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八角属部分种质资源的AFLP分析



全 文 :Vol. 32 No. 4
Apr. 2012
第 32卷 第 4期
2012年 4月
中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
Journal of Central South University of Forestry & Technology
收稿日期:2011-12-28
基金项目:广西科学基金项目“八角种质资源的分子鉴别及遗传特性分析”( 桂科基 0639008)
作者简介:潘晓芳(1963—),男,壮族,广西武鸣人,副教授,硕士研究生导师,主要从事经济林栽培与良种选育教学与研究
八角属 Illicium Linn. 早期被归入广义的木兰
科 Magnoliaceae 中,为木兰科八角族 Trib. Illicieae
DC.的一个属,我国也曾采用此分类系统 [1-2]。目前,
八角属已从木兰科分出独立设为一个科,为双子
叶 植 物 纲 Dicotyledoneae 木 兰 亚 纲 Magnoliidae
八角目 Illiciales 八角科 Illiciaceae 八角属 Illicium
Linn.[3-5],已被国内外所采用 [6-12]。八角科为单属科,
仅八角属,该属植物在生长习性、叶、花、果实
及花粉粒等方面存在着一定的差异性和变化,以
八角属部分种质资源的AFLP 分析
潘晓芳 1,孙雪阳 1,张振林 2,马锦林 3,郭 飞 2,黄寿先 1,周传明 1
( 1. 广西大学 林学院,广西 南宁 530004;2. 广西国营派阳山林场,广西 宁明 532500;
3. 广西林业科学研究院,广西 南宁 530001)
摘 要: 利用荧光 AFLP 分子标记技术对八角属部分种类和八角品种 ( 类型 ) 的遗传多样性和亲缘关系进行研究。
6 对引物组合 (PstI/MseI) 共得到 989 条带,其中多态性带 988 条 (99.90%),45 个种类或品种 ( 类型 ) 具特征性条
带。56 个种质资源的遗传相似性系数在 0.17 ~ 0.71 之间,平均相似性系数为 0.47。UPGMA 聚类结果可将供试
样品分为两大类型,来源于广西的八角茴香 47 个品种(类型)具有较近的亲缘关系,聚于Ⅰ类,大部分品种(类
型)聚于 C 组(44 个品种);披针叶八角等 7 个种类与八角茴香明显被区分,聚于Ⅱ类。AFLP 分子标记可区
分所有供试样品,是八角属种质资源鉴别的有效手段和方法。
关键词:八角属;八角茴香;亲缘关系;分子鉴定;AFLP
中图分类号:S794 文献标志码:A 文章编号:1673-923X(2012)04-0140-08
Study on some Illicium Linn. germplasm resources by AFLP markers
PAN Xiao-fang1, SUN Xue-yang1, ZHANG Zhen-lin2, MA Jin-lin3, GUO Fei2, HUANG Shou-xian1, ZHOU Chuan-ming1
(1. Forestry College, Guangxi University, Nanning 530004, Guangxi, China; 2. Paiyangshan Forest Farm,
Ningming 532500, Guangxi, China; 3. Forestry Science Academy Guangxi, Nanning 530001, Guangxi China)
Abstract: The genetic diversity and relationships of Illicium Linn. samples (some species of Illicium Linn. and some cultivars/types) were
analyzed by using fluorescent-labeled AFLP markers. AFLP fingerprinting of 56 samples with 6 primer combinations (Pst Ⅰ /Mse Ⅰ )
revealed 989 unambiguous bands totally, of which 988 ones were polymorphic and the poly- morphism frequency was 99.90 %. Among
56 samples, 45 ones had unique bands. The genetic similarity coefficients (Nei and Li’s) of 56 Illiciaceae germplasm resources ranged
from 0.17 to 0.71, and the average coefficients was 0.47. With UPGMA clustering method, 7 species such as Illicium lanceolatum, and
Illicium verum were classified into 2 groups. And most samples (44 cultivars/types) were grouped in C clusters, which indicated that
Guangxi Illicium verum cultivars had closer relationship. The method of AFLP markers can be used to identify all samples, and can be
applied to identify Illiciaceae germplasm resources.
