全 文 ：中国农学通报 第22卷 第 5期 2006年 5月
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“ 大扁杏”(仁用杏的重要类型之一)是中国所特有
的一类以甜杏仁为主要生产产品的杏属(Armeniaca
Mil.)植物栽培品种的总称。其无论发展的面积还是
发展速度都十分令人瞩目,已经成为中国杏树的主要
栽培类型,对栽培地区经济发展和国家出口创汇产生
重要影响。自然,选育优良“ 大扁杏”新品种也必然是
杏育种学家最关注的课题之一。但是到目前为止,有
关“ 大扁杏”的分类地位说法不一。俞德浚等学者将
“ 大扁杏”归属于普通杏(A.vulgarisLam.)[1,2]。也有一
部分学者认为“ 大扁杏”是普通杏(A.vulgarisLam.)与
西伯利亚杏(A.sibiricaLam.)的自然杂交种[3~6],至今
关于“ 大扁杏”的分类地位没有科学准确的定位。
迅速发展起来的分子标记技术为果树品种鉴定
和亲缘关系研究提供了有力的手段。因此,分子标记
技术自诞生之日起就倍受果树资源研究工作者关注,
并在亲缘关系和分类学上得到广泛应用 [7,8]。Takeda
基金项目:北京市科委合同项目“ 优良经济林苗木新品种选育及良繁技术研究”(H030730050130)。
第一作者简介:王玉柱,男,1960年2月出生,博士学历,研究员。主要从事杏、李遗传育种和栽培生理和技术研究。通信地址:100093北京市香山瑞王坟甲12
号北京市农林科学院林业果树研究所,Tel:010-82595857,E-mail:sunhaoyuan@yahoo.com。
收稿日期:2005-12-29,修回日期:2006-01-12。
杏属植物种间亲缘关系的RAPD分析
王玉柱,孙浩元,杨 丽,张开春,林 柯
(北京市农林科学院林业果树研究所,北京 100093)
摘 要:应用RAPD技术对西伯利亚杏(ArmeniacasibiricaL.)、普通杏(ArmeniacavulgarisL.)的葫芦杏、
骆驼黄、大偏头、串枝红、山黄杏、北安河黄杏、青岛大红杏、早桔(Earlyorange)8个栽培品种,及重瓣杏
(A.vulgarisL.var.MeixionensisZhang)、李光杏(A.vulgarisL.var.glabraS.X.Sun)2个变种和4个“大
扁杏”的栽培品种龙王帽、一窝蜂、柏峪扁、优一进行了亲缘关系分析。研究结果支持了“大扁杏”系普通
杏与西伯利亚杏的自然杂交种的观点。同时聚类分析结果还显示,“龙王帽”、“柏峪扁”和“一窝蜂”3个
品种间有非常近的亲缘关系,而且与普通杏相比,“大扁杏”与西伯利亚杏有更近的亲缘关系。
关键词:杏属;亲缘关系;RAPD
中图分类号:S662.2 文献标识码:A
StudyonthePhylogeneticRelationshipamongGenusArmeniacaBasedonRAPDMarkers
WangYuzhu,SunHaoyuan,YangLi,ZhangKaichun,LinKe
(InstituteofPomologyandForestry,BeijingAcademyofAgricultureandForestrySciences,Beijing100093)
Abstract:ByusingRAPDanalysis,thepaperanalyzedthephylogeneticrelationshipofSibirianapricot(A.
sibiricaL.=P.sibiricaL.),Shanmeiapricot(A.vulgarisL.var.MeixionensisZhang),Liguangapricot(A.vul-
garisL.var.glabraS.X.Sun),8cultivars (Luotuohuang,Dayubada,Dapiantou,Huluxing,Qingdaoda-
hongxing,Chuanzhihong,ShanhuangxingandBeianhedahuangxing)ofcommonapricot(A.vulgarisL.=P.
