全 文 ：果 树 学 报 2007,24(3):303～307
JournalofFruitScience
李梅杏类种质资源的RAPD分析
杨红花 1,2,陈学森 1*,冯宝春 1,3,吴 燕 1,4
(1山东农业大学作物生物学国家重点实验室,山东泰安 271018;2泰山学院生物科学与技术系,山东泰安 271021;
3潍坊市林业局,山东潍坊 261041;4菏泽学院园林工程系,山东菏泽 274000)
摘 要:为探讨李梅杏种质资源与其近缘种李、杏之间的亲缘关系,对来源于山东、辽宁等地的李梅杏种质资源及
李、杏等品种共 30份进行了 RAPD和 S等位基因的 PCR扩增分析,结果表明,李梅杏与李、杏之间亲缘关系较近;
聚类分析结果显示大部分李梅杏与中国李的遗传距离较近,表明李梅杏的母本可能为李;同时S等位基因的PCR扩
增结果显示李梅杏与李的扩增条带数一致,均为一条且位置相近,表明李梅杏与李的进化趋同性可能较杏更近。
关键词:李梅杏;遗传进化;RAPD;S等位基因专一性PCR
中图分类号:S662.2 文献标识码:A 文章编号:1009-9980(2007)03-303-05
AssessmentofPrunusarmeniacalimeixinggermplasmbyRAPD
YANGHong-hua1,2,CHENXue-sen1*,FENGBao-chun1,3,WUYan1,4
(1StateKeyLaboratoryofCropBiology,ShandongAgriculturalUniversity,Taian,Shandong271018China;2DepartmentofBiologyScience
&Technology,TaishanColege,Taian,Shandong271021China;3WeifangForestryBureau,Weifang,Shandong261041China;4Depart-
mentofLandscapeengineering,HezeColege,Heze,Shandong274000China)
Abastract:30cultivarsofP.armeniacalimeixingZhangJ.Y.etWangZ.M.,plum,apricot,almondandChinesecherywere
analyzedwithRAPDandSalele-specificPCRforstudyingtheirrelationship.TheresultsshowedthatP.armeniacalimeix-
ingwasmuchclosertoplumandapricotthanalmondandchery.TheclusteredresultsindicatedthatmostP.armeniaca
limeixingculitvarswereclosertoChineseplumthanapricot,thusthefemaleparentageofP.armeniacalimeixingwasproba-
blyplum.Salele-specificPCRamplificationshowedthatalP.armeniacalimeixinggermplasmtestedhadonlyoneband
withsimilarplace,whichalsoindicatedthatP.armeniacalimeixingisclosertoplumthanapricot.
Keywords:PrunusarmeniacalimeixingJ.Y.ZhangetZ.M.Wang.;Geneticevolution;RAPD;Salele-specificPCR
核果类果树的许多种及品种均原产我国,种质
资源极为丰富,经过自然杂交,种质相互渗透,属间
进化上具有很大的同源性,但众多学者对其亲缘关
系一直存在不同看法[1-2]。研究核果类植物之间的亲
缘关系可以探讨近缘种之间的种质渗透,对研究该
类植物丰富的遗传多样性有重要的意义。对于李
(PrunussalicinaLindl.)、杏(P.armeniacaL.)来说,其
起源与自然分布常有交叉,使得杂交种的产生成为
可能,但是自然界存在的杂种数量极少,仅占李、杏
总数的0.55%,许多杂种在形态及果实特征上均发
生了变异[3],为核果类果树的发展、进化提供了信
息。1999年张加延等[4]命名李梅杏(P.armeniaca
limeixingJ.Y.ZhangetZ.M.Wang)为一新种,并推测
该物种可能是杏与中国李的天然杂交种(P.