Key words: Illicium Linn.; Illicium verum; genetic relationship; molecular identification; AFLP
花蕾和花被片性状的差异最为明显和稳定,其次
是中脉在叶面凹凸和心皮数,花蕾、花被片、叶片、
心皮常被作为分类的依据 [2,10,13]。但八角属植物
具有的分类学性状及其差异性与被子植物木本多
心皮类的其它类群相比要少得多,在分类时不易
掌握,有些种类相似度较高,有明显相似性或亲缘
关系,难以区分,且同一树种随着地理分布的不同,
分布居群常出现简化或进化的现象 [14],造成了八
角属植物分类有许多混乱之处,常出现同种不同
DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2012.04.017
141第 32 卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
行研究,为八角属种类鉴别分类和八角遗传改良
及早期鉴定、种质资源收集提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验样品包括八角茴香组 8 份种质资源,
分别为八角 (I. verum Hook. f. )[2,14]、红花八角 (
I. dunnianum Tutch.)[2,14]、宽叶八角 (I. dunnianum
Tutch. var. latifolium Q. Lin)[14]、 小 花 八 角 (I.
micranthum Dunn subsp. Micranthum )[2,14]、增城八
角 [I. micranthum Dunn subsp. tsangii (A. C. Smith)
Q. Lin][14]( 粤中八角 I. tsangii A. C. Smith[2])、披针
叶八角 (I. lanceolatum A. C. Smith )[14]、地枫皮 (I.
difengpi K. I. B. & K. I. M. ex B. N. Chang )[2,14]、莽
草 ( 植物园登记为莽草,但未定名 ) 等。其中,红
花八角 (园登记号:970013)、宽叶八角 (园登记号:
560037)、披针叶八角 ( 园登记号:041484)、小花
八角 ( 园登记号:060178)、增城八角 ( 园登记号:
010193)、莽草 ( 园登记号:033044) 采自华南植物
园,地枫皮采自广西武鸣县。47 个八角品种 ( 类
型 ) 分别采自于广西国有派阳山林场、国有六万林
场、国有高峰林场等,采样时,选择在树形、叶片、
果实、花色、嫩叶颜色等表型有明显区别的品种 (
类型 ) 作为样株进行采样。
所有样品均采摘新鲜嫩叶 10 片,用冰盒带回
实验室,置于 -80 ℃冰箱保存备用。供试样品名
称及来源见表 1。
1.2 试验方法
1.2.1 DNA提取
DNA 的提取采用改良 CTAB 法,核酸浓度仪
对 DNA 进行纯度和浓度检测。DNA 提取质量用
0.8 % 琼脂糖凝胶电泳进行检测。将符合实验要求
的 DNA 样品稀释到约 100 μg/mL 用于 AFLP 分析。
1.2.2 模板 DNA制备
限制性酶切及连接采用一步进行。酶切体系
(20 μL):DNA 模板 4 μL、Adapter 1 μL、Pst I/Mse
2 μL、10×Reaction buffer 2.5 μL、10 mmol ATP
2.5 μL、T4 Ligase 1 μL 以及 AFLP-Water7 μL。Pst
I/Mse I 2 种限制性内切酶进行双酶切,酶切条件:
37 ℃保温 5 h,8 ℃保温 4 h,4 ℃连接过夜。取酶
名或同名不同种的情况,有一些种被订正 [15-18]。
直到 2001 年,林祁先生根据对 18 个国家和地区
121 个标本馆收藏的万余份八角属植物标本进行研
究,以花蕾和花被片形态特征作为分组的主要依
据把八角属植物分为八角组 Sect. Illicium 和八角茴
香组 Sect. Cymbostemon,认为八角属有 34 种 3 亚
种1变种。其中八角组有9种1亚种,其花蕾卵球形,
花被片长圆形、椭圆形、披针形至狭舌状,扁平;
八角茴香组有 25 种 2 亚种 1 变种,其花蕾球形,
花被片宽卵形至圆形,下凹,但同时指出一些种
在形态上很难区分 [13-14]。目前,在八角属分类上,
