全 文 :第30卷第3期
2 0 1 5年9月
河 北 林 果 研 究
HEBEI JOURNAL OF FORESTRY AND ORCHARD RESEARCH
Vol.30No.3
Sep.2 0 1 5
文章编号:1007-4961(2015)03-0274 -05 DOI:10.13320/j.cnki.hjfor.2015.0064
不同花色杂种香水月季的SSR分析
邱彤,赵洁,崔华蕾,史亚朋,张军
(河北农业大学 林学院,河北 保定071000)
摘要:为了探究杂种香水月季花瓣颜色与遗传距离的关系,利用18对多态性高的SSR引物对红、黄、粉、黄
红、粉红5类不同花色的44个杂种香水月季品种进行遗传关系分析,结果共扩增出位点64个,多态率为
96.8%;红色杂种香水月季的多态位点百分比最高,达到76.6%;根据遗传距离进行聚类分析,结果表明,红
花和粉花遗传关系较近、黄花和粉红遗传关系较近,并对品种个体进行聚类分析,发现在分子水平上论证杂
种香水月季的亲缘关系与花色无直接关系。
关键词:杂种香水月季;SSR;花色;遗传关系
中图分类号:S 718.49;S 718.46 文献标志码:A
SSR analysis of hybrid tea rose with different colors
QIU Tong,ZHAO Jie,CUI Hualei,SHI Yapeng,ZHANG Jun
(College of Forestry,Agricultural University of Hebei,Baoding071000,China)
Abstract:18pairs of high polymorphic SSR primers of 44kinds of hybrid tea rose with red,
yelow,pink,yelowish red,soft red,were used to identify their DNA fingerprints and ana-
lyze their genetic relationship.64loci were detected,with 96.8%of total proportion of poly-
morphic loci and the highest percentage of polymorphic loci was red hybrid tea rose,reaching
76.6%.According to the cluster analysis of the genetic distance,the red and pink flowers
had a closer genetic relationship,with the same closer genetic relationship between yelow
and soft red flower.A cluster analysis was conducted on varieties of individuals,indicating
that the genetic relationship and petal color had no direct relation at the molecular level.
Key words:hybrid tea roses;SSR;petal color;genetic relationship
杂种香水月季(Hybrid Tea Roses)属蔷薇科
(Rosaceae)蔷薇属(Rosa L.),是我国重要木本观赏
花卉,且品种数量众多[1]。由于杂种香水月季具有
花大、色艳的特点,很多人常将同一花色的归为一
类,但这只是从传统形态学上的角度进行归类。而
应用分子标记可直接准确地反映生物个体在DNA
水平上的遗传差异。
SSR分子标记技术是目前品种分子鉴定研究
中稳定性好、多态性高的技术。该技术在国内外已
被广泛应用于品种鉴定、遗传图谱构建等方面[2-4]。
Noli等比较分析SSR与形态学在植物品种特异性
描述上的差异后研究发现,SSR标记分类与品种间
实际亲缘关系十分接近[5];黄平、邱显钦等也利用
SSR技术对月季进行了遗传关系分析,并获得重要
成果[6-7];刘萍等对7种不同花色的牡丹品种进行遗
传多样性的AFLP分析[8];胡国富等利用分子标记
收稿日期:2015-03-13;修改稿收期:2015-04-23
基金项目:国家林业局林业公益性行业科研专项资助项目“北方主要林木品种指纹库构建及分子鉴定技术研究”(201104039)。
作者简介:邱彤(1990-),女,河北昌黎人,硕士研究生,现主要从事林木遗传育种等研究工作。
通讯作者:张军(1979-),男,河北栾城人,博士,讲师,现主要从事林木遗传育种等工作。
第3期 邱彤等:不同花色杂种香水月季的SSR分析 275
方法研究了一串红花色遗传多样性[9]。但目前与杂
种香水月季的相关研究未见报道。为此,本研究利
用SSR分子标记技术对五类花色的44个杂种香水
月季品种进行遗传关系分析,探索杂种香水月季从
间接的表型和基因型上分类是否具有一致性,旨在
为分子标记技术在植物品种认定、区分中的应用提
供理论依据并奠定技术基础,也为杂种香水月季指
纹图谱数据库的建立积累数据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
本试验收集杂种香水月季品种44个,于2011
年7月采自北京满园春色精品月季园内,其中有纯
色品种,也有处于两种花色过渡阶段的品种。选取
当年生顶端无病虫害的叶片,分别编号塑封,放入
冰盒,于实验室低温保存,具体样品信息见表1。
表1 杂种香水月季品种信息
Table 1 The information of hydrid tea roses varieties
编号
No.
