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山西梨属植物资源的SSR遗传多样性分析



全 文 :北方园艺2015(16):11~17 ·试验研究·
第一作者简介:曲永青(1987-),女,硕士研究生,研究方向为果树栽
培生理与分子生物学。E-mail:nongxueyuan123ko@163.com.
责任作者:马春晖(1966-),男,博士,副教授,研究方向为果树栽培
生理。E-mail:machunhui2000@163.com.
基金项目:山东省自然科学基金资助项目(Y2007D64);国家现代
农业(梨)产业技术体系建设专项资助项目(Nycytx-29-06)。
收稿日期:2015-05-18
DOI:10.11937/bfyy.201516003
山西梨属植物资源的SSR遗传多样性分析
曲 永 青,王   然,马 春 晖,李 鼎 立,宋 健 坤
(青岛农业大学 园艺学院,山东 青岛266109)
  摘 要:以50份野生梨属植物资源为试材,应用SSR分子标记技术对其进行了遗传多样性
分析,以探索山西省梨属植物资源的遗传多样性。结果表明:筛选的40对SSR引物扩增得到236
个等位基因位点,平均每对引物扩增得到5.90个等位点。不同样品间遗传多样性指数为
0.276 2~0.431 9,检测位点杂合度为0.335 0~0.775 0,多态信息含量变化范围在0.236 8~0.431 2,
表明4个遗传多样性参数均表现出较高的遗传多样性。聚类分析结果显示,50份样品相似系数的
变化范围在0.444 9~0.944 9,样品在相似系数0.57处被分为四大类群,类群I为豆梨类,类群I、II、
IV为杜梨类;其中,类群I、II集中了大部分白家山和绛县地区的样品,类群IV的样品全部来自太
谷,表明山西梨属植物资源的聚类结果与样品的地理分布基本吻合;发现大果、绿皮杜梨野生资源。
关键词:梨;野生资源;SSR;遗传多样性
中图分类号:S 661.203.6 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2015)16-0011-07
  梨属(Pyrus)植物属蔷薇科(Rosaceae)苹果亚科
(Maloideae),是我国重要的果树之一,长期以来,对我国
农业经济的发展起到了重要的作用。全世界梨属植物
约有60余种,起源于我国的梨属植物为14种以上[1]。
目前,对梨的遗传多样性的研究已有不少报道,例
如,李树玲等[2]对大鸭梨与不同倍性梨品种杂交后代的
染色体数目进行了鉴定,发现30株三倍体,占1.9%;68
株四倍体,占17.8%;余者为二倍体。曲柏宏等[3]用
POD同工酶技术研究表明梨属植物有共同的特征酶谱
带,秋子梨(P.ussuriensis Maxim)、砂梨(P.pyrifolia
Nakai)、白梨(P.bretschneideri Rehd)、西洋梨(P.
communis L.)4个栽培种间谱带差异较大,种内品种间
谱带差异较小,苹果梨在遗传关系上和白梨系统有很大
的相似性。BAO等[4-5]利用SSR引物对东亚地区的100
个梨的遗传多样性和亲缘关系进行了研究;张东[6]采用
SSR和AFLP标记对中国红皮砂梨资源的遗传多样性
及亲缘关系进行了研究,分别用6对SSR引物对29个
砂梨品种和6对AFLP引物对38个砂梨品种进行鉴定。
曹玉芬等[7]利用SSR技术对白梨、砂梨、秋子梨、西洋
梨、新疆梨以及种间杂交类型共41个栽培品种进行了
梨品种鉴别、遗传多样性以及亲缘关系研究。虽然,目
前对梨的遗传多样性的研究不少,但大都集中在对栽培
品种的研究上,对于野生资源的研究相对较少,缺乏对
野生梨属植物资源遗传多样性的了解,因此,很难对野
生梨资源做进一步的开发和利用。野生梨资源具有更
好的抗性特征,可作为栽培品种的优良砧木,具有非常
广阔的应用前景。但是,随着环境的破坏以及商业用地
的大量开发,其数量正在逐年减少,因此,研究其遗传多样
性,为资源的保护和开发利用奠定基础显得尤为重要[8]。
研究遗传多样性的方法随着生物学研究层次的提
高而不断发展。目前已经从传统的形态标记、染色体
标记以及生化标记发展到分子标记。近年来,以PCR
(Polymerase Chain Reaction)为基础的各种分子标记技
术被广泛使用[9-11],随着该技术的日渐成熟,在梨属植物
上运用此技术的研究也越来越多[12-15]。在多种分子标
记技术中,SSR(Simple Seaquence Repeat)分子标记具有
多态性好、辨别率高、信息量大、共显性标记、所需DNA
量少等优点,因此,已被许多研究学者采用。综上所述,
SSR分子标记技术已经成为一种可靠且被广泛使用的
分子标记技术。
通过长期的调查研究发现,山西省气候条件和地貌
特征独特,使其成为梨野生资源的广泛分布区。为了能
更系统的了解山西省局部地区野生梨属植物资源的分
布及遗传特点,该研究利用SSR分子标记技术对采自山
西省的50份梨野生资源的遗传多样性进行了分析,期望
能为我国梨属植物的育种和新砧木开发提供理论指导。
11
·试验研究· 北方园艺2015(16):11~17
1 材料与方法
1.1 试验材料
  2013年4—5月对山西省局部地区5个梨野生资源
居群进行了实地考察,并采集刚展开的叶片装入封口带
用硅胶干燥保存带回实验室,液氮处理后-80℃保存
备用。
  表1 供试样品
  Table 1 The selected samples
序号
No.
