全 文 ：园　艺　学　报　2008, 35 (8):1227-1232
ActaHorticulturaeSinica
收稿日期:2008-04-02;修回日期:2008-07-16
基金项目:国家自然科学基金项目 (C02021006);国家高技术研究发展计划项目 (2006AA100109);云南省科技计划项目
(2006NG14)
＊通讯作者 Authorforcorrespondence(E-mail:xingqih@public.km.yn.cn)
云南蔷薇属部分种质资源的 SSR遗传多样性研究
唐开学 1, 2 , 邱显钦2 , 张　颢 2 , 李树发2 , 王其刚 2 , 蹇洪英2 , 鄢　波 2 ,
黄兴奇 1, 3＊(1云南大学生命科学学院 , 昆明 650091;2云南省农业科学院花卉研究所 , 昆明 650205;3云南省农业生物技术重点
实验室 , 昆明 650223)
摘　要:利用简单重复序列 SSR标记技术对蔷薇属 (RosaL.)13份野生种 、 变种 、 变型及 29份栽培
品种的遗传多样性进行了研究。用筛选出的 18对 SSR引物对 42份材料 DNA进行 PCR扩增 , 在 18个位点
共检测到 148个等位基因 , 每一位点的等位基因变幅为 6 ～ 14个 , 平均 8.2个。材料间遗传相似系数为
0.282 ～ 0.892, 表明在分子水平上具有丰富的遗传多样性。在相似系数为 0.456时 , 基于 SSR标记的聚类
分析将 13个蔷薇野生种分为 5个组 , 这与植物形态学分类结果大体一致。在遗传相似系数为 0.43水平上 ,
聚类分析将 42份供试材料分为 5大组群。初步探讨了野生种之间以及野生种与栽培品种之间的亲缘关系。
关键词:蔷薇属;遗传多样性;亲缘关系;SSR
中图分类号:S685.12　　文献标识码:A　　文章编号:0513-353X(2008) 08-1227-06
StudyonGeneticDiversityofSomeRosaGermplasminYunnanBasedonSSRMarkers
TANGKai-xue1, 2 , QIUXian-qin2 , ZHANGHao2 , LIShu-fa2 , WANGQi-gang2 , JIANHong-ying2 , YANBo2 ,
andHUANGXing-qi1, 3＊
(1CollegeofLifeSciences, YunnanUniversity, Kunming650091, China;2FlowerResearchInstitute, YunnanAcademyofAgricul-
turalSciences, Kunming650205, China;3YunnanKeyLaboratoryofAgriculturalBiotechnology, Kunming650223, China)
Abstract:Thegeneticdiversityof42Rosagermplasmincluding13accessionsofwildspecies(varieties,
forms)and29 rosecultivarsinYunnanwasstudiedbysimplesequencerepeat(SSR).EighteenpairsofSSR
primerswereusedinPCRamplificationwithgenomicDNAastemplate.Atotalof148alelesweredetectedat
18 loci.Thenumberofalelesperlocusrangedfrom6 to14, withanaverageof8.2.Thegeneticsimilar
coeficientrangedfrom0.282 to0.892, whichshowedthatthegeneticdiversityamong42 roseaccessionsin
YunnanwasabundantbasedonSSRmolecularmarkers.The13 Rosaspeciescouldbedividedintofivegroups
obviouslybasedontheUPGMAclusteratthesimilarcoeficient0.456, whichisconsensusofbotanicalmorpho-
logicalclassification.Althespeciesandcultivarsweredividedintofivegroupsatthesimilarcoeficientof0.43
byUPGMAcluster.Meanwhilegeneticrelationshipsbetween42 roseaccessionswerediscussedpreliminarily.