armeniacaL.)and4cultivars(Longwangmao,Yiwofeng,BaiyubianandYouyi)ofDABIANapricot.The
resultshowedthat:1)Longwangmao,BaiyubianandYiwofengarecloselyrelated;2)Amongthese
threegroups,DABIANistheproductofA.sibiricaL.(=P.sibiricaL.)andA.vulgarisL.(=P.armeniaca
L.),itsharedahighsimilaritywithboth.TheevidenceshowsthatDABIANapricotissurelythenatural
hybridofA.vulgarisL.(=P.armeniacaL.)andA.sibiricaL.(=P.sibiricaL.).Clusteranalysissupportsthe
scientificopinionthatDABIANapricotisthenaturalhybridofA.vulgarisL.(=P.armeniacaL.)andA.
sibiricaL.(=P.sibiricaL.).
Keywords:Armeniaca,Phylogeneticrelationship,RAPD
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等[9]在国内外首先报道了应用 RAPD技术对杏种和
变种亲缘关系的研究结果,认为卜瑞安康杏(A.brig-
antinaVil=P.brigantinaVil)与普通杏和普通杏的
各个变种有非常远的亲缘关系,而紫杏(P.dasycarpa
Borkh=A.dasycarpaBorkh.)的亲缘关系介于卜瑞安
康杏和梅(P.mumeSieb=A.mumeSieb)之间。Toshi-
hide等[10]应用普通杏、西伯利亚杏、卜瑞安康杏和梅4
种杏属植物中的33个品种进行了RAPD分析,结果
显示卜瑞安康杏和西伯利亚杏与普通杏亲缘关系较
远。同时显示所有测试品种基本上被分为A、B两大
组,但是来源于中国包括“ 白杏”等在内的杏品种变异
非常大,没有被划分到A、B两组中,据此推测中国杏
是欧洲和中西亚国家杏品种之祖先。Hagen等[11]应用
AFLP标记对普通杏、梅、卜瑞安康杏、紫杏和藏杏(P.
armeniacavar.holosericeaBatal.=A.holosericeaKost.)
的 50品种(变种或类型)进行了亲缘关系研究,结果
显示所有的种都与普通杏有较近的亲缘关系。根据结
果认为野生 (P.armeniacaL.var.ansuMaxim.=A.
vulgarisL.var.AnsuMaxim.)和藏杏划分为普通杏的
变种比划分成为独立种更为合理。Hormaza[12]应用
SSR和RAPD标记技术对不同生态型的50个杏品种
进行了亲缘关系分析。在不同分子标记方法对比研究
领域,Hurtado等[13]经过对应用 RFLP、RAPD和 AFLP
3种分子标记对 16个杏品种亲缘关系研究结果的对
比分析认为,RAPD比 RFLP能够产生高的多态性,
而AFLP能够产生比RAPD更高的多态性。沈向[14]应
用 RAPD技术对桃、杏、李、樱桃间的亲缘关系进行
了研究表明,杏与李间有着较大的遗传差异,具有不
同的发育过程,中国樱桃和桃是由李分化形成的,杏
与甜樱桃间较近的亲缘关系。沈向[15]应用RAPD技术
对对 43个杏品种进行亲缘关系分析,认为“ 玛瑙杏”
和“ Tyrithos”(意大利)杏品种分别和新疆品种“ 晚佳
丽娜”和“ 弯腰杏”有较近亲缘。
1999—2002年,应用 RAPD技术探讨了“ 大扁
杏”与普通杏和西伯利亚杏之间的亲缘关系,以期为摸
