新疆野苹果（Malus sieversii）化学成分的遗传多样性研究

摘要

新疆野苹果(Malus sieversii)属第三纪孑遗物种，可能是现代栽培苹果(Malus domestica)的祖先种，遗传多样性极为丰富，它主要分布在中亚天出山脉，在我国仅分布于新疆自治区的伊犁地区，但近年来新疆野苹果遭到严重的破坏，群落面积急剧减少。本研究以新疆伊犁地区巩留和新源2个新疆野苹果屠群为试材，从糖、酸、矿蕨元素及多酚物质等化学成分来探讨新疆野苹果的遗传多样性，旨在为新疆野苹果各性状变异特点及遗传多样性提供基本资料，为特异性状单株的筛选及新疆野苹果资源的保护与利用提供科学依据。主要研究结果如下： 1.对新疆野苹果88个实生株系糖组分进行分析，结果表明，新疆野苹果的可溶性糖缝分主要是果糖、葡萄糖和蔗糖等3种，与已报道的苹果品种基本一致；但各糖组分含量在单株间存在显著差异，变异系数在26.41％～44.71％之间，表现出丰富的遗传多样性。 2.将新疆野苹果88个实生株系糖组分的平均值与参试苹巢品种进行比较，结果表明，参试苹果品种的果糖含量最高，葡萄糖次之，蔗糖最低，果糖、葡萄糖、蔗糖的比例为2.8:1.4:1，这与以往在富士和新红星等苹果品种上的研究结果基本一致；新疆野苹果虽然仍以果糖积累为优势；但其葡萄糖含量明显低于蔗糖，果糖、葡萄糖、蔗糖的比例为6.6:1:3.6。显著性检验结果表明，新疆野苹果与参试的苹果品种果糖含量差异不显著，蔗糖含量差异显著，葡萄糖和总糖含量差异极显著，由此可见，总糖含量的极显著差异是由葡萄糖和蔗糖含量不同而引起的。 3.酸组分的毛细管电泳分离测定了新疆野苹果88个实生株系的苹果酸含量，结果表明，苹果酸含量在各实生株系间存在广泛变异，变幅度在2.66～23.62mg.g-1之间，变异系数为37.00％。 4.试验结果表明，新疆野苹果88个实生株系苹果酸含量的平均值为12.95 mg.g-1，是三个参试栽培苹果品种平均值(3.7 mg.g-1)的3.5倍，差异达到极显著水平。 5.对新疆野苹果88个实生株系果肉组织的Ca、Mg、Fe、Mn、Cu及Zn等6种矿质元素进行测定，结果表明，88个实生株系的6种矿质元素含量单株间差异显著，变异系数在23.97％～73.20％之间，表现出丰富的遗传多样性；在所检测的6种矿质元素中，以Ca的含量最高，88个实生株系的平均值为7.61 mg/100g，最大值为18.13 mg/100g，变异系数为40.45％，说明进一步筛选高钙单株的潜力很大。 6.将新疆野苹果88个实生株系的Ca、Mg、Fe、Mn、Cu及Zn等6种矿质元素含量的平均值与富士、金帅及红星等3个苹果品种进行比较，结果表明，新疆野苹果88个实生株系Ca和Mg含量的平均值分别为7.61 mg/100g和4.33 mg/100g，分别是3个参试苹果品种的3.1倍和1.4倍，差异达到极显著和显著水平；而新疆野苹果与3个参试苹果品种的Fe、Mn、Cu及Zn等4种矿质元素含量基本一致，差异不显著。 7.对新疆野苹果30个实生株系用HPLC法共检测到没食子酸、绿原酸、对羟基苯甲酸、儿茶素、表儿茶素、香草醛、阿魏酸、苯甲酸、根皮柑、槲皮素等12种多酚物质，其中绿原酸等7种物质在30个实生株系中均能检测到，而没食子酸、苯甲酸、槲皮素、肉桂酸、根皮素等5种成分有：无的分离比率分别为16.14、27:3、22:8、28:2、26：4等多种式样，且各种多酚物质含量在单株间存在明显差异，变异系数65.06％～329.22％，表现出丰富的遗传多样性；比色法测得原花青素含量在903.13～4708.21 μg/g之间，变异系数为36.12％，同样表现出丰富的遗传多样性。 8.试验结果表明，新疆野苹果与栽培苹果品种主要多酚组分基本一致；但新疆野苹果以原花青素含量最高，占总酚含量的35.03％，其次为表儿茶素、根皮柑、绿原酸，分别占总酚含量的15.50％、12.76％、10.10％，组成了新疆野苹果成熟果实多酚物质的主要组分。而栽培苹果中以表儿茶素、原花青素和绿原酸为主，这与以往在新红星上的测定结果基本是一致的。 9.差异显著性检验结果表明，新疆野苹果30个实生株系果实的总酚、原花青素、表儿茶素、根皮柑、绿原酸、儿茶素含量与栽培苹果呈极显著差异，分别是栽培苹果的5.1倍、8.0倍、3.2倍、13.0倍、3.1倍、34.1倍，具有明显的高酚性状：变异系数在36.12％～91.31％之间，表现出丰富的遗传多样性。没食子酸、香草醛、苯甲酸、槲皮素、肉桂酸、根皮素等多酚物质在单株间有：无的分离比率广泛，变异系数均在110.78％以上，遗传多样性极为丰富，进一步说明了筛选具有不同多酚物质的特异性状单株潜力很大。