品种名
Varieties
花色
Color
编号
No.
品种名
Varieties
花色
Color
编号
No.
品种名
Varieties
花色
Color
1 里程碑 粉红 16 太阳仙子 黄 31 歌摩 红
2 蓝宝石 粉 17 月季夫人 红 32 一等奖 粉
3 古龙 黄红 18 金徽章 黄 33 第一夫人 粉红
4 粉和平 粉 19 樱桃白兰地 黄红 34 丛中笑 粉
5 优雅 粉红 20 梅朗口红 红 35 亚力克红 红
6 金背大红 黄红 21 粉扇 粉 36 X夫人 粉
7 电子表 黄红 22 和平 黄红 37 埃斯米达拉 粉红
8 金奖章 黄 23 我的选择 黄红 38 黑巴克 红
9 微笑 粉 24 丹顶 红 39 光芒 黄红
10 外交家 粉 25 女神 粉 40 电子 粉
11 赞歌 红 26 红魔 红 41 朱王 红
12 吉普赛 红 27 月季竞赛 粉 42 米琪 粉
13 金牌 黄 28 林肯先生 红 43 长梦 红
14 荣光 黄红 29 友谊 粉 44 伟大 黄红
15 漂多斯 黄 30 贝蒂 粉
1.2 试验方法
1.2.1 DNA模板制备 采用改良CTAB法提取
DNA,使用L500核酸蛋白定量分析仪测定 DNA
含量及纯度[10]。
1.2.2 SSR标记分析 从52对月季引物中筛选
出多态性高的18对(上海生工生物工程技术服务有
限公司合成),引物信息见表2。
表2 杂种香水月季引物
Table 2 The hydrid tea roses primers
编号
No.
引物名称
Primer
正向引物序列 (5'-3')
Forword sequence(5'-3')
反向引物序列 (3'-5')
Reverse sequence(3'-5')
1 Rh48 GATAGTTTCTCTGTACCCCACCTA TTGACCAGCTGCAACAAAATTAGA
2 Rh58 ACAATTTAGTGCGGATAGAACAAC GGAAAGCCCGAAAGCGTAAGC
3 RhABT12 CAAGTTTGTCTCCTTGGACC CATAGATGATTATCCTAGAGCC
4 Rh78 AAAGAAACGCGAAATCTATGATGC TCTGGATGGGATTTAAAAGACAGG
5 Rh93 GCTTTGCTGCATGGTTAGGTTG TTCTTTTTGTCGTTCTGGGATGTG
6 Rh50 TGATGAAATCATCCGAGTGTCAG TCACTTTCATTGGAATGCCAGAAT
7 Rw3K19 GCCATCACTAACGCCACTAAA GCGTCGTTCGCTTTGTTT
8 Rw19J19 GCGAGTTGACGAGTT GGGTGGGCTTCCTTAGTTA
9 Rw10M24 TTAATCCAAGGTCAAAGCTG TCTCTTTCCCTCCTCACTCT
10 Rw3N19 CTGGCTGGTTCTCTTTCTG ATGGGTCGTCGTCGATATG
11 Rw5D11 CAGATTCGCCGTAGCCCTTAC ATCCGAACCCCGACCTGAC
12 Rw11E5 GATACCGCGAAGGTGTAGT GAGTGAAAACTCTGCAATCA
13 Rw22A3 AGAGAATTGAAAAGGGCAAG GAGCAAGCAAGACACTGTAA
14 Rw22B6 ACAGTGAGTTGTCGCTTCT TTCATTGCTAGGAAGCAGTA
15 Rw23H5 AAGCTCTGCCATTGTCCACT GCCCCTCCAAACTTAACCTC
276 河 北 林 果 研 究 第30卷
续表2
编号
No.
