辐射诱变选育‘无核金桔优株’

辐射诱变选育‘无核金桔优株’资助基金资助基金:广东省科技计划项目2016A020210031;2017年广东省级现代农业产业技术推广体系建设项目2017LM1070.周碧容1，邱继水1第1作者第1作者：周碧容,研究员,e-mail:zbr390@126.com,主要研究无核金桔优株复选鉴定及中试工作;通讯作者：邱继水,研究员,e-mail:rgxoii307@126.com,主要研究金桔辐射诱变及初选工作.（广东省农业科学院果树研究所，广州，510640）摘要：为了选育无核金桔优良品种。以优质、有核的实生金桔群体接穗为试材，采用60Co-r射线5000-8000伦琴照射，单芽嫁接、繁育诱变群体，栽种结果后初选出无核突变单株（V1代），再单芽嫁接分离繁殖，复选出无核突变性状稳定的优良株系（V2代），繁育种苗（V3代）在广东省中北部金桔区进行品种比较试验和中间试验。结果表明：该株系一年开3批次花，果熟期11月下旬至竖年3月下旬；果实长球形，单果重13～18g，无核；全果打浆测定可溶性固形物含量为21.7%、总酸0.166%，固酸比达130.7；果皮与果肉鲜食风味浓甜、芳香、无苦辣味。本研究认为，‘无核金桔优株’的果实品质优良，适宜在广东省中北部等金桔生产区种植。关键词：金桔；无核：辐射育种。选育无核品种是柑桔育种的主要目标之一。通过辐射诱变技术，可以引起柑桔发生少核或无核突变。关于这方面的研究，国内外都有报道。美国HearnC.J.[1]通过辐射处理福斯特葡萄柚多核选系”Hudson”的种子实生苗，培育出无核葡萄柚”StarRuby”。我国从上世纪60年代开始，采用r射线照射柑桔种子或枝条，已选育出一系列少核或无核品种，陈立耕等[2]选育出少核的418号红桔，周育彬等[3]选育出中育7号和中育8号2个无核甜橙，叶自行等[4]获得8个无核（少核）红江橙株系，张镜昆[5]获得到2个无核突变系，唐小浪等[6,7]选育出无核红江橙和少核年桔新品种，广东省农业科学院果树研究所吴绍彝等[8]从1978年开始甜橙的辐射诱变育种，已选育出无籽兰花橙、无籽暗柳橙、无籽新会甜橙、无（少）籽红江橙等一批无核品种。金桔富含维生素、矿物质、氨基酸、果糖、果胶等营养成分[9,10,11]，尤其果皮可与果肉一起食用，具有很高的食用和药用价值，是我国特色水果。然而，长期以来，我国金桔的栽培品种多为实生营养选种后代的农家种，种子偏多（每果种子3-7粒），食用不便，非充分成熟果实鲜食口感辛辣味稍浓，不利于拓展新的消费群体，影响了金桔产业的发展。为此，我们于1986年开始，采用60Co-r射线5000-8000伦琴照射普通有核金桔接穗，嫁接繁育后种植，并从中选育出无核品种。1.材料与方法试验采用60Co-r射线辐射诱变育种方法，品种选育流程图如下：金桔接穗→60Co-r射线辐照诱变→单芽嫁接育苗→培育结果树→选种（筛选少核或无核优良单株）→繁殖→无性第2代、第3代观察→新品种鉴定。1.1供试材料、照射方法与照射量供试品种为龙川县上坪金桔专业镇选出的优质、有核的实生金桔品种，1986年7月采集当年春梢枝条进行60Co-r射线照射，照射量为5000、6000和8000R（照射量率为250R/min）,嫁接后长出的辐射芽称为V1代（第1营养世代），种植在该镇的金桔诱变园。1.2无核金桔的诱变选育1.2.1辐射诱变V1代的初选在1990-1995年果实成熟期，调查诱变后代所结果实的种子数、单果重、株产和果实品质等，初选出1个果实品质好、无核的变异单株（选种编号：J86）。1.2.2突变体的分离与稳定性测定1996-2001年，对初选的无核突变单株‘J86’用枳砧单芽嫁接繁殖（V2代），定植在金桔诱变园，进行后代性状稳定性测定。所有结果年份均进行单株产量记载，果实品质分析和无核性状鉴定，并与初选单株进行比较分析，选出各种性状稳定的无核株系（选种编号：J86-95）。