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Genetic Diversity of Longan in Guangxi Assessed by AFLP Markers

用AFLP标记分析广西龙眼种质遗传多样性


选用10对AFLP引物组合分析了广西38个龙眼品种(优良单株)和两个龙眼近缘亚种龙荔单株,以及10个来自国内外其他产区龙眼品种的遗传多样性。在所扩增的570条AFLP主带中,有485条具有多态性,占85.1%。所用引物可将供试的品种(优良单株)区分开来,供试材料的遗传相似系数在0.39(两个亚种间)到0.98之间。根据遗传相似系数(UPGMA, N-J)得到的分类树状图与传统方法的分类结果相类似。结果表明,广西龙眼种质具有较广泛的遗传多样性。

To determine the genetic diversity of longan(Dimocarpus longan Lour.) varieties in Guangxi, we employed 10 pairs of AFLP primer combinations on 38 varieties and 2 subspecific varieties〔Dimocarpus confinis (How et Ho) H. S. Do〕 in Guangxi, and 10 varieties in other regions and countries. A total of 570 major AFLP bands were observed, and among them 485 bands (85.1%) were polymorphism. All of the cultivars could be divided with the markers used in this study. Genetic similarities among all taxa ranged from 0.39 (between the two subspecies) to 0.98. Phenetic trees based on genetic similarities (UPGMA, N-J) were similar to known taxonomic relationships. The results showed that the genetic diversity of longan is very high in Guangxi.


全 文 :园  艺  学  报  2008, 35 (10) : 1511 - 1516
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2008 - 06 - 11; 修回日期 : 2008 - 09 - 22
基金项目 : 广西自然科学基金项目 (桂科自 0339023)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: lidongbo6230@yahoo1com1cn)
用 AFL P标记分析广西龙眼种质遗传多样性
彭宏祥 1 , 李冬波 13 , 朱建华 1 , 李江舟 2 , 曹辉庆 1 , 潘丽梅 2
(1广西农业科学院园艺研究所 , 南宁 530007; 2 广西大学农学院 , 南宁 530005)
摘  要 : 选用 10对 AFLP引物组合分析了广西 38个龙眼品种 (优良单株 ) 和两个龙眼近缘亚种龙荔
单株 , 以及 10个来自国内外其他产区龙眼品种的遗传多样性。在所扩增的 570条 AFLP主带中 , 有 485条
具有多态性 , 占 8511%。所用引物可将供试的品种 (优良单株 ) 区分开来 , 供试材料的遗传相似系数在
0139 (两个亚种间 ) 至 0198之间。根据遗传相似系数 (UPGMA, N2J) 得到的分类树状图与传统方法的分
类结果相类似。研究结果表明广西龙眼种质具有较广泛的遗传多样性。
关键词 : 龙眼 ; 遗传多样性 ; AFLP
中图分类号 : S 66712  文献标识码 : A  文章编号 : 05132353X (2008) 1021511206
Genetic D iversity of L ongan in Guangx i A ssessed by AFL P M arkers
PENG Hong2xiang1 , L IDong2bo13 , ZHU J ian2hua1 , L I J iang2zhou2 , CAO Hui2qing1 , and PAN L i2mei2
(1 Horticu lture Research Institu te, Guangxi A cadem y of A gricu ltura l Sciences, N ann ing 530007, Ch ina; 2A griculture College,
Guangxi U niversity, N ann ing 530005, China)
Abstract: To determ ine the genetic diversity of longan ( D im ocarpus longan Lour. ) varieties in
Guangxi, we emp loyed 10 pairs of AFLP p rimer combinations on 38 varieties and 2 subspecific varieties
〔D im ocarpus confin is (How et Ho) H1 S1 Do〕in Guangxi, and 10 varieties in other regions and countries. A
total of 570 major AFLP bands were observed, and 485 bands (8511% ) were polymorphism. A ll of the culti2
vars could be divided with the markers used. Genetic sim ilarities among all taxa ranged from 0139 ( between
the two subspecies) to 0198. Phenetic trees based on genetic sim ilarities (UPGMA , N2J ) were sim ilar to
known taxonom ic relationship s. The results showed that the genetic diversity of longan is very high in Guangxi.
