[目的]油橄榄作为重要的油料经济作物,其健康价值越来越受到人们的重视,相关产业在我国已初具规模.引种品种混乱和遗传关系不明确影响了我国油橄榄事业的进一步发展,因此我国油橄榄品种的遗传变异有待评估.[方法]采用SRAP技术对32个来自四川西昌市的油橄榄品种进行遗传多样性分析,其中5个油橄榄品种为国内育种品种,27个油橄榄品种为国外引种品种.利用改良的CTAB法提取得到32个油橄榄品种的基因组DNA.[结果]25对SRAP引物共扩增出293条多态性条带,平均每对引物扩增出11.72条多态性条带,平均多态性比率为90.75%;引物组合M5E5扩增出的多态性条带最多(37条);期望杂合度(He)为0.804~0.958(平均0.896),多态性信息含量(PIC)为0.773~0.955(平均0.884),一致性概率(PI)为0.004~0.067(平均0.024).筛选得到的25对SRAP引物扩增条带多态性好,具有更强的鉴别能力.基于UPGMA法的聚类分析结果显示,所有品种分为3大类,品种间的遗传相似性为0.59~0.89(平均0.74),遗传相似性最高的2个品种(‘希腊3号’和‘配多灵’)为0.89.国内育种品种分布于不同的类群中, ‘中山24’为通过‘阿斯’实生选优而来的,二者在形态学和遗传学方面均有较高的相似性,进一步证实了国内品种育种途径以及与国外品种的亲缘关系. ‘哥朗米扎’与‘未知米扎’聚在一类,‘希腊3号’与‘配多灵’聚在一类,且遗传相似性系数最高.主坐标分析(PCA)显示,所有油橄榄品种可分为3个群体,累计贡献率为20.4%.UPGMA分析中的第Ⅱ类的所有品种都聚在PCA分析的Group Ⅰ内,两者分析结果一致.[结论]综合不同油橄榄品种形态学(果质量、含油率、叶片形状等)和遗传学数据(育种背景、遗传相似性系数等)分析,部分引种品种的分类并未按照其地理起源来划分,而是由其遗传学和形态学数据共同来决定的.由以上结果可知,SRAP标记技术用于分析油橄榄遗传多样性简便、可靠.油橄榄遗传多样性比较丰富,我国引种油橄榄品种存在同种异名、命名混乱、受外界影响存在高度的遗传变异等情况.今后要加大运用SRAP和其他一些新型分子标记对油橄榄进行遗传多样性分析和种质鉴定,开辟基因定位和功能鉴定新途径,加大遗传图谱构建的密度和遗传距离;将传统育种方法与分子标记相结合,缩短育种年限,提高育种效率.
[Objective]As an important economic crop, the value of olive(Olea europaea) for health has been paid more and more attention. And the olive industry in China has reached a certain scale. Mislabeling and synonyms in introduced varieties have affected the development of China‘s olive industry. So there is a need to assess genetic variation of olive varieties in China. [Method]SRAP technology was applied to conduct genetic diversity analysis for 32 olive varieties from Xichang, Sichuan Province. 5 olive varieties among them were bred in China and 27 varieties were introduced. Genomic DNA was extracted for 32 olive varieties by the improved CTAB method. [Result]A total of 293 (90.75%) polymorphic bands were amplified by 25 pairs of primers and 11.72 polymorphic bands in average were amplified from each pair of primers. The most polymorphic bands (37) were amplified by primers M5E5. The expected heterozygoisty (He) varied from 0.804 to 0.958 (mean, 0.896), while the values of polymorphic information content(PIC) varied from 0.773 to 0.955 (mean, 0.884). The probability of identity (PI) varied from 0.004 to 0.067 (mean, 0.024). As the clustering analysis indicated, all varieties could be clustered into 3 groups and the genetic similarity (GS) varied from 0.59 to 0.89 (mean, 0.74). The highest genetic similarity between two varieties (‘Greece 3#’ and ‘Pendolino’) was 0.89. Varieties bred in China were distributed in 3 groups. ‘Zhongshan 24’ was developed from seedling selection of ‘Ascolana Tenera’, which displayed high similarity in both morphology and genetics. This further proved the relations between varieties bred in China and introduced foreign varieties. ‘Mixaj I Dukat’-‘Mixaj’ and ‘Greece 3#’-‘Pendolino’ were clustered together with high genetic similarity. The PCA analysis indicated that all varieties could be clustered into 3 groups explaining 20.8% of the total variation. Varieties of the group Ⅰ of PCA analysis were all contained cluster Ⅱ of UPGMA, indicating consistence between the two ways of analysis. [Conclusion]According to the morphology of different olive varieties (fruit mass, oil content, leaf shape etc.) and genetic (breeding background and genetic similarity etc.) data, the cluster of some introduced varieties were not in consistence with their geographical origins, probably due to both genetic and morphological data. SRAPs can be applied to olive genetic diversity analysis more simply and reliably. The introduced olive varieties displayed a genetic diversity, and there were confusions of variety names and high genetic variation due to environment effects. In the future, SRAP markers and other new molecular markers can be used to further analyze genetic diversity and germplasm identification. Moreover, new technologies of gene mapping and identification of gene functions can be also used to construct high-density genetic linkage maps. Traditional breeding and molecular markers should be integrated to accelerate the process of breeding.