1.2.3‘无核金桔优株’（J86-95）V3代的品种比较试验和中间试验2015-2017年，以枳壳、江西红桔和金桔作砧木，对‘无核优株’J86-95嫁接繁育苗木（V3代），进行品种比较试验和中间试验，对照品种为普通金桔（砧木为枳壳、江西红桔和金桔），试验地点为广东省农业科学院果树研究所柑桔育种园和广东省龙川县老隆镇润生果场。试验树于2016年开始结果，2016-2017连续2年对其植株形态、生长习性、物候期、花果性状，以及种子数、产量、果实品质等主要性状进行观测记录。上述所有选种的物候期、生长习性和花果特性等主要性状的观测，均参照国家植物新品种DUS测试指南—柑橘[12]。果实理化分析采用国家行业标准等[13][14][15]的测定方法。2.结果与分析辐射处理后的选种优株在植株形态、物候期和生长习性等方面与对照基本无差异。但在果实大小、果皮外观、口感风味和无核性状方面差异明显，尤其是果实无核、果皮油胞不明显、全果鲜食风味浓甜、无苦辣味是其最突出的优点。具体如下：2.1生育期在广州，‘无核金桔优株’结果树一年抽2次梢，春梢于4月上旬萌芽，第2次梢6月上旬至7月中旬萌芽。花果期：全年开3批次花；第1批次花于5月初现蕾，5月中旬至6月初盛花，11月下旬成熟；第2批次花在7月份开花，12月中旬至竖年1月初成熟；第3批次花在9月下旬至10上旬开花，竖年3月上旬至下旬成熟，果实生育期160-170天。开花期、果熟期与对照相一致。如表1表1‘无核金桔优株’与对照的物候期（广东广州，2016-2017年）品种春梢萌芽期第2次梢萌芽期第1批次花现蕾期第1批次花开花期第1批次果熟期第2批次花开花期第2批次果熟期第3批次花开花期第3批次果熟期无核金桔优株4月上旬6月上旬至7月中旬5月初5月中旬至6月初11月下旬7月份12月中旬至竖年1月初10上中旬竖年3月上旬至下旬普通金桔（ck）4月上旬6月上旬至7月中旬5月初5月中旬至6月初11月下旬7月份12月中旬至竖年1月上旬10中旬竖年3月上旬至下旬2.2植物学性状与生物学特性的观察2.2.1植物学性状植株长势：小灌木，树姿较开张，呈开心形树冠，2年生树高86cm；主干浅灰色、较光滑；枝梢量中，枝条细长、无刺。叶片：披针形，叶质厚，叶面绿色，叶背浅绿色，有光泽，先端渐尖，叶尖无缺口；基部楔形；叶缘有不明显的波纹，无锯齿；叶柄长0.9cm，翼叶小，呈线状；叶面主脉微突，叶背主脉突起明显；侧脉露出不明显。花：小，白色，单花或2-3花簇生，花量多；花萼5片，绿色；花瓣5片，匙形；柱头扁球形，子房椭圆形；花丝18-20条，基部联合，花药棒状。果实：长球形，橙黄色，纵径3.3cm，横径2.9cm，单果重13-18g；果顶圆钝，柱点小；蒂部平而饱满；萼片淡绿色，5裂，不明显；果面光滑，油胞不明显；果皮肉质，不易与果肉分离，厚3-4mm，味甜可口；果肉较软滑，多汁，实心；无核。2.2.2生物学特性嫁接亲和性：通过对‘无核金桔优株’品种比较试验结果表明，该优株与枳壳、金桔和江西红桔嫁接均表现亲和。其中枳壳作砧木，较易成花，种植第2年即开花结果，红桔砧木的树势健壮，成年后产量高，而金桔本砧则树势和产量介于两者之间。生长及开花结果习性：一年可抽2-3次新梢，开花3次，第1批次花于5月初现蕾，5月中旬至6月初盛花，花蕾直接着生在去年末次梢的叶腋中，果实11月下旬成熟。第2批次花在7月份开花，花蕾着生在春梢的叶腋中，果实12月中旬至竖年1月初成熟，果较大，果量多，质量好。第3批次花在9月下旬至10上旬开花，竖年3月上旬至下旬成熟，果稍小，但品质优。果实生育期160-170d。在广东省中北部地区种植，第2年开始结果，平均单株产量为2.5kg，第3年6.5kg，折亩产1300kg，表现早结丰产。（图1、表2）图1‘无核金桔优株’与普通金桔果实2.3果实性状分析从诱变材料中经筛选的无核突变体，根据对这些无籽果实主要性状的分析，认为60Co-r射线对改变金桔果实的表现有如下几个方面。2.3.1种子败育、无籽。通过对突变体V1、V2和V3三个世代的分离和观察，果实均表现无籽，说明无籽类型的突变性状是稳定的。