸(SorbuskoehneanaSchneid.)是六盤山地區的鄉土樹種，試驗苗木為2008年播種繁殖獲得；歐洲花楸(SorbusaucupariaL.)原產歐洲，試驗苗木為2008年從歐洲引進種子播種繁殖獲得。2個參試樹種的樹齡、栽植地點相同，葉片和果實樣品采集時間均為2019年8月初。

1.3 檢測方法

1.3.1 遺傳差異性 以歐洲花楸和陜甘花楸葉片為檢測對象，采用RAPD技術對其遺傳差異性檢測。RAPD是建立在PCR (Polymerase Chain Reaction)基礎上的一種可對整個未知序列的基因組進行多態性分析的分子技術。以基因組DNA為模板，單個人工合成的隨機多態核苷酸序列(通常為10個堿基對)為引物，在熱穩定的DNA聚合酶(Taq酶)作用下，進行PCR擴增。擴增產物經瓊脂糖或聚丙烯酰胺電泳分離、溴化乙錠染色后，在紫外透視儀上檢測多態性，擴增產物的多態性反映了基因組的多態性?；蚪MDNA提取采用改良CTAB法。PCR擴增反應體系：10×PCR Buffer 10 μL、2.5 mmol/L dNTPs 2 μL、10 μmol/L引物 1 μL、1.25 U/μL Taq酶 0.3 μL、4 ng/μL DNA 1 μL，加ddH2O補足25 μL。PCR引物見表1。擴增條件：94℃預變性4 min；94℃變性30 s，36℃退火30 s，72℃延伸2 min，44個循環；72℃延伸10 min。1.5%瓊脂糖凝膠電泳。

表1 PCR引物的名稱及序列Table 1 Name and sequence of PCR primers

1.3.2 果實營養成分、酚類化合物與礦物質含量檢測 由于歐洲花楸果實在8月明顯可分出琥珀色和玫瑰色2個色種，為鑒別不同色種的花楸果實成分，故于8月初可區分琥珀果和玫瑰果顏色時，采集2個樹種(歐洲花楸和陜甘花楸)的3種果實的樣品(歐洲花楸的琥珀果與玫瑰果及陜甘花楸果)，鮮果用保鮮盒包裝，立即送檢。用原子吸收光度計、火焰光度計、紫外分光光度計、索氏提取器、滴定儀等儀器測定花楸果實的蛋白質、脂肪、可溶性固形物、總糖、還原糖、可溶性糖、單寧、鐵、鋅、鈣、鎂、鉀及Vc含量。

2 結果與分析

2.1 2個花楸樹種的遺傳差異性

2.1.1 遺傳差異 采用48條隨機RAPD引物對歐洲花楸和陜甘花楸進行PCR擴增，篩選其中12條獲得清晰條帶的隨機引物進行第二次擴增。得到的擴增片段長度在200～2 000 bp，2個樹種擴增產物條帶相似，但是引物Z2、Z15、Z17、Z20、O12、O13、O14、O15、O21及O24在2個樹種間出現差異條帶，共獲得10個清晰的差異條帶(圖1)。說明，2個樹種在檢測的10個位點存在差異，證實歐洲花楸和陜甘花楸具有遺傳差異性，屬于花楸屬的2個不同種。

注：I為歐洲花楸，II為陜甘花楸，M為分子量標記，箭頭處為差異條帶。
Note: I，S.aucuparia; II，S.koehneana(CK); M，marker; Arrow，differential band.
圖1歐洲花楸和陜甘花楸的條帶差異性
Fig.1 Band difference betweenS.aucupariaandS.koehneana

2.1.2 田間差異 2個樹種在田間觀測的結果也有很大的區別。陜甘花楸屬于灌木，矮小叢生，果實白色；而歐洲花楸屬于喬木，樹干通直、冠形優美，田間鑒定和遺傳差異性鑒定結果相符。

