全 文 :犇犗犐:10.11686/犮狔狓犫2015228 犺狋狋狆://犮狔狓犫.犾狕狌.犲犱狌.犮狀
谢欢,蒋林峰,马洪平,张新全,刘伟,彭燕.狗牙根品种(系)表型及分子遗传变异研究.草业学报,2016,25(3):8695.
XIEHuan,JIANGLinFeng,MAHongPing,ZHANGXinQuan,LIU Wei,PENGYan.Thephenotypictraitsandmoleculargeneticvariationof
Bermudagrass(犆狔狀狅犱狅狀犱犪犮狋狔犾狅狀)cultivarsandbreedinglines.ActaPrataculturaeSinica,2016,25(3):8695.
狗牙根品种(系)表型及分子遗传变异研究
谢欢1,蒋林峰2,马洪平1,张新全1,刘伟1,彭燕1
(1.四川农业大学动物科技学院草业科学系,四川 成都611130;2.重庆市垫江县畜牧生产站,重庆408300)
摘要:狗牙根系世界著名多年生禾本科暖季型草坪草,广泛用于不同用途草坪建植。本研究对国内审定的5个狗
牙根品种,1个新品系及1个国外引进品种进行表型性状和分子遗传的比较研究,以进一步明确我国狗牙根品种资
源的利用特性和遗传基础。结果表明,1)供试狗牙根品种(系)‘02011’在试验区域的成坪速度为53d,绿期为269
d,高于国内审定品种;2)反映株高、匍匐茎、旗叶、花序等特性的9个表型性状在品种间差异均达极显著水平(犘<
0.01);3)各品种(系)在匍匐茎表面颜色、花序抽出度、叶片上表面颜色、生长习性、生殖枝表面花青甙显色、外颖颖
壳、颖尖花青甙显色等植物新品种测试性状上表现出不同程度的群体差异;4)SRAP与SSR分子标记各18对引物
分别扩增出167和316条谱带,多态性比例分别为87.51%和70.13%,来自相同地域的供试狗牙根品种具有较近
的遗传相似度。
关键词:狗牙根;表型变异;DUS性状;遗传多样性
犜犺犲狆犺犲狀狅狋狔狆犻犮狋狉犪犻狋狊犪狀犱犿狅犾犲犮狌犾犪狉犵犲狀犲狋犻犮狏犪狉犻犪狋犻狅狀狅犳犅犲狉犿狌犱犪犵狉犪狊狊(犆狔狀狅犱狅狀
犱犪犮狋狔犾狅狀)犮狌犾狋犻狏犪狉狊犪狀犱犫狉犲犲犱犻狀犵犾犻狀犲狊
XIEHuan1,JIANGLinFeng2,MAHongPing1,ZHANGXinQuan1,LIU Wei1,PENGYan1
1.犇犲狆犪狉狋犿犲狀狋狅犳 犌狉犪狊狊犾犪狀犱犛犮犻犲狀犮犲,犃狀犻犿犪犾犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱 犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔犆狅犾犾犲犵犲,犛犻犮犺狌犪狀犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,犆犺犲狀犵犱狌
611130,犆犺犻狀犪;2.犇犲狆犪狉狋犿犲狀狋狅犳犔犻狏犲狊狋狅犮犽犘狉狅犱狌犮狋犻狅狀犛狋犪狋犻狅狀狅犳犇犻犪狀犼犻犪狀犵,犆犺狅狀犵狇犻狀犵408300,犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋:Bermudagrass(犆狔狀狅犱狅狀犱犪犮狋狔犾狅狀)isaperennial,warmseasonturfgrasswelknownandwidelyused
fordifferentpurposesthroughouttheworld.Inordertofurtherclarifythecharacteristicsandgeneticbasisof
犆.犱犪犮狋狔犾狅狀germplasminChina,thisstudyperformedacomparativestudyofthephenotypictraitsandmolec
ulargeneticsof5cultivarsand1breedingline,aswelas1cultivarintroducedinChina.Thegreenstageand
turfspeedare53and269dforthebreedingline‘02011’,higherthanthe5cultivars.Thedifferencesbetween
cultivarsintermsofplantheight,flagleaf,creepingstem,andinflorescencecharacteristicswerehighlysignifi
cant(犘<0.01).8DUS(distinctness,uniformityandstability)characteristics(includingstolonsurfacecolor,
degreesofheading,colorofsurfaceblade,reproductiveshootcyanineglucosidecolor,growthhabit,glumecy
anineglucosidecolor,glumetipcyanineglucosidecolor)differedamongthetestedcultivarstovaryingdegrees.
167and316bandswereamplifiedfor18pairsofprimersbySRAPandSSR,ofwhich87.51%and70.13%
werepolymorphic.SRAPandSSRshowedthat犆.犱犪犮狋狔犾狅狀cultivarsfromthesamegeographicalareacould
exhibitsimilarphenotypictraitsandrelativelyclosegeneticsimilarities.
