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RAPD Analysis of Tree Peony Cultivars

牡丹栽培品种的RAPD分析



全 文 :© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
园  艺  学  报  2001 , 28 (4) : 370~372
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2000 - 12 - 22 ; 修回日期 : 2001 - 05 - 22
基金项目 : 山东省良种产业化工程项目3 通讯作者
牡丹栽培品种的 RAPD 分析
陈向明1  郑国生2 , 3  张圣旺2
(1 合肥教育学院 , 合肥 230001 ; 2 山东农业大学生命科学学院 , 泰安 271018)
摘 要 : 对 7 种花色系的 35 个牡丹栽培品种进行 RAPD 分析 , 34 个随机引物共扩增出
418 个位点 , 其中 337 个 (80. 62 %) 多态位点表明受试品种间丰富的遗传多态性。同一花色
的不同品种间和不同花色系间都存在较大的遗传多态性 , 不同花色系间多态性位点频率大小
依次排序为蓝色系 > 黄色系 > 深红色系 > 黑色系 > 白色系 > 绿色系 > 红色系 ; 利用 UPGMA 软
件进行聚类分析 , 35 个品种被分为 5 个遗传聚类组 , 除红色系外 , 其它 6 种花色与遗传聚类
组的划分无必然相关性。
关键词 : 牡丹 ; 品种 ; 基因组 ; 遗传多样性 ; RAPD
中图分类号 : S 68   文献标识码 : A   文章编号 : 05132353X (2001) 0420370203
1  目的、材料与方法
有关牡丹的研究多集中在形态学、栽培学和细胞学方面〔1 ,2〕, 品种的随机扩增 DNA 多
样性分析亦有报道〔3〕。本研究选用 7 种花色系 35 个牡丹栽培品种进行 RAPD 分析 , 试材
分别来自山东菏泽牡丹园和安徽宁国牡丹园 , 序号及品种名见图 1 , 其中 1~5 为黑色品
种 , 6~10 为黄色 , 11~15 为兰色 , 16~20 为深红色 , 21~25 为绿色 , 26~30 为白色 , 31
~35 为红色。每品种选取 5~10 个单株的嫩叶剪碎混合。DNA 提取参照 Racder 的方法 ,
UV2120 紫外分光光度计检测 DNA 浓度 , DNA 样品溶于 100μL TE 溶液 , - 20 ℃保存备用。
从 Operon 公司产的 220 组 10 个寡聚核苷酸随机引物中筛选出扩增谱带数多且清晰的 34 个
引物用于全基因组遗传多样性分析 (表 1) 。PCR 的反应体系为 20μL ,含 Tris2HCl 10 mmol·
L - 1 (pH 8. 3) , KCl 50 mmol·L - 1 , MgCl2 2 mmol·L - 1 , dNTP 100μmol·L - 1 , TaqDNA 聚合酶
(Promega 公司生产) 1. 5 单位 , 引物 0. 2μmol·L - 1及模板 DNA 20 ng。反应混合物用 20μL
石蜡油覆盖。扩增反应在 PTC2100 型 PCR 仪上进行 , 94 ℃30 s , 36 ℃40 s , 72 ℃1 min ,
45 个循环 , 72 ℃5 min。扩增产物在 1. 2 %的琼脂糖凝胶 (含溴化乙锭 0. 5μg·mL - 1) 上
70 V 下电泳分离 4 h , 紫外灯下观察、照相。每引物对 35 个品种重复扩增 3 次 , 每次扩增
均有 1 个泳道不加模板 DNA 为对照。扩增谱带按有 (1) 、无 (0) 记录 , 计算任意两样品
间的遗传距离。利用 UPGMA 软件进行聚类分析并构建系统树。
2  结果与分析
2. 1  RAPD 分析
34 个随机引物对供试 35 个品种共扩增出 418 个位点 , 平均每个引物扩增出 11. 94 个
位点 , 变幅为 8~22 , 其中多态性位点 337 个 (80. 62 %) , 表明供试牡丹栽培品种间存在
丰富的遗传多态性 (表 1) 。
RAPD 分析表明同一色系不同品种间存在很大差异 , 但不同花色系间差异程度不同 ,
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
以扩增多态性位点频率为标准 , 其顺序依次为蓝色系 > 黄色系 > 深红色系 > 黑色系 > 白色
系 > 绿色系 > 红色系 (表 2) 。表明同一花色系的不同品种可能具有多种不同的起源 , 其
多态性位点的差异从 DNA 分子水平上反映了亲缘关系的远近。例如 , 蓝色系内 5 个品种
间亲缘关系较远 , 而红色系内 5 个品种间亲缘关系相对较近。
表 1  34 个引物的碱基序列及其对 35 个
牡丹品种的扩增结果
Table 1  34 primers and their amplification