Key words: longan; genetic diversity; AFLP
龙眼在分类上属无患子科龙眼属 (D im ocarpus Lour. ) 龙眼亚种 , 当今国内外栽培的龙眼品种都
属于本亚种中的龙眼变种 ( var. longan) (邱武陵和章恢志 , 1996)。近年来关于分子标记应用于龙
眼种质资源的研究已有一些报道 , 但研究材料主要为福建和广东的品种 , 对广西品种研究较少 (林
同香 等 , 1998; 易干军 等 , 2003)。广西是龙眼原产地之一 , 龙眼栽培历史悠久 , 在长期的人工栽
培和选择过程中形成了种类繁多的品种或类型 (朱建华 等 , 2002)。苏伟强等 ( 1993, 1997) 应用
过氧化物酶分析研究了广西龙眼亲缘关系 , 但同工酶标记太少 , 不能区分很多亲缘关系较近的品种 ;
陈有志和刘成明 (2001) 应用 RAPD标记对广西 5个龙眼品种进行了鉴别分析 , 但分析材料少 , 未
能反映广西龙眼的遗传多样性。作者在对广西龙眼种质资源进行系统调查、收集保存的基础上 , 应用
AFLP标记对广西主要龙眼品种以及近年来通过初步评选的优良单株进行遗传多样性分析 , 并且将广
西龙眼种质与国内外不同产区、不同生态类型的品种 , 以及近缘属植物相结合进行分析研究 , 以期对
其亲缘关系有更全面了解 , 为广西龙眼种质资源的保护与利用以及龙眼遗传育种提供参考。
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1 材料与方法
111 龙眼品种 (优良单株 ) 材料
50份材料均于 2006年 7月取自广西农业科学院园艺研究所龙眼种质资源圃。其中有 38个是原产
于广西的龙眼品种或优良单株 (包括广西所有主栽品种及大部分优良单株 ) , 3个原产于广东和 3个
原产于福建的龙眼品种 , 3个泰国龙眼品种 (均为当地主栽品种 ) , 1个热带生态型龙眼优良单株和 2
个龙眼近缘种龙荔单株 (为本所优选单株 )。具体名称见表 1。
表 1 供试龙眼品种 (优良单株 ) 及近缘亚种龙荔名称
Table 1 Nam e of longan and longli var ieties used in th is study
编号 No. 名称 Name 编号 No. 名称 Name
1 细核脆香 Xihe Cuixiang 26 车站 Chezhan
2 桂圆 0506 Guiyuan 0506 27 六司 L iusi
3 桂香 Guixiang 28 佳圆 1号 J iayuan 1
4 石硖 Shixia 29 国宝 Guobao
5 白平 Baip ing 30 大乌圆 Dawuyuan
6 油面石硖 Youm ian Shixia 31 桂龙早 1号 Guilongzao 1
7 五象岭石硖 W uxiangling Shixia 32 大乌圆 8213 Dawuyuan 8213
8 中秋 1号 Zhongqiu 1 33 巨乌 Juwu
9 中秋 (北流 ) Zhongqiu (Beiliu) 34 大乌圆 8902 Dawuyuan 8902
10 国庆 1号 Guoqing 1 35 大乌圆 ( nxy21) Dawuyuan ( nxy21)
11 国庆 2号 Guoqing 2 36 大乌圆 ( nxy22) Dawuyuan ( nxy22)
12 桂明 1号 Guim ing 1 37 木格大乌圆 Muge Dawuyuan
13 迟广眼 Chi Guangyan 38 迟白露 Chi Bailou