86-95
2016年3月
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA
第25卷 第3期
Vol.25,No.3
收稿日期:20150429;改回日期:20150825
基金项目:四川省“十二五”饲草育种攻关项目(2011NZ009811)和现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS3505)资助。
作者简介:谢欢(1990),男,四川宜宾人,硕士。Email:5151887579@qq.com
通信作者Correspondingauthor.Email:pengyanlee@163.com
犓犲狔狑狅狉犱狊:犆狔狀狅犱狅狀犱犪犮狋狔犾狅狀;phenotypicvariation;distinctness,uniformityandstability(DUS)characters;
geneticdiversity
狗牙根(犆狔狀狅犱狅狀犱犪犮狋狔犾狅狀)隶属于禾本科画眉草亚科(Eragrostoideae)虎尾草族(Chlorideae),是世界范围
内分布最为广泛的多年生暖季型草坪草之一,原产于非洲,现在热带、亚热带和温带沿海地区均有分布。在我国
主要分布于新疆、吉林、青海、甘肃、河北、黄河流域及以南地区[1]。狗牙根因植株低矮、繁殖力强、抗旱力强、耐践
踏、质地细腻、色泽度好等优点,被广泛用于建植园林绿化、运动场、渠堤护坡、水土保持等草坪[2]。表型性状变异
研究广泛应用于种质资源评价、遗传选育、育成品种的注册登记及品种鉴定。Simone等[3]对野生型、改良型和混
合型的44份狗牙根表型观测表明,其生长速度与表型有显著关系,且匍匐茎生长速率是评价狗牙根品种的重要
指标。刘建秀等[4]通过对我国444份狗牙根种源15个外部性状变异规律统计发现,不同地区狗牙根可根据外部
形态聚为5类,即粗高型、直立型、斜高型、斜矮型和矮生型。郑玉红等[5]对我国50份狗牙根种源根状茎深度、密
度和直径进行田间观测分析,证明不同狗牙根根状茎特征与其抗寒性有密切联系。
新品种的特异性(distinctness)、一致性(uniformity)和稳定性(stability)简称DUS测试,是新品种保护的技
术基础,在作物[67]与观赏植物[89]的品种鉴定与保护中提供可靠的判定依据,而利用DUS技术鉴定狗牙根品种
鲜有报道。
传统的表型性状鉴定技术易受栽培技术、生育期和环境因素影响,极大制约着品种鉴定结果的准确性。
SRAP(sequencerelatedamplifiedpolymorphism)及 SSR(simplesequencerepeat)分子标记技术常用于作
物[1011]或牧草和草坪草品种[1213]鉴定。目前该类分子标记技术对狗牙根品种鉴定评价[1416]多单一使用,这会因
引物或分子标记技术的差异得到不同的结果,即对品种鉴定的可信性造成影响。目前结合SRAP与SSR分子标
记技术仅用于对狗牙根种质资源的评价[17],而结合SRAP与SSR鉴定不同狗牙根品种却较少报道。
与国外相比,我国传统狗牙根育种工作相对滞后,育成品种少,截至目前,审定登记的国审品种仅有12个,且
多数为野生栽培驯化品种。目前国内应用较多的依然是从国外引进的杂交改良品种。本研究结合DUS表型性
状与SRAP及SSR分子标记技术对7个狗牙根品种形态及遗传变异进行分析,探究我国现有狗牙根品种的表型
变异与遗传变异基础,以期为我国狗牙根育种工作的深入开展及促进国内狗牙根品种资源的合理利用提供理论
依据和技术支撑。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
本研究于四川省雅安市四川农业大学草业科学系科研基地进行,地理坐标为N30°08′,E103°14′,海拔600
m,属亚热带湿润季风气候。年均气温为16.2℃,最热月(7月)均温25.3℃,最冷月(1月)均温6.1℃,极端高温
37.7℃,极端低温-3℃,年降水量1774.3mm,年蒸发量1011.2mm,年均相对湿度79%,年日照时数1039.6h,
无霜期304d,日均温≥5℃的年积温5770.2℃,≥10℃年积温5231℃。试验地土壤系白垩纪灌口组紫色砂页岩
风化的堆积物形成的紫色土,土质黏重,土壤偏酸pH值为5.6,有机质含量1.46%,土壤速效N、P、K含量分别
为100.63mg/kg,4.73mg/kg,338.24mg/kg,该区域气候温和,雨量充沛,适合于多种草坪草生长,在四川盆地
丘陵平原中具有代表性。
1.2 试验材料
供试的7个狗牙根品种(系)信息见表1。
1.3 材料栽植与管理
草皮块移栽于2013年5月13日,栽植前进行人工除杂,清除石块、铁屑等杂物。耕后耙平,土块细碎,土块
直径≤1.5cm;地面平整,墒情好,移栽前施基肥。每个材料即为一个处理,7个处理,每处理重复4次,共计28