armeniaca×P.salicina或 P.salicina×P.armeniaca),
但其遗传背景究竟如何,值得深入地探讨。因此本文
首次对来源于山东、辽宁等地的李梅杏种质资源及
李、杏等品种共 30份进行了 RAPD和 S等位基因
专一性PCR扩增(Salele-specificPCR)分析,旨在
探讨李梅杏种质资源与其近缘种李、杏之间的亲缘
关系,为核果类分子系统进化及育种提供理论和实
践的依据。
1 材料和方法
1.1 材料
试验于 2003—2004年在山东农业大学果树生
物学实验室进行,试材包括从山东及辽宁果树研究
所国家李杏种质资源圃等地采集的李蜜杏、曲阜杏
收稿日期:2006-10-05 接受日期:2007-01-12
基金项目:国家自然科学基金(30471196);泰山学院科研计划项目(Y04-2-03)。
作者简介:杨红花,女,副教授,博士。E-mail:qhwyhh@sohu.com
? 通讯作者。Authorforcorespondence.Tel:0538-8249338,E-mail:chenxs@sdau.edu.cn
DOI:10.13925/j.cnki.gsxb.2007.03.010
果 树 学 报 24卷
供试材料
Materials
产地
Source
来源
Origin
供试材料
Materials
产地
Source
来源
Origin
90-12-10
90-12-14
90-15-5
92-1-1红叶李
Red-leafplum
17号×李
No.17×plum
17号×杏
No.17×apricot
6号李
No.6plum
90-15-2
苍山杏梅
Cangshanxingmei
李蜜杏
Limixing
曲阜杏梅
Qufuxingmei
莱州杏梅
Laizhouxingmei
泰安杏梅
Taianxingmei
龙廷杏梅
Longtingxingmei
昌黎杏梅
Changlixingmei
红丰杏
Hongfengxing
新世纪杏
Xinshijixing
吉林长春
Changchun,Jilin
吉林长春
Changchun,Jilin
吉林长春
Changchun,Jilin
吉林长春
Changchun,Jilin
吉林长春
Changchun,Jilin
吉林长春
Changchun,Jilin
吉林长春
Changchun,Jilin
吉林长春
Changchun,Jilin
山东苍山
Cangshan,Shandong
辽宁熊岳
Xiongyue,Liaoning
山东曲阜
Qufu,Shandong
山东莱州
Laizhou,Shandong
山东泰安
Taian,Shandong
山东新泰
Xintai,Shandong
河北
Hebei
山东泰安
Taian,Shandong
山东泰安
Taian,Shandong
李与杏人工杂交种
Hybridbetweenplumandapricot
李与杏人工杂交种
Hybridbetweenplumandapricot
李与杏人工杂交种
Hybridbetweenplumandapricot
李与杏人工杂交种
Hybridbetweenplumandapricot
李与杏人工杂交种
Hybridbetweenplumandapricot
李与杏人工杂交种
Hybridbetweenplumandapricot
中国李
P.salicinaLindl.
李与杏人工杂交种
Hybridbetweenplumandapricot
李梅杏
P.armeniacalimeixing
李梅杏
P.armeniacalimeixing
李梅杏
P.armeniacalimeixing
李梅杏
P.armeniacalimeixing
李梅杏
P.armeniacalimeixing
李梅杏
P.armeniacalimeixing
李梅杏
P.armeniacalimeixing
普通杏华北生态品种群
NorthChinaeco-geographical
groupofP.armeniacaL.
普通杏华北生态品种群
NorthChinaeco-geographical
groupofP.armeniacaL.
金太阳杏
Jintaiyangxing
凯特杏
Katy
泰安水杏
Taianshuixing
麦黄杏
Maihuangxing
红玉杏
Hongyuxing
骆驼黄杏
Luotuohuangxing
大石早生李
Ohishiwaseplum
莫尔特尼李
Mortnyplum
杂种1
Hybrid1
杂种2
Hybrid2
杂种3
Hybrid3
扁桃
Almond
中国樱桃
Chinesechery
美国
America
美国
America
山东泰安
Taian,Shandong
山东泰安
Taian,Shandong
山东泰安
Taian,Shandong
北京
Beijing
日本
Japanese
美国
America
山东泰安
Taian,Shandong
山东泰安
Taian,Shandong
山东泰安
Taian,Shandong
新疆
Xinjiang
山东泰安
Taian,Shandong
普通杏的欧洲生态品种群
Europeaneco-geographical
groupofP.armeniacaL.
普通杏的欧洲生态品种群
Europeaneco-geographical
groupofP.armeniacaL.
普通杏华北生态品种群
NorthChinaeco-geographical
groupofP.armeniacaL.
普通杏华北生态品种群
NorthChinaeco-geographical
groupofP.armeniacaL.
普通杏华北生态品种群
NorthChinaeco-geographical
groupofP.armeniacaL.
普通杏华北生态品种群
NorthChinaeco-geographical
groupofP.armeniacaL.
