全 文 ：园 艺 学 报 , 一
亡
个大菊品种遗传关系的 分析
缪恒彬 , 陈发棣
’ , 赵宏波
南京农业大学园艺学院 , 南京
摘 要 采用 一 分子标记技术对大菊 个品种的遗传多样性进行了分析 。 从 条 引物
中筛选出 条引物分别对供试材料基因组 进行扩增 , 共获得 条清晰可辨谱带
,
其中多态性带
条 , 多态位点百分率为 , 多态性较高 。 软件计算结果表明 , 个大菊品种平均有效等位
基因数为 , 平均 ’ 基因多样性指数为 , 平均 信息指数为 应用 软件
计算得到各品种间的 相似系数介于 一 之间 。 法将 个品种分成 个类群 , 聚
类结果与品种瓣型相关 。
关键词 菊花 遗传关系
中图分类号 十 文献标识码 文章编号 一 一 一
〕
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印
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叮
脚
尹
我国有菊花 「 沙 〕品种逾 个 , 按花径
、
瓣型
、
花型和花色分为两系 、 类 、 个花型和 个色系 李鸿渐 , 。 大菊品种经长期的异花授粉 、
人工和 自然选择 , 其遗传背景非常复杂 。 分子标记已成功用于桂花
、 乐昌含笑
、 牡丹 、 景东报
春 、 紫斑百合等观赏植物的品种鉴定 、 遗传多样性及亲缘关系分析
、
分子遗传图谱构建等研究 邱
英雄 等 , , 何显静 等 , 索志立 等 , , 。 该技术在菊花研
究上的应用未见相关报道 。 作者通过 分子标记技术对大菊品种进行遗传分析 , 旨在明确大菊品
种间的遗传关系 , 在分子水平上揭示整个基因组的遗传变异
、 遗传多样性以及与传统分类的关系 , 从
而为掌握菊花资源 , 加强资源的保护以及提高育种效率提供参考 。
收稿 日期 一 一 修回 日期 一 一
蓦金项目 国家自然科学基金项 目 上海市农委重点攻关项 目 农科攻字 第
一
了
通讯作者
一
园 艺 学 报 卷
材料与方法
试材 表 均取 自南京农业大学中国菊花种质资源保存中心 , 不同瓣型品种随机取样 。
表 本研究所用的大菊品种和类型
编号
理
即
名
】勺
佗
佗
理
拼
〔
《
品种
皇辛衣唐锦 脚 图
粉如意
阳绿荷
唐宇傲雪 罗
夕阳红
花红柳绿
金条翻飞
玉龙闹海
细雨含沙
银龙闹海
杏花春
炼丹炉
彩胡夕映
荆蔓林箫 乙
紫霞宫
醒狮
美人面
日切黄金 目
紫砂孔
雪满峰
蓉城蓉花
凌波仙子
国华舟游
竹帘飞瀑
猩然
国华的京
金龙腾飞 沙
星球
立彩
白绿拂尘
白露秋风
一代风华
紫莺
翔云玉蝶 聊
白鹤摘翎
国华上将 周
青云松针 盯
山花烂漫 压
木兰换装
欲醉
虎踞龙盘 助
绿玉
李官瑟 即
瓣型
平瓣
平瓣
平瓣
平瓣
平瓣
平瓣
平瓣
平瓣
平瓣
平瓣
平瓣
平瓣
平瓣
平瓣
平瓣
平瓣
平瓣
平瓣
平瓣
平瓣
平瓣
平瓣
管瓣
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管瓣
管瓣
管瓣
管瓣
管瓣
管瓣
管瓣
管瓣
管瓣
管瓣
管瓣
管瓣
畸瓣 朋
编号
卫
巧
品种 ,
旋风
白牡丹
朝晴雪 甲 群
血清牡丹
梅赞
紫带玉袍
猫耳 ,
村姑
太岁黄
金狮喜舞 ,
千手观音 。
枣红骏马
锦花宫神
金雅冠 即
绿云 “
粉面西施
旋钮丝
玉盘托桂 即
黄托桂 即
飞帘托桂 即
红托桂 ,
红宝石
红梅细浪
金鸡报晓
赤城散
染水金涛
万朱金花
羽衣百装
光辉夕照 山
紫心园色
灰芙蓉 血
一尘不染
雪友吹花
孔雀银花
风珠秋意 邵
柳樱强楚
矮脚黄
柳浪闻莺
黄金芍药 幻 。
新百玫
久米的梦
金凤千里
瓣型
畸瓣
畸瓣
畸瓣
畸瓣
畸瓣
畸瓣
畸瓣
畸瓣
畸瓣
畸瓣