on 35 tree peony cultivars
引 物
Primers
碱基顺序 5’23’
Nucleotide
sequences 5’23’ 扩增位点总数Total sitesamplified 多态性位点数Polymorphicsites
S5 TGCGCCCTTC 16 13
S7 GGTGACGCAG 12 9
S8 GTCCACACGG 9 7
S10 AGGGGTCTTG 11 8
S25 GAAACGGGTG 12 10
S27 GTGATCGCAG 11 9
S30 GTGATCGCAG 8 6
S34 TCTGTGCTGG 13 10
S36 AGCCAGCGAA 10 8
S37 GACCGCTTGT 11 8
S43 CCTGCCGTCA 10 7
S44 TCTGGTGAGG 10 8
S45 TGAGCGGACA 13 11
S46 ACCTGAACGG 13 11
S75 GACGGATCAG 8 6
S84 AGCGTGTCTG 12 9
S85 CTGAGACGGA 17 14
S86 GTGCCTAACC 12 10
S88 TCACGTCCAC 13 11
S90 AGGGCCGTCT 16 14
S92 CAGCTCACGA 8 7
S96 AGCGTCCTCC 11 9
S97 AGCGTGTCTG 18 15
S98 GGCTCATGTG 11 8
S103 AGACGTCCAC 22 19
S104 GGAAGTCGCC 10 9
S107 CTGCATCGTG 18 16
S109 TGTAGCTGGG 9 6
S124 GGTGATCAGG 15 12
S127 CCGATATCCC 17 15
S129 CCAAGCTTCC 10 7
S132 ACGGTACCAG 13 10
S133 GGCTGCAGAA 10 9
S147 AGATGCAGCC 9 7
Total 418 337
2. 2  聚类分析
根据品种间的遗传距离 , 以 15 为阈
值 , 将 35 个品种划分为 5 个遗传聚类组 ,
Ⅰ组 5 个品种 , 均为红色花系 , Ⅱ组 9 个
品种 , 来自 3 个花色系 , Ⅲ组 5 个品种 ,
来自 3 个花色系 , Ⅳ组 15 个品种 , 来自 4
个花色系 , Ⅴ组仅有黑色花系的 1 个品种
(图 2) 。同一聚类组内的品种间具有相对
较近的亲缘关系 , 而不同聚类组间亲缘关
系相对较远。因而 V 组的青龙卧墨池与其
它 34 个品种亲缘关系较远 , 而 5 个红色品
种均属聚类组 I , 说明它们亲缘关系较近。
但除红色系外的 6 种花色系 30 个品种分属
不同类别。因而 , 遗传聚类组的划分与不
同花色无必然的相关性 , 同一花色系的不
同品种可能具有不同的起源。其中黄色、
蓝色、深红色 3 个色系的不同品种在各个
遗传聚类组间的随机分布大于其它 4 个花
色系 , 从分子水平上反映了其基因组间的
遗传多样性和亲缘关系。
表 2  7 种花色牡丹品种基因组遗传多样性比较
Table 2  Comparison of genomic diversity between
7 flower color series of tree peony cultivars
花 色 系
Flower
color series
扩增位
点 数
Total sites
amplified
多态性位
点 数
Polymorphic
sites
多态性位点
Percentages of
polymorphic
sites ( %)
黑色 Black 203 98. 60 48. 56
黄色 Yellow 246 144. 64 58. 85
蓝色 Blue 249 146. 91 59. 57
深红色 Deep red 228 125. 42 54. 55
绿色 Green 164 63. 96 39. 23
白色 White 171 70. 11 40. 91
红色 Red 132 42. 24 31. 58
1734 期             陈向明等 : 牡丹栽培品种的 RAPD 分析             
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
图 1  引物 S98 对不同花色系 35 个牡丹品种扩增的全基因组 DNA指纹图谱
1 青龙卧墨池 2 冠世墨玉 3 黑花葵 4 种生黑 5 烟笼紫 6 姚黄 7 甘草黄 8 金阁 9 黄花葵 10 御衣黄
11 蓝绣球 12 紫蓝葵 13 菱花沾露 14 垂头蓝 15 蓝田玉 16 四旋 17 紫二乔 18 云芳 19 轻罗 20 紫葵
21 豆绿 22 绿香球 23 绿幕 24 荷花绿 25 娇容三变 26 昆山夜光 27 白玉 28 赛雪塔 29 仙鹤卧雪
30 玉楼 31 大胡红 32 十八号 33 珊瑚台 34 赵粉 35 西施 M为分子量标准
Fig. 1  The genomic fingerprints of 35 tree peony cultivars with different flower color amplified with primer S98