一些学者采用孢粉学、形态解剖学等方法和手段
深入地研究,林祁利用光学显微镜和扫描电镜对
八角属 14 种 1 变种植物的花粉作了研究,认为花
粉可以作为八角属分组的依据,并明显区分别于
木兰科 [19]。黄建梅等对八角属 16 种植物果实的
形态进行了鉴别,认为果实可作为八角属鉴别依
据 [20]。林祁等利用光学显微镜和扫描电镜对八角
属 15 种植物的种子形态进行研究,认为八角属植
物的种子形态特征非常相似,不能作为分种的依
据 [21]。邬志荣等采用光学显微镜和扫描电镜对八
角目八角科、五味子科 Schisandraceae 植物花被片
形态的差异性做了研究 [22]。未见有采用化学分析、
细胞生物学、分子生物学等方法进行八角属分类
或鉴别的相关研究报道。
八角茴香 I. verum Hook. f. 又称为八角 [2],为
我国著名的香料树种,主要分布于广西、云南、
广东等地,被人们栽培利用。广西为八角主产区,
栽培面积和产量均占世界的 85 % 以上,经过长期
栽培,在基因型与环境共同作用下,种内表型多
样性丰富,单株间在树形、分枝、花色、果实、
嫩叶颜色、叶片等方面有明显差异且相对稳定。
如花色有红色、粉红色 ( 淡红色 )、白色至黄白色等,
果实在果形、果柄长度、果角数量、形状、饱满
程度等形态特征上有明显的差异,嫩叶颜色有红
色、淡红色、浅绿色、绿色等,叶片在叶形、叶缘、
叶厚度也有明显的差异性。在广西,可根据树形、
花色将八角分为 17 个栽培品种或类型,这些品种
或类型表现出不同的丰产性能,为良种选育提供
丰富的育种材料。八角种质资源研究上,沈宝莲
完成了八角染色体核型分析 [23],目前尚未有关于
八角种内分子标记研究的报道。本研究采用 AFLP
分子标记技术对八角属部分种质资源亲缘关系进
潘晓芳,等:八角属部分种质资源的 AFLP分析142 第 4 期
切产物 5 μL,加入 load buffer 2 μL 混合后,在 0.8
% 琼脂糖凝胶中检测,180 V,电泳 40 min。引物
及接头序列如表 2。
表 2 限制性内切酶引物及接头序列
Table 2 Sequence of restriction endonuclease primers
and linders
DNA 接头
和引物
序列 用途
Pst I 5 5>CTCGTAGACTGCGTACATGCA<3 Pst I 5 端接头
Pst I 3 5>TGT ACG CAG TCT AC<3 Pst I 3 端接头
Mse I 5 5>GACGATGAGTCCTGAG<3 Mse I 5 端接头
Mse I 3 5>TACTCAGGACTCAT<3 Mse I 3 端接头
P-G00 5>GAC TGC GTA CAT GCA G<3 Pst I 预扩增
P-GAA 5-GAC TGC GTA CAT GCA GAA-3 选择性扩增
P-GAC 5-GAC TGC GTA CAT GCA GAC-3 选择性扩增
P-GAG 5-GAC TGC GTA CAT GCA GAG-3 选择性扩增
P-GAT 5-GAC TGC GTA CAT GCA GAT-3 选择性扩增
P-GTA 5-GAC TGC GTA CAT GCA GTA-3 选择性扩增
P-GTC 5-GAC TGC GTA CAT GCA GTC-3 选择性扩增
P-GTT 5-GAC TGC GTA CAT GCA GTT-3 选择性扩增
P-GTG 5-GAC TGC GTA CAT GCA GTG-3 选择性扩增
M-C00 5>GAT GAG TCC TGA GTA A C<3 Mse I 预扩增
M-CAA 5-GAT GAG TCC TGA GTA ACAA-3 选择性扩增
M-CAC 5-GAT GAG TCC TGA GTA ACAC-3 选择性扩增
M-CAG 5-GAT GAG TCC TGA GTA ACAG-3 选择性扩增
M-CAT 5-GAT GAG TCC TGA GTA ACAT-3 选择性扩增
M-CTA 5-GAT GAG TCC TGA GTA ACTA-3 选择性扩增
M-CTC 5-GAT GAG TCC TGA GTA ACTC-3 选择性扩增
M-CTG 5-GAT GAG TCC TGA GTA ACTG-3 选择性扩增
M-CTT 5-GAT GAG TCC TGA GTA ACTT-3 选择性扩增
表 1 供试材料及来源
Table 1 Experiment materials and their origin
