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Assessment of Phylogenetic Relationships of Some Lilium Species and Cultivars Using EST-SSR Markers

百合部分种及品种系统进化关系的EST-SSR 标记分析



全 文 :园 艺 学 报 2012,39(11):2189–2198 http: // www. ahs. ac. cn
Acta Horticulturae Sinica E-mail: yuanyixuebao@126.com
收稿日期:2012–05–30;修回日期:2012–10–21
基金项目:国家科技支撑计划项目(2012BAD01B07);国家社会公益研究专项项目(2005DIB3J022);国家公益性行业(农业)科研专
项项目(200903008-06,200903020);北京市花卉重点项目(YLHH2006001,YLHH201200101);国家‘863’计划项目(2011AA100208);
农业部园艺作物生物学与种质创制重点实验室项目
* 通信作者 Author for correspondence(E-mail:mingjunmail@yahoo.com.cn)
百合部分种及品种系统进化关系的 EST-SSR 标
记分析
葛 亮 1,袁素霞 1,王春城 2,单宏臣 2,杨春起 3,冯慧颖 1,梁 云 1,
徐雷锋 1,刘 春 1,明 军 1,*
(1 中国农业科学院蔬菜花卉研究所,北京 100081;2北京园林绿化局花卉产业处,北京 100029;3 北京市昌平区园
林绿化局,北京 102200)
摘 要:从新开发的百合 EST-SSR 标记引物中筛选了 19 对多态性较高的引物,对百合 22 个原生种
和 74 个品种进行了标记分析,依据各样品间的 Jaccard’s 遗传距离,用 MEGA 5.05 构建系统树,并用主
坐标分析对试验样品进行类群划分。系统树显示:原产中国的原生种首先分化为两个类群:类群Ⅰ包括
卷丹(Lilium lancifolium)、渥丹(L. concolor)、毛百合(L. dauricum)、川百合(L. davidii)、大花卷丹(L.
leichtlinii var. maximowiczii)、大花百合(L. concolor var. megalanthum)、淡黄花百合(L. sulphureum)、山
丹(L. pumilum)、百合(L. brownii var. viridulum)、兰州百合(L. davidi var. unicdor)等,其中一些为亚
洲百合杂种系的起源亲本及麝香百合杂种系的亲本,推测由这些种杂交衍生出亚洲百合杂种系、麝香百
合杂种系及 LA 系;类群Ⅱ包括宜昌百合(L. leucanthum)、湖北百合(L. henryi)、岷江百合(L. regale)
等喇叭百合杂种系及东方百合杂种系的亲本,分别衍生出喇叭百合杂种系、东方百合杂种系及 OT 系,与
已有文献记载基本相符。用 NTSYS-pc 2.11a 作主坐标分析,结果将供试材料分为亚洲百合杂种系、东方
百合杂种系、OT 系、LA 系、原生种等类群,与已知分类关系基本相符。
关键词:百合;EST-SSR;Jaccard’s 遗传距离;系统树;亲缘关系
中图分类号:S 682.2 文献标志码:A 文章编号:0513-353X(2012)11-2189-10

Assessment of Phylogenetic Relationships of Some Lilium Species and
Cultivars Using EST-SSR Markers
GE Liang1,YUAN Su-xia1,WANG Chun-cheng2,SHAN Hong-chen2,YANG Chun-qi3,FENG Hui-ying1,
LIANG Yun1,XU Lei-feng1,LIU Chun1,and MING Jun1,*
(1The Institute of Vegetables and Flowers,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100081,China;2Division
of Flower Industry,Beijing Municipal Bureau of Parks and Afforestation,Beijing 100029,China;3Beijing Changping
District Bureau of Parks and Forestry,Beijing 102200,China)
Abstract:Expressed sequence tag derived simple sequence repeat(EST-SSR)markers for Lilium
were developed and 19 polymorphic EST-SSR markers were selected to assess the phylogenetic relationships

