全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2008, 35 (2) : 281 - 284
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2007 - 08 - 08; 修回日期 : 2008 - 01 - 11
基金项目 : 国家自然科学基金项目 (30471206)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: lianggl@ swau1edu1cn; zqzhoubj@ yahoo1com)
用 AFL P分析小金海棠的起源
石胜友 1 , 成明昊 2 , 胡玉林 1 , 郭启高 2 , 梁国鲁 23 , 周志钦 23
(1 中国热带农业科学院南亚热带作物研究所 , 广东湛江 524091; 2 西南大学园艺园林学院 , 重庆 400716)
摘　要 : 对小金海棠、变叶海棠居群内分化出的似小金海棠的植株、变叶海棠 ×陇东海棠 (似小金海
棠 )、陇东海棠、变叶海棠进行了 AFLP分析。结果表明 : 小金海棠、变叶海棠居群内分化出的似小金海棠
的植株和变叶海棠 ×陇东海棠 (似小金海棠 ) 具有高度的遗传一致性 , 相似性系数为 01977～01986; 小金
海棠与陇东海棠和变叶海棠之间有相近的亲缘关系 , 小金海棠的谱带有 98108%是来自于变叶海棠和陇东
海棠的叠加。该研究表明小金海棠是变叶海棠物种分化及陇东海棠种质渗入所形成的多倍体杂种。
关键词 : 小金海棠 ; AFLP; 遗传一致性 ; 相似性系数 ; 起源 ; 杂交
中图分类号 : S 661　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2008) 0220281204
Applica tion of AFL P Ana lysis in O r ig in of M a lus xiao jinensis Cheng et J iang
SH I Sheng2you1 , Cheng M ing2hao2 , HU Yu2lin1 , GUO Q i2gao2 , L IANG Guo2lu23 , and ZHOU Zhi2qin23
(1 South Subtropical C rop Research Institu te, Zhanjiang, Guangdong 524091, China; 2 College of Horticulture and Landscape,
Southw est U niversity, Chongqing 400716, Ch ina)
Abstract: This study analyzed M a lus x iaojinensis Cheng et J iang, app le trees were sim ilar to M alus x iao2
jinensis Cheng et J iang differentiated from M. toringoides Hughes, M. toringoides Hughes ×M. kansuensis Re2
hd. , M. kansuensis Rehd. , M. toringoides Hughes by AFLP to exp lore the origin ofM 1x iaojinensis Cheng et
J iang. There were high degree of genetic identity amongM. x iaojinensis Cheng et J iang, app le trees were sim2
ilar to M. x iaojinensis Cheng et J iang differentiated from M. toringoides Hughes and M. toringoides ×Hughes
M. kansuensis Rehd. , and their genetic sim ilar coefficient were from 01977 to 01986. M. x iaojinensis Cheng
et J iang, meanwhile there were 98108% bands of M. xiaojinensis Cheng et J iang were from M. kansuensis
Rehd. and M. toringoides Hughes. The results showed thatM. kansuensis Rehd. and M. toringoides Hughes
had close relationship. According to the AFLP analysis and p revious research, we discussed the origin of M.
xiaojinensis Cheng et J iang and p roposed that the species may derive from M. toringoides Hughes ×M. kan2
suensis Rehd. Our findings have p rovided basic research data and important directions for the cultivation and
exp loitation of the M. xiaojinensis.