全 文 :第 51 卷 第 1 期
2 0 1 5 年 1 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 51,No. 1
Jan.,2 0 1 5
doi:10.11707 / j.1001-7488.20150119
收稿日期: 2014 - 04 - 01; 修回日期:2014 - 10 - 22。
基金项目:四川省科技厅科技支撑计划项目(12ZC2220)。
* 黄乾明为通讯作者。
基于 SRAP标记的油橄榄品种遗传多样性分析*
占明明1 杨 毅2 程子彰1 苏光灿3 胡 伟3 陈华萍1 黄乾明1
(1. 四川农业大学理学院 雅安 625014; 2. 四川农业大学生命科学学院 雅安 625014;
3. 四川省凉山州中泽新技术开发有限责任公司 西昌 615000)
摘 要: 【目的】油橄榄作为重要的油料经济作物,其健康价值越来越受到人们的重视,相关产业在我国已初
具规模。引种品种混乱和遗传关系不明确影响了我国油橄榄事业的进一步发展,因此我国油橄榄品种的遗传变
异有待评估。【方法】采用 SRAP 技术对 32 个来自四川西昌市的油橄榄品种进行遗传多样性分析,其中 5 个油
橄榄品种为国内育种品种,27 个油橄榄品种为国外引种品种。利用改良的 CTAB 法提取得到 32 个油橄榄品种
的基因组 DNA。【结果】25 对 SRAP 引物共扩增出 293 条多态性条带,平均每对引物扩增出 11. 72 条多态性条
带,平均多态性比率为 90. 75% ;引物组合 M5E5 扩增出的多态性条带最多(37 条) ;期望杂合度(H e )为 0. 804 ~
0. 958(平均 0. 896),多态性信息含量( PIC)为 0. 773 ~ 0. 955 (平均 0. 884),一致性概率 ( PI) 为 0. 004 ~ 0. 067
(平均 0. 024)。筛选得到的 25 对 SRAP 引物扩增条带多态性好,具有更强的鉴别能力。基于 UPGMA 法的聚类
分析结果显示,所有品种分为 3 大类,品种间的遗传相似性为 0. 59 ~ 0. 89(平均 0. 74),遗传相似性最高的 2 个
品种(‘希腊 3 号’和‘配多灵’)为 0. 89。国内育种品种分布于不同的类群中,‘中山 24’为通过‘阿斯’实生选
优而来的,二者在形态学和遗传学方面均有较高的相似性,进一步证实了国内品种育种途径以及与国外品种的
亲缘关系。‘哥朗米扎’与‘未知米扎’聚在一类,‘希腊 3 号’与‘配多灵’聚在一类,且遗传相似性系数最高。主
坐标分析( PCA)显示,所有油橄榄品种可分为 3 个群体,累计贡献率为 20. 4%。UPGMA 分析中的第Ⅱ类的所有
品种都聚在 PCA 分析的 Group Ⅰ内,两者分析结果一致。【结论】综合不同油橄榄品种形态学(果质量、含油率、
叶片形状等)和遗传学数据(育种背景、遗传相似性系数等)分析,部分引种品种的分类并未按照其地理起源来
划分,而是由其遗传学和形态学数据共同来决定的。由以上结果可知,SRAP 标记技术用于分析油橄榄遗传多样
性简便、可靠。油橄榄遗传多样性比较丰富,我国引种油橄榄品种存在同种异名、命名混乱、受外界影响存在高
度的遗传变异等情况。今后要加大运用 SRAP 和其他一些新型分子标记对油橄榄进行遗传多样性分析和种质鉴
定,开辟基因定位和功能鉴定新途径,加大遗传图谱构建的密度和遗传距离;将传统育种方法与分子标记相结
合,缩短育种年限,提高育种效率。
关键词: 油橄榄; SRAP; 遗传多样性
中图分类号:S718. 46;S718. 49 文献标识码:A 文章编号:1001 - 7488(2015)01 - 0157 - 08
Genetic Diversity of Olive Varieties Based on SRAP Markers
Zhan Mingming1 Yang Yi2 Cheng Zizhang1 Su Guangcan3 Hu Wei3 Chen Huaping1 Huang Qianming1
(1 . College of Science,Sichuan Agricultural University Ya’an 625014; 2 . College of Life Sciences,Sichuan Agricultural
University Ya’an 625014; 3 . Sichuan Liangshan New Technology Development Co.,Ltd. Xichang 615000)
Abstract: 【Objective】As an important economic crop,the value of olive(Olea europaea) for health has been paid more
and more attention. And the olive industry in China has reached a certain scale. Mislabeling and synonyms in introduced
varieties have affected the development of China’s olive industry. So there is a need to assess genetic variation of olive
varieties in China. 【Method】SRAP technology was applied to conduct genetic diversity analysis for 32 olive varieties from
Xichang,Sichuan Province. 5 olive varieties among them were bred in China and 27 varieties were introduced. Genomic
DNA was extracted for 32 olive varieties by the improved CTAB method. 【Result】A total of 293 (90. 75% ) polymorphic
bands were amplified by 25 pairs of primers and 11. 72 polymorphic bands in average were amplified from each pair of
primers. The most polymorphic bands (37) were amplified by primers M5E5. The expected heterozygoisty (H e ) varied
from 0. 804 to 0. 958 (mean,0. 896),while the values of polymorphic information content( PIC) varied from 0. 773 to
林 业 科 学 51 卷
0. 955 (mean,0. 884) . The probability of identity (PI) varied from 0. 004 to 0. 067 (mean,0. 024) . As the clustering
analysis indicated,all varieties could be clustered into 3 groups and the genetic similarity (GS) varied from 0. 59 to 0. 89
(mean,0. 74 ) . The highest genetic similarity between two varieties (‘Greece 3 #’ and ‘Pendolino’) was 0. 89.
