全 文 ：第 wv卷 第 t期
u s s z年 t 月
林 业 科 学
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∂²¯1wv o‘²1t
¤±qou s s z
杨属部分种及杂种的 „ƒ°分析 3
李善文t 张有慧u 张志毅t 安新民t 何承忠t 李百炼t ov
kt1 北京林业大学林木花卉遗传育种教育部重点实验室 北京 tsss{v ~ u1 山东省冠县苗圃 冠县 uxuxss ~
v1美国北卡罗莱纳州立大学林学系 北卡罗莱纳州 ‘≤uzy|x p {usvl
摘 要 } 利用 tv对 „ƒ°引物对杨属 w个派 t|个种及杂种的 wz个无性系进行分析 o共检测到 {x{个标记 o其中多
态性标记为 zzt个 o多态性位点的百分率为 {| q| h o每对引物产生的多态性位点的百分率在 {s1z h ∗ |{1t h之间 o
表明杨属种间及无性系间在 ⁄‘„水平上存在广泛变异 ∀根据 „ƒ°标记结果计算杨属派间 !派内种间 !种内无性
系间分子遗传距离 o对它们的亲缘关系进行定量描述 ∀聚类分析结果表明 o派间聚类与经典形态分类完全一致 o派
内种间及种内无性系间聚类与形态分类基本相同 ∀最后 o探讨根据分子标记结果进行杂交亲本选配及杂种子代早
期选择的可行性 ∀
关键词 } 杨属 ~ „ƒ° ~遗传变异 ~亲缘关系
中图分类号 }≥zt{1wy 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kusszlst p ssvx p sz
收稿日期 }ussx p sw p st ∀
基金项目 }国家自然科学基金资助项目kvsxztxtyl和国家/十一五0科技支撑计划课题 kussy…„⁄st„txl的部分研究内容 ∀
3 张志毅为通讯作者 ∀
ΑΦΛΠ Αναλψσισ οφ Σοµε Σπεχιεσ ανδ Ηψβριδσιν Ποπυλυσ
¬≥«¤±º¨ ±t «¤±ª ≠²∏«∏¬u «¤±ª«¬¼¬t „± ÷¬±°¬±t ‹¨≤«¨ ±ª½«²±ªt ¬…¤¬¯¬¤±tov
kt1 ΚεψΛαβορατορψοφ Γενετιχσ ανδ Βρεεδινγ ιν Φορεστ Τρεεσ ανδ Ορναµενταλ Πλαντσo Μινιστρψοφ Εδυχατιον Βειϕινγ Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Βειϕινγ tsss{v ~
u1 Τρεε Νυρσερψοφ Γυανξιαν ΧουντψoΣηανδονγ Προϖινχε Γυανξιαν uxuxss ~ v1 ∆επαρτµεντ οφ Φορεστρψo Νορτη Χαρολινα Στατε Υνιϖερσιτψ
Νορτη Χαρολινα Στατε uzy|x p {usvl
Αβστραχτ } ׫¬µ·¨¨ ± ³¤¬µ¶²©„ƒ° ³µ¬°¨ µ¶º¨ µ¨ ¶¦µ¨ ±¨¨ §²∏·¤±§∏¶¨§©²µ·«¨ ¤±¤¯¼¶¬¶²©©²µ·¼2¶¨√¨ ± ¦¯²±¨ ¶oº«¬¦«¦¤°¨ ©µ²°
±¬±¨ ·¨¨ ± ¶³¨¦¬¨¶¤±§ «¼¥µ¬§¶²©©²∏µ¶¨¦·¬²±¶¬± Ποπυλυσq ׫¬µ·¨¨ ± ³¤¬µ¶²© „ƒ° ³µ¬°¨ µ¶ ª¨ ±¨ µ¤·¨§ {x{ ©µ¤ª°¨ ±·¶o zzt
³²¯¼°²µ³«¬¶°©µ¤ª°¨ ±·¶¤°²±ª·«¨ °q°¨ µ¦¨±·¤ª¨ ²©³²¯¼°²µ³«¬¶°©µ¤ª°¨ ±·¶³µ²§∏¦¨§¥¼ ¤¨¦«³¤¬µ²©„ƒ° ³µ¬°¨ µº¤¶{| q| h
¬±¤√¨ µ¤ª¨ o¤±§√¤µ¬¨§©µ²° {s qz h ·² |{ qt h q „¯¯·«¨¶¨ §¤·¤¬±§¬¦¤·¨§·«¤·¦²±¶¬§¨µ¤¥¯¨ ª¨ ±¨·¬¦√¤µ¬¤·¬²± ¬¨¬¶·¨§¤°²±ª
