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Studies on Genetic Relationship among Litchi Varieties by Usmg AFLP

荔枝品种亲缘关系的AFLP分析



全 文 :园 艺 学 报 2003,30(4):399~403
Acta Horticulturae Sireca
荔枝品种亲缘关系的 AFLP分析
易干军 霍合强 陈大成2 黄 自然2 蔡长河 邱燕萍
( 广东省农业科学院果树研究所,广州 510640; 华南农业大学 ,广州 510640)
摘 要:应用 AFLP技术 ,对 39个荔枝品种进行 了遗传多样性分析及分类研究。筛选出适于荔枝 AFLP
分析的最佳引物组合 3对 ,分别为 EcoRI AAC+MseI CTG,EcoPd AGC+MseI CAT,EcoRI ACC+Msel CAT。
在分子水平上,荔枝品种的遗传多样性并非形态学性状所体现的那样丰富。AFLP分析将 39个荔枝品种分
成了6组,与传统的以果皮龟裂片隆起类型为分类标准的分类没有一致性。初步建立起荔枝主要栽培品种
的分子标记标准图谱。应用 AFLP技术对来 自两个不同地方的两个荔枝品种 (桂味 、妃子笑)进行 了鉴别。
关键词 :荔枝 ;亲缘关系;AFLP
中图分类号:S 602.3;S 667.1 文献标识码 :A 文章编号 :0513—353X (20OB)04-0399.05
我国荔枝种质资源极其丰富,不同地域间的品种交换导致同物异名 、同名异物的现象相当普遍。
至目前为止 ,对荔枝种质资源的鉴别仅限于形态学性状,对其分类研究也主要是通过形态学性状观
察,以果实的龟裂片及其隆起类型大致分为三大类 ,未能建立起一整套科学系统的分类体系(。, 。有
关分子标记技术在荔枝种质资源上应用的报道很少[引。本研究 旨在从分子水平上探索各栽培品种相互
之间的亲缘关系,为其更有效地保存和利用提供技术支持和理论依据。
1 材料与方法
样品采 自广东省农业科学院果树研究所国家果树种质广州荔枝 圃。选取健壮、无病虫危害的 20
25年生荔枝树的嫩叶,每份样品以保鲜薄膜袋包装,置于冰壶内,3 h内携回实验室以自来水和无
菌水冲洗后 ,用吸水纸吸干叶面水分,保存于 一20℃低温冰箱中备用。具体材料见表 1。
AnP (扩增片段长度多态性 ,Amplifed Fragment Length Polymorphism)扩增遵循 Gibcol公司提供的
反应程序 ,主要包括模板 DNA的制备,酶切片段扩增及凝胶电泳分析 3个步骤,详细步骤按文献
[4]的方法进行。以冲洗好的 x胶片记录谱带 ,易于辨认的多态性带记为 “1”,空缺时记录为 “0”。
所有记录的数据均录入计算机并计算频率、方差和变异系数等。相似系数和聚类分析应用 NTSYS1.80
数据分析软件进行 ,相似系数采用 Dice系数 ,UPGMA方法聚类。多样性分析和比较采用多态性标记
比例 (Pj)。对于样品而言,统计在该样品中出现的标记 (记录下来的多态性带)数并计算其占所有
样品中出现的多态性标记总数的比例,即为Pi。
2 结果与分析
2.1 多样性分析
从 AFLP试剂盒提供的64对引物组合中选取两对:EcoRI AAC+Nisei CTG,EcoRI ACC+MseI CAT
(扩增带信号强度一致性好 ,条带分布比较均匀)对 39个荔枝品种进行 AFLP分析 (图 1),得到 106
个扩增位点,其中多态性位点92个,多态性位点比例平均为87.I%,品种间的区分率达到 100%。
根据 39个品种在两对引物组合中的扩增表现,调查单个材料所具有的多态性带 ,并计算其 占总
检测到的 106个多态性带的比例 (表 1)。从表 1可以看出,39个荔枝品种多态性带数介于 18(布袋)
收稿日期:2002—12—17;修回日期:2003—05—07
基金项目:国家自然科学基金资助项目 (39700101);广东省 自然科学基金资助项目 (970678)
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园 艺 学 报 30卷
和63(元寿红)之间,多态性带 比例介于 0.1698(布袋)和 0.5943(元寿红)之间,其中最大部分
介于0.39 0.53之间,说明它们具有的多态性位点比较丰富。布袋的多态性 比例很小,暗示它可能
有基因缺失产生,而损失了一些扩增位点。
1

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_
_ 一
2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 1314l5 16 1718 19 2O21 22 23 2425 26 27 28 29 3O 31 32 33 34 35 36 37 38
图 1 引物 E-AAC+M-CIG扩增结果 (代号见表 1)
. 1 Amplifed result oflitdd by瞄jngprimer pa E-AAC+M-CIG (No.seetable1)