中国李
P.salicinaLindl.
美洲李
P.domesticaLindl.
李与杏人工杂交种
Hybridbetweenplumand
apricot
李与杏人工杂交种
Hybridbetweenplumand
apricot
李与杏人工杂交种
Hybridbetweenplumand
apricot
桃属
P.amygdalusBatsch.
樱桃属
P.pseudocerasusLindl.
表1 试验材料的产地及来源
Table1Sourceandoriginofthematerialsusedinthestudy
梅、莱州李梅、泰安李梅、龙廷李梅等李梅杏种质资
源7份,从吉林省长春市园艺研究所收集的人工李
杏杂种 90-12-10、90-12-14等及本课题组以凯特
杏和莫尔特尼李为父母本获得的李、杏杂交种共10
个,大石早生李以及莫尔特尼李等李品种3个,泰安
水杏、红丰杏、凯特杏等杏品种 8个,扁桃和中国樱
桃分别1个品种,总共30个样品,于2003年冬季采
集枝条,温室催芽。取催出的嫩芽作为基因组DNA
提取试材。试材来源及部分特性见表1。
1.2 方法
1.2.1 RAPD分析步骤 RAPD反应体系及条件参
照吴树敬等[5]的方法。采用上海生工有限公司生产
的50条S系列引物进行随机扩增,以稳定出现的亮
带或2次重复出现的扩增带作为统计对象,有电泳
带的记为1,无电泳带的记为0,作0、1矩阵图,利用
STATISTIC软件,采用 UPGMA(UnweightedPair-
groupMethodwithArithmeticAverage)进行聚类,遗
传距离为欧式平方距离,方法为Ward法。
1.2.2 Salele-specificPCR扩增程序及体系 S等
位基因专一性 PCR(Salele-specificPCR)扩增反应
程序及体系参照陈晓流等[6]的方法,略有改动。反应
体积为 25μL,primer1为 5ˊ -CTATGGCCAAGTAA
TTATTCAAAC-3ˊ ,primer2为 5ˊ -GGATGTGGT
AGGATTGAAGCG-3ˊ 。
2 结果与分析
2.1 李梅杏种质资源的RAPD分析
对参试李梅杏及其近缘种共 30个样品选用 S
系列引物进行随机扩增,部分扩增结果见图1。选择
扩增带清晰,重复性好的引物扩增结果进行统计。结
果显示,李梅杏及其近缘种的 RAPD扩增谱带的分
子量基本上都为450～2000bp,各引物扩增的带数
大多在3～12条之间,平均 6.3条(表 2)。李梅杏与
李、杏等之间亲缘关系较近,与其他种相比其多态性
304
3期
引物
Primer
扩增带数(多态带数)
Totalamplifiedbands
(Polymorphicbands)
多态带的百分率
Percentageofpolymorphic
bands(%)
引物
Primer
扩增带数(多态带数)
Totalamplifiedbands
(Polymorphicbands)
多态带的百分率
Percentageofpolymorphic
bands(%)
S1
S2
S3
S5
S6
S7
S8
S10
S11
S12
S14
S15
S16
S17
S18
S19
S20
S40
6(4)
5(2)
2(1)
11(10)
6(5)
4(2)
4(2)
4(3)
6(5)
4(4)
4(2)
7(6)
3(1)
3(2)
12(10)
4(3)
5(3)
5(5)
66.7
40.0
50.0
90.9
83.3
50.0
50.0
75.0
83.3
100.0
50.0
85.7
33.3
66.7
83.3
75.0
60.0
100.0
S42
S45
S52
S55
S60
S73
S75
S96
S102
S115
S117
S124
S125
S128
S364
S365
S366
S379
5(3)
4(3)
2(1)
9(8)
4(2)
3(3)
7(5)
8(5)
8(3)
7(4)
6(2)
12(6)
12(5)
10(9)
7(5)
9(6)
10(6)
10(4)
60.0
75.0
50.0
88.7
50.0
100.0
71.4
62.5
37.5
57.1
33.3
50.0
41.7
90.0
71.4
66.7
60.0
40.0
表2 部分S系列引物对李梅杏及其近缘种的扩增情况
Table2RAPDamplificationofP.armeniacalimeixingandrelatedspeciesbypartialSprimers
注:多态带指所供试品种中,对某一条扩增带,某些品种有,其他品种无。
Note:Polymorphicbandmeansthatacertainamplifiedbandispresentforsomecultivars,butnotfortheothercultivars.
