全 文 ：园 艺 学 报 , 一
飞 ’ 尸 凡
部分桂花栽培品种的 分析
韩远记 ’, 董美芳 ’, 袁王俊 , 李 瑾‘ , 韩 洁’ , 尚富德‘
’
河南大学生命科学学院 , 农业生物技术研究所
, 河南开封 河南大学药学院 , 河南开封
摘 要 从 对 弓物中筛选出 对用来检测 个桂花品种和木犀属 个种的多态性位点 , 共检
测到 个位点 , 其中多态性位点 个 , 占 利用 软件计算 个样品之间的 遗传
距离 , 并按照非加权算术平均数聚类方法
,
构建树状分支图 分析结果表明 桂花花色较
深的品种之间和花色较浅的品种之间分别存在着较近的亲缘关系
, 而花色深浅不同的两类品种之间亲缘关
系较远 。 从聚类图 上看 , 个桂花品种中最后聚在一起的分别是 个银桂品种 遗传距离 处 和
个四季桂品种 遗传距离 处 , 说明四季桂类和银桂类中的部分品种与金桂品种群和丹桂品种群有较
远的亲缘关系 。 从分类上看
, 分析结果‘封专统的以形态特征为基础的分类结果并不完全一致
关键词 桂花 木犀属 种 ’于 亲缘关系
中图分类号 文献标识码 文章编号 一 一 一 刁
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桂花 。户 又名木犀
, 是木犀科 木犀属 ‘。 观赏花
木 , 原产我国 , 在我国有 余年的栽培历史 由于人工选择
、
自然杂交和环境等因素的影响 , 使
桂花产生了种内性状多样性的变异 , 形成了众多品种 。 但是长期以来 , 我国桂花品种记载和命名比较
收稿 日期 一 一 一 修回 日期 一 一
基金项目 国家自然科学基金项 】 河南省高等学校创新人才培养工程基金项 目
通讯作者 。, ‘
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、 一川 〔 〔
致谢 本研究得到了中囚花卉协会桂花分会的支持
, 卜海市桂林公园和 海 交通 大学农学院杨康民教授也提供了帮助 , 一并表
示感谢
〔
卷混乱 , 至今缺乏系统整理 , 而且由于对桂花品种本身进化和变异规律掌握不够 , 致使不同地区研究者
记载的桂花品种很难进行比较 , 同名异物和同物异名现象较为严重 减德奎和向其柏 , 以
花 、 叶
、
枝条
、
营养器官的特征和花期的早晚等为依据 , 杨康民和朱文江 , 朱
长山 , 刘玉莲 , , 将桂花分为 个品种群 四季桂品种群
、
银桂品种群
、 金桂品种群和
丹桂品种群 。
利用分子标记方法对桂花品种进行分类的研究已经有一些报道 朱诚和刘非燕 , 尚富德
等 , 邱英雄 等 , 伊艳杰 等 , 而本文旨在利用 分子标记进一步揭示桂花
品种遗传多样性位点分布规律 , 为建立统一的分类标准提供参考 , 为今后桂花品种的鉴定和保护以及
新品种的开发和利用提供理论依据 。
上海市桂林公园桂花品种资源丰富 , 涵盖了 个品种群 。 其中部分品种引种于苏州
、
杭州
、 四川
和广西桂林 , 这些地区皆为中国主要的桂花产区 。 本研究所选的 个桂花品种包含了四大桂花产区
的主要栽培品种 。 木犀属植物分为 个组 圆锥花序组
、
木犀组
、
离瓣木犀组和管花木犀组 陆瑞
林 , 。 作者另选择木犀组中与桂花品种之间有较近亲缘关系的 个种进行分析 , 使供试材料有
较广泛的遗传背景 , 以期获得较多的遗传多样性信息 。
材料与方法
材料
材料为 个桂花品种和木犀属 个种 表 , 均于 年 月取 自上海桂林公园 。 将叶片用
硅胶干燥后带回实验室 , 用双蒸水冲洗干净 , 放人塑料带中置于 一 ℃冰箱中备用
表 供试材料
种名 、
桂花 了吨 。
品种名 、 。
柳叶桂
九龙桂 、,
朱砂
晚银桂 ,
月月桂
白洁
籽银桂
狭叶金桂
堰虹桂
日香桂 ,
金桂 日 ,
皱 十金衣上
早银桂 ,
硬叶丹桂 , ,
败育丹布上
大叶四季桂 ,
籽金桂
长叶早银桂 , 黔 《、 ,
天香台司 ,
雪桂 ,
目季桂 一
佛顶珠 户
原产地或主要栽培地 ‘
长江以南 , , 、
四川
华东地区
一
苏苏州 。、
,
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各地均有栽培
几苏苏刁
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广西桂林 ,
,
,
江苏苏州
,
四川成都 , ,
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叫川苍溪
,
各地均有栽培
各地均有栽培
浙江杭州 、川
,
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,
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油北
、
华东 , ,
,
几海桂林公园 , 」 ,
