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Genetic relationships and hybrids reality in rose germplasm based on POD isozyme

基于过氧化物同工酶分析月季种质资源的亲缘关系及杂种真实性



全 文 :  Guihaia  Jan. 2016ꎬ 36(1):114-120
http: / / journal.gxzw.gxib.cn
http: / / www.guihaia-journal.com
DOI: 10.11931 / guihaia.gxzw201411039
刘承源ꎬ王辉ꎬ邱文昌ꎬ等. 基于过氧化物同工酶分析月季种质资源的亲缘关系及杂种真实性[J]. 广西植物ꎬ 2016ꎬ 36(1):114-120
LIU CYꎬWANG HꎬQIU WCꎬet al. Genetic relationships and hybrids reality in rose germplasm based on POD isozyme[J]. Guihaiaꎬ 2016ꎬ 36(1):114-120
基于过氧化物同工酶分析月季种质
资源的亲缘关系及杂种真实性
刘承源1ꎬ 2ꎬ 王  辉2ꎬ 邱文昌2ꎬ 何亨辉2ꎬ 方炎明1∗
( 1. 南京林业大学 南方现代林业协同创新中心 生物学与环境学院ꎬ 南京 210037ꎻ
2. 深圳市公园管理中心 园艺推广部ꎬ 广东 深圳 518040 )
摘  要: 为了提高种质资源利用率ꎬ加速月季育种进程ꎬ对 27份月季种质及 3个杂交组合的 8个杂交后代ꎬ采
用过氧化物酶(POD)同工酶方法分析其亲缘关系并进行杂种真实性鉴定ꎮ 结果表明:月季种质采用 POD 同
工酶分析具有一定的可行性ꎮ 酶谱分析中ꎬ在相对迁移率为 0.264~0.858的位点处共获得 7条酶带ꎬ其中共有
酶带 3条ꎬ特征酶带 4条ꎬ表明不同月季种质间遗传多样性丰富ꎬ但又存在一定同源性ꎮ 基于酶带特征进行聚
类分析ꎬ在相似系数为 0.57处ꎬ可将 27份供试材料分为 3个大组ꎮ 合柱组与月季组材料聚在一个大组中ꎬ两
个组在形态上的相似性再次得到确认ꎮ 金樱子与硕苞蔷薇分别聚在两个不同的组中ꎬ表明二者之间的亲缘关
系较远ꎮ 供试的古老月季品种被聚在两个不同的大组中ꎬ与野生种聚成的一组呈平行关系ꎬ表明古老月季在
起源上的差异较大ꎬ可利用其作为杂交亲本进行广泛杂交以选育具有丰富遗传多样性的杂交后代ꎮ 根据有无
父本特征酶带对杂种后代真实性进行鉴定ꎬ初步确定 2个杂交组合的 6个杂交后代中 5个为真实杂种ꎬ1个为
自交种ꎮ 该研究结果为进一步开展月季遗传育种奠定了基础ꎮ
关键词: 月季ꎬ 过氧化物酶ꎬ 亲缘关系ꎬ 杂种鉴定ꎬ 聚类分析
中图分类号: S685. 12    文献标识码: A    文章编号: 1000 ̄3142(2016)01 ̄0114 ̄07
Genetic relationships and hybrids reality in
rose germplasm based on POD isozyme
LIU Cheng ̄Yuan1ꎬ2ꎬ WANG Hui2ꎬ QIU Wen ̄Chang2ꎬ
HE Heng ̄Hui2ꎬ FANG Yan ̄Ming1∗
( 1. Co ̄Innovation Center for Sustainable Forestry in Southern Chinaꎬ College of Biology and the Environmentꎬ Nanjing Forestry
Universityꎬ Nanjing 210037ꎬ Chinaꎻ 2. Department of Horticultureꎬ Shenzhen Park Serviceꎬ Shenzhen 518040ꎬ China )
Abstract: In order to improve the utilization of germplasm resourcesꎬ and to accelerate the process of rose breedingꎬ peroxi ̄
dase (POD) isozyme patterns of 27 rose germplasm resources and 8 progenies of 3 hybrid combinations were studied with
vertical polyacrylamide plate electrophoresis. The results showed that it had certain feasibility to do these researches with
POD isozyme in Rosa. Three general enzyme bands and four specific enzyme bands at seven isozyme loci (Rf from 0.264 to