Keywords:RosaL.;geneticdiversity;geneticrelationship;SSR
蔷薇属 (RosaL.)植物全世界有 200个种 , 其中中国有 95种 , 云南有 41种 (中国科学院昆明
植物研究所 , 2006)。现代月季品种约有 25 000多个 , 几乎均来源于 15个蔷薇属原始亲本的不断杂
交和回交 (陈俊愉 , 2001)。在这 15个种中 , 我国原产的有 10种 , 云南分布的 6种。相对于蔷薇属
DOI :10.16420/j.issn.0513-353x.2008.08.024
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资源而言 , 现代月季品种的遗传背景较为狭窄 , 资源的利用也不够充分 (刘永刚和刘青林 , 2004)。
前人对云南蔷薇属植物资源的研究主要集中在调查 、 分类鉴定和收集保存等方面 (俞德浚 ,
1984;吴征镒 , 1991;徐廷志 , 2001), 采用 SSR分子标记对云南蔷薇属植物资源遗传背景的研究尚
未见报道。由于 SSR标记具有数量丰富 、 多态性高 、 呈共显性 、 程序简单 、 耗时短 、 结果重复性好
等优点 , 已广泛应用于蔷薇属植物品种鉴定及亲缘关系分析等领域 (邱显钦 等 , 2006)。
本研究中采用 SSR标记技术对云南的 42份蔷薇属种质资源进行了分析 , 其中 , 13个野生种在云
南广泛分布 , 为远缘杂交育种的亲本材料;其余 29个云南主栽切花品种为杂交育种的亲本材料。本
研究在分子水平上初步揭示了云南蔷薇属部分材料的遗传多样性及亲缘关系 , 为杂交育种的亲本选
配 , 分子标记辅助选择育种 , 重要性状基因的克隆及定位提供了理论依据 。
1　材料与方法
试验所用 42份材料的嫩叶均采自云南省农业科学院花卉研究所蔷薇种质资源圃 (表 1)。
表 1　蔷薇属 42份种质
Table1　The42accessionsofRosaL.
组类
Section
编号
Code
野生种或栽培品种
Speciesorcultivars
组类
Section
编号
Code
栽培品种
Cultivars
木香组 1 木香花 R.banksiaeAit.var.banksiae 22 维瓦尔蒂 Rosa`Vivaldi
Sect.Banksianae 10 黄木香花 23 双色粉 Rosa`DoublePink
R.banksiaeAit.f.lutea(Lindl.)Rehd. 24 奶油味 Rosa`Naiyouwei
9 小果蔷薇 R.cymosaTrat.var.cymosa 25 尼可 Rosa`Nicole
小叶组 6 刺梨 R.roxburghiTratt. 26 夏克拉 Rosa`Shakira
Sect.Microphylae 27 绿宝石 Rosa`Emeralel
月季组 8 月季花 R.chinensisJacq. 28 木瓜粉 Rosa`Muguafen
Sect.Chinenses 4 大花香水月季 R.odorataSweetvar.gigantea 29 巴比伦 Rosa`Papilon
5 粉红香水月季 R.odorataSweetvar.erubescens 30 影星 Rosa`MovieStar
桂味组 2 玫瑰 R.rugosaThunb. 31 蓝奇迹 Rosa`BlueCuriosa
Sect. 3 粉蕾木香 R.pseudobanksiaeYǜ etKu 32 维西利亚 Rosa`Versilia
Cinnamomeae 13 多苞蔷薇 R.multibracteataHemsl.etWils. 33 雪山 Rosa`Avalanche
合柱组 7 悬钩子蔷薇 R.rubusLevl.etVant. 34 俏佳人 Rosa`CharmingLady
Sect.Synstylae 11 野蔷薇 R.multifloraThunb. 35 黑巴克 Rosa`BlackBaccara
12 七姊妹 R.multifloraThunb.var.carneaThory 36 云玫 Rosa`Yunmei
杂种茶香月季 14 莎萨九零 Rosa`Sacha 37 艾玛 Rosa`Emma
Hybridtearose 15 卡罗拉 Rosa`Carola 39 洋基歌 Rosa`YankeeDoodle
17 奥塞娜 Rosa`Osiana 40 黑魔术 Rosa`BlackMagic
18 红旗 Rosa`Hongqi 41 永恒 Rosa`Forever
19 阳光粉 Rosa`SunnyPink 42 大丰收 Rosa`GrandGala