2.3.2果面光滑、果皮油胞明显减少。普通金桔果皮含有少量油胞，果皮油胞主要含精油类物质，为柠檬烯等三十多种组分[16][17]，鲜食口感有辛辣味。经诱变选育的无核突变体，果面光滑、果皮油胞不明显，鲜食口感无苦辣味，改良了普通有核金桔全果鲜食口感辛辣味的缺点。2.3.3果实变小。经诱变的突变体易出现果实变小的现象较为常见[8]，其原因与挂果量及栽培环境有关，但主要是无籽影响果实的大小。‘无核优株’的果实单果重为13-18g，平均果重14g，比对照略小（对照平均果重16g）。下一步将进行授粉试验和喷施植物生长调节剂试验，以提高商品果率和产量。2.3.4可溶性固形物、总糖含量及风味。经诱变的‘无核优株’果实可溶性固形物和总糖含量都比对照略有提高，风味更浓甜。果皮及果肉混合打浆后测定，其可溶性固形物含量为21.7%，总糖17.9%，柠檬酸0.166%，维生素C42.4mg/100g，固酸比达130.7（如表2）。表2‘无核金桔优株’与对照的果实大小、产量及品质的比较（2016-2017年）品种(株系)单果重(g)种子量/果(粒)单株产量(kg)可溶性固形物%总酸%总糖%维生素C(mg/100g)固酸比可食率%无核金桔优株1406.521.70.16617.942.4130.7100普通金桔（ck）164.57.319.00.14613.841130.194与对照的差值-2-4.5-0.8+2.7+0.02+4.1+1.4+0.6+6与对照比较100%-12.5%-100%-11%+14.2%+13.7%+29.7%+3.4%+0.46%+6.3%2.4小结经诱变选育的‘无核优株’与普通金桔比较：（1）果实无核，果皮与果肉同食更为方便（普通金桔每果含种子4.5粒）；（2）果面光滑，果皮油胞不明显，鲜食味甜，无辛辣味（普通金桔果皮含有少量油胞，鲜食微辛辣）。（3）单果重14g，果实比普通金桔略小（普通金桔单果重16g）。其综合性状优于对照（见表3）。表3‘无核金桔优株’与对照主要性状比较表品种项目‘无核金桔优株’普通金桔（对照）与对照的差值与对照的比较%物候期春梢萌芽期4月上旬4月上旬萌芽期、花次、果熟期与对照无明显差异。第2次梢萌芽期6月上旬至7月中旬6月上旬至7月中旬第1批次花现蕾期5月初5月初第1批次花开花期5月中旬至6月初5月中旬至6月初第1批次果熟期11月下旬11月下旬第2批次花开花期7月份7月份第2批次果熟期12月中旬至竖年1月初第3批次花开花期10上中旬10中旬第3批次果熟期竖年3月上旬至下旬竖年3月上旬至下旬果实性状单果重(g)1416-2-12.5%种子量/果(粒)04.5-4.5-100%3年生树单株产量(kg)6.57.3-0.8-11%可溶性固形物%21.719.0+0.8+14.2%总酸%0.1660.146+0.02+13.7%总糖%17.913.8+4.1+29.7%维生素C(mg/100g)42.441+1.4+3.4%固酸比130.7130.10.6+0.46%可食率%10094+6+6.3%全果鲜食风味无籽，口感柔软多汁，风味浓甜，无苦辣味，品质优级。柔软多汁、风味浓甜，有轻微辛辣味，种子4.5粒，品质良。无籽，食用更方便；风味浓甜，无异味，品质优质。3.综合评价及对金桔产业的展望本研究认为：‘无核金桔优株’果实无核、果皮油胞不明显，全果鲜食的口感风味浓甜、无苦辣味，改良了普通有核金桔全果鲜食不方便、口感辛辣味的缺点，是一个综合性状优良的金桔良种。该优株一年开3批次花，果熟期11月下旬至竖年3月下旬，适宜在广东省中北部等金桔生产区种植，对调节我省果品结构，提高金桔市场竞争力，是一个有发展前景的新品种。下一步将在广西、福建、江西等金桔主产区进行生产试种，进一步扩大适栽区域。参考文献[1]HearnC.J.Developmentofseedlessorangeandgrapefruit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