14 早熟广眼 Zaoshu Guangyan 39 早白露 Zao Bailou
15 小广眼 Xiao Guangyan 40 热带型龙眼 (pn21) Trop ical longan (pn21)
16 大广眼 Da Guangyan 41 依嚣 Yixiao
17 博白广眼 Bobai Guangyan 42 依登 Yideng
18 冰糖肉 B ingtangrou 43 苗翘 M iaoqiao
19 冰糖果 B ingtangguo 44 储良 Chuliang
20 灵龙 L inglong 45 双孖木 Shuangzimu
21 桂焦 2号 Guijiao 2 46 普明庵 Pum ing An
22 桂焦 1号 Guijiao 1 47 油潭本 Youtanben
23 桂圆 0503 Guiyuan 0503 48 立冬本 L idongben
24 桂圆 0501 Guiyuan 0501 49 龙荔 - 1 Longli21
25 良庆 2号 L iangqing 2 50 龙荔 - 2 Longli22
112 D NA提取及 AFL P分析
DNA提取参照肖璇等 (2005) 的方法。AFLP分析参照 AFLP Analysis System Ⅱ说明书进行 ( In2
vitrogen life technologies)。AFLP接头和引物设计均按 Pieter等 (1995) 报道的方法进行 , 由上海生物
工程技术服务有限公司合成。预扩增引物 EA 为 : 5′2GACTGCGTACCAATTCA23′; MC 为 : 5′2GAT2
GAGTCCTGAGTAAC23′。选择性扩增分别选取带 3 个选择性碱基的引物 (表 2) , 银染检测参照 Pro2
mega公司的银染测序法。
根据银染结果 , 选择清晰的片段进行统计 , 为了提高试验重复性 , 将较弱的片段忽略不计。根据
扩增片段的有无将其分别记为 0和 1, 每个多态性片段分别代表一个基因组位点。采用多变量分析系
统 (NTSYS2pc, 2110版 ) 软件中的 D ICE法计算遗传相似系数。然后根据相似系数用 SAHN Cluste2
ring和不加权成对算术平均法 (UPGMA) 进行聚类分析。
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2 结果与分析
211 AFL P选择性扩增结果
利用从 64对 AFLP引物中筛选出的 10对扩增产物多态性好、谱带清晰的引物 , 对 50份材料的
基因组 DNA进行扩增片段长度多态性分析 , 获得了较好的扩增结果 (图 1)。10对引物组合在 50个
材料中扩增出 570条清晰的带 , 引物扩增条带数 34~72条 (表 2) , 平均每对引物扩增 57条 , 其中
多态性带共有 485条 , 多态性比例为 8511% , 10对引物能将所有的材料区分出来。可见 AFLP检测
龙眼种质资源遗传多样性的效率很高 , 同时也充分体现了广西龙眼种质具有较高的遗传多样性。
图 1 引物 E2ATG /M 2CAG组合对龙眼的 AFL P扩增图谱
1~50: 材料编号同表 1。
F ig. 1 AFL P f ingerpr in ting pa ttern s of longan using the pr im er com b ine of E2ATG /M 2CAG
1 - 50: The cultivars serial number is the same as Table 1.