20 夏洛特 Rosa`Charlote 壮花月季 Grandiflorarose 16 镭射 Rosa`Laser
21 皇家巴克 Rosa`RoyalBaccara 聚花月季 Floribundarose 38 漂亮女人Rosa`PretyWoman
采用 CTAB法 (Doyle＆Doyle, 1990)提取嫩叶中的基因组 DNA, 所用的 18对 SSR引物是从美
国 TexasA＆M大学引进的引物中筛选出的多态性好的引物 , 由 Invitrogen公司合成。
PCR扩增反应体系总体积为 10 μL, 其中包括 0.5 μL(10 ng· μL-1)模板 DNA、 1.0 μL10 ×
Bufer(Mg2+终浓度为 1.5 mmol· L-1)、 1.0 μL2.5 mmol· L-1 dNTPs、 0.5 μLprimerF、 0.5 μL
primerR、 0.2μLTaqDNA聚合酶和 6.3μLddH2O。 94 ℃预处理 5min, 94℃ 30 s, 退火 55 ～ 67 ℃ 30
s, 72 ℃ 30 s, 共 30个循环 , 最后 72℃延伸 5 min(Valentinaetal., 2006;Zhangetal., 2006)。
取 4 μL扩增产物用 8%非变性聚丙烯酰胺凝胶 220 V电泳分离 1.5 h, 将胶剥离放入 10%乙醇与
0.5%乙酸混合液中固定 5min。用 0.2%AgNO3染色 15 min, 水洗 30 s后加 0.02%Na2 SO3 30 s混匀
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后 , 用 1.5% NaOH与 1%HCHO显色 , 用扫描仪扫描后保存图像 。每对引物对 42份材料重复扩增 3
次 , 将稳定出现的条带的有或无量化为 1和 0进行统计 , 形成 0, 1矩阵 。采用 NTSYS-PC2.0分析软
件计算样品之间的 Nei氏相似性系数 , 利用 UPGMA法进行聚类分析并构建系统树 。
2　结果与分析
2.1　SSR扩增结果
表 2为 18对引物对所有材料的扩增结果 , 图 1显示了其中一对引物 Rw17I7的 SSR扩增结果 。
图 1　Rw17I7引物对 42份蔷薇属种质的 SSR扩增结果
M:Marker。 1～ 42份种质编号见表 1。
Fig.1　TheresultsofPCRamplificationwithprimerRw17I7 in42roseaccesions
M:Marker.ThematerialcodeareshowedinTable1.
18对 SSR引物在 42份蔷薇属种质中共检测到
148个等位基因 , 每一位点的等位基因 6 ～ 14个 ,
平均 8.2个 , 多态性位点率平均达 91.2%, 供试
材料两两间的相似系数范围为 0.282 ～ 0.892, 说
明供试材料具有丰富的遗传多样性。
2.2　基于 SSR标记的蔷薇属种质资源的聚类
2.2.1　13份野生种的聚类　13个野生种的聚类
分析如图 2所示 , 以 0.456的相似系数为阈值 ,
13份材料被分为 5大组。
图 2　蔷薇属 13份野生种的 SSR聚类图
Fig.2　Theclusterof13RosaspeciesbasedonSSRmarkers
表 2　 18对 SSR引物 42份供试材料的扩增结果
Table2　ThepolymorphicsitesfromPCRofthe
18microsatelitelociin42roseaccessions
引物
Primer
连锁群＊
Linkage
group
等位基
因数
Aleles
多态性位点
Polymorphic
sites
多态性位点率
/% Rateof
polymorphicsites
Rw1F9 - 6 5 83.3
Rw22A3 - 7 5 71.4
Rw5D11 - 9 8 88.9
Rh77 5 6 6 100.0
Rw17I7 - 14 12 85.7
Rh72 7 7 6 85.7
RhAB9-2 1 7 7 100.0
Rh98 6 5 5 100.0
Rh80 2 7 7 100.0
Rh65 4 8 6 75.0
RhABT12 4 12 12 100.0
Rh59 3 11 10 90.9
Rh93 5 7 6 85.7
Rh10M24 - 7 7 100.0
Rh60 6 8 8 100.0
Rh11E5 - 8 8 100.0
Rh73 7 10 9 90.0
Rw29B1 - 9 8 88.9
合计 Total 148 135
平均 Mean 8.2 7.5 91.2
　　＊Yanetal., 2005;Zhangetal., 2006.
