全 文 ：园 艺 学 报 2003，30(2)：2O4—2O6
Ac．ta Horticu]turae Simba
刺梨及部分近缘种形态学性状和 RAPD标记分析
文晓鹏 ，2 庞晓明 邓秀新
(1华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室，武汉430070； 贵州大学农学院，贵阳550025)
摘 要 ：通过 36个形态学性状和29个引物 RAPD扩增获得的分子标记 ，探索刺梨及部分近缘种的亲缘
关系。结果表明，普通刺梨所有基因型之间的亲缘关系较近，而与其余种类相对较远；无籽刺梨与贵州缫
丝花的遗传距离较近，形态学和 RAPD聚类分析都显示很近的亲缘关系；尽管两类遗传距离的排序和聚类
分析有一定差异，但 Mantel相关性检测表现出显著相关性 (r=0．6122，P<0．01)。还就无籽刺梨的可能来
源进行了讨论 。
关键词：刺梨：近缘种 ；形态学 ；RAPD；Mantel检测
中图分类号 ：S 66 文献标识码：A 文章编号：0513．353X (2003)02-0204-03
1 目的、材料与方法
根据前人对刺梨 (Rosa roxburghi Trat．)某些基因型及近缘种的部分形态学性状的描述ll 】，作
者以刺梨现存基因型及部分近缘种为试材，对其形态学和RAPD标记进行比较分析，以期为种质资源
的准确鉴定及起源进化研究提供新证据和新方法。材料共 12份，包含 5个栽培品种、2个变种及 5个
近缘种。参照前人的标准【 引，对 36个形态学性状进行记载、评分。以筛选出的29个多态性较好的
随机引物，采用 25 反应体系进行扩增。反应液含 1×反应缓冲液，2 mnM·L— Mg ，0．2 mnM·
L—dNTP，0．4 tlmol·L 引物，1．2 U raq DNA多聚酶，及1．6 nag·L 模板 DNA。扩增程序：第一循环
为 94℃变性 2 min，37oC退火 1 min，72oC延伸 2 nfin；接着 40个循环为 94℃变性 1 min，37℃退火 2
min，72~C延伸2 min；最后72~C延伸 10 min。扩增产物在含有 EB的1．6％琼脂糖凝胶上电泳，在紫
外凝胶成像仪上观察照像。为了保证谱带的稳定性，每个引物重复扩增2次，将重复出现的带标记为
1，无带时记为 0，统计供试材料的多态性数据。将标准化的形态学数据和 RAPD多态性数据 ，在
NTSYS 2．10 e软件上计算遗传距离和聚类分析，并对形态学分析和 RAPD分析进行 Mantel相关性检
测【4J。
2 结果与分析
2．1 形态学分析
从形态学上看，贵农 2号和贵农 7号相似性最大，遗传距离仅为2．26；在涉及无籽刺梨的组合
中，无籽刺梨和贵州缫丝花的遗传距离最近 (4．64)，和金樱子、华蔷薇及萨蔓莎月季分别为 7．74、
7．96及7．44，而和普通刺梨所有类型的遗传距离均在 9以上。这在很大程度上表明，无籽刺梨和普
通刺梨的亲缘关系相差很远，而和贵州缫丝花最接近。
聚类分析 (图 1，左)显示，如果以8为阈值，所有材料可聚为两类，其中一类为普通刺梨类；
另一类包括元籽刺梨、贵州缫丝花、金樱子、华蔷薇和萨蔓莎月季，无籽刺梨就明显地和普通刺梨分
收稿 日期：2OO2—04—24；修回日期：2OO2—07—08
基金项目：国家自然科学基金重点项 目 (39830260)；贵州省 自然科学基金资助项 目 (20013031)
贵州大学农学院樊卫国教授、贵州省植物园石圣德研究员提供了部分材料，特此致谢。
*通讯作者。
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2期 文晓鹏等：刺梨及部分近缘种形态学性状和 RAPD标记分析 205
开。以7．3为阈值，重瓣刺梨和普通刺梨的其余基因型分开；无籽刺梨、贵州缫丝花及金樱子归为一
组。以4．5为阈值，普通刺梨可归为 3类：贵农 1号、贵农 2号和贵农 7号为一类；贵农 5号、白花
刺梨及贵农 6号为另一类 ；重瓣刺梨为单独一类。
2．110 3．76 5．52 7．28 9．04