0.858) were obtained according to zymogram analysisꎬwhich indicated the genetic diversity were abundantꎬbut there were
some homology among these materials. The 27 materials could be divided into three groups based on the UPGMA cluster a ̄
收稿日期: 2014 ̄11 ̄27    修回日期: 2015 ̄03 ̄18
基金项目: 国家自然科学基金(31370666)ꎻ 江苏高校优势学科建设工程项目(PAPD)ꎻ 深圳市城管局项目(201008) [Supported by the National
Science Foundation of China(31370666)ꎻ Priority Academic Program Development of Jiangsu High Education Institutions(PAPD)ꎻ Project of Shenzhen
Urban Management Bureau(201008)]ꎮ
作者简介: 刘承源(1982 ̄)ꎬ男ꎬ山东青岛人ꎬ在读博士研究生ꎬ工程师ꎬ研究方向为月季种质资源创新及遗传育种ꎬ(E ̄mail)cyliu_1982@ 126.comꎮ
∗通讯作者: 方炎明ꎬ教授ꎬ博士生导师ꎬ研究方向为植物学ꎬ(E ̄mail)jwu4@ njfu.edu.cnꎮ
nalysis at the similar coefficient 0.57. According to the clustering resultsꎬ materials from sections Synstylae and Indicae were
clustered within one same groupꎬ the morphological similarity between these two sections was confirmed again based on our
POD isozyme analyses. Whereas Rosa laevigataꎬand R. bracteata were separated in two different groupsꎬwhich indicated that
these two accessions were distantly related to each other. The samples of old garden roses used in this study were divided in ̄
to two different groupsꎬand in parallel with the group made of wild speciesꎬit indicated that large differences existed on the
origin of these samplesꎬ which could be used for wide crosses in order to get hybrid offsprings with abundant genetic diversi ̄
ties. Furthermoreꎬ according to whether there were specific enzyme bands of male parent in the progeniesꎬ five of six hybrids
among two hybrid combinations were initially identified as true onesꎬ and the rest one was self ̄cross variety. These findings
could offer basic data for further studies on genetic breeding of rose.
Key words: roseꎬ PODꎬ genetic relationshipꎬ hybrid identificationꎬ cluster analysis
    月季隶属蔷薇科蔷薇属(Rosa L.)ꎬ该属约有近
200 种野生资源 ( Rehderꎬ 1940ꎻ Ku & Robertsonꎬ
2003)和 30 000 余个园艺品种(Cairnsꎬ2007)ꎬ但参
与现代月季演化的野生资源仅为 7 个 (Wylieꎬ
1954)ꎬ分别为月季花 ( R. chinensis)ꎬ巨花蔷薇
(R. gigantea)ꎬ多花蔷薇(R. multiflora)ꎬ异味蔷薇