图1 部分S系列引物对李梅杏及近缘种RAPD扩增结果
电泳图谱所用引物从左到右,从上到下,依次为:S11(1-1,1-2),S5(2-1,2-2);各引物扩增顺序相同从左到右依次为:DNAmarkerDL2000,李蜜
杏,莱州杏梅,苍山杏梅,泰安杏梅,昌黎杏梅,曲阜杏梅,龙廷杏梅,大石早生李,莫尔特尼李,6号李,泰安水杏,新世纪杏,麦黄杏,红玉杏,金
太阳杏,骆驼黄杏,90-12-14,90-12-10,90-15-5,92-1-1红叶李,90-15-2,17号×李,17号×杏,杂种1,杂种2,杂种3,凯特杏,
扁桃,中国樱桃,红丰杏
Fig.1RAPDamplificationofpartialSprimersforP.armeniacalimeixingandtheirrelatedspecies
Fromlefttorightandfromabovetobotom,thesprimersareS11(1-1,1-2),S5(2-1,2-2);Theordersarethesameineveryprimer,fromleftto
right:DNAmarkerDL2000,Limixing,Laizhouxingmei,Cangshanxingmei,Taianxingmei,Qufuxingmei,Longtingxingmei,Ohishiwaseplum,Mortny
plum,No.6plum,Taianshuixing,Xinshijixing,Maihuangxing,Hongyuxing,Jintaiyangxing,Luotuohuangxing,90-12-14,90-12-10,90-15-5,92-
1-1red-leafplum,90-15-2,No.17×plum,No.17×apricot,Hybrid1,Hybrid2,Hybrid3,Katy,Almond,Chinesechery,Hongfengxing
相对较少,自然界中由于存在杂交不亲和性,李梅杏
作为杏属植物的一个新种,在自然界中存在的数量
较少,因此在遗传上与其近缘种的相似性相对较大,
从RAPD扩增的多态性带来看,其多态性比率不是
很高,也证明了参试李梅杏与其近缘种之间亲缘关
系较近。
2.2 聚类分析
由欧式遗传距离以及Ward法,构建了李梅杏
种质资源与近缘种李、杏之间的遗传聚类图(图2)。
以阈值 4为分界线,25种材料大致可分为 2大类:
参试的李及5种李梅杏品种为I类,其中李梅杏品
种包括李密杏、苍山杏梅、泰安杏梅、昌黎杏梅、曲阜
杏梅等,表明李梅杏资源作为一类特殊种质,在遗传
上具有一定的相似性,且与李的亲缘关系较近;以参
杨红花等:李梅杏类种质资源的RAPD分析 305
果 树 学 报 24卷
图3 部分李梅杏种质资源的S等位基因
专一性PCR扩增结果
泳道顺序从左到右依次为:markerDL2000、泰安杏梅、红丰杏、新世
纪杏、莱州杏梅、李蜜杏、莫尔特尼李、扁桃、中国樱桃、大石早生李、
90-15-5、昌黎杏梅、杂种1、杂种2、曲阜杏梅、苍山杏梅
Fig.3Salele-specificPCRamplificationresultsofpartial
P.armeniacalimeixinggermplasm
From lefttoright:MarkerDL2000,Taianxingmei,Hongfengxing,
Xinshijixing,Laizhouxingmei,Limixing,Mortnyplum,Almond,Chinese
chery,Ohishiwaseplum,90-15-5,Changlixingmei,Hybrid1,Hybrid2,
Qufuxingmei,Cangshanxingmei
图2 李梅杏种质资源的RAPD聚类图
Fig.2ThetreedigramofP.armeniacalimeixinggermplasmbyRAPD
试杏品种以及人工李、杏杂种和极少部分李梅杏品
种聚为I类,其中以欧洲生态群的凯特杏及金太阳
