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爱玉子高产优质生物学基础研究与优良品系鉴定

作　者: 吴文珊
导　师: 吴为人
学　校: 福建农林大学
专　业: 生化与分子生物学
关键词: 爱玉子薜荔榕小蜂隐头花序果胶果胶酯酶传粉生态变异花模糊综合评判性别与品系鉴定
分类号: S667.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

爱玉子（Ficus awkeotsang Makino）为桑科（Moraceae）榕属（Ficus）攀援灌木,雌雄异株,是我国特有植物,1980年台湾科研人员开始爱玉子的野生驯化与立地栽培研究,1985年爱玉子人工栽培获得成功,近二十年爱玉子的价格始终维持在每公斤200元左右,爱玉子作为低脂食品研发的重要资源而倍受关注。1996年爱玉子作为台湾名优特果树成功引进福建,建立了标准化爱玉种植园和育苗基地,建立了3公顷的爱玉子种质保存圃,保存有引自台湾爱玉子优良无性系雌性30个品系,雄性20个品系,以及收集于福建、浙江两地区的野生爱玉子种质资源,目前保存有155份材料。但是,爱玉子引进后,不同品系对本地区生态条件的适应性,及其经济性状的表现,尚未进行严格的筛选,而且,品系间无论是营养期还是生殖期形态差异均不明显,仅凭外部形态特征来鉴别品系,缺乏明确的鉴定标准,因此生产上因伪劣品系或品系混杂造成损失的现象时有发生,所以进行爱玉子品系的筛选与鉴别显得尤为重要和迫切。本研究根据栽培面积、丰产性、抗病性、瘦果品质等选育指标,从众多的雌性品系中选择出24个品系进行品系经济性状的比较试验。根据单株花序数,以及爱玉子B、D期起始与持续时间,从众多的雄性品系中选择16个品系进行品系比较试验。运用模糊综合评判方法,对雌、雄品系的品比试验数据进行综合评判,筛选出综合性状最好的品系,并根据雌、雄花序B期（雌花期）与雄花序D期（传粉小蜂出飞期）必须同期的特点,对雌雄品系的配植提出建设性的意见。利用SRAP分子标记技术,筛选爱玉子雌雄鉴别分子标记,构建品系鉴定的SRAP指纹图谱,建立起快速、标准的品系鉴定方法。主要结果和结论如下:1爱玉子不同品系瘦果的果胶含量比较以W13瘦果为实验材料,对爱玉子瘦果的主要营养成分进行分析,结果表明:瘦果果肉的果胶含量高达36.29%,膳食纤维含量达42.35%,总糖含量为23.82%,蛋白质含量为3.74%,总黄酮含量为3.14%,脂肪含量2.72%,同时维生素、矿质元素极为丰富,是开发低脂低热保健饮品的理想材料。大洋T84品系瘦果的果胶含量最高,与其他品系比较,差异达到极显著水平,瘦果的果胶含量显著较高的品系有:W13、新25、红9、旗原F1。2不同品系爱玉子瘦果果胶酯酶活性的比较以W13瘦果为实验材料,优化了爱玉子果胶酯酶的提取方法,并测定了不同条件下果胶酯酶的活性及热稳定性。实验结果表明:爱玉子果胶酯酶抽提液中NaCl的最佳浓度是5%,最佳抽提温度是30℃,最佳抽提时间是24 h,最佳保存时间24 h;酶活测定时作用液中NaCl最适浓度范围为0.6%～1.0%,作用液的最适pH为7.0,在30～50℃之间,爱玉子果胶酯酶的热稳定性良好。比较不同品系爱玉子瘦果果胶酯酶活性,W13品系瘦果的果胶酯酶活性最高,差异达到极显著水平;果胶酯酶活性显著较高的品系有:红9、大洋T34、新25、旗原F3、旗原F2、旗山F2。3变异花对爱玉子产量的影响首次发现爱玉子花序中变异花的存在,雌花序中变异花为雌性、雌性退化或两性退化结构,有伞形花序状（A型）与单生（B型）两种类型,前者影响传粉小蜂对正常雌花的授粉,与正常雌花争夺养分与生长空间影响正常雌花生长发育,大量A型变异花的存在能使未授粉雌花序延迟凋落或挂树不落,造成养分的流失。雌性品系:太和6、太7、W13、日野20、大洋Z106、乐野8的花序中A型变异花数量较多,对雌株产量有一定的影响,因此变异花的数量可作为爱玉子品系选育的指标。雄花序变异花为雌性或雄性结构,有伞形花序状与单生两种类型。有9个品系的雄花序产生变异花,但单个花序中变异花的平均数目在10朵以下,数量极小,因此认为雄性品系中变异花的产生与存在对传粉小蜂产卵、成长以及成熟后小蜂的出飞没有显著的影响。4爱玉子不同品系传粉生态学的比较对不同品系爱玉子的繁殖系统进行研究,并通过计算表明:爱玉子栽培的雌、雄株配植配比可以从现在的4—5:1提高到23—24:1（雌雄株数量比）,以便小蜂种群达到合理密度,提高结果率和成虫瘿率,增加单位面积雌株的栽培数量,提高爱玉子的亩产量,增加土地栽培效益。通过不同品系爱玉子B、D期花序数量变化及持续时间的比较,栽培爱玉子雄花序D期时长约1个月,而雌、雄花序的B期时长却是2—3个月,B、D期不能完全重叠,是导致B期花序因没有小蜂传粉（或产卵）而脱落的主要原因,因此雌、雄品系配植模式必须由目前的1:1改为1:2—4（雌、雄株品系比）,即1个雌株品系与2—4个D期依次衔接的雄株品系配植为妥。5爱玉子品系的经济性状模糊综合评判测定了爱玉子24个雌性品系的12个经济性状,以及16个雄性品系的11个经济性状,根据模糊数学基本原理,对分析品系的经济性状表现优劣进行了综合评判。结果表明:雌性品系中大洋T84、新25、红9、W13四个品系的综合性状最好,可作为福建省发展爱玉子的主栽品系,与雌株配植的雄性品系为大洋74、大洋23、大洋225和浙江M1四个品系,2—4个小蜂雄花期（D期）相互衔接的雄性品系混合配植以延长栽培群落中小蜂种群的出飞持续时长,提高授粉率和产卵率,从而提高爱玉子产量。研究结果对于爱玉子栽培及品系选育具有重要参考价值。6爱玉子性别与品系的分子鉴定利用153对SRAP引物对爱玉子雌、雄DNA池进行扩增,雌株扩增出1065条带,雄株扩增出988条带,只有引物me₅-em₁₄在爱玉子雌株上扩增出约220bp的特异条带(标记为FA me₅-em₁₄-220),该片段可作为爱玉子性别鉴别,该标记与雄株没有关联。从153对引物中筛选出扩增稳定、带型清晰、多态性高的8对SRAP引物,用于爱玉子雌、雄性品系的PCR扩增,共产生了171个多态性位点（雌:95;雄:76）,表明爱玉子品系之间分子水平上的多态性十分丰富,而雌性品系的多态性明显高于雄性品系。SRAP引物对爱玉子品系具有较高的鉴别效率。em₆-me₆引物与me₃-em₂、me₁-em₈、me₁-em₉中的任何一对引物进行组合,都能鉴别24个爱玉子雌性品系:me₃-em₂与me₉-em₁₄两对引物组合也能鉴别24个爱玉子雌性品系;me₁-em₈单独一对引物,以及me₁-em₉与me₃-em₂（或me₆-em₆）两对引物组合能鉴别16个爱玉子雄性品系,并获得2个雄性品系的特异性片段,即片段me₁-em₈-350bp为大洋57特有,me₁-em₈-240bp为大洋241特有。获得爱玉子雌雄各品系独特的核酸指纹。品系鉴定时,应多对引物组合同时使用,以提高鉴定准确率。DNA指纹数据及其标准化是品种和品系审定、特异性检验、新品种专利保护和利用的重要依据。