(R. foetida )ꎬ法国蔷薇 ( R. gallica )ꎬ麝香蔷薇
(R. moschata)ꎬ光叶蔷薇(R. wichuraiana)ꎮ 另外ꎬ
在现代月季的育成中起了重要作用的中国古老月季
(Chinese old garden roses)也未能得到充分应用
(Wangꎬ2007ꎻ张佐双和朱秀珍ꎬ2006)ꎮ 因此ꎬ与野
生资源和古老月季丰富的遗传多样性相比ꎬ现代月
季的遗传背景较窄(Matsumoto et alꎬ1998)ꎮ 现在世
界各地的月季育种工作者普遍认识到ꎬ要使现代月
季育种有新的突破ꎬ必须进一步导入野生资源和古
老月季的优良性状(张佐双和朱秀珍ꎬ2006ꎻDebener
& Mattieschꎬ1999)ꎮ
由于月季资源种类繁多ꎬ来源多样ꎬ加之广泛的
种内变异、多倍化及种间杂交ꎬ使其种质资源复杂多
样ꎬ分类和鉴定工作难度较大(Wissemannꎬ2003)ꎮ
同工酶是基因表达的产物ꎬ是基因在蛋白质水平上
的表现型ꎬ既有相对的稳定性ꎬ又有种属的特异性ꎬ
因此ꎬ同工酶能够反映物种基因水平的差异(胡能
书和万贤国ꎬ1985)ꎮ 过氧化物同工酶(POD)是细
胞内抗脂质过氧化作用保护系统的主要成分之一ꎬ
在植物次生代谢系统中起着重要的作用ꎬ同时ꎬ又是
一种重要的遗传标记酶ꎮ POD 被广泛应用于研究
植物种类间的亲缘关系(李学强等ꎬ2010)ꎬ种质资
源的遗传多样性(李强栋等ꎬ2012ꎻ王玉荣等ꎬ2013ꎻ
陈立强等ꎬ2014)ꎬ逆境条件下植物的生长发育(陆
晓民等ꎬ2011ꎻ张清等ꎬ2004)及杂种后代真实性鉴
定(郭海林等ꎬ2006)ꎮ 而且与 RAPD、SSR、SRAP、
AFLP、SNP 等分子标记技术相比ꎬ同工酶标记技术
具有成本较低、易于操作等特点ꎮ 在品种分类研究
方面ꎬ贾元义等(2005)曾利用过氧化物同工酶对 18
个现代月季园艺品种进行测定ꎬ共检测出 8条酶带ꎬ
并基于酶带聚类分析将供试材料分成了 5大类ꎮ 然
而ꎬ利用该酶对月季种质资源亲缘关系及杂种真实
性鉴定的研究还未见报道ꎮ 本研究通过对 41 份月
季种质资源的过氧化物酶(POD)分析ꎬ探讨了野生
种间及野生种和古老月季间的亲缘关系ꎬ并对 2 个
杂交组合的杂交后代进行早期鉴定ꎬ为蔷薇属的系
统关系、种质鉴定和资源的有效利用提供了理论
依据ꎮ
1  材料与方法
1.1 材料
实验选用的 41份材料包括 12 个野生种、15 个
古老月季及 14个现代月季栽培品种均取自深圳市
公园管理中心月季种质资源保存圃(表 1)ꎮ 根据形
态特征和文献资料确定材料的准确性(Ku & Ro ̄
bertsonꎬ2003ꎻCairnsꎬ2007ꎻ张佐双和朱秀珍ꎬ2006)ꎮ
1.2 酶液制备、凝胶板制作、电泳及染色
取待试材料的新鲜幼嫩叶片ꎬ洗净ꎬ沥干ꎬ称取
0.5 g于研钵中ꎬ加入少许石英砂ꎬ混合 0.05 mol􀅰
L ̄1ꎬpH7.8 的磷酸缓冲液 1.5 mL 冰浴研磨成匀浆ꎮ
10 000 r􀅰min ̄14 ℃离心 20 minꎬ取上清液ꎬ分装在 1
mL的 Eppendorf 管中ꎬ于- 20 ℃冰箱中冷冻保存
(胡能书和万贤国ꎬ1985)ꎮ
采用聚丙烯酰胺凝胶电泳法ꎬ电泳装置采用
DYY ̄6C型电泳仪ꎬDYCZ ̄24EN 型电泳槽(北京市
六一仪器厂)ꎮ 电极缓冲液为 pH8. 3 的 Tris ̄甘氨
酸ꎬ酶加样量为 20 μLꎬ分离胶浓度为 7.2%ꎬ浓缩胶
浓度为 3.1%ꎮ 稳压电泳ꎬ浓缩胶 100 Vꎬ分离胶 200
Vꎬ电泳 4.5 h左右(胡能书和万贤国ꎬ 1985ꎻ 何忠孝
5111期            刘承源等: 基于过氧化物同工酶分析月季种质资源的亲缘关系及杂种真实性
表 1  实验材料
Table 1  Materials used in this study
编号 No. 名称 Taxa 类型 Type 编号 No. 名称 Taxa 类型 Type
1 硕苞蔷薇
Rosa bracteata
野生种
Wild species
22 清廉学士
‘Qinglian Xueshi’
古老月季
Old garden rose
2 樟味蔷薇
R. majalis
野生种
Wild species
23 映日荷花
‘Yingri Hehua’
古老月季
Old garden rose
3 香水月季
R. odorata
野生种
Wild species
24 大富贵
‘Dafugui’
古老月季
Old garden rose
4 粉红香水月季
R. odorata var. erubescens
野生种
Wild species
25 一品朱衣
‘Yipin Zhuyi’
古老月季
Old garden rose
5 粉团蔷薇
R. multiflora var. cathayen ̄
sis
野生种
Wild species
26 月月红
‘Yueyuehong’
古老月季
Old garden rose
6 无刺蔷薇
