全 文 ：园 艺 学 报 2003，30(3)：299～302
Aeta Hottieul~ Sireca
几种玉兰亚属植物的 RAPD亲缘关系分析
王亚玲 ，2 李 勇2 张寿洲2 崔铁成
(‘西安植物园，西安 710061； 仙湖植物园，深圳 518004)
摘 要：以玉兰亚属的 2o个材料 (含种和品种)为研究对象 ，用 RAPD技术对其亲缘关系进行分析。
从 55个随机引物中筛选出 15个，对所有供试材料进行扩增 ，共获得 274条 DNA谱带，其 中 262条为多态
性带。建立的基于 RAPD结果的亲缘关系树形图显示玉兰亚属的基因背景非常复杂 ，类群划分较为困难，
说明中国的玉兰亚属种质资源非常丰富。
关键词：玉兰；RAPD；亲缘关系
中圈分类号 ：S 68 文献标识码：A 文章编号：0513．353X(2003)03—0299·04
木兰科木兰属玉兰亚属 (Magnoliaceae genus Magnolia subgenus Yulania)约有 22个种和变种，作
为传统观赏花卉和名贵中药及香料植物，在中国已有 2500多年的栽培历史。该类群分布范围广，容
易自然杂交，栽培中广泛使用无性繁殖，保存了多数变异类型。目前我国有 自然变异类型约 l4个，
栽培品种近 30个。由于种类间性状变异幅度小 ，交叉多，仅凭形态特征难以对其亲缘关系进行正确
判断。本研究利用 RAPD标记手段，对玉兰亚属具有代表性的一些种和自然变异类型及品种的亲缘关
系进行探讨，以寻求品种分类鉴定的可靠依据。
1 材料与方法
初春采样，每类群采两个个体 (表 1)。用改进的 CrAB法分别提取 DNA[。3，建立基因池用于
RAPD—PCR反应。随机选用4个 DNA样品对 SBS赛百威的 A号和上海生工的s号共 55个随机引物进
行扩增，选出多态性好、条带亮、清晰无弥散谱带的引物 l5个 (表 2)，对所有的样品进行 PCR扩
增。扩增反应在 eppendorf梯度 PCR扩增仪上进行，反应体系为 25 ，包括 DNA 20—40 ng，引物 l0
表 1 本研究所用的材料及其来源
Table1 The鞠II叫嚣andtheir∞ur啷 inthis study
* SCBG．South China botanical garden；FLBG．Fairy lake botanical gaxden； XBG．Xi’aIl botanical s~len
收稿日期：2002—10—04；修回日期：2003—02—21
基金项目：深圳市仙湖植物园科研基金资助项目
中国科学院华南植物研究所植物园曾庆文高级工程师为本试验提供大部分材料，在些深表谢意。
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300 园 艺 学 报 30卷
pmol， dNTP 0．1 mmol／L， 10 × Bufer 2．5 L，
TaqDNA聚合酶 1U。扩增程序为：94℃，3 min 50
s 94℃ ，35 s 36oC， 1 rnin一 72℃ ，2 rnin一 45
个循环一 72℃，7 min。扩增产物加入 6 X溴酚蓝
3 ，在含 0．5％EB(溴乙锭)的 1．5％琼脂糖凝
胶中用 1 X TAB缓冲液以3．7 V／cm的电压电泳 2 h
30 min后，将凝胶置于 SYNGENE凝胶成像系统中
照相。电泳图谱经人工记数后，用 MEGA2．1软件
以p-distance方法计算距离系数，得到 UPGMA聚
类图。多态位点百分率 ：多态位点／位点总数。
2 结果
15个引物共扩增出274条谱带，片段长度多集
中在300～1200bp。多态性位点百分率高达95．6％，
多态性带数与引物数之比为 17．6。所有种的平均遗
传距离为0．28。亲缘关系最近的两个种为鹤山玉兰
和美丽紫玉兰，距离系数仅 0．08；亲缘关系最远的
为望春玉兰和 10#，距离系数 0．55(表 3)。
UI~MA树上，在结合线约 0．16处形成两个
分支，I是以白玉兰为代表的类群，Ⅱ是以望春
玉兰为代表的类群。在结合线0．13处，白玉兰类
群又形成 3个分支：玉灯玉兰和蜡质玉兰为分支
I c，10#为分支 I b，其余种类为分支 I a；望春
玉兰类群在结合线 0．13处分为 3个分支：紫玉兰
和多瓣紫玉兰为分支 1 C，望春玉兰和紫望春玉兰