名称
Name
采集地
Region
经度
Longitude(E)
纬度
Latitude(N)
海拔
Elevation/m
所属种
Specie
1 TG-1 山西·太谷县Taigu,Shanxi  37°25′15.4″ 112°33′04.31″ 794 杜梨
2 TG-2 山西·太谷县Taigu,Shanxi  37°26′13.32″ 112°33′06.45″ 793 杜梨
3 TG-3 山西·太谷县Taigu,Shanxi  37°25′35.23″ 112°32′05.32″ 797 杜梨
4 TG-4 山西·太谷县Taigu,Shanxi  37°35′22.44″ 112°33′05.47″ 795 杜梨
5 TG-5 山西·太谷县Taigu,Shanxi  37°25′18.07″ 112°33′06.38″ 792 杜梨
6 TG-6 山西·太谷县Taigu,Shanxi  37°27′38.06″ 112°35′04.31″ 795 杜梨
7 TG-7 山西·太谷县Taigu,Shanxi  37°25′47.48″ 112°29′07.53″ 794 杜梨
8 TG-8 山西·太谷县Taigu,Shanxi  37°25′17.45″ 112°35′04.58″ 790 杜梨
9 TG-9 山西·太谷县Taigu,Shanxi  37°29′18.36″ 112°33′36.21″ 783 杜梨
10 TG-10 山西·太谷县Taigu,Shanxi  37°37′17.43″ 112°32′45.17″ 794 杜梨
11 TG-11 山西·太谷县Taigu,Shanxi  37°25′28.46″ 112°37′36.26″ 775 杜梨
12 TG-12 山西·太谷县Taigu,Shanxi  37°25′33.27″ 112°35′16.43″ 793 杜梨
13 TG-13 山西·太谷县Taigu,Shanxi  37°25′32.5″ 112°36′32.53″ 795 杜梨
14 TG-14 山西·太谷县Taigu,Shanxi  37°28′22.47″ 112°33′55.34″ 784 杜梨
15 TG-15 山西·太谷县Taigu,Shanxi  37°26′31.54″ 112°32′48.42″ 793 杜梨
16 TG-16 山西·太谷县Taigu,Shanxi  37°31′17.48″ 112°33′32.18″ 775 杜梨
17 TG-17 山西·太谷县Taigu,Shanxi  37°25′22.5″ 112°28′25.38″ 796 杜梨
18 SZG-1 山西·交口县Jiaokou,Shanxi  36°58′56.47″ 111°10′53.61″ 1 339 杜梨
19 SZG-2 山西·交口县Jiaokou,Shanxi  36°47′28.39″ 111°18′53.27″ 1 338 杜梨
20 SZG-3 山西·交口县Jiaokou,Shanxi  36°59′79.19″ 111°14′49.38″ 1 339 杜梨
21 ZTS-1 山西·中条山Zhongtiao Mountain,Shanxi  34°45′56.99″ 110°47′57.83″ 1 021 杜梨
22 ZTS-2 山西·中条山Zhongtiao Mountain,Shanxi  35°16′24.35″ 111°30′37.85″ 1 186 杜梨
23 BJS-1 山西·白家山Baijia Mountain,Shanxi  37°28′54.06″ 111°25′42.18″ 1 632 杜梨
24 BJS-2 山西·白家山Baijia Mountain,Shanxi  37°28′54.06″ 111°25′33.58″ 1 537 杜梨
25 BJS-3 山西·白家山Baijia Mountain,Shanxi  37°28′54.06″ 111°27′42.23″ 1 635 杜梨
26 BJS-4 山西·白家山Baijia Mountain,Shanxi  37°28′54.06″ 111°25′38.11″ 1 707 杜梨
27 BJS-5 山西·白家山Baijia Mountain,Shanxi  37°37′34.27″ 111°54′36.43″ 1 363 杜梨
28 BJS-6 山西·白家山Baijia Mountain,Shanxi  37°45′65.32″ 111°26′32.65″ 1 345 杜梨
29 BJS-7 山西·白家山Baijia Mountain,Shanxi  37°17′46.56″ 111°30′52.67″ 1 366 杜梨
