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Study on Systematic Relationships of Ziziphus jujuba and Ziziphus spinosa Using RAPD Technique

应用RAPD标记技术探讨枣与酸枣的分类学关系


Genetic relationships between Ziziphus jujuba and Ziziphus spinosa populations were studied using RAPD data in population genetics. 275 loci were gained among which 249 loci were polymorphic by 22 primers. The polymorphic loci percentage was 89% among Z.spinosa population while that of Z.jujuba population was 56%. 31 specific RAPD markers were detected on 3 Z.jujuba varieties and 15 Z.spinosa forms. Cluster analysis showed: when λ=12, the forms tested were divided into 2 groups. One included Z. jujuba cv. Zanhuangdazao, Yudichuangan, Yuanshichuangan, Xiaochuangan, Qiantai No.1, Luzhuangchuangan; the other included Z. jujuba cv. Zilingdan and 26 Z. spinosa forms. All above indicated that Z. jujuba and Z.spinosa should be regarded as two separate species.


全 文 :第 wt卷 第 u期
u s s x年 v 月
林 业 科 学
≥≤Œ∞‘׌„ ≥Œ∂ „∞ ≥Œ‘Œ≤„∞
∂²¯1wt o‘²1u
¤µqou s s x
应用 • „°⁄标记技术探讨枣与酸枣的分类学关系 3
刘 平 彭建营 彭士琪 周俊义 代 丽
k河北农业大学园艺学院 保定 sztsstl
关键词 } 枣 ~酸枣 ~群体遗传 ~分类 ~ • „°⁄
中图分类号 }≥zt{1w| ~≥zt{1wy 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kussxlsu p st{u p sw
收稿日期 }ussv p s| p sx ∀
基金项目 }河北省自然科学基金kvsstuvl ∀
3 彭建营为通讯作者 ∀
tl阎桂军 qt|{w q枣细胞学研究 q河北农业大学硕士学位论文
Στυδψ ον Σψστεµατιχ Ρελατιονσηιπσ οφ Ζιζιπηυσϕυϕυβα ανδ Ζιζιπηυσσπινοσα
Υσινγ ΡΑΠ∆ Τεχηνιθυε
¬∏°¬±ª °¨ ±ª¬¤±¼¬±ª °¨ ±ª≥«¬´¬ «²∏∏±¼¬ ⁄¤¬¬
k Χολλεγε οφ Ηορτιχυλτυρε o Αγριχυλτυραλ Υνιϖερσιτψοφ Ηεβει Βαοδινγ sztsstl
Αβστραχτ } Š¨ ±¨ ·¬¦µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³¶¥¨·º¨ ±¨ Ζιζιπηυσϕυϕυβα ¤±§ Ζιζιπηυσσπινοσα ³²³∏¯¤·¬²±¶º¨ µ¨ ¶·∏§¬¨§∏¶¬±ª • „°⁄ §¤·¤¬±