为分支 1b，野生白玉兰为分支 1 a(图 1)。
表2 本研究所用的引物序列
Table 2 The SOEIUC~ e primers ofwhich used
0．15 0．10 0．05 0
距离 Distance
武当木兰 sprengeri
罗田玉兰 pilcarpa
多瓣玉兰 mulDlepa]a
飞黄玉兰 "feihuang
二乔木兰 M,xsou／angeana
白玉兰 denudala
红元宝 hongyuanbao’
黄山木兰 喇’妇
华中木兰 glabrala
二乔木兰X武当木兰
×嗣 肋 × (
鹤山玉兰 heshanensis
美丽紫玉兰 concinna
l0 sp
de
玉
nu
兰
dala vat．pyrifornus‘
蜡质玉兰 lazld
野生白玉兰 denudata
望春玉兰 biondii
紫望春玉兰
biondh"f．purpurascens
絮玉兰 励 憎
多瓣紫玉兰 polytepala
图 1 UPGMA聚类分析图
． 1 Chls~r ee ofm呻鼬 鼬bg蚰ls Yu／an／a
表 3 玉兰亚属各种的距离系数距阵
Table 3 Thematrixof distance coeficient between ed俗 based OI1274RAPD bands
编号 No．1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 l8 l9 20
0．0o
0．17 0．00
0．3l 0．39 0．00
0．15 0．23 0．30 0．00
0．24 0．3O 0．28 0．25 0．00
0．16 0．17 0．36 0．19 0．22
0．20 0．1l 0．44 0．27 0．30
0．26 0．35 0．33 0．25 0．16
0．36 O．42 0．2 0．31 0．33
0．22 0．34 0．34 0．18 0．25
0．19 0．18 0．39 0．20 0．25
O．19 0．24 0．35 0．09 0．27
0．2O O．18 0．38 0．18 0．28
O．22 0．27 0．38 0．16 0．31
0．41 0．34 0．55 0．36 0．37
0．28 0．24 0．49 0．29 0．36
0．2o 0．24 0．38 0．19 0．26
O．19 0．29 0．38 0．22 0．24
O．22 0．14 0．4 0．26 0．34
0．24 0．3l 0．40 0．28 0．25
0．0o
0．3l 0．00
0．15 0．3o 0．00
注：绾号 1～20 见表 1。 Note：No．1—20 see table 1
∞ 丝
一
∞
∞ 卯 一
∞
c； c；
∞ ∞
∞ 卯
c； c；
∞ 憾 勰 ∞
∞ 勰
c；
∞站舵 乾勰∞盯 ∞ ∞
c；c； c；c； c；c；
∞药 勰 如 勰 ∞
c；c； c；
∞∞ 埽 ∞ ∞
c；
∞ 勰 "∞M "幻"
l 2 3 4 5 6 7 8 9 O l 2 3 4 5 6 7 8 9 O
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3期 王亚玲等：几种玉兰亚属植物的 RAPD亲缘关系分析 30l
3 讨论
3．1 基于 标记的亲缘关系分析
Dandy主要依据花部的特征 (外轮花被片萼片状或 内外同形)及开花习性 (先花后叶或先叶后
花)将玉兰亚属分为玉兰组 Sect．Yulania (Spach)Dandy、望春玉兰组 Sect．Buergeria (Sieb．et
Zucc．)Dandy、木兰组 Sect．Tulipastrum (Spach)Dandy~ 。依据花被的直立或反卷，花瓣的宽窄、多
寡、颜色及花期的迟早等特征，将栽培的玉兰亚属分为 6～11个类型 J。由 RAPD标记建立的树状图
显示的亲缘关系来看 ，有些关系与形态特征相吻合，有些却相差很远 ，下面逐一分述。
鹤山玉兰小枝绿色，花被片 9，内外同形，外基部三分之一处紫红色，产于湖南望城县白鹤山。
美丽紫玉兰小枝灰褐色，花被片 12，最外轮萼片状，内 3轮外基部约三分之一紫红色，产于福建武
夷山。二者在小枝颜色、花被片形状 、数目以及产地上均有差异，依据经典分类系统，应属于不同的