全文目录

中文摘要  7-9
英文摘要  9-12
前言  12-14
文献综述  14-20
  1 爱玉子花序的形态特征  14-15
  2 爱玉子传粉小蜂的形态特征  15-16
  3 爱玉子花序的发育周期  16-18
  4 爱玉子与传粉小蜂的协同生活周期  18-19
  5 爱玉子的研究简史  19-20
第一章爱玉子的营养成分研究  20-25
  1 材料与方法  20
  2 结果与分析  20-24
    2.1 爱玉子瘦果的主要营养成分  20-21
    2.2 爱玉子瘦果中粗蛋白及氨基酸的种类和含量  21-22
    2.3 爱玉子种子中脂肪酸的组成和相对含量  22
    2.4 爱玉子瘦果中矿质元素种类及含量  22-23
    2.5 爱玉子瘦果中维生素含量  23
    2.6 爱玉子不同品系瘦果的果胶含量  23-24
  3 讨论  24-25
第二章爱玉子瘦果果胶酯酶的抽提条件及活性测定研究  25-31
  1 材料与方法  25-27
  2 结果与分析  27-30
    2.1 抽提温度与爱玉子果胶酯酶活性的关系  27
    2.2 抽提时间与爱玉子果胶酯酶活性的关系  27
    2.3 抽提液中NaCl的浓度与爱玉子果胶酯酶活性关系  27-28
    2.4 果胶酯酶活性与酶液保存时间相关性的研究  28
    2.5 作用液中NaCl的浓度与爱玉子果胶酯酶活性的关系  28
    2.6 爱玉子果胶酯酶作用最适合pH的研究  28-29
    2.7 爱玉子果胶酯酶热稳定性研究  29
    2.8 不同品系爱玉子瘦果果胶酯酶活性的比较  29-30
  3 小结  30-31
第三章爱玉子变异花的研究  31-40
  1 材料与方法  31
  2 结果与分析  31-39
    2.1 雌花序中的变异花类型与形态特征  31-35
    2.2 雄花序中的变异花类型与形态特征  35-38
    2.3 爱玉子变异花的产生及其对产量的影响  38-39
  3 小结  39-40
第四章爱玉子不同品系传粉生态学的比较研究  40-51
  1 材料与方法  40
  2 结果与分析  40-49
    2.1 爱玉子花序各部分数量及其结实率和成虫瘿率  40-41
    2.2 爱玉子B、D期花序数量变化及持续时间比较  41-49
  3 讨论  49-51
第五章爱玉子品系的经济性状模糊综合评判  51-59
  1 材料与方法  51-52
  2 结果与分析  52-57
    2.1 各级评判结果  57
    2.2 评判等级划分  57
  3 讨论  57-59
第六章爱玉子性别与品系的分子鉴别研究  59-69
  1 材料与方法  59-61
  2 结果与分析  61-68
    2.1 爱玉子总DNA的提取及质量分析  61-62
    2.2 爱玉子雌雄性别鉴别标记  62-63
    2.3 爱玉子优良品系的DNA指纹图谱构建  63-68
  3 讨论  68-69
参考文献  69-73
附录1  73-74
致谢  74

爱玉子高产优质生物学基础研究与优良品系鉴定

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