编号 名称 来源地 编号 名称 来源地 编号 名称 来源地
C1 高 1 广西南宁 C20 六 A2 广西玉林 C39 派 B1 广西崇左
C2 高 2 广西南宁 C21 六 A3 广西玉林 C40 派 B6 广西崇左
C3 高 3 广西南宁 C22 六 A5 广西玉林 C41 派 B7 广西崇左
C4 高 4 广西南宁 C23 六 A6 广西玉林 C42 派 B9 广西崇左
C5 高 5 广西南宁 C24 六 A7 广西玉林 C43 派 B10 广西崇左
C6 高 6 广西南宁 C25 六 A8 广西玉林 C44 派 B11 广西崇左
C7 高 7 广西南宁 C26 六 B1 广西玉林 C45 派特 1 广西崇左
C8 高 8 广西南宁 C27 六 B2 广西玉林 C46 派 2 广西崇左
C9 高 9 广西南宁 C28 六 B4 广西玉林 C47 派 78 广西崇左
C10 高 10 广西南宁 C29 六 B5 广西玉林 C48 华 2-1 华南植物园
C11 高 11 广西南宁 C30 六 B6 广西玉林 C49 华 2-2 华南植物园
C12 高 12 广西南宁 C31 六 B7 广西玉林 C50 华 3 华南植物园
C13 高 13 广西南宁 C32 六 B8 广西玉林 C51 华 4 华南植物园
C14 高 14 广西南宁 C33 派 A1 广西崇左 C52 华 5 华南植物园
C15 高 15 广西南宁 C34 派 A2 广西崇左 C53 华 6 华南植物园
C16 六 1 广西玉林 C35 派 A5 广西崇左 C54 华 7 华南植物园
C17 六 2 广西玉林 C36 派 A7 广西崇左 C55 华披 华南植物园
C18 六 3 广西玉林 C37 派 A8 广西崇左 C56 地 1 广西武鸣
C19 六 A1 广西玉林 C38 派 A10 广西崇左
1.2.3 AFLP扩增分析
用预扩增引物 Pst I(序列为 5’> GAC TGC
GTA CAT GCA G < 3’)和 Mse I(序列为 5’>
GAT GAG TCC TGA GTA A C < 3’)进行预扩增,
反应体系(25 μL):模板 DNA 2 μL,Pre-ampmix
1 μL,dNTPs 0.5 μL,10×PCR buffer 2.5 μL,Taq
DNA polymease 0.5 μL,Water 18.5 μL。预扩增反
应条件:变性 94 ℃ 2 min(变性 94℃ 30 s,复性
56℃ 30 s,延伸 72℃ 80 s(延伸 72℃ 5 min,循环
30 次。预扩增完成后,取 5 μL 预扩增产物在 0.8 %
的琼脂糖凝胶中检测预扩增效果。对扩增效果好的
预扩增产物用 TE 稀释 20 倍后,-20℃保存备用。
预扩产物 1 ∶ 20 稀释,作为选择性扩增模板。
选用 Pst I/Mse I 引物共 64 种组合,经试验筛选出
效果较好的几对引物组合进行选择性扩增。选择
性扩增反应体系 (25 μL):预扩增稀释样品 2 μL,
10 ×PCR buffer 2.5 μL,dNTPs 0.5 μL,Pst I 引物
1 μL,Mse I 引物 1 μL,Taq 聚合酶 0.5 μL,Water
17.5 μL。混合均匀后,离心数秒后进行 PCR 反应。
反应条件:一轮扩增参数为 94 ℃ 30 s, 65℃ 30 s,
72 ℃ 80 s;以后每轮循环温度递减 0.7℃,扩增 12
轮;接着按参数 94℃ 30 s,55℃ 30 s,72℃ 80 s
扩增 23 轮。
反应完成后,取 2 μL 扩增产物,在 ABI
143第 32 卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
PRISM 377 sequencer 型自动测序仪上,用 6 % 的
变性聚丙烯酰胺凝胶进行电泳检测,得到 AFLP
的 DNA 指纹图谱。
1.2.4 数据处理与分析
用 GENESCAN 3.1 软件对扫描胶图进行数据
提取和转换,生成由“l”、“0”组成的原始矩阵。
用 NTSYSpc-2.11F 软件进行数据分析。对原始矩
阵用 SimQual 程序求 DICE( Nei and Li’ S ) 相似
性系数 S =2a / ( 2a+b+c ),(a 为两样品的共有条
带数,b 为甲样品有、乙样品无的条带数,c 为乙
样品有、甲样品无的条带数 ),并获得相似系数矩