个试验小区,小区面积2m×2m,采用单因素随机区组方式排列。栽植时,选取生长健壮的狗牙根匍匐茎段,每
茎段含3个节,将茎段2个节埋入地下,1个露出地面,按株行距5cm×15cm均匀栽植。各试验小区实行统一
管理。试验时间为2013-2014年。
78第25卷第3期 草业学报2016年
表1 供试狗牙根品种(系)
犜犪犫犾犲1 犆.犱犪犮狋狔犾狅狀犮狌犾狋犻狏犪狉狊狌狊犲犱犻狀狋犺犻狊狊狋狌犱狔
品种名称
Cultivarname
登记年份
Registrationyear
品种来源
Cultivarorigins
品种类型
Cultivartype
川南Chuannan 2007 四川农业大学SichuanAgriculturalUniversity 野生栽培品种 Wildcultivatedcultivar
南京Nanjing 2001 江苏省中国科学院植物研究所InstituteofBotanyJian
gsuProvinceandChineseAcademyofScience
野生栽培品种 Wildcultivatedcultivar
阳江Yangjiang 2007 江苏省中国科学院植物研究所InstituteofBotanyJian
gsuProvinceandChineseAcademyofScience
野生栽培品种 Wildcultivatedcultivar
邯郸 Handan 2008 河北农业大学 HebeiAgriculturalUniversity 野生栽培品种 Wildcultivatedcultivar
保定Baoding 2008 河北农业大学 HebeiAgriculturalUniversity 野生栽培品种 Wildcultivatedcultivar
Tifway 1960 美国America 引进品种Introducedcultivar
02011 2012年进入国家区域试验
Enteredthenationalregional
testin2012
四川农业大学SichuanAgriculturalUniversity 野生栽培品系 Wildcultivatedstrain
1.4 试验内容与方法
1.4.1 表型性状与DUS性状观测 1)成坪速度观测:各试验材料小区盖度达到90%时所需要的天数。
2)物候期及绿期观测:主要物候期(返青期、盛花期、枯黄期)的观测以50%的植株进入该时期为准。绿期为
返青期至枯黄期之间的天数。
3)表型性状测定:在盛花期,以小区为单位随机选择10个单株,利用游标卡尺和直尺等工具,分别测定株高
(直立茎的最高点的自然高度)、匍匐茎长、匍匐茎节间长(匍匐茎中最长的一级匍匐茎)、匍匐茎节间直径(第4个
充分伸展的节间)、旗叶长度、旗叶宽度、生殖枝长度、花序长度、花序宽度共9个主要表型性状。
4)DUS性状测定:在盛花期观测匍匐茎表面颜色、花序抽出度、生长习性、叶片上表面颜色、直立茎姿态、生
殖枝表面花青甙显色、外颖颖壳、颖尖花青甙显色,狗牙根DUS性状分级评分标准如表2所示[18]。
表2 犇犝犛性状表达分级标准
犜犪犫犾犲2 犜犺犲犲狓狆狉犲狊狊犮犾犪狊狊犻犳犻犮犪狋犻狅狀狅犳犱犻狊狋犻狀犮狋狀犲狊狊,狌狀犻犳狅狉犿犻狋狔犪狀犱狊狋犪犫犻犾犻狋狔犮犺犪狉犪犮狋犲狉
性状Characters 表达分级Expressclassification
匍匐茎表面颜色SSC 绿Green(1),浅紫Lavender(2),浅褐Shalowbrown(3),紫Purple(4),棕褐Reddishbrown(5)
花序抽出度DH 紧包Tighten(1),部分Portion(2),正好Just(3),较好Better(4),良好Fine(5)
叶上表面颜色CSB 浅绿Lightgreen(1),绿Green(2),深绿Darkgreen(3),灰绿Greygreen(4),蓝绿Bluish(5)
生殖枝花青甙显色RBCGC 无Absent(1),有Present(9)
直立茎姿态ESP 直立 Upright(1),斜升 Rampup(2),斜出 Rampupout(3)
生长习性GH 直立Upright(1),半直立Semiupright(3),中Medium(5),半匍匐Semicreep(7),匍匐Creep(9)
外颖颖壳花青甙显色GCGC 无Absent(1),有Present(9)
外颖颖尖花青甙显色GTCGC 无Absent(1),有Present(9)
SSC:Stolonsurfacecolor;DH:Degreesofheading;CSB:Colorofsurfaceblade;RBCGC:Reproductiveshootcyanineglucosidecolor;ESP:Erectstem
profile;GH:Growthhabit;GCGC:Glumecyanineglucosidecolor;GTCGC:Glumetipcyanineglucosidecolor.下同。Thesamebelow.