30 BJS-8 山西·白家山Baijia Mountain,Shanxi  37°36′38.09″ 111°44′25.69″ 1 356 杜梨
31 BJS-9 山西·白家山Baijia Mountain,Shanxi  37°30′26.10″ 111°31′31.24″ 1 453 杜梨
32 BJS-10 山西·白家山Baijia Mountain,Shanxi  37°45′52.21″ 111°25′34.22″ 1 489 杜梨
33 JX-1 山西·绛县Jiang,Shanxi  35°29′22.12″ 111°34′00.05″ 733 杜梨
34 JX-2 山西·绛县Jiang,Shanxi  35°43′28.57″ 111°45′07.75″ 698 杜梨
35 JX-3 山西·绛县Jiang,Shanxi  35°33′45.22″ 111°45′15.80″ 745 豆梨
36 JX-4 山西·绛县Jiang,Shanxi  35°40′25.47″ 111°35′12.43″ 707 杜梨
37 JX-5 山西·绛县Jiang,Shanxi  35°47′47.38″ 111°56′27.66″ 732 杜梨
38 JX-6 山西·绛县Jiang,Shanxi  35°22′35.78″ 111°57′08.22″ 678 杜梨
39 JX-7 山西·绛县Jiang,Shanxi  35°57′56.27″ 111°56′17.35″ 695 杜梨
40 JX-8 山西·绛县Jiang,Shanxi  35°37′33.52″ 111°30′07.66″ 731 杜梨
41 JX-9 山西·绛县Jiang,Shanxi  35°29′28.42″ 111°29′18.37″ 732 杜梨
42 JX-10 山西·绛县Jiang,Shanxi  35°25′47.28″ 111°57′37.68″ 689 豆梨
43 JX-11 山西·绛县Jiang,Shanxi  35°45′67.57″ 111°26′22.31″ 706 杜梨
44 JX-12 山西·绛县Jiang,Shanxi  35°42′67.88″ 111°19′00.10″ 749 杜梨
45 JX-13 山西·绛县Jiang,Shanxi  35°49′52.72″ 111°20′32.75″ 734 豆梨
46 JKX-1 山西·交口县Jiaokou,Shanxi  36°52′31.42″ 111°48′53.21″ 1 782 杜梨
47 JKX-2 山西·交口县Jiaokou,Shanxi  36°48′32.92″ 111°32′50.31″ 1 772 杜梨
48 JKX-3 山西·交口县Jiaokou,Shanxi  36°35′47.55″ 111°17′47.38″ 1 775 杜梨
49 JKX-4 山西·交口县Jiaokou,Shanxi  36°50′33.83″ 111°15′21.64″ 1 769 杜梨
50 JKX-5 山西·交口县Jiaokou,Shanxi  36°48′52.51″ 111°26′38.42″ 1 745 杜梨
21
北方园艺2015(16):11~17 ·试验研究·
1.2 试验方法
1.2.1 DNA的提取 DNA采用TIANGEN生化科技
有限公司的TP-305型离心柱式植物DNA提取试剂盒
提取。获得的DNA模板调节质量浓度至20ng/μL
备用。
1.2.2 SSR引物序列的获得及筛选 SSR引物参考
YAMAMOTO等[16]、HAN等[17]、许靖诗等[18]报道的序
列,由上海英潍捷基生物技术有限公司合成。该试验从
78对引物中筛选了40对电泳谱带清晰、多态性好的引
物对试验材料进行扩增(表2)。
  表2 引物序列
  Table 2 Primer sequences
引物名称
Name of primers
正向引物
Forward primer
反向引物
Reverse primer
退火温度
Annealing temperature/℃
TsuENH155 CGACTCTCCCTCACTTTTGC  GTTTCTTGGAGAAATGGATCTCAAGCG  48
NH029a GAAGAAAACCAGAGCAGGGCA  CCTCCCGTCTCCCACCATATTAG  50
BGA35 AGAGGGAGAAAGGCGATT  GTTTCTTGCTTCATCACCGTCTGCT  53
Nb104a TCGGAGAGGAAGAGTTGGAGGA  AGGTCCGTGCCCAGTTTCTTTC  55
CH02e02 CTCATCAGTCTCACTGACTGTGTG  GTTTCTTAGGGTCAGGGTCAGTCAGG  55