阵。再用 SHAN 程序中的 UPGMA 方法进行聚类
分析,并通过 Tree plot 模块生成聚类图。
2 结果与分析
2.1 DNA 纯度与完整性检测
采用改良的 CTAB 方法提取的 DNA,浓度介
于 200 ~ 1 000 μg/μL,OD280/OD260 比值介于 1.79
~ 1.84 之间,表明 DNA 较纯,RNA 去除完全,
没有蛋白质等杂质污染。从电泳检测结果 ( 图 1)
可以看出,DNA 条带清晰,无拖尾现象及弥散带,
无 RNA 条带。该方法适合提取八角叶片的基因组
DNA,提取的基因组 DNA 结构完整,没有降解,
完全满足 AFLP 分析的要求。
2.3 预扩增产物检测与分析
预扩增是为后续的选择性扩增提供充足、纯
化的模板 DNA 片段。从图 3 中可以看出,在 200
~ 2000 bp 范围内,预扩增产物呈明亮的较均一的
连续弥散带 , 表明可较好地应用于下一步的选择性
扩增分析。
图 1 部分样品基因组 DNA 电泳图
Fig. 1 Electrophoresis pattern of leaves DNA from
part of Illicium samples
图 3 预扩增产物的电泳图
Fig. 3 Electrophoresis pattern of pre-amplified product
图 2 酶切酶连产物琼脂糖凝胶电泳图
Fig. 2 Electrophoresis result of Pst I/Mse I digested
and ligated DNA fragments
2.4 AFLP 扩增结果及多态性比例
P-GAG/M-CAA、P-GAG/M-CAG、P-GTC/
M-CTA、P-GTC/M-CTG、P-GTG/M-CAA、
P-GTG/M-CAC 等 6 对引物具有较好多态性,扩增
共得到 989 条带,其中多态性带为 988 条,多态
性比率达到了 99.90 %,平均每对引物产生 164.83
条带 (见表 3)。引物 P-GTG/M-CAA扩增效率最高,
共产生 194 条带。引物 P-GAG/M-CAA、P-GAG/
M-CAG、P-GTC/M-CTA、P-GTG/M-CAA、
P-GTG/M-CAC 多态性比率均为 100 %,P-GTC/
M-CTG 多态性比率为 99.34 %。
在品种(类型)水平,八角的多态性比例为
14.26 % ~ 34.18 %,平均为 21.80 %,普遍高于红
花八角、宽叶八角、莽草、小花八角、增城八角、
披针叶八角,地枫皮。只有增城八角 (18.30 %)、
地枫皮 ( 18.40 % )、披针叶八角 ( 14.26 % ) 与部分
八角品种或类型接近,红花八角的多态性最低,
为 9.50 %。
2.2 内切酶的选择及连接产物的检测
采用 A016-AFLP 试剂盒 Pst I/Mse I 对样品
DNA 进行双酶切,用 0.8 % 的琼脂糖凝胶电泳检
测后得到的 DNA 呈弥散状 ( 图 2), DNA 酶切较
充分。在 300 bp 上下有一均匀的弥散带,没有发
现较大的没有切开的 DNA 片段,显示出 DNA 样
品酶切完全,可以进行人工接头的连接和作为预
扩增体系的模板,Pst I/Mse I 组合较适合于八角的
AFLP 分析。
潘晓芳,等:八角属部分种质资源的 AFLP分析144 第 4 期
的品种或类型有 8 个,其中高峰林场、六万林场、
派阳山林场分别有 2、4、2 个品种或类型,分别
占该调查点样品数的 13.33 %、23.53 %、13.33 %;
未找到特征性条带的有 8 个品种或类型,占 17.02
%。增城八角特征性条带数也达 12 条,而其他种
类均少于 4 条,其中,莽草 2 个不同单株都有 2 条,
红花八角、宽叶八角均无特征性条带。
2.5 特征性条带
989 个扩增条带中特征带 ( 某品种独有 ) 有
209 条 ( 表 3、4),占扩增总带数的 21.13 %,特征
带大小一般在 70 ~ 500 bp 之间,56 个样品中有
45 个找到了特征性条带。八角品种或类型的特征
性条带最多,有特征性条带品种或类型占 82.98 %,
其中,以六万林场六 A3 号特征性条带最多,为
24 条;其次是高峰林场的高 6 号,为 16 条;排在
第 3 位的是高峰林场高 2 号类型和派阳山林场派
A1 号类型,为 12 条;特征性条带数在 5 ~ 10 条
1 ~ 56 泳道分别代表 1 ~ 56 号样品的 AFLP 指纹;M:DNA maker。