1.4.2 SRAP与SSR分子标记 1)DNA提取:于每个试验小区中随机选取具有健康叶片的10个单株,将这
40个单株的叶片进行混合待用。利用Doyle等[19]的CTAB(cetyltrimethylammoniumbromide,十六烷基三甲
基溴化铵)法提取DNA,并分别用1%琼脂糖凝胶电泳和紫外分光光度计检测DNA纯度和浓度,合格的样品保
存于-20℃。
88 ACTAPRATACULTURAESINICA(2016) Vol.25,No.3
2)SRAP与SSR标记引物及反应体系:参考Li和Quiros[20]SRAP合成正反向引物各8条(表3),共64对引
物组合用于引物筛选,共获得18对条带清晰、多态性丰富的引物用于SRAP试验;SSR引物设计参考凌瑶等[17]
筛选出的18对狗牙根SSR引物(表4),引物由上海生工生物技术有限公司合成。PCR反应体系和程序及产物
检测参照凌瑶等[17]的方法。
表3 犛犚犃犘引物序列
犜犪犫犾犲3 犛犲狇狌犲狀犮犲狊狅犳犛犚犃犘狆狉犻犿犲狉狊
引物名称Primersname 上游碱基序列Forwardofsequences(5′-3′) 引物名称Primersname 下游碱基序列Reverseofsequences(3′-5′)
Me1 TGAGTCCAAACCGGATA em1 GACTGCGTACGAATTAAT
Me2 TGAGTCCAAACCGGAGC em2 GACTGCGTACGAATTTGC
Me3 TGAGTCCAAACCGGAAT em3 GACTGCGTACGAATTGAC
Me4 TGAGTCCAAACCGGACC em4 GACTGCGTACGAATTTGA
Me5 TGAGTCCAAACCGGAAG em5 GACTGCGTACGAATTAAC
Me6 TGAGTCCAAACCGGTAA em6 GACTGCGTACGAATTGCA
Me7 TGAGTCCAAACCGGTCC em7 GACTGCGTACGAATTCAA
Me8 TGAGTCCAAACCGGTGC em8 GACTGCGTACGAATTAGC
表4 犛犛犚引物序列
犜犪犫犾犲4 犛犲狇狌犲狀犮犲狊狅犳犛犛犚狆狉犻犿犲狉狊
引物名称Primersname 上游序列(5′-3′)Forwardofsequences(5′-3′) 下游序列(3′-5′)Reverseofsequences(3′-5′)
SG26 TGGCGGACATCCTATT GGAGAGCCCGTCACTT
W6 GTCCAGCTCTCGGATCTTGG TGCATCCAAACAAGCCATGC
M31 GAAGTCGCTGATGAGAACGTAACC GCTAGCTAGTGTGAGTTCTTCCGC
S1 TCACCAGACCACCAGCTTC GAGAACGGGCCAAGGTACT
M26 CTGTCGTAAGAGCGCCAACAG GTCTGAACGATGAACAGTACACGC
SG3 CCAACCGAGTCGCTGATG GTGGACTCTGTCGGGGCACTG
SG22 TGGGCAGGGTATCTAACTGA GCCTTTTTCTGAGCCTTGA
M22 GAGAGGTCGTCGTCGCTACTG GAGACCAGATTCTTGGAACGGTAA
SG20 TGTATGGCCTAGCTTATCT CAACAAGCCAACCTAAA
SG25 CCTCCTTTTCCTCCTCCTCCC TCAGAATCCTAGCCACCGTTG
R45 ATCGTTGCCTCGTAACAACC ACCTGCAACTGCCAGAAGAG
R38 GTCATCTACCACACCCAGCC CTTGGTCCAACCCGAACTTA
511 GAGGGCGTACAGGAAGAACA CCGAGAAGGACTTGGTGAAG
SG29 AATGAGGAAAATATGAAACAAGTACCAA AATAACAAGCGCAACTATATGAACAATAAA
W17 GTGGCAGGCAGGCAAGCAAG TGACGAGCTCATCGTCGTAG
S5 GTGGACGATGGATGGATCA ATCACCACTGCCTCTCACAA
R2 AAGTCCGTCGACAGGATGAG GCTGCTCTTCCTTGTGGCTA
M48 TGGACGATCTGCTTCTTCAGG GAAGGCTTCTTCCTCGAGTAGGTC
1.5 数据分析
利用Excel2007和SPSS19.0软件对观测性状的变异程度、变异规律进行统计分析。对获得的清晰可重复
的DNA条带进行统计,在相同迁移位置上将稳定出现的条带的有或无赋值为1和0进行统计,构成原始数据矩
阵。利用 NTSYS2.1统计分析软件计算任意两个供试材料间的遗传相似系数(GS)[21]。基于GS矩阵,按UP
GMA法(算术平均非加权配组法)进行遗传相似性聚类,并绘制树状聚类图。
98第25卷第3期 草业学报2016年
2 结果与分析
2.1 狗牙根品种(系)成坪速度
供试不同狗牙根品种(系)在试验地具有较强的扩展性,成坪速度较快。其中‘02011’品系成坪速度最快,仅
