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Studies on the Genetic Diversity and Relationship of Longan Cultivars by AFLP
Analysis

龙眼品种(系)遗传多样性及亲缘关系的AFLP分析


The study is mainly on the genetic diversity and relationship of Longan (Dimocarpus longan Lour.) cultivars by applying AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism). 103 polymorphic distinct bands were obtained with two pairs of primers(EcoRⅠACT+Mse ⅠCTT and EcoR ⅠACT+Mse Ⅰ CTC),which were enough to distinguish the 46 cultivars from each other. UPGMA analysis showed that 46 cultivars were divided into 11 groups.The ratio of polymorphic rate varied from 0.2703 to 0.4955.The result showed that the Fujian Dongbi
was diferent from Guangdong Dongbi and they were different types from Kaiyuansi Dongbi.Zaoshu 1 was supposed to be a new type.The results supplied theoretical basis for cultivar classification.


全 文 :园 艺 学 报 2003,30(3):272~276
A8 Hortieulturae Sinica
龙眼品种(系)遗传多样性及亲缘关系的 AFLP分析
易干军 谭卫萍2 霍合强 张秋明2 李建光 周碧容
(‘广东省农业科学院果树研究所,广州 510640; 湖南农业大学,长沙 410128)
摘 要 :选用两对引物组合 EeoRIACT+MseIcItI1和 EeoRIACT+MseICIE对 46份龙眼材料进行 AFLP
分析 ,共得到扩增位点 111个,其中多态性位点 103个,多态性比例达 92.∞%,区分率达 100%。对 AFLP扩
增结果进行聚类分析,根据相似系数 0.76的水平可将 46份龙眼品种 (系)分为 11个品种群。供试各品种多
态性 比例介于0.2703和0.4955间。福建东壁与广东东壁应为不同品系;早熟一号为一个新的品系。
关键词 :龙眼;肌 p;遗传多样性;亲缘关系
中图分类号:S 667.2 文献标识码 :A 文章编号:0513.353X (2003)03—0272.05
龙眼 (Dimocarpus longan ur.)在植物分类学上属于无患子科龙眼属,与荔枝近缘。长期以来,我
国科学工作者就龙眼种质资源的收集、分类和鉴别做了大量工作,建立了国家果树种质福州龙眼圃u]。
有关龙眼的起源分类研究近年来已取得了一定的进展【2 ,但仍存在分类标准不统一、分类结果不一致
以及同名异物、同物异名等问题。林同香 、陈有志等曾通过 RAPD技术对 35个福建龙眼品种和广西5个
龙眼品种进行了亲缘关系的研究【I,123。本试验在相关研究的基础上,试图运用 AFLP技术【l3]进行龙眼遗
传多样性的分子评价和分类研究,以期为龙眼种质资源的合理利用、品种的选育提供理论依据。
1 材料与方法
46份材料取自广东省农业科学院果树研究所龙眼园和国家果树种质福建龙眼圃。选取健壮、无
病虫危害的嫩叶,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℃冰箱中备用。AFLP扩增遵循 Gibed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。以冲洗好的 x胶片记录谱
带,将条带的有、无分别赋值 1、0,得到原始数据表。数据均录入计算机,计算频率 、方差和变异
系数等。相似系数和聚类分析应用 NTSYS—pc2.10e软件进行,相似系数采用 Dice系数,UI~MA方法
聚类 ,得到龙眼亲缘关系树状图。多态性比率 (%)= (总谱带数 一共有带数)/总谱带数 ×100。
2 结果与分析
2.1 龙眼AFLP选择性扩增结果 ’
从 6 试剂盒内的64对引物中随机选出两对 表1两对AFLP引物组合对46份龙眼材料的扩增结果