表 1 筛选出的 AFLP引物对 39个供试荔枝品种 (系)的扩增结果
Table 1 Amp~ ed results of 39 Iitchi vadet~ th AFLP selected pamers
*增城仙村果场;**花都辛田果场。 *Xiancun orchard,Zengcheng;**Xintian orchard,Huadu
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4期 易干军等:荔枝品种亲缘关系的 AFLP分析 40l
2.2 亲缘关系分析
从聚类图 (图 2)可以看出,荔枝品种之间的亲缘关系比较复杂,不是一种平行分化的关系,内
部聚类清晰。依相似系数 0.78的水平,可以将所研究的 39个荔枝品种分成 6组。第一组:三月红。
第二组 :包括糯米糍、七月熟、尚书怀、雪怀子 、乌叶舅、麻雀春、鉴江红糯、高州糖驳、及第、下
番枝、称砣 、怀枝、兰竹、惠东四季荔 、玉麒麟 、将军荔、桂味 (大核)、桂味 (小核)、禾虾串、黑
面登、中山脆肉、新兴香荔、禾角。第三组:包括八宝香、甜岩 2号。第四组:包括元阳 1号、黑
叶、水东、元寿红、上番枝、宋香、无核荔、赤叶、妃子笑、白蜡、乌叶。第五组:乌面。第六组:
布袋。
39个荔枝品种相互之间相似系数一般达到 0.75以上,表明在分子水平上,荔枝品种间的遗传多
样性不太丰富,上番枝 (33号)和宋香 (36号)相似系数最大 ,达 0.97,表明其亲缘关系较近,布
袋与其它品种方面的相似系数在 0.5左右。
2.3 应用 AFLP进行荔枝品种鉴别
应用引物组合 EcoRI AGC+MseI CAT对来自广东增城仙村果场、花都辛田村果场的桂味 (小
核)、妃子笑荔枝与位于广东省农科院果树研究所内的国家果树种质广州荔枝圃中的桂味 (小核)、
妃子笑荔枝进行 AFLP分析,以鉴定增城仙村果场 、花都等地的桂味、妃子笑品种。结果表明,其
扩增的数量、多态性以及扩增带的强弱都完全一致 (图 3)。鉴定出增城仙村果场、花都辛 田村果场
的桂味、妃子笑品种是纯正的,并且其桂味为小核品种 ,与作者对其进行形态学性状的观察结果相
符。
0.62 0.75 0.87 1.00
相似系数 Similarity coeficient
图2 荔枝品种 AFLP分析聚类树状图
(代号见表 1)
Fig.2 Oealdrogram ofHtchi varietiesbased onAFLP data
(No.seetable 1)
38 39 t0 41 弛 43
图3 应用 AFLP进行荔枝品种鉴别
(代号见表 1)
引物组合:E—ACC+M.CAT
Fig.3 Ma叫五明t;on ofHt~tl
varieldes by 雌 primer
(No see table 1)
nairs E—ACC+M-CAT
j I I .眶_弼匿
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2.4 特殊种质分析
从聚类图可以看出,三月红自成一组,并且与其它绝大部分栽培品种遗传距离较远。三月红是一
个早熟品种,在广州地区其开花时间大约在 12~1月之间,果实成熟期在 5月上中旬;而中熟品种妃
子笑的开花期在 3月中下旬,果实成熟期在6月中下旬,早、中熟品种之间开花期相差近 3个月 ,而
成熟期则只相差 1个月。这种特性与其它的果树相比,是非常特殊的。大多数果树早、中熟品种之间
开花最多相差 10~30 d。暗示三月红与其它中、晚熟品种存在较大的遗传差别。因此,将三月红单独
分为一组是可以理解的,进一步的研究工作应多选择 1~2个早熟品种,比较其一致性。
3 讨论
关于荔枝的分类,以前一直限于形态学性状 ,较为普遍采用吴淑娴等提出的方法uj,即以表现比
较稳定的果实中部的龟裂片峰的形态作为荔枝品种分类的主要依据,将全国的荔枝品种分为 3 大类型
— — 果皮龟裂片尖突类型、果皮龟裂片隆起类型、果皮龟裂片平坦类型。按照此方法对本研究所涉及
的 39个荔枝品种进行分类 ,其中属于果皮龟裂片尖突类型的有:妃子笑、玉麒麟、桂味 (大核)、桂
味 (小核)、宋香、无核荔、惠东四季荔 、元寿红、中山脆肉、八宝香;属于果皮龟裂片隆起类型的
有:麻雀春 、糯米糍、七月熟、尚书怀、新兴香荔 、高州糖驳、元阳 1号 、下番枝 、黑面登、及第、
布袋、乌叶、上番枝、禾虾串、禾角;属于果皮龟裂片平坦类型的有:鉴江红糯 、雪怀子、乌叶舅、
黑叶、怀枝 、将军荔、称砣 、兰竹、三月红 、白蜡、甜岩 2号、赤叶 、水东 、乌面。与本研究结果相
比,两者之间基本没有一致性,对荔枝品种的形态学分类有待进一步研究。
李来荣等将福建省荔枝品种按果形分为4个类型 j,即长卵圆形、心脏形、短心脏形、圆形。刘
红兵等利用过氧化物同工酶 (POD)对部分荔枝品种进行了分类研究 ,但因所得的多态性位点太少 ,
其所得的分类结果还有待进一步充实。Degani C利用 ACO、AAT、IDH、LAP、PGI、PGM、SKDH、
SOD和 等多种同工酶系统对 30个以色列荔枝品种的亲缘关系进行研究 ],将所研究的品种分成
了5组,并有效的鉴定了两个品种是重名,如妃子笑和玉荷包 (引自台湾)是同一品种。丁晓东等应