R. multiflora inermis
野生种
Wild species
27 月月粉
‘Yueyuefen’
古老月季
Old garden rose
7 悬钩子蔷薇
R. rubus
野生种
Wild species
C1 藤墨红
‘Crimson Glory’ (Cl)
藤本月季
Climber rose
8 巨花蔷薇
R. gigantea
野生种
Wild species
C2 五月天
‘May Day’
藤本月季
Climber rose
9 竹叶蔷薇
R. multiflora f. watsoniana
野生种
Wild species
C12 ̄1 香粉蝶
‘Fragrant Buterfly’
杂交品种
Cultivar by crossbreeding
10 光叶蔷薇
R. wichuraiana
野生种
Wild species
C12 ̄2 粉风铃
‘Fenfengling’
杂交品种
Cultivar by crossbreeding
11 玫瑰
R. rugosa
野生种
Wild species
C3 白雪山
‘Mount Shasta’
杂种茶香月季
HT
12 金樱子
R. laevigata
野生种
Wild species
C4 光彩
‘Kosai’
杂种茶香月季
HT
13 软香红
‘Ruanxianghong’
古老月季
Old garden rose
C34 ̄1 C3×C4株系 1
C3×C4 Strain 1
杂种 F1代
F1of hybridization
14 四面镜
‘Simianjing’
古老月季
Old garden rose
C34 ̄2 C3×C4株系 2
C3×C4 Strain 2
杂种 F1代
F1 of hybridization
15 紫红香
‘Zihongxiang’
古老月季
Old garden rose
C34 ̄3 C3×C4株系 3
C3×C4 Strain 3
杂种 F1代
F1 of hybridization
16 绿萼
‘Lü e’
古老月季
Old garden rose
C5 戴高乐
‘Charles De Gaull’
杂种茶香月季
HT
17 云蒸霞蔚
‘Yunzheng Xiawei’
古老月季
Old garden rose
C6 红霞
‘Hongxia’
杂种茶香月季
HT
18 玉玲珑
‘Yulinglong’
古老月季
Old garden rose
C56 ̄1 C5×C6株系 1
C5×C6 Strain 1
杂种 F1代
F1 of hybridization
19 湖中月
‘Huzhongyue’
古老月季
Old garden rose
C56 ̄2 C5×C6株系 2
C5×C6 Strain 2
杂种 F1代
F1 of hybridization
20 春水绿波
‘Chunshui Lübo’
古老月季
Old garden rose
C56 ̄3 C5×C6株系 3
C5×C6 Strain 3
杂种 F1代
F1 of hybridization
21 思春
‘Sichun’
古老月季
Old garden rose
和张树政ꎬ1999)ꎮ
采用抗坏血酸 ̄联苯胺法染色(胡能书和万贤
国ꎬ1985)ꎬ室温染色至出现清晰的条带后ꎬ用 7%冰
醋酸脱色ꎬ选取谱带最清晰、整齐的胶板拍照做进一
步分析ꎮ
1.3 数据处理
染色后凝胶谱带颜色的深浅反映同工酶活性的
强弱ꎮ 根据颜色深浅程度将酶活性划分为强、中、弱
3个等级ꎮ 利用 BandScan 5.0 软件按谱带分布计算
电泳迁移率(Rf=酶带迁移距离 /前沿指示剂距离)ꎬ
参考酶活性等级绘制酶谱模式图ꎮ
将稳定出现条带的有或无量化为 1和 0进行统
计ꎬ形成 0ꎬ1 矩阵ꎮ 采用 NTSYSpc 2.1 分析软件计
算样品之间的 Nei 氏相似性系数( genetic similarity
coefficientꎬGS)ꎬ利用非加权平均法(unweighted pair ̄
group method with arithmetic meansꎬUPGMA)进行聚
类分析并构建系统树(李强栋等ꎬ2012ꎻ王玉荣等ꎬ
2013)ꎮ
2  结果与分析
2.1 野生种与古老月季的过氧化物酶酶谱特征
12个蔷薇原种及 15个古老月季的 POD同工酶
酶谱及模式图见图 1~2ꎮ 不同材料之间在酶带数、迁
移率及酶活性方面差异明显ꎮ 27份月季种质的 POD
同工酶共显示了 7条酶带ꎬ这与贾元义等(2005)对该
611 广  西  植  物                                  36卷
图 1  27份月季种质的 POD酶谱  试验材料编号见表 1ꎬ下同ꎮ
Fig. 1  POD photograph of 27 rose germplasm  Material names are listed in table 1ꎬthe same below.
