全 文 ：© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
园 艺 学 报 , 一
扭 月。 凡
山东石榴品种遗传多样性与亲缘关系的荧光
分析
苑兆和“ , 尹燕雷‘ , 朱丽琴‘ , 李 云 ’, 侯乐峰
’ 山东省果树研究所 , 山东泰安 山东省枣庄市农业高新技术示范园区管理办公室 , 山东枣庄
摘 要 利用荧光 标记技术 , 采用 对 口 引物对山东省 个石榴品种进行 一
分析
, 结果表明 个石榴品种扩增的多态性位点数从 条到 条不等 , 平均 条 , 平均多态性位
点 所有检出位点的平均观测等位基因数 、 平均有效等位基因数 、 平均 ’ 基因多样度和平均香
农信息指数分别为
、 、
和 方差分析显示各位点的 材 基因多样度和香农信
息指数具有不同程度的显著性差异 基于 相似系数利用 法进行聚类分析 , 在相似系数
处将 个品种划分为 大类 。 根据 结果探讨了山东石榴品种的亲缘关系与新品种选育的前景 。
关键词 石榴 标记 遗传多样性 亲缘关系
中图分类号 文献标识码 文章编号 一 一 习
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石榴 为二倍体 果树 , , 自交亲和 孙玉刚
等 , 。 由于石榴果实富含类黄酮物质
、
果皮 单宁酸和蹂花单宁 , 等抗氧化
物质 , 具有抗细菌 , 、 抗寄生 一 , 、 抗病毒
, 和抗癌 , 等作用 , 尤其对辅助治疗乳腺癌 ,
收稿 日期 一 一 修回日期 一 一
基金项目 山东省科学技术发展计划项 目 阴 山东省农业科学院青年科研基金项 目 巧 因 国家林业局
‘ ’ 项 目
通讯作者 一 一
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园 艺 学 报 卷
和抑制前列腺癌细胞 , 具有重要作用 。 同时 , 石榴还具有重要的观赏价值 巩
雪梅 等 , 。
石榴原产地在伊朗
、 阿富汗和高加索等中亚地区 , 多年前石榴经丝绸之路传人我国 , 在我
国逐渐形成了山东枣庄
、
陕西临漳
、
新疆叶城
、 河南开封
、
安徽怀远
、 云南蒙自和四川会理等著名的
栽培区 , 并形成了许多优异的地方品种和丰富的种质资源 周光洁 等 , 。 其中山东枣庄是我
国的主要石榴产区 , 栽培面积达 万公顷 , 年统计
, 现有栽培品种 个 侯乐峰 等 , ,
但是不同品种之间的亲缘关系和系统演化并不清楚 , 因此进一步加强山东省石榴遗传多样性和遗传关
系的研究 , 对山东省石榴的合理保护利用以及进一步品种选育具有重要意义 。
等 对突尼斯的 个石榴株系的表型水平进行了研究 , 发现石榴在表型水平上
遗传多样性较为丰富 。 但是利用分子标记技术对石榴遗传多样性的研究尚未见报道 。 本研究中采用荧
光 标记技术对山东 个石榴品种的遗传多样性和亲缘关系进行了研究 , 旨在为石榴品种的保
护利用及其遗传育种提供科学依据 。
材料与方法
植物材料
试验于 一 年在山东省果树研究所观赏园艺学实验室进行 , 供试石榴栽培品种均采 自山
东省果树研究所石榴资源圃 。 选取性状优良 , 具有一定发展前景的品种 个 , 分别取其幼叶立 即放
人装有干燥硅胶的自封塑料袋中干燥 , 备用 。
基因组 提取
提取采用 法 , 并稍加改进 。 称取材料各 , 液氮研磨 一 次 ,
将粉末放到装有 协 提取缓冲液的 离心管中 。 提取缓冲液
· 一 ’ 一 ,
,
· 一 ’ , · 一 ’ , · 一 ‘ , · 一 ’琉基乙醇 。 加人
卜 琉基乙醇混匀 , ℃预热 , 其间混匀 一 次 。 取出样品于室温放置 , 待样品冷却到室
温加人 林 氯仿 异戊醇 , 振荡混匀 ,
· 一 ’离心 。 取上清到 管