2.2 花楸果實的營養成分、酚類化合物與礦物質含量

由表2可知歐洲花楸琥珀果與玫瑰果和陜甘花楸果實的營養成分、礦物質與化合物含量的差異性。

2.2.1 營養成分 蛋白質含量歐洲花楸顯著高于陜甘花楸，歐洲花楸琥珀果顯著高于玫瑰果。脂肪含量3者之間差異不顯著，歐洲花楸琥珀果高于玫瑰果與陜甘花楸。可溶性固形物和還原糖含量均表現為歐洲花楸顯著高于陜甘花楸，歐洲花楸玫瑰果顯著高于琥珀果?？偺呛涂扇苄蕴呛烤憩F為歐洲花楸顯著高于陜甘花楸，歐洲花楸琥珀果顯著高于玫瑰果。在蛋白質、脂肪、可溶性固形、總糖、還原糖和可溶性糖6項營養成分中，以歐洲花楸琥珀果的累積量最高，達46.89 g/100g；其次是歐洲花楸玫瑰果，營養累積量為45.51 g/100g；陜甘花楸最低，營養累積量為34.27 g/100g?？傮w看，果實營養成分含量歐洲花楸琥珀果>歐洲花楸玫瑰果>陜甘花楸。

2.2.2 礦物質元素 在鐵、鋅、鈣、鎂和鉀5種礦物質元素中，鐵、鋅、鈣和鉀含量歐洲花楸顯著高于陜甘花楸，歐洲花楸琥珀果顯著高于玫瑰果。鎂含量歐洲花楸琥珀果顯著高于陜甘花楸，陜甘花楸顯著高于歐洲花楸玫瑰果?？傮w看，礦物質元素含量歐洲花楸琥珀果>歐洲花楸玫瑰果>陜甘花楸，其中，歐洲花楸琥珀果的累積量為4 915.95 mg/kg，歐洲花楸玫瑰果的累積量為4 170.42 mg/kg，陜甘花楸的累積量為4 090.77 mg/kg。

2.2.3 化合物 單寧(酚類化合物)含量陜甘花楸顯著高于歐洲花楸，歐洲花楸玫瑰果高于琥珀果。維生素C(羥基化合物)含量陜甘花楸顯著高于歐洲花楸，歐洲花楸玫瑰果顯著高于琥珀果?？傮w看，化合物含量陜甘花楸>歐洲花楸玫瑰果>歐洲花楸琥珀果。

表2 歐洲花楸和陜甘花楸果實營養成分與礦物質元素含量Table 2 Nutrition components and mineral element content in fruits of S. aucuparia and S. koehneana

3 結論與討論

花楸是優良的觀葉觀花觀果的四季景觀樹種，在景觀園林設計中應用廣泛，為比較不同來源地花楸的遺傳差異性與果實營養成分含量，對引自于歐洲的花楸(歐洲花楸)與本土花楸(陜甘花楸)開展對比研究。結果表明，在遺傳差異方面，歐洲花楸和陜甘花楸擴增產物條帶相似，但引物Z2、Z15、Z17、Z20、O12、O13、O14、O15、O21、O24在2個品種間出現差異條帶，共獲得10個清晰的差異條帶，說明2個樹種在檢測的10個位點存在明顯差異。歐洲花楸和陜甘花楸具有遺傳差異性，屬于花楸屬的2個不同種。

研究表明，歐洲花楸和陜甘花楸果實的營養成分、礦物質元素及化合物含量均存在差異，且歐洲花楸不同色種(琥珀果和玫瑰果)果實間也存在差異。果實營養成分含量和礦物質元素含量均表現為歐洲花楸琥珀果>歐洲花楸玫瑰果>陜甘花楸，化合物含量表現為陜甘花楸>歐洲花楸玫瑰果>歐洲花楸琥珀果?？傮w看，歐洲花楸比陜甘花楸的開發利用價值更高。

目前，花楸多數作為園林觀賞樹種資源，以園林景觀應用為主，對于花楸果實的應用與開發尚未有深入研究。花楸果實營養價值豐富，可將其作林副產品進行開發，充分挖掘其景觀應用外的價值。研究表明，歐洲花楸的果實營養成分含量明顯高于陜甘花楸，而歐洲花楸中琥珀果優于玫瑰果，因此，在花楸規劃種植時除考慮其景觀效應，還應適當考慮果實的營養成分含量，以兼顧其營養價值的體現。