图 2  27份月季种质的酶谱模式图
Fig. 2  Ideogram of 27 rose germplasm
属材料进行 POD 同工酶研究所获得的酶带数基本
一致ꎮ 对获得的酶带分别标记为 a、b􀆺􀆺gꎬ酶带最
少的是金樱子(No. 12)ꎮ 这个材料中未检测到 POD
酶带ꎻ最多的是无刺蔷薇 ( No. 6) 和 ‘湖中月’
(No. 19)ꎬ为 5条ꎻ其余材料的酶带数在 1~4之间ꎮ
根据酶带的相对迁移率及其分布特点把酶谱分
为 2 个酶带区 (表 2)ꎬ分别为 A 区 (Rf = 0. 264 ~
0.650)ꎬB 区(Rf = 0.858)ꎬA 区包括 a ~ f 六条带ꎬB
区只有 g 一条带ꎮ 其中 a、b为野生种所特有ꎬe、f为
古老月季特有ꎬ c、d、g为所有材料的共有酶带ꎬd 除
了无刺蔷薇具有外ꎬ其他野生种都无此带ꎮ 在 A 区
的 a 带ꎬ除硕苞蔷薇、樟味蔷薇、玫瑰、金樱子
(No. 1ꎬ2ꎬ11ꎬ12)ꎬb 带除樟味蔷薇、玫瑰、金樱子
(No. 2ꎬ11ꎬ12)ꎬ其余野生种均有检测出ꎮ 所有古老
月季都具有 g 带ꎬ‘软香红’等(No. 13 ~ 15ꎬ18 ~ 20ꎬ
24ꎬ25)8个品种具 e、f带ꎮ
2.2 现代月季杂交亲本与后代的酶谱特征
杂交亲本与后代的过氧化物同工酶酶谱特征见
表 2  月季种质的酶谱迁移率
Table 2  Rf value of the studied materials
分区
Zymogram region
酶带
Isozyme
band
迁移率
Rf
材料序号
Material No.
A (Rf = 0.264~0.650) a 0.264 3~10
b 0.358 1ꎬ3~10
c 0.425 3ꎬ 4ꎬ 6 ~ 10ꎬ 15 ~
17ꎬ19ꎬ21
d 0.514 6ꎬ18ꎬ 19ꎬ 21ꎬ 22ꎬ
24ꎬ25
e 0.579 13 ~ 15ꎬ 18 ~ 20ꎬ
24ꎬ25
f 0.650 13 ~ 15ꎬ 18 ~ 20ꎬ
24ꎬ25
B (Rf = 0.858) g 0.858 2ꎬ 3ꎬ 6 ~ 8ꎬ 11ꎬ
13~27
图 3ꎮ 在 3个杂交组合中ꎬ‘五月天’ (C2)与藤‘墨
红’(C1)比较无特征酶带ꎬ二者杂交后代‘香粉蝶’
(C12 ̄1)的酶谱与双亲差异明显ꎬ酶带在各处的酶
活性都很强ꎬ以至于连成一条粗线ꎻ‘粉风铃’(C12 ̄
2)中未检测到与双亲不同的酶带ꎮ ‘光彩’(C4)与
7111期            刘承源等: 基于过氧化物同工酶分析月季种质资源的亲缘关系及杂种真实性
‘白雪山’(C3)比较具有一条特征酶带ꎬ其杂交后代
C34 ̄1、C34 ̄2、C34 ̄3 也都具有父本的特征带ꎮ ‘红
霞’(C6)与‘戴高乐’(C5)相比具有两条特有酶带ꎬ
杂交后代中 C56 ̄1 具有一条父本的特有带ꎬC56 ̄2
具有一条父本特有带的同时却未检测到父母本的两
条共有带ꎬC56 ̄3不具有父本的特征带ꎬ且酶带与母
本完全一致ꎮ
图 3  杂交组合及后代的 POD酶谱  箭头示与
母本相比ꎬ父本的特征酶带ꎮ
Fig. 3  POD photograph of hybrid combinations and their
progenies  Arrows refer to specific enzyme bands of male parents.
