伊斯坦布尔牛至(Origanum vulgare subsp. hirtum)群体中通过克隆选择鉴定优良基因型
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为解决伊斯坦布尔牛至(Origanum vulgare subsp. hirtum)高精油含量品种选育问题,研究人员对 5 个 carvacrol 化学型群体共 3324 份基因型开展两年田间试验,评估农艺与品质性状。结果筛选出高产且精油含量高的基因型,为品种改良提供材料,对提升经济价值与资源保护具重要意义。
牛至(Origanum vulgare)作为兼具药用与芳香价值的重要植物,在全球香料、医药、化妆品等领域应用广泛。伊斯坦布尔牛至(Origanum vulgare subsp. hirtum)因精油含量高而备受关注,但其野生资源面临气候变迁威胁,且人工栽培中缺乏高产优质品种。传统依赖野生采集不仅导致遗传资源枯竭,还因自然群体遗传变异大,难以稳定获得高精油含量个体。因此,通过科学育种手段筛选优良基因型,对推动可持续利用与产业发展至关重要。
为解决上述问题,土耳其艾登阿德南?曼德列斯大学(Aydin Adnan Menderes University)与爱琴大学(Ege University)的研究人员开展了相关研究。他们以土耳其卡兹达格地区自然分布的伊斯坦布尔牛至群体为材料,通过克隆选择技术鉴定高产、高精油含量的优良基因型,研究成果发表在《Euphytica》。
研究人员首先从 165 个自然群体中筛选出 41 个高精油含量群体,经温室育苗后进行田间适应性试验,最终选定 5 个 carvacrol 化学型群体(A、B、C、D、E)共 3324 份基因型,开展为期两年(2014-2015 年)的田间评估。主要技术方法包括:①田间试验设计:采用单株种植,按群体分区,记录株高、鲜草产量、干草产量、干叶产量等农艺性状;②精油含量测定:利用 NeoClevenger 装置对干燥叶片进行精油提取与定量分析;③统计分析:通过 SPSS 和 TOTEMSTAT 软件计算各性状的最小值、最大值、平均值、标准差及变异系数,评估群体内遗传变异。
农艺性状变异分析
两年数据显示,各群体株高在 34.5-41.8 cm 之间,鲜草产量 78.8-176.6 g / 株,干草产量 31.9-70.1 g / 株,干叶产量 17.0-36.9 g / 株。其中,群体 A 的鲜草与干草产量最高,群体 E 最低。各性状在群体内存在显著差异,如群体 D 株高变异范围达 13-103 cm,表明丰富的遗传多样性。
精油含量动态变化
第一年精油含量范围为 0.4%-8.6%,第二年显著提升,群体 C 最高达 10.0%,群体 A 为 0.8%-9.0%。整体来看,86% 的群体 A 植株精油含量在 4.1%-7.4%,群体 C 中 75% 植株达 4.6%-7.3%,显示部分群体具有稳定高精油含量特性。
基因型筛选结果
基于产量与精油含量双指标,从各群体中筛选出优异基因型:群体 A 选 129 份,群体 B 选 136 份,群体 C 选 143 份,群体 D 选 128 份,群体 E 选 105 份。这些基因型将用于后续克隆扩繁与品种培育。
研究表明,伊斯坦布尔牛至自然群体中存在丰富的遗传变异,克隆选择是高效挖掘优异基因型的手段。筛选出的高产高精油含量个体为新品种培育提供了核心材料,有助于减少对野生资源的依赖,推动可持续农业发展。同时,研究揭示的农艺性状与精油含量的年度动态变化,为优化栽培管理(如采收时期)提供了科学依据。该研究不仅深化了对牛至遗传多样性的认知,也为其他药用植物的分子育种与资源保护提供了参考范式。