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枇杷属植物遗传多样性的ISSR分析



全 文 :第 46 卷 第 4 期
2 0 1 0 年 4 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 46,No. 4
Apr.,2 0 1 0
枇杷属植物遗传多样性的 ISSR分析
王永清1 付 燕2 杨 芩3 罗 楠1 邓群仙1 严 娟1 曾建国4 阮光伦5
(1. 四川农业大学林学园艺学院 雅安 625014;2. 黔东南民族职业技术学院植物组培中心 凯里 556000;
3. 凯里学院环境与生命科学学院 凯里 556011;4. 成都市龙泉驿区农村发展局 成都 610100;
5. 重庆市涪陵区果品办公室 重庆 408000)
摘 要: 采用 ISSR 技术对 41 份枇杷属植物材料进行分类和遗传多样性研究。从 100 条引物中筛选出 20 条引物
共产生 436 条带,其中多态性带 392 条,占 89. 9%。平均有效等位基因数为 1. 3,平均 Nei’s 基因多样性指数为
0. 208 5,平均 Shannon 信息指数为 0. 332 3,表明枇杷属植物中具有较丰富的遗传多样性。发现特异性条带 33 个,
但并未发现春季开花或秋冬开花的特异标记,所用 ISSR 标记分析枇杷属植物的亲缘关系所得聚类结果表明,开花
时期不能作为枇杷属植物的分类依据。相似系数 0. 722 可将 41 份枇杷属植物分为野生类群和栽培类群,而栽培品
种却不能按单一性状进行聚类。对枇杷属植物的分类方法进行讨论。
关键词: 枇杷属;ISSR;分类;遗传多样性
中图分类号:S718. 46;S718. 49 文献标识码:A 文章编号:1001 - 7488(2010)04 - 0049 - 09
收稿日期:2008 - 12 - 30。
基金项目:四川省“十一五”农作物育种攻关项目(2006YZGG - 07 - 10)。
Genetic Diversity of Eriobotrya Analyzed by ISSR Markers
Wang Yongqing1 Fu Yan2 Yang Qin3 Luo Nan1 Deng Qunxian1 Yan Juan1 Zeng Jianguo4 Ruan Guanglun5
(1. College of Forestry and Horticulture,Sichuan Agricultural University Ya’an 625014;
2. Center for Plant Tissue Culture,Qiandongnan Nationality Professional Technology College Kaili 556000;
3. College of Environmental and Life Science,Kaili University Kaili 556011;
4. Bureau of Rural Area Development of Longquanyi,Chengdu Chengdu 610100;5 . Fruit Office of Fuling,Chongqing Chongqing 408000)
Abstract: The genetic diversity of Eriobotrya was analyzed by ISSR markers. Twenty primers selected from 100
candidates were applied to the amplification which produced 436 bands. Of them 392 bands (89. 9%)were polymorphic.
The average effective number of alleles,Nei’s gene diversity and Shannon’s information index were 1. 3,0. 208 5 and
0. 332 3,respectively,suggesting that the accessions was comparatively great genetic diversity. There were 33 specific
markers,but no specific markers for spring florescence or autumn-winter florescence were found. The spring florescence
accessions could not be clustered to one group according to the dendrogram,suggesting that it might be inappropriate to
use florescence as a criterion for the classification of Eriobotrya. The 41 loquat accessions could be divided into wild type
and cultivated type with the similarity coefficient of 0. 722,while the cultivated type could not be further classified
according to a single trait. Based on the data,a discussion was made on the classification methods of Eriobotrya.