2.3 聚类分析
将 27份月季种质材料的 POD同工酶酶谱特征
转化成二元属性数据ꎬ通过 NTSYSpc 2.1 软件计算
得到遗传相似性系数(GS)ꎬ为 0~1(表 3)ꎮ 表 3 表
明其遗传多样性丰富ꎬ亲缘关系远近各异ꎮ 其中ꎬ香
水月季与巨花蔷薇、悬钩子蔷薇ꎬ粉红香水月季与光
叶蔷薇、竹叶蔷薇ꎬ樟味蔷薇与玫瑰、‘映日荷花’
‘月月红’ ‘月月粉’之间的 GS 最大ꎬ亲缘关系近ꎮ
光叶蔷薇、竹叶蔷薇分别与古老月季中的‘玉玲珑’
‘大富贵’及‘一品朱衣’间的 GS 最小ꎬ亲缘关系较
远ꎮ 其他材料的 GS在 0.143~0.857之间ꎮ
采用 UPGMA法对 27份材料进行聚类分析ꎬ得
到聚类树状图(图 4)ꎮ 以相似系数 0.57 为阈值ꎬ供
试的 27 份种质被分为 3 个大组ꎮ 第一组包括除樟
味蔷薇、玫瑰及金樱子外的所有野生种ꎬ组内以相似
系数为 0.86为阈值ꎬ香水月季、粉红香水月季、巨花
蔷薇、悬钩子蔷薇ꎬ光叶蔷薇及竹叶蔷薇分别聚在一
起ꎬ上述材料与无刺蔷薇在 0.81 处聚为一个分支ꎮ
第二组包括 7个古老月季与樟味蔷薇、玫瑰与金樱
子ꎬ在相似系数为 0.83 处ꎬ金樱子与其他材料分离
开来ꎮ 其余古老月季材料聚为第三组ꎬ其中ꎬ‘软香
红’‘四面镜’和‘春水绿波’ ‘玉玲珑’ ‘大富贵’和
‘一品朱衣’分别在相似系数为 1处聚在一起ꎮ
3  讨论与结论
对酯酶(EST)和过氧化氢酶(CAT)进行了研
究ꎬ但这两种酶活性较弱ꎬ不易被观察ꎮ 而过氧化物
酶相对来说更加稳定和清晰ꎬ且重复性好ꎮ 类似情
况在果树和蓖麻中也有报道(王玉荣等ꎬ2013ꎻ晁无
疾和牛淑珍ꎬ1981)ꎬ但在结缕草中却有相反观点
(郭海林等ꎬ2006)ꎮ 所以要根据所用材料来选择合
适的酶进行分析ꎬ本研究表明蔷薇属植物采用过氧
化物同工酶进行分析研究具有一定的可行性ꎮ
野生种及古老月季的酶谱结果显示不同材料在
酶带数、迁移率及酶活性差异明显ꎬ表明供试材料具
有丰富的遗传多样性ꎬ这与前人从形态 (Rehderꎬ
1940ꎻKu & Robertsonꎬ 2003ꎻ张佐双和朱秀珍ꎬ
2006)、倍性(蹇洪英等ꎬ2010ꎻ张婷等ꎬ2010)及 SSR
(唐开学等ꎬ2008)等分子水平上研究得出的结论一
致ꎮ 聚类分析中巨花蔷薇、香水月季及悬钩子蔷薇
优先聚类后再与粉红香水月季、光叶蔷薇及竹叶蔷
薇聚为一支ꎬ再之后又与无刺蔷薇聚在一起ꎮ 这一
结果再次确认了蔷薇属内月季组与合柱组近缘
(Matsumoto et alꎬ1998ꎻJan et alꎬ1999)ꎮ 形态上ꎬ两
个组内的材料都是托叶贴生ꎬ宿存ꎬ花柱外伸
(Rehderꎬ1940ꎻKu & Robertsonꎬ2003)ꎬ区别仅在于
月季组材料为离生花柱ꎮ 这 7个材料中有 4个参与
了现代月季的演化(Wylieꎬ1954)ꎬ表明现代月季遗
传背景较窄(Matsumoto et alꎬ1998)ꎮ 值得注意的
是ꎬ合柱组的另外一个材料粉团蔷薇和硕苞组的硕
苞蔷薇聚在了一起ꎬ此处的粉团蔷薇在之前研究得
知由于种内多倍化为三倍体材料 (刘承源等ꎬ
2008)ꎬ硕苞蔷薇与其他月季种质杂交高度不亲和
(Lewis & Basyeꎬ1961)ꎬ此时两个材料聚在一起ꎬ为
杂交可行性提供了依据ꎮ 虽然硕苞蔷薇与金樱子在
形态上因都具有离生且脱落的托叶而被划入一个大
支中(Rehderꎬ1940)ꎬ但本文中基于过氧化物同工酶
分析却被划入两个不同的大组中ꎮ 实际上ꎬ硕苞蔷
薇的 宽 锯 齿 状 托 叶ꎬ 花 托 及 小 枝 被 短 柔 毛
(pubescent or woolly)等性状都很容易区别于金樱
子ꎮ RAPD分析(Jan et alꎬ1999)也认为二者之间亲
缘关系较远ꎮ 所以ꎬ托叶离生、脱落这一性状似乎是
意味着二者之间的趋同进化(convergence)ꎬ 而不是
811 广  西  植  物                                  36卷
表 3  27份月季种质资源的 POD同工酶遗传相似性系数
Table 3  POD genetic similarity coefficient of 27 rose germplasms resources
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
