新疆野苹果（Malus sieversii）生物学特性和居群遗传多样性研究

【摘要】新疆野苹果(Malussieversii(Ledeb)Roem.)，又名塞威氏苹果、天山野果，不仅是我国珍贵的第三纪残遗物种，也是世界苹果基因库的重要组成部分。其分布区主要是中亚的哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、乌兹别克斯坦、塔吉克斯坦、土库曼共和国和中国的新疆西部山地。新疆野苹果多以纯林形式分布在天山山脉的阴坡或半阴坡，其做为我国西部地区的一个重要的砧木资源，经过长期的环境驯化形成了多种优良的抗逆性状，如耐寒性、耐旱性、抗病虫等，可以为栽培苹果的育种及栽培提供种质资源。近些年来，新疆野苹果由于受到人类活动的干扰及病虫害的影响，分布面积正处于日益减少的状态，保护新疆野苹果这一宝贵资源迫在眉睫。开展新疆野苹果的生长特性调查、繁育特性研究、显微结构研究、遗传多样性研究，对于进一步了解新疆野苹果的起源进化、生态适应性等具有重要意义。1新疆野苹果资源调查调查时间主要是新疆野苹果的盛花期和结果期，调查居群主要是新源、巩留、那拉提、额敏和托里居群。通过调查发现，在不受极端气候条件影响下，新疆野苹果的花期和果实成熟期在每年四月份和七月份；新疆野苹果自然更新能力强，主要通过种子实生繁殖和根蘖苗繁殖进行繁育更新；新疆野苹果结实受气候条件影响；新疆野苹果受病虫害危害严重，对病虫害的防治迫在眉睫；新疆野苹果树具有优良抗性，寿命较长，位于新源南山的一棵古树，约有600年的树龄，被当地人们称为新疆野苹果“树王”。2新疆野苹果种子萌发及实生苗生长规律通过4℃冰箱层积和室外地下层积两种方法对不同贮藏年份的新疆野苹果种子进行萌发研究，结果表明对于相同年份的种子，两种层积方法对种子的萌发影响差异不大，发芽率分别为96%和94%，室外层积略高于4℃冰箱层积；4℃冰箱层积条件下，贮藏2年的种子发芽率略高于贮藏3年的种子，发芽率分别为95%和94%。萌发种子播种后可以正常生长，出苗一个月内，真叶以2~3片/周的速度生长。3新疆野苹果解剖学结构特征研究通过石蜡切片的方法对新疆野苹果的叶片、根、茎、花药及子房进行了解剖结构观察，比较其显微结构与不同生态环境及不同生长时间之间的关系，结果表明：新疆野苹果分布区气候越温和、树龄越长，其叶片越薄；新疆野苹果实生苗生长期为3个月时，其茎开始分化出次生组织；生长期为3个月的侧根只有初生结构，主根已分化出次生结构；盛花期的花药内部花粉粒饱满，花药开裂，花药即将散出；盛花期子房形成5个子房室。4新疆野苹果花粉形态多样性研究不同居群及相同居群内的不同新疆野苹果单株的花粉形态具有多样性。那拉提居群以椭圆形为主，新源居群兼有椭圆形和圆球形。圆球形花粉极轴与赤道轴比值即P/E值趋近于1，分别为1.090~1.118，椭圆形花粉P/E值为1.217~1.514。5新疆野苹果果实形态及种子多样性研究不同居群间新疆野苹果的果实形态具有多样性。那拉提居群新疆野苹果单果最重，新疆野苹果“树王”单果最轻。在果实的外形上，各居群新疆野苹果果高差异不大，新源居群新疆野苹果最大纵径为35.02mm，新疆野苹果“树王”果实纵径最小，为27.52mm；新源居群新疆野苹果横径最大，为34.49mm，那拉提居群新疆野苹果横径最小，为28.00mm。新疆野苹果“树王”果柄最长，为25.65mm，巩留居群果柄最细，为1.34mm。种子数量及千粒重在不同居群间也存在差异，千粒重由大到小依次为XY、NY、GY、WY，新源居群种子数量最多为10粒，巩留、那拉提和新疆野苹果“树王”种子数量相同，为8粒。红肉苹果的平均千粒重为26.52g，单果重55g，种子数量比新疆野苹果多7粒。6新疆野苹果ISSR多态性研究通过引物筛选和ISSR-PCR扩增，利用聚丙烯酰胺凝胶电泳进行鉴定，根据NTsys2.0软件进行聚类分析，对新疆野苹果ISSR多态性进行研究，结果表明：吉尔吉斯斯坦和新疆两大居群新疆野苹果在GS=0.68处各自聚成一类，说明处于不同居群的新疆野苹果具有亲缘关系，但地理隔离在新疆野苹果的遗传进化过程中起到了一定的作用。在新疆分布范围内的各居群中，EY-1和TY-1在0.89~0.90之间聚为一类，且在0.86~0.87之间与EY-1和EY-2聚成一类，XY-1和GY-5在0.90处聚为一类，说明同位于塔城地区的托里和额敏居群亲缘关系较近，位于伊犁地区的新源和巩留亲缘关系较近。新疆野苹果树王W1与GY-3在0.81~0.82处聚为一类，与巩留居群亲缘关系较近，红肉苹果与XY-5和XY-6在GS=0.84处聚成一类，与新源居群亲缘关系最近。新疆野苹果的聚类分析结果表明，天山山脉的阻隔，导致居群内出现了地理隔离，长期的地理隔离会减弱或者阻断基因的交流，经长时间的生长发育，使得不同的居群各自在自己的地理区域内进行杂交生长和繁殖，进而出现遗传分化。
【作者】杨美玲；
【导师】阎国荣；
【作者基本信息】天津农学院，果树学，2014，硕士
【关键词】新疆野苹果；居群；解剖结构；多样性；

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