用 RAPD标记对 34个荔枝品种进行了分类l3j,将其分为 4组 ,但因其所选择的品种大多为福建当地
品种,与本研究所采用的品种只有少数相同,研究结果缺乏可比性。
由于缺乏荔枝品种间系统及详细的谱系关系资料,不同的作者根据不同的标准做为分类依据,所
得的结果差异较大。本文作者首次应用 AFLP分子标记对荔枝种质资源进行了鉴别与分类,获得了 39
个荔枝品种的遗传树状图,弄清了一些品种之间的亲缘关系及其系统关系。
本文研究的品种来源于不同的荔枝产区,并且包括了广东大部分栽培品种,在遗传上具有一定的
代表性。我国荔枝品种类型丰富多样,应该说其遗传多样性极其丰富的。然而从本文研究结果可以看
出,大部分荔枝品种之间的相似系数都在 0.7以上,最高达 0.9r7,其多态性带比例介于 0.1698(布
袋)和 0.5943(元寿红)之间,其中大多数品种介于 0.39~0.53之间,表明在分子水平上,荔枝品
种之间的遗传多样性并非形态学性状所体现的那样丰富。丁晓东等 ]应用 RAPD技术对34个荔枝品
种的研究也得出了相似的结论。从理论上讲,提高一个物种的遗传多样性程度,一是通过基因突变,
二是通过有性杂交,后者所起的作用更大。荔枝在植物分类学上属于无患子科 (Sapindaceae)荔枝属
(Litchi Sonn.)。荔枝属只有荔枝 (Litchi chinensis Sonn.)和菲律宾荔枝 (Litchi ph~@pinensis Radlk)两
个种。其中荔枝是唯一的栽培种,其起源和栽培中心都在中国,加上荔枝不能象其它果树 (如香蕉)
那样能广泛进行近缘和远缘杂交,而且国外大多数地方引种我国荔枝也是从近 300年才开始的。因此
总的来说引人外源基因的机会就相对较少。当然,因本研究未能涉及野生荔枝,采用的 39个品种也
并不能代表荔枝的全部遗传背景,因此有关荔枝的遗传多样性有待进一步研究。
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4期 易干军等 :荔枝品种亲缘关系的 AFLP分析
参考文献:
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Studies on Genetic Relationship among Litchi Varieties by Usmg AFLP
Yi Ganjun。,Huo Heqiang。,Chen Dacheng2,Huang Ziran2,Cai Changhd,and Qiu Yanping。
( Institute of Fndt Tree Research, Guangdong Academy of Agr/cu/tura/&/ence, G/z/lg-zhot 510640,Ch/na; South China
Agric~ural University,Gtlzllgzhou 510640,Ch/na)
Abstract:Identifcation and classificati0n of 39 litchi varieties were studied based on A兀P analysis.Three
pair of primers(EcoRI AAC+MseI CTG,EcoRI AGC+MseI CA_T,EcoRI ACC+MseI CA_T)were screened
from 64 pare ofprimers.rI1le an alysis ofgenetic diversity among litchi varieties indicated on morphological level less
abundant than molec~ar leve1.The cluster analysis results showed that the 39 cuhivars could be divided into 6
groups.It is diferent from the traditional classification system based on peel morphology including peel smoothness,
scale size.scale arrangement.rI1le results showed peel morphology Call not be used for litchi varieties classifcation
as the only criterion.The molecular marker standard map of the main litchi varieties Was established .Two varieties
(Litchi chinensis ‘Guiwei’and Litchi chinensis ‘FeizSxJao’)come from diferent arIea were identifed.
Key words:Utchi; A兀 P;Genetic relatiouship
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