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Fragaria viridis Duch. Distributed in China was Certified by Classificatory Observation and RAPD Analysis

新疆天山野生草莓与绿色草莓(Fragaria viridis Duch.) 同一性的鉴定



全 文 :© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
园  艺  学  报  2001 , 28 (2) : 119~122
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2000 - 08 - 21 ; 修回日期 : 2000 - 11 - 08
新疆天山野生草莓与绿色草莓 ( Fragaria
viridis Duch. ) 同一性的鉴定
雷家军1  邓明琴1  吴禄平1  望月龙也2  野口裕司2  曾根一纯2
(1 沈阳农业大学园艺系 , 沈阳 110161 ; 2 日本农林水产省野菜茶业试验场久留米支场 , 福  83928503)
摘  要 : 通过植物学性状观察和 RAPD 技术鉴定证明新疆天山野生草莓为绿色草莓 ( Fra2
garia viridis Duch. ) , 表明中国自然分布的草莓野生种达到 9 个。绿色草莓在分类学上的典型特
征为匍匐茎上从第二节开始每节均形成幼苗 ; 花序直立、高于叶面 , 花瓣显露时呈黄绿色 ,
雄蕊花丝细长 , 高于雌蕊 ; 果实圆形或扁圆形 , 淡绿色 , 阳面略红 , 果硬 , 成熟时萼片紧贴 ,
脱萼难。
关键词 : 草莓 ; 绿色草莓 ; 分类 ; RAPD
中图分类号 : S 668. 4   文献标识码 : A   文章编号 : 05132353X (2001) 0220119204
中国是世界上野生草莓资源最丰富的国家 , 长白山、天山和秦岭山脉 , 青藏和云贵高
原都是天然的野生草莓基因库 , 存在较多的种、变种和类型〔1~3〕。据记载 , 草莓属 ( Fra2
garia) 约 17 个常见种中中国分布有 9 个 , 其中 8 个为自然野生种 , 1 个为国外引入的八倍
体栽培种凤梨草莓 ( F. ×ananassa Duch. ) 。8 个自然野生种包括 6 个二倍体种 : 森林草莓
( F. vesca L. ) 、黄毛草莓 ( F. nigerrensis Schlect . ) 、五叶草莓 ( F. pentaphylla Lozinsk) 、纤
细草莓 ( F. gracilis A. Los. ) 、西藏草莓 ( F. nubicola Lindl . ) 、锡金草莓 ( F. daltoniana
J . Gay. ) , 两个四倍体种 : 东方草莓 ( F. orientalis Lozinsk) 、西南草莓 〔F. moupinensis
(French. ) Card. 〕〔4 ,5〕。中国植物志和果树分类学等论著均无我国有绿色草莓 ( F. viridis
Duch. ) 分布的记载 , 仅在个别刊物中简单提及〔6〕。沈阳农业大学从 80 年代开始收集野生
草莓资源 , 目前已从国内外收集保存 14 个种共 68 份野生草莓资源。1988 年从新疆天山收
集到的新疆 1 号野生草莓最初被认为是森林草莓的一个类型 , 但多年观察后发现二者许多
性状明显不同。近年从欧洲引入绿色草莓后 , 初步判定其为绿色草莓。随着 RAPD (Ran2
dom Amplified Polymorphic DNA) 技术的广泛应用〔7~9〕, 作者对上述材料进行了植物学性状
观察和 RAPD 分析鉴定 , 以期明确其在分类学上的地位。
1  材料与方法
10 份试材包括草莓属除锡金草莓之外的所有 9 个二倍体野生种 , 即森林草莓、黄毛
草莓、绿色草莓、五叶草莓、纤细草莓、西藏草莓、日本草莓 ( F. nipponica Makino. ) 、
夷草莓 ( F. yezsoensis Hara. ) 、饭沼草莓 ( F. iimumae Makino. ) , 以及待鉴定的新疆 1 号
野生草莓。新疆 1 号野生草莓自 1988 年收集引入后一直保存于沈阳农业大学草莓园中。
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植物学性状观察于 1993~1999 年在沈阳农业大学进行〔3~5〕。株高为初果期测定 5 株
的平均值。可溶性固形物含量用手持测糖仪测定。根尖染色体数目采用常规压片、改良卡
宝品红染色法检测 ; RAPD 分析于 1998~1999 年在日本合作单位进行。DNA 提取参照
Greenwood 的方法〔10〕。DNA 扩增反应液终体积为 20μL , 其中含有 2μL 10 倍缓冲液 (Phar2
macia) , 20 ng DNA , 0. 2 mmol/ L dNTP , 1 个单位 Taq DNA 聚合酶 (Pharmacia) , 0. 2μmol/ L
引物。引物为 Operon 公司产的 J 、K、N 组试剂盒。DNA 扩增使用日本 Astec 公司产的 PC2
800 型程序温度控制系统 , 反应程序为 94 ℃1 min →94 ℃1 min , 38 ℃2 min , 72 ℃2 min ,
循环 45 次 →72 ℃5 min。扩增片段用 1. 5 %琼脂凝胶电泳 , 0. 1μL/ mL 溴乙锭染色 15 min ,
Polaroid 337 相纸自动感光照相。100 bp DNA 梯度 ( Promega , 100~1 500 bp) 用作分子量
标准。根据 RAPD 带的有 (1) 无 (0) , 用美国 StatSoft 公司统计软件 Statistic 得到亲缘关系
聚类图。
2  结果与分析
2. 1  植物学性状
新疆 1 号野生草莓 (图 1) 生长于天山野生苹果林下和山坡灌木林的开阔草丛中。植
株较纤细 , 株高约 15 cm , 新茎较多。叶长椭圆形 , 叶面平 , 叶柄密被直立绒毛。匍匐茎
抽生能力强 , 除第一节外 , 以后各节均可形成幼苗 , 匍匐茎上绒毛直立或向前紧贴。聚伞
花序 , 花序明显高于叶片 1/ 3~1/ 2。花序数较多 , 每花序 4~10 朵花 , 花序梗第一分歧以
下绒毛直立 , 以上部位则向上紧贴或脱落。花两性 , 较小 , 花瓣 5 枚 , 近圆形 , 叠生 , 花
丝细长 , 高于雌蕊。主萼片三角形 , 副萼片披针形 , 萼片大且长。果实淡绿色 , 阳面略
红 , 圆形或扁圆形 , 果硬。果肉淡绿至绿白色 , 具清香味 , 与森林草莓的浓香味不同。可
溶性固形物含量 11. 3 %。种子大 , 黄绿色 , 凸于或平于果面。果实成熟时萼片紧贴于果
实 , 脱萼难。抗寒性、抗涝性较强。沈阳地区 5 月 10 日初花 , 5 月 14 日盛花 , 6 月 10 日
果实成熟。具四季结果性 , 但第二次开花时间在秋季 , 比四季结果型森林草莓第二次开花
    时间晚 2~3 个月 , 沈阳地区常在 10 月上
旬第二次开花。经染色体检测为二倍体
(2 n = 2 x = 14) 。通过与除锡金草莓之外的
    