Key words: loquat(Eriobotrya);ISSR;genetic relationship;genetic diversity
枇 杷 属 (Eriobotrya)植 物 属 于 蔷 薇 科
(Rosaceae)苹果亚科(Maloideae),原产中国(Lin et
al.,1999),是我国主要果木类经济树种(胡芳名等,
2006)。枇杷属植物约有 30 种,主要分布于亚洲亚
热带和温带地区,其中原产于中国的有 21 个种(包
括种、变种和变型)(林顺权等,2004)。
研究枇杷属植物遗传多样性和分类对枇杷属植
物种质资源保护、遗传改良和种质创新及新品种培
育具有重要意义。关于枇杷属植物遗传多样性的研
究已有一些报道,但直到近年才有少量分子生物学
方面的研究报道,其结论也不尽一致。例如,潘新法
等(2002)、孟祥勋等(2003)对不同枇杷品种的基因
组 DNA 进行 RAPD 分析,结论是不同枇杷品种基因
型间存在着丰富的遗传多样性;蔡礼鸿等(2005)采
用等位酶和基因型指纹分析法研究普通枇杷
(Eriobotrya japonica)及 4 个野生近缘种,也表明有
丰富的遗传多样性;而 Badenes 等 (2003)采用
RAPD 研究来自西班牙、日本、意大利和葡萄牙的普
林 业 科 学 46 卷
通枇杷材料,却发现它们的遗传多样性很窄。关于
枇杷属植物分类,同样存在着争议。章恢志等
(1990)根据开花时期将原产中国的枇杷属植物分
为春季开花类型和秋冬开花类型,但杨向晖等
(2007a)对此提出了质疑,认为以开花时期作为枇
杷属植物分类的依据值得商榷。大渡河枇杷(E.
prinoides var. dadunensis)的分类地位也是迄今为止
悬而未决的问题。章恢志等(1990)将其定为变种,
而唐蓓(1997)通过核型及过氧化物同工酶分析,认
为它 可 能 来 源 于 普 通 枇 杷 和 栎 叶 枇 杷 (E.
prinoides)的杂种,杨向晖等(2007b)也支持大渡河
枇杷可能是普通枇杷与栎叶枇杷的杂交种的观点。
此外,传统的枇杷品种分类有依生态类型划分、依果
肉颜色划分、依果型划分、依用途划分、依成熟期划
分、依经济地位划分(邱武陵等,1996),Badenes 等
(2000)还提出将枇杷品种按地理来源分为中国类
型和日本类型。因此,要澄清枇杷属植物遗传多样
性和分类上存在的问题,还需要开展更多的研究。
ISSR(inter simple sequence repeats,即简单重复
序列区间)利用人工合成的 17 ~ 24 个核苷酸重复序
列作为引物,在引物的 3’端或 5’端加上 2 ~ 4 个随
机选择的简并核苷酸,对传统的 SSR 之间的 DNA
序列进行扩增,而不是扩增 SSR 本身(Ziekiewicz et
al.,1994)。与 SSR 相比,ISSR 不需要预先获知序列
信息,操作简单;不需要酶切,其成本比 AFLP 低;由
于重复序列在基因组中是变异最快的成分,又由于
ISSR 的引物比 RAPD 的引物(10 碱基)更长,可以
使用更高的退火温度(45 ~ 60 ℃),所以 ISSR 比
RAPD 拥有更高的重复性和可靠性。近年来,ISSR
技术已在芒果 (Mangifera indica)(Eiadthong et al.,
1999;王家保等,2007)、梨 (Pyrus communis)(Luisa
et al.,2001)、葡萄 (Vitis )(Moreno et al.,1998;吴子
龙等,2006)等多种果树上得到了广泛应用,证明其
结果稳定可靠,是研究果树植物遗传多样性和种质
资源鉴定的有效手段;但在枇杷属植物中的应用仅
见很少初步研究报道(Wu et al.,2006;Xu et al.,
2006)。本研究运用 ISSR 技术对 41 份枇杷属植物
材料进行分类和遗传多样性研究,旨在从分子水平
上为 澄 清 枇 杷 属 植 物 的 上 述 问 题 提 供 更 多
的依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
试验材料采自华南农业大学枇杷种质资源圃、
四川省成都市龙泉驿区、四川省井研县和四川农业
大学园艺植物生物技术研究中心枇杷种质资源圃,
供试材料的种、品种(系)名称及原产地见表 1。采
集新梢未展开的嫩叶,用冰壶保存带回实验室,置于
- 70 ℃冰箱中备用。
表 1 试验材料
Tab. 1 The materials used in the study
编号
No.