¶³¨¦¬¨¶¤±§¦¯²±¨ ¶¤·⁄‘„ ¯¨ √¨ ¯q ²¯ ¦¨∏¯¤µª¨ ±¨·¬¦§¬¶·¤±¦¨¶¤°²±ª¶¨¦·¬²±¶o¶³¨¦¬¨¶¬±·µ¤¶¨¦·¬²±¶o¦¯²±¨ ¶¬±·µ¤¶³¨¦¬¨¶º¨ µ¨
¦¤¯¦∏¯¤·¨§o¤±§·«¨ µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³¤°²±ª·«¨ ° º¤¶§¨¶¦µ¬¥¨§ ∏´¤±·¬·¤·¬√¨ ¼¯q≤²°³¤µ¨§º¬·«·«¨ ¦¯¤¶¶¬¦¤¯ ·¤¬²±²°¼o·«¨ µ¨¶∏¯·²©
¦¯∏¶·¨µ¤±¤¯¼¶¬¶¤°²±ª¶¨¦·¬²±¶º¤¶¦²±¶¬¶·¨±·¦²°³¯ ·¨¯¨¼o¤±§·«¨ µ¨¶∏¯·¶²© ¦¯∏¶·¨µ¤±¤¯¼¶¬¶¤°²±ª¶³¨¦¬¨¶¬±·µ¤¶¨¦·¬²±¶¤±§
¦¯²±¨ ¶¬±·µ¤¶³¨¦¬¨¶º¨ µ¨ ¥¤¶¬¦¤¯ ¼¯¶¬°¬¯¤µqƒ¬±¤¯ ¼¯ o·«¨ ©¨¤¶¬¥¬¯¬·¼²©¶¨¯¨ ¦·¬±ª¤±§°¤·¬±ª³¤µ¨±·¶¤±§ ¤¨µ¯¼ ¶¨¯¨ ¦·¬²±²©³µ²ª¨±¬¨¶
º¤¶§¬¶¦∏¶¶¨§¥¤¶¨§²±·«¨ µ¨¶∏¯·¶²© °²¯ ¦¨∏¯¤µ°¤µ®¨µ¶q
Κεψ ωορδσ} Ποπυλυσ~„ƒ°~ª¨ ±¨·¬¦√¤µ¬¤·¬²±~ª¨ ±¨·¬¦µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³
杨属k Ποπυλυσl包括白杨派kΛευχεl !黑杨派kΑιγειροσl !青杨派k Ταχαµαηαχαl !胡杨派k Τυρανγαl和大叶杨派
kΛευχοιδεσl o有 tss余个种 o杨属派间 !种间存在广泛遗传变异 ∀以往研究杨属派间 !种间变异 o主要根据形态
标记 o即杨树的外部形态特征 o如树高 !胸径 !分枝 !冠形 !叶形 !芽形 !花形 !果形 !叶背绒毛 !叶缘锯齿等k徐纬
英 ot|{{ ~王明庥等 ot||tl o但是 o形态标记数量有限 !多态性差 !易受环境影响等 ∀随着分子生物学技术的发
展 o出现了多种分子标记技术 o使从基因组水平探讨杨属派间 !种间及无性系间遗传变异成为可能k张德强
等 ousst ~张志毅等 oussu ~≤ µ¨√¨ µ¤ ετ αλqoussxl ∀与形态标记相比 o分子标记具有如下优点 }直接以 ⁄‘„形式
表现 o在植物的各个组织 !器官以及不同发育时期均可检测到 o不受季节 !环境条件的影响 o不存在表达问题 ~
数量多 o遍及整个基因组 ~多态性高 ~表现中性 ~有许多分子标记表现为共显性 o能够鉴定出纯合基因型与杂
合基因型 o提供完整的遗传信息等 ∀因此 o分子标记被认为是进行遗传变异评价的理想标记k邹喻苹等 o
usstl ∀目前 o广泛应用的分子标记主要有 }• ƒ° !• „°⁄!„ƒ° !≥≥• 等 o其中 „ƒ°是一种选择性扩增限制片
段的方法 o该法集 • ƒ°与 • „°⁄u种方法的优点于一体 o而且能提供比 • ƒ°和 • „°⁄更多的基因组多态性
信息k∂²¶ ετ αλqot||x ~∏®«¨µ­¨¨ ετ αλqoussv ~ƒ¤²∏½¬ετ αλqoussv ~«¤±ª ετ αλqoussw ~≤«¤∏«¤± ετ αλqoussw ~王献
等 oussxl ∀李宽钰等kt||yl应用 • „°⁄标记对杨属白杨派 !青杨派 !黑杨派的 us个种的 u{个无性系研究表
明 ov个派明显独立 o且青杨派与黑杨派关系较近 o而与白杨派则相对较远 ∀苏晓华等kt||yl对青杨派的甜
杨k Πq συαϖεολενσl !大青杨k Πq υσσυριενσισl !香杨k Πq κορεαναl和马氏杨k Πq µαξιµοωιχζιιl的 {s个无性系进行
• „°⁄分析 o每个树种的全部无性系聚为一类 o分子水平分类结果与经典分类一致 o大青杨与香杨亲缘关系
最近 ∀ ¬¦«¤¨¯等kt|||l对西班牙的一个胡杨k Πq ευπηρατιχαl群体的 uxz个样品进行 „ƒ°分析 o在个体间未