Varieties bred in China were distributed in 3 groups. ‘Zhongshan 24’was developed from seedling selection of‘Ascolana
Tenera’,which displayed high similarity in both morphology and genetics. This further proved the relations between
varieties bred in China and introduced foreign varieties. ‘Mixaj I Dukat’-‘Mixaj’and‘Greece 3 #’-‘Pendolino’were
clustered together with high genetic similarity. The PCA analysis indicated that all varieties could be clustered into 3
groups explaining 20. 8% of the total variation. Varieties of the group Ⅰ of PCA analysis were all contained cluster Ⅱ of
UPGMA,indicating consistence between the two ways of analysis. 【Conclusion】According to the morphology of different
olive varieties ( fruit mass,oil content,leaf shape etc. ) and genetic ( breeding background and genetic similarity etc. )
data,the cluster of some introduced varieties were not in consistence with their geographical origins,probably due to both
genetic and morphological data. SRAPs can be applied to olive genetic diversity analysis more simply and reliably. The
introduced olive varieties displayed a genetic diversity,and there were confusions of variety names and high genetic
variation due to environment effects. In the future,SRAP markers and other new molecular markers can be used to further
analyze genetic diversity and germplasm identification. Moreover,new technologies of gene mapping and identification of
gene functions can be also used to construct high-density genetic linkage maps. Traditional breeding and molecular
markers should be integrated to accelerate the process of breeding.
Key words: Olea europaea; SRAP; genetic diversity
油橄榄(Olea europaea)为木犀科(Oleaceae)木
犀榄属(Olea)常绿乔木,早期在环地中海和小亚细
亚地区栽培,因其橄榄油中高含量的单不饱和脂肪
酸以及酚类、维生素等天然营养成分而被誉为“地
中海的液体黄金”,目前油橄榄已成为地中海地区
重要农业资源之一 (Bandelj et al.,2004)。近几十
年来在美国、澳大利亚、南非等国家已有大量引种栽
培,20 世纪 60 年代我国首次从阿尔巴尼亚引种油
橄榄并成功栽培 (Breton et al.,2006)。
油橄榄经过长时间的进化与变异,其遗传资源
相当丰富,在形态学和农艺学方面都具有丰富的遗
传多样性,包括大量的栽培型和野生型 (Cantini et
al.,1999 )。据 Rugini 等 (1992 )统计全世界共有
2 600个油橄榄栽培品种,仅在意大利就有至少 300
个品种。我国从 20 世纪 60 年代起大量引种油橄
榄,目前已经取得很大进展。随着人们对油橄榄价
值认识度的提高,橄榄油的需求量必将与日俱增,如
何提高我国橄榄油产量与质量,这就对油橄榄遗传
多样性研究和种质鉴定提出了更高的要求。
目前国外利用分子标记对油橄榄进行遗传多样
性分析、遗传连锁图谱构建和基因定位研究 (De la
Rosa et al.,2003; Wu et al.,2004 ) 已相当成熟,
RAPD ( Besnard et al.,2001; Guerin et al.,2002;
Martins-Lopes et al.,2008)、AFLP (Angiolillo et al.,
2006; Montemurro et al.,2008)、SSR (Cipriani et al.,
2002; Dastkar et al.,2013; Erre et al.,2010)、ISSR
(El Saied et al.,2012; Gomes et al.,2009; Souza et
al.,2012)、SRAP ( I爧k et al.,2011) 等 DNA 分子标
记技术在国外已被广泛应用于油橄榄遗传育种研
究,而国内利用分子标记研究油橄榄遗传多样性的
工作还处于起步阶段,仅出现少量、单一的 RAPD、
SSR 和 ISSR 研究报道。马万里等(2006)和邱源等
(2008)分别将 RAPD 技术用于油橄榄品种研究,李
金花等(2012)利用荧光 SSR 标记对油橄榄品种进
行了遗传多样性分析,陈海云等(2013)和宁德鲁等
(2013)分别利用 ISSR 技术对油橄榄品种做了遗传
多样性和聚类分析,而运用 SRAP 技术对油橄榄进
行遗传多样性和分子鉴定的研究国内尚未见报道。
SRAP(sequence-related amplified polymorphism)是
一种基于 PCR 技术的新型标记系统,与 AFLP 和
RAPD 标记相比,具有操作简单、重复性好和多态性
高等优势( Li et al.,2001)。本研究目的在于利用
SRAP 标记技术对采自四川西昌市的 32 个油橄榄
品种进行遗传多样性分析,为油橄榄品种鉴定和遗
传育种提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料 试验材料采自四川西昌市中泽公
司油橄榄品种园,每个品种选取 1 个单株。共 32 个
品种(表 1),其中 5 个为我国选育的品种(表 2)。
851
第 1 期 占明明等: 基于 SRAP 标记的油橄榄品种遗传多样性分析
表 1 32 个油橄榄品种及其原产国①
Tab. 1 List of the 32 olive cultivars and country of origin
编号
No.