种、品种(系)
Species,cultivar(line)
原产地
Origin
1 窄叶枇杷 E. henryi 中国 China
2 台湾枇杷 E. deflexa 中国 China
3 台湾枇杷恒春变种
E. deflexa var. koshunensis 中国
China
4 南亚枇杷 E. bengalensis 中国 China
5 广西枇杷 E. kwangsiensis 中国 China
6 香花枇杷 E. fragrans 中国 China
7 栎叶枇杷 E. prinoides 中国 China
8 大渡河枇杷 E. prinoides var. dadunensis 中国 China
9 ‘美满’ E. japonica‘Meiman’ 中国 China
10 ‘龙泉 5 号’ E. japonica‘Longquan 5’ 中国 China
11 ‘洛阳青’ E. japonica‘Luoyangqing’ 中国 China
12 ‘红灯笼’ E. japonica‘Hongdenglong’ 中国 China
13 ‘金钟’ E. japonica‘Jinzhong’ 中国 China
14 ‘大五星’ E. japonica‘Dawuxing’ 中国 China
15 ‘早钟 6 号’ E. japonica‘Zaozhong 6’ 中国 China
16 ‘田中’ E. japonica‘Tanaka’ 中国 China
17 ‘伍桥’ E. japonica‘Wuqiao’ 日本 Japan
18 ‘房光’ E. japonica‘Fangguang’ 日本 Japan
19 ‘有间’ E. japonica‘Youjian’ 日本 Japan
20 ‘长崎’ E. japonica‘Nagasaki’ 日本 Japan
21 ‘改良田中’ E. japonica‘UpTanaka’ 日本 Japan
22 ‘理见’ E. japonica‘Lijian’ 日本 Japan
23 ‘有永’ E. japonica‘Yoshi’ 日本 Japan
24 ‘茂木’ E. japonica‘Mogi’ 日本 Japan
25 ‘汤川’ E. japonica‘Yokawa’ 日本 Japan
26 ‘大房’ E. japonica‘Obusa’ 日本 Japan
27 ‘解放钟’ E. japonica‘Jiefangzhong’ 中国 China
28 ‘白玉’ E. japonica‘Baiyu’ 中国 China
29 ‘川农 1 号’ E. japonica‘Chuannong 1’ 中国 China
30 ‘川农 2 号’ E. japonica‘Chuannong 2’ 中国 China
31 ‘Algerie’ E. japonica‘Algerie’ 西班牙 Spain
32 ‘Itaniao’ E. japonica‘Itaniao’ 意大利 Italy
33 ‘Javierin’ E. japonica‘Javierin’ 西班牙 Spain
34 ‘Bianco’ E. japonica‘Bianco’ 意大利 Italy
35 ‘黄金块’ E. japonica‘Golden Nugget’ 美国 U. S. A
36 ‘Ulera’ E. japonica‘Ulera’ 西班牙 Spain
37 ‘泸州 6 号’ E. japonica‘Luzhou 6’ 中国 China
38 ‘早红 1 号’ E. japonica‘Zaohong 1’ 中国 China
39 ‘早红 4 号’ E. japonica‘Zaohong 4’ 中国 China
40 ‘华宝 2 号’ E. japonica‘Huabao 2’ 中国 China
41 ‘川农 3 号’ E. japonica‘Chuannong 3’ 中国 China
1. 2 DNA 提取
参照刘月学等(2005)CTAB –蛋白酶 K 法略有
改动,提取物用 100 μL 去离子水溶解,核酸蛋白仪
测定 DNA 的浓度和纯度,并用 0. 8 %琼脂糖凝胶电
