基于表型性状和ISSR分析的5个核桃品种亲缘关系鉴定

摘要 ［目的］选择四川省栽培面积最大、产量最多的核桃品种“盐源早”（Juglans regia “Yanyuanzao”），探索“盐源早”的亲缘关系。［方法］选择“盐源早”、“三台泡核桃”（Juglans sigillata ‘Santai’）、“漾濞泡核桃”（Juglans sigillata “Yangbi”）、“温 185”（Juglans regia “Wen185”）、“新新 2”（Juglans regia “Xinxin2”）5个核桃品种为试验材料，测定单果重、果仁重、出仁率、坚果三径、果形指数、种壳厚以及果仁成分（粗蛋白、粗脂肪）等指标，通过方差、相关性、聚类与主成分分析等探索5个核桃品种的表型性状和果仁成分多样性；利用ISSR分子标记技术探究“盐源早”等5个核桃品种的遗传多样性和遗传关系。［结果］果实的表型性状与果仁成分多样性分析结果表明，

5个核桃品种的单果重、果仁重、出仁率、侧径、横径、纵径、果形指数、种壳厚及果仁成分（粗脂肪、粗蛋白含量）之间差异极显著或显著（P<0.01或P<0.05）。聚类分析和主成分分析结果表明，可将5个核桃品种聚为三大类群，第Ⅰ类为“温 185”，第Ⅱ类为“新新 2”“盐源早”“漾濞泡核桃”，第Ⅲ类为“三台泡核桃”。利用ISSR分子标记筛选出10条图谱条带清晰，背景明亮，重复性强，多态性较好，稳定性强的引物。通过对扩增图谱进行多态性分析结果表明，5个核桃品种的有效等位基因数均值为1.337 0，Nei’s基因多样性指数均值为0.193 5，Shannon信息指数均值为0.285 8。聚类分析和主成分分析表明，“盐源早”和“漾濞泡核桃”聚为一类，表明亲缘关系表现较近，且相同地区的“温 185”和“新新 2”聚为一类，“三台泡核桃”聚为一类。［结论］通过对5个核桃品种的果实表型性状、果仁成分及ISSR分子标记的聚类分析得出，“盐源早”与“漾濞泡核桃”亲缘关系较近。

关键词 核桃品种；表型性状；果仁成分；ISSR分子标记

中图分类号 S 664.1  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2025）02-0117-07

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.02.025

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Identification of Genetic Relationships Among Five Walnut Varieties Based on Phenotypic Traits and ISSR Analysis

WU Yu-hua LI Pi-jun2，XIONG Fu-bo1 et al

（1.School of Forestry & Landscape Architecture，Anhui Agricultural University，Hefei，Anhui 230036;2.Sichuan Academy of Forestry Sciences，Chengdu，Sichuan 610081）

Abstract ［Objective］ Select the walnut variety Juglans regia ‘Yanyuanzao’ with the largest cultivation area and the largest production in Sichuan Province，and explore the genetic relationship of Juglans regia ‘Yanyuanzao’.［Method］ This study selected five walnut varieties，Juglans regia ‘Yanyuanzao’，Juglans sigillata ‘Santai’，Juglans sigillata ‘Yangbi’，Juglans regia ‘Wen185’ and Juglans regia ‘Xinxin2’ as research materials.The single fruit weight，kernel weight，kernel yield，nut diameter，fruit shape index，seed shell thickness，and kernel composition （crude protein） were measured，and the diversity of phenotypic characters and kernel component of five walnut cultivars were studied by the ANOVA，correlation，clustering and principal component.The genetic diversity of five walnut variety including ‘Yanyuanzao’ were investigated by ISSR molecular marker technology.［Result］

The single fruit weight， kernel weight， kernel yield， lateral diameter， transverse diameter， longitudinal diameter， fruit shape index， seed shell thickness， and kernel composition （crude fat and crude protein content） of the five walnut varieties showed extremely significant or significant differences （P<0.01 or P<0.05）.The results of cluster and principal component analysis showed that the five walnut varieties could be clustered into three major classes，with the class Ⅰ being ‘Wen185’，the class Ⅱ being ‘Xinxin2’ and ‘Yanyuanzao’ and ‘Yangbi’，and the class Ⅲ was ‘Santai’.10 primers with clear bands，bright background，high reproducibility，good polymorphism and high stability were screened by using ISSR molecular markers.The results of polymorphism analysis showed that the mean number of effective alleles of the five walnut varieties was 1.337 0，the mean gene diversity index was 0.193 5，and the mean Shannon information index was 0.285 8.The clustering and principal component analysis showed that ‘Yanyuanzao’ and ‘Yangbi’ were clustered together，indicating that the relatives of them were closer，and ‘Wen185’ and ‘Xinxin2’ were clustered together in the same area，and the ‘Santai’ was clustered into one category.［Conclusion］Cluster analysis of the fruit phenotypic traits，kernel components and ISSR molecular markers of five walnut varieties showed that，‘Yanyuanzao’ and ‘Yangbi’ had a close genetic relationship.

