6个果桑品种主要性状调查与染色体倍性测定

叶青雷，刘海军，马云桥，于永强，赵爱春

（1 黑龙江省农业技术推广站，哈尔滨 150090；2 西南大学，重庆 400715）

桑树是蔷薇目 （Rosales） 桑科 （Moraceae） 桑属（Morus spp. L.） 多年生木本植物，在我国有广泛的分布。黑龙江省地处我国东北部，大部分地区在北纬45～50°，冬季严寒、漫长，桑树资源相对南方省份匮乏。高耐寒性是黑龙江省桑树资源的天然特性，通过对其进行深入研究，对我国桑树资源的发掘与创新利用具有重要意义。关于桑属植物染色体研究国内已有诸多报道，但关于黑龙江省桑树品种资源染色体倍性研究方面还未见报道。桑树染色体数目和倍数性，不仅可以为阐明桑属植物的分类、起源、进化及系统发育、细胞遗传等提供细胞学依据[1，2]，还可以在桑树杂交育种的材料选择、育性分析、品种鉴定方面起到指导作用。

本研究在对黑龙江6个果桑品种主要性状进行观察的基础上，采用去壁低渗法对其叶片制作染色体玻片标本，在显微镜下观察染色体数量，并进行染色体倍性分析，以期为桑树抗寒资源的挖掘与利用提供依据。

1 材料与方法

供试材料为桑树‘龙桑1号’‘龙椹1号’‘选2’‘选3’‘选4’‘矮化1号’’6个品种，均为黑龙江省优异种质资源调查收集品种，并栽植在哈尔滨市双城区五家镇黑龙江省桑树种质资源圃。资源圃占地面积3 hm2，现保存有白桑、鲁桑、鸡桑、山桑4个桑种的种质资源32份，采用低干和乔木两种树形栽培。黑土。

1.1 主要性状观察

2016—2019年，对6个果桑品种的主要植物学特征、生物学特性进行观察。在对花、叶片、果实等形态特征观察时，用数码体视显微镜拍照记录。

1.2 染色体玻片制作与染色体数目的调查

1.2.1 染色体玻片制作

2016年4月选取6 个果桑品种健壮越冬枝条中部，每个品种剪取12 cm短枝5份，在24 ℃条件下水培扦插（图1），剪取冬芽萌发长出的嫩叶，采用去壁低渗法[3，4]制片，每个处理3次重复。将嫩叶于0.002 mol/L 8-羟基喹啉溶液中避光预处理2 h，水洗后用卡诺固定液（甲醇与冰醋酸的体积比为3∶1）于4 ℃下固定24 h，转入0.067 mol/L KCl 溶液中室温条件下进行前低渗处理0.5 h；用混合酶液（2.5%纤维素酶活力≥1 000 U/g）30 ℃酶解3.5 h；转入蒸馏水中后低渗处理0.5 h；吸干蒸馏水后，将材料捣碎，加入固定液用悬滴法制片；干燥后加入Giemsa染液染色过夜后洗片、封片，用于染色体观察[5，6]。每个处理制片2 个，重复3 次。

图1 果桑水培扦插

1.2.2 染色体观察及数目的确定

根据李懋学等提出的染色体核型分析标准，确定在供试桑树种质材料50个染色体分散良好且着丝点清晰的分裂中期细胞中，85%以上的细胞具有恒定一致的染色体数目，即可认为是其体细胞染色体数目[6，7]。将染色体制片在Leica DM2500显微镜（徕卡显微系统贸易有限公司）下进行观察，选取制片中染色体分散良好、染色深度适中、着丝点清晰的细胞进行染色体数目统计。

2 结果与分析

2.1 6 个果桑品种的主要性状

龙桑1号 属白桑种。树形开张，成枝力较强，枝条粗长，稍弯曲，木质坚硬，髓部较小，皮棕褐色，五列叶序。冬芽饱满，正三角形，尖离，棕褐色，副芽小而少。叶心脏形，深绿色，叶尖短尾状，叶缘钝齿，叶基心形。叶片较大，叶长18.0 cm，叶幅15.0 cm，叶柄4.8 cm，叶片较厚，叶面稍平而光滑，富有亮泽，叶片向上斜伸。四五年结果。雌雄同株，雌花比例30%～40%，单芽坐果2～6个。产量低（666.7 m2产量300 kg）且不稳，修剪后一二年越冬枝条不结果或结果量很少。