检测到任何遗传变异 o证明该群体为无性系起源 ∀ ¤∏µ¬½¬²等kusstl应用 • „°⁄标记对 xv个银白杨k Πq
αλβαl家系进行分析并聚类 o结果明显分为 v类 o分别对应于 v个不同的地理分布区 ∀
本研究以杨属白杨派 !黑杨派 !青杨派 !胡杨派中的部分种及杂种的 wz个无性系为试验材料 o采用 „ƒ°
标记研究它们在 ⁄‘„水平上的遗传变异 o研究杨属无性系间 !种间 !派间及亲本与子代间亲缘关系 ~根据分
子标记结果探讨杂交亲本间的亲和性和杂交子代早期选择的可行性 o讨论分子标记与常规杂交育种的结合
点 ∀因此 o该项研究具有重要的理论意义和实际应用价值 ∀
t 材料与方法
111 试验材料及其来源
试验材料包括杨属中白杨派 !黑杨派 !青杨派和胡杨派的 wz个无性系 o每个派所包括的无性系及其来源
见表 t ∀
表 1 试验材料及来源 ≠
Ταβ .1 Εξπεριµενταλ µατεριαλσ ανδ ιτσσουρχεσ
编号
≤²§¨ 无性系 ≤¯ ²±¨ 来源 ≥²∏µ¦¨
编号
≤²§¨ 无性系 ≤¯ ²±¨ 来源 ≥²∏µ¦¨
t 毛新杨 t Πqτοµεντοσα≅ Πq βολλεανα −‘²qt. 中国农业大学 ≤„˜ ux ×yy Πq δελτοιδεσ¦√ q−×yy. 山东临沂¬±¼¬o≥⁄
u 毛新杨 u Πqτοµεντοσα≅ Πq βολλεανα −‘²qu. 中国农业大学 ≤„˜ uy 欧洲黑杨 t Πq νιγρα −‘²qt. 新疆阿尔泰 „. µ¨·¤¬o÷
v 毛新杨 v Πqτοµεντοσα≅ Πq βολλεανα −‘²qv. 中国农业大学 ≤„˜ uz 欧洲黑杨 u Πq νιγρα −‘²qu. 新疆阿尔泰 „. µ¨·¤¬o÷
w 毛新杨 w Πqτοµεντοσα≅ Πq βολλεανα −‘²qw. 中国农业大学 ≤„˜ u{ 欧洲黑杨 v Πq νιγρα −‘²qv. 新疆阿尔泰 „. µ¨·¤¬o÷
x 毛新杨 x Πqτοµεντοσα≅ Πq βολλεανα −‘²qx. 中国农业大学 ≤„˜ u| ×uy Πq δελτοιδεσ¦√ q−×uy. 山东临沂¬±¼¬o≥⁄
y 新疆杨 t Πq βολλεανα −‘²qt. 山东冠县 Š∏¤±¬¬¤±o≥⁄ vs vx Πq≅ ευραµεριχανα¦√q−vx. 山东临沂¬±¼¬o≥⁄
z 新疆杨 u Πq βολλεανα −‘²qu. 中科院植物所 °Œo≤„≥ vt 中林 uv Πq≅ ευραµεριχανα −«²±ª¯¬±uv. 山东济南¬±¤±o≥⁄
{ 新疆杨 v Πq βολλεανα −‘²qv. 北京植物园 °Šo…¨¬­¬±ª vu 中林 wy Πq≅ ευραµεριχανα −«²±ª¯¬±wy. 山东济南¬±¤±o≥⁄
| 银毛杨 Πq αλβα≅ Πqτοµεντοσα 河北易县 ≠¬¬¬¤±o‹… vv 大青杨 t Πq υσσυριενσισ −‘²qt. 吉林露水河∏¶«∏¬«¨ o
ts 鲁毛 uz Πqτοµεντοσα −uz. 山东冠县 Š∏¤±¬¬¤±o≥⁄ vw 大青杨 u Πq υσσυριενσισ −‘²qu. 吉林露水河∏¶«∏¬«¨ o
tt 鲁毛 xs Πqτοµεντοσα −xs. 山东冠县 Š∏¤±¬¬¤±o≥⁄ vx 大青杨 v Πq υσσυριενσισ −‘²qv. 吉林露水河∏¶«∏¬«¨ o
tu 毛白杨 xs{u Πqτοµεντοσα −xs{u. 山东冠县 Š∏¤±¬¬¤±o≥⁄ vy 大青杨 w Πq υσσυριενσισ −‘²qw. 吉林露水河∏¶«∏¬«¨ o
tv 银腺杨 t Πq αλβα≅ Πq γλανδυλοσα −‘²qt. 山东冠县 Š∏¤±¬¬¤±o≥⁄ vz 大青杨 x Πq υσσυριενσισ −‘²qx. 吉林露水河∏¶«∏¬«¨ o
tw 银腺杨 u Πq αλβα≅ Πq γλανδυλοσα −‘²qu. 山东冠县 Š∏¤±¬¬¤±o≥⁄ v{ 大青杨 y Πq υσσυριενσισ −‘²qy. 吉林露水河∏¶«∏¬«¨ o