图 4 供试样品的 AFLP 指纹图谱(P-GAG/M-CAA)
Fig.4 AFLP fingerprinting pattern of 56 samples
(P-GAG/M-CAA)
1 ~ 28 M 29 ~ 56 M
表 4 不同种或品种多态性条带
Table 4 The polymorphic bands of polymorphic bands of different species or cultivars
编号 多态性条带数 多态性条带百分率 /% 特征性条带数 编号 多态性条带数 多态性条带百分率 /% 特征性条带数
C1 286 28.92 2 C30 182 18.40 0
C2 180 18.20 12 C31 220 22.24 3
C3 177 17.90 2 C32 201 20.32 7
C4 248 25.08 5 C33 253 25.58 12
C5 256 25.88 2 C34 193 19.51 2
C6 180 18.20 16 C35 220 22.24 1
C7 184 18.60 1 C36 165 16.68 1
C8 210 21.23 5 C37 222 22.45 3
C9 161 16.28 3 C38 275 27.81 2
C10 140 14.16 3 C39 240 24.27 1
C11 145 14.66 1 C40 199 20.12 0
C12 143 14.50 2 C41 250 25.28 3
C13 141 14.26 0 C42 233 23.56 2
C14 172 17.39 0 C43 338 34.18 8
C15 168 16.99 0 C44 222 22.45 7
C16 241 24.37 6 C45 175 17.69 1
C17 245 24.77 2 C46 330 33.38 7
C18 240 24.27 1 C47 305 30.84 10
C19 203 20.53 4 C48 94 9.50 0
C20 185 18.71 3 C49 116 11.73 0
C21 266 26.90 24 C50 111 11.22 0
C22 179 18.10 0 C51 104 10.52 2
C23 255 25.78 9 C52 128 12.94 3
C24 265 26.79 8 C53 181 18.30 12
C25 223 22.55 1 C54 86 8.70 2
C26 236 23.86 1 C55 141 14.26 2
C27 173 17.49 1 C56 182 18.40 4
C28 178 18.00 0 合计 11274   209
C29 228 23.05 0 平均 201 20.32 3.7
表 3 6 对引物扩增结果
Table 3 Amplified result with 6 primer pairs
序号 引物组合
扩增条
带数
多态性
条带数
多态性条带
百分率 /%
特征性
条带数
1 P-GAG/M-CAA 180 180 100 36
2 P-GAG/M-CAG 151 151 100 32
3 P-GTC/M-CTA 170 170 100 38
4 P-GTC/M-CTG 149 148 99.34 38
5 P-GTG/M-CAA 194 194 100 35
6 P-GTG/M-CAC 145 145 100 30
 合计 989 988   209
平均 164.83 164.66 99.90 34.8
145第 32 卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
2.6 聚类分析
56 份样品间的遗传相似性系数在 0.17 ~ 0.71
之间,平均相似性系数为 0.47。高峰林场高 3 号
与小花八角之间的相似性系数最小,为 0.17,表
明其亲缘关系最远;派阳山林场派 A5 与派 B6 之
间的相似性系数最大,为 0.71,表明其亲缘关系
最近,可能为同一品种,但在表型性状方面有所
不一,其嫩叶颜色、花色、果角数都有差异。在
八角品种或类型中,较难看出相似性系数与表型
性状的关联度。
根据遗传相似性系数矩阵对 56 份样品进行
UPGMA 聚类分析,在相似系数 0.33 处,首先被
分为两大类,即Ⅰ类群和Ⅱ类群。八角品种(类
型)全部聚为Ⅰ类群,明显区分于由红花八角、