泳检测其完整性,- 20 ℃保存。
1. 3 引物选择
所用引物为加拿大哥伦比亚大学公布的第 10
套 ISSR 引物,由上海生物工程有限公司合成。
05
第 4 期 王永清等:枇杷属植物遗传多样性的 ISSR 分析
1. 4 PCR 扩增
PCR 扩增总体积为 25 μL,包括 60 ng 模板
DNA,10 × PCR buffer 2. 5 μL,2. 0 mmol·L - 1 MgCl2,
0. 15 mmol·L - 1 dNTPs,0. 3 μmol·L - 1 引物,1. 5 U
Taq 酶。PCR 反应在 PTC-200 型基因扩增仪(美国
BIO-RAD 公司)中进行。扩增程序为:94 ℃预变性
5 min;94 ℃变性 1 min,退火 70 s,72 ℃ 延伸 1. 5
min,40 个循环后再 72 ℃延伸 7 min,4 ℃保存。扩
增产物用 1. 5% 琼脂糖凝胶电泳 2 h,溴化乙锭染
色,Syngene 凝胶成像仪观察拍照。
1. 5 数据统计与分析
电泳图谱中的每一条带均代表了引物与模板
DNA 互补的 1 对结合位点,可记为 1 个分子标记。
每个反应重复 2 次,以 2 次重复中稳定出现的扩增
带作为统计对象,有电泳带记为 l,无电泳带记为 0,
形成 0 / l 矩 阵 图 输 入 计 算 机。利 用 NTSYSpc
(2. 10)软件进行分析,相似系数采用 Dice 系数,最
后用 UPGMA 方法聚类 (姜静等,2002)。采用
POPGENE32 计算有效等位基因数(N e),Shannon 信
息指数(I)与 Nei’s 基因多样性指数(H)(Yeh et
al.,1997)。
2 结果与分析
2. 1 扩增结果
从 100 条 ISSR 引物中筛选出多态性效果好的
20 条引物用于 ISSR 扩增。选出的 20 条引物序列
及其扩增结果列于表 2。供试引物共扩增出了 436
个 DNA 片段,平均每个引物获得 21. 8 条带,其中多
态性位点 392 个,占 89. 9%。扩增条带最多的引物
为 UBC807 和 UBC836,均有 26 条扩增带;UBC814
扩增带最少,为 12 条。UBC856 和 UBC899 扩增的
多态性百分率最高,为 100%,而 UBC814 扩增的多
态性百分率最低,为 58. 3%。扩增出的 DNA 片段
大多在 200 ~ 1 500 bp。所有供试材料具有相同的主
扩增带,多态性表现在次扩增带上。
2. 2 ISSR 特异性标记
在本研究中,20 条引物共产生了 33 条特异性
条带,图 1 为引物 UBC811 和 UBC895 对 41 份枇杷
属植物材料基因组 DNA 扩增带型,表 3 所列为具有
ISSR 特异性条带的种、品种(系)。可以看出,窄叶
枇杷的特异性标记最多,为 6 条,其次为台湾枇杷,
为 5 条,栎叶枇杷 3 条,广西枇杷 2 条,南亚枇杷、台
湾枇杷恒春变种、香花枇杷和大渡河枇杷各 1 条。
普通枇杷中只有部分品种(系)具特异性标记,其中
‘伍桥’、‘解放钟’、‘白玉’和‘川农 3 号’各 2 条,
‘洛阳青’、‘房光’、‘川农 2 号、‘泸州 6 号’和‘黄
金块’各 1 条。此外,还观察到特异性缺失带,如窄
叶枇杷在 UBC880 1 000 bp、台湾枇杷在 UBC815
400 ~ 500 bp、南亚枇杷在 UBC841 700 bp 各有 1 条
缺失带。
表 2 ISSR 分析中优选的 20 条引物的扩增结果①
Tab. 2 The amplification results of the 20 primers
used for ISSR analysis
引物
Primer
序列 Sequence
(5′—3′)
Nb Npb P pb /%
UBC807
UBC810
UBC811
UBC814
UBC815
UBC834
UBC835
UBC836
UBC840
UBC841
UBC842
UBC856
UBC857
UBC864
UBC873
UBC876
UBC880
UBC881
UBC895