tx 银腺杨 w Πq αλβα≅ Πq γλανδυλοσα −‘²qw. 山东冠县 Š∏¤±¬¬¤±o≥⁄ v| 滇杨 v Πqψυννανενσισ −‘²qv. 云南洱源 ∞µ¼∏¤±o≠‘
ty 银腺杨 {wŽ Πq αλβα≅ Πq γλανδυλοσα −{wŽ. 陕西杨凌 ≠¤±ª¯¬±ªo≥÷ ws 小叶杨 t Πqσιµονιι −‘²qt. 吉林白城 …¤¬¦«¨±ªo
tz 银白杨 t号 Πq αλβα −‘²qt. 北京植物园 °Šo…¨¬­¬±ª wt 小叶杨 u Πqσιµονιι −‘²qu. 北京植物园 °Šo…¨¬­¬±ª
t{ 银白杨杂种 Πq αλβα −…¤¬¦«¨±ª. 吉林白城 …¤¬¦«¨±ªo wu 甜杨 Πqσυαϖεολενσ 黑龙江呼中 ‹∏½«²±ªo‹
t| 澳洲银白杨 Πq αλβα −„²½«²∏. 北京林业大学 …ƒ˜ wv 川杨 Πqσζεχηυανιχα 四川汉源 ‹¤±¼∏¤±o≥≤
us 银新杨 Πq αλβα≅ Πq βολλεανα 吉林白城 …¤¬¦«¨±ªo ww 滇杨 t Πqψυννανενσισ −‘²qt. 云南洱源 ∞µ¼∏¤±o≠‘
ut 河北杨 Πq ηοπειενσισ 北京林业大学 …ƒ˜ wx 滇杨 u Πqψυννανενσισ −‘²qu. 云南九河¬∏«¨ o≠‘
uu 山杨 Πq δαϖιδιανα 黑龙江呼中 ‹∏½«²±ªo‹ wy 胡杨 t Πq ευπηρατιχα −‘²qt. 甘肃安西 „±¬¬oŠ≥
uv Œpy| Πq δελτοιδεσ¦√ q−∏¬. 山东临沂¬±¼¬o≥⁄ wz 胡杨 u Πq ευπηρατιχα −‘²qu. 甘肃安西 „±¬¬oŠ≥
uw ⁄vuw Πq δελτοιδεσ¦√q−⁄vuw. 山东临沂¬±¼¬o≥⁄
≠ ≤„˜ }≤«¬±¨ ¶¨ „ªµ¬¦∏¯·∏µ¨ ˜±¬√¨ µ¶¬·¼~°Œo≤„≥ }Œ±¶·¬·∏·¨ ²©…²·¤±¼o≤«¬±¨ ¶¨ „¦¤§¨ °¼ ²©≥¦¬¨±¦¨¶~°Š}°¯¤±·Š¤µ§¨±~…ƒ˜ } …¨ ¬­¬±ªƒ²µ¨¶·µ¼ ˜±¬√¨ µ¶¬·¼~ ‹…} ‹ ¥¨¨¬~≥⁄}
≥«¤±§²±ª~≥÷ }≥«¤¤±¬¬~}¬¯¬±~‹} ‹ ¬¨¯²±ª­¬¤±ª~÷}÷¬±­¬¤±ª~≠‘}≠∏±±¤±~≥≤ }≥¬¦«∏¤±~Š≥ }Š¤±¶∏q
112 ∆ΝΑ提取
按 ∏µµ¤¼等kt|{sl的方法提取各试验材料的基因组 ⁄‘„ ∀
113 ΑΦΛΠ分析
„ƒ°分析的基本程序和 ∂²¶等kt||xl发明的方法基本相同 o仅对体系进行了优化 o采用 Εχο• ´ΠΜσε ´
酶切组合进行基因组限制性酶切 o预扩增反应选用引物组合 Εχο• ´ n ssΠΜσε ´ n ss o选择性扩增反应采用引物
组合 Εχο• ´ n vΠΜσε ´ n v ∀°≤• 扩增反应在 °∞p |zss°≤• 仪上进行 ∀筛选的 tv对引物见表 u ∀
yv 林 业 科 学 wv卷
表 2 ΑΦΛΠ引物筛选
Ταβ .2 Σελεχτιον οφ ΑΦΛΠ πριµερ παιρσ
引物 °µ¬° µ¨ vt vv vw ww wy wz ys yv
∞vv n n n n n
∞vw
∞ww n n n
∞ys n
∞yv n n n
∞yx n
114 电泳
选择性扩增产物经变性后在 y h的变性聚丙烯酰胺序列分析胶上电泳分离 o条件是 |x • ov sss ∂ o恒功
率电泳约 |s °¬±∀电泳后采用 ׬¬¬¨µ等kt||zl的银染检测方法进行 „ƒ°指纹显色反应 ∀ ¤µ®¨µ为宝生物工
程k大连l有限公司生产的 tss ¥³ ⁄‘„ ¤§§¨µ¤µ®¨µ∀
115 结果记录
统计带型在相同片段位置上的谱带 o按 sΠt系统纪录 o有带记为 t o无带记为 s o并参照 ¤µ®¨µ带估计片
段大小 ∀
116 数据统计分析