杏等为主的一类,包括大部分的人工杂种如90-12-
14等,而曲阜杏梅则与17号×杏,17号×李聚为一
类,龙廷杏梅则与泰安水杏、新世纪杏以及红丰杏聚
在了一起。聚类结果及遗传距离表明参试的大部分
李梅杏与中国李的遗传距离较近,与形态学上的描
述亦大体一致[3-4]。
2.3 李梅杏种质的S等位基因专一性PCR扩增
根据已确定S基因型的品种(红丰、新世纪杏以
及中国樱桃)[6-7],分析李梅杏与其近缘种扩增产物
的差异,扩增结果发现(图3),参试的6种李梅杏均
扩增出1条带,且带的位置相似,其S等位基因的数
量和类型相对杏及樱桃来说,不丰富。从扩增的S基
因条带数看,参试李梅杏与李的扩增条数一致,都为
1条,只是位置存在差异,与红丰杏(扩增出2条带)
的S基因型之间亦存在差异。从扩增的S基因的条
带数及位置来看,李梅杏与李的进化趋同性可能较
杏近,与图2的RAPD聚类结果基本一致。
3 讨 论
核果类果树种质资源极为丰富,经过自然杂交,
种质相互渗透,属间进化上具有很高的同源性,有着
较密切的亲缘关系,但众多学者对其亲缘关系及归
属问题一直存在不同看法,研究报道也较多,结果却
不尽一致[1-2,8-9]。总的来说,大多数学者认为梅和杏
的亲缘关系最近,李比较原始,桃最进化[1-2]。从上述
研究结果分析,自然界中李与杏的亲缘关系较近,
李、杏之间花期存在差异,花期为首尾相接,一般李
的花期较杏晚3～7d,因此李、杏在自然界中存在自
然交配的可能[3]。张加延等[4]首次命名李梅杏(P.ar-
meniacalimeixingJ.Y.ZhangetZ.M.Wang)为一新
种,并推测该物种可能是杏与中国李的天然杂交种
(P.armeniaca×P.salicina或 P.salicina×P.armenia-
ca),然而对李梅杏这一新种的遗传起源及进化研究
国内尚未见报道。本文首次通过RAPD和聚类分析
表明,李蜜杏、苍山杏梅、泰安杏梅、昌黎杏梅、曲阜
相似系数 Coeficient
306
3期
杏梅等大部分的李梅杏与中国李的遗传距离较近,
说明这些李梅杏的遗传起源可能与中国李较近,上
述这些结果与其形态学上的描述亦大体一致,如在
叶形及核的特征上介于李、杏之间[1,3-4]。但由于自然
界中李杏花期和发育的差异会影响自然交配坐果及
后代的产生。李锋等[3]通过对中国李、杏以及属间远
缘杂种的遗传研究认为,李、杏属间杂种的来源亲缘
关系,其亲本中只能是李为母本,杏为父本,与本论
文的结论相似。同时阮颖等[10]对李杏杂种转子红的
研究认为其与李的亲缘关系相近,而杏李杂种香扁李
则与杏的亲缘关系较中国李更近。国外Ahmad等[11]
对 pluot(李杏杂种与李回交的后代)的 SSR分析表
明,该品种与李的亲缘关系较杏近。本文对李梅杏这
一新种的研究结论与上述结果有相似之处。
同时研究结果对于部分李梅杏品种的来源在分
子上不能很好的解释。在聚类图上,龙廷杏梅与新世
纪杏、红丰杏、泰安水杏聚为一类,对此结合形态学
特征,认为龙廷杏梅是山东省新泰市的地方品种,与
华北生态群的杏品种聚在一起,说明在起源上2者
之间关系较近,这与其地理位置与泰安水杏相近有
关,因此推断龙廷杏梅虽被人为的命名为“杏梅”,在
遗传本质上可能为杏,只是在某一地域环境下的生
态适应,逐渐形成一个特定栽培品种而成。同时莱州
杏梅虽然与李及大部分李梅杏聚在一起,但是遗传
距离较大,结合形态学的描述也很难对此作出合理
的解释,推测可能由于在长期的栽培中,地域适应以
及近缘种之间种质渗透的结果,对此值得进一步研
究。
4 结 论
1)RAPD分析结果表明,李梅杏与李、杏之间亲
缘关系较近,多态性相对较少;聚类分析结果显示参
试的大部分李梅杏与中国李的遗传距离较近,与形
态学上的描述基本一致。
2)S等位基因的 PCR扩增结果显示李梅杏与
李的扩增条带数一致,均为1条,条带数的位置亦大
致相近,从而表明李梅杏与李在S基因的进化趋同
性可能较杏更近。
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