龙椹1号 属白桑种。树形开张，成枝力强，枝条细、直，皮赤褐色，五列叶序。冬芽三角形，饱满，黄褐色，腹离，副芽多。叶片长心形，偶有缺刻现象，绿色，叶尖短尾状，叶缘钝齿，叶基浅心形或截形。叶长14.8 cm，叶幅10.0 cm，叶柄4.0 cm，叶面光泽中。结果早，栽植后第2年见果，第3年即可丰产。雌雄同株，雌花比例89%以上，单芽坐果数4～8个。产量高，每条产果160 g，株产3 kg左右，666.7 m2产量600～750 kg。修剪后，越冬芽都能正常开花结果，产量不受影响。桑椹圆筒状，长2～3 cm，横径1 cm，单果重1～2 g，含可溶性固形物11.0%，可滴定酸2.11 g/kg，维生素C 17.7 mg/100 g，口感甘甜（图2、图3）。

图2 ‘龙椹1号’果实

选2 雌雄同株。雌花有明显花柱，柱头内侧具突起（图3）。叶间距4.26 cm，五列叶序；叶心脏形，边缘钝齿，叶面生微小刚毛、粗糙，叶色深绿。聚花果椭圆形，长2.0～2.5 cm，横径1.0～1.5 cm，成熟后紫黑色，果柄短，3～5 mm；含可溶性固形物10.0%，可滴定酸1.89 g/kg，维生素C 16.5 mg/100 g，口感甘甜。果实结籽率低，桑籽发芽率低。发条力一般，枝条略有弯曲。

选3 雌性株系。叶心脏形，边缘钝齿，叶色绿色。聚花果长筒状，长2.0～2.5 cm，横径1.0～1.5 cm，成熟后紫黑色，果柄长10 mm 左右；含可溶性固形物11.6%，可滴定酸1.89 g/kg，维生素C 17.3 mg/100 g，口感甘甜。果实结籽率高，桑籽发芽率高。发条力一般，枝条直立无弯曲。

选4 雌性株系。雌性花无明显花柱，柱头内侧具毛（图3）。叶长心形，边缘钝齿，叶色绿色。聚花果长筒状，长2.0～2.5 cm，横径1.0～1.5 cm，成熟后紫黑色，果柄长5～7 mm；含可溶性固形物8.1%，口感偏酸。果实结籽率高，桑籽发芽率高。早熟，比‘龙桑1 号’早7 d 左右。

图3 果桑品种的雌花

矮化1号 雌性株系。雌性花无明显花柱，柱头内侧具突起。叶间距2.97cm，五列叶序；花叶，叶片六裂为主，边缘钝齿，叶色绿色。聚花果椭圆形，长1 cm左右，成熟后紫黑色，口感酸甜。果实结籽率高，桑籽发芽率高。树势紧凑，叶间距短。

2.2 6 个果桑品种的染色体数目

选取制片中染色体分散良好、染色深度适中、着丝点清晰的细胞进行染色体数目统计。表1显示，在‘龙桑1 号’细胞中检测到染色体数目为28 和42，可推断‘龙桑1 号’染色体是四倍和六倍的混倍体；‘选2’染色体数目为42，六倍体；‘龙椹1 号’‘选3’‘选4’‘矮化1号’果桑染色体数目均为28，为四倍体（图4）。

表1 6 个果桑品种细胞染色体数目

图4 果桑品种的染色体数目

3 讨论

桑树染色体基数一直为桑属植物细胞学研究热点。早在1909年，日本学者田原正人确定桑树的染色体基数是X=14。1948年，Janaki[8]对黑桑种（Morus nigra Linn）起源的研究也推测桑树的染色体组基数是14。随着桑树细胞学研究的推进，近年来西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室工作团队对川桑和其他桑树品种细胞染色体数目的大量研究，有理由证明桑树的染色体基数可能为7[5，6，9]。

‘龙桑1 号’是上世纪80年代在朝鲜‘秋雨桑’中发现的自然变异单株，经过多年系统培育而成。以前鉴定认为‘龙桑1 号’是自然六倍体，但本研究在‘龙桑1号’细胞中检测到染色体数目28 和42，因此推断‘龙桑1 号’染色体是四倍和六倍的混倍体。同时本研究发现‘选2’的自然六倍体，并且‘选2’与‘龙桑1 号’植株性状上有诸多相似之处。如果实结籽率低，桑籽发芽率低，叶片表面生有微小刚毛，粗糙，枝条略有弯曲等。‘龙椹1 号’‘选3’‘选4’‘矮化1 号’ 果桑品种植株性状差异明显，染色体倍性均为四倍体。