宽叶八角、莽草、小花八角、增城八角、披针叶
八角和地枫皮组成的Ⅱ类群。Ⅰ类群可分为 B1 亚
群、B2 亚群,高峰林场高 6 号 (C6) 单独成为 1 个
亚群 (B2 亚群 ),明显区别于其他八角 (B1 亚群 )。
在 B1 亚群中,于相似性系数 0.52 处被分为 3 个组
(A 组、B 组、C 组 ),A 组只包含六万林场六 A3
号 (C21),B 组只有六万林场六 A6 号 (C23),六
A3号和六A6号明显区分于B1亚群的其他品种(类
型)。而 C 组分为 C1、C2、C3 三大亚组,包含
44个品种或类型,占全部八角茴香样品的 93.62 %,
其中,C1 亚组包括 19 个品种或类型,C2 亚组包
括 19 个品种或类型,C3 亚组包括 6 个品种或类型。
派阳山林场共分析了 15 个品种 ( 类型 ),均在同
一亚组 (C2 亚组 ) 中,六万林场也有 4 个品种(类
型)在这个组中,明显区别于高峰林场和六万林
场的八角。六万林场八角的品种 ( 类型 ) 多集中在
C1 亚组。高峰林场和六万林场两地的品种 ( 类型 )
分别聚在C1亚组、C3亚组,有着一定的亲缘关系。
在Ⅱ类群中,小花八角和增城八角亲缘关系
最近,并与莽草聚为一组 (DB2)。宽叶八角与披
针叶八角亲缘关系最近,并与红花八角、地枫皮
聚为一组 (DB1)。分别分析了 2 个不同单株的红
花八角 (C48、C49) 和 2 个不同单株的莽草 (C51、
C54),莽草的 2 个单株聚为一组,但相似系数只
有 0.4632,红花八角的 2个不同单株也可聚为一组,
相似系数为 0.5619。
图 5 56 个八角样品的 AFLP 分子聚类图
Fig. 5 The dendrogram of 56 Illiciaceae samples by clustering analysis with AFLP fingerprint
潘晓芳,等:八角属部分种质资源的 AFLP分析146 第 4 期
3 结论与讨论
3.1 八角遗传多样性评价
从扩增结果来看,所筛选的 6 对引物扩增产
物多态性极高,远高于紫丁香 Syringa oblata Lindl.
(12.66 %)[24]、 枣 Ziziphus jujuba Mill. (40.68 %)
[25],也高于苹果属 Malus Mill.(91.4 %)[26]、人心果
Manilkara zapota ( Linn. ) van Royen(96.9 %)[27]、蒙古
栎 Quercus Mongolic Fisch. ex Ledeb.(98.6 %)[28]。 八
角多态性带比率高的原因可能与物种、引物、取
样方法等有关,也不排除可能存在着假多态性带,
明军等 [24] 在对紫丁香的研究中也认为过高的多态
性条带比率一般包含较多的假多态性带。
八角品种 ( 类型 ) 多态性比例为 14.26 % ~
34.18 %,平均为 21.80 %,普遍高于同属的红花
八角、宽叶八角、红毒茴、小花八角等,表现出
较为丰富的遗传多样性,这是八角长期进化和自
然选择的结果。但仍比人心果 [27]、龙眼 [29]、荔枝
[30] 等其他热带亚热带树种低,这跟八角的分布与
栽培历史有关,广西八角栽培面积和产量均占全
世界的 85 % 以上,主要分布于广西的东部、南部、
西南部及中部的部分区域,分布区域较为集中,
气候、土壤等差异小,由环境引起的变异小,加
上长期就地人工采种繁殖,无外来种源引进,所
以遗传变异受到一定程度的限制。
3.2 八角属植物及八角品种 ( 类型 ) 分类
八角表型多样性丰富,特别是植株间的嫩叶
颜色、花色、果角数有明显区别,外业调查发现
八角嫩叶颜色有红色、淡红色、浅绿色、绿色等,
花色有红色、淡红色 、白色、黄白色;果角具 7
~ 14 角,以 8 角为主,占 68.57 %,表现出与八
角属其他种类有亲缘的可能性。聚类分析时,将
八角品种或类型与其他种类同时聚类。结果表明,
八角茴香可明显地区分于红花八角、宽叶八角、
莽草、小花八角、增城八角、披针叶八角、地枫
皮,从分子的角度表明八角茴香与红花八角等有
较远的亲缘关系。而红花八角、宽叶八角、披针
叶八角、地枫皮及莽草、小花八角、增城八角分
别归为 2 大类组,显示出两组不同的亲缘关系。
林祁认为大八角 (I. majus Hook. f. & Thoms.)、披
针叶八角、红花八角、宽叶八角、地枫皮为一个
替代种群,有明显的相似性或亲缘关系,是地理
替代分布的一群种,其中红花八角 ( 原变种 ) 和