品种
Cultivar
原产地
Origin
用途
Use
编号
No.
品种
Cultivar
原产地
Origin
用途
Use
1 美佳伦 Megaritiki 希腊 Greece O /T 17 巴利亚 Barnea 以色列 Israel O
2 北庆米扎 Mixaj Pegenit 阿尔巴尼亚 Albania O 18 坦彩 Tanche 法国 France O /T
3 莱星 Leccion 意大利 Italy O 19 寒科克 Bardhe I Krauje 阿尔巴尼亚 Albania O
4 卡拉马达 Kalamata 希腊 Greece T 20 奥托卡 Ottobratica 意大利 Italy O
5 皮瓜尔 Picual 西班牙 Spain O 21 城固 32 Chenggu 32 中国 China O /T
6 鄂植 Ezhi 中国 China O 22 云台 14 Yuntai 14 中国 China O /T
7 克罗莱卡 Koroneiki 希腊 Greece O 23 希腊 3 号 Greece 3 # 希腊 Greece O
8 佛奥 Frantoio 意大利 Italy O 24 配多灵 Pendolino 意大利 Italy O
9 卡林 Kanine 阿尔巴尼亚 Albania O /T 25 张林 Zhanglin 中国 China O /T
10 豆果 Arbequina 西班牙 Spain O 26 科拉蒂 Coratina 意大利 Italy O
11 贝翠丽 Lianolia Kerkeyras 希腊 Greece O 27 小苹果 Manzanillo 西班牙 Spain O /T
12 阿斯 Ascolana Tenera 意大利 Italy T 28 哥朗米扎 Mixaj I Dukat 阿尔巴尼亚 Albania O
13 中山 24 Zhongshan 24 中国 China O /T 29 未知米扎 Mixaj 阿尔巴尼亚 Albania O
14 贝拉特 Kokermadh I Berat 阿尔巴尼亚 Albania T 30 尼肖特 Nisjot 阿尔巴尼亚 Albania O
15 切母拉尔 Chemlali 突尼斯 Tunisia O 31 美兰开 Manaki 希腊 Greece O
16 科新佛奥 Frantoio A. Corsini 意大利 Italy O 32 圆果卡林 Kalinjot 阿尔巴尼亚 Albania O /T
①用途 Use:O,油用 Oil;T,餐用 Table.
