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耧斗菜园艺品种与野生华北耧斗菜亲缘关系的SRAP分析



全 文 :·生物技术· 北方园艺2015(02):98~101
第一作者简介:李森(1982-),男,博士研究生,讲师,研究方向为园
艺植物种质资源利用与创新。E-mail:saulisen@163.com.
基金项目:山西省重大科技攻关资助项目(20080311010-1);山西
农业大学青年基金资助项目(201002)。
收稿日期:2014-09-04
DOI:10.11937/bfyy.201502027
耧斗菜园艺品种与野生华北耧斗菜
亲缘关系的SRAP分析
李   森,李 婷 婷,亢 秀 萍,邢 国 明
(山西农业大学 园艺学院,山西 太谷030801)
  摘 要:以采自山西省沁水县历山等8处植物多样性丰富的山区10个华北耧斗菜材料和5
个耧斗菜园艺品种为试材,采用SRAP(sequence-related amplified polymorphism)分子标记技术进
行了亲缘关系分析。结果表明:从88对引物中筛选出17对多态性丰富的引物组合用于PCR扩
增,得到扩增条带352条,其中多态性条带307条,多态性比率为87.2%。利用NTSYSpc-2.0软
件进行UPGMA聚类分析,分别得出15个供试材料与10个华北耧斗菜材料间的亲缘关系树状
图。15个供试材料的相似系数为0.6416~0.8571,聚类结果遵循植物学分类。10个华北耧斗菜
材料的相似系数为0.7218~0.8571,生境是影响华北耧斗菜聚类结果的主要因素,地理分布为次
要因素。
关键词:华北耧斗菜;亲缘关系;SRAP分析
中图分类号:S 682.1+9 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2015)02-0098-04
  华北耧斗菜(Aquilegia yabeana)属毛茛科(Ranunc-
uaceae)耧斗菜属(Aquilegia L.)多年生宿根草本,又称
五铃花、紫霞耧斗,在山西各大山区多有分布[1]。生山
地草坡或林边。根含糖类,可作饴糖或酿酒。种子含
油,可供工业用[2]。滕红梅等[3]在对山西南部野生花卉
种质资源的野外调查中曾提及华北耧斗菜的观赏特性、
花果期及资源状况。华北耧斗菜花型美丽而独特,花期
长,作为一种有很高观赏价值的野生花卉,有广阔的开
发利用前景。
DNA分子标记技术已广泛应用于观赏植物亲缘关
系的分析中。明军等[4]利用AFLP技术进行‘美人’梅
与其近缘种亲缘关系研究,结果与形态学、遗传育种学
的结论相符;刘青林等[5]曾用RAPD技术对梅花亲源关
系进行了研究;戴思兰等[6]曾对菊花的起源进行了
RAPD分析;赵宣等[7]用RFLP技术对芍药属牡丹组种
间亲缘关系进行了分析;陈向明等[8]对玫瑰、月季、蔷薇
等蔷薇属植物的亲缘关系进行了RAPD分析;王亚玲
等[9]对几种玉兰亚属植物的RAPD亲缘关系进行了分
析;苏友波等[10]用RAPD技术对香石竹品种的亲缘关系
进行了分析。
SRAP是一种新型的基于PCR的标记系统,由美国
加州大学蔬菜作物系Li与Quiros博士于2001年提出,
又叫基于序列扩增多态性(Sequence-related Amplified
Polymorphism SRAP)[11]。现利用SRAP分子标记技术
对耧斗菜园艺品种和山西省野生华北耧斗菜的亲缘关
系进行分析,旨在为华北耧斗菜的种质创新和园艺开发
提供分子水平的依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
2009年5—7月在山西省沁水县历山等8处植物多
样性丰富的山区采集了华北耧斗菜(Aquilegia yabeana)
的叶片材料10份(表1),在山西农业大学园艺学院花卉
研究所内采集耧斗菜(Aquilegia caerulea)园艺品种的叶
片材料5份(表2),用硅胶充分干燥后[12],进行DNA
提取。
表1 供试野生华北耧斗菜材料的相关信息
  Table 1 The information of wild Aquilegia yabeana materials
编号 采集地 所属区域 经纬度 海拔/m 生境
6 芮城百梯山 山西南部 34.4090°N,110.4336°E  1 656 阴坡疏林
7 沁水历山 山西南部 35.4042°N,112.0433°E  1 502 阴坡疏林
8 陵川王莽岭 山西南部 35.6773°N,113.5703°E  1 204 林缘