多态性 }多态性k h l €扩增多态性片段数Π总扩增片段数 ≅ tss h € k Νι n Νϕ p u ΝιϕlΠk Νι n Νϕ p Νιϕl o式
中 oΝιϕ表示样本ι和ϕ的公共带数 oΝι !Νϕ分别是样本ι !ϕ的带数 ∀相似系数和遗传距离 }采用 ‘¨¬i ¬kt|z|l
的遗传相似系数kª¨ ±¨ ·¬¦¶¬°¬¯¤µ¬·¼oΓΣl o其计算公式为 ΓΣ € u ΝιϕΠk Νι n Νϕl o式中 Νιϕ oΝι oΝϕ同上 ~遗传距离
∆ € t p ΓΣ ∀聚类分析 }利用 ‘×≥≠≥2³¦u1t版分析软件 o采用非加权配对算术平均法 k˜±º¨ ¬ª«·¨§ °¤¬µŠµ²∏³
 ·¨«²§„µ¬·«°¨ ·¬¦„√¨ µ¤ª¨¶o˜°Š„l进行聚类 ∀
表 3 13 对 ΑΦΛΠ引物扩增产生的多态性片段
Ταβ .3 Πολψµορπηισµ φραγ µεντσ γενερατεδ
βψ 13 παιρσ οφ ΑΦΛΠ πριµερσ
引物组合
°µ¬° µ¨
¦²°¥¬±¤·¬²±
扩增带数
ײ·¤¯ ±∏°¥¨µ
²©¥¤±§¶
多态性带
ײ·¤¯ ±∏°¥¨µ²©
³²¯¼°²µ³«¬¦¥¤±§¶
多态性位点的百分率
°¨ µ¦¨±·²©
³²¯¼°²µ³«¬¦ ²¯¦¬Πh
∞vvАvt wy v| {w1{
∞vvАvv zs yt {z1t
∞vvАvw wx vz {u1u
∞vvАww xz wy {s1z
∞vvАys zv y| |w1x
∞wwАwy tsz |{ |t1y
∞wwАwz y{ xz {v1{
∞wwАys tsz tsx |{1t
∞ysАvt xx xu |w1x
∞yvАvt xx wz {x1x
∞yvАvw xy xv |w1y
∞yvАys wt v{ |u1z
∞yxАvw z{ y| {{1x
u 结果与分析
211 ΑΦΛΠ多态性分析
用 tv对 „ƒ°引物组合对供试样品
进行分析 o共检测到 {x{个标记 o其中多
态性标记 zzt个 o多态性位点的百分率
为 {| q| h ~每对引物组合产生多态性标
记数目不等 o最少的是 ∞vvАvw检测到
vz条谱带 o最多是 ∞wwАys o检测到 tsx
条谱带 o平均每对引物组合扩增出 x|个
多态性标记 o多态性位点的百分率在
{s qz h ∗ |{ qt h之间k表 vl ∀引物组合
∞wwАwy对每个无性系扩增产生的标记
位点见图 t ∀
212 杨属种间及无性系间遗传变异
根据 tv对引物扩增结果 o计算样本
间的遗传距离k李善文 ousswl o由此数据
计算得到各派内样本间 !种间遗传距离变幅及其均值k表 wl ∀
u1u1t 白杨派种间和种内无性系间 各样本之间的遗传距离为 s1ss{ s ∗ s1vzz w o平均遗传距离为 s1tzu z ~
种间遗传距离在 s1tsv y ∗ s1vzz w o均值是 s1t{x y ∀种内无性系间遗传距离较小 o如毛新杨的 x个无性系间
的遗传距离在 s1st| { ∗ s1syw y o新疆杨的 v个无性系间遗传距离变幅为 s1ss{ s ∗ s1stx | ~种间遗传距离较
大 o如山杨与其余样本间的遗传距离在s1uzt w ∗ s1vzz w ∀
u1u1u 黑杨派种间和种内无性系间 样本间的遗传距离在 s1sts v ∗ s1vyu t o平均遗传距离为 s1t|u w ~种间
遗传距离在 s1tu| v ∗ s1vyu t o均值是 s1uwv w ∀种内无性系间遗传距离较小 o如美洲黑杨 w个无性系间变幅
zv 第 t期 李善文等 }杨属部分种及杂种的 „ƒ°分析
图 t „ƒ°引物组合 ∞wwАwy对每个无性系扩增产生的标记位点
ƒ¬ªqt ¤µ®¨ µ¯ ²¦¬ª¨ ±¨ µ¤·¨§¥¼ „ƒ° ³µ¬°¨ µ¶¦²°¥¬±¤·¬²± ²© ∞wwАwy ©²µ ¤¨¦«¦¯²±¨
 }tss ¥³ ⁄‘„标准 tss ¥³ ⁄‘„ ¤¯§§¨µ°¤µ®¨µq
为 s1suw | ∗ s1tsv t o均值为 s1sx| v ~欧洲黑杨 v个无性系间 o变幅为 s1sts v ∗ s1sus x o均值是 s1stx y ~v个