表 2 我国选育油橄榄品种及其来源
Tab. 2 Olive cultivars bred in China and their origin
品种
Cultivar
来源
Origin
选育单位及时间
Breeding unit and time
鄂植
Ezhi
前苏联尼基塔植物园实生苗 Clones from seedling selected in
Botanical Garden of Nikitsky,Fomer Soviet Union
中国 科 学 院 武 汉 植 物 园 Wuhan Botanical Garden,
Chinese Academy of Sciences(1976)
中山 24
Zhongshan 24
前苏联阿斯实生苗 Clones from seedling selection of Ascolana
Tenera,Former Soviet Union
江苏省中国科学院植物研究所 Institute of Botany,
Jiangsu Province and Chinese Academy of Sciences(1966)
云台 14
Yuntai 14
前苏联尼基塔植物园尼 II 实生苗 Clones from seedling selection of
Nikitskii II in Botanical Garden of Nikitsky,Former Soviet Union
江苏省中国科学院植物研究所 Institute of Botany,
Jiangsu Province and Chinese Academy of Sciences(1979)
城固 32
Chenggu 32
前苏联科列实生苗 Clones from seedling selection of Coligno,
Former Soviet Union
陕西省城固县林业局 Foresty Bureau of Chenggu County,
Shaanxi Province(1977)
张林
Zhanglin
阿尔 巴 尼 亚 卡 林 实 生 苗 Clones from seedling selection of
Kanine,Albania 西昌油橄榄研究所
Olive Academic Xi Chang(2004)
1. 2 试验方法 1) 基因组 DNA 的提取 采用改
良的 CTAB 法从油橄榄幼嫩叶片中提取总 DNA,在
0. 8%琼脂糖凝胶上检测所提样品 DNA 的质量。根
据测定的 OD260值计算出 DNA 浓度,将所提基因组
DNA 稀释至 50 ng·μL - 1工作浓度,- 20 ℃ 保存
备用。
2) SRAP 分析 采用 Li 等(2001)和 Budak 等
(2004)所提出的引物(表 3),在此基础上组成 208
对引物,最终筛选出 25 对扩增产物多态性高、易于
统计分析的引物组合 (表 4)。PCR 反应总体系为
20 μL,包括 2 × Taq PCR Master Mix 10 μL,上、下
游引物(0. 2 μmol·L - 1)各 1 μL,DNA(50 ng·μL - 1 )
1 μL,ddH2O 7 μL。扩增程序为: 94 ℃ 预变性
5 min;94 ℃变性 40 s、35 ℃ 退火 35 s、72 ℃ 延伸
1 min,5 个循环;94 ℃ 变性 40 s、50 ℃ 退火 35 s、
72 ℃延伸 1 min,35 个循环;72 ℃延伸 8 min,4 ℃保
存。用 8%的非变性聚丙酰胺凝胶电泳对扩增产物
进行分离、检测,电泳缓冲液为 1 × TBE,120 V 电
压下电泳 1. 5 h。电泳结束,用 EB(1 ng·mL - 1 )对
凝胶进行 20 min 染色处理,染色结束后利用 DocTM
EZ System ( Bio-Rad ) 凝胶成像系统对其拍照、
保存。
3) 数据处理与分析 根据电泳条带的有或无,
以 0,1 二元型数据记录不同标记的电泳谱带结果,
即在相同位置有条带记为“1”,无条带记为“0”。利
用 NTsys-pc 2. 10e 软件(Rohlf,2000) 中的 UPGMA
算法对 32 个油橄榄品种构建树状图和主坐标分析
(PCA)图。用 Cervus Version 3. 0. 3 软件计算多态
性信息含量(PIC)、期望杂合度(H e)和一致性概率
(PI)。
951
林 业 科 学 51 卷
表 3 SRAP 引物序列
Tab. 3 SRAP prime sequences
引物
Primer
正向引物序列
Forward primer sequences (5—3)
引物
Primer
反向引物序列
Reverse primer sequences (5—3)
M1 TGA GTC CAA ACC GGA TA E1 GAC TGC GTA CGA ATT AAT
M2 TGA GTC CAA ACC GGA GC E2 GAC TGC GTA CGA ATT TGC
M3 TGA GTC CAA ACC GGA AT E3 GAC TGC GTA CGA ATT GAC
M4 TGA GTC CAA ACC GGA CC E4 GAC TGC GTA CGA ATT TGA
M5 TGA GTC CAA ACC GGA AG E5 GAC TGC GTA CGA ATT AAC
M6 TGA GTC CAA ACC GGA CA E6 GAC TGC GTA CGA ATT GCA
M7 TGA GTC CAA ACC GGA CG E7 GAC TGC GTA CGA ATT CAA
M8 TGA GTC CAA ACC GGA CT E8 GAC TGC GTA CGA ATT CAC
M9 TGA GTC CAA ACC GGA GG E9 GAC TGC GTA CGA ATT CAG
M10 TGA GTC CAA ACC GGA AA E10 GAC TGC GTA CGA ATT CAT
M11 TGA GTC CAA ACC GGA AC E11 GAC TGC GTA CGA ATT CTA
M12 TGA GTC CAA ACC GGA GA E12 GAC TGC GTA CGA ATT CTC