需53d,与成坪速度最慢的‘保定’狗牙根相差13d。各品种(系)成坪速度排序为:保定<邯郸<南京<Tifway
<阳江<川南<02011(表5)。
表5 供试狗牙根品种(系)成坪所需天数
犜犪犫犾犲5 犜犺犲犱犪狔狊狅犳狋狌狉犳狀犲犲犱犲犱犳狅狉
犆.犱犪犮狋狔犾狅狀犮狌犾狋犻狏犪狉狊(犾犻狀犲狊)
品种名称
Cultivar
name
建坪时间
Established
time(日/月
Day/month)
成坪时间
Turftime
(日/月
Day/month)
成坪速度
Turfspeed
(d)
02011 13/5 5/7 53
Tifway 13/5 11/7 59
保定Baoding 13/5 18/7 66
川南Chuannan 13/5 8/7 56
邯郸 Handan 13/5 16/7 64
南京Nanjing 13/5 14/7 62
阳江Yangjiang 13/5 10/7 58
表6 供试狗牙根主要物候期记录
犜犪犫犾犲6 犜犺犲狉犲犮狅狉犱狅犳犿犪犻狀狆犺犲狀狅狆犺犪狊犲
犳狅狉犆.犱犪犮狋狔犾狅狀犮狌犾狋犻狏犪狉狊
品种名称
Cultivar
name
返青期
Turfgreen
stage(日/月
Day/month)
盛花期
Florescence
stage(日/月
Day/month)
枯黄期
Witheringstage
(日/月
Day/month)
绿期
Green
stage
(d)
02011 28/3 18/5 22/12 269
Tifway 27/3 11/5 24/12 272
保定Baoding 10/4 4/6 31/12 265
川南Chuannan 30/3 23/5 22/12 269
邯郸 Handan 7/4 29/5 25/12 262
南京Nanjing 1/4 1/6 18/12 261
阳江Yangjiang 3/4 13/5 23/12 264
表7 供试狗牙根表型性状分析结果
犜犪犫犾犲7 犜犺犲狉犲狊狌犾狋狊狅犳狊狋狌犱犻犲狊狆犺犲狀狅狋狔狆犻犮犮犺犪狉犪犮狋犲狉狊狅犳狌狊犲犱犆.犱犪犮狋狔犾狅狀犮狌犾狋犻狏犪狉狊 cm
项目
Item
株高
PH
匍匐茎长
SL
匍匐茎节
间长SIL
匍匐茎节间
直径SID
旗叶长
FLL
旗叶宽
FLW
生殖枝长
RBL
花序长
IL
花序宽
IW
02011 11.8 34.0 3.2 0.119 1.7 0.122 12.4 3.1 5.7
Tifway 11.6 31.2 2.8 0.094 2.1 0.136 12.3 2.7 4.3
保定Baoding 17.4 48.5 4.9 0.145 3.5 0.182 15.8 3.9 6.6
川南Chuannan 10.8 33.5 2.7 0.122 2.0 0.152 14.6 3.4 6.4
邯郸 Handan 15.3 39.9 5.8 0.169 1.9 0.203 18.9 4.8 6.7
南京Nanjing 17.9 48.1 4.7 0.121 2.0 0.175 16.1 5.0 8.1
阳江Yangjiang 11.9 29.7 3.7 0.134 2.2 0.158 11.6 3.6 6.3
均值 Mean 13.8 37.8 4.0 0.129 2.2 0.161 14.5 3.8 6.3
最小值 Min 9.3 16.8 2.0 0.085 1.1 0.116 8.7 2.3 3.9
最大值 Max 18.4 58.3 7.5 0.195 3.8 0.226 21.0 5.2 9.6
标准差SD 3.03 8.44 1.43 0.03 0.68 0.03 3.34 0.87 1.24
犉值犉textvalue 21.622 11.263 5.152 4.976 8.843 14.974 4.325 15.338 10.366
显著性犘value 0.000 0.000 0.002 0.003 0.000 0.000 0.005 0.000 0.000
PH:Plantheight;SL:Stolonlength;SIL:Stoloninternodelength;SID:Stoloninternodediameter;FLL:Flagleaflength;FLW:Flagleafwidth;RBL:
Reproductivebranchlength;IL:Inflorescencelength;IW:Inflorescencewidth;表示在0.01水平上显著相关, 表示在0.05水平上显著相关,下
同。showsignificantcorrelationatthelevelof0.01,showsignificantcorrelationatthelevelof0.05,thesamebelow.
2.2 主要物候期及绿期
供试狗牙根品种(系)主要物候期如表6所示,在试验区域,狗牙根返青期为3月下旬至4月初,其中,‘Tif
09 ACTAPRATACULTURAESINICA(2016) Vol.25,No.3
way’、‘02011’与‘川南’的返青期为3月下旬,较其他品种返青早;盛花期为5月中下旬至6月上旬,其中‘Tif