欧美杨无性系遗传距离在 s1suz y ∗ s1szy z o均值是 s1sxy { ~美洲黑杨与欧洲黑杨间遗传距离较大 o在
s1vuy z ∗ s1vyu t o均值为 s1vxs | ∀
表 4 杨属派内样本间和种间遗传距离
Ταβ .4 Γενετιχ διστανχε αµ ονγ σαµ πλεσ ανδ σπεχιεσιν Ποπυλυσ
派 ≥ ¦¨·¬²± 来源 ≥²∏µ¦¨ 遗传距离变幅 •¤±ª¨ ²©ª¨ ±¨ ·¬¦§¬¶·¤±¦¨ 均值 „√¨ µ¤ª¨
白杨派 样本间 „°²±ª¶¤°³¯ ¶¨ s1ss{ s ∗ s1vzz w s1tzu z
Λευχε 种间 „°²±ª¶³¨¦¬¨¶ s1tsv y ∗ s1vzz w s1t{x y
黑杨派 样本间 „°²±ª¶¤°³¯ ¶¨ s1sts v ∗ s1vyu t s1t|u w
Αιγειροσ 种间 „°²±ª¶³¨¦¬¨¶ s1tu| v ∗ s1vyu t s1uwv x
青杨派 样本间 „°²±ª¶¤°³¯ ¶¨ s1su{ { ∗ s1v{y y s1uuy w
Ταχαµαηαχα 种间 „°²±ª¶³¨¦¬¨¶ s1tvs y ∗ s1v{y y s1uw{ u
胡杨派 Τυρανγα 样本间 „°²±ª¶¤°³¯ ¶¨ s1sy{ s s1sy{ s
由上述分析又知 o美洲黑杨与欧洲黑杨间遗传距离均大于美洲黑杨 !欧洲黑杨和欧美杨种内无性系间遗
传距离 o这一遗传距离ks1vxs |l可能与该杂交组合产生杂种优势有密切关系 o因为美洲黑杨 ≅ 欧洲黑杨是
世界公认的优良杂交组合 o许多著名的欧美杨无性系均来自这一组合 o如意大利培育的西玛杨 !露易莎杨 !
Œ2zuΠx{ !Œ2wxΠxt !Œ2utw等 o我国培育的中林 wy !中林 uv !中林 u{ !中林 tw等k李善文等 ousswl ∀
u1u1v 青杨派种间和种内无性系间 个体间遗传距离变动于 s1su{ { ∗ s1v{y y o平均遗传距离为 s1uuy w ~种
间遗传距离变动于 s1tvs y ∗ s1v{y y o均值为 s1uw{ u ∀种内无性系间遗传距离较小 o如 y个大青杨无性系间
变幅为 s1swz y ∗ s1uty y o均值为 s1tw| t ~v个滇杨无性系的遗传距离在 s1su{ { ∗ s1syw t o均值为 s1swz y ∀
种间遗传距离较大 o如川杨与 y个大青杨无性系的遗传距离变幅为 s1u{| v ∗ s1vvw x o均值为 s1vsu t ~v个滇
杨无性系与 y个大青杨无性系的遗传距离变动于 s1usu z ∗ s1u|u |之间 o均值为 s1uv| z ∀
213 杨属派间遗传变异
根据 wz个样本间的遗传距离计算杨属派间遗传距离k表 xl o其中白杨派与胡杨派间最大 o为 s1xvt w ~其
{v 林 业 科 学 wv卷
次是白杨派与黑杨派ks1wz{ tl !白杨派与青杨派ks1wzv ul !黑杨派与胡杨派ks1wzs yl o这 v个遗传距离较接
近 ~再者是青杨派与胡杨派ks1wvz |l ~派间遗传距离最小的是黑杨派与青杨派 o为 s1vuy v ∀
表 5 杨属派间遗传距离 ≠
Ταβ .5 Γενετιχ διστανχε αµ ονγ σεχτιονσιν Ποπυλυσ
派 ≥ ¦¨·¬²± 白杨派 Λευχε 黑杨派 Αιγειροσ 青杨派 Ταχαµαηαχα 胡杨派 Τυρανγα
白杨派 Λευχε s1wz{ t s1wzv u s1xvt w
黑杨派 Αιγειροσ s1wty | ∗ s1xwx z s1vuy v s1wzs y
青杨派 Ταχαµαηαχα s1vy| u ∗ s1xwv w s1uz{ { ∗ s1wuw s s1wvz |
胡杨派 Τυρανγα s1wv| s ∗ s1xy{ v s1wwz w ∗ s1xsz y s1v|v s ∗ s1w{s s