组。但在 RAPD树状图中二者的亲缘关系是最近的，距离系数仅为0．08，同时与二乔木兰 ×武当木兰
的距离系数分别为 0．16和 0．13，显示 3个种的关系较近。形态上，鹤山玉兰的小枝颜色与武当木兰
相同，花与二乔木兰相同，而美丽紫玉兰的小枝颜色与二乔木兰相同，叶和花被片数与武当木兰相
似，萼片状外轮花被与二乔的亲本之一紫玉兰相同。
华中木兰与黄山木兰有很近的亲缘关系，距离系数为 0．09。形态上华中木兰嫩枝为绿色，花被
片内外同形，与黄山木兰不同，但两者的花被片着色情况相同，即外基部紫红色，具脉纹。
罗田玉兰花被片 9，外轮 3片黄绿色，萼片状，内轮 6片白色【4]。聚类结果显示，其与武当木兰
的关系非常近，距离系数仅为 0．11，但花形和花色差异较大，因此该种的系统地位尚需进一步研究。
多瓣玉兰与武当木兰关系最近，距离系数为 0．142。其枝条颜色、叶形与武当木兰相似，但花被
片 24～30片，比武当木兰多；该种产于湖南 、湖北，在地理分布上，与武当木兰也有交叉。
多瓣紫玉兰的小枝和叶特征与紫玉兰极为相似，花色略深，外轮 3个花被片萼片状，内轮花被片
12个。聚类结果也显示其与紫玉兰关系最近，距离系数为0．161。在作者查阅的紫玉兰标本中，花被
片也有 10～13瓣的记录，因此认为该种作为紫玉兰的变型较合适。
玉灯玉兰是普通白玉兰的一个芽变栽培品种 J，与白玉兰的距离系数为 0．19，而与另一栽培品
种蜡质玉兰的亲缘关系最近，为0．15。但形态上蜡质玉兰的花蕾长卵形 ，花被片外轮 3片萼片状，内
两轮 6片具紫红色中脉，与黄山木兰花的特征极为类似；玉灯玉兰的花蕾卵圆形，花纯白色，花被片
12～33瓣，内外同形。蜡质玉兰与二乔木兰和白玉兰的距离系数分别为 0．219和 0．240，亲缘关系相
对较近。所以尽管外形差异明显，但应同属白玉兰的近缘种。
紫望春玉兰是 1984年作为望春玉兰的变型发表的【6]，该种比原种有更多的平伏柔毛，花被片深
紫色，筒形。聚类结果也表明其与望春玉兰有最近的亲缘关系，遗传距离为 0．225。因该种除花的特
征有变化外，其余与望春玉兰相同，因此作为望春玉兰的变型是合适的。
中国分布的玉兰亚属植物，没有黄花种类。花被片纯白色的白玉兰，花初开时，呈淡黄色，基部
为黄绿色，盛开后，变为白色。飞黄玉兰也属此类，只是黄色较深L7J，其与白玉兰距离系数为 0．28，
但并不是最小的 (与二乔木兰和多瓣玉兰为 0．22)。飞黄玉兰的花叶、小枝及雌雄蕊的特征都与白玉
兰极其相似，因此飞黄玉兰也应该是白玉兰的近缘种。
在 RAPD谱带标记中，10#材料有 4条特征带 ，显示本种与其它种间有较明显的异质性。该种小
枝粗壮绿色无毛，老枝灰色光滑，叶圆形或椭圆形，先叶开花至后叶开花，花被片 20～35瓣，粉红
色，宽披针形或倒卵状匙形，花径 15～20 em，与现知的种类都不同。RAPD结果也显示，该种与其
它种类的距离系数在 0．308～0．639之间。该材料可能是玉兰亚属的一个新种，但尚需收集更多证据。
红元宝是一个栽培品种，除花色较深、花期长 (一年 3季开花)外，其它外部特征与紫玉兰极为
相似，但聚类结果显示其与二乔木兰的亲缘关系最近，距离系数为 0．170，而与紫玉兰的距离系数为
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0．257。该种应是二乔木兰的变异类型，只是在外部形态上更接近二乔的原亲本之一——紫玉兰，且
花期延长。所以有时仅凭外部形态特征来判断植物亲缘关系的远近 ，很可能得到错误结论。
野生白玉兰是白玉兰的野生类型，外部形态很接近白玉兰，为小灌木，但聚类结果表明该种与望
春玉兰、紫玉兰有更近的亲缘关系，距离系数均为 0．180，而与白玉兰的距离系数达 0．225。分析其
原因，可能是长期自然杂交导致栽培白玉兰与野生种群在基因水平上相差较远。该种与望春玉兰、紫
玉兰的关系尚需进一步研究。
3．2 玉兰亚属的类群划分
形态特征与 RAPD聚类结果的不完全吻合，显示了栽培玉兰亚属类群复杂的遗传背景和丰富的种质
资源现状，仅凭形态特征难以对其亲缘关系进行正确判断。如鹤山玉兰和美丽紫玉兰、华中木兰和黄山
木兰、罗田玉兰和武当木兰、玉灯玉兰和蜡质玉兰，若依据花被片等性状来划分，应属不同的组，但
咖 聚类结果却表明它们的亲缘关系较近。另外，国内玉兰品种选育工作还只是停留在选择自然杂交和