CH02b10 CAAGGAAATCATCAAAGATTCAAG  CAAGTGGCTTCGGATAGTTG  50
NB105a AAACAACCGACTGAGCAACATC  AAAATCTTAGCCCAAAATCTCC  50
NH009b CCGAGCACTACCATTGA  GTTTCTTCGTCTGTTTACCGCTTCT  50
NB141b GTTTCTTCAGAGAAAGACAGAGGTAGAGAGAA  GGATTGATCGCCTTATGGTTGT  53
CH02d10b GTAACCTTTGTTGCGCGTG  GTTTCTTGCCTTGAGTTTCTCAGCATTG  53
CH03g06 ATCCCACAGCTTCTGTTTTTG  TCACAGAGAATCACAAGGTGGA  50
NH039a TGGTTGCCGAGAAAGTGTAG  CAAGCAAGTACAACATGAGTGG  53
CH02D11 AGCGTCCAGAGCAACAGC  AACAAAAGCAGATCCGTTGC  52
NH004a AGGATGGGACGAGTTTAGAG  CCACATCTCTCAACCTACCA  53
NH011b TGGTTCACATAGAGAGAGAGAGAGA  TTTGCCGTTGGACCGAGC  54
NHO13a GGTTTGAAGAGGAATGAGGAG  CATTGACTTTAGGGCACATTTC  50
NH015a TTGTGCCCTTTTTCCTACC  CTTTGATGTTACCCCTTGCTG  50
KA4b AAAGGTCTCTCTCACTGTCT  CCTCAGCCCAACTCAAAGCC  51
CH02c02a CTTCAAGTTCAGCATCAAGACAA  TAGGGCACACTTGCTGGTC  52
CH02h11a CGTGGCATGCCTATCATTTG  CTGTTTGAACCGCTTCCTTC  52
CH03c02 TCACTATTTACGGGATCAAGCA  GTGCAGAGTCTTTGACAAGGC  51
CH03d12 GCCCAGAAGCAATAAGTAAACC  ATTGCTCCATGCATAAAGGG  50
CH04h02 GGAAGCTGCATGATGAGACC  CTCAAGGATTTCATGCCCAC  52
CH05d03 TACCTGAAAGAGGAAGCCCT  TCATTCCTTCTCACATCCACT  51
CH01h01 GAAAGACTTGCAGTGGGAGC  GGAGTGGGTTTGAGAAGGTT  53
CH02d08 GCAGACACTCACTCACTATCTCTC  TCCAAAATGGCGTACCTCTC  53
CH03d02 AAACTTTCACTTTCACCCACG  ACTACATTTTTAGATTTGTGCGTC  50
CH04e05 AGGCTAACAGAAATGTGGTTTG  ATGGCTCCTATTGCCATCAT  50
CH05e06 ACACGCACAGAGACAGAGACAT  GTTGAATAGCATCCCAAATGGT  51
NB113a ATGAAATATGTCGTGTTGCCCTTAG  CCCTTCCTCAGCATGTTTCCTAGAC  52
BGT23b CACATTCAAAGATTAAGAT  ACTCAGCCTTTTTTTCCCAC  52
KA16 GCCAGCGAACTCAAATCT  AACGAGAACGACGAGCG  51
KU10 AGTATGTGACCACCCCGATGTT  AGAGTCGGTTGGGAAATGATTG  54
KA14 TCATTGTAGCATTTTTATTTTT  ATGGCAAGGGAGATTATTAG  53
CH01f02 ACCACATTAGAGCAGTTGAGG  CTGGTTTGTTTTCCTCCAGC  48
CH01f07a CCCTACACAGTTTCTCAACCC  CGTTTTTGGAGCGTAGGAAC  48
CH01g05 CATCAGTCTCTTGCACTGGAAA  GACAGAGTAAGCTAGGGCTAGGG  50
CH03g12 CAAGGATGCGCATGTATTTG  GCGCTGAAAAAGGTCAGTTT  50
CH04d02 CGTACGCTGCTTCTTTTGCT  CTATCCACCACCCGTCAACT  49
1.2.3 PCR扩增 PCR反应体系:采用20μL PCR反
应体系,其中10μL DreamTaq Green PCR Master Mix
(2×),2μL DNA模板(20ng/μL),正反向引物各1μL,