畸瓣
畸瓣
畸瓣
畸瓣
畸瓣
畸瓣
畸瓣
桂瓣
桂瓣
桂瓣
桂瓣
桂瓣
匙瓣
匙瓣
匙瓣
匙瓣
匙瓣
匙瓣
匙瓣
匙瓣
匙瓣
匙瓣
匙瓣
匙瓣
匙瓣
匙瓣
匙瓣
匙瓣
匙瓣
匙瓣
匙瓣
匙瓣
取植株嫩叶 , 采用 微量法提取基因组 邹喻萍 等 , , 琼脂糖凝胶
电泳检测 质量和浓度 , 并稀释至
· 林 一 ’。 一 反应体系总体积为 协 , 其中包括
卜 · 一 卫 、 林 · 一 〕 、 · 一 、 叮 、
。 扩增反应在 公司生产的 叮 一 型 仪上进行 。 扩增程序为 ℃
预变性 ℃变性 , ℃复性 , ℃延伸 , 个循环 ℃延伸 , ℃保存 。
扩增后每管各加人 嗅酚蓝 林 , 离心混匀后取 林 扩增产物在 琼脂糖凝胶上电泳 , 凝胶
期 缪恒彬等 个大菊品种遗传关系的 分析
中含 的澳化乙锭 。 电极缓冲液为 , 电压 。 在上海培清科技有限公司生产
的 一 型凝胶成像分析仪上观测并照相 。
根据 扩增产物的电泳结果 , 在凝胶的某个相同迁移率位置上有 条带的记为 , 无
条带的记为 。 用 分析软件采用 相似系数以及非加权配对类平均法
脚 进行聚类分析 。 采用 软件计算多态位点百分率
和 信息多样性指数 , 并计算 ’ 基因多样性指数 。
结果与分析
扩增结果
利用 个表型差异较大的材料对 条 引物进行了筛选 , 选择 条带型清晰
、 多态性较好
的引物对 个大菊品种进行多态性分析 。 淘汰扩增效果差 、 带型不易辨认的引物 , 最终确定 条引
物用于研究 份材料的遗传多样性 表 。 共扩增出 个 条带 , 其中多态性带 条 , 多
态性比率高达 , 扩增片段大小在 一 之间 。 图 为引物 甩 在部分品种中的结
果 。
表 用于大菊品种遗传关系分析的 引物及其扩增结果
涨对 梦勿 明
引物 引物序
列
卿
,
扩增条带数 多态性条带数 引物 引物序列 扩增条带数 多态性条带数
,,︵匕﹃了户︸,﹄
,
产护八︻夕入,声气内曰
通
工︹︺甲一。‘目创江
印﹃一’】巧
引物 在部分大菊品种中的扩增
灯
园 艺 学 报 卷
每个引物扩增的 条带数在 一 条之间 , 平均每条引物能扩增出 条多态性条带 , 其中
引物 最多扩增出 条多态性条带 引物 最少 只扩出 条多态性条带 。 在 个引物
中 , 有 个为二核昔酸重复序列 , 两个三核普酸重复序列
, 两个四核昔酸重复序列 , 表明菊花基因
组中以二核昔酸重复居多 。
大菊品种 遗传多样性分析
有效等位基因数 和 ’ 基因多样性
指数 是衡量遗传变异最常用的两 个遗传指
标 , 具有明显 的遗传学意 义
。
信息指数
本身没有遗传学意义
,
但方便与同类研究进行 比
较 黄建安 等 。 利用软件包
对各位点的
、
以及 信息指数进行
计算 , 结果表明 , 个大菊品种平均有效等位基
因数 为 , 平 均 ’ 基 因多样性 指 数 为
, 平均 信息指数为 。 各位
点遗传多样性程度也存在较大差别 , ’基因多
样性 指数最 大值 为 , 最 小值 为
信息指 数最 大值为 , 最 小值为
, 说明所选的大菊品种间存在丰富的遗传
变异 , 这也是大菊具有极其丰富品种的分子基础 。
基于相似 系数的 个大菊品种 聚
类分析
以 个大菊品种和 个位点的谱带数据为
原始矩阵 , 共获得 个两两不 同品种间的遗
传相似系数 , 相似系数最大者为 与
, 最 小 者为 与 。 以
为阂值可 以把 个大菊分为 个组 图
。 第 组包 含了 个匙瓣品种 第 组包含
个管瓣 品种 第 组 有 个 品种 , 分别 为
、 与 第 组 由 个平瓣品种
组成 第 组由 个品种组成 , 包括 个畸瓣
品种 、 个托桂品种以及 个平瓣品种 第砚组
由 个畸瓣品种组成 。
讨论
菊花是菊属部分野生种天然杂交再经人工选