Key words: M alus x iaojinensis Cheng et J iang; AFLP; genetic identity; genetic sim ilar coefficient; ori2
gin; hybrid
小金海棠不仅具有耐盐碱、耐热、耐旱、耐涝、抗寒 , 抗缺铁等特性 , 对白粉病和苹果潜隐病毒
也有一定抗性 , 是非常有希望的实生半矮化砧木 (韩振海和许雪峰 , 1995; 蒋舜媛和李朝銮 ,
1997)。但是小金海棠的起源问题至今未有肯定的结论。本研究采用 AFLP分子标记技术 , 结合前人
的成果来探讨小金海棠的起源 , 为苹果资源利用提供理论依据。
1　材料与方法
供试材料见表 1, 各材料取 5个单株的混合样本。DNA的提取采用 CTAB法。AFLP扩增参照鼎
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国生物公司提供的试剂盒中的程序 , 银染参照 Bassam等 ( 1991) 的方法。各样品 AFLP扩增条带的
有、无分别赋值 1、0。计算供试材料中出现的所有迁移率不同的扩增谱带数、多态性带数及其比例、
共有谱带率 (B S ) (Dunnington et al. , 1991) 和相似系数等各项参数 , 采用 Sim ith的方法计算谱带的
叠加性 ( Sim ith et al. , 1996)。相似系数用 NTSYS2pc2102a软件进行分析 , 采用 D ice系数。
表 1　供试材料的形态学数据
Table 1　M orpholog ic da ta of ma ter ia ls
编号
Code
种名
Species
来源
Source
倍性
Ploidy
A 变叶海棠 M 1 toringoides Hughes 阿坝 A Ba 2n = 3x = 51
B 陇东海棠 M 1kansuensis Rehd. 阿坝 A Ba 2n = 2x = 34
C 变叶海棠 ×陇东海棠 (似小金海棠的杂种 )M 1 toringoides Hughes ×M 1kansuensis Rehd. 西南大学 Southwest University 2n = 4x = 68
D 变叶海棠居群分化出的似小金海棠的植株 Sim ilar to M 1xiaojinensis Cheng et J iang 阿坝 A Ba 2n = 4x = 68
E 小金海棠 M 1xiaojinensis Cheng et J iang 阿坝 A Ba 2n = 4x = 68
2　结果与分析
211　AFL P扩增结果
从 AFLP试剂盒的 64对引物中 , 筛选出带型质量好的 4对引物对供试材料进行 AFLP扩增 (图
1)。4对引物共扩增出 221条谱带 , 平均每对引物扩增出 5513条谱带 , 其中多态性带为 96条 , 平均
每对引物扩增出 24条多态性带 , 多态性带率为 41117%。供试材料的共有谱带率 84152% ～98160% ,
变叶海棠 ×陇东海棠、变叶海棠居群内分化出的似小金海棠的植株、小金海棠三者的共有谱带率
97165% ～98160% , 表明它们之间的血缘关系极近。DNA指纹 B S可以作为衡量个体遗传变异度的可
靠参数 , BS值越大 , 个体间的血缘关系越近 , 遗传变异越小 (Dunnington et al. , 1991)。
图 1　 4对引物的 AFL P指纹图谱
A～E代表材料见表 1。下同。
F ig. 1　AFL P f ingerpr in t w ith four pr im ers
A - E stand for materials of Table 1. The same below.