way’开花最早,‘南京’开花最晚;12月中旬以后狗牙根陆续进入枯黄期,‘南京’狗牙根最先进入枯黄期,‘保定’
和‘邯郸’较其他品种枯黄期晚。各品种(系)绿期为261~272d,其中,‘Tifway’的绿期最长,为272d,‘南京’的
绿期最短,为261d。
2.3 表型性状变异分析
利用SPSS19.0对供试狗牙根品种9个主要坪用性状单因素方差分析,在方差齐性检验显示各样本间总体
方差齐时,犉检验表明,测定的9个坪用性状均达到极显著(犘<0.01)。比较犉值发现,株高是犉值 (21.622)最
大的坪用性状,而生殖枝长的犉值(4.325)最小;根据犉值所代表的差异度大小对不同性状变异由小到大的排序
为:生殖枝长<匍匐茎节间直径<匍匐茎节间长<旗叶长<花序宽<匍匐茎长<旗叶宽<花序长<株高(表7)。
2.4 DUS性状变异分析
对供试狗牙根品种DUS测试结果表明,7个狗牙根品种在8个DUS性状上表现出群体差异(表8)。其中,
外颖颖壳与颖尖花青甙显色,匍匐茎表面颜色差异较小,品系‘02011’匍匐茎表面紫褐色,颖壳有较深的花青甙显
色,颖尖翠绿,而品种‘保定’颖尖有明显的花青甙显色。其余 DUS性状在不同品种间差异较大。品种(系)
‘02011’、‘Tifway’花序抽出度较好,‘川南’和‘阳江’正好,而‘保定’、‘邯郸’与‘南京’部分抽出;品种‘02011’、
‘Tifway’和‘川南’叶片颜色鲜绿,‘保定’和‘邯郸’叶片颜色较深;‘保定’与‘阳江’生殖枝有较深的花青甙显色;
品种‘Tifway’匍匐生长,而‘02011’、‘川南’属于半匍匐生长类型,且这3个品种狗牙根直立茎斜出。综上所述,
品系‘02011’匍匐生长、直立茎斜出、叶片鲜绿、花序抽出度较好,外颖颖壳具有较深的花青甙显色,与其他已登记
申报的品种具有明显的差异。
表8 狗牙根品种(系)犇犝犛性状
犜犪犫犾犲8 犜犺犲犱犻狊狋犻狀犮狋狀犲狊狊,狌狀犻犳狅狉犿犻狋狔犪狀犱狊狋犪犫犻犾犻狋狔犮犺犪狉犪犮狋犲狉狅犳犆.犱犪犮狋狔犾狅狀犮狌犾狋犻狏犪狉狊(犾犻狀犲狊)
品种名称
Cultivarname
匍匐茎表面
颜色SSC
花序抽
出度DH
叶上表面
颜色CSB
生殖枝花青甙
显色RBCGC
直立茎
姿态ESP
生长习性
GH
外颖颖壳花青
甙显色GCGC
外颖颖尖花青甙
显色GTCGC
02011 紫Purple
(4)
较好Better
(4)
浅绿Light
green(1)
无Absent
(1)
斜出 Ramp
upout(3)
半匍匐Semi
creep(7)
有Present
(9)
无Absent
(1)
Tifway 紫Purple
(4)
较好Better
(4)
绿Green
(2)
无Absent
(1)
斜出 Ramp
upout(3)
匍匐Creep
(9)
无Absent
(1)
无Absent
(1)
保定Baoding 紫Purple
(4)
部分Portion
(2)
深绿Dark
green(3)
有Present
(9)
斜升 Ramp
up(2)
中 Medium
(5)
无Absent
(1)
有Present
(9)
川南Chuannan 紫Purple
(4)
正好Just
(3)
浅绿Light
green(1)
无Absent
(1)
斜出 Ramp
upout(3)
半匍匐Semi
creep(7)
无Absent
(1)
无Absent
(1)
邯郸 Handan
浅褐Shalow
brown
(3)
部分Portion
(2)
深绿Dark
green(3)
无Absent
(1)
斜升 Ramp
up(2)
中 Medium
(5)
无Absent
(1)
无Absent
(1)
南京Nanjing 紫Purple
(4)
部分Portion
(2)
深绿Dark
green(3)
无Absent
(1)
斜出 Ramp
upout(3)
中 Medium
(5)
有Present
(9)
无Absent
(1)
阳江Yangjiang 浅褐Shalow
brown(3)
正好Just
(3)
绿Green
(2)
有Present
(9)
斜升 Ramp
up(2)
中 Medium
(5)
无Absent
(1)
无Absent
(1)
2.5 狗牙根品种(系)表型性状聚类分析
利用SPSS19.0对供试狗牙根品种主要坪用性状与DUS性状聚类分析表明(图1),在欧式距离为12.0时,
可将7个品种(系)主要分为4个类组,第I聚类组为品种‘保定’、‘邯郸’,这类狗牙根植株较为高大、茎粗、叶片
较大且颜色较深,品种原产地分别为河北的保定和邯郸地区;第II类组仅有品种‘南京’,其植株较高,叶片较大,
19第25卷第3期 草业学报2016年
原产地为江苏南京;第III聚类包括‘Tifway’、‘川南’
图1 7个品种(系)狗牙根表型性状聚类结果
犉犻犵.1 犇犲狀犱狉狅犵狉犪犿狅犳7犆.犱犪犮狋狔犾狅狀犮狌犾狋犻狏犪狉狊(犾犻狀犲狊)
犱犲狉犻狏犲犱犫狔犝犘犌犕犃犳狉狅犿狋犺犲狆犺犲狀狅狋狔狆犲犱犪狋犪
和‘02011’,此类品种狗牙根植株低矮、节间细小、叶片
细小而致密且颜色鲜绿;第IV类组有品种‘阳江’,品