2190 园 艺 学 报 39 卷
of 22 Lilium species and 74 cultivars. Phylogenetic diagram was constructed using MEGA 5.05 based on
Jaccard’s genetic distance data,and principal coordinate analysis was performed to heterotic grouping of
96 accessions. The phylogenetic diagram showed that the species originated from China were first divided
into two groups:GroupⅠincluded Lilium lancifolium,L. concolor,L. dauricum,L. davidii,L. leichtlinii
var. maximowiczii,L. concolor var. megalanthum,L. sulphureum,L. pumilum,L. brownii var. viridulum,
L. davidi var. unicdor,et al. Some of them were parents of Asiatic hybrids or Longiflorum hybrids,from
which derived Asiatic hybrids,Longiflorum hybrids and LA hybrids;GroupⅡ included L. leucanthum,
L. henryi,L. regale,et al. Some of them were parents of Oriental hybrids or Trumpet hybrids,from which
derived Oriental hybrids,Trumpet hybrids and OT hybrids. The results mainly agreed with previous study
and recorded evolutionary process of Lilium. Principal coordinate analysis was performed using
NTSYS-pc2.11a. Ninety-six accessions were divided into several separate groups:Asiatic hybrids,
Oriental hybrids,OT,LA and species,which in accord with known classification.
Key words:Lilium;EST-SSR;Jaccard’s genetic distance;phylogenetic tree;genetic relationship

百合为百合科(Liliaceae)百合属(Lilium)植物。百合属植物约 100 种和变种,其中,中国原
产约有 47 种和变种,许多都是现代观赏百合的重要起源种或杂交亲本(Edward,1998;龙雅宜和
张金政,1998)。
近百年来,通过各种育种手段,已培育出数千个观赏百合优良商业品种,它们大多数是种间远
缘杂交后代。了解掌握百合品种与原种的亲缘和进化关系,便于有效选配亲本,提高育种效率,选
育适宜中国气候环境条件的品种。
近年来采用表型和多种分子标记等方法对一些种和品种的亲缘关系、分类地位、野生自然群体
遗传多样性、杂交子代遗传关系及系统进化等进行了有益探索(Lee et al.,1994;赵庆芳 等,2005;
罗凤霞 等,2008;吴祝华,2008;张彩霞 等,2008;吴学尉 等,2009;孙明伟 等,2011),其中,
Lee 等(1994)用 RAPD 标记对 15 个亚洲百合、5 个东方百合及 3 个百合野生种进行了分类研究。
Dubouzet 和 Shinoda(1999)用 ITS 序列对 16 个种和 1 个品种进行了系统进化分析,所得结果支持
Comber(1949)对百合的分类。Nishikawa 等(2002)用叶绿体 DNA 的 ITS 序列对百合属具叶柄组
的 3 个种进行了系统进化分析。Ikinci 等(2006)用 ITS 序列对欧洲百合的起源进化研究。张克中
等(2006,2008)分别用 RAPD 标记对 25 份百合野生种和 AFLP 标记对 24 份百合野生种作了亲缘
关系分析。吴祝华(2008)从花粉形态、ISSR 分子标记、ITS 序列、cpDNA 的非编码区序列进行了
部分百合野生种的系统进化研究。Lee 等(2011)用 19 对 EST-SSR 标记对 84 份栽培品种构建了系
统树;孙明伟等(2011)用 15 对 SRAP(Sequence-related Amplified Polymorphism)标记引物所获
得的 144 个多态性位点和杂交试验获得的数据,采用 Pritchard 分类方法对 80 个种和品种组成的样
本进行基于遗传组分构成的亲缘关系及其杂交亲和性之间关联关系的遗传结构分析,为以亲缘关系
来估算亲和性及选配亲本提供了参考。
已有的相关研究多是对部分原生种或者栽培品种进行独立的亲缘关系或系统进化分析,而没有
对原生种与主要杂种系间的起源和系统进化关系的研究,因此,未反映原生种与栽培品种间的真实
演化关系,对利用野生种质资源参与品种选育的参考价值有限;且所使用的形态标记方法易受环境
影响,而所用的分子标记均为 RAPD、SRAP 以及 AFLP 等显性标记。杨素丽等(2008a,2008b)
利用 NCBI 数据库中的 EST 序列开发了 18 对 EST-SSR 引物,并优化了反应体系,但未应用于相关
研究。
SSR(Simple Sequence Repeat)标记具有等位基因变异多、共显性遗传、稳定性和重复性好、
11 期 葛 亮等:百合部分种及品种系统进化关系的 EST-SSR 标记分析 2191