9 陵川王莽岭 山西南部 35.6778°N,113.5705°E  1 420 阴坡疏林
10 陵川王莽岭 山西南部 35.6782°N,113.5710°E  1 608 阴坡疏林
11 吕梁庞泉沟 山西中部 37.2490°N,112.1536°E  1 783 阴坡疏林
12 宁武情人谷 山西中北部 38.7989°N,112.0281°E  1 781 阴坡裸岩
13 五台山南山寺 山西中北部 38.9818°N,113.5736°E  1 619 阴坡裸岩
14 浑源悬空寺 山西北部 39.6591°N,113.7089°E  1 232 阴坡裸岩
15 天镇张家河 山西北部 40.3799°N,114.2756°E  1 408 阴坡疏林
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北方园艺2015(02):98~101 ·生物技术·
  表2 供试耧斗菜园艺品种
  Table 2 The cultivars’list of Aquilegia caerulea
编号 所属系列 品种名 花色 来源
1 八音鸟 知更鸟 玫瑰红白双色 美国泛美种子公司
2 八音鸟 金丝雀 纯淡黄色 美国泛美种子公司
3 八音鸟 白睑鸟 蓝白双色 美国泛美种子公司
4 八音鸟 夜莺 淡紫白双色 美国泛美种子公司
5 天鹅 薰衣草 玫瑰红白双色 美国泛美种子公司
1.2 试验方法
1.2.1 DNA提取 采用改良CTAB法进行DNA的提
取[13]。取叶片于液氮中研磨后转入2.0mL离心管中,
加CTAB提取液于65℃水浴45min。用等体积Tris饱
和酚和氯仿/异戊醇(24∶1)抽提1次,氯仿/异戊醇
(24∶1)抽提2次,充分摇匀后离心。取其上清液加入异
丙醇沉淀DNA,用无水乙醇洗涤1次,洗涤2次。加
RNase酶于37℃水浴2h,等体积Tris饱和酚和氯仿/异
戊醇(24∶1)抽提1次,氯仿/异戊醇(24∶1)抽提1次。
用无水乙醇和70%乙醇各洗涤1次,无菌水溶解。用
1%的琼脂糖凝胶检测DNA质量。
1.2.2 SRAP反应 引物序列及反应程序参照Ferriol
等[14-15]的方法,反应程序为94℃5min,1个循环;94℃
1min,35℃1min,72℃80s,5个循环;72℃10min,94℃
1min,50℃1min,72℃80s,37个循环;最后72℃延
伸12min。反应体系为20μL,包括10×Taq bufer(含
Mg2+)3μL,dNTP(2.5mmoL/L)1μL,正反向引物
(100μmoL/L)各1.5μL,模板DNA(50ng/μL)1.5μL,
TaqDNA聚合酶0.3μL(2.5U/μL)和无菌水11.2μL。
试验所用引物(表3)由上海生工合成,其余试剂均购自
博迈德公司。扩增产物进行垂直板变性聚丙烯酰胺凝
胶电泳(6%)[16]。变性程序为95℃5min后4℃保存,
65W恒功率电泳2.0~2.5h至溴酚蓝移到凝胶底部结
束后进行AgNO3染色。
表3 SRAP引物序列
  Table 3 The primer sequence of SRAP
正向
引物
正向引物序列
反向
引物
反向引物序列
ME1 5′TGAGTCCAAACCGGATA-3′ EM1 5′GACTGCGTACGAATTAAT -3′
ME2 5′TGAGTCCAAACCGGAGC-3′ EM2 5′GACTGCGTACGAATTTGC-3′
ME3 5′TGAGTCCAAACCGGAAT-3′ EM3 5′GACTGCGTACGAATTGAC-3′
ME4 5′TGAGTCCAAACCGGACC-3′ EM4 5′GACTGCGTACGAATTTGA-3′
ME5 5′TGAGTCCAAACCGGAAG-3′ EM5 5′GACTGCGTACGAATTAAC-3′
ME6 5′TGAGTCCAAACCGGTAA-3′ EM6 5′GACTGCGTACGAATTGCA-3′
ME7 5′TGAGTCCAAACCGGTCC-3′ EM7 5′GACTGCGTACGAATTCAA-3′
ME8 5′TGAGTCCAAACCGGTGC-3′ EM8 5′GACTGCGTACGAATTCTG-3′
EM9 5′GACTGCGTACGAATTCGA-3′
EM10 5′GACTGCGTACGAATTCAG-3′
EM11 5′GACTGCGTACGAATTCCA-3′
1.3 数据分析
每个引物组合的多态性比率(%)=引物组合扩增
的多态性条带数/总条带数×100。采用Jaccards相似系