距离 Distance
圈I 刺梨及部分近缘种形态学 (左)及 RAPD (右)聚类图
1．贵农 l号，2．贵农 2号，3．贵农 5号，4．贵农 6号，5．贵农 7号 ，6．白花刺梨，7．重瓣刺梨，8．无籽刺梨，
9．贵州缫丝花，lO．金樱子，l1．华蔷薇 ，l2．萨蔓莎月季。
t3g．1 TheUIK~MA d．蛐dlq based O1m叫pI加l0 ∞I Ileft)andRAPD lright)distancesmnongthe aeceek~
0f R． roxbu,~,b／／Trait．andits relatives
1．Qlir鹕 l，2．GIli 鹕 2，3．Qli 鹕 5，4．Ql 鹕 6，5．Qli 鹕 7，6．R． 幽昭舡 Tmtt． 诚 如 ，7．R． 幽口磬 Tmt． 昭M ，
8． R．st ，9．R．face- is，10． R． e￡ ， l1． R．m u Thumb．vat"．伽 ，12． R．duhens／~Jacq．cv．Samantha．
2．2 RAPD分析
从筛选出的 29条随机引物中，共扩增出 244
条 RAPD谱带，其 中多态性 带 占68．85％ (168
条)，平均每条引物可产生5．8条多态性带。图 2
为引物 OPAF-16的扩增图谱，多态性带丰富。因
此，RAPD技术可用于刺梨及近缘种的种质鉴定。
聚类分析 (图 1，右)显示 ，以0．50为阈值 ，
所有材料可归为 5类：普通刺梨为一类，无籽刺
梨和贵州缫丝花为一类 ，华蔷薇 、萨蔓莎月季和
金樱子各为一类。在普通刺梨类中，贵农 6号和
其余基因型的亲缘关系最远；贵农 1号和贵农 2
号，贵农 5号和重瓣刺梨，及贵农 7号和白花刺
梨相对较近。
2．3 形态学性状和 I PD标记的比较分析
l2 ll 10 9 8 7 6 5 4 3 2 l M
圈 2 刺梨及部分近缘种的 RAPD扩增电泳圈 (OPAF-16)
图中代号 1～12为刺梨品种，其名称同图 1。
． 2 1hepre~leofRAPD锄 Imedwah 0】 F-16璐吨
晋l舶叫nic DNAs of R．邝喇_舶，咖茸Trat．and its rdafives
M．Msiker．Th e code narn~ inthisfigure aIethe 881ne asin 6g．1
前面分析显示，以形态学指标和 RAPD标记的遗传距离评判亲缘关系的远近会出现一定的差异。
但对二者的欧几里德距离矩阵进行 Mantel相关性检测结果表明达到 I％的显著水平 (r=0．6122)【引，
说明两种分析方法得出的结果具有很大程度的同一性。
本试验采用的材料包含了刺梨现存的类型和主要栽培株系，也包含与刺梨同属蔷薇属小叶组的另
一 近缘种——贵州缫丝花，金樱子组的唯一近缘种——金樱子 ，合柱组的华蔷薇，及月季组的萨蔓莎
月季等类型，可以作为刺梨及近缘种亲缘关系研究的典型。对此进行的分析及方法，对刺梨及近缘种
的系统演化和种质鉴定等领域的研究工作具有重要意义。两类标记系统的聚类分析中，无籽刺梨和贵
州缫丝花的亲缘关系都表现出高度相似性。但在普通刺梨中，两类聚类分析的结果表现出一定的相异
性：在形态学分析上，重瓣刺梨和其余基因型表现出较远的亲缘关系；而RAPD分析显示贵农6号和
其它基因型的遗传距离最远。从花器上看，重瓣刺梨及白花刺梨与普通刺梨的其它基因型差异较大，
1 2 5 3 6 4 7 8 9 0 2 1
卵卵咿卵卵 撕
＼＼＼＼Il／／＼＼
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园 艺 学 报 3O卷
但 RAPD聚类分析的结果表明，二者和贵农 6号以外的基因型的亲缘关系都较近，其合理的解释是控
制刺梨花瓣数和花色的基因位点较少。两类聚类分析的不一致性还表现在普通刺梨和华蔷薇及普通刺
梨和萨曼莎月季的亲缘关系上。实际上 ，分子分析和形态学分析不一定都表现出一致的结果 ．6j。况
且，形态学上的差异并不一定是 DNA水平变异的真实反映【7]。因此，单纯采用形态学性状进行刺梨