UBC899
总计 Total
(AT)8 G
(GA)8 T
(GA)8 C
(CT)8 A
(CT)8 G
(AG)8 GTT
(AG)8 GTC
(AG)8 GTA
(GA)8 GTT
(GA)8 GTC
(GA)8 GTG
(AC)8 GTA
(AC)8 GTG
(ATG)6
(GACA)4
(GATA)2(GACA)2
(GGAGA)3
(GGGTG)3
AGAGTTGGTA
GCTCTTGATC
CATGGTGTTGG
TCATTGTTCCA
26
23
20
12
19
25
20
26
25
21
23
17
24
18
20
22
21
24
25
25
436
25
19
18
7
17
23
16
24
22
17
21
17
23
16
18
19
19
22
24
25
392
96. 2
82. 6
90. 0
58. 3
89. 5
92. 0
80. 0
92. 3
88. 0
80. 9
91. 3
100. 0
95. 8
88. 9
90. 0
86. 4
90. 5
91. 7
96. 0
100. 0
89. 9
①Nb:扩增带数 Number of amplified bands;Npb:多态性带数
Number of polymorphic bands;P pb:多态性带百分率 Percentage of
polymorphic bands.
2. 3 相似系数
从表 4 可以看出,41 份枇杷属植物材料间的相
似系数为 0. 621 6 ~ 0. 910 6,平均相似系数0. 770 3。
其中‘伍桥’和‘长崎’之间的相似系数最大,为
0. 910 6;窄叶枇杷和‘房光’之间的相似系数最小,
为 0. 621 6。野生资源与各栽培品种(系)之间的平
均相似系数都较小,其中台湾枇杷与栽培品种平均
相似系数最小,为 0. 679 8,大渡河枇杷与各栽培品
种之间的相似系数最大,为 0. 754 8。
2. 4 遗传多样性
从表 5 看出,同一引物组合所检测的不同位点
的遗传多样性程度存在较大差异。41 份枇杷材料
的平均有效等位基因数为 1. 3,平均 Nei’s 基因多样
15
林 业 科 学 46 卷
图 1 引物 UBC811(A)和 UBC895(B)对 41 份枇杷属植物材料基因组 DNA 扩增带型
Fig. 1 Banding pattern of 41 loquat accessions amplified by primer UBC811(A)and UBC895(B)
材料编号同表 1,箭头所指为特异性标记。Accession codes refer to the samples listed in Tab. 1,and arrow-heads to specific bands.
表 3 具有 ISSR 特异性标记的种、品种(系)
Tab. 3 Species and cultivars (lines)and their ISSR specific markers
种、品种(系)Species,cultivar (line) 特异性标记 Specific marker
窄叶枇杷 E. henryi
UBC811 600;UBC835 500 ~ 600;UBC834 200;
UBC881 1 000 ~ 1 500;UBC840 300 ~ 400,400 ~ 500
台湾枇杷 E. deflexa
UBC841 600 ~ 700,1 000 ~ 1 500;
UBC815 800 ~ 900;UBC842 300 ~ 400
台湾枇杷恒春变种 E. deflexa var. koshunensis UBC857 700 ~ 800
南亚枇杷 E. bengalensis UBC873 1 000 ~ 1 500
广西枇杷 E. kwangsiensis UBC880 300 ~ 400;UBC815 1 000 ~ 1 500
香花枇杷 E. fragrans UBC811 800 ~ 900
栎叶枇杷 E. prinoides UBC814 1 000 ~ 1 500;UBC807 400 ~ 500