1 1.000
2 0.714 1.000
3 0.571 0.571 1.000
4 0.714 0.429 0.857 1.000
5 0.857 0.571 0.714 0.857 1.000
6 0.429 0.429 0.857 0.714 0.571 1.000
7 0.571 0.571 1.000 0.857 0.714 0.857 1.000
8 0.571 0.571 1.000 0.857 0.714 0.857 1.000 1.000
9 0.714 0.429 0.857 1.000 0.857 0.714 0.857 0.857 1.000
10 0.714 0.429 0.857 1.000 0.857 0.714 0.857 0.857 1.000 1.000
11 0.714 1.000 0.571 0.429 0.571 0.429 0.571 0.571 0.429 0.429 1.000
12 0.857 0.857 0.429 0.571 0.714 0.286 0.429 0.429 0.571 0.571 0.857 1.000
13 0.429 0.714 0.286 0.143 0.286 0.143 0.286 0.286 0.143 0.143 0.714 0.571 1.000
14 0.429 0.714 0.286 0.143 0.286 0.143 0.286 0.286 0.143 0.143 0.714 0.571 1.000 1.000
15 0.286 0.571 0.429 0.286 0.143 0.286 0.429 0.429 0.286 0.286 0.571 0.429 0.857 0.857 1.000
16 0.571 0.857 0.714 0.571 0.429 0.571 0.714 0.714 0.571 0.571 0.857 0.714 0.571 0.571 0.714 1.000
17 0.571 0.857 0.714 0.571 0.429 0.571 0.714 0.714 0.571 0.571 0.857 0.714 0.571 0.571 0.714 1.000 1.000
18 0.286 0.571 0.143 0.000 0.143 0.286 0.143 0.143 0.000 0.000 0.571 0.429 0.857 0.857 0.714 0.429 0.429 1.000
19 0.143 0.429 0.286 0.143 0.000 0.429 0.286 0.286 0.143 0.143 0.429 0.286 0.714 0.714 0.857 0.571 0.571 0.857 1.000
20 0.429 0.714 0.286 0.143 0.286 0.143 0.286 0.286 0.143 0.143 0.714 0.571 1.000 1.000 0.857 0.571 0.571 0.857 0.714 1.000
21 0.429 0.714 0.571 0.429 0.286 0.714 0.571 0.571 0.429 0.429 0.714 0.571 0.429 0.429 0.571 0.857 0.857 0.571 0.714 0.429 1.000
22 0.571 0.857 0.429 0.286 0.429 0.571 0.429 0.429 0.286 0.286 0.857 0.714 0.571 0.571 0.429 0.714 0.714 0.714 0.571 0.571 0.857 1.000
23 0.714 1.000 0.571 0.429 0.571 0.429 0.571 0.571 0.429 0.429 1.000 0.857 0.714 0.714 0.571 0.857 0.857 0.571 0.429 0.714 0.714 0.857 1.000
24 0.286 0.571 0.143 0.000 0.143 0.286 0.143 0.143 0.000 0.000 0.571 0.429 0.857 0.857 0.714 0.429 0.429 1.000 0.857 0.857 0.571 0.714 0.571 1.000