引 合 I ACT+ I CTI"与 I ACT+ ! 竺 竺
Mse I CIE对46个龙眼品种 (系)进行 AFLP分析,
共得到扩增位点 111个,其中多态性位点 103个,
多态 性 比率 达 92.69%;平 均 每 对 引 物 组 合
扩增多态性位点53个 。两对引物组合对46个龙
眼品种的区分率均达到 100% (表 1)。引物 EcoR IACT +Mse I CTI"的扩增条带信号强度较为一致 条带
分布均匀 (图 1)。与之相比,引物 EcoR I ACT+Mse I CTC的扩增条带信号强度一致性稍差。各品种
收稿日期:2002—12—11;修回日期:2003—04—17
基金项 目:广东省国际科技合作项 目
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易干军等 :龙眼品种 (系)遗传多样性及亲缘关系的 AFLj)分析 273
(单株)的多态性带数和 比例均存在差别,多态性带数最多的早禾石硖为 55条,多态性比率高达
49.55%,可见杂合程度较高。多态性最低的是驼背木,仅有 30条,多态性比例为 27·03% (表 2)。
rag.1 Amplified retitdt ofiongan by using primer pairs E-ACT+ CTT
表2 龙眼品种 (系)及选育种单株多态性比率比较
Companltion ofpolymorphism on Dl|埘D唧 /ongan Lour· 廿es
代号 品种名
No. Name
多态性带数
N0.of p0lym-
orphic bands
多态性比率
Polymorphic
rates(%)
赤壳软 Chikeruarl
大乌圆 Da~uyuan
石硖 Sh a
陕西脆肉 Shan~Cuirou
早熟一号 z80slu 1
脆肉 Cuir~
迟龙眼 cIli Longyan
从化大个圆 Co~lua Dageyuan
新浯大乌圆 Xinji~o Dawuyuan
荔枝种 ~zhizhong
福建东壁 FujianDon~i
鸡卵眼 Jiluanyan
毛叶大果 MaoyeDaguo
驼背木 Tuobelmu
罗伞木 I J10san 1
白花木 UslhuallU
储良 Chuliang
旺高堂广眼 Wan~gaotangGuan
和路广眼 1号 Helu Guan~an 1
和路广眼2号 Helu Guangyan 2
沙梨肉 ShaliFou
青皮 Qin~i
28 卷叶
28.82
35.13
38.74
32.43
27.93
36.04
32.43
36.04
32.43
34.23
34.23
27.O3
34.23
27.o3
27.93
32.43
31.53
36.93
41.44
34.42
36.04
33.33
42 37.84
代号 品种名
No. NaITle
多态性带数
N0.of p0jym—
orphic bands
多态性比率
Polymorphic
rates(% )
古山二号 Gushan 2
泰 一1 Tai-1
新浯乌圆 Xinjiao Wuyuan
赐合种 Cihezhong
水 眼 Shuiyan
水南一号 Shuinan 1
早禾石硖 Zaohe Shixia
顺德十叶 Shunde Shiye
鸡肾眼 Jishenyan
河洞广眼 HedongGuangyan
青壳石硖 QingI(e Shixia
台山龙眼 Taishan Longyan
迟龙眼 2号 Chi Loogyan 2
鸡蛋龙眼 Jidan Longyan
南湖焦核 Nanhu Jiaohe
九月乌 Jiuyuewu
青桥柴螺 Q|n ao Chailuo
青桥水柜 Qi.gqi~o Sh~isui
广东东壁 GuangdmlgDongbi
开元寺东壁 Kaiyuansi Dcln
宴中龙眼 Yanzhong Loogyan
先锋四号 Xianfeng 4
沙梨木 Shalimu
41.44
39.64
42.34
46.85
29.73
44.14
49.55
35.14
33.33
34.23
39.64
35.14
31.53
29.73
32.43
35.14
34.23
28.83
35.4l
32.43
38.74
36.93
29.93
卯 ∞
” ∞ 钾 舛 钾
鲫 加 ∞ ∞ ∞
O 2 4 6 7 9
m n B H 懈 ∞
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274 园 艺 学 报 30卷
2.2 龙眼各品种群的划分
根据 46份龙眼材料 DNA选择性扩增结果计算出各材料之间的相似系数,由相似系数构建亲缘关
系树状图 (图 2)。在相似系数 0.76的水平将供试的 46个龙眼材料分为 11个品种群。品种群 工:赤