图 1  新疆 1 号野生草莓
Fig. 1  Plants of the wild stra wberry clone Xinjiang No. 1
表 1  绿色草莓与森林草莓的区别性状比较
Table 1  The differential traits between F. viridis
and F. vesca
性 状
Traits
绿 色 草 莓
( F. viridis)
森 林 草 莓
( F. vesca)
匍匐茎
Runner
    
除第一节外每节
均着生幼苗
Plantlets were formed
on the second and
subsequent nodes
偶数节着生幼苗或
无匍匐茎
Plantlets were formed only
on even nodes or no runner
    
雄 蕊
Stamen
花丝长 , 高于雌蕊
Long , above pistils
花丝短 , 矮于雌蕊
Short , below pistils
果 实
Fruit
  
淡绿色 ,阳面红色 ,硬
Greenish2white to red
(in the sun) , firm
红色或白色 , 软
Red or white , soft
   
萼 片
Calyx
   
萼片紧贴于果实 ,
脱萼难
Clasping , hard to
separate
萼片平展或微翻卷 ,
易脱萼
Spreading or somewhat
reflexed , easy to separate
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      草莓属所有 9 个二倍体野生种比较观
察〔11~13〕, 其性状明显与绿色草莓 ( F.
viridis Duch. ) 相符。绿色草莓植株形态与
森林草莓相近 , 但仍较易将两者区分开
(表 1) 。
2. 2  RAPD 鉴定结果
用 10 个引物扩增得到 190 条 RAPD
带 , 其中 185 条为多态性带 , 每个引物可
得到 13~26 条带 (图 2 , 表 2) 。从图 2 可
以看出新疆 1 号与绿色草莓的 RAPD 带非
常相近 , 而与其它二倍体相差较远。草莓
属 9 个种共 10 份试材的 RAPD 分析得到的
聚类图也表明新疆 1 号与绿色草莓的结合
距离最近 (图 3) , 这与植物学性状观察结
果一致。从图 3 中还可以看出日本草莓和
夷草莓亲缘关系很近 , 这与日本一些学
者认为它们属同一个种的观点一致。五叶
草莓、纤细草莓、西藏草莓这 3 个野生种
的亲缘关系较近 , 而黄毛草莓和饭沼草莓
与其它二倍体野生种亲缘关系最远。
表 2  PCR反应引物、序列及扩增带数
Table 2  List of primers , their sequence and
the nubmer of RAPD bands
引 物
Primers
序 列
Sequence
扩增带数
No. of
bands
多态性带数
No. of
Polymorphic
bands
OPJ209 TGA GCC TCA C 18 17
OPJ210 AAG CCC GAG G 13 13
OPJ212 GTC CCG TGG T 19 18
OPJ214 CAC CCG GAT G 26 26
OPK206 CAC CTT TCC C 13 13
OPK215 CTC CTG CCA A 13 11
OPN202 ACC AGG GGC A 22 21
OPN207 CAG CCC AGA G 21 21
OPN215 CAG CGA CTG T 23 23
OPN220 GGT GCT CCG T 22 22
合计 Total 190 185
图 2  草莓属 9 个二倍体种及新疆 1 号的 RAPD 扩增带
(引物为 OPN15)
1 黄毛草莓 , 2 五叶草莓 , 3 西藏草莓 , 4 纤细草莓 ,
5 日本草莓 , 6 夷草莓 , 7 饭沼草莓 , 8 森林草莓 ,
9 绿色草莓 , 10 新疆 1 号
M为 100 bp DNA 梯度分子量标准。
Fig. 2  RAPD bands of Xinjiang No. 1 and nine species
in Fragaria generated by primer OPN15
1 F. nilgerrensis , 2 F. pentaphylla , 3 F. nubicola ,
4 F. gracilis , 5 F. nipponica , 6 F. yezsoensis ,
7 F. iimumae , 8 F. vesca , 9 F. viridis ,
10 Xinjiang No. 1  M2marker , 100 bp DNA ladder.
图 3  草莓属 9 个二倍体种及新疆 1 号的
RAPD 分析聚类图
Fig. 3  The cluster showing the genetic relationship