操作简单等优点,SSR 在生物群体基因组中的特征及分布反应了其进化,因此 SSR 在系统进化中具
有重要应用(Bowcock et al.,1994;Charlesworth et al.,1994),有研究认为 SSR 是支持准确推断系
统进化的分子钟(Sun et al.,2009)。
与基因组 SSR 相比,EST-SSR 来自基因编码区,不同种、属间通用性高,因此适合应用于种间
遗传学研究(Eujayl et al.,2004;Saha et al.,2004;杨新泉 等,2005);许多系统发育的研究是以
分子钟理论为基础,对 DNA、RNA 及蛋白质序列进行比较得出结论,但一直以来系统发育分析主
要是基于一小部分特征序列或基因构建亲缘树,而这样做的局限性是单个基因位点不能精确地反映
整体上物种间的关系,而借助多个 EST 分子标记自身或标记的侧翼序列的比较则可对相关物种进行
较为准确的分类(陈全求 等,2010)。
本研究中使用基于对岷江百合(L. regale)花的转录组数据开发的 1 072 对 EST-SSR 标记引物,
筛选了其中 19 对多态性高且重复性好的引物,对 22 份百合原生种及 74 份品种样本进行标记分析,
构建系统树,以探讨原生种与各杂种系种质间的遗传进化关系,为杂交育种亲本选配,尤其是野生
原种种质利用提供参考信息。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验材料共 96 份(表 1),其中包括 22 个原生种,20 个亚洲百合杂种系(A)品种,29 个东方
百合杂种系(O)品种,2 个铁炮百合杂种系(L)品种,10 个 OT 杂种系品种,2 个 LO 杂种系品
种,9 个 LA 杂种系品种,1 个新铁炮百合和 1 个喇叭百合杂种系(T)品种。试验于 2010 年 10 月
至 2012 年 2 月在中国农业科学院蔬菜花卉研究所进行。
表 1 供试百合原生种及栽培品种
Table 1 96 Lilium accessions used in this study
编号
Code
种名或品种名
Name of cultivars or species

编号
Code
种名或品种名
Name of cultivars or species
编号
Code
种名或品种名
Name of cultivars or species
A1 ‘Brunello’ LO33 ‘Triumphator’ OT65 ‘Yelloween’
A2 ‘Black Bird’ LO34 ‘White Triumph’ OT66 ‘Robina’
A3 ‘Matrix’ NL35 ‘Raizan 1’ OT67 ‘Gold city’
A4 ‘Orange Pixie’ O36 ‘Rodina’ OT68 ‘Shocking’
A5 ‘Detroit’ O37 ‘Siberia’ OT69 ‘Flashpoint’
A6 ‘Lollypop’ O38 ‘Sorbonne’ OT70 ‘Serano’
A7 ‘Monte Negro’ O39 ‘Rodina’ OT71 ‘Lesotho’
A8 ‘Navona’ O40 ‘Top White’ OT72 ‘Belladonna’
A9 ‘Red Latin’ O41 ‘Rialto’ OT73 ‘Conca D’or’
A10 ‘Val di Sole’ O42 ‘Trofeo’ OT74 ‘Red Hot’
A11 ‘Tresor’ O43 ‘Sheila’ W75 L. regale
A12 ‘Heart Balance’ O44 ‘Tiber’ W76 L. henryi
A13 ‘Prunotto’ O45 ‘Constanta’ W77 L. davidii var. unicolor
A14 ‘Rita’ O46 ‘Florian’ W78 L. concolor
A15 ‘Connecticut King’ O47 ‘Robin van Galen’ W79 L. pumilum
A16 ‘Pollyanna’ O48 ‘Roadstar’ W80 L. brownii var. viridulum
A17 ‘Elite’ O49 ‘Love Story’ W81 L. leucanthum
A18 ‘Prato’ O50 ‘Red Reflex’ W82 L. sulphureum
A19 ‘Yellow Jiant’ O51 ‘Sunny Sulawesi’ W83 L. distichum
A20 ‘Butter Pixie’ O52 ‘True Emotion’ W84 L. lancifolium
L21 ‘White Heaven’ O53 ‘Acapulco’ W85 L. leichtlinii var. maximowiczii
L22 ‘Snow Queen’ O54 ‘Mero Star’ W86 L. dauricum
2192 园 艺 学 报 39 卷
续表 1
编号
Code
种名或品种名
Name of cultivars or species