壳软。品种群Ⅱ:早禾石硖、大乌圆、新浯乌圆、古山二号、水南一号。品种群 Ⅲ:第一组,石硖、
脆肉、顺德十叶、青壳石硖 、陕西脆 肉、储 良、青皮、新活大乌圆、荔枝种、宴中龙眼、旺高堂广
眼;第二组,罗伞木、鸡蛋龙眼、沙梨肉、水眼、迟龙眼、鸡肾眼、台山龙眼、河洞广眼、迟龙眼 2
号;第三组,从化大个圆、卷叶、九月乌、南湖焦核、福建东壁、开元寺东壁 、广东东壁、先锋 四
号。品种群Ⅳ:和路广眼 1号、和路广眼 2号。品种群 V:泰 一1。品种群VI:驼背木、白花木、沙
梨木。品种群Ⅶ:鸡卵眼。品种群Ⅷ:毛叶大果。品种群Ⅸ:早熟一号。品种群X:青桥柴螺、青桥
水柜。品种群Ⅺ:赐合种。
相似系数 Similarity cofficient
图2 龙眼品种 AFLP分析聚类树状图
№ .2 Oenal,agIam oflongan varieties based OnAFLP data
2.3 亲缘关系鉴定
从聚类图上可以看出各品种问的亲缘关系及其在分类上的系统位置。该结果与传统的分类结论基
本一致,但在部分品种的分类地位问题上存在差异。
早熟一号为广东省农业科学院果树研究所从该所龙眼园中选出的新株系,为特早熟品种,7月上
旬成熟,形态学性状与从化大个圆相似,据说是由从化大个圆中选出。但本试验的结果表明早熟一号
与从化大个圆亲缘关系相距较远,相似系数为 0.80。从 DNA指纹图谱上来看,某些共带缺失,而在
某些稀有位点则扩增出特异性条带,在树状图中单独归为一类。
通过 EcoR工ACT+Mse工CIT和 EcoR工ACT 十Mse I CTC两对引物组合对福建东壁、广东东壁和
开元寺东壁的 AFLP分析得出:福建东壁与广东东壁的亲缘关系较近,先聚在一起,然后再与开元寺
东壁聚为一大类,这一结论与实际情况相符合。东壁原产于福建泉州开元寺,福建东壁与广东东壁应
为开元寺东壁的实生后代。
石硖是栽培历史悠久 、品质最优的鲜食良种之一 ,为广东、广西的主栽品种之一。古山二号是
广东省果树研究所于 1983年在揭东选出,为粤东的主栽品种之一,其品质与石硖相似。两品种的
过氧化物同工酶酶谱中仅差一条带,亲缘关系较近【6)。而李建光在 6种同工酶的研究中得出石硖与
古山二号分属两个不同的类别的结果u 0j,本试验研究得出古山二号与早禾石硖存在较近的亲缘关
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3期 易干军等:龙眼品种 (系)遗传多样性及亲缘关系的 AFLP分析 275
系,同属品种群 Ⅱ。
脆肉与石硖在树形 、树姿 、叶片、叶缘形态、花穗、果穗、果皮颜色等形态学性状方面都有很大
的相似之处。一般认为,脆肉就是石硖 的一个类型l2]。在本试验的聚类结果中,二者在相似系数
0.91处聚在一起 ,表明它们的亲缘关系很近。脆肉与陕西脆肉相似系数为 0.86,同工酶分析结果将
脆肉与陕西脆肉分为不同的两类l】。。,而本试验得出它们应属于同一类。
南湖焦核为福建的优稀品种,林同香等l】lj通过 RAPD分析将其单独归为一类,认为该品种与其
他品种的亲缘关系较远。而从本研究的结果来看,南湖焦核与石硖,大乌圆、九月乌有着较近的亲缘
关系,相似系数 0.86。造成这种差异的原因有待探讨。
2.4 特殊种质分析
龙荔 [O/mocarpus confinis(How et Ho)H.S.Do]是龙眼同属不同种的近缘种,且为半野生种,
既具有龙眼的性状又具有荔枝的性状。经 EcoR I ACT+Mse I CTY引物组合的 AFLP分析发现,与龙
眼品种在相似系数为0.54时聚在一起,说明龙荔与龙眼间存在着一定的亲缘关系,至于龙荔是否为
荔枝和龙眼的杂种或为过渡类型,有待进一步探讨。
毛叶大果为引自越南的一个品种,叶面有绒毛,果实特大,为少见的品种。从聚类结果看,毛叶
大果单独聚为一类,说明它与其它品种的相似程度较低 ,与我国的龙眼亲缘关系较远,可能是起源于
越南的一个特异品种。
赐合种原产于广东普宁,母株为 100年老树。该品种果皮表面粗糙,黄褐带绿色,龟纹状和疣状
突起明显,带有较原始的特征,在指纹图谱中某些共带上缺失,出现多条特异带,在聚类图上单独归
为一类。
3 讨论
3.1 龙眼品种的分类和亲缘关系分析
有关龙眼品种的分类经历了形态学、孢粉学 、生物化学和分子生物学 4个阶段。这 4种分类法在
分类 目的上具有一致性,在分类结果上具有一定的延续性和继承性,在演化过程上具有合理性。形态
学性状是植物品种最直观的,也是品种鉴别的重要依据 ,主要借助于目测法 ,分类标准简便、快速经
济,但精度和效率低。如黄金松l】 ]按龙眼复叶中小叶形态和叶片大小将福建龙眼品种分为 3种类型:
小叶型、大叶型和圆叶型。孢粉学主要以花粉粒形态和结构特征为标准,采用扫描电子显微技术、透