大渡河枇杷 E. prinoides var. dadunensis UBC895 200 ~ 300
‘洛阳青’ E. japonica‘Luoyangqing’ UBC807 400 ~ 500
‘伍桥’ E. japonica‘Wuqiao’ UBC880 500 ~ 600;UBC842 300 ~ 400
‘房光’ E. japonica‘Fangguang’ UBC873 1 000 ~ 1 500
‘解放钟’ E. japonica‘Jiefangzhong’ UBC842 300 ~ 400,1 000 ~ 1 500
‘白玉’ E. japonica‘Baiyu’ UBC895 200 ~ 300;UBC857 800 ~ 900
‘黄金块’ E. japonica‘Golden Nugget’ UBC899 400 ~ 500
‘川农 2 号’ E. japonica‘Chuannong 2’ UBC841 200 ~ 300
‘川农 3 号’ E. japonica‘Chuannong 3’ UBC873 1 500 ~ 2 000
‘泸州 6 号’ E. japonica‘Luzhou 6’ UBC841 700 ~ 800
25
第 4 期 王永清等:枇杷属植物遗传多样性的 ISSR 分析 35
林 业 科 学 46 卷45
第 4 期 王永清等:枇杷属植物遗传多样性的 ISSR 分析
性指数 0. 208 5,平均 Shannon 信息指数0. 332 3;各
位点遗传多样性程度也存在较大差别,Nei’s 基因
多样性最大值 0. 305 1,最小值 0. 138 3,Shannon 信
息指数最大值 0. 463 3,最小值 0. 209 7。
表 5 41 份枇杷属植物材料的遗传多样性①
Tab. 5 Genetic diversity of 41 loquat accessions
引物 Primer N a N e H I
UBC811 2. 0 1. 4 0. 234 5 0. 370 3
UBC814 1. 6 1. 3 0. 138 3 0. 209 4
UBC880 1. 9 1. 2 0. 162 1 0. 273 6
UBC815 1. 9 1. 3 0. 197 7 0. 318 8
UBC841 1. 9 1. 2 0. 165 5 0. 280 2
UBC895 2. 0 1. 4 0. 265 0 0. 412 4
UBC864 1. 9 1. 3 0. 202 7 0. 328 2
UBC876 1. 8 1. 2 0. 170 2 0. 285 9
UBC810 1. 8 1. 3 0. 204 2 0. 318 7
UBC856 2. 0 1. 4 0. 241 4 0. 388 3
UBC840 1. 9 1. 3 0. 180 7 0. 296 6
UBC835 1. 8 1. 3 0. 186 0 0. 296 4
UBC834 1. 9 1. 4 0. 267 7 0. 410 0
UBC842 1. 9 1. 4 0. 240 1 0. 376 4
UBC836 1. 9 1. 4 0. 222 3 0. 354 7
UBC881 1. 9 1. 3 0. 185 6 0. 300 4
UBC873 1. 9 1. 3 0. 197 0 0. 304 8
UBC807 2. 0 1. 3 0. 196 9 0. 322 8
UBC899 2. 0 1. 5 0. 305 1 0. 463 3
UBC857 2. 0 1. 3 0. 206 8 0. 334 3
平均 Mean 1. 9 1. 3 0. 208 5 0. 332 3
① N a:观察的等位基因数 Observed number of alleles;N e:有效
等位基因数 Effective number of alleles;H:Nei’s 遗传多样性 Nei’s
gene diversity;I:Shannon 信息指数 Shannon’s information index.