各地均有栽培 川
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怜树 尸 订 , , 、
细脉木犀 。‘ , , 。
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石山桂花 户
海桂林公园 。」 , 。 ,
二海桂林公园 川 〔 ,
浙江 勺
海桂林公园 ,
各地均有栽培
四川成都 , 拜《 、」
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中国台湾
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,
,
浙江
、江西 。, 】
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广东 二 ,
期 韩远 记等 部分桂花栽培品种的 曰 分析
的提取
每种材料取 叶片用于 的提取 。 由于老叶中含有较多的次生物质 , 基因组 的提取
参照 等 的方法并进行改进 用冰冻的异丙醇沉淀 , 并用
· 一 ’的 和水饱
和乙醚除去多糖 程运江 等 , 。 纯度和含量分别用紫外分光光度计和琼脂糖凝胶电泳检
测 , 结果显示 , 各样品 比值均大于 。 将样品电泳检测结果与标准品 比
较并将样品稀释至大约
· 林 一 ’。
分析
为了能够产生较好的酶切效果和较清晰的电泳图谱 , 试验参照 等 的方法并做了改
进 取 林 样品大约含有 , 先后用 和 进行分步酶切 。 在 一 ’上
进行扩增 , 预扩增引物是一个核昔酸 , 引物为 一 ‘一 一 ‘ , 引物为
一 ‘一 一 卜 扩增程序为 ℃ ℃ , ℃ , ℃
, 共 个循环 ℃ 川
,
最后 ℃保存 。 选择性扩增引物为 个核昔酸 表 。 扩增程序
为 ℃ ℃ , ℃ , ℃ , 共 个循环 , 退火温度每循环下降 ℃
然后 ℃ , ℃ , ℃ , 再进行 个循环 ℃ , 最后 ℃保存 。 将扩增
产物中加入变性 含 的甲酞胺 , 的甘油 , 的澳酚蓝 , 的二 甲基苯氰 ,
℃变性 而 , 然后迅速放人冰浴中冷却 , 取样在已经预电泳过的 的变性聚丙烯酞胺凝胶
上电泳 。
银染程序参照 等 的方法并改进 固定 固定液中含 的无水乙醇 ,
的冰醋酸 , 染色 染色液中含 的无水乙醇 , 的冰醋酸 , 的硝酸银 , 然
后迅速在双蒸水中洗 一 、 , 再放人显色液中显色 一 显色液中含
· 一 ’的 ,
川 的甲醛
, 然后再用 自来水冲洗 一 次 , 待胶干燥后即可拍照 。
数据处理
产物用 “ ” 和 “ ” 进行统计 , 对扩增产生信号较强的
、
重复性较好的带记为 “ ” , 而
同一位置上扩增产生信号较弱
、 重复性较差的带或者未出现带的记为 “ ” 。 利用 软件对统
计结果进行分析 唐启义和冯光明 , , 计算 遗传相异系数和遗传距离 , 并按照非加权算术
平均数聚类方法 , 构建系统聚类分析树状图 。
结果与分析
扩增片段长度的多态性分析
在被筛选的 对引物中 , 有 对引物共产生
出 条清晰的
、 重复性较好的扩增带 表 。
其中引物对 一 一 产生 的带最多 , 为
条 引物对 一 一 最少 , 为 条 。 平均
每个引物对 产生 约 条带 , 引物对 一
的扩增图谱 见图 。 在扩增产生的 条带
中 , 其中多态性带为 条 , 占 。
在引物对 一 一 扩增产生 的带 中 ,
早银桂有一条特异性带 , 大约在 饰 处 , 格
表 引物组合 、 序列和扩增结果
,
价
引物对
· 了一 · 一 ,
扩增带数
一刀
多态性带
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一
一 一 丁
一 一
一 一
一 一
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树和细脉木犀在此位置也有带 , 同时这两个种在 处仍有一特有的公共带 。 这些特异性带皆可
用于桂花品种和木犀属种的鉴定 , 而各种材料存在扩增片段长度的多态性也说明了供试的 个种和桂
花品种之间
、
桂花品种与品种之间有着较为丰富的遗传多样性 。
园 艺 学 报 卷
图 由引物对 一 一 扩增产生的 种材料 指纹图谱
一 一
遗传距离和聚类分析
遗传距离的计算结果表明
,
供试材料的遗传距离在 一 之间 , 利用 法
聚类分析得到一树状分支图 图 根据图 聚类结果 , 在遗传距离 处做结合线 , 可以将
个桂花品种分为 类 。 第 类包括银桂品种群的 个品种 , 即柳叶桂
、
九龙桂和早银桂 第 类包括
个品种
,
即朱砂
、
金桂
、
皱叶金桂
、
败育丹桂
、
籽金桂
、
长叶早银桂 。 此类群中多为花色较深的金
遗传距离 。 。。
图 根据 分子标记聚类分析产生的树状分支图
期 韩远记等 部分桂花栽培品种的 分析