212　AFL P谱带分析
根据 Sim ith等 (1996) 的方法 , 将待定杂种中扩增出的谱带记录为 3种情况 : (1) 两个待定亲
本共有的 ; (2) 与待定亲本之一共有的 ; (3) 待定杂种特有的。确定杂种的原则是 , 如果待定杂种
的谱带是来自两个亲本谱带的叠加或部分叠加 , 就将其定为杂种。对小金海棠、变叶海棠居群分化出
的似小金海棠的植株、变叶海棠和陇东海棠的 AFLP谱带进行分析 , 表 2说明了变叶海棠和陇东海棠
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　2期 石胜友等 : 用 AFLP分析小金海棠的起源 　
的谱带数在小金海棠和变叶海棠居群分化出的似小金海棠的植株中出现的比例。例如 , 在小金海棠
中 , 变叶海棠的 20条专有谱带 , 有 19条出现在小金海棠中 , 陇东海棠的 32条专有谱带 , 全部出现
在其中 , 叠加性为 98108%。那么 , 这种谱带的叠加是不是来自于它们的共同祖先呢 ? 我们将变叶海
棠和陇东海棠之一作为杂种 , 将小金海棠和变叶海棠居群中分化的似小金海棠的植株作为亲本之一算
出叠加性。从表 2中可以看出 , 无论是将小金海棠还是变叶海棠居群中分化的似小金海棠的植株作为
亲本之一 , 他们的叠加都降低了 ( d和 e)。如果将亲本之一作为杂种或将杂种作为亲本之一都将降
低谱带的叠加性。说明谱带的叠加不是由于它们来自于共同的祖先或是由于杂交的缘故 ( Sim ith et
al. , 1996)。AFLP谱带提供的证据表明 , 小金海棠和变叶海棠居群分化的似小金海棠的植株可能是
变叶海棠和陇东海棠的杂种。
表 2　 AFL P谱带分析
Table 2　AFL P bands ana lysis
杂种
Hybrid
变叶海棠和杂种 a
M. toringoides Hughes
and hybrida
陇东海棠和杂种 b
M. kansuensis Rehd.
and hybridb
叠加性 c
Additivec
杂种特有带
Special bands
叠加性 d
Additived
叠加性 e
Addit2
ivee
小金海棠 M. xiaojinensis Cheng et J iang 19 /20 32 /32 98108 26 59106 47117
似小金海棠的植株 20 /20 32 /33 98111 25 70137 40132
Sim ilar to M. xiaojinensis Cheng et J iang
　　注 : a. 变叶海棠和杂种的共有谱带数 /只出现在变叶海棠而不出现在陇东海棠的谱带数 ; b. 陇东海棠和杂种的共有谱带数 /只出
现在陇东海棠而不出现变叶海棠在的谱带数 ; c. 为前两列分子之和除以分母之和 , 表示杂种中分子标记体现的杂交程度 ; d. 杂种
(小金海棠和似小金海棠的植株 ) 作为亲本之一 , 陇东海棠作为杂种的叠加性 ; e. 杂种 (小金海棠和似小金海棠的植株 ) 作为亲本
之一 , 变叶海棠作为杂种的叠加性。
Note: a. The bands obtained from both M. toringoides Hughes and hybridization / The bands only obtained in M. toringoides Hughes; b. The
bands unique to M. kansuensis Rehd. and hybridization /The bands unique to M. kansuensis Rehd. ; c. The sum of numerator of a and b /The sum
of denom inator a and b, it showed the degree of hybrid of hybridization in molecular marker; d. The additive of the hybrid and M. kansuensis Re2
hd. ; e. The additive of the hybrid and M. toringoides Hughes.
213　遗传相似性分析
根据 AFLP数据 , 计算出了供试材料的相似
性系数 (表 3)。5个供试材料的遗传相似性系数
为 01851～01986。变叶海棠 ×陇东海棠、变叶海
棠居群内分化出的似小金海棠的植株、小金海棠
之间的相似性系数均在 01977 以上 , 平均为
01980, 该结果与李英慧等 ( 2002) 报道的小金
海棠相似性系数 (019892) 一致。表明变叶海棠
×陇东海棠、变叶海棠居群内分化出的似小金海
棠的植株和小金海棠具有较高的遗传一致性。它
们与陇东海棠、变叶海棠的相似性系数要小得多。
反映在聚类图上更为直观 (图 2)。首先是小金海
棠 ( E)、变叶海棠居群内分化出的类似小金海棠
(D ) 和变叶海棠 ×陇东海棠 (C) 聚集在一起 ,
其次陇东海棠 (B) , 最后是变叶海棠 (A)。
表 3　供试材料间 D ice相似性系数
Table 3　The D ice sim ilar ity coeff ic ien t of a ll pa irs of ma ter ia ls
材料 Material A B C D
B 01851
C 01855 01900
D 01867 01906 01977
E 01861 01905 01977 01986
图 2　供试材料的 AFL P聚类图
F ig. 2　D endrogram ba sed on AFL P
3　讨论
在阿坝州农科所后山的变叶海棠居群内 , 具有形态变异较为稳定的类型 B , 该类型与小金海棠极
为近似 (Cheng et al. , 2002) , 小金海棠的核型与阿坝四倍体变叶海棠极相近 , 特别是那条具缺失的
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最小染色体很相似 (梁国鲁和李晓林 , 1993) , 在变叶海棠 ×陇东海棠的四倍体杂种中 , 出现了在形
态特征和核型都与小金海棠很相近似的植株 (成明昊 等 , 1992)。AFLP分析表明 , 变叶海棠居群中
分化出的似小金海棠的植株、变叶海棠 ×陇东海棠 (似小金海棠 ) 和小金海棠三者的 B S值较大和相
似性系数都较高 , 这些研究表明小金海棠与变叶海棠和陇东海棠有较近的亲缘关系 ; 小金海棠的谱带
来自于变叶海棠和陇东海棠的部分叠加 , 这种谱带的叠加不是来自它们共同的祖先 , 因此小金海棠可
能是变叶海棠的某一类型和陇东海棠的自然杂交种。
小金海棠主要分布在岷江 —大渡河带 , 该地区有陇东海棠、花叶海棠、马尔康海棠 (M. m aer2
kangensis) 和变叶海棠的分布 , 而且是变叶海棠多样性的分化中心 , 也是陇东海棠系的分布中心。此
外 , 还有滇池海棠 (M. yunnanensis)、河南海棠 (M. honanensis)、西蜀海棠 (M. parttii)、湖北海
棠 (M. hupehensis)、垂丝海棠 (M. ha lliana) 和三叶海棠 (M. siebold ii) 等种类的零星分布。不同
物种汇集 , 无疑是物种分化以及种质渗入十分活跃的地带 (蒋舜媛和李朝銮 , 1997)。小金海棠的形
态特征、细胞学特征和分子生物学特征又与变叶海棠和陇东海棠有明显的区别 , 并具有独立的地理分
布和无融合生殖特性 , 是可识别的自我繁殖类群。 Stace ( 1986) 认为 , 如果这个杂种成为独立的、
可识别的自我繁殖单位 ( self2rep roducing unit) , 那么它实际上就是一个分开的种。因此 , 从目前的研
究证明小金海棠是变叶海棠物种分化及陇东海棠种质渗入所形成的多倍体杂种。
References
Bassam B J, Anolles G C, Gresshoff P M. 1991. Fast and sensitive silver staining of DNA in polyacrylam ide gels. Analytical B iochem istry, 196:
80 - 83.