编号
Code
种名或品种名
Name of cultivars or species
编号
Code
种名或品种名
Name of cultivars or species
T23 ‘Pink Perfection’ O55 ‘Star Fighter’ W87 L. davidii
LA24 ‘Ceb Dazzle’ O56 ‘Nova Zembla’ W88 L. concolor var. megalanthum
LA25 ‘Royal Sunset’ O57 ‘Casa Blanca’ W89 L. duchartrei
LA26 ‘Advantage’ O58 ‘Sorbonne’ W90 未定名 Unnamed
LA27 ‘Bonsoir’ O59 ‘Con Amore’ W91 L. pumilum
LA28 ‘Courier’ O60 ‘Bellpasso’ W92 L. bakerianum
LA29 ‘Mestre’ O61 ‘Tom Pouce’ W93 L. davidii
LA30 ‘Mombasa’ O62 ‘Acapulco’ W94 L. henryi
LA31 ‘Pirandello’ O63 ‘Tahiti’ W95 L. citronella
LA32 ‘Turandot’ O64 ‘Lombardia’ W96 L. henryi
注:A 表示亚洲百合杂种系;L 表示麝香百合杂种系;T 表示喇叭百合杂种系;LA 表示铁炮百合杂种系与亚洲百合杂种系的杂交后代;
LO 表示铁炮百合杂种系与东方百合杂种系的杂交后代;NL 表示新铁炮百合;O 表示东方百合杂种系;OT 表示东方百合杂种系与喇叭百
合杂种系的杂交后代;W 表示原生种。重名的为来自不同种源的种或不同公司的品种。
Note:A. Asiatic hybrids;L. Longiflorum hybrids;T. Trumpet hybrids;LA. LA hybrids;LO. LO hybrids;NL. New Longiflorum hybrids;
O. Oriental hybrids;OT. OT hybrids;W. Species. Samples with the same name are from different source.

1.2 EST-SSR 标记、样品 PCR 扩增及扩增条带的统计
取新鲜幼嫩的百合叶片,改良 CTAB 法(Beek et al.,1992)提取各样品材料的总 DNA。扩增
反应体系(15 μL):10 × PCR buffer(含 15 mmol · L-1MgCl2)1.5 μL,0.5 U TaqDNA 聚合酶,140
μmol · L-1 dNTPs,上、下游引物各 0.2 μmol · L-1,模板 DNA 约 30 ng。反应在 Bio-Rad PTC-200 上
进行。反应程序为 94 ℃预变性 5 min,35 个循环(94 ℃变性 30 s,合适退火温度退火 30 s,72 ℃
延伸 45 s),72 ℃延伸 7 min。各引物的最适退火温度由温度梯度 PCR 确定。
从本课题组开发的 1 072 对 EST-SSR 引物中筛选出扩增条带清晰、稳定、多态性高的 19 对引
物(表 2)用于样品的扩增。扩增产物经 8%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,银染显色,照相并记
录,相同迁移位置上,有带记为 1,无带记为 0,缺失记为 9,统计扩增情况(Huang et al.,2010)。
利用下式计算各引物的多态性信息含量(PIC,Polymorphism Information Content), ,
式中 Pij 为第 i 位点的第 j 等位变异的频率。
1.3 系统树的构建
将统计得到的 0、1 数据保存为 Excel 表格式,用 DPS 软件计算各材料间的 Jaccard’s 遗传距离。
用 MEGA 5.05 软件(Tamura et al.,2011)中的 UPGMA 法构建系统树(李亚玲 等,2007)。
1.4 主坐标分析
由 96 份样品间的扩增数据得到各样品间的相似系数矩阵,用 NTSYS-pc 2.11a 软件中的 Dcenter
及 Eigen 模块进行主坐标分析,对 96 份样品进行类群划分。
2 结果与分析
2.1 EST-SSR 引物筛选结果
经过筛选,得到 19 对扩增稳定、条带清晰、多态性高的引物(表 2),共检测到 66 个等位基因,
平均每对引物 3.47 个,计算各引物的 PIC 值,PIC 范围 0.37 ~ 0.76,平均 PIC 值 0.55。引物 ivflmre125
11 期 葛 亮等:百合部分种及品种系统进化关系的 EST-SSR 标记分析 2193