6μL ddH2O。PCR扩增程序:94℃预变性5min,94℃变
性45s,48~55℃退火45s,72℃延伸1min,35个循环,
72℃延伸10min。PCR扩增结束后加入5μL溴酚蓝指
示剂95℃变性5min。
1.2.4 聚丙烯酰胺凝胶电泳 PCR产物采用6%的聚
丙烯酰胺凝胶,电泳条件为:恒电压180V,电流100mA,
预电泳30min,加入4μL PCR产物,电泳1.5h,1×TBE
作为电极缓冲液。
1.2.5 凝胶银染显色 固定银染:电泳结束后将凝胶放
入染色液(10%乙醇,1%乙酸,0.2%AgNO3)中轻摇
10min;显色:将银染后凝胶用双蒸水快速冲洗2遍后,
放入显色液(1.5%NaOH,0.5%甲醛)轻摇至条带显色
后,用双蒸水漂洗,置于背景灯上拍照记录。
1.3 数据分析
记录每个SSR位点上清晰且重复性好的条带,以1
和0分别代表等位基因的有无,采用Power Marker
V3.25OPGENE软件[19-20]对扩增条带信息进行分析,得
出主要等位基因频率、基因遗传多样性、期望杂合度和
多态信息含量等参数的数值;利用NTSYS-pc 2.10e[21]
31
·试验研究· 北方园艺2015(16):11~17
软件计算SM相似系数,并采用UPGMA法对遗传距离
进行聚类分析,得出聚类图谱。
2 结果与分析
2.1 野生梨资源的SSR扩增结果
  筛选的40对SSR引物均能扩增出清晰可辨的条带
(图1)。40对引物共检测出236个等位基因位点,平均
每对引物5.90个等位位点,其中多态性条带220个,多
态比率93.22%(表3)。结果表明,SSR分子标记能够揭
示野生梨资源较高的多态性,并能较好的反映野生梨资
源间的遗传多样性关系。
注:M,Marker;1~28,样本序号。
Note:M,Marker;1-28,sample code number.
图1 引物NH004a的SSR扩增结果
Fig.1 Amplification pattern of the primer pair NH004a
  表3  40对引物对50份野生梨资源的扩增信息
  Table 3 The amplification information of 40SSR primes in 50wild pear resources
引物
Marker
扩增带数
No.of bands
多态性条带数
No.of polymorphic bands
多态率
Percentage of polymorphic bands/%
基因遗传多样性
Gene diversity
期望杂合度
Heterozygosity
多态信息含量
PIC
TsuENH155  6  6  100.00  0.314 5  0.433 3  0.261 1
NH029a 10  7  70.00  0.417 4  0.626 0  0.338 7
BGA35  10  10  100.00  0.405 8  0.612 0  0.330 6
Nb104a 6  6  100.00  0.399 0  0.633 3  0.309 8
CH02e02  6  6  100.00  0.413 2  0.603 3  0.336 8
CH02b10  8  8  100.00  0.358 5  0.527 5  0.297 3
NB105a 8  6  80.00  0.399 3  0.617 5  0.314 1
NH009b 8  8  100.00  0.2900  0.432 5  0.431 2
NB141b 6  6  100.00  0.300 3  0.410 0  0.243 8
CH02d10b 6  6  100.00  0.381 3  0.613 3  0.309 6
CH03g06  8  7  87.50  0.431 9  0.775 0  0.342 0
NH039a 6  5  83.33  0.370 0  0.556 7  0.294 2
CH02D11  4  4  100.00  0.363 9  0.535 0  0.299 9
NH004a 5  5  100.00  0.373 0  0.544 0  0.308 1
NH011b 6  6  100.00  0.361 9  0.493 3  0.304 1
NHO13a 4  4  100.00  0.276 2  0.335 0  0.236 8
NH015a 6  6  100.00  0.353 7  0.554 4  0.291 1
KA4b 5  4  80.00  0.390 7  0.572 0  0.311 0
CH02c02a 6  4  66.67  0.402 4  0.603 3  0.318 6