清“ 大扁杏”和普通杏与西伯利亚杏之间的亲缘关系提
供科学依据。
1材料与方法
1.1试验材料
RAPD分析所需的叶片样品,均采自北京市农林
科学院林业果树研究所杏资源圃。供试材料和编号为:
西伯利亚杏(ArmeniacasibiricaL.)(1);2、普通杏(Ar-
meniacavulgarisL.)的 8个栽培品种葫芦杏(2)、骆驼
黄(3)、大偏头(5)、串枝红(6)、山黄杏(8)、早桔(10)、
北安河黄杏(12)、青岛大红杏(13);“ 大扁杏”的4个栽
培品种一窝蜂(4)、龙王帽(7)、柏峪扁(9)和优一(11);
重瓣杏(A.vulgarisL.var.MeixionensisZhang)(14);
李光杏(A.vulgarisL.var.glabraS.X.Sun)(15)。
1.2杏样品基因组DNA的提取
杏样品基因组 DNA的提取方法采用 Doyle等报
道的CTAB方法[16]。分别采用0.7%琼脂糖凝胶电泳方
法和Tu-100L型紫外分光光度计方法检测DNA的质
量和浓度。
1.3PCR扩增和电泳检测
RAPD-PCR反应在IdahoTechnolgyInc.生产的
AirThermo-Cycer1605毛细管PCR仪上进行。实验采
用 10μl反应体系,其中含 10mmol/LTris-HCl(pH
8.3),50mmol/LKCl,2.5mmol/MgCl2,0.01mg/ml明
胶,0.2mmol/LdNTPs,1.0UTaqDNA聚合酶,5ng模
板DNA,5μg牛血清蛋白,7.5ng随机引物。扩增反应
程序为前 2个循环 93℃变性 30s,36℃退火 40s,72℃
延伸 70s,退火至延伸变化斜率为 3;后 48个循环
93℃变性10s,36℃退火40s,72℃延伸70s,退火至延
伸变化斜率为 3,最后 72℃循环 5min。然后放置与
4℃下待电泳。在含有0.5μg/mlEB的0.1%琼脂糖凝
胶,100V电压的TAE电泳缓冲液中电泳 1h,最后在
12 3 4 5 67 89M 1011 12131415
图 1RAPD分析结果(选用引物 U03)
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紫外灯下拍照。
1.4电泳结果统计分析
应用NTSYS(1.80版)程序对实验数据进行分
析[17],并用UPGMA方法进行聚类。
2结果与分析
2.1基因组DNA的检测
用紫外分光光度对提取的DNA进行完整性和纯
度检测,检测结果证明被提取的DNA纯度较高,盐离
子、糖分及蛋白质含量相对较少。被提取的DNA样品
经0.7%琼脂糖凝胶电泳检测,DNA带亮而且较清晰,
孔道干净。
2.2引物筛选和RAPD分析
利用已经提取并经过检测的供试杏样品DNA进
行 RAPD引物筛选,共计筛选了 88个随机引物,除 6
个引物无扩增外,其余均产生2-12条多态谱带。其中
U03、A04、B06、C02、C10、C09和 D017个引物经过
重复产生了具有稳定的多态性。除“ 龙王帽”和“ 一窝
蜂”2个品种外,仅利用U03、C02、C10和B064个引
物便可以鉴别各个供试品种的遗传差异(图1,2)。
应用已经筛选出对供试样品具有稳定多态性的7
个引物,对15个供试杏品种(种)进行RAPD分析,共
计产生62条多态性带。占总带数的32.2%。
1 2 3 4 5 6 7 8 M 910 11 121314 15
图2RAPD分析结果(选用引物C02)
2.3应用RAPD分析结果探讨杏品种和种间亲缘关系
将RAPD多态性谱带结果用NTSYS程序进行数
据分析,并用 UPGMA方法进行聚类分析(图 3)。从
聚类分析图可以看出,如果从相似系数 0.65处划聚
类分析表征线可以将 15个供试杏品种(种)分为 5
组,分别为“ 北安河黄杏”、“ 重瓣杏”、“ 葫芦杏”、仁用
杏组(“ 一窝蜂”、“ 龙王帽”、“ 柏峪扁”和“ 西伯利亚