扩增结果如图 1。
表 2 EST-SSR 引物信息表
Table 2 Information of EST-SSR primer pairs
引物名称
Primer pair
序列(5′–3′)
Seqence
等位基因数
Number of alleles
PIC
ivflmre79 F:CAAAGCCTATGATAAACGCA R:GCTCGTTCTCAAGTTATCCAT 3 0.48
ivflmre100 F:CTCCTTCCCCAGAAAACCA R:TGACTAAAATGAAGAGGACGG 5 0.66
ivflmre125 F:GCTTGTCTTTCTCTGCTGTCT R:GAGATCCGACGTTATTTATGC 2 0.37
ivflmre136 F:TCTCTTCGTCTTCCATTGTG R:ATCCTTGCTCACCTCCTCTG 4 0.48
ivflmre138 F:ATCCCTGGTCTTCTTCATTG R:GACTGTCTGGAGAGGGATGT 3 0.45
ivflmre141 F:AAAACTCAACACGGATCACA R:GCCATCCAATTCTTCTCCTA 3 0.50
ivflmre179 F:GCGAGCGTGTCAATAATAAC R:CATCCCTACATCAAGACCGT 3 0.62
ivflmre302 F:GATCCGAAGGACCCGTTAAG R:AACAACTACAGGGCGAGGGT 3 0.57
ivflmre342 F:GAAGAGCTCCGCCAGTTG R:TTCCGATCCCCATCATTGC 2 0.44
ivflmre381 F:GCGGGATCTCGCAGTTCT R:GTCGCAGTCTTCAAAGTCGT 3 0.51
ivflmre407 F:GCATAAGTACCCACAACACA R:TCGTGTGAATCTTGCCAAT 4 0.55
ivflmre422 F:GAAATAAATCCCACCCAA R:CTGACAACTCCAGCCAAC 3 0.38
ivflmre486 F:GCCCAACCCACTCTTCCT R:GCTGCTGAATATGCCCTC 3 0.60
ivflmre588 F:GCTGCTCACCGCCTCTATC R:ATCCACAGCCACCGCAAC 3 0.53
ivflmre725 F:TCTCCGGCATACCAAATC R:GCGTACCTGCTCCTGTTC 3 0.64
ivflmre738 F:CATACATCCATCCGATTACA R:TGGTTTCATGACGTTCGT 6 0.73
ivflmre771 F:AAATGAACCACGCCTGCA R:CCATAGTTTCAACCACATCATC 3 0.51
ivflmre1014 F:CCAGTGACTCCCTGTTCG R:TTTGTGGCAGTGAGACCTT 4 0.59
ivflmre1024 F:AACAAACATCGGCAATCA R:ATGCGATGGGAGTAGGAG 5 0.76


图 1 引物 ivflmre125 扩增产物的 8%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳图
Fig. 1 Amplification profiles of primer pair ivflmre125
Amplification products were separated in 8% non-denatured PAGE.

2.2 系统树的构建及进化关系分析
2.2.1 原生种系统进化关系分析
由系统树(图 2)推测:所研究的原产中国的原生种在某个时期首先分化为 2 个类群:类群Ⅰ
主要包括毛百合(L. dauricum)、渥丹(L. concolor)、卷丹(L. lancifolium)、川百合(L. davidii)、
大花卷丹(L. leichtlinii var. maximowiczii)、大花百合(L. concolor var. megalanthum)、淡黄花百合(L.
sulphureum)、山丹(L. pumilum)、百合(L. brownii var. viridulum)、兰州百合(L. davidi var. unicdor)
等;类群Ⅱ主要包括宜昌百合(L. leucanthum)、湖北百合(L. henryi)、岷江百合(L. regale)、滇百
合(L. bakerianum)等。

2194 园 艺 学 报 39 卷
系统树显示:类群Ⅰ中的 W84(卷丹)、W87(川百合 1)、W93(川百合 2)、W86(毛百合)、
W88(大花百合)均与亚洲百合杂种(A 系,图 2 中红色方块标注的样品)关系较近,而 L21 和 L22
两个麝香百合杂种与川百合 2、毛百合、大花百合及亚洲百合杂种关系也很近。W85(大花卷丹)、
W79(山丹 1)、W91(山丹 2)聚在一起,表明三者关系较近。W77(兰州百合)为川百合的变种,
形成较独立的一支。W78(渥丹)和 W82(淡黄花百合),W83(东北百合)和 W89 宝兴百合(L.
duchartrei)分别聚在一起。