目录

论文说明：中英文缩写符号

声明

1引言

1.1问题的提出

1.2前人研究进展

1.2.1新疆野苹果的研究进展

1.2.2遗传多样性的研究方法及其进展

1.2.3新疆野苹果的遗传多样性研究进展

1.2.4新疆野苹果化学成分的研究进展

1.2.5新疆野苹果的保护与利用现状

1.2.6苹果中糖、酸含量与果实品质的关系

1.2.7苹果果实矿质元素含量的变化及其影响因素

1.2.8苹果中的主要酚类物质及其对苹果品质的影响

1.2.9酚类物质与农作物的抗病性

1.3本研究的主要内容、目的及意义

2材料与方法

2.1试验材料与处理

2.2实验仪器与试剂

2.3试验方法

2.3.1果实糖、酸组分的测定

2.3.2果实矿质元素含量的测定

2.3.3果实中酚类物质的测定

2.3.4数据统计与分析

3结果与分析

3.1新疆野苹果果实中糖类组成、含量及遗传多样性

3.1.1栽培苹果果实中糖类组成及含量

3.1.2新疆野苹果果实中糖类组成及含量

3.1.3新疆野苹果果实中糖类组分的变异及遗传多样性

3.2新疆野苹果果实中苹果酸的含量及遗传多样性

3.2.1新疆野苹果及栽培苹果果实中苹果酸的含量

3.2.1新疆野苹果苹果酸含量的遗传多样性

3.3新疆野苹果果实中矿质元素组成、含量及遗传多样性

3.3.1栽培苹果果实中矿质元素的组成及含量

3.3.2新疆野苹果果实中矿质元素的组成、含量及遗传多样性

3.4新疆野苹果果实中多酚物质的组成及含量

3.4.1栽培苹果果实中多酚物质的组成及含量

3.4.2新疆野苹果果实中多酚物质的组成及含量

4.3新疆野苹果果实中多酚物质的遗传多样性

4讨论

4.1关于新疆野苹果矿质元素与糖酸组分的遗传多样性

4.2关于新疆野苹果糖组分与栽培苹果的起源演化

4.3关于新疆野苹果高钙含量的讨论

4.4关于新疆野苹果多酚物质的组成

4.5关于新疆野苹果多酚物质的遗传多样性与抗逆性

4.6关于新疆野苹果的发展与利用前景

5结论

参考文献：

致谢

攻读硕士期间发表的论文：