引物名称
Primer
正向引物序列 (5'-3')
Forword sequence(5'-3')
反向引物序列 (3'-5')
Reverse sequence(3'-5')
16 Rw29B1 GTGGCAAGCTCTATGAGTTC CCCACCTTAAATTAGCTTCA
17 Rw32D19 GAAGTCCAGAGCCAATTCCA AGGGTCCTCATCCACCACTT
18 Rw55C6 GTGGATTTTCAGAGATACGC TCACAGACAGGACCACCTAT
PCR反应体系:10PCR Buffer(含 Mg2+)1μL,
dNTP Mixture(各2.5mmol/L)0.8μL,正向引物、
反向引物(20μmol/L)各0.2μL,TaKaRa Taq酶(5
U/μL)0.15μL,模板20ng,用ddH2O加至10μL。
使用Biometra TPersonal PCR仪,PCR扩增程序:
95℃预变性5min,94℃变性40s,50℃退火50s,
72℃延伸60s,30个循环;72℃延伸8min。PCR产
物经8%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,采用
AgNO3 染色显色技术,照相记录。
1.2.3 数据统计分析 采用“0,1”矩阵统计方法,
对电泳条带进行读取,应用 Popgene32 软件及
DPSv7.05软件统计数据进行分析[11],计算不同花
色群体的Nei’s遗传距离,在此基础上用类平均法
(UPGMA)进行聚类分析。
2 结果与分析
2.1 SSR扩增结果与引物多态性分析
用18对引物对 44 个样品进行扩增,其中
Rw10M24的扩增产物电泳图见图1。
M:Marker;13-28:杂种香水月季样本品种编号
M:Marker;13-28:Hydrid tea roses variety number
图1 SSR引物Rw10M24对部分样本的
PCR扩增产物电泳图
Fig.1 PCR amplification products electrophoregram
of part of the samples with SSR primers Rw10M24
图1结果表明:共扩增出位点64个,其中多
态性位点62个,总多态率为96.8%,引物多态性信
息见表3。
表3 SSR引物扩增结果
Table 3 The results of SSR primers amplification
序号
No.
引物
Primer
位点
Loci
多态性位点
Polymorphic
loci
多态性比率/%
Polymorphism
ratio
1 Rw3K19 4 3 75
2 Rw10M24 3 3 100
3 Rw5D11 6 6 100
4 Rw11E5 2 2 100
5 Rw22B6 4 4 100
6 Rw23H5 2 2 100
7 Rw29B1 3 3 100
8 Rw32D19 3 3 100
9 Rw55C6 3 3 100
10 Rh48 4 4 100
11 Rh93 4 4 100
12 RhABT12 4 4 100
13 Rw19J19 3 3 100
14 Rh58 5 5 100
15 Rh50 3 2 67
16 Rw22A3 3 3 100
17 Rw3N19 3 3 100
18 Rh78 5 5 100
合计 64 62 -
平均 3.56 3.44 96.8
2.2 遗传多样性分析
不同花色的杂种香水月季的遗传多样性统计
分析结果如表4所示。
表4 不同花色杂种香水月季类群的遗传多样性分析
Table 4 Genetic diversity analysis of hydrid tea roses with different colors in group
花色
Color
样品数
Samples
Na Ne He I PPL/%
红 12 1.766±0.427 1.471±0.385 0.270±0.197 0.402±0.273 76.56
黄 5 1.547±0.502 1.313±0.371 0.185±0.196 0.280±0.280 54.69
