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西藏色季拉山野生西南草莓(Fragaria moupinensis)遗传多样性的初步研究



全 文 :文章编号:1001 - 4829(2011)05 - 1895 - 04
收稿日期:2011 - 05 - 12
基金项目:西藏自治区一般科技计划研究项目“西藏野生果树
种质资源及其多样性研究”
作者简介:李荣钦(1966 -) ,女,副教授,硕士,主要从事果树生
理生态及种质资源研究,Tel:13618942002,* 为通讯作者,E-
mail:applechao@ hotmail. com。
西藏色季拉山野生西南草莓(Fragaria moupinensis)
遗传多样性的初步研究
李荣钦1,关法春1,孟凡娟2,王 超1*
(1.西藏农牧学院,西藏 林芝 860000;2. 东北林业大学生命科学学院,哈尔滨 黑龙江 150040)
摘 要:采用 RAPD 分子标记技术,从 42 个引物种筛选出 10 个引物对 11 份西藏色季拉山野生西南草莓的遗传多样性进行评价。
结果表明,草莓植株的相似系数变化范围为 0. 91 ~ 0. 99,平均相似系数为 0. 95,说明色季拉山野生西南草莓亲缘关系比较近,遗传
分异程度较低。利用 RAPD技术所获得西藏不同海拔的遗传相似性较高,很难在它们之间划分出明显的类群。
关键词:西南草莓;RAPD;遗传变异
中图分类号:S663. 9 文献标识码:A
Genetic Polymorphism by RAPD of Fragaria moupinensis
in Sejila Mountain of Tibet
LI Rong-qin1,GUAN Fa-chun1,MENG Fan-juan2,WANG Chao1*
(1. Tibet Agricultural and Animal Husbandry College,Tibet Linzhi 860000,China;2 College of Life Science,Harbin Heilongjiang 150040,
China. )
Abstract:RAPD and morphological analysis were carried out on 11 strawberry in Sejila Mountain of Tibet. The fingerprints of 11 genotypes
were generated using RAPD method. The results showed that 10 primers were screened from 42 arbitrary primers,the average coefficient was
0. 95,which ranged from 0. 91 to 0. 99,suggesting that there was a poor genetic polymorphism among them. RAPD technique could not find
the genetic polymorphic diversity for the Fragaria moupinensis (Franch)Card in Sejila Mountain of Tibet,which was not a good method to
study the genetic relationship of strawberry under different altitude in Sejila Mountain of Tibet.
Key words:Fragaria moupinensis (Franch)Card;RAPD;Genetic diversity