射电子显微技术,其局限性大。同工酶技术以基因表达的产物蛋白质为研究对象,多态性较高,技术
简单,但同工酶具有器官和阶段特异性。李建光clO3等运用同工酶技术对广东的龙眼品种进行 了分类
研究,其结果与本试验结论基本一致。用分子标记技术进行分类是基于 DNA序列的差异,其多态性
高,分辨率高,重复性好。RAPD技术已用于福建国家龙眼种质圃中36份龙眼种质l】lj和广西 5个品
种的分类【12J,因为其所采用的品种与本试验基本不同,研究结果无法进行比较。总之,龙眼的分类
由于标准不统一,分类手段有一定的局限性,所得分类结果差异较大。如福建品种普明庵与乌龙岭在
形态学上分属不同的类别 ,而 RAPD、同工酶分析结果将它们归为一类【8’】 。作者应用 AnJP技术对
龙眼种质资源进行了多样性和聚类分析,获得了 46个龙眼品种的遗传树状图,对龙眼选育种研究工
作具有一定的意义。
3.2 龙眼种质资源的遗传多样性分析
本试验结果表明 46个品种间的相似系数变化范围为 0.62 0.93,多态性比例介 于 0.2703
0.4955间,大部分品种多态性比例介于 0.3000—0.4000间,表明分子水平上龙眼品种间的遗传多样
性并非那样丰富。我国是龙眼的起源中心之一,据不完全统计,全国约有 400个品种 (系)。长期以
来龙眼的繁殖多采用实生播种,仅依靠亚种间自然杂交,缺少远缘杂交,自然选择多侧重于抗性与适
应性。龙眼虽有2000多年的栽培历史,但人工驯化栽培在近 500 600年内才受到重视,因而变异的
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276 园 艺 学 报 30卷
程度不大 - 。加之龙眼在世界范围内栽培地域不广,绝大部分国家最初的龙眼品种均引自我国,不
同地区间品种的相互交换较少,引入外源基因的机会相对较少。当然,本研究采用的46个龙眼品种
不能代表龙眼的全部遗传背景,有关龙眼的遗传多样性有待进一步的研究。
参考文献 :
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Studies on the Genetic Diversity and Relationship of Longan Cultivars by AFLP
Analysis
Yi Ganjun。,Tan Weiping2,Huo Heqiang。,Zhang Qiuming2,Li Jianguang。,and Zhou Birong。
( Institute ofr~it Tree Research,GuangdongAcademy ofAgr/caltural Sc/ences, 鲫gz M 510640,Ch/na; Hunan Agricultural U-
n/versity,Cho~ ha 410128,China)
Abstract:The study is mainly on the genetic diversity and relationship of Longan (Dimocarpus longan
I_our.)cultivars by applying AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism).103 polymorphic distinct bands
were obtained with two pairs of primers(EcoR I ACT+Mse I CTF and EcoR I ACT+Mse I CTC),which were
enough to distinguish the 46 cultivars from each other.UPGMA analysis showed that 46 cultivars were divided into
11 groups.The ratio of polymorphic rate varied from 0.2703 to 0.4955.The result showed that the Fujian Dongbi
was diferent from C.uangdong no.ghi and they were diferent types from Kaiyuansi Dongbi.Zaoshu 1 Was supposed
to be a new type.Th e results supplied theoretical basis for cultivar classifcation.
Key words:Longan; AFLP;Genetic diversity;Relationship
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