M13 TGA GTC CAA ACC GGA AG E13 GAC TGC GTA CGA ATT CTG
E14 GAC TGC GTA CGA ATT CTT
E15 GAC TGC GTA CGA ATT GAT
E16 GAC TGC GTA CGA ATT GTC
表 4 本试验筛选出的 25 对 SRAP 引物①
Tab. 4 SRAP primers selected in this study
引物
Primer
总条带
Total number
of bands
多态性条带
Number of
polymorphic
bands
多态性比率
Percentage of
polymorphic
bands(% )
多态性信息
含量
PIC
期望杂合度
H e
一致性概率
PI
M1E12 15 14 93. 3 0. 851 0. 868 0. 033
M1E14 13 13 100. 0 0. 944 0. 949 0. 033
M2E2 16 14 87. 5 0. 925 0. 931 0. 009
M2E5 25 24 96. 0 0. 953 0. 957 0. 004
M2E10 12 12 100. 0 0. 884 0. 896 0. 021
M2E12 14 11 78. 6 0. 955 0. 958 0. 004
M2E13 11 9 81. 8 0. 864 0. 879 0. 027
M2E15 8 8 100. 0 0. 899 0. 909 0. 016
M3E3 14 9 64. 3 0. 773 0. 804 0. 067
M3E11 7 6 85. 7 0. 791 0. 818 0. 057
M3E14 7 7 100. 0 0. 789 0. 814 0. 057
M4E8 9 8 88. 9 0. 850 0. 868 0. 033
M4E11 11 11 100. 0 0. 906 0. 915 0. 014
M4E12 10 10 100. 0 0. 883 0. 894 0. 021
M5E5 37 37 100. 0 0. 951 0. 954 0. 004
M5E9 9 9 100. 0 0. 880 0. 894 0. 022
M5E16 8 8 100. 0 0. 908 0. 919 0. 014
M6E6 10 7 70. 0 0. 804 0. 828 0. 051
M9E1 11 9 81. 8 0. 833 0. 852 0. 039
M9E16 7 6 85. 7 0. 894 0. 905 0. 017
M10E10 17 16 94. 1 0. 931 0. 937 0. 008
M11E5 13 12 92. 3 0. 884 0. 897 0. 021
M11E8 12 12 100. 0 0. 901 0. 912 0. 015
M12E9 8 6 75. 0 0. 914 0. 922 0. 012
M13E13 16 15 93. 8 0. 926 0. 932 0. 009
平均 Mean 12. 8 11. 72 90. 75 0. 884 0. 896 0. 024
①PIC: Polymorphism information content; H e : Expected heterozygosity; PI: Probability of identity.
2 结果与分析
2. 1 SRAP 标记多态性 利用 25 对筛选出的
SRAP 引物组合(表 4)对 32 个油橄榄基因组 DNA
进行扩增,共得到 293 条多态性谱带,平均每对引物
扩增出 11. 72 条多态性条带。其中引物对 M5E5 扩
061
第 1 期 占明明等: 基于 SRAP 标记的油橄榄品种遗传多样性分析
增出的多态性条带数量最多(图 1),为 37 条;引物
对 M3E11,M9E16,M12E9 扩增出的多态性条带数
量最少,为 6 条。所有引物对扩增条带大小为 25 ~
2 000 bp,大部分条带分布在 50 ~ 1 000 bp。
根据计算(表 4),所有引物扩增条带平均多态
性比率为 90. 75%,其中引物对 M1E14,M2E10,
M2E15,M3E14,M4E11,M4E12,M5E5,M5E9,
M5E16,M11E8 扩 增 的 多 态 性 条 带 比 率 均 为
100. 0%,M3E3 扩增的多态性条带比率最低,为
64. 30%。PIC 分析结果表明 25 对 SRAP 引物具有
较高的扩增 DNA 多态性的能力(PIC > 0. 7),而对
应的随机个体一致性概率 PI 低于 0. 057,同样说明
所有引物均为高信息量标记。期望杂合度在
0. 804 ~ 0. 958 之 间,较 高 的 平 均 期 望 杂 合 度
(0. 896)表明本试验选用的油橄榄品种之间存在着
高度的遗传变异。
图 1 引物组合 M5E5 扩增结果
Fig. 1 Amplified result of primer M5E5
M: pBR322 DNA /Msp I.
2. 2 UPGMA 聚类分析 32 个油橄榄品种的部分
形态学特征见表 5。从 UPGMA 聚类图(图 2)中可
以看出,32 个品种间相似性系数为 0. 59 ~ 0. 89,平
均值为 0. 74。所有品种可以分为 3 大类。第 1 大
类有 6 个引种品种,包括‘美佳伦’、‘北庆米扎’、
‘奥托卡’、‘尼肖特’、‘美兰开和’‘圆果卡林’。第
2 大类有 21 个品种,主要来源于意大利和阿尔巴尼
亚。在遗传相似性系数 0. 747 处,又可将第 2 大类
分为 4 个亚类:第 1 亚类包括 3 个品种,其中‘阿斯’
与‘中山 24’聚在一起,2 个品种都具有果实质量
( > 6. 13 g)与含油率高( > 18% )的特点(表 5),且
‘中山 24’又是南京中山植物园通过‘阿斯’实生选
优而来的,故二者存在亲缘关系;第 2 亚类含有 9 个
品种,其中‘希腊 3 号’与‘配多灵’之间的遗传相似
性系数 ( 0. 89 )最高,且果实都比较轻 ( 1. 5 ~ 2. 0
g),同时引种品种‘佛奥’与其改良品种‘科新佛奥’
也聚在一类;第 3 亚类含有 6 个引种品种,其中‘贝
拉特’、‘未知米扎’与‘米扎’的另外一个类型‘哥