表 2 10对 AFL P选择性扩增引物产生的条带多态性
Table 2 Polym orph ism of AFL P bands obta ined by selective am plif ica tion ba sed on the 10 pr im er pa irs
引物组合
Primer combination
总扩增带数
Total band number
多态性带数
Polymorphic band number
多态性带百分率 /%
Polymorphic band percentage
E2ACA /M2CGA 34 25 7315
E2AGG/M2CAT 63 58 9211
E2AGG/M2CGT 41 37 9012
E2AGG/M2CGG 62 48 7714
E2AGG/M2CGC 44 34 7713
E2AGG/M2CTG 68 66 9711
E2AGG/M2CCC 45 39 8617
E2AAG/M2CGC 65 54 8311
E2ATG/M2CAG 72 62 8611
E2AGC /M2CTC 67 57 8511
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212 龙眼种质资源的聚类分析
在所选的 50份材料中两两间遗传相似系数的范围为 0139~0198, 其中两个近缘种龙荔单株与龙
眼品种 (优良单株 ) 间亲缘关系较远 , 它们与龙眼品种 (优良单株 ) 两两之间相似系数都在 0141以
下 , 其余龙眼品种 (优良单株 ) 间相似系数在 0180~0198, 其中桂龙早 1号和大乌圆 8213亲缘关系
最近 , 相似系数为 0198。
图 2 龙眼种质聚类图
F ig. 2 D endrogram of longan var ieties
从图 2可以看出 , 龙眼品种 (优良单株 ) 间亲缘关系较近 , 以 0188的相似系数为阈值 , 可以将
本试验的品种 (优良单株 ) 分为 10个类群。类群 1有细核脆香 ( 1)、桂圆 0506 ( 2)、桂香 ( 3)、
石硖 (4)、五象岭石硖 (7)、国庆 1号 (10)、佳圆 1号 (28) 等 7个品种 (优良单株 ) , 为石硖类
型或性状与之相近的品种 (优良单株 )。类群 2包括白平及储良等 19个品种 , 其又可以分为 5个亚
类 , 亚类 Ⅰ包括白平 (5)、早熟广眼 (14)、大广眼 (16)、小广眼 (15)、桂圆 0501 (24) 等大部
分广眼类型品种 ; 亚类 Ⅱ包括桂圆 0503 (23)、桂龙早 1号 (31)、大乌圆 8213 (32)、巨乌 (33)、
大乌圆 8902 (34)、大乌圆 ( nxy22) (36)、大乌圆 (30)、大乌圆 ( nxy21) (35)、木格大乌圆 ( 37)
等大乌圆类型品种 (优良单株 ) 和早白露 ( 39)、车站 ( 26) 等品种 , 其余 3个品种 (优良单株 )
中秋 1号 (8)、热带型龙眼 (pn21) (40)、储良 (44) 与同一类群中的其他品种 (优良单株 ) 亲缘
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关系较远 , 分别单独归为一个亚类。类群 3有桂明 1号 (12) 和良庆类 2号 (25) 2个品种。类群 4
有博白广眼 (17)、桂焦 2号 (21)、冰糖肉 (18)、六司 ( 27)、灵龙 ( 20)、迟白露 ( 38) 等 6个
品种。类群 5有 5个品种 , 包括 1个泰国品种 (依登 ) (42) , 一个广东品种 (双孖木 ) (45) 和 3个
福建品种油潭本 (47)、立冬本 (48) 和普明庵 ( 46)。类群 6有油面石硖 ( 6) 和国宝 ( 29) 两个
品种。类群 7有中秋 (北流 ) ( 9 )、冰糖果 ( 19 ) 和迟广眼 ( 13 ) 3个品种 , 类群 8有国庆 2号
(11) 1个品种 , 类群 9有桂焦 1号 (22) 1个品种。类群 10为依嚣 (41) 和苗翘 (43) 两个泰国品
种。具体亲缘关系见图 2。
213 广西龙眼种质与不同产区龙眼的亲缘关系鉴定
在所选的 10个不同产区的龙眼品种中 , 从总体上看 , 除泰国龙眼品种依嚣和苗翘外 , 其余品种
间的遗传相似系数均高于部分广西龙眼品种 (优良单株 ) , 说明广西龙眼品种 (优良单株 ) 遗传多样