≠对角线下为派间遗传距离变幅 o对角线上为派间遗传距离均值 ∀ ׫¨ ±∏°¥¨µ∏±§¨µ§¬¤ª²±¤¯ ¬¶·«¨ µ¤±ª¨ ²©ª¨ ±¨ ·¬¦§¬¶·¤±¦¨ ¤°²±ª¶¨¦·¬²±¶o¤±§
·«¨ ±∏°¥¨µ¤¥²√¨ §¬¤ª²±¤¯ ¬¶·«¨ °¨ ¤± ²©ª¨ ±¨ ·¬¦§¬¶·¤±¦¨ ¤°²±ª¶¨¦·¬²±¶q
214 杨属种及无性系聚类分析
用各样本间遗传距离 o采用非加权配对算术平均法k˜°Š„l进行聚类分析 o结果将 wz个无性系在遗传
距离 s1tws s处划分为 w类k图 ul o分别是黑杨派 !青杨派 !白杨派 !胡杨派 o这与经典形态分类结果相一致 ∀
在黑杨派内 ots个无性系被划分为 v类 }美洲黑杨 !欧美杨和欧洲黑杨 ∀在青杨派中 otv个无性系聚类
后可分为 u类 }tl小叶杨 !川杨 !滇杨类 o如果再细分 o每个种单独成类 ~ul大青杨 !甜杨类 o大青杨 y个无性
系首先聚在一起 o然后与甜杨聚为一类 ∀白杨派内 uu个无性系聚类后可分为如下 v类 }tl 银白杨 !银新杨 !
银腺杨类 ~ul 毛新杨 !新疆杨 !毛白杨 !河北杨 !澳洲银白杨 !银毛杨类 ~vl山杨类 ∀胡杨派的 u个无性系聚为
一类 ∀
综上分析可知 o利用 „ƒ°分子标记遗传距离进行聚类分析 o派间聚类结果与形态分类完全一致 o派内
种间及种内无性系间聚类结果与形态分类也基本相同 ∀这表明应用 „ƒ°分子标记遗传距离对杨属派间 !
派内种间及种内无性系间的亲缘关系进行定量评价是可行的 ∀
v 结论与讨论
利用 tv对 „ƒ°引物对杨属白杨派 !黑杨派 !青杨派 !胡杨派中 t|个种的 wz个无性系进行分析 o检测到
多态性位点的百分率为 {|1| h o表明试验材料在分子水平存在广泛变异 ∀聚类分析结果表明 o派间聚类与
经典形态分类完全一致 o派内种间及种内无性系间聚类与形态分类基本相同 ∀李宽钰等kt||yl对杨属白杨
派 !黑杨派 !青杨派的 us个种 u{个无性系进行 • „°⁄分析 o筛选了 z个引物 o多态性为 z|1y h o聚类分析将
u{个无性系划分 v类 o分别对应白杨派 !黑杨派 !青杨派 ∀其试验材料由于未包含胡杨派 o因此得到的多态
性较低 ~除选用的试验材料外 o不同的分子标记方法也可能是造成多态性差异的原因 ∀
„ƒ°分析结果与杂交试验 !同工酶试验结果基本一致 ∀杨属派间分子遗传距离的大小顺序依次为 }白
杨派与胡杨派ks1xvt wl !白杨派与黑杨派ks1wz{ tl !白杨派与青杨派ks1wzv ul !胡杨派与黑杨派ks1wzs yl !
胡杨派与青杨派ks1wvz |l !黑杨派与青杨派ks1vuy vl o这说明白杨派与胡杨派 !黑杨派 !青杨派 o胡杨派与黑
杨派 !青杨派间的亲缘关系较远 o这些派间进行杂交不易得到种子 o而黑杨派与青杨派间亲缘关系较近 o杂交
容易成功 ∀该结果与杂交试验和同工酶试验结果相一致 o¬等kt|{tl和 ≥·¨·¯ µ¨等kt|{sl的杂交试验表明 o白
杨派与青杨派 !黑杨派间杂交 o花粉发育大多不正常 o很难得到种子 o而黑杨派与青杨派树种杂交则表现出很
好的亲和性 o且杂种优势明显 ∀徐纬英kt|{{l以青杨派 !黑杨派的种为亲本 o从钻天杨 ≅青杨k Πq νιγρα √¤µq
ιταλιχα ≅ Πq χατηαψαναl !小叶杨 ≅ k钻天杨 n旱柳l1Πq σιµονιι ≅ k Πq νιγρα √¤µq ιταλιχαn Σαλιξ µατσυδαναl2 !小
叶杨 ≅钻天杨k Πq σιµονιι ≅ Πq νιγρα √¤µq ιταλιχαl组合中分别选出北京杨k Πq≅ βειϕινγενσισl !群众杨k Πq≅
ποπυλαρισl !合作杨k Πq≅ οπεραl优良品系 ~王明庥等kt||tl以美洲黑杨无性系 Œ2y|为母本 !小叶杨为父本 o选
育出黑杨派和青杨派间杂种 ‘p tsx !‘p tsy !‘p tut等优良无性系 ∀胡志昂kt|{tl研究了杨属不同派间