图 2 96 份百合样品基于 Jaccard’s 遗传距离的 UPGMA 系统树状图
Fig. 2 Phylogenetic diagram of 96 accessions constructed by UPGMA method based on Jaccard’s genetic distance
11 期 葛 亮等:百合部分种及品种系统进化关系的 EST-SSR 标记分析 2195

类群Ⅱ中的 W81(宜昌百合)、W75(岷江百合)、W76(湖北百合)与喇叭百合杂种 T23(‘Pink
Perfection’)聚在一起形成一个亚类;东方百合杂种系(O 系,图 2 中蓝色圆点标注的样品)与喇
叭百合杂种 T23 处在同一个大的分支;W76 和 W94 为不同种源的湖北百合,其中 W76 与喇叭百合
杂种系聚在一起,而 W94 与 OT 系聚在一起,这显示可能喇叭百合杂种系及 OT 系与湖北百合关系
更近,东方百合杂种系形成较为独立的分支;OT 系构成一个中间型亚类。
W92 为滇百合,目前尚未检索到其参与现代百合育种的文献,孙明伟等(2011)将其归入 OT
系中,本研究的结果也显示其与 OT 系有很近的亲缘关系,并有待进一步试验验证。
2.2.2 杂种系系统进化分析
现代百合栽培品种均由原生种经选择或远缘杂交繁育得到(Edward,1998),某一杂种系的品
种应与该系的亲本有较近的亲缘关系。系统树(图 2)显示亚洲百合杂种系(A)可能由卷丹、渥丹、
大花卷丹、毛百合、川百合、大花百合等杂交衍生而来;系统树中铁亚杂种(LA)与一些亚洲百合
杂种系品种聚为一组且靠近亚洲百合杂种系,这显示了铁亚杂种可能由麝香百合杂种和亚洲百合杂
种杂交形成,且铁亚杂种与亚洲百合杂种系相似性更高。系统树显示喇叭百合杂种系(T)与宜昌
百合、湖北百合、岷江百合关系很近,推测喇叭百合杂种系可能由宜昌百合、湖北百合、岷江百合
等杂交衍生而来;而后东方百合杂种系与喇叭百合杂种系杂交形成 OT 系。麝香百合杂种系既可以
与亚洲百合杂种系杂交又可以与东方百合杂种系杂交,系统树显示麝香百合杂种系的品种与亚洲百
合杂种系的亲本材料聚在一起,推测麝香百合杂种系与亚洲百合杂种系的关系更近。进化树中有些
东方百合杂种系品种聚在类群Ⅰ中,可能是由于这些品种与 LO 杂种关系较近造成的。另外,由于
引物数量有限及在基因组上位置的随机性,加上 PCR 扩增、条带判读统计等都可能存在一定误差,
对个别样品的分类可能会有偏差。
2.3 主坐标分析
主坐标分析可以提供关于主要类群之间的更直观的信息(Sun et al.,2003)。为了了解各样品间
的关联关系,更好地对其进行类群划分,用 NTSYS-pc-2.11a 做了主坐标分析。前 3 个主坐标的方差
贡献率分别为 25.5%、23.7%和 6%。在 3 个主坐标上将 96 份百合样品分为主要的 5 个类群(图 3):