CH02h11a 5  5  100.00  0.390 7  0.540 0  0.313 6
CH03c02  7  7  100.00  0.362 6  0.497 1  0.294 7
CH03d12  7  5  71.43  0.346 0  0.465 0  0.293 5
CH04h02  5  5  100.00  0.322 8  0.456 0  0.263 1
CH05d03  5  5  100.00  0.323 1  0.444 0  0.264 3
CH01h01  5  5  100.00  0.332 1  0.440 0  0.273 9
CH02d08  6  5  83.33  0.334 6  0.443 3  0.275 9
CH03d02  6  6  100.00  0.328 7  0.440 0  0.270 1
CH04e05  6  6  100.00  0.338 7  0.453 3  0.278 3
CH05e06  6  6  100.00  0.383 2  0.534 7  0.307 6
BGT23b 4  3  75.00  0.376 3  0.520 0  0.303 5
BGT23b 5  5  100.00  0.365 0  0.504 0  0.305 2
KA16  5  5  100.00  0.361 5  0.476 0  0.295 8
KU10  6  6  100.00  0.350 6  0.475 7  0.286 2
KA14  5  4  80.00  0.363 2  0.488 0  0.295 7
CH01f02  6  5  83.33  0.398 3  0.553 3  0.318 5
CH01f07a 5  5  100.00  0.368 4  0.504 0  0.298 1
CH01g05  5  5  100.00  0.388 6  0.536 0  0.312 2
CH03g12  4  4  100.00  0.329 3  0.420 0  0.274 3
CH04d02  5  5  100.00  0.361 3  0.475 0  0.305 7
CH05c07  4  4  100.00  0.342 3  0.440 0  0.293 4
Average  5.90  5.50  93.22  0.361 8  0.514 6  0.300 1
41
北方园艺2015(16):11~17 ·试验研究·
  不同样品间遗传多样性指数在0.276 2~0.431 9,
平均值为0.361 8,揭示了一个较高的遗传多样性水平;
检测位点杂合度最高值为0.775 0,最低值为0.335 0,平
均杂合度为0.514 6;多态信息含量变化范围在0.236 8~
0.431 2,平均值为0.300 1。
不同地区之间的梨野生资源的遗传多样性差异明
显,其中基因遗传多样性参数(Gene Diversity)从大到小
排序为白家山>交口县>绛县>中条山>太谷县,表现
出了相对较高的遗传多样性;多态信息含量(PIC)基本
分布在0.300 0左右,遗传多态性适中。期望杂合度均
超过0.500 0,说明5个地区的样品的群体多样性均具有
统计学意义。
表4 不同地区野生梨
资源遗传多样性参数
  Table 4 The genetic diversity parameters of
the wild pear resources in diferent areas
采集地
Region
样品数量
Samples
基因遗传多样性
Diversity
期望杂合度
Heterozygosity
多态信息含量
PIC
太谷县 17  0.379 9  0.510 2  0.307 7
中条山 2  0.382 5  0.589 3  0.305 2
白家山 10  0.391 8  0.535 3  0.315 0
绛县 13  0.388 9  0.529 5  0.313 2
交口县 8  0.391 7  0.534 6  0.315 1
2.2 聚类分析
聚类图谱显示,50份材料均能被分开,相似系数在
0.444 9~0.944 9,说明在分子水平上各个样品之间的遗
传多样性比较丰富。其中TG-6与TG-15相似系数最大
为0.944 9,说明2个样品之间亲缘关系最近;而JX-10
与JX-11之间的相似系数最小为0.444 9,说明二者的亲
缘关系较远。50份供试材料在相似系数为0.57左右被
分为四大类群。
其中,类群Ⅰ属于豆梨,类群Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ属于杜梨。JX-3、