³²³∏¯¤·¬²± ª¨ ±¨·¬¦¶q uzx ²¯¦¬ º¨ µ¨ ª¤¬±¨ § ¤°²±ª º«¬¦« uw| ²¯¦¬ º¨ µ¨ ³²¯¼°²µ³«¬¦¥¼ uu ³µ¬°¨ µ¶q ׫¨ ³²¯¼°²µ³«¬¦ ²¯¦¬
³¨µ¦¨±·¤ª¨ º¤¶{| h ¤°²±ª Ζ qσπινοσα ³²³∏¯¤·¬²± º«¬¯¨ ·«¤·²© Ζ qϕυϕυβα³²³∏¯¤·¬²± º¤¶xy h qvt ¶³¨¦¬©¬¦• „°⁄ °¤µ®¨µ¶º¨ µ¨
§¨·¨¦·¨§²± v Ζ qϕυϕυβα √¤µ¬¨·¬¨¶¤±§tx Ζ qσπινοσα©²µ°¶q≤¯ ∏¶·¨µ¤±¤¯¼¶¬¶¶«²º¨ §}º«¨ ±Κ€ tu o·«¨ ©²µ°¶·¨¶·¨§º¨ µ¨ §¬√¬§¨§
¬±·²u ªµ²∏³¶q’±¨ ¬±¦¯∏§¨§ Ζ qϕυϕυβα¦√ q¤±«∏¤±ª§¤½¤²o≠∏§¬¦«∏¤±ª¤±o≠∏¤±¶«¬¦«∏¤±ª¤±o÷¬¤²¦«∏¤±ª¤±o±¬¤±·¤¬‘²qt o
∏½«∏¤±ª¦«∏¤±ª¤±~·«¨ ²·«¨µ¬±¦¯∏§¨§ Ζ qϕυϕυβα¦√ q¬¯¬±ª§¤± ¤±§uy Ζ q σπινοσα©²µ°¶q „¯¯¤¥²√¨ ¬±§¬¦¤·¨§·«¤·Ζ qϕυϕυβα
¤±§ Ζ qσπινοσᶫ²∏¯§¥¨ µ¨ª¤µ§¨§¤¶·º²¶¨³¤µ¤·¨¶³¨¦¬¨¶q
Κεψ ωορδσ} Ζιζιπηυσϕυϕυβα~ Ζιζιπηυσσπινοσα~³²³∏¯¤·¬²± ª¨ ±¨·¬¦¶~¶¼¶·¨°¤·¬¦µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³~• „°⁄
我国枣树k Ζιζιπηυσϕυϕυβαl !酸枣k Ζιζιπηυσ σπινοσαl 资源丰富 o枣树以无性繁殖为主 o酸枣除有性繁殖外 o
也可进行根蘖繁殖 o枣和酸枣均为多年生植物 ∀赞皇大枣是目前发现的惟一的自然三倍体品种tl o其他枣品
种和酸枣均为二倍体 ∀河北省赞皇县是赞皇大枣的原产地 o于 usss年对赞皇县及附近的枣品种和酸枣进行
了普查 o除酸枣外 o还有赞皇大枣 !榆底串杆 !吕庄串杆 !紫铃蛋 !前台 t号 !元氏串杆 !小串杆 z个枣品种 ∀
群体遗传学以居群k³²³∏¯¤·¬²±l为研究对象 o研究居群遗传组成变化 o最终阐明生物进化的机制 ∀ • „°⁄
技术在探测群体的遗传多样性 !了解群体的遗传学结构 !探讨系统发育和进化等方面发挥越来越重要的作用
k王中仁 ot||yl ∀枣和酸枣的分类学关系一直是学者们关注的问题 o但由于试验手段和取材的原因 o得到的
结果不一 ∀本研究以河北省赞皇县及附近的枣群体和酸枣群体为试材 o对枣和酸枣进行群体遗传关系研究 o
以期从群体遗传学角度 o揭示枣和酸枣的分类学关系 ∀
1 材料与方法
t1t 材料 z个枣品种和 uy个酸枣类型均取自河北省赞皇县 o树龄从 ts ∗ uss年不等 ∀酸枣处于野生状
态 o枣树生长良好 ∀供试枣品种有赞皇大枣 !榆底串杆 !吕庄串杆 !紫铃蛋 !前台 t号 !元氏串杆 !小串杆 ~供试
酸枣有¶t ∗ ¶uy共 uy个类型 o年龄在 ts ∗ uss年不等 ∀usst年 w月下旬取幼嫩叶片kus片左右l放入冰壶中
带回实验室 o液氮处理后立即放入 p zs ε 冰箱保存 o以备 • „°⁄分析之用 ∀
t1u 方法 优化的枣和酸枣 • „°⁄反应体系为 }us ˏ反应体系中 o模板 ws ∗ ys ±ªoפ´ 酶为 t1u ˜ o§‘×°¶浓
度 tss Λ°²¯#pt oªun浓度 u1s °°²¯#pt o引物浓度为 s1u Λ°²¯#pt ∀利用 uu个多态引物k≥z !≥{ !≥tu !≥uz !
