梨石細胞性狀特異種質資源篩選

范 凈，陳啟亮，楊曉平，張靖國，胡紅菊

（1.湖北省農業科學院果樹茶葉研究所，武漢 430064；2.農業部華中作物有害生物綜合治理重點實驗室，武漢 430064）

梨是中國第三大栽培果樹，栽培歷史有3 000多年，中國梨栽培面積、產量和出口量均居世界首位［1］。石細胞是木質素在初生細胞壁上沉積并次生加厚而形成的厚壁組織細胞，梨果實石細胞分化過程具有細胞程序性死亡的特征［2］。石細胞是梨果實特有性狀，其含量直接影響梨果實的質地、鮮食口感和加工品質［3］，石細胞的含量還與果實的抗病擴展能力呈正相關［4］。石細胞含量增多是目前栽培梨品質下降的主要原因之一，比如庫爾勒香梨生產上出現的粗皮和青頭果等現象與石細胞含量增多有著密切的關系［5］，黃金梨果肉硬化的病果石細胞含量明顯高于正常果［6］。

中國是梨屬植物的起源中心，種質資源豐富多樣。本研究在不同梨品種石細胞含量數據分析基礎上，篩選出石細胞含量極少和極多的特異資源，以備梨果實品質改良的品種選育、遺傳群體構建和木質素合成代謝研究等應用，提高種質資源的利用效率。

1 材料與方法

1.1 材料

853 份不同品種的梨果實取自湖北省農業科學院果樹茶葉研究所國家果樹種質武昌砂梨圃，梨樹為管理水平一致的8～12 年生健壯樹。石細胞含量測定在2015—2019 年完成，每個品種從梨樹不同方位取成熟果實10 個，采用四分法每份樣品取梨果肉90～110 g 于-20 ℃冷凍，每個品種至少3 次重復。

1.2 石細胞含量檢測

石細胞含量按聶繼云等［7］的方法測定。梨果肉-20 ℃冷凍24 h 后在榨汁機中攪拌成果汁，加水靜置倒出上層懸浮物，漂洗4 次，下層石細胞經濾紙過濾收集后置烘箱70 ℃烘3 h，稱量干燥石細胞。石細胞含量=稱量的石細胞質量（g）/每份樣品實際果肉質量（g）×100%。采用Excel 2010 和SPSS 21.0軟件對所有數據進行統計分析平均值、最大值、最小值、變異系數和分布頻次。

2 結果與分析

2.1 不同梨品種果肉石細胞含量的分布情況

853 份梨果肉中平均石細胞含量為0.043%～4.764%，平均值為0.812%，變異系數為68.72%，中位數0.694%，60.49% 的種質資源石細胞含量集中在0.30%～1.00% 之間。分布圖顯示853 份梨石細胞含量呈正偏態分布，偏度為1.934（圖1）。

圖1 梨果肉石細胞含量多樣性分布

2.2 石細胞含量極少和極多種質資源

根據853 份梨果肉平均石細胞含量的分布情況及果實質地評價數據，篩選出石細胞含量小于0.1%的種質資源17 份，其中國內選育品種（品系）8 份，國外引入品種8 份，地方品種1 份（表1）。石細胞含量大于2.5% 的種質資源10 份，全部為地方品種，其中來自湖北省3 份，湖南省、四川省和貴州省各有2 份，云南省1 份（表2）。

表1 梨果肉石細胞含量極少資源

3 小結與討論

木質素是構成石細胞的主要成份，木質素合成代謝的前體是各種酸類物質，石細胞含量與果實酸含量呈正相關［8］。選育工作者培育新品種選擇石細胞含量少的資源做親本有利于培育肉質細嫩、酸含量低的高品質新品種，比如以日本品種幸水為親本培育的第一代雜交品種豐水、翠冠、多摩、秋榮等優良品種，而以豐水、翠冠等品種為親本培育具有幸水親緣關系的第二代雜交品種日光、蘇翠1 號、新一、金晶等品種石細胞含量也相對較低。

不同石細胞含量梨種質資源可用于梨果實中木質素代謝調控和果實抗病機理研究中，Xue 等［9］對石細胞含量低和高極端資源基因組重測序發現調控木質素合成相關漆酶（LAC）基因的調控因子miR397a啟動子區有4 個SNP（單核苷酸突變）位點與石細胞含量密切相關。趙梅等［4］對101 份梨果實的炭疽病菌和輪紋病菌抗擴展能力評價中發現果肉中石細胞含量與抗擴展能力呈正相關，但是梨果肉木質素含量與抗擴展能力相關性不明顯。

表2 梨果肉石細胞含量極多資源

石細胞含量少的種質資源可作為核心親本應用于梨優良新品種的選育，石細胞含量極少和石細胞含量極多的特異資源群體可作為材料基礎支持石細胞形成基因挖掘和代謝機理解析的研究。