杏”)和其它品种组(包括“ 骆驼黄”、“ 大偏头”、“ 山黄
杏”、“ 早桔”、“ 优一”、“ 青岛大红杏”、“ 李光杏”、“ 串枝
红”)。 如果从相似系数0.75划聚类分析表征线可以
将 15个供试杏品种(种)分为 12组,除 3个主要“ 大
扁杏”杏(分别是“ 一窝蜂”、“ 龙王帽”、“ 柏峪扁”)和
“ 串枝红”与“ 李光杏”2个品种被分成同一组外,其它
10个供试杏品种(种)分别独立一组。即使从相似系
数0.95划聚类分析表征线,15个供试杏品种(种)被
分为 14组,也仍然把“ 一窝蜂”和“ 龙王帽”被分为同
图3根据RAPD分析数据对杏不同品种、种(变种)进行聚类分析的结果
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0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
1
4
7
9
2
3
8
13
15
5
6
10
11
12
14
0.72
1.00
0.90
0.63
0.52
0.79
0.73
0.90
0.71
0.73
0.69
0.73
0.59
0.56
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一组内,这说明“ 一窝蜂”和“ 龙王帽”之间有非常近的
亲缘关系。这一结果与对“ 一窝蜂”和“ 龙王帽”2品种
形态特征差异分类鉴定结果非常接近。在田间“ 一窝
蜂”和“ 龙王帽”的表现,除产量、果实大小和杏仁形状
略有差异外,其它性状完全一样,以至于在选择发展
“ 大扁杏”栽培品种时,生产者常常不计较和忽略对 2
品种之间的选择。
3讨论
根据作者近20年在同一地点对“ 大扁杏”不同品
种、西伯利亚杏(A.sibiricaLam.)和200余普通杏(A.
vulgarisLam.)品种包括植物学特征(叶、枝、花、果、种
子和杏仁、树冠等)与生物学特性(物候期和果实生长
发育特点等)的观察,发现“ 大扁杏”在树冠大小、枝条
生长特征、果实性状,以及物候期等均介于普通杏和
西伯利亚杏之间。
普通杏与西伯利亚杏之间最大的差异是前者果实
相对较大(果实直径通常大于 3cm),果肉多汁,成熟
时果实不开裂;后者果实相对较小(果实直径通常小
于2cm),果肉干燥,成熟时果实开裂[1,2];另外,根据作
者多年来观察,正常气候条件下前者盛花期较后者晚
3~4d。“ 大扁杏”果实横径通常3.5~4.0cm(依品种不同
而变化),果实明显较大多数普通杏品种小,但明显比
西伯利亚杏大;果实成熟初期不开裂,中后期开裂,果
肉同西伯利亚杏一样酸涩缺乏汁液不能食用;盛花期
较普通杏早1~2d,较西伯利亚杏晚2d左右。同时,作
者曾多次到“ 大扁杏”的代表品种“ 龙王帽”和“ 柏峪
扁”的原产地北京市门头沟区黄塔乡龙王村和柏峪村
考察,发现这 2个品种原产地地处海拔 600~800m的
山坡,是普通杏和西伯利亚杏的混交分布带,具备种
间杂交的自然条件。研究中应用 RAPD标记技术对
包括“ 大扁杏”、西伯利亚杏和普通杏在内的杏品种间
(种)进行亲缘关系分析,从聚类分析结果可以看出,3
个“ 大扁杏”品种(“ 一窝蜂”、“ 龙王帽”和“ 柏峪扁”)与
普通杏其它的品种有较近的亲缘关系,同时与西伯利
亚杏有更近的亲缘关系。罗新书[18,21]等利用孢粉学[18]、
吕英民等利用同工酶分析[19~21]的研究结果支持“ 龙王
帽”(“ 大扁杏”的代表品种之一)是普通杏与西伯利亚
杏的自然杂交种的观点。笔者研究的 RAPD分析结
果进一步支持了这一观点。
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(责任编辑:回文广)
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