≥vw !≥wv !≥tsw !≥tsx !≥tsz !≥ts{ !≥tzt !≥tzw !≥tzy !≥vst !≥vsv !≥vsw !≥vsx !≥vtw !≥vyy !≥vy{ !≥vzx !≥vzyl对供试 u
个群体进行扩增 ∀ • „°⁄谱带有记为 t o无记为 s ∀
利用统计软件 ≥°≥≥k¶·¤·¬¶·¬¦¤¯ ³µ²ªµ¤°©²µ¶²¦¬¤¯ ¶¦¬¨±¦¨l©²µ•¬±§²º¶计算两两类型之间的欧氏距离 o利用离
差平方和法k • ¤µ§. ¶°¨ ·«²§l对数据进行聚类分析 o以度量群体间遗传学关系 ∀
2 结果与分析
u1t 枣及酸枣的 • „°⁄扩增结果 利用 uu个引物对 z个枣品种和 uy个酸枣类型进行了扩增 o部分扩增结
果见图 t ∀共扩增出 uzx个位点 o其中多态位点为 uw|个 o多态位点百分率为 |t h k表 tl ∀z个枣品种共扩增
出 t{v个位点 o多态位点占 xy h ~uy个酸枣类型共扩增出 uyx个位点 o多态位点占 {| h ∀共有 v个枣品种和
tx个酸枣类型共扩增出 vt个特异位点 o这些特异位点为枣品种和酸枣类型的鉴别提供了依据k表 ul ∀
图 t 引物 ≥ts{的 • „°⁄扩增结果
ƒ¬ªqt • „°⁄ ³¤·¨µ± ¤°³¯¬©¬¨§¥¼ ³µ¬° µ¨≥ts{
 }标准 ¤µ®¨µ~t ∗ z }分别为赞皇大枣 !榆底串杆 !前台 t号 !元氏串杆 !小串杆 !紫铃蛋 !吕庄串杆 ¤±«∏¤±ª§¤½¤²o≠∏§¬¦«∏¤±ª¤±o
±¬¤±·¤¬‘²qt o≠∏¤±¶«¬¦«∏¤±ª¤±o ÷¬¤²¦«∏¤±ª¤±o¬¯¬±ª§¤±o∏½«∏¤±ª¦«∏¤±ª¤±¬± ²µ§¨µ~{ ∗ vv }分别为 ¶t ∗ ¶uy ¶t ∗ ¶uy ¬± ²µ§¨µq
表 1 22 个多态引物对枣群体和酸枣群体扩增的多态位点比例 ≠
Ταβ . 1 Προπορτιον οφ πολψµ ορπηιχ λοχι οφ Ζ .ϕυϕυβα ποπυλατιον ανδ Ζ . σπινοσα ποπυλατιον βψ 22 πριµερσ
引物
°µ¬° µ¨
酸枣 Ζ q σπινοσα 枣 Ζ qϕυϕυβα
 ° •Πh  ° •Πh ׏ ×° „•Πh
≥z tz ty |w | w ww tz ty |w
≥{ tu tu tss z x zt tu tu tss
≥vsv ts ts tss z y {y ts ts tss
≥tu tv tu |u ts { {s tv tv tss
≥uz t{ tz |w { x yv t| t| tss
≥vw | { {| | x xy tt ts |t
≥wv ts z zs ts x xs tt { zv
≥tsw ty tw {{ tt | {u tz tx {{
≥tsx | y yz z u u| ts z zs
≥tsz tx tv {z | w ww tx tv {z
≥ts{ tt | {u z u u| tt | {u
≥tzt tt tt tss ts | |s tu tu tss
≥tzw ty ty tss tu | zx ty ty tss
≥tzy x v ys w t ux x v ys
≥vst tx tx tss z w xz tx tx tss
≥vsw tu tu tss z w xz tu tu tss
≥vsx ts y ys { w xs ts { {s
≥vtw tt | {u | w ww tt | {u
≥vyy tt | {u | t tt tt | {u
≥vy{ tx tw |v ts { {s ty tx |w
≥vzx tt | {u z v wv tu ts {v
≥vzy | { {| y v xs | { {|
总和 ײ·¤¯ uyx uvy {| t{v tsv xy uzx uw| |t