朗米扎’聚为一类,这 3 个品种含油率都很高且都
来自阿尔巴尼亚;第 4 亚类包括 1 个选育品种‘张
林’和 2 个引种品种‘科拉蒂’和‘小苹果’。第 3 大
类包括 1 个引种品种‘莱星’和一个国内选育品种
‘鄂植’。3 个独立的分支分别为‘豆果’、‘皮瓜尔’
和‘卡拉马达’,均为引种品种。整体来看,国内选
育品种分布于不同的类群内,大部分是从引种品种
种子繁殖产生的实生群体中选育并驯化的。而来源
于相同国家的引种品种并没有完全聚为一类,即油
橄榄品种不是完全按照地理起源的标准来划分的,
而是根据品种间遗传学与形态学数据结合来决
定的。
2. 3 PCA 分 析 根 据 主 坐 标 分 析 ( principal
coordinate analysis,PCA)将所有油橄榄品种聚类为
3 个群体(图 3),3 个坐标的累计贡献率为 20. 4%。
UPGMA 分析中的第Ⅱ类的所有品种都聚在 Group
Ⅰ内,‘美佳伦’与‘北庆米扎’遗传相似性 (0. 80)
较高而被单独聚在 Group Ⅲ内,‘卡拉马达’是单独
处于整个族群边缘的 1 个品种。PCA 分析结果与
UPGMA 分析结果基本一致。
161
林 业 科 学 51 卷
表 5 32 个油橄榄品种的部分形态学特征①
Tab. 5 Some morphological characteristics of 32 olive cultivars
品种名
Cultivar name
含油率
Oil content
果质量
Fruit mass
肉核比
Sarcocarp /
stone
百叶质量
Mass of 100
leaves
叶片形状
Leaf shape
叶片卷曲形状
Leaf curly shape
美佳伦 Megaritiki M H H M EP-LA FL
北庆米扎 Mixaj Pegenit M H H L LA EP
莱星 Leccion H H H M EP-LA FL
卡拉马达 Kalamata H M H VH LA FL
皮瓜尔 Picual H VH VH M LA FL
鄂植 Ezhi H H H M EP-LA HE
克罗莱卡 Koroneiki H L H L EP-LA FL
佛奥 Frantoio H M H M EP-LA FL
卡林 Kanine L VH M H LA FL
豆果 Arbequina M M H M LA EP
贝翠丽 Lianolia Kerkeyras H M H L EP-LA FL
阿斯 Ascolana Tenera VH VH H H LA EP
中山 24 Zhongshan 24 VH VH H VH LA EP
贝拉特 Kokermadh I Berat H VH H M LA HE
切姆拉尔 Chemlali H M H H EP-LA EP
科新佛奥 Frantoio A. Corsini M M H M EP-LA FL
巴利亚 Barnea M M H H EP-LA FL
坦彩 Tanche M M VH M EP-LA HP
寒科克 Bardhe I Krauje H M H M LA FL
奥托卡 Ottobratica M M H M EP-LA FL
城固 32 Chenggu 32 H H M M EP-LA FL
云台 14 Yuntai 14 VH H H M EP-LA FL
希腊 3 号 Greece 3 # H M H H LA FL
配多灵 Pendolino M M H M LA FL
张林 Zhanglin L L M M LA HP
科拉蒂 Coratina H H H H LA FL
小苹果 Manzanillo M H H M LA FL
哥朗米扎 Mixaj I Dukat H M H M EP-LA EP
未知米扎 Mixaj H H H M EP-LA EP
尼肖特 Nisjot H M H M EP-LA FL
美兰开 Manaki VH M H H LA FL
圆果卡林 Kalinjot VH H H H EP-LA EP
①含油率 L: 低( < 10% ) ;M: 中等(10%~ 15% ) ;H: 高(15%~ 20% ) ;VH: 非常高( > 20% )。果质量 L: 低( < 1. 5 g) ;M: 中等(1. 5 ~
3 g) ;H: 高(3. 5 ~ 5 g) ;VH: 非常高( > 5 g)。肉核比 L: 低( < 3) ;M: 中等(3 ~ 5) ;H: 高(5 ~ 10) ;VH: 非常高( > 10)。百叶质量 L: 低
(5 ~ 10 g) ;M: 中等(10 ~ 15 g) ;H: 高(15 ~ 20 g) ;VH: 非常高( > 20 g)。叶片形状 EP-LA: 椭圆披针形;LA: 披针形。叶片卷曲形状 HP:
偏下形;FL: 平面;EP: 偏上形;HE: 螺旋形。
Oil content L: Low( less than 10% ) ; M: Medium (10% to 15% ) ; H: High (15% to 20% ) ; VH: Very high ( greater than 20% ) . Fruit mass L:
Low ( less than 1. 5 g) ; M: Medium (1. 5 to 3 g) ; H: High(3. 5 to 5 g) ; VH: Very high ( greater than 5 g) . Sarcocarp / stone L: Low ( less than 3) ;
M: Medium (3 to 5) ; H: High(5 to 10) ; VH: Very high ( greater than 10) . Mass of 100 leaves L: Low (5 to 10 g) ; M: Medium(10 to 15 g) ; H:
High (15 to 20 g) ; VH: Very high( greater than 20 g) . Leaf shape EP-LA: Eelliptic-lanceolate; LA: Lanceolate. Leaf curly shape HP: Hyponasty;
FL: Flat; EP: Epinasty; HE: Helicoidal.