草莓属于蔷薇科(Rosaceae)草莓属(Fragaria)
的多年生草本植物,国内外有关研究中记载草莓属
植物约有 50 种,但其中包括了许多亚种、变种和同
物异名种[1 ~ 3]。我国对西藏草莓的分类研究和描述
记载比较晚,1983 年的《西藏植物志》记载了西藏分
布了西南草莓[F. moupinensis (Franch)Card.]、
裂萼草莓 (F. daltoniana Gay.)、纤细草莓 (F. gra-
cilis Lozinsk.)和西藏草莓 (F. nubicola Lindl.)[4],
共计 4 种,2005 年的《中国果树志·草莓卷》[5]和雷
家军等[6],同样根据《西藏植物志》记录记载了 4 种
草莓,其中西南草莓是分布最广的一个草莓种。
野生草莓种群蕴涵丰富的遗传多样性,为熟期
育种、耐晚霜及抗病等育种提供了重要的种质资源,
并对世界栽培草莓品种的驯化起着决定性作用。我
国西藏自治区东南部为热带高山峡谷,西北部为亚
寒带的高原,复杂的气候、地理等自然条件和较新的
地质历史造就了复杂多样的草莓生境条件,在植物
长期的生态适应下,野生草莓各生态地理群草莓种
类之间在外形、抗病性、适应性等方面发生了明显的
性状差异,这种性状分化反映了野生草莓丰富的遗
传多样性,并通过休眼期、自交亲和性、抗逆性和适
应性等表现出来。由于西藏地形复杂,气候寒冷、干
旱多风、昼夜温差大,易促成具有耐寒、耐旱和耐瘠
薄等特性的优良野生草莓种质资源的形成,其特殊
种质在世界上都是独一无二的,这也是进行栽培草
莓品种改良的重要潜在基础资源。
目前,西藏野生草莓的资源分布和不同生态区
系的草莓遗传结构研究一直没有进行开展,与其他
果树植物在遗传多样性、物种起源演化和种质资源
5981
2011 年 24 卷 5 期
Vol. 24 No. 5
西 南 农 业 学 报
Southwest China Journal of Agricultural Sciences
DOI:10.16213/j.cnki.scjas.2011.05.067
表 1 供试材料
Table 1 Strawberry cultivars used in the experiment
编号
Code
位置
Location
海拔 (m)
Altitude
1 西坡 3724
2 西坡 3724
3 东坡 4450
4 东坡 3087
5 西坡 3776
6 东坡 4450
7 西坡 4192
8 东坡 3862
9 东坡 3819
10 西坡 3862
11 东坡 3862
鉴定评价等[7 ~ 9]方面的研究成果相比,西藏野生草
莓在这些关键领域和国内外其他种草莓属植物的差
距极大。因此,开展野生草莓种质资源分布和遗传
多样性研究不仅对野生草莓资源的本底调查和草莓
属植物起源演化研究的完善有重要意义,而且对全
国优良草莓品种的培育有着不可估量的价值。当前
分子生物学技术是目前国内外野生植物资源遗传多
样性研究的主要技术手段之一[10 ~ 12]。本研究以分
布于色季拉山地区的野生西南草莓为研究对象,利
用 RAPD方法深入研究草莓群体的遗传多样性以及
草莓各地区系之间的亲缘关系,为优良草莓种质的
转化应用奠定基础[13 ~ 14],该前期性研究为今后开展
西藏野生草莓种质资源的遗传多样性研究提供了有
益的探索和参考。
1 材料与方法
1. 1 材料
以采集自西藏林芝县色季拉山东西坡两侧,自
然环境下野生西南草莓为试验材料 (表 1)。
本试验所用引物由上海生物工程公司合成,其
它生物药品均购自大连宝泰克公司,扩增反应在 PE
公司生产的 Themal Cycler 480 PCR 仪上进行扩增。
1. 2 方法
针对反应体系中模板 DNA、引物、dNTP、Mg2 +、
Taq DNA酶浓度设不同处理:其中 DNA模板分别设
置为 10、15、20、25 和 30 ng;引物浓度设置分别为 0.