of Xinjiang No. 1 and nine species in Fragaria
3  讨论
绿色草莓广泛分布于欧洲 , 在亚洲东部 (高加索) 和中部 (西伯利亚) 也有分布。在
1212 期    雷家军等 : 新疆天山野生草莓与绿色草莓 ( Fragaria viridis Duch. ) 同一性的鉴定    
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现代大果栽培种凤梨草莓诞生之前 , 绿色草莓已在欧洲栽培了至少 150 多年。从地理位置
看中国新疆天山山脉分布有绿色草莓是可能的 , 而且是其分布的东界。作者通过植物学性
状观察和 RAPD 分析鉴定肯定了中国新疆分布有绿色草莓。
绿色草莓的很多性状可以与相近种区别 , 如匍匐茎上幼苗着生节位的方式为特殊类
型 , 即匍匐茎上从第二节开始每节均形成幼苗。目前已知草莓属中为此类匍匐茎的只有另
外 5 个种 : 西藏草莓、纤细草莓、五叶草莓、日本草莓和 夷草莓〔14〕, 而森林草莓、黄
毛草莓、饭沼草莓、锡金草莓、西南草莓、东方草莓、弗州草莓、智利草莓、卵形草莓及
栽培种凤梨草莓等均为只有偶数节形成幼苗 , 奇数节着生鳞状叶或抽生二次分枝 , 不能形
成幼苗 ; 绿色草莓的果实淡绿色 , 即将开花时显露的花瓣也呈淡绿色 , 这是绿色草莓所特
有的性状 ; 此外 , 其花序高于叶面 , 花丝细长 , 高于雌蕊 , 果实圆形或扁圆形 , 果很硬 ,
萼片大而紧贴 , 脱萼难也是其重要的分类性状。
参考文献 :
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Fragaria viridis Duch. Distributed in China was Certif ied by Classif i2
catory Observation and RAPD Analysis
Lei Jiajun1 , Deng Mingqin1 , Wu Luping1 , T. Mochizuki2 , Y. Noguchi2 , and K. Sone2
(1 Department of Horticulture , Shenyang Agricultural University , Shenyang 110161 ; 2 Kurume Branch , National Re2
search Institute of Vegetables , Ornamental Plants and Tea , Fukuoka , 839 , Japan)
Abstract : Fragaria viridis Duch. , the green strawberry , was found in Tianshan Mountains ,
Xinjiang , Northwest of China , and was certified by observation of classificatory traits and RAPD
analysis. The species of the strawberry genus Fragaria distributed in China would be up to 9 as for its
addition. Compared to other species , the differential traits of F. viridis were : the runner belongs to
one special type , that is , it bears a scaly leaf on only the first node of the runner (the node nearest
to the mother stock) and the second and subsequent nodes have a normal leaf and adventitious roots ;
inflorescence is erect and higher than leaf level ; the petals usually somewhat yellowish2greenish when
opening , stamens are longer than in F. vesca ; fruit is round or oblate , green , greenish2white to red
(in the sun) when ripe and firm ; calyx is clasping and hard to separate.
Key words : Strawberry ; Green Strawberry ( Fragaria viridis Duch. ) ; Classification ; RAPD
(Random Amplified Polymorphic DNA)
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