数,使用NTSYS-pc 2.0软件,非加权组平均法(UPGMA)
聚类。相似系数计算公式为:Sij=a/(a+b+c),其中,
a表示2份材料共有带数,b表示i材料特有的条带数,
c表示j材料特有的条带数。
2 结果与分析
2.1 SRAP引物的扩增结果
用筛选出的17个引物组合对15个供试材料进行
SRAP扩增,得到扩增条带352条,每个引物组合扩增的
DNA带数为13~31条,平均每个引物组合扩增20.71条
带,其中每个引物组合扩增出的多态性条带数为10~27
条,17个引物组合共扩增出307条多态性条带,多态性比
率为87.2%,其中单个引物组合的多态性比率为71.4%~
96.0%。可见15个供试材料的多态性较高。
表4  17对引物产生的多态性
  Table 4 The polymorphism of 17pairs primers
组合编号 组合名称 总条带数 多态性条带数 多态性比率/%
3 ME-1/EM-3  13  11  84.6
6 ME-1/EM-6  15  11  73.3
10 ME-1/EM-10  23  20  87.0
11 ME-1/EM-11  15  14  93.3
16 ME-2/EM-5  25  22  88.0
29 ME-3/EM-7  31  27  87.1
32 ME-3/EM-10  25  24  96.0
38 ME-4/EM-5  18  16  88.9
46 ME-5/EM-2  30  27  90.0
47 ME-5/EM-3  19  18  94.7
51 ME-5/EM-7  21  19  90.5
53 ME-5/EM-9  15  13  86.7
54 ME-5/EM-10  20  17  85.0
68 ME-7/EM-2  14  10  71.4
73 ME-7/EM-7  20  16  80.0
76 ME-7/EM10  26  23  88.5
77 ME-7/EM-11  22  19  86.3
2.2 聚类分析
2.2.1 华北耧斗菜及园艺品种的亲缘关系 15个供试
材料的相似系数为0.6416~0.8571。亲缘关系最远的
是八音鸟系列知更鸟(1号)和采自吕梁庞泉沟的华北耧
斗菜(11号)和天镇张家河的华北耧斗菜(15号),亲缘关
系最近的是采自吕梁庞泉沟的华北耧斗菜(11号)和采
自天镇张家河的华北耧斗菜(15号)。在相似系数为
0.70的水平上,可以将15个供试材料聚为二大类。其
中耧斗菜5个园艺品种聚为第一类群;10个华北耧斗菜
材料聚为第二类群。从聚类结果来看,15个供试材料的
聚类结果遵循植物学分类,华北耧斗菜与耧斗菜园艺品
种分别聚为两大类群。园艺品种间亲缘关系的远近取
决于花色及所属系列。在第一类群的5个园艺品种中,
1、5号材料为玫瑰红白双色、2号材料为纯淡黄色,均为
暖色系列,其亲缘关系较近;而1、2号材料均属八音鸟系
列,其相似度系数更高,为0.7769。3、5号材料为蓝白双
色和淡紫白双色,均为冷色系列,其亲缘关系较近。
2.2.2 华北耧斗菜的亲缘关系 10个华北耧斗菜材料
的相似系数(Genetic Similarity,GS)为0.7218~0.8571,
遗传距离 D=1-GS,得出材料间的遗传距离为
0.1429~0.2782。可见,华北耧斗菜材料间有一定的遗
传距离,但不是很大。在相似系数为0.76的水平上,可
以将10个华北耧斗菜材料聚为二大类。采自宁武情人
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·生物技术· 北方园艺2015(02):98~101
图1 基于SRAP标记获得的15个供试材料的聚类图
Fig.1 The clustering chart of 15materials based on
the SRAP marker
谷(12号)、浑源悬空寺(14号)、五台山南山寺(13号)的
3个材料聚为第二类群,剩余材料聚为第一类群。
从华北耧斗菜的聚类结果可以看出,生境是影响聚
类结果的主要因素,地理分布为次要因素。12、14、13号
材料的生境均为阴坡裸岩,聚为第二类群;而剩余材料
的生境为阴坡疏林或林缘,聚为另一类。同时,12、14、13
号材料采自山西省的中北部或北部地区,而剩余材料中
图2 基于SRAP标记获得的10个野生华北耧斗菜
材料的聚类图
Fig.2 The clustering chart of 10wild Aquilegia yabeana
based on the SRAP marker
除15号材料采自位于山西北部的天镇张家河外,其余