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　　大多数材料的聚类结果与植物形态学分类 (表 1)一致 , 仅有少数例外 。
2.2.2　供试 42份材料的聚类　如图 3所示 , 以 0.43的相似系数为阈值 , 所有供试材料被分为 5组。
A组:4份野生材料即木香花 、 黄木香花 、 小果蔷薇和悬钩子蔷薇;B组:仅 1份野生材料即刺梨;
C组:7份野生材料即桂味组的玫瑰 、粉蕾木香和多苞蔷薇 , 月季组的大花香水月季和粉红香水月
季 , 合柱组的野蔷薇和七姊妹;D组:共 27份材料 , 即 1份野生材料和 26份栽培品种;E组:3份
栽培品种即 镭`射 、 维`瓦尔蒂 和 `双色粉 , 三者均为粉色高芯剑瓣大花型 。
其中 D组的 27份材料以相似系数 0.52为阈值 , 可进一步分为 5个亚组:D1亚组:野生种月季花
自成一组;D2亚组:共 10份栽培品种 , 有粉色大花型的 奥`塞娜 、 夏`克拉 、 阳`光粉 、 奶`油
味 和 尼`可 , 红色大花型的 莎`萨九零 、 卡`罗拉 、 `夏洛特 、 红`旗 和 皇`家巴克 ;D3
亚组:共 10份栽培品种 , 种质花瓣色彩较为广泛 , 有白色大花型的 绿`宝石 和 `雪山 , 粉色大
花型的 木`瓜粉 、 `维西利亚 、 俏`佳人 、 `云玫 、 `艾玛 和 `洋基歌 , 粉色中花型的 漂`亮
女人 , 和黑红色中花型的 黑`巴克 ;D4亚组:深黄色高芯阔瓣大花香型的 巴`比伦 、及深粉色高
芯卷边大花型的 影`星 和蓝紫色的 蓝`奇迹 ;D5亚组:深红色高芯大花型的 黑`魔术 和 `大
丰收 及粉白色的 `永恒 。
图 3　蔷薇属 42份材料的 SSR聚类图
Fig.3　Theclusterof42roseaccessionsbasedonSSRmarkers
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2.3　亲缘关系分析
根据本试验的 SSR结果计算材料之间的相似系数 , 以此为依据分析材料之间的亲缘关系 。 13份
野生种材料之间的相似系数范围为 0.2888 ～ 0.6753。其中野蔷薇与七姊妹的相似系数最大 , 表明二
者的亲缘关系最密切;木香花与七姊妹的相似系数为所选野生材料中两两相似系数最小值 , 表明二者
之间的亲缘关系更远 。 42份材料之间的相似系数范围为 0.2824 ～ 0.8916。以野生种七姊妹与 影`星
品种的相似系数为最小值 , 黑`巴克 与 云`玫 之间的相似系数为最大值 。
3　讨论
3.1　蔷薇野生种基于 SSR标记聚类与植物学分类的异同性
聚类结果表明 , 木香花与变型黄木香花优先聚类后再与小果蔷薇和悬钩子蔷薇聚为 Ⅰ组 (图 2);
小叶组的刺梨单独聚为Ⅱ组;月季组的月季花 , 也单独聚为 Ⅲ组;桂味组中宿萼小叶系的粉蕾木香和
多苞蔷薇优先聚类后再与宿萼大叶系的玫瑰聚为Ⅳ组;合柱组的野蔷薇与变种七姊妹优先聚类后再与
月季组中的大花香水月季和粉红香水月季聚为Ⅴ组 。根据中国植物志 (Wuetal., 2003)的分类 ,
大花香水月季和粉红香水月季与月季花属于同一组 (表 1), 而本研究的聚类结果却是大花香水月季
和粉红香水月季与野蔷薇等聚为同一组;中国植物志中悬钩子蔷薇属于合柱组 , 而本研究的聚类结果