Key words Walnut varieties;Phenotypic traits;Fruit kernel ingredients;ISSR molecular marker

核桃（Juglans regia L.）系胡桃科（Juglandaceae）胡桃属（Juglans）植物，是一些具有经济和栽培价值的种的统称^［1］。核桃为世界四大干果（核桃、扁桃、腰果、榛子）之首，素有“木本油料之王”的称号，是重要的食用干果和油料树种，在我国粮油安全和新能源战略中占有重要地位^［2-3］。核桃作为我国悠久的传统作物之一，栽培历史已超过3 000年。我国作为世界核桃的主产地之一，主要分布区在四川、云南、新疆、陕西、河南、山东、天津、河北、辽宁、黑龙江等省（区、市）。其中，四川省作为我国核桃种植的主要省份之一^［4］，“盐源早”（Juglans regia “Yanyuanzao”）核桃品种作为栽培于四川省面积最广、产量最高的核桃品种^［5］，主要栽培于川西高山峡谷区域以及川西南山地区，受低纬度高海拔的地理条件和半干旱、高湿的气候条件限制，发展核桃种植业的难度很大。目前，四川省核桃产业发展受到了一些问题的制约。这些问题主要包括核桃品种布局不完善、良种使用不规范等方面。这些问题严重影响了该产业的效益。因此，需要对全省的种质资源、优良品种进行科学认识和充分利用，以更好地发挥资源优势。为了使得“盐源早”能够有更大的推广应用，应通过研究其遗传多样性改良核桃品种，以提高产量，增强抗逆性和改善品质，为我国核桃产业的发展提供理论基础。

植物的亲缘关系是指不同植物之间的遗传关系和进化关系。这些关系可以通过植物形态、生理学特征、基因组成和分子结构等方面的相似性来确定。植物的亲缘关系可以用来研究植物分类学、进化和生态学等方面的问题。常见的确定植物亲缘关系的方法包括形态学、生物化学、细胞学、分子生物学等^［6-7］。我国幅员辽阔，核桃品种繁多。随着农业科技的不断进步，新的核桃品种不断涌现和选育。因此，研究亲缘关系有助于评估当前生物的状态并预测其未来的发展趋势，以便为制订有效的发展策略和措施提供依据。王亚楠等^［8］对新疆杏品种的花器官特征性状进行亲缘关系及遗传多样性分析。魏杰等^［9］通过ISSR分析31份樱属材料，通过聚类分析为樱属品种鉴定提供理论依据。

核桃育种周期长，育种过程中不可控因素多。为了明确不同品种之间的亲缘关系以及为后续的核桃良种种质资源提供理论基础，笔者以“盐源早”（Juglans regia “Yanyuanzao”）、“三台泡核桃”（Juglans sigillata “Santai”）、“漾濞泡核桃”（Juglans sigillata “Yangbi”）、“温 185”（Juglans regia “Wen185”）、“新新 2”（Juglans regia “Xinxin2”）5个核桃品种为研究对象，测定果实表型性状、果仁成分，获得果实表型性状与果仁成分的差异与亲缘关系；其次，在分子水平上利用ISSR分子标记明确目前四川省良种“盐源早”等5个核桃品种的亲缘关系，旨在通过表型性状、果仁成分与分子标记相结合的方式，对5个核桃品种进行亲缘关系鉴定，以期为核桃种质资源的分类利用与选优评价提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

经过前期筛选，选择5个核桃品种。①“盐源早”：2021年通过国家林业和草原局林木品种审定委员会认定。表现出了较好的早实性、适生性、丰产稳产性、抗逆性和商品性等。

②“漾濞泡核桃”：2012年通过云南省林木品种审（认）定委员会审定为地方优良品种，引进到四川省种植，具有早实、丰产、长寿、品质优良等许多优良特性，投资少、见效快、收益大，是优良油料树种。

③“三台泡核桃”：2012年通过云南省林木品种审（认）定委员会审定为地方优良品种，引进到四川省种植，具有产量高、质量高、美观、香甜美味、易加工、抗逆性强的优点。

④“温 185”：1995年通过新疆林木良种委员会审定，引进到四川省种植，具有结实早、品种优良、市场价格高、抗逆性强等优点。

⑤“新新 2”：2004年通过新疆林木良种委员会审定，引进到四川省种植，具有适应性强，耐干旱、耐低温，抗病虫害能力强。

用于测定表型性状与果仁成分的果实，在最佳采收期采集，即以从四川省收集的5个核桃品种的坚果为试验材料，每个品种收集50个。用于测定ISSR分子标记遗传多样性的材料是5个核桃品种的盆栽“2+1”嫁接苗（砧木2年，接穗1年）的叶片，5个待测品种盆栽嫁接苗基本特征见表1。

1.2 方法

1.2.1 坚果果实表型性状和果仁成分的测定。

单果重、果仁重、出仁率：参考中华人民共和国农业行业标准NYT 2935—2016（核桃种质资源描述规范），使用称重计算法测定核桃坚果的单果重、果仁重和出仁率。各样品随机选取30个坚果，手工去壳取出核桃仁，然后测量其单果重（m g）和果仁重（m2，g），出仁率按下式计算：

出仁率（%）=m1/m2×100

核桃单果三径、壳厚度测量：各样品随机选取30个坚果，采用游标卡尺测量核桃单果三径与壳厚度。核桃坚果中部至胴部之间的距离记为侧径（mm），核桃坚果中部缝合线之间的距离记为横径（mm），核桃坚果顶部与底部之间的距离记为纵径（mm），坚果果实胴部记为壳厚度（mm）。