材料均采自山西中部或南部地区,可见聚类结果与地理
分布也有一定关系。而采自陵川王莽岭3个不同海拔
的8、9、10号材料虽然聚在第一类群,但是其亲缘关系并
不是最近,可见即使在同一山区,不同海拔的自然条件
也稍有区别,使得该山区植物有较丰富的遗传多样性。
3 讨论
从15份供试材料的聚类结果来看,与植物学分类
一致,华北耧斗菜与耧斗菜园艺品种分别聚为两大类
群。花色在园艺品种的聚类中起到了关键作用,如八音
鸟系列冷色和暖色的品种间在遗传背景上也有一定差
别。而八音鸟系列知更鸟与天鹅系列薰衣草虽属于不
同系列,但花色相同,其亲缘关系也较近。
从10份华北耧斗菜材料的聚类结果来看,材料生
境是影响聚类结果的主要因素。由于不同生境其温度、
水分、光照、土壤等生态因子的区别使得植物产生了丰
富的遗传多样性。采自山西中北部及北部地区的材料
聚为一类,而采自中部及南部地区的材料聚为另一类,
可能也是由于山西南北地区环境气候有一定差异造成
的。而采自陵川王莽岭3个不同海拔的材料虽然聚为
一类,但相似系数并不是很高,可见即使在同一山区,不
同海拔的自然条件也稍有区别,使得该山区植物有较丰
富的遗传多样性。
参考文献
[1] 朱蕊蕊,杨姗姗,明晓,等.耧斗菜愈伤组织和不定芽诱导的初步研
究[J].江西农业学报,2009,21(7):81-82.
[2] 吕晋慧,杨玉芳.山西野生观赏植物种质资源及其利用研究[J].山
西农业科学,2007,35(6):12-15.
[3] 滕红梅,姚建信,李鸿俊,等.山西南部野生花卉种质资源调查研究
[J].运城学院学报,2008,26(2):41-47.
[4] 明军,张启翔,毛庆山,等.‘美人’梅与其近缘种亲缘关系的AFLP
研究[J].园艺学报,2002,29(6):588-589.
[5] 刘青林,陈俊愉.梅花亲缘关系RAPD研究初报[J].北京林业大学
学报,1999,21(5):81-85.
[6] 戴思兰,陈俊愉,李文彬.菊花起源的RAPD分析[J].植物学报,
1998,40(11):110-116.
[7] 赵宣,周志钦,林启冰,等.芍药属牡丹组(Paeonia sect.Moutan)种间
关系的分子证据:GPAT基因的PCR-RFLP和序列分析[J].植物分类学
报,2004,42(3):236-244.
[8] 陈向明,郑国生,孟丽.玫瑰、月季、蔷薇等蔷薇属植物RAPD分析
[J].园艺学报,2002,29(1):78-80.
[9] 王亚玲,李勇,张寿洲.几种玉兰亚属植物的RAPD亲缘关系分析
[J].园艺学报,2003,30(3):299-302.
[10]苏友波,林春,毛静,等.香石竹品种的RAPD标记[J].园艺学报,
2004,31(1):109-111.
[11]Li G,Quiros C F.Sequence-related amplifed polymorphism(SRAP),A
new marker system based on a simple PCR reaction:its application to map-
ping and gene in Brassica[J].Theoretical and Applied Genetics,2003,107(1):
168-180.
[12]邱英雄,胡邵庆,陈跃磊,等.ISSR-PCR技术在桂华品种分类研究中
的应用[J].园艺学报,2004,31(4):529-532.
[13]张西西,徐进.万寿菊杂交一代遗传多态性的SRAP标记分析[J].园
艺学报,2008,35(8):1221-1226.
[14]Ferriol M,Pico B,Nuez F.Genetic diversity of a germplasm colection of
cucurbita pepo using SRAP and AFLP markers[J].Theoretical and Applied
Genetics,2003,107:271-282.
[15]Ferriol M,Pico B,Pascual Femandez de Cordova,Nuez F.Molecular di-
versity of a gemplasm colection of squash(Cucurbita moschata)determined
by SRAP and AFLP marker[J].Crop Science,2004,44:653-664.
[16]高丽霞,胡秀.中国姜花属基于SRAP分子标记的聚类分析[J].植物
分类学报,2008,46(6):899-905.