育形成的 戴思 兰 等 , , , 由于长期
的人工栽培和定向选择及小群体的基因漂变 , 菊 图 大菊 个品种的 聚类图
花的种下变异和进化速率大大高于 自然群体 陈 评 勿 。。 , 。
发棣 等 , , 戴思兰 等 , 。 本研 ‘ 内而
究扩增的 片段多态性很高 , 品种间遗传相似系数变幅较大 , 说明在长期的进化过程中 , 大菊栽
培品种在 分子水平上形成并保持了较高的遗传变异 , 这可能还与大菊品种存在 自交不亲和性
期 缪恒彬等 个大菊品种遗传关系的 分析
, , 及长期无性繁殖有关 。
通过引物筛选发现二碱基重复的引物尤其是以 重复的引物扩增出的条带以及多态性条带数都
较多 表 , 这可能是由于与 重复序列结合的靶序列在菊花基因组 复制过程中存在滑动和
不均等交换现象 , 使它们在不同品种之间的重复次数差异较大 , 从而较易引起引物结合位点和两结合
位点之间的片段长度差异 , 。
品种分类的原则应遵循既要反映品种的形成和演化关系 , 又要能与实际应用相结合 陈俊愉 ,
。 李鸿渐和邵健文 提出了按 “ 花径一瓣型一花型一花色 ” 的四级分类法 。 丁玲等利用
、 和醋酶同工酶分析了 个不同花径
、
瓣型 、 花型
、 花色的菊花品种 , 发现同工酶谱与花
径显著相关 , 而与瓣型
、 花型 、 花色无相关性 另文发表 。 赵燕等 用过氧化物酶同工酶分
析中国菊花 个品种 , 发现瓣型一致的品种基本聚为一组 而 等 采用过氧化物酶等
种同工酶研究了 个栽培品种 , 认为瓣型与同工酶谱不存在相关性 。 据前人研究 , 菊花的各种花
瓣 , 都是由原始筒状花直接演变而来的 。 外轮的舌状花化 即平瓣 为菊科植物的一种 自然演变趋
势 。 平瓣是由花冠基部开始的 , 不存在筒状部分 , 是一种彻底裂开的舌状花化 。 原始筒状花的筒状部
分伸长而冠裂部分萎缩或变形就成为管瓣 , 实为一种异常演变 , 其畸变程度更甚于平瓣 。 而匙瓣是原
始筒状花演化时筒部和冠部都有伸长而形成的 , 是一种不彻底的舌状花化 晏才毅 , 。 菊花瓣
型能否作为遗传学分类的依据 , 还需要更多分子生物学等方面的证据 。 秦贺兰等 采用
技术分析了 个菊花品种 的多态性 , 发现瓣型一致的品种间基因型相似系数较高 。 我们基于
结果对 个不同瓣型大菊品种进行聚类分析 , 发现品种间基本能按瓣型聚类 。 管瓣与匙瓣类品
种分别单独聚为一组 , 且两类瓣型品种间遗传相似系数较高 从舌状花表型来看 , 管瓣品种舌状花 自
基部至先端均呈管状 , 而匙瓣品种舌状花基部为管状 , 只是前端展开 展开部分大于 瓣长 , 所
以 , 两类品种可能有着更相似的遗传背景 。 而平瓣 、 畸瓣 、 托桂类型品种虽相互聚为一组 , 但分析发
现试验所取畸瓣品种的舌状花基本瓣型为平瓣 , 只不过花瓣背面长有毛刺状附属物 如
、 、
等 或先端呈不规则尖裂 如 及纵裂 如
、 托桂型品种的舌状花基本瓣型也
为平瓣 , 说明舌状花基本瓣型在遗传上 比管状花保守 , 更适合作为分类单位 。 个畸瓣品种虽独立成
组 , 但与平瓣类型品种组存在较高遗传相似系数 , 有可能是在长期进化过程中其舌状花基本瓣型已经
发生较大的遗传分化 。
根据作者的研究可以初步认为 , 平瓣和管瓣是菊花的基本瓣型 , 匙瓣为一过渡类型 , 在遗传上均
较保守 而畸瓣和桂瓣从基本瓣型衍生形成 , 遗传分化程度最高 瓣型作为菊花品种的一个分类等级
具有可行性 。
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陈发棣 , 陈佩度 , 房伟民 , 李鸿渐 栽培小菊与野生菊间杂交一代的细胞遗传学初步研究 园艺学报
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