粉 14 1.688±0.467 1.443±0.400 0.251±0.207 0.371±0.290 68.75
黄红 9 1.563±0.500 1.405±0.421 0.224±0.220 0.325±0.310 56.25
粉红 4 1.563±0.500 1.350±0.393 0.202±0.203 0.302±0.288 56.25
平均 - 1.844±0.366 1.456±0.357 0.270±0.183 0.408±0.250 84.38
注:Na为观察的等位基因数;Ne为有效等位基因数;He为 Nei’s基因多样性;I为香农指数。
第3期 邱彤等:不同花色杂种香水月季的SSR分析 277
由表2可知,平均 Nei’s基因多样性指数为
0.270,平均香农指数为0.408。各花色中杂种香水
月季资源多态位点百分比最高的是红色杂种香水
月季,达到76.56%;最低的是黄色杂种香水月季,
仅为54.69%。
2.3 遗传距离和聚类分析
不同花色类群间的遗传距离列于表5。
表5 杂种香水月季类群间Nei’s遗传距离
Table 5 Nei’s pairwise genetic distances between
hydrid tea roses with different colors
花色
Color
红
Red
黄
Yelow
粉
Pink
黄红
Yelow
and red
黄 0.075 -
粉 0.034 0.062 -
黄红 0.039 0.093 0.039 -
粉红 0.074 0.073 0.067 0.092
由表5可知,杂种香水月季类群间Nei’s遗传
距离范围为0.034~0.093。黄花和黄红花之间遗
传距离最高达到0.093,而红花和粉花之间的遗传
距离最低,仅为0.034。根据花色间的遗传距离进
行聚类,结果见图2。
图2 不同花色杂种香水月季类群间聚类分析
Fig.2 Clustering figure of groups hydrid tea rose
varieties with different colors
由图2可知,红花和粉花聚为一类,再与黄红花
聚为一类;黄花和粉红聚为一类。为了进一步分析
杂种香水月季品种的遗传关系是否与花瓣颜色有
关,将44个品种个体进行聚类分析,见图3。
由图3结果表明,品种个体的亲缘关系较近,但
与花色无关。
图3 44个杂种香水月季品种聚类分析
Fig.3 Clustering figure of 44hydrid tea rose varieties
3 讨论
本试验将44个杂种香水月季品种根据花色不
同,分为红、黄、粉、黄红、粉红5个类群,遗传距离范
围为0.034~0.093。类群聚类分析表明,红花和粉
花聚为一类,再与黄红花聚为一类;黄花和粉红颜
色的花被聚为一类。这与猜想粉红颜色的花在遗
传距离上位于红色和粉色花之间,黄红颜色的花在
遗传距离上位于黄色和红色花之间的结果不相符。
胡国富等在对一串红花色遗传多样性研究时也同
样发现,紫色和红色首先聚在一起,然后和红白花
278 河 北 林 果 研 究 第30卷
聚在一起,最后与白色一串红聚在一起[9]。这表明
花瓣颜色越接近的品种其亲缘关系越近的说法不
可靠。
个体聚类结果显示,同种花色的品种未能划分
为一类,表型和基因型上的分类结果不一致。这与
刘萍等对不同花色牡丹品种的研究结果相同[8]。这
可能是由于杂种香水月季是由香水月季(三级保护
植物)和杂种长春月季杂交而来,亲本种类少,基因
型窄,遗传多样性低,且经过多次人工杂交,杂合程
度高[1,12];也可能是由于控制花色的基因是基因组
中的少数基因[13],通过SSR标记揭示的是基因组
平均水平上的遗传差异,检测的位点也是有限的。
而本试验所标记的多态性位点可能与花色基因无
相关性。这有待于结合其他标记技术做进一步分
析研究,收集更为广泛的供试材料,选取多态性更
高的引物[14],以确定不同花色杂种香水月季间的遗
传关系,建立遗传图谱,明确亲缘关系,指导育种工
作,更好地开发、利用和保护杂种香水月季资源。
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(编辑 潘秀华)