图 3 96 个样品主坐标分析(Principal Coordinate Analysis)三维散点图
Fig. 3 Three-dimension Principal Coordinate Analysis Plot of 96 accessions
2196 园 艺 学 报 39 卷
(1)亚洲百合杂种系;(2)东方百合杂种系;(3)LA 系;(4)OT 系;(5)原生种。结果与系统
树所得结果一致,其中东方百合杂种系和 OT 系距离较近,亚洲百合杂种系与 LA 及 LO 较近,反映
了它们之间较近的亲缘关系;而原生种较分散,显示了它们较栽培品种具有较高的遗传多样性,各
杂种系的亲本原生种分别靠近该杂种系,这也印证了百合的系统进化关系。
由图 3 还可以看出,目前所育成的单一杂种系的栽培品种大多较集中,这反映了可能由于大量
使用少数优良育种材料,使得育成品种遗传组成相近。
某些原生种距大多品种较远,反映了它们之间在遗传组成上差异较大,这些原生种可能没有很
好地应用于现代百合育种或由于其某些性状不佳而未被利用。
3 讨论
本研究中系统树(图 2)显示:卷丹、渥丹、川百合、毛百合、大花卷丹、大花百合等亲缘关
系较近且与亚洲百合杂种系聚在一起,据文献记载卷丹、毛百合、渥丹、川百合、大花卷丹、大花
百合均为亚洲百合杂种系的亲本材料(Edward,1998;龙雅宜 等,1999),吴祝华(2008)的研究
结果中卷丹、川百合、渥丹关系很近,推测它们可能经杂交选育形成亚洲百合杂种系。系统树中麝
香百合杂种与亚洲百合的亲本关系很近,日本及西方研究者通过胚挽救技术,将麝香百合(L.
longiflorum)与渥丹、毛百合、湖北百合、紫脊百合(L. leucanthum var. centifolium)等杂交成功
(Edward,1998),因此推测麝香百合杂种系与亚洲百合杂种系关系较近,Lee 等(2011)的研究也
支持这一点。系统树显示宜昌百合、岷江百合、湖北百合关系较近,且与喇叭百合杂种聚在一起,
推测喇叭百合杂种系可能由三者杂交而来,文献记载宜昌百合、岷江百合、湖北百合为喇叭百合杂
种系的亲本(Edward,1998;龙雅宜 等,1999),吴祝华(2008)的研究也认为宜昌百合与岷江百
合关系很近。东方百合杂种系由湖北百合及日本的天香百合(L. auratum)、鹿子百合(L. speciosum)、
日本百合(L. japonicum)等杂交形成(Edward,1998;龙雅宜 等,1999),系统树中 W94(湖北
百合)与东方百合杂种系关系很近。
系统树中亚洲百合杂种系与 LA 系、麝香百合杂种系与 LO 系、东方百合杂种系与 OT 系分别聚
在一起,各杂种系的品种分别聚为一簇,这与它们的遗传背景相符,表明所用 EST-SSR 标记较为准
确反映了百合杂种系间的关系。
中国传统分类方法按形态性状将百合种分为 4 组:百合组、钟花组、卷瓣组和轮叶组。本研究
结果显示钟花组中的毛百合、渥丹与卷瓣组中的卷丹、川百合关系较近,张克中等(2008)用 AFLP
对 24 份百合的分类研究也认为卷瓣组与钟花组之间存在基因交流,吴祝华(2008)的研究认为卷丹、
渥丹和川百合关系较近。
系统进化树的构建可以基于距离矩阵法(Distance Matrix Method)、最大简约法(Maximum
Parsimony Method)和最大似然法(Maximum Likelihood Method)等,聚类分析的方法也有多种,
如 Neighbor-Joining、UPGMA(Unweighted Pair Group Method with Arithmetic Mean)等,不同的建
树方法可能得到不同的结果(Huang et al.,2010),很难判断哪种方法更准确,因此建树结果可能存
在偏差;但可以根据样本中已知亲缘关系的远近在一定程度上推测所建系统进化树的准确性。本试
验中基于距离矩阵法构建了多个系统树,分支关系基本一致,仅有少数样本位置不同,主要进化分
支都得到了文献记载验证支持。
现代百合品种一方面高度杂合,另一方面自交和系间杂交均不亲和(孙明伟 等,2011),明确
其原生种间的系统进化关系及各杂种系间的来源衍生关系对百合育种意义重大。本研究中从新开发
的百合 EST-SSR 引物中筛选出 19 对核心引物,对 96 份样品进行了标记分析,均得到不同扩增带型。
11 期 葛 亮等:百合部分种及品种系统进化关系的 EST-SSR 标记分析 2197

利用扩增带型数据探讨了部分中国原生种间的系统进化关系,并对现代百合杂种系的来源亲本及杂
种系间的衍生关系做了分析。系统进化分析结果与已知分类及进化关系基本相符,可以利用本研究
的结果推测百合原生种之间的进化及亲缘关系的远近,指导原生种杂交亲本的选配,提高育种效率;
对杂种系间的进化衍生关系探讨的结果有利于理清这些杂种系间的亲缘关系的远近,指导百合杂交
育种中亲本的选配,降低杂交育种的盲目性,节省时间及资源。

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