05、0. 1、0. 15、0. 2 和 0. 25 μmol /L;dNTP 浓度设置
为 30、60、90、120 和 150 μmol /L;Taq DNA 聚合酶
0. 5、1、1. 5、2 和 2. 5 U。从而进行从草莓 RAPD 体
系的优化。
M:DL2000;1 ~ 11 分别代表样品编号
M:DL2000;1 - 11 represent the codes of samples
图 1 引物 S130 扩增情况
Fig. 1 Electrophoretic patterns amplified with the S 130 primer
从 42 个随机引物中筛选出 10 个扩增产物稳
定、重复性好的引物,对所有样本的基因组 DNA 进
行扩增。经预实验优化条件后确定反应体系为:在
20 μl PCR的反应体积中,以 DNA 模板量为 25 ng,
引物用量为 0. 15 μmol /L,dNTP 用量为 120 μmol /
L,Mg2 +用量为 2. 5 mmol /L,Taq DNA 聚合酶为 1. 5
U为最优的反应体系。反应在 Themal Cycler 480
PCR 仪上进行,扩增产物经 1. 5 %琼脂糖凝胶电泳
检测,EB染色后于 ChampGel1000(北京赛智创业有
限公司)记录拍照。
1. 3 数据分析
根据 Nei 公式计算遗传相似性系数 F = 2Nxy /
(Nx + Ny)式中,F 代表遗传相似性系数,Nx,Ny 分
别代表样本 x和 y 所扩增的条带数,Nxy 代表二者
共有的条带数;利用 UPGMA (Unweighted pair group
method using arithmetic average)方法进行聚类分析,
采用 NTSYSpc 2. 1 软件构建野生西南草莓株系的系
统树。
2 结果与分析
2. 1 遗传相似性分析
草莓植株的相似系数变化范围从 0. 91 ~ 0. 99,
平均相似系数为 0. 94(图 1 和表 2) ,其中 11 和 8 号
植株的遗传相似系数最大,为 0. 99,其次为 4 和 6
号植株的遗传相似系数最小,为 0. 91,利用 RAPD
技术所获得西藏不同海拔的遗传相似性较高,所以
应该采用多态性较强的其它技术进一步分析,以探
明草莓的遗传相似性。
2. 2 聚类分析
对 13 个引物扩增的结果,采用 NTSYSpc 2. 1 软
件计算遗传距离和进行聚类,在聚类图(表 2,图 2)
上可以看出材料的相似系数在 0. 91 ~ 0. 99 之间,说
明亲缘关系比较近,很难在它们之间划分出明显的
类群。
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表 2 遗传相似性系数
Table 2 Coefficient of genetic similarity
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1 1. 00
2 0. 96 1. 00
3 0. 96 0. 97 1. 00
4 0. 94 0. 95 0. 98 1. 00
5 0. 94 0. 95 0. 95 0. 94 1. 00
6 0. 97 0. 94 0. 94 0. 95 0. 97 1. 00
7 0. 96 0. 92 0. 95 0. 91 0. 97 0. 96 1. 00
8 0. 95 0. 93 0. 94 0. 92 0. 94 0. 95 0. 96 1. 00
9 0. 95 0. 93 0. 94 0. 92 0. 94 0. 95 0. 95 0. 96 1. 00
10 0. 96 0. 95 0. 94 0. 93 0. 96 0. 96 0. 97 0. 98 0. 98 1. 00
11 0. 97 0. 94 0. 96 0. 4 0. 95 0. 97 0. 96 0. 99 0. 97 0. 99 1. 00
图 2 草莓材料聚类图
Fig. 2 RAPD dendrogram of strawberry
3 讨 论
本研究显示,11 个地点的野生西南草莓遗传平
均相似性系数高达 0. 95,株系之间遗传变异较小,
以色季拉山的野生草莓进行杂交育种,获得较大杂
种优势的预期较小。但是由于本试验的样本数量较
小,其初步研究的结果代表性并不是很强,利用
RAPD技术所获得西藏不同海拔的遗传相似性较
高,所以应该采用多态性较强的其它技术进行进一
步分析,以充分探明色季拉山野生西南草莓的遗传
相似性。
一个物种种群内的个体基因水平互有差异,通
常表现为各种遗传变异,进而反映出物种的进化潜
力及对环境的适应性。即使是同一生态型的草莓如
果其生境不同,也会产生不同的表型分化,只不过是
分化程度大小有差异,其中遗传相似性系数是衡量
种群遗传变异的主要指标之一[15 ~ 16]。通过分子标
记技术对材料进行种群遗传变异程度的鉴定,可对
杂交后代进行“亲缘跟踪”和定向选择,为核心种质
的利用策略提供理论依据。
4 小 结
草莓植株的相似系数变化范围从 0. 91 ~ 0. 99,
平均相似系数为 0. 95,说明亲缘关系比较近,利用
RAPD技术所获得西藏不同海拔的遗传相似性较
高,很难在它们之间划分出明显的类群。
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(责任编辑 李 洁)
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