中加人 一 倍体积 的 。 沉 淀液
· 一 ’ 一 , , · 一 ’
,
· 一 ‘ , · 一 ’琉基乙醇 。 放置 一 ,
·
,
一 ‘离心 , 将
沉淀晾干溶于 林
一 , 加人 林 乙醇 , 林 , 一 ℃沉淀 ,
·
一 ’离心 , 林 乙醇洗 ,
· 一 ’离心 , 将沉淀晾干溶于 一 林
, 琼脂糖电泳检测 。
分析
分析采用北京鼎国生物技术有限责任公司 试剂盒 。 型 进行 , 其中选
择性扩增引物 为 荧光标记引物 , 试验步骤参见试剂盒的操作指南 。
取 林 选择性扩增产物样品 , 在 自动测序仪 ,
, , , 和最大 条件下 , 聚丙烯酞胺凝胶上 电泳 ,
自动采集电泳胶图 , 进行 评 选择性扩增产物的检测
数据分析
用 软件打开胶图 , 安装胶图的 , 选择合适的内标即 并
设置软件合适的分析参数 , 分析进而得到结果 。
通过 软件提取样品的各片段大小的结果 , 打开 软件 , 设置片段大小的范围 , 导
人数据 , 选择相应的荧光标记的颜色并选择合适的内标即 , 点击分析 , 导出结果并
将结果保存为 格式 。 将表内的数值不为 转换为 数值为 的不转换
, 从而生成由 “ ” 和
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期 苑兆和等 山东石榴品种遗传多样性与亲缘关系的荧光 分析
,’” 组成的原始矩阵 。
用 一 软件进行数据分析 。 对原始矩阵用 程序求 相似系数矩阵 , 并获
得相似系数矩阵 。 用 程序中的 方法进行聚类分析 , 并通过 模块生成聚类图 。
用 、 软件 , , 计算 多态性点位数和
多态带百分率 观测等位基因数 有效等位基因数 ’ 基因多样度 , 香农信息指
数 。
表 供试山东石榴品种列表
·
编号
产勺‘飞,‘勺︼,一气
品种
大马牙甜
青皮软籽 即
三白甜
大红皮酸
小青皮甜 即
小红皮甜 即
大青皮甜 即
大红皮甜
青皮岗榴
编号 品种
大青皮酸
一 青皮谢花甜
大红袍
重瓣白石榴
巨籽蜜 石
泰山三 白石榴
白皮酸
牡丹石榴
重瓣玛瑙
编号 品种
墨石榴
月季石榴
冰糖冻
红皮马牙甜
泰山红
枣庄短枝红
鲁峪酸 脚
结果与分析
山东石榴栽培品种遗传多样性的 分析
从 对 。 其中 。 为 荧光标记物 引物中筛选出的 对扩增产物多态性
好 、 谱带清晰的引物 , 利用筛选的 对引物对表 中的 个品种类型的基因组 进行了 分
析 , 电泳图谱见图 。
由表 可以看出 , 对引物组合共扩增出 条带 , 其中多态性位点数为 。 不同的引物组
合扩增的多态性位点数和多态位点百分率明显不同 , 对引物组合扩增的多态性位点数从
一 到 一 一 条不等 , 平均多态性位点数为 条 一 一 引
物组合的多态性百分率最高
,
, 一 一 引物组合的多态性百分率最低 ,
平均多态性百分率为 。
表 山东石榴品种遗传多样性的 分析
而
引物组合 多
态性位点数 多态性位点百分率
甲 甲
观测等位基因数 有效等位基因数 ’ 基因多样度 香农信息指数
认 八运
乏叭
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,
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平均
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图 利用引物组合 一 一 对石榴基因组 的 扩增图谱
· ·
利用 犯 软件对各位点的观测等位基因数 阪
、
有效等位基 因数
、
’ 基因多样度 和香农信息指数 进行了统计分析 。 表 显示
, 所有位点的平均 瓜 为
, 平均 为 各位点的 为 一 , 平均为
,
为 一 ,
平均为 , 方差分析显示 和 在多数位点具有显著性差异