25 0.286 0.571 0.143 0.000 0.143 0.286 0.143 0.143 0.000 0.000 0.571 0.429 0.857 0.857 0.714 0.429 0.429 1.000 0.857 0.857 0.571 0.714 0.571 1.000 1.000
26 0.714 1.000 0.571 0.429 0.571 0.429 0.571 0.571 0.429 0.429 1.000 0.857 0.714 0.714 0.571 0.857 0.857 0.571 0.429 0.714 0.714 0.857 1.000 0.571 0.571 1.000
27 0.714 1.000 0.571 0.429 0.571 0.429 0.571 0.571 0.429 0.429 1.000 0.857 0.714 0.714 0.571 0.857 0.857 0.571 0.429 0.714 0.714 0.857 1.000 0.571 0.571 1.000 1.000
图 4  27份月季种质的聚类分析图
Fig. 4  Dendrogram of genetic relationship between the
materials obtained with the UPGMA method
共有 衍 征 ( synapomorphy ) ( Wissemann & Ritzꎬ
2005)ꎮ 桂味组的玫瑰、樟味蔷薇与古老月季聚为
一组ꎬ表明他们在野生种向古老月季ꎬ以至现代月季
品种的演化过程中起到了一定作用ꎬ这个结果也与
唐开学等(2008)的观点基本一致ꎮ 金樱子和古老
月季聚在一组同样表明其作为杂交亲本的可行性ꎬ
这一观点也在较早就被证实:大花白木香(R. × for ̄
tuniana)就是由金樱子和木香杂交而来 ( Crépinꎬ
1889ꎻMatsumoto et alꎬ2001)ꎮ 我们在田间试验中应
用其作为父本与‘映日荷花’‘秋霞’‘歌林娇红’等
古老月季和现代月季杂交都有结实ꎬ遗憾的是种子
不能萌发ꎬ这可在以后的工作中结合幼胚拯救做进
一步研究ꎮ 此外ꎬ供试古老月季聚为两组ꎬ与野生种
聚成的一组成并列关系ꎬ说明古老月季品种间的起
源差异较大ꎬ和供试野生种ꎬ尤其是参与现代月季演
化的月季组与合柱组材料之间的亲缘关系也较远ꎬ
可以作为远缘杂交育种的亲本材料ꎮ 古老月季倍性
丰富(蹇洪英等ꎬ2010ꎻ张婷等ꎬ2010)ꎬ可利用不同
倍性材料与栽培品种杂交ꎬ从中获得具有丰富染色
体倍性和遗传多样性的杂交后代ꎮ
9111期            刘承源等: 基于过氧化物同工酶分析月季种质资源的亲缘关系及杂种真实性
对杂种 F1代的真伪鉴定参照前人(郭海林等ꎬ
2006ꎻ谷丽佳等ꎬ2012)的研究方法对酶谱进行分
析:(1)父本与母本比较有特征带ꎬ且后代也具有该
特征带ꎻ(2)父本与母本比较具有特征带ꎬ但后代不
具有该特征带ꎻ(3)父本与母本比较没有特征带ꎮ
第一种情况可鉴定后代为真是杂种ꎬ第二三种情况
不能做出明确判断ꎬ要具体分析ꎮ 本试验的第 1 个
杂交组合中两个亲本(‘墨红’ꎬ‘五月天’)的酶带
特点属于上述的第三种情况ꎬ其杂交后代‘香粉蝶’
和‘粉风铃’是两个获得品种权的材料ꎬ如果是对这
两个材料按上述标准进行初次鉴定ꎬ其杂种真实性
都不能确定ꎮ 其余两个杂交组合的杂交后代根据上
述鉴定标准可推断 C34 ̄1、C34 ̄2、C34 ̄3ꎬC56 ̄1、C56 ̄
2为真实杂种ꎬC56 ̄3应为自交种ꎮ
由于受同工酶分子标记的特点所决定ꎬ同工酶
多有低估种间实际差异的倾向(张俊卫和包满珠ꎬ
1998)ꎮ 本试验表明过氧化物同工酶在分析种质亲
缘关系时由于多态性位点的局限而略显不足ꎬ但在
杂种早期鉴定方面效果较好ꎮ 因此ꎬ为使实验结果
更加精确ꎬ在研究植物材料物种之间的关系时ꎬ通过
同工酶、核型分析及分子标记等实验技术互为补充ꎬ
结合外部形态来进行综合分析ꎬ不失为一种交叉印
证的可行方法ꎮ
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021 广  西  植  物                                  36卷