及近缘种的种质鉴定和亲缘关系分析具有一定的局限性。形态学和 RAPD标记距离矩阵的 Mantel相关
分析表明二者相关性显著，大大高于其它植物上的类似报道 ，6]。这不但意味着 RAPD技术用于刺梨
及其近缘种种质资源研究和鉴定的可行性 ，也反映了本文中所选用的形态学性状在资源评价中的合理
性。
无籽刺梨因其果实外表有刺，而将其归为 “刺梨”。季祥彪等通过部分形态学指标研究，揭示它
和普通刺梨的明显差别及和贵州缫丝花的相似性 j。本文通过形态学和 RAPD分析，均反映出它和贵
州缫丝花很近的亲缘关系。这说明，将无籽刺梨归为 “刺梨”未必妥当。有人认为它可能是一自然杂
种【3]。但一般情况下，杂种不孕是由于减数分裂过程中染色体行为异常所致。通过对无籽刺梨花器官
的观察，发现雄蕊高度败育，基本无花粉母细胞，花药干瘪，无花粉，偶尔出现 1 2粒瘦果种子 ，
疑为其它近缘种花粉授粉所致。同时，杂种的分子标记中，多态性带的比例应该较高，但是在所有的
供试材料中，无籽刺梨 RAPD标记的多态性比例反而最低。鉴于形态学和 RAPD分析的结果 ，无籽刺
梨很可能来源于贵州缫丝花的高度雄性不育变异。
参考文献：
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A Comparative Study of RAPD and Morphological Approaches to Characterize
Relationships of Rosa roxburghii Tratt．and Its Relatives
Wen Xiaopen~1
， Pang)(j猢 lin ，and Deng XJuyAnl
( National Key．1aboratory ofCrop Genetic Improvement， n 船 如l， University，Wuhan 430070，Ch／na； dg c lmf 一
， Cr~ho／．t unacrs~y，Gu／yang 550025，Ch／na)
Abstract： m 啊 si】【morphological traits and R 】D markers amplified with 29 arbitrary p血 船 were used to
discriminate the acoesSi0I1s，and to evaluate the relatedness of Rosa roxburghii Tmtt
． and a sa~aple set of its rela—
fives．Compared with the relatives，considerable close relationships were found among the genotypes of R
． rox．
burghii Tmtt．Furthermore，a hish relatedness was also obtained between R
． ster／／／s S．D． Shi an d R． kwei—
dum~ns／s Yu et Ku．A Mantel corespondence test showed a signifcant correlation(r=0．6122，P<0．01)be—
t’veen morphological traits and markers，despite certain discontance existing in the two approaches
． In addi—
tion，the origination of R．ster／／s S．D． was discussed in the paper
．
Key words：Rosa roxburghii Tratt．；Relatives；Morphology；RAPD；Mantel correspondence test
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