001
北方园艺2015(02):101~103 ·植物保护·
第一作者简介:王芳(1980-),女,宁夏吴忠人,硕士研究生,助理研
究员,现主要从事生物农药的研发与利用等研究工作。E-mail:
wangfangwf80@163.com.
责任作者:杜玉宁(1962-),男,本科,高级农艺师,现主要从事生物
农药研制和蔬菜病虫害防治等研究工作。E-mail:duyuning01@
163.com.
基金项目:宁夏回族自治区科技攻关资助项目(KGX-09-10-10);宁
夏农林科学院自主研发资助项目(NKYQ-13-09);宁夏回族自治
区自然基金资助项目(NZ14186,NZ13122)。
收稿日期:2014-10-20
DOI:10.11937/bfyy.201502028
藜芦碱对枸杞蚜虫室内活性测定及安全性评价
王   芳1,李 文 玲2,刘   畅1,金   徽3,杜 玉 宁1
(1.宁夏农林科学院 植物保护研究所,宁夏 银川750002;2.宁夏吴忠市孙家滩农业综合开发区管理委员会,宁夏 吴忠751100;
3.银川市农业技术推广服务中心,宁夏 银川750011)
  摘 要:以枸杞蚜虫为研究对象,采用浸虫法测定藜芦碱对枸杞蚜虫(成虫、若虫)的室内毒
力,采用药害评价法测定藜芦碱对枸杞树生长发育的使用安全性。结果表明:供试药剂0.5%黎
芦碱SLX与1%黎芦碱TKL对枸杞成蚜的毒力相当,0.5%黎芦碱SLX对枸杞若蚜的毒力略高
于1%黎芦碱TKL,枸杞若蚜对藜芦碱的敏感性高于枸杞成蚜。黎芦碱制剂对枸杞树的叶片、
花、果实均无药害产生,田间使用安全。
关键词:枸杞蚜虫;藜芦碱;毒力测定;安全性评价
中图分类号:S 436.639 文献标识码:B 文章编号:1001-0009(2015)02-0101-03
  枸杞蚜虫(Aphis sp.)属同翅目(Homoptera)蚜科
(Aphididae)[1],在全国枸杞种植区均有发生,主要危害
    
枸杞嫩梢、幼果,是枸杞生产中的成灾性害虫。枸杞蚜
虫在宁夏1年约发生18代左右[2],年发生代数多,繁殖
能力强,扩散蔓延快,为害时间长,防治难度大,最高可
使枸杞减产20%左右。目前,枸杞在宁夏的种植面积已
发展至4.67×104 hm2,约占全国枸杞种植总面积的三分
之一,枸杞产品已出口30多个国家和地区[3]。随着宁夏
枸杞种植面积的逐年扩增,枸杞蚜虫的危害呈加重趋
势。在枸杞生产中,防治枸杞蚜虫常以化学农药为主,
由于枸杞生长季节长,防治蚜虫次数多,致使农药残留
超标[4-5],严重破坏了枸杞的品质,危害人体健康,影响枸
杞产区的生态环境,增加了宁夏枸杞进入国际市场的难
度,为此,生产管理部门和广大农户提出了纯植物源制
  
The SRAP Analysis on the Genetic Relationship of Wild Aquilegia yabeana and
Cultivated Aquilegia caerulea
LI Sen,LI Ting-ting,KANG Xiu-ping,XING Guo-ming
(Colege of Horticulture,Shanxi Agricultural University,Taigu,Shanxi,030801)
Abstract:The genetic relationship among 10wild samples of Aquilegia yabeanafrom 8main mountains in Shanxi province
and 5horticulture cultivars of Aquilegiacaeruleawere analyzed with the method of SRAP Marker.The results showed
that 17pair primes among 88were selected for PCR,and 352clear amplified bands were obtained.The total number of
polymorphism bands was amounted to 307,the polymorphism rate of genetic was 87.2%.The 15samples’matrix of
genetic similaritycoeficient was calculated by the software of NTSYSpc-2.0,and the clustering dendrograms were
obtained for 15samples and 10samples of Aquilegia yabeana.The similaritycoeficient of 15samples was between
0.6416-0.8571,the samples had more relationship with botanical classification.The similaritycoeficient of the 10
samples of Aquilegia yabeana was between 0.7218-0.8571,and the clustering result of these samples has more
relationship with the environment and geographical distribution.
Keywords:Aquilegia yabeana;genetic relationship;SRAP analysis
101