性较高。其中广东品种双孖木、泰国品种依登和 3个福建品种 (油潭本、立冬本和普明庵 ) 聚在一
起 , 单独分为一类 , 表明其可能起源相同 , 在演化的过程中发生了一些变异 ; 而另外两个泰国品种依
嚣和苗翘与其它龙眼品种的亲缘关系较远 , 说明在不同的生态条件下形成了不同品种类型。
石硖和储良是两个原产于广东的著名品种 , 也是目前广西的主栽品种。其中石硖引入广西时期较
早 , 经过实生繁殖 , 形成了不同品系。通过聚类分析发现有一些品种 (优良单株 ) 与其亲缘关系较
近 , 可以分在一个类群。其中桂香与其相似系数大于 0197, 说明其可能是来自石硖的变异品种。而
储良引进广西时间较晚 , 虽同大乌圆类型品种聚在一大类群 , 但与大乌圆类型品种遗传距离较远 , 没
有发现与其亲缘关系非常相近的品种 , 可以单独归为一个亚类。说明随着栽培水平的提高 , 广西近年
已不再采用实生繁殖方式 , 因此没有发现与储良亲缘关系较近的优良单株。
大乌圆为原产于广西容县的一个老品种 , 也是广西龙眼主栽品种之一。其主要特点是果型大 , 果
肉厚 , 可食率高 , 丰产性强。本试验中在遗传相似系数 0190处与大乌圆聚在一起的 10个材料均为大
果型品种 , 同时在形态上也都表现出种子大而饱满 , 叶柄较短 , 叶片无光泽且互相堆叠等大乌圆品种
的特征 , 与石硖、储良、广眼等品种有明显差异。各个大乌圆类型品种 (优良单株 ) 间也有一些不
同 , 如桂龙早 1号表现出枝梢节间短、树体矮化等品种特性。说明这些大乌圆类型品种 (优良单株 )
起源相同 , 但在长期栽培和实生繁殖过程中也形成了不同类型 , 这与实际调查结果相符。
214 特殊种质分析
焦核龙眼因胚败育种子萎缩变小 , 果肉较厚 , 可食率高 , 是一种优稀种质资源。本试验中采用的
两个焦核品种遗传差异较大 , 属于不同的类群 , 其中桂焦 2号与广西其他龙眼品种 (优良单株 ) 的
亲缘关系最远 , 单独聚为一类。说明不同焦核龙眼品种 (优良单株 ) 基因组间差异较大 , 这与林同
香等 (1998) 用 RAPD分析得到的结果一致。
热带生态型龙眼起源于热带地区 , 能一年多次开花结果 , 是不同于我国南亚热带生态型龙眼的另
一种品种类型。本试验选取广西省农业科学院园艺研究所等单位筛选的热带型龙眼优良单株 ‘pn21’,
分析发现其与大乌圆类型有一定亲缘关系 , 但有别于同类型的其它品种 (优良单株 ) , 可单独归为一
个亚类。
龙眼近缘种龙荔是一种特殊的种质资源 , 既具有龙眼的性状又具有荔枝的性状。经 AFLP聚类分
析发现 , 本试验中采自两个不同地区的龙荔单株与龙眼品种在相似系数 0139时聚在一起 , 远高于龙
眼品种之间的变异 , 说明它们虽与龙眼间存在着一定的亲缘关系 , 但亲缘关系较远 , 属于不同的种。
3 讨论
目前关于龙眼品种的分类主要有形态学、生物化学和分子生物学等方法。从本试验结果可以看
出 , 广西所有的大乌圆类型都聚在一起 , 属于同一个类群 , 大部分广眼类型以及部分石硖类型也都聚
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在一起 , 该结果与传统的分类方法结论基本一致。但在部分品种的分类上存在差异 , 例如热带生态型
龙眼根据其来源和形态应与我国南亚热带生态型龙眼有较大区别 , 但本试验根据 AFLP分类发现其与
广西龙眼的亲缘关系比较接近 , 原因有待进一步探讨。
本试验研究结果表明 38个广西品种 (优良单株 ) 间的相似系数变化范围为 0185~0198之间 , 大
部分品种相似系数在 0186以内 , 表明分子水平上龙眼品种间的遗传多样性并不如形态上那样丰富。
广西是龙眼的起源中心之一 , 栽培历史悠久 , 历史上长期沿用实生繁殖。由于长期的人工选择 , 加上
选择时多侧重于经济性状 , 因此现在大多数优良的单株可能源自几类优良的祖先。而目前的龙眼品种
(优良单株 ) 主要选自实生后代 , 因此得到的品种多属于几个大的类群 , 同一类群品种间的遗传多样
性不高 , AFLP分析变异程度不大。当然 , 本研究的供试品种都是综合性状优良或具有某些特殊性状
的品种 (优良单株 ) , 还不能完全代表广西龙眼的全部遗传背景 , 有待今后开展更为深入的研究。
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