≠ }扩增位点数量 ²¦∏¶±∏°¥¨µ¤°³¯¬©¬¨§~° }多态位点数量 °²¯¼°²µ³«¬¦¯ ²¦¬±∏°¥¨µ~• }多态位点比例 •¤·¬²²©³²¯¼°²µ³«¬¦±∏°¥¨µ~׏}总扩增
位点数量 ײ·¤¯ ²¯¦∏¶±∏°¥¨µ¤°³¯¬©¬¨§~×° }总多态位点数量 ײ·¤¯ ³²¯¼°²µ³«¬¦ ²¯¦¬±∏°¥¨µ~„• }平均多态位点比例 „√¨ µ¤ª¨ µ¤·¬²²©³²¯¼°²µ³«¬¦±∏°¥¨µq
u1u 枣和酸枣群体间的遗传学关系 利用 ≥°≥≥软件计算供试类型间的欧氏距离 o前台 t号和 ¶{的欧氏距
离最远 o为 ts1sxs o元氏串杆和小串杆的欧氏距离最近 o为 w1tuv o平均欧氏距离为 z1xtv ∀枣品种平均欧氏距
v{t 第 u期 刘 平等 }应用 • „°⁄标记技术探讨枣与酸枣的分类学关系
表 2 供试品种或类型的特有标记
Ταβ . 2 Σπεχιφιχ Ρ ΑΠ∆ µαρκερσ οφ ϖαριετιεσ ορ φορµστεστεδ
品种或类型
∂¤µ¬¨·¼ ²µ©²µ°
特有标记
≥³¨¦¬©¬¦°¤µ®¨µk¶l
品种或类型
∂¤µ¬¨·¼ ²µ©²µ°
特有标记
≥³¨¦¬©¬¦°¤µ®¨µk¶l
紫铃蛋 ¬¯¬±ª§¤± ≥uz p txxs ~≥tsw p usss 前台 t号 ±¬¤±·¤¬‘²qt ≥vy{ p xvs
元氏串杆 ≠∏¤±¶«¬¦«∏¤±ª¤± ≥vw p |zs ~≥wv p usxs ¶v ≥tu p tsss ~≥vw p tzxs
¶w ≥vzx p xus ¶y ≥tu p y{s ~≥vst p tzxs
¶z ≥vy{ p {xs ¶tt ≥vsv p yzs ~≥vtw p wxs
¶tv ≥z p tyxs ~≥tsw p tvxs ≥{ p tsss ~≥uz p tuzs
¶tu ≥z p tsxs ¶tx ≥uz p t{ss
¶tw ≥tsw p ttzs ~≥z p {ss ¶ty ≥z p w{s
¶tz ≥vsv p |ss ~≥vsw p uuss ~ ¶t{ ≥{ p t{ss ~≥tzw p tszx
≥vy{ p y{s ~≥{ p txss ¶us ≥tzy p xxs
¶uu ≥tsw p twxs ¶uy ≥tsz p uwss
图 u 供试枣品种 !酸枣类型的聚类图k离差平方和法l
ƒ¬ªqu ≤ ∏¯¶·¨µ¬±ª©²µ Ζ qϕυϕυβα ¦∏¯·¬√¤µ¶¤±§ Ζ q σπινοσα©²µ°¶
·¨¶·¨§k • ¤µ§. ¶° ·¨«²§l
t ∗ z }分别为赞皇大枣 !榆底串杆 !前台 t号 !元氏串杆 !
小串杆 !紫铃蛋 !吕庄串杆 z个枣品种 Ζ qϕυϕυβα ¦√ q
¤±«∏¤±ª§¤½¤²o≠∏§¬¦«∏¤±ª¤±o ±¬¤±·¤¬‘²qt o
≠∏¤±¶«¬¦«∏¤±ª¤±o÷¬¤²¦«∏¤±ª¤±o¬¯¬±ª§¤±o
∏½«∏¤±ª¦«∏¤±ª¤±¬± ²µ§¨µq
离为 y1xsu o其中小串杆与紫铃蛋最远 o为 {1ysu o元氏串
杆和小串杆的欧氏距离最近 o为 w1tuv ~酸枣平均欧氏距
离为 {1w{z o其中 ¶v与 ¶{最远 o为 |1{|| o¶t与 ¶u最近 o
为 y1w{t ~枣与酸枣间的平均欧氏距离大于酸枣平均欧
氏距离和枣平均欧氏距离 o为 {1yzy o其中赞皇大枣与¶v
最近 o为 z1twt o前台 t号与 ¶{最远 o达 ts1sxsk数据未
列出l ∀
根据欧氏距离 o利用离差平方和法k • ¤µ§方法l对
供试品种 !类型的聚类结果见图 u ∀截取 Κ€ tu o可将供
试类型分为 u类 }第 t类包括赞皇大枣 !榆底串杆 !元氏
串杆 !小串杆 !前台 t号 !吕庄串杆 y个枣品种 ~第 u类
包括枣品种紫铃蛋和 uy个酸枣类型 ∀从聚类图看 o同
样生长在赞皇县的枣品种和酸枣基本可以分开 ∀
tl阎桂军 qt|{w q枣细胞学研究 q河北农业大学硕士学位论文