桂品种和丹桂品种 , 说明这两个品种群中的某些品种之间有较近的亲缘关系 。 这与邱英雄等
聚类分析的结果基本一致 。 第 类包括 个品种 , 即晚银桂 、 月月桂
、
白洁
、
籽银桂
、
狭叶金
桂
、 堰虹桂
、 日香桂
、 硬叶丹桂
、
雪桂
、 四季桂 。 此类群中多为花色较浅的品种 , 说明某些花色较浅
的品种之间遗传变异程度较低 , 存在着较近的亲缘关系 , 也表明刘玉莲 和朱长山
等根据花色对桂花品种进行分类具有一定的合理性 。 其余的 个四季桂品种 , 大叶四季桂 、 佛顶珠和
天香台阁各自单独成一类 , 说明这 个品种之间的亲缘关系较远 , 而它们又在遗传距离 处聚在
一起 , 并在遗传距离 处与其它桂花品种聚在一起 , 表明这 个品种与其它的桂花品种之间有更
远的亲缘关系 。
在遗传距离 处 , 木犀属的两个种格树和细脉木犀聚在了一起 , 并在遗传距离 处共同与
石山桂花和桂花聚在一起 , 说明在木犀属木犀组的 个种中 , 格树和细脉木犀的亲缘关系稍近 , 但是
这 个种之间的遗传距离比桂花品种之间的遗传距离远很多 。 这也从分子水平上说明了传统的将桂
花 、 石山桂花 、 格树和细脉木犀单独列为种是合理的 , 陆瑞林 , 。
讨论
从演化的观点分析 , 个品种群中 , 四季桂类较秋桂类原始 , 而秋桂类又 以银桂类最为原始 , 丹
桂类最晚出现 减德奎 等 , 。 从聚类图上看 , 花色较深的金桂和丹桂类遗传距离较近 , 花色
较浅的多数品种也聚在了一起 , 而银桂中的某些品种与金桂和丹桂类品种又有较远的遗传距离 , 推测
桂花品种群之间是按照花色由浅到深的演化路线 。 在木犀属植物较桂花原始的种中 , 多数花色为白色
和淡黄色 减德奎 等 , , 颜色较浅 , 这也支持作者的上述推测 。
本研究中所用的籽金桂和雪桂为上海市桂林公园品种 , 其究竟属于银桂还是金桂品种群一直没有
确定 。 从聚类结果看 , 雪桂不但与晚银桂和籽银桂亲缘关系较近 , 而且聚在了花色较浅的第 类中 ,
因此本研究结果将其归为银桂品种群 , 建议定名为 ‘ 雪银桂 ’ 。 籽金桂和长叶早银桂亲缘关系最近 ,
但是聚在了花色较深的第 类中 , 因此认为 分子标记并不能确定其品种群的归属 , 还有待进一
步深人研究 。 狭叶金桂又名 ‘ 早黄 ’ , 由于其花色为中黄色 , 介于银桂品种群和金桂品种群之间 , 对
于其品种群的归属问题一直存在争议 。 从聚类图上看 , 它不但与银桂品种群亲缘关系较近 , 而且还聚
在了花色较浅的第 类中 , 所以本研究结果将其归为银桂品种群 , 定名为 ‘ 早黄 ’ 。
由于 技术可以一次检测到基因组中很多随机分布的位点 , 所以被认为是估计个体间 、 群体
间和种群间遗传距离的有效手段 盯 , , 是研究群体遗传多样性水平和优
良育种遗传关系的有力工具 。 本研究利用 对引物扩增产生 了 条带 , 并检测出了较为丰富的遗传
多样性 , 通过聚类分析 , 构建树状分支图 , 很好地区分了 个桂花品种并对其进行了分类 。 结果与
传统的形态学分类结果并不完全一致 , 是因为 分析是从分子水平上揭示了整个基因组的多态性
信息 , 能够客观地反映出桂花品种之间的亲缘关系 。 试验表明 , 杂交可 以发生在桂花品种之间 , 也可
以发生在桂花与其近缘种之间 。 材料中所包含的 个种与桂花品种同属于木犀属的木犀组 , 与桂花有
较近的亲缘关系 , 聚类结果也表明这 个种与桂花品种之间的最大遗传距离只有 。 这为以后
对桂花与其近缘种之间进行杂交育种提供理论依据 。
我国是木犀属植物的分布中心 , 而桂花也是主要分布于我国的华东 , 西南等地区 , 现在共有 巧
个栽培品种 , 分为四大品种群 , 具有较为丰富的种质资源 。 本研究中所用的材料虽然包括了中国四大
桂花产区的主要栽培品种 , 但是所用的材料相对较少 , 可能会使遗传多样性程度降低 。
目前 , 在桂花品种及其近缘种的研究和应用中仍存在一些问题 , 如同名异物和同物异名现象 , 划
分标准不统一 , 演化关系不明确等 , 而利用分子生物学和形态学分类相结合的分类方法不但对确定它
们之间亲缘关系和分类地位具有重要的理论意义 , 而且还可 以为桂花品种的优良育种提供理论依据 。
园 艺 学 报 卷
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陆瑞林 中国木犀属小志 植物分类学学报
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尚富德
,
伊艳杰
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唐启义
, 冯明光 实用统计分析及其 数据处理系统 北京 科学出版社
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