种原产地为广东,植株较为低矮,叶片较小。
2.6 狗牙根品种(系)SRAP和SSR标记分析
2.6.1 狗牙根SRAP与SSR标记多态性分析 采
用SRAP与SSR引物对7个狗牙根品种(系)DNA进
行PCR扩增,由表9可知,SRAP与SSR扩增总条带
分别为167与316条DNA带,多态性条带分别为146
和226条,平均每对引物扩增出的多态性条带分别为
8.11和12.55条,引物的平均多态性比率(PPB)分别
为87.51%和70.13%。SRAP引物等位位点多态性
信息含量(PIC)变幅为0.2755~0.4388,平均值为0.3714。SSR引物PIC变幅为0.2993~0.4828,平均为
0.3818。数据结果表明SRAP与SSR分子标记在狗牙根中具有良好的多态性,可以用于狗牙根种质间遗传多样
性分析(图2)。
表9 狗牙根犛犚犃犘和犛犛犚标记的多态性
犜犪犫犾犲9 犃犿狆犾犻犳犻犮犪狋犻狅狀狉犲狊狌犾狋狊犳狉狅犿18狆狉犻犿犲狉犮狅犿犫犻狀犪狋犻狅狀狊犫犪狊犲犱狅狀犛犚犃犘犪狀犱犛犛犚犿犪狉犽犲狉狊
SRAP
引物对
Primer
pairs
SRAP扩增
总条带数
Totalnumber
ofpolymorphic
bands
SRAP多态性
条带数
Numberof
polymorphic
bands
SRAP多态
性比率
Percentageof
polymorphic
bands(%)
SRAP多态性
信息含量
Polymorphism
information
content
SSR
引物对
Primer
pairs
SSR扩增
总条带数
Totalnumber
ofpolymorphic
bands
SSR多态性
条带数
Numberof
polymorphic
bands
SSR多态
性比率
Percentageof
polymorphic
bands(%)
SSR多态性
信息含量
Polymorphism
information
content
Me1-em1 5 4 80.00 0.3061 SG26 21 18 85.71 0.3609
Me1-em7 7 6 85.71 0.2755 W6 17 11 64.71 0.4081
Me2-em1 8 8 100.00 0.3878 M31 17 12 70.59 0.4172
Me3-em5 14 12 85.71 0.3741 S1 20 11 55.00 0.3732
Me3-em7 13 13 100.00 0.3516 M26 22 17 77.27 0.4156
Me3-em8 13 11 84.61 0.3636 SG3 15 11 73.33 0.3893
Me4-em1 10 7 70.00 0.3615 SG22 20 16 80.00 0.3864
Me4-em4 14 12 85.71 0.3741 M22 18 13 72.22 0.3592
Me4-em6 11 11 100.00 0.3859 SG20 18 15 83.33 0.3265
Me4-em8 10 8 80.00 0.4388 SG25 19 15 78.95 0.4082
Me5-em1 11 9 81.82 0.3900 R45 15 15 100.00 0.3265
Me5-em4 6 5 83.33 0.3592 R38 11 7 63.64 0.3864
Me6-em3 6 6 100.00 0.3673 S11 13 5 38.46 0.3673
Me6-em6 6 5 83.33 0.3755 SG29 19 16 84.21 0.4898
Me7-em1 10 8 80.00 0.4286 W17 15 7 46.67 0.4082
Me7-em8 12 11 91.67 0.3785 S5 16 4 25.00 0.3918
Me8-em2 5 5 100.00 0.3592 R2 19 12 63.16 0.2993
Me8-em8 6 5 83.33 0.4082 M48 21 21 100.00 0.3592
总和Total 167 146 总和Total 316 226
平均Average 9.28 8.11 87.51 0.3714 平均Average 17.55 12.55 70.13 0.3818
29 ACTAPRATACULTURAESINICA(2016) Vol.25,No.3
图2 7个品种(系)狗牙根犛犚犃犘(左)和犛犛犚(右)扩增结果
犉犻犵.2 犃犿狆犾犻犳犻犲犱狅犳7犆.犱犪犮狋狔犾狅狀犮狌犾狋犻狏犪狉狊(犾犻狀犲狊)犫狔犛犚犃犘(犾犲犳狋)犪狀犱犛犛犚(狉犻犵犺狋)
2.6.2 狗牙根SRAP和SSR标记聚类分析 合并
图3 7个品种(系)狗牙根遗传多样性聚类图
犉犻犵.3 犇犲狀犱狉狅犵狉犪犿狅犳犮犾狌狊狋犲狉犪狀犪犾狔狊犻狊狅犳7犆.犱犪犮狋狔犾狅狀
犮狌犾狋犻狏犪狉狊(犾犻狀犲狊)犫犪狊犲犱狅狀犛犚犃犘犪狀犱犛犛犚犿犪狉犽犲狉狊
SRAP与SSR标记,利用UPGMA法构建7个不同狗
牙根品种(系)聚类图(图3)。在遗传相似系数(GS)为
0.75时可将供试材料分为5个聚类组,第I聚类组共