ul李树林 qt|{x q枣花粉形态的研究 ) ) ) 论枣的品种分类与进化 q河北农业大学硕士学位论文
vl宋 婉 qt||| q中国枣优良品种 ⁄‘„指纹图谱的研究 q北京林业大学博士学位论文
wl刘孟军 qt||v q中国枣属植物的分类学研究 q北京医科大学博士学位论文
3 讨论
关于枣和酸枣的分类学关系 o前人已经作过多方面
研究 ∀目前有 u种观点 ∀一些学者认为枣和酸枣为一
个种 ∀阎桂军tl根据细胞学研究结果 o将枣和酸枣定为
同一种 o酸枣为原生种 o枣为栽培类型 ∀李树林ul认为
枣和酸枣在花粉形态上极度相似 o中间类型大马枣k Ζ q
ϕυϕυβα¦√ q⁄¤°¤½¤²l的出现说明二者划为一个种是颇为
符合自然规律的 ∀宋婉vl分析了 yz个枣优良品种和 t
个酸枣类型的 „ƒ°谱带 o认为枣和酸枣应为一个种 ∀
另一些学者将枣和酸枣定为 u个种 ∀酸枣在枝条
弯曲度 !托刺 !叶片 !花 !果实 !外k中l果皮厚度 !果实风
味 !种仁饱满度等方面与枣存在显著差异 o刘孟军wl对
分布于各省 !市的 uss多个枣品种和 txs个酸枣类型的

w{t 林 业 科 学 wt卷
部分数量性状进行了统计分析表明 }枣和酸枣在各性状的极端数值上均有交叉 o但从标准偏差看 o在果实长
度 !中果皮厚度与果核直径的比及果核长度等性状上存在明显间断 ∀另外 o酸枣与枣的果肉 ∂¦含量 !花蕾的
芦丁和桑色素含量及花粉的k异l丙氨酸含量 !花粉形态 !枝皮过氧化物同工酶谱带差异显著 ∀建议把枣和酸
枣定为 u个独立的种 ∀
以上结果多以一个或少数几个酸枣类型作为研究对象 ∀ • „°⁄可应用于遗传多样性和系统学研究k洪
棋滨等 ousst ~施苏华等 ot||{ ~„¼µ¨¶ ετ αλqot||| ~‹∏¤±ª ετ αλqot||{l ∀本研究利用 uu个引物对赞皇县的 z个
枣品种和 uy个酸枣类型进行了 • „°⁄分析 o从聚类图上可以看出 }截取 Κ€ tu o可把供试的品种和类型分为 u
类 ∀一类由赞皇大枣 !榆底串杆 !元氏串杆 !小串杆 !前台 t号 !吕庄串杆 y个枣品种组成 ~另一类由 uy个酸
枣类型 !紫铃蛋k枣品种l组成 ∀说明 o同样生长在赞皇县境内的枣和酸枣基本可以分开 ∀从群体遗传学角
度 o⁄‘„水平的研究表明 o枣和酸枣宜作为 u个独立的种 ∀
参 考 文 献
洪棋滨 o侯 磊 o罗小英 o等 qusst q应用 • „°⁄分析川西北高原青稞的遗传背景 q中国农业科学 ovwkul }tvv p tv{
施苏华 o唐绍清 o陈月琴 o等 qt||{ qtt种金花茶植物的 • „°⁄分析及其系统学意义 q植物分类学报 ovykwl }vtz p vuu
王中仁 qt||y q植物等位酶分析 q北京 }科学出版社
„¼µ¨¶⁄ • o •¼¤± ƒ qt||| q Š¨ ±¨ ·¬¦§¬√¨ µ¶¬·¼ ¤±§¶·µ∏¦·∏µ¨ ²©·«¨ ±¤µµ²º ±¨§¨ °¬¦ Ωψετηια ρετιχυλατα ¤±§¬·¶¦²±ª¨ ±¨ µ Ω qβολανδεριk„¶·¨µ¤¦¨¤¨ l ∏¶¬±ª • „°⁄
¤±§¤¯ ²¯½¼°¨ ·¨¦«±¬´∏¨¶q „°¨ µ¬¦¤± ²∏µ±¤¯ ²© …²·¤±¼o{ykvl }vww p vxv
‹∏¤±ª ‹ • o⁄¤±¨ ƒ oŽ∏¥¬¶¬¤® × qt||{ q „¯ ²¯½¼°¨ ¤±§ • „°⁄ ¤±¤¯¼¶¬¶²©·«¨ ª¨ ±¨ ·¬¦§¬√¨ µ¶¬·¼ ¤±§ª¨²ªµ¤³«¬¦√¤µ¬¤·¬²± ¬± º¬¯§³²³∏¯¤·¬²±¶²©·«¨ „°¨ µ¬¦¤±
¦«¨¶·±∏·kƒ¤ª¤¦¨¤¨ l q „°¨ µ¬¦¤± ²∏µ±¤¯ ²© …²·¤±¼o{xkzl }tstv p tsut
x{t 第 u期 刘 平等 }应用 • „°⁄标记技术探讨枣与酸枣的分类学关系