3 结论与讨论
近些年来,国外常有运用 SRAP 技术来研究油
橄榄 遗 传 多 样 性 和 种 质 鉴 定 等 方 面 的 报 道。
Neslihan 等(2011)运用 SSR 和 SRAP 标记对来自土
耳其的 66 个油橄榄品种进行遗传多样性分析,选出
的 13 对 SRAP 引物共扩增出 103 个多态性条带,平
均 PIC 为 0. 24。Aydin 等 ( 2012 ) 联合 SRAP 和
RAPD 技术对土耳其的 24 个油橄榄品种进行遗传
多样性研究,其中利用 18 对 SRAP 引物扩增出了 69
个多态性条带,平均多态性比率为 84%。本试验筛
选出的 SRAP 引物扩增得到 293 个多态性条带,多
态性比率为 90. 75%,多态性信息含量(PIC > 0. 8)
和一致性概率 ( PI < 0. 057 )证明本试验筛选的
SRAP 引物鉴别能力更强,同时期望杂合度 ( H e >
0. 804)也说明所采取的油橄榄品种之间遗传资源
丰富、变异度较高 (Do Val et al.,2012)。
UPGMA 分析和主坐标分析结果表现出一致
性,油橄榄品种的分类并未与其地理起源保持完全
的一致性,而是与油橄榄形态学和遗传学等特点具
有密切的相关性。这一结果与李金花等(2012)、陈
海云等(2013)的研究结果相似。这是由于油橄榄
种植历史悠久,长时间的进化与变异导致其遗传资
源相当丰富,加之油橄榄品种在国际与地区间频繁
交流以及大量自交、杂交新品种的选育,这些因素导
致地理起源对油橄榄遗传多样性的影响逐渐降低。
实生选优育种是油橄榄品种改良的重要途径之
一,近几十年来,我国利用实生选优育种己取得了很
大进展。本研究采取的‘城固 32’、‘中山 24’、‘云
台 14’、‘鄂植’都是来自实生选优。我国油橄榄实
261
第 1 期 占明明等: 基于 SRAP 标记的油橄榄品种遗传多样性分析
图 2 利用相似性系数和非加权平均法对 32 个油橄榄品种的 SRAP 聚类分析
Fig. 2 SRAP cluster analysis of 32 olive cultivars with similarity
coefficient and unweighted pair group method with arithmetic (UPGMA)
图 3 32 个油橄榄品种的主坐标分析
Fig. 3 Principal coordinate analysis of 32 olive cultivars
图中数字与表 1 中品种编号对应。Dim-1,Dim-2,Dim-3 为每
个维度贡献率。The digits correspond to the cultivar code in Tab.
1. Dim-1,Dim-2 and Dim-3 is the cumulative contribution rate of
each dimension.
生选优大都以引种品种为基础,因此国内选育品种
分布于不同的类群中,且与一些引种品种保持较高
的遗传相似性(徐纬英,2001)。油橄榄花为异株授
粉,在长期的栽培与生产过程中将会产生一些基因
的变异。我国从南斯拉夫和阿尔巴尼亚引入‘配多
灵’在西昌等处做授粉树,效果良好。调查发现,
‘配多灵’广泛种植于西昌油橄榄园中,与‘希腊 3
号’具有高度相似的形态学特征,因此‘希腊 3 号’
可能为‘配多灵’的杂交后代。‘北庆米扎’与‘哥朗
米扎’是‘米扎’品种的 2 个类型,聚类分析中‘未知
米扎’与‘哥朗米扎’聚为一类。可见,我国在油橄
榄引种与栽培过程中存在管理不善、品种相关背景
信息不明确等问题。
丰富的遗传多样性可能是受到外界环境、自交
和杂交等因素相互影响的结果 ( Martins-Lopes
et al.,2007)。李金花等(2012)在利用 SSR 标记分
析中国油橄榄遗传多样性时也发现我国油橄榄品种
内存在着高度的遗传变异,可能是由于引种过程中
品种混淆和交流频繁造成的。据邓明全等 (2011)
统计,中国已从国外引进大量油橄榄品种,被大量栽
培的品种有‘豆果’、‘米扎’、‘佛奥’、‘莱星’、‘贝
拉特’、‘皮瓜尔’、‘皮肖利’等,然而大部分品种还
处于命名混乱、遗传背景不清楚的情况,需要做大量
的品种鉴定工作。研究发现所采取的油橄榄品种存
在着丰富的遗传多样性,这对油橄榄品种的鉴定和
种质开发提供了有价值的理论指导。
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(责任编辑 徐 红)
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