1 Qinglongwomochi  2 Guanshimoyu  3 Heihuakui  4 Zhongshenghei  5 Yanlongzi  6 Yaohuang  7 Gancaohuang  8 Jinge
9 Huanghuakui  10 Yuyihuang  11 Lanxiuqiu  12 Zilankui  13 Linghuazhanlu  14 Chuitoulan  15 Lantianyu  16 Sixuan
17 Zi’erqiao  18 Yunfang  19 Qingluo  20 Zikui  21 Doulü 22 Lüxiangqiu  23 Lümu  24 Hehualü 25 Jiaorongsanbian
26 Kunshanyeguang  27 Baiyu  28 Saixueta  29 Xianhewoxue  30 Yulou  31 Dahuhong  32 Shibahao  33 Shanhutai
34 Zhaofen  35 Xishi  M was the molecular weight marker
图 2  牡丹 7 个花色 35 个品种 RAPD 聚类树状图
(品种编号名称见图 1)
Fig. 2  The dendrogram of RAPD in 35 tree peony cultivars with 7 flower color
(See Fig. 1 for variety name)
参考文献 :
1  于 玲 , 何丽霞. 牡丹野生种间蛋白质谱带的比较研究. 园艺学报 , 1998 , 25 (1) : 99~101
2  于 玲 , 何丽霞. 甘肃紫斑牡丹与中原牡丹类染色体的比较研究. 园艺学报 , 1997 , 24 (1) : 79~83
3  裴颜龙 , 邹喻苹 , 尹 蓁 , 等. 矮牡丹与紫斑牡丹 RAPD 分析初报. 植物分类学报 , 1995 , 33 (4) : 350~356
RAPD Analysis of Tree Peony Cultivars
Chen Xiangming1 , Zheng Guosheng2 , and Zhang Shengwang2
(1 Hefei Education College , Hefei 230001 ; 2 Life Science College , Shandong Agricultural University , Tai’an 271018)
Abstract : The genomic diversity of thirty2five tree peony cultivars of 7 different flower color were analised by
RAPD. The results showed that 337 (80. 62 %) polymorphic sites were detected among the total 418 sites amplified in2
dicating abundant genomic diversity of tree peony cultivars. Similar results were also revealed between accessions within
the same flower color series , but significant differences were observed between different flower color series in the order as
Blue series > Yellow > Dark red > Black > White > Green > Red ones based upon the percentage of the polymorphic sites.
The genetic distance and genetic relationships of the accessions were constructed through unweighted paired group method
with arithmetic averages cluster analysis , all accessions were grouped into 5 genetic types , no significant correlation be2
tween flower color series and genetic types were detected except Red flower series.
Key words : Tree peony cultivar ; Genome ; Genetic diversity ; RAPD
273               园   艺   学   报                28 卷