2. 5 聚类分析
图 2 为 41 份枇杷属植物材料的 ISSR 聚类图。
在相似系数为 0. 722 时,可将所有供试材料分为 2
大类:第 1 类为野生资源,包括窄叶枇杷、台湾枇杷、
台湾枇杷恒春变种、南亚枇杷、广西枇杷、香花枇杷、
栎叶枇杷和大渡河枇杷;第 2 类为栽培品种。在相
似系数为 0. 761 时又可将第 2 类中的 33 份栽培品
种分为 4 组:第 1 组为‘白玉’;第 2 组为‘早钟 6
号’和‘解放钟’;第 3 组为‘美满’、‘洛阳青’、‘红
灯笼’、‘龙泉 5 号’和‘大五星’;第 4 组为‘龙泉 1
号’、‘川农 3 号’、‘田中’等 25 个品种(系)。
3 讨论
3. 1 枇杷花期分类的可靠性
一般而言,枇杷属植物确有秋冬开花和春季开
花之分(邱武陵等,1996)。然而,同样是普通枇杷
的栽培品种如‘解放钟’和‘早钟 6 号’,在福建原产
地是正常的秋冬开花,引种到云南和四川攀西干热
河谷地区,则全部变成初夏(5 月)开花(杨向晖,
2005);而春季开花的台湾枇杷引种到四川雅安后
变成了冬季开花(图 3)。本研究中所用的 41 份枇
杷属植物材料中,属春季开花的有窄叶枇杷、台湾枇
图 2 建立在 ISSR 数据基础上的 41 份枇杷属植物材料的聚类图
Fig. 2 The dendrogram of 41 loquat accessions based on ISSR markers
材料编号同表 1。Accession codes refer to the samples listed in Tab. 1.
55
林 业 科 学 46 卷
杷、台湾枇杷恒春变种、广西枇杷和香花枇杷,属秋
冬开花的有栎叶枇杷、大渡河枇杷和普通枇杷中的
33 个品种(系)。在所选用的 20 条引物中未能发现
春季开花或秋冬开花的特异标记,同时聚类结果也
不能把春花型和秋冬开花型分开。可见,对于枇杷
属植物,开花时期不宜作为分类的依据。
图 3 台湾枇杷在四川雅安冬季开花
Fig. 3 E. deflexa blossoms in winter in Ya’an,Sichuan,China
2008 年 12 月 5 日拍摄于四川农业大学园艺植物生物技术研
究中心枇杷种质资源圃。The photo was taken on December 5,
2008 at the Horticultural Biotechnology Research Center of
Sichuan Agricultural University.
3. 2 枇杷栽培品种分类
枇杷栽培品种通常可依生态类型、果肉颜色、果
型、用途、成熟期、经济地位 6 种方法分类(邱武陵
等,1996),也有提出按地理来源分为中国类型和日
本类型(Badenes et al.,2000)。然而,ISSR 研究表
明枇杷栽培品种并不能按上述某一个因素进行聚
类。如本研究中,‘川农 1 号’和‘川农 2 号’果肉颜
色不同,首先聚在一起,而‘川农 2 号’与‘白玉’同
为白肉,却相距甚远,说明本研究结果显示,果肉的
颜色没有体现为分类的决定因素,只体现为影响分
类的因素之一。‘大五星’与‘田中’果型相似,也不
能聚在一起。而‘川农 3 号’与‘龙泉 1 号’聚在一
起,是由于前者的亲本之一为‘龙泉 1 号’。同样,
源自‘解放钟’与‘森尾早生’杂交后代的‘早钟 6
号’也首先与‘解放钟’聚在一起。枇杷栽培历史
长,长期异花授粉,变异性高,且种植广泛,各地区种
质交流频繁,使得地域阻隔减弱,原产于中国和日本
的枇杷品种并不能各自单独聚为一类。由此可见,
枇杷栽培品种的分类,不应该取决于单一性状或少
数性状,而应该考虑多个性状的综合表现。
3. 3 枇杷属植物遗传多样性
枇杷属植物在分子标记上呈现遗传多样性。例
如,杨向晖(2005)对原产于中国的 18 个枇杷属植
物进行研究,通过 RAPD 和 AFLP 2 种标记获得的多