芽变类型方面，人工定向杂交育种尚处起步阶段，有关杂交新品种还鲜有报道L8J，很多品种来源不明。
RAPD聚类结果显示，栽培玉兰亚属基本分为两大类群，即白玉兰类群 (包括武当木兰和黄山木
兰等)和望春玉兰类群 (包括紫玉兰等)。考虑到紫玉兰和望春玉兰外部形态差异较大，可将紫玉兰
从望春玉兰类群中分出来；二乔木兰是玉兰亚属中第一个通过人工杂交育成的杂交种【9J，栽培时间
长，变异类型多，基因型复杂，因此也将其作为一个单独类群。栽培玉兰亚属植物可分为：1．白玉
兰类群：包括白玉兰、黄山木兰、武当木兰等种或其变异类型，如玉灯玉兰、蜡质玉兰、华中木兰、
飞黄玉兰、鹤山玉兰、美丽紫玉兰、湖北白玉兰、多瓣玉兰、罗田玉兰；2．紫玉兰类群：包括紫玉
兰及其变异类型，如多瓣紫玉兰；3．望春玉兰类群 ：包括望春玉兰等种或其变异类型，如伏牛山玉
兰 、紫望春玉兰；4．二乔木兰类群：包括二乔木兰及其杂交种和变异类型，如红元宝玉兰。
参考文献 ：
1 Doyle J J，Doyle J L．A rapid DNA isolation procedurefor smal quantities offreshleaftissue．Phytochem．Bull， 1987，19： 11—15
2 Dandy J E．肘咄 ．Hutchinson．The Genera of FloweringPlants， 1964，1：50—57
3 刘玉壶．玉兰．见：陈俊愉，程绪珂主编．中国花经 ．上海：上海文化出版社，1990．186—191
4 赵中振，谢宗万，沈 节．药用辛夷一新种及一新变种的新名称．药学学报，1987，22(10)：777—780
5 杨廷栋，崔铁成 ．玉兰一新变种．广西植物，1993，13(1)：7
6 刘玉壶，高增义 ．河南木兰属新植物．植物研究，1984，4(4)：189—194
7 赵天榜．木兰及其栽培．郑州：河南科技出版社，1992．15—16
8 王亚玲，杨廷栋 ．玉兰育种研究初报．西北植物学报 ，1999，19(5)：14—16
9 傅大立．玉兰属的研究．武汉植物研究，2001，19(3)：191—198
Phylogenetic Relationship among Several Subgenus Yulania Species Based on
RAPD Markers
Wang Yaling。-_，Li Yong2
，
Zhang Shouzhou2，and Cui Ticheng。
(。X／an Botanit~ GtIl~n，X／an 710061，Gh／na； Shenzlwn f-嘶 Lake Botan／ca／Garden，Shenzhen 518004，Ch／na)
Abstract：In this study，20 materials of subgenus Yu／an／a (include species and cultivars)were analyzed
using random amplified polymorphic DNA markers． 15 primers were screened from 55 arbitrary 10-met primers，
and a total of 274 DNA bands were amplifed，262 of which (95．6％)were polymorphism．According to the da-
ta，a tree diagram of phylogenetic relationship was constructed using UPGMA in MEGA．The results showed that
the gene background of sub genus Yulania is very complex and it WaS dificult to be claSsified．So know that the re-
8OUl~e of sub genus Yu／an／a in China were abundant．
Key words： Yu／an／a；RAPD；Phylogenetic relationship
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