JX-10、JX-13三个供试样品同属于类群Ⅰ,显示了较近的
亲缘关系。类群Ⅱ包含18份供试样品,可分为2个亚群,
其中4份白家山、1份中条山和1份绛县的样品同属于
第1个亚群,另外6份绛县、5份交口县的样品同属于第
二亚群;类群Ⅲ包含12份供试样品,其中3份舍子沟样
品关系密切,其它样品的谱系关系较为复杂,但大部分
来自白家山和绛县地区。类群Ⅳ的谱系关系较单一,样
品全部来自太谷县,其中TG-6与TG-15的关系最为密
切,相似系数达到了0.944 9。
整个聚类图中,类群Ⅳ中各个样品间的相似系数变
化范围在0.627 1~0.944 9,比其它类群样品间的相似
系数大,说明太谷县样品间的亲缘关系比较近。类群Ⅱ
和类群Ⅲ集中了大部分白家山和绛县地区的样品,彼此
间的亲缘关系较为密切。综上所述,聚类类群分布与样
品来源地基本吻合。
图2 基于SSR数据绘制的梨野生资源的聚类图
Fig.2 Dendrogram of wild pear resources
based on SSR markers
3 讨论
山西省属于我国北方地区,是梨属植物资源较为丰
富的地区之一,长期以来受到研究者的关注,但是由于
受地理条件的限制,以及人为砍伐的影响,资源的分布
范围和数量在急剧的减少,因此,及时地开展山西梨属
植物资源的调查和研究是一项十分重要的工作。为了
解山西梨属植物的分布,对山西梨属植物资源进行了实
地考察,并采集接穗进行了资源保存,采集叶片,资源分
布主要集中在吕梁山脉、中条山脉以及晋中等地区,其
中以吕梁山资源最为丰富。主要分布在海拔600m以
上的山区,植被为落叶灌木林地,一般分布在半山腰及
河谷边沿地带零散分布。类型主要有杜梨、豆梨等类
型,其中以杜梨分布最广。山西梨属植物资源遗传多样
性丰富,利用SSR分子标记技术对山西梨属植物进行了
比较分析,从结果来看,40对SSR引物的扩增结果中各
51
·试验研究· 北方园艺2015(16):11~17
个参数均具有统计学意义,能够很好地对不同的种类进
行区分。这与前人对其它地区梨属植物的分析结果基
本相一致[22]。50份资源的聚类分析指出,基本可以将
供试样品按照地理来源加以区分,可以反映物种间亲缘
关系和地域遗传差异,对研究植物起源和分布具有一定
的意义。但也有少数的样品与实际不相符合,如绛县地
区的梨属植物被分到不同的类群,以上说明绛县地区的
梨野生资源亲缘关系较为复杂,具体原因有待进一步的
研究。
在资源调查中发现大果、绿皮类型资源,果实比普
通杜梨大2~4倍,果皮为绿色,但新梢枝条的绒毛及叶
片形状与杜梨相似,其编号为‘TG-6’和‘TG-15’。该类
型在其他省份较为少见,属稀有资源。利用SSR引物可
以将该类型与其它梨属植物资源区分开,从聚类图谱上
显示,TG-6和TG-15聚为一类。以上说明,该大果类型
与普通杜梨存在差异,可能属于杜梨的变异类型,有待
进一步确认。另外,在对山西梨资源调查中发现,杜梨
资源在果实大小、果皮色泽、萼片的宿存、叶片大小、花
瓣颜色等方面变异类型多样,但在该分类中难以区分,
这些给今后在资源分类研究提出了新的问题,需要针对
植物的某一性状选择特殊引物来进行检测分析,这样有
利于深入了解不同梨属植物资源的遗传特性,使分子标
记技术能够准确、全面的反映出植物的遗传特性。
野生植物的遗传多样性不仅是现代农业可持续发
展的物质基础,也是维护生态安全的重要屏障。因此,
保护野生植物资源遗传多样性对人类生存和发展具有
重要意义[23]。梨属植物在长期的自然演化过程中形成
了对不同环境条件的适应,具有良好的抗御不良环境的
能力,是未来植物抗性育种的优良基因库,特别对梨树
砧木抗性育种具有重要的开发利用价值。该次山西梨
属植物实地调查和遗传多样性分析,基本摸清了山西局
部地区梨属植物资源类型,同时发现了一些可能的新的
变异类型,为今后的遗传资源的保护和开发利用提供了
参考依据。
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Genetic Diversity Analysis of Pear Genus in Shanxi Province by SSR Marker
QU Yongqing,WANG Ran,MA Chunhui,LI Dingli,SONG Jiankun
(Colege of Horticulture,Qingdao Agricultural University,Qingdao,Shandong 266109)
61
北方园艺2015(16):17~21 ·试验研究·
第一作者简介:张丹(1989-),女,河北衡水人,硕士研究生,研究方
向为果树栽培生理与生态。E-mail:zhangdan9884@yeah.net.