有2个品种,分别为‘邯郸’、‘保定’;第II聚类组共有
2个品种(系),分别为‘02011’和‘川南’;品种‘Tif
way’、‘阳江’和‘南京’单独聚类。聚类结果显示,不
同地区的材料遗传变异较大,地理来源相同的材料聚
为一类,表明供试材料与其地理来源及地理分布存在
明显的相关性。
3 讨论
3.1 供试狗牙根表型性状变异特点
草坪草有观赏、绿化等多种用途,因而被广泛用于庭园、公园、运动场等公共场所。优质草坪草是城市建设和
园林绿化中的重要组成部分,其不仅可以提高城市美感,而且能够作为环境净化的调节剂[22]。本试验中供试狗
牙根成坪速度快、绿期长,但不同品种间具有差异。从西南地区选育的品种(系)‘02011’和‘川南’成坪速度分别
需53与56d,而绿期为269d,优于品种‘南京’、‘保定’与‘邯郸’。这与初秀娟等[23]试验结论相似,品种(系)
‘02011’和‘川南’对西南地区的适应性较优于品种‘Tifway’与‘南京’。另外,不同狗牙根品种表型性状具有广
泛的变异,7个供试狗牙根品种(系)在生长习性、直立茎姿态、叶片颜色与匍匐茎表面颜色等DUS性状测试下可
以将其进行区别。试验中不同狗牙根品种表型性状变异具有一定的规律,综合表型性状与DUS性状的聚类结果
可将供试狗牙根品种分为4类:品种‘保定’、‘邯郸’为一类,此类狗牙根植株高,叶片大且颜色深;品种(系)‘川
南’和‘02011’植株低矮、节间细小、叶片细小而致密且颜色鲜绿,且与杂交品种‘Tifway’归于同类,表明四川的2
个狗牙根品种(系)坪用特性较为优良,与其他品种相比,在外观形态上杂交狗牙根相似度更高一些;而品种‘南
京’植株较高,叶片较大,品种‘阳江’植株较为低矮,叶片较小,所以这两个狗牙根品种分别聚为一类。刘建秀
等[4]将我国狗牙根根据表型形态分为5类,与本试验中不同地区品种(系)狗牙根分类类似。综上所述,测试的品
系‘02011’植株低矮、匍匐茎细长且多节,短时间内能迅速成坪,加之叶片细而致密,颜色鲜绿、绿期长,能够形成
较为均一的草坪,具有较好坪用价值,可作为我国西南地区优质草坪草资源。
3.2 供试狗牙根分子遗传特点
利用分子标记技术能充分了解植物种质资源遗传背景,对于新品种合理选择与改良具有重要意义。本试验
利用SRAP和SSR分子标记分别获得了87.51%与70.13%多态性,高于刘伟等[24]与易杨杰等[25]对狗牙根遗传
39第25卷第3期 草业学报2016年
多样性研究结果,说明这两种分子标记多态性丰富,适用于狗牙根品种鉴定。另外,试验结合SRAP与SSR分子
标记结果对7个不同品种(系)狗牙根聚类分析发现,不同地理来源的狗牙根可聚为一类,如华北地区狗牙根品种
‘保定’和‘邯郸’,西南地区狗牙根品种(系)‘川南’与‘02011’,长江中下游地区狗牙根品种‘南京’及其以南地区
品种‘阳江’,国外引进品种‘Tifway’,这与凌瑶等[17]合并多种分子标记结果研究狗牙根遗传多样性结果类似。
而刘君等[1516]试验结果将品种‘南京’、‘阳江’和‘Tifway’区分于3个不同的聚类组也与本试验结果相同。由此
可见,结合多种分子标记结果比采用单一分子标记更能较综合、全面地反映狗牙根遗传变异特点,并有效用于狗
牙根品种的分子鉴定。
3.3 供试狗牙根表型变异与分子遗传的相互关系
表型性状和分子标记是两种常用的遗传相似性分析方法。分子标记体现DNA水平的差异,而表型性状是
环境和DNA变异共同调控的结果。本研究分别利用表型基础与遗传基础对供试狗牙根品种(系)聚类分析。聚
类结果反映了供试狗牙根品种(系)与其来源的地域环境具有一定的相关性,来自相同地域的狗牙根具有相似的
表型性状与较为接近的遗传基础;但基于表型性状和分子标记聚类结果并不完全相同,品种‘保定’与‘邯郸’,‘川
南’与‘02011’、‘南京’在形态水平和分子水平上能进行聚类,而品种‘Tifway’在形态上趋于西南地区狗牙根,分
子水平却单独聚类。其中可能原因,首先表型性状范围大、覆盖面广,植物的形态、生理、生长发育都能影响其变
异来源,大多数数量性状也易受环境变化影响,国外引进的狗牙根品种种植于西南地区,可能产生一定形态变异;
其次,基因组的变化不只是部分SRAP与SSR引物能够完整揭示,不同引物和分子标记手段得到的结果也不一
定相同,同时‘Tifway’属于美国引进的杂交狗牙根,遗传基础本身与国内狗牙根品种存在差异。所以,利用多种
分析方法研究狗牙根表型与遗传多样性,能够更好地揭示狗牙根潜在的利用价值,为收集和改良狗牙根种质资
源,选育新型狗牙根品种奠定基础。
4 结论
本研究通过对我国7个主要狗牙根品种(系)的坪用物候期、成坪速度、绿期、表型性状、DUS性状及分子遗
传多样性系统研究表明,各供试狗牙根品种表型性状与遗传背景差异明显。品系‘02011’在成坪速度、绿期、坪用
性状等方面表现突出,且分子水平与其他品种存在差异,是具有潜力的狗牙根新品系。
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊:
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59第25卷第3期 草业学报2016年