过氧化物同工酶 o结果表明青杨派与黑杨派表现较高的同工酶谱带相似性 o而白杨派与青杨派和黑杨派相似
性较低 ∀因此 o应用 „ƒ°标记分子遗传距离对杨属派间遗传差异进行评价 o结果与常规杂交试验和同工酶
分析结果相似 o说明这种分析方法可行 !结果可靠 o可以根据亲本间分子遗传距离大小预测杂交亲本间的亲
和性 ∀
|v 第 t期 李善文等 }杨属部分种及杂种的 „ƒ°分析
图 u 杨属 wz个无性系系统聚类树形图
ƒ¬ªqu ≥¼¶·¨° ¦¯∏¶·¨µ§¨±§µ²ªµ¤° ²©wz ¦¯²±¨ ¶¬± Ποπυλυσ
杂种优良无性系与父母本的遗传距离在不同杂交组合中存在差异 ∀白杨派杂种毛新杨的 x个优良无性
系与 v个新疆杨无性系间的平均遗传距离是 s1sy{ v o与 v个毛白杨无性系间的平均遗传距离是 s1tzv s o这
表明毛新杨杂种优良无性系与新疆杨的亲缘关系较近 o其相似系数为 s1|vt z o与毛白杨的亲缘关系较远 o相
似系数为 s1{uz s ∀银毛杨杂种优良无性系与毛白杨 v个无性系的遗传距离均值是 s1tuv | o与银白杨 u个无
性系的均值是 s1tuy y o这说明银毛杨杂种优良无性系与母本银白杨 !父本毛白杨的亲缘关系相近 o其相似系
数分别是 s1{zv w !s1{zy t ∀在黑杨派中 o欧美杨 v个优良无性系与欧洲黑杨 v个无性系的平均遗传距离是
sw 林 业 科 学 wv卷
s1uuz t o与美洲黑杨 w个无性系的遗传距离是 s1tw{ w o由此可知 o欧美杨杂种优良无性系与美洲黑杨的亲缘
关系较近 o相似系数为 s1{xt y o与欧洲黑杨的亲缘关系相对较远 o相似系数为 s1zzu | ∀本试验所用的毛新
杨 !银毛杨 !欧美杨无性系分别是从毛白杨 ≅新疆杨 !银白杨 ≅毛白杨 !美洲黑杨 ≅欧洲黑杨的杂种群体中选
出的优良无性系 o表明有的组合选出的优良无性系与母本相似 o有的组合选出的优良无性系与父本相似 o有
的组合选出的优良无性系属于父母本的中间类型 ∀形态观测结果与这一结论相一致k李善文 ousswl ∀因此 o
根据亲本和子代的分子遗传距离在不同杂交组合中存在的这种特有关系 o可以为其杂交子代相关性状的早
期选择提供科学依据 ∀
参 考 文 献
胡志昂 qt|{t q杨属植物的同工过氧化物酶 q植物分类学报 ot|kvl }u|t p u|y
李宽钰 o黄敏仁 o王明庥 o等 qt||y q白杨派 !青杨派和黑杨派的 ⁄‘„多态性及系统进化研究 q南京林业大学学报 ousktl }y p ts
李善文 o张志毅 o何承忠 o等 qussw q中国杨树杂交育种研究进展 q世界林业研究 otzkul }vz p wt
李善文 qussw q杨树杂交亲本与子代遗传变异及其分子基础研究 q北京林业大学博士学位论文
苏晓华 o张绮纹 o张望东 o等 qt||y q大青杨及其近缘种的遗传变异和系统关系研究 q林业科学 ovukul }tt{ p tuw
王明庥 o黄敏仁 o邬荣领 o等 qt||t q美洲黑杨 ≅小叶杨杂交育种研究 Μ林业部科技司 q阔叶树遗传改良 q北京 }科学技术文献出版社 o{v p |u
王 献 o张启翔 o杨秋生 o等 qussx q利用 „ƒ°研究紫薇的亲缘关系 q北京林业大学学报 ouzktl }x| p yv
徐纬英 qt|{{ q杨树 q哈尔滨 }黑龙江人民出版社
张德强 o张志毅 o杨 凯 qusst q分子标记技术在杨树遗传变异及系统分类中的应用 q北京林业大学学报 ouv ktl }zy p {s
张志毅 o林善枝 o张德强 o等 qussu q现代分子生物学技术在林木遗传改良中的应用 q北京林业大学学报 ouwkxΠyl }uxs p uyt
邹喻苹 o葛 颂 o王晓东 qusst q系统与进化植物学中的分子标记 q北京 }科学出版社
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°¤µ®¨µ¶q׫¨ ²µ„³³¯ Š¨ ±¨ ·ots{ }yxz p yyu
k责任编辑 徐 红l
tw 第 t期 李善文等 }杨属部分种及杂种的 „ƒ°分析