, 少数位点具有极显著差异
山东石榴栽培品种聚类分析
从图 可以看出 , 在相似系数为 处展开 , 所有品种可以分为 大类 第 类由大马牙甜单
独构成 。 第 类由 个品种组成 , 内部又可分为 个亚 类
,
第 亚类主要 由青皮软籽
、 三 白甜 、 大
红皮酸
、
重瓣玛瑙
、
牡丹石榴
、
白皮酸
、
冰糖冻和重瓣白石榴 个品种组成
,
第 亚类主要 由小红皮
甜
、
青皮谢花甜
、
青皮岗榴
、 墨石榴
、
月季石榴
、 红皮马牙甜和枣庄短枝红 个品种组成
,
第 亚类
由巨籽蜜和鲁峪酸 个品种组成 。 第 类由小青皮甜
、
大青皮甜和大红皮甜组成 第 类由大青皮
酸 、 泰山三白石榴
、
泰山红和大红袍组成
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期 苑兆和等 山东石榴品种遗传多样性 与亲缘关系的荧光 川 分析
相似系数 、
一 。 币
图 个石榴栽培品种基于 对引物组合的 分析的 聚类结果
讨论
山东石榴栽培品种的遗传多样性
由于表型性状受环境
、
基因型 环境
、 基因 基因互作的影响 , 所有这些都会导致度量遗传相似
性的偏差 。 分子标记技术的发展与广泛应用 , 使植物种质资源研究逐渐从表型深人到基因型水平
, 从
基因组 水平上反映种质间的遗传差异 , 具有较高的个体特异性和对环境的稳定性 。 因此本文主
要应用荧光 技术对山东石榴 个品种的遗传多性进行了分析 , 对 引物平均可产生
条多态性带 , 多态性位点数范围从 到 个不等 , 多态性位点百分率范围为 犯
, 同时所有位点 ’ 基因多样度和香农信息指数范围变化较大 , 一 了,
一 , 并且方差分析显示 , 和 在多数位点具有显著性差异 。 所有 参数从分子水
平证明了山东石榴具有丰富的遗传多样性 。
山东石榴栽培品种分类与亲缘关系
石榴品种分类方法较多 , 现有的研究多采用果实成熟时果皮颜色
、
果实风味
、
成熟期和栽培 目的
进行分类 侯乐峰 等 , 。 本研究利用荧光 技术将 个山东石榴品种在相似性系数为
处分为 大类 , 具有相同地理位置的泰山红
、
泰山三 白石榴和大红袍 位于泰安 聚在一类 ,
说明亲缘关系近的品种多能够聚为一类 , 进一步证明荧光 技术对山东石榴品种亲缘关系分析的
可靠性 。 其中第 类包含 个品种 占 , 并且这一类含有统计的 个形态特征的所有变异 ,
同时具有相同特性的品种如大马牙甜和青皮软籽并未聚为一类 , 这说明山东石榴的表型特征并不能反
映材料间的亲缘关系 。 由此建议在地理位置和表型特征的基础上结合多种分子标记技术以及细胞学等
其它分类学方法 , 制定科学的分类体系
, 进而为山东石榴的开发和利用尤其是品种选育提供科学的依
据 。
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卷园 艺 学 报
山东石榴品种选育展望
山东石榴因实生繁殖
、
自然选择和人工选择 , 产生了许多地方品种 , 其中大青皮甜 、 大马牙甜
、
大红袍和泰山红为山东省的主栽品种 孙玉刚 等 , 侯乐峰 等 , , 本研究基于
相似系数 , 利用 法进行聚类 , 将山东省的 个石榴品种聚为 大类 , 而大青皮甜等 个主
栽品种占据了其中的 大类 , 但在含有品种最多的第 类没有分布 , 说明 个主栽品种其亲缘关系较
远同时具有很大的育种潜力 , 因此利用其优异的性状与丰富的遗传多样性进行山东石榴品种遗传改良
具有广阔的前景 。
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先开泽 , 陈正国 中国石榴生产的现状及发展前景 西南农业学报
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