态性百分率分别为 100% 和 97. 82%;孟祥勋等
(2003)用 14 条随机引物对 11 个枇杷栽培品种分
析,多态性程度为 84. 21%;陈义挺等(2007)对 65
份枇杷种质资源进行 RAPD 分析,多态性高达
100%。本研究从多态性百分率、有效等位基因数
(N e)、Nei’s 遗传距离(H)和 Shnnon 信息指数(I)
也可以看出,枇杷属植物表现出较丰富的遗传多样
性。所有材料具有相同的主扩增带,说明枇杷属植
物各种、品种之间具有一定同源性,其多态性主要表
现在次扩增带上。结合前人研究结果,可以看出枇
杷在其原产地种质资源比较丰富,具有相对丰富的
遗传多样性。不同种类之间基因差异较大,可能是
由于枇杷既可自花授粉又可异花授粉,杂种后代变
异较大。Soriano 等(2005)指出,欧洲的主栽品种虽
然在植物学性状上差异较大,但 SSR 分析表明它们
的遗传背景相当狭窄,究其原因是由于枇杷由中国
经日本传入欧洲后,自花授粉几率相对较高,并且主
要以芽变选育新品种,这与 Vilanova 等(2001)的研
究结果一致。
3. 4 大渡河枇杷的分类地位
大渡河枇杷的分类地位历来存在争议。一种观
点认为大渡河枇杷是普通枇杷的始祖。这是建立在
大渡河枇杷的生物学形态特征、花特征和同工酶分
析基础上,结合贡嘎山东南坡的地理位置和气候特
点做出的初步推断,认为大渡河枇杷的系统位置处
于栎叶枇杷和普通枇杷之间,且略偏向于栎叶枇杷
(章恢志等,1990;李晓林等,1992;蔡礼鸿等,
2005)。另一种观点则认为,大渡河枇杷可能作为
一个独立种存在,它来源于普通枇杷与栎叶枇杷的
杂种,这个结论得到核型分析(唐蓓,1997)及 RAPD
和 AFLP 分析(杨向晖等,2007b)的支持。
本研究运用 ISSR 对三者的遗传关系进行研究,
相似系数分析表明,大渡河枇杷和普通枇杷的平均
相似系数(0. 754 8)处于栎叶枇杷和大渡河枇杷的
相似系数(0. 821 1)与普通枇杷和栎叶枇杷的平均
相似系数(0. 721 9)之间,这与章恢志等(1990)、蔡
礼鸿等(2005)、唐蓓(1997)和杨向晖等(2007b)分
别对 3 种枇杷形态、花粉特征、同工酶、核型分析以
及分子标记等得出的结果一致,即大渡河枇杷系统
位置应在普通枇杷和栎叶枇杷之间,偏向于栎叶枇
杷,是连接普通枇杷与其他枇杷属植物的纽带。
ISSR 谱带的叠加性分析表明,以大渡河枇杷作为待
定杂种获得的叠加性最高(45. 8%),而将栎叶枇杷
和普通枇杷作为待定杂种,其叠加性都降低(分别
65
第 4 期 王永清等:枇杷属植物遗传多样性的 ISSR 分析
为 32. 9%和 38. 1%),说明谱带的叠加是由于杂交
的缘故,而不是来源于共同的祖先,这与杨向晖等
(2007b)的结果相一致。此外,ISSR 扩增出的特异
性条带表明,栎叶枇杷和普通枇杷的特异性扩增带
在大渡河枇杷中均存在(如栎叶枇杷在 UBC876-200
bp、普通枇杷在 300 bp 和 450 bp 左右的特异性扩增
带均在大渡河枇杷中出现),大渡河枇杷能囊括栎
叶枇杷和普通枇杷的特异性条带,而后二者却不能
分别囊括其他二者的特异性条带。 ISSR 标记是显
性标记,根据后代中含有父本和母本的特异性带,可
以确定杂种(王红霞等,2006),这进一步支持了相
似系数与待定杂种谱带叠加性分析的结果。而唐蓓
(1997)的核型分析结果也表明大渡河枇杷既有 3A
型(同普通枇杷),也有 2A 型(同栎叶枇杷),这可能
是 F1 代自交后产生广泛分离的 F2 代,在 F2 代中出
现了类似于双亲的表型。
综上所述,本研究的多方面的证据均表明,大渡
河枇杷可能起源于普通枇杷和栎叶枇杷的杂种,这
与唐蓓(1997)的同工酶和核型分析、杨向晖等
(2007)的 RAPD 和 AFLP 分析的结果相一致。
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