责任作者:孙建设(1957-),男,河北保定人,博士,教授,研究方向
为果树栽培生理及种质创新。E-mail:jiansheapple@163.com.
基金项目:国家苹果产业技术体系资助项目(CARS-28)。
收稿日期:2015-05-25
DOI:10.11937/bfyy.201516004
SH40中间砧苹果苗木休眠期假植
失水原因分析及防护措施
张   丹,张   鹤,邵 建 柱,孙 建 设
(河北农业大学 园艺学院,河北 保定071000)
  摘 要:SH40是目前我国华北地区主要应用的苹果矮化砧木。生产中冬季假植的SH40中
间砧苹果苗木春季土壤解冻后往往出现中间砧段率先失水褶皱、随后整株失水现象,对生产极为
不利。该研究以一年生冬季休眠期红富士/SH40/八棱海棠为试材,探究SH40中间砧苹果苗木
休眠期假植中间砧段率先失水原因。结果表明:SH40中间砧苗木休眠期假植中间砧段率先失水
与中间砧自身的品种特性关系不大;根系蒸腾是导致中间砧段率先失水褶皱的主要原因,当根系
缺水,蒸腾量较大时,导管内部形成水势差,迫使中间砧水分逆向运移至根部。根系越庞大,中间
砧段失水速率越快,失水褶皱情况越严重。失水率达20%是中间砧及接穗能够复水成活的阈值,
超出阈值苗木即不能成活。
关键词:SH40中间砧;苹果苗木;休眠假植;失水
中图分类号:S 661.105+.9 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2015)16-0017-05
  矮化密植栽培是当今世界果树栽培发展趋势[1],而
矮化砧木的利用仍是目前实现矮化密植栽培的重要手
段[2]。SH系苹果矮化砧木因其易成花,早果,果实品质
优良,抗寒,抗干旱,抗抽条及适应范围广等优势在山
西、河北、甘肃、陕西地区广泛使用[3-6]。其中,SH40是
    
目前我国华北地区主要应用的苹果矮化砧木[7]。
研究表明SH系中间砧抗寒性及抗旱性优于 M7、
M9[8]、M26、GG80、JM7[9]中间砧,越冬能力强。但生产
中发现冬季休眠期假植的SH40中间砧苹果苗木春季土
壤解冻后往往出现中间砧段率先开始失水褶皱,随后整
株失水现象,轻则树势减弱,重则树体死亡,这给生产带
来极为不利的影响。然而,与之相关的研究却鲜见报
道,导致生产中缺乏理论指导,防护措施显得极为盲目。
因此,该研究以冬季休眠期SH40中间砧苹果苗木
为试验材料,探究SH40中间砧苗木休眠期假植失水原
因,旨在为生产中有效的防护措施提供参考依据


Abstract:To explore the genetic diversity of wild pear genus in Shanxi Province,the genetic diversity of 50wild simples of
Pyrus were analyzed using SSR molecular marker technique in this study,the genetic diversity of 50wild pear genus were
analyzed by SSR molecular marker technique.The results showed that,236aleles were amplified by 40pairs of SSR
primers and 5.90aleles were amplified by per primers.The genetic diversity analysis showed that the genetic diversity
indexes varied from 0.276 2to 0.431 9,the expected heterozygosity were 0.335 0to 0.775 0,and the polymorphism
information content ranged from 0.236 8to 0.431 2.The diversity of the 50wild pear resources were showed high by the
four parameters.The clustering analysis results showed that the similarity coeficient of the 50cultivars ranged from
0.444 9to 0.839 0,al the cultivars were divided into four groups at the similarity coeficient of 0.57,the cultivars of
group I belonged to Pyrus caleryana,the cultivars of group II,III and IV belonged to Pyrus betulaefolia.The most
cultivars of Baijia mountain and Jiang county belonged to the group II and group III,however,al the cultivars of Taigu
county belonged to group IV,which accorded with the geographic distribution;we also found new Pyrus betulaefolia
with big fruit and green skin.
Keywords:pear;wild resource;SSR;genetic diversity
71