宽叶八角 ( 变种 ) 的亲缘关系更近;小花八角 ( 原
亚种 )I. micranthum Dunn subsp. Micranthum 是一
个地理亚种与增城八角 ( 岭南八角 ) I. micranthum
Dunn subsp. Tsangii ( A. C. Smith ) Q. Lin 有亲缘关
系 [14]。本研究结果与林祁根据形态特征分类结果
有一定异同性,相同的是红花八角、宽叶八角、
披针叶八角、地枫皮可以作为一替代种群,小花
八角与增城八角亲缘关系近;虽然宽叶八角、披
针叶八角和红花八角有较近的亲缘关系,但宽叶
八角与披针叶八角亲缘关系表现出更近,而与红
花八角更远些,其原因可能是宽叶八角为天然杂
种,其父母亲本为披针叶八角与红花八角;莽草
与红花八角、宽叶八角、披针叶八角、地枫皮不
是同一替代种群,而与小花八角与增城八角为一
个替代种群。
莽草 (C51、C54) 2 个不同单株样品相似系数
为 0.4632,红花八角 (C48、C49) 2 个不同单株样
品相似系数 0.5619,均表现出较高的相似度,但
个体间表型上均存在一定的差异性,可以认为各
自的 2 个单株是来自不同的种源,因地理上的差
异性或基因变异而导致基因型的相似度较低,具
体原因有待探讨。
八角种内最明显区分于其他品种 ( 类型 ) 的有
高峰林场高 6 号 (C6)、六万林场六 A3 号 (C21)、
六万林场六 A6 号 (C23),从分子学的角度可单独
在为品种。派阳山林场 A5 号与派阳山林场 B6 号
亲缘关系最近,可能为同一母树繁育的后代,二
者的基因型无显著差异,但二者在嫩叶颜色、花色、
果角数等表型性状上却存在较大的差异性。在八
角亚组间或亚组内,不管亲缘关系远近,其表型
的共性和差异性未有规律,八角品种(类型)的
基因型和表型不具有较高的相关性,认为仍无法
通过 AFLP 分子标记区分出八角嫩叶颜色、叶形、
树形、分枝角度、花色和果实等表型的差异性。
其他植物种类如人心果 [27]、油橄榄 Olea europaea
Linn. [31]、葡萄 vitis vinifera L. [32]、黑麦草 Lolium
perenne L. [33] 等也出现分子标记与形态标记不一致
的现象。八角品种 ( 类型 ) 出现这种分子标记与形
态标记不一致现象的原因是多方面的,认为环境
因素是引起八角表型差异的主要原因,据我们对
八角定点定株观察也证明了这一点,如八角种内
147第 32 卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
的红萼八角类型在不同季节开花时其花色有变化,
在 1 月份开花时其花柄、花萼、花瓣均为红色,
在 8 月份开花时其花柄为绿色,花萼为淡绿色,
花瓣为淡红色,说明八角表型受到环境影响较大。
八角属其他种的表型也受到环境影响,各树种的
叶形态、花被片、雄蕊、生长习性等存在随着分
布区域不同而逐渐连续变化 [14]。说明八角属植物
表型不完全受基因型控制,曹仪植 [34] 也认为,动
植物表型性状是基因表达调控、发育阶段和环境
条件相互作用的结果,表型变异并不能完全或真
实地反映遗传变异,同一种基因型在不同的环境
条件下可能发育出不同的形态或生理特征,而相
同的形态又可能涉及不同的基因型。因此,八角
属植物分类时,应将形态标记和分子标记相结合
进行系统分类。
56个样品中有 45个找到了特征性条带,其中,
八角 47 个品种或类型中有 39 个品种或类型有特征
性条带,占 82.98 %。这些特征性条带在种或品种 (
类型 ) 鉴别及特异性状基因克隆中具有重要作用。
一些样品未找到特征条带可能与选择性碱基的数目
和种类有关,但随着筛选引物的增多,未找到特征
带的种或品种 ( 类型 ) 也会有特征条带存在。
研究认为 AFLP 分子标记在一定程度上可作为
八角属植物种间鉴别的一个手段和方法,并有可能
成为八角良种选育和早期鉴定的一种辅助方法。
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163第 32 卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
对实验结果的影响,但其忽略了各因子之间的相
互影响 [16],以期在今后的实验中得到改进。
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