却是悬钩子蔷薇与木香花等聚为同一组。总体来看 , 本研究中聚类结果与植物学分类大体一致 , 进一
步说明了分子标记的多态性与形态表现的多样性基本一致;而在少数种上的差异 , 反映出不同分类或
聚类指标可能会产生不同的结果。而分子标记能反映遗传上的差异 , 更适合为育种服务 。
3.2　蔷薇野生种与月季栽培品种在起源上的相关性
聚类分析的结果说明 , 大部分现代月季品种与某些蔷薇野生种有较密切的联系。图 3表明 , 在
0.43的相似系数处 , 所有材料分为 5大组群 , 蔷薇野生种与现代月季品种各自成类而并不聚合。在
0.41的相似系数处 , 部分蔷薇野生种 (组群 C)与大多数栽培品种 (组群 D)聚为一组 , 表明在组
群 C中 , 桂味组的玫瑰 、 粉蕾木香和多苞蔷薇 , 月季组的大花香水月季和粉红香水月季 , 合柱组的
野蔷薇和七姊妹等对组群 D中的现代月季品种的形成起到了一定的作用 , 而以上结果与俞德浚
(1962)和柳子明 (1964)的观点基本一致。本试验的统计结果也表明 , 玫瑰 、 大花香水月季和七姊
妹等上述提及的与栽培品种关系较密切的野生种作父本的结实率明显高于其它野生种。 `云玫 是
`黑巴克 的芽变品种 , 是云南省农业科学院花卉研究所去年获得品种权的月季新品种 (李树发 等 ,
2007), 本研究也在 DNA分子水平上进一步验证了它们之间的亲缘关系 , 这与王国良等 (2001)采用
RAPD标记技术对月季品种及芽变品种进行鉴别得出的结论一致。在 0.39的相似系数处 , 所有供试的野
生种和现代月季品种全部聚为一组 , 表明本研究选用的所有材料在遗传背景上有一定的亲缘关系 , 这一
现象也在分子水平上表明了现代月季品种群的遗传背景非常复杂 , 为高度杂合体 (陈俊愉 , 2001)。
值得注意的是 , 在 0.52的相似系数处 , 原产中国的月季花直接聚合到现代月季品种中 , 表明月
季花在现代月季品种的形成过程中起到了重要作用 (陈俊愉 , 2001), 这也与马燕等 (1993)利用数
量分析方法对部分月季进行分类研究得出的结论一致。其它蔷薇野生种与月季品种的遗传距离相对较
远 , 但这并不表明它们不适合参与月季品种的选育 , 相反 , 它们中的绝大多数具有许多独特的优良性
状 (抗病 、 重瓣 、芳香 、 无刺等), 可作为创造新的月季品种类型的重要资源。此外 , 栽培品种中的
`镭射 、 维`瓦尔蒂 和 `双色粉 单独聚为一组 , 和其它栽培品种及野生种成并列关系 , 说明这 3
个品种和其它栽培品种的起源差异较大 , 和供试的野生种之间的亲缘关系也较远 , 因此可作为远缘杂
交育种的亲本材料。
根据上述试验结果 , 我们选用了遗传关系较近且综合性状较好的品种和野生种进行远缘杂交和品
种间正反杂交试验 , 结果表明:作为母本的 卡`罗拉 、 `木瓜粉 、 黑`巴克 等品种与作为父本的
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七姊妹 、月季花等野生种进行远缘杂交的结实率较好;亲缘关系较近的品种间 (如 `卡罗拉 与
`奥塞娜 , 奶`油味 与 `木瓜粉 )杂交结实率较高 (张颢 等 , 2006)。杂交试验的统计结果证明
了 SSR分子标记能为育种的亲本选配提供合理的理论依据 。
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