Cheng M ing2hao, L i Xiao2lin, W ang Mei, Zeng W ei2guang, W u Fu2shou, J in Q iang. 1992. A study on the variant types of M alus toringoides
Hughes. Acta Horticulturae Sinica, 19 (3) : 233 - 239. ( in Chinese)
成明昊 , 李晓林 , 王　玫 , 曾维光 , 吴福寿 , 金　强. 1992. 变叶海棠变异类型的研究. 园艺学报 , 19 (3) : 233 - 239.
Cheng M ing2hao, Zhou Zhi2qin, Deng Hong2p ing. 2002. Variation and differentiation among and within populations of M alus toringoides Hughes
revealed bymorphological evidence: Proceeding of international app le symposium. Journal of ShandongAgriculturalUniversity, 33: 19 - 24.
Dunnington E A, Gal O, Siegel P B. 1991. Deoxyribonunleic acid fingerp rint comparisons between selected populations of chickens. Poultry Sci,
70 (3) : 463 - 467.
Han Zheng2hai, Xu Xue2feng. 1995. Current status and the existed p roblem s in research of iron efficient fruit genotypes. Annual Review of Horti2
cultrual Science, 1: 1 - 16. ( in Chinese)
韩振海 , 许雪峰. 1995. 不同铁效率果树基因型研究的现状和前景. 园艺学年评 , 1: 1 - 16
J iang Shun2yuan, L i Chao2luan. 1997. Phenetic sim ilarity and geographic affinities of the wild species ofM alus in the mountain region in west Si2
chuan. Chinese Journal of App lied Environmental B iology, 3 (3) : 218 - 225. ( in Chinese)
蒋舜媛 , 李朝銮. 1997. 川西山区苹果属植物野生种表型相似性和地理亲缘. 应用环境生物学报 , 3 (3) : 218 - 225.
L iang Guo2lu, L i Xiao2lin. 1993. Chromosome studies of Chinese species ofM alusM ill. Acta Phytotaxonom ica Sinica, 31 (3) : 236 - 251. ( in
Chinese)
梁国鲁 , 李晓林. 1993. 中国苹果属植物染色体研究. 植物分类学报 , 31 (3) : 236 - 251.
L i Ying2hui, Han Zhen2hai, Xu Xue2feng, Lu Ren2qiang, Q iL i2p ing. 2002. Genetic identity analysis ofM alus xiaojinensis byAFLPs. Acta Hor2
ticulturae Sinica, 29 (6) : 571 - 572. ( in Chinese)
李英慧 , 韩振海 , 许雪峰 , 鲁韧强 , 亓丽萍. 2002. 苹果属植物小金海棠遗传一致性研究. 园艺学报 , 29 (6) : 571 - 572.
Sim ith J F, Burke C C, W agner W L. 1996. Interspecific hybridization in natural population of Cyrtanda ( Gesneriaceae) on the Hawaiian
Islands: Evidence from RAPD markers. Plant Systematic and Evolution, 200: 61 - 77.
Stace C A. 1986. Plant taxonomy and biosystematics. W ei Zhong2xin, M iao Ru2huai, Xie Han2tie, trans. Beijing: Science Press: 161 - 210. ( in
Chinese)
斯特斯 C A. 1986. 植物分类学与生物系统学. 韦仲新 , 缪汝槐 , 谢翰铁 , 译. 北京 : 科学出版社 : 161 - 210.
482