杜鹃花遗传多样性及品种分类研究

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

本项目受国家自然科学基金项目(K305021401)和国际科技合作基金项目(A213021501)的资助。

杜鹃花遗传多样性及品种分类研究
摘要
杜鹃花(Rhododendron SPP.)是属于杜鹃花科( Ericaceae)杜鹃花属的植物的总称,具有树姿优美、花繁色艳、四季常绿等特点,观赏价值极高,广泛分布于我国南北各地,在盆景生产、旅游景观开发和城市园林绿化中起到了重要作用。

但目前我国杜鹃花品种资源存在着系统分类不明确、资源不清楚、新品种命名和分类混乱等问题,这些影响了对杜鹃花品种资源的保护和品种登陆。

此外,由于受西藏地区特殊的地理位置的影响,对西藏地区野生杜鹃花种质资源现状、种群间的遗传多样性水平和种群内和种群间的变异特点等的研究不足,这严重影响了对西藏地区杜鹃花种质资源的合理开发应用和科学的保护,严重阻碍了杜鹃花的育种工作的开展。

因此,为保护西藏地区野生杜鹃花资源的多样性和对其资源的合理开发和利用,为进一步的杜鹃花品种资源的资源多样性以及品种分类研究奠定基础,本研究连续两年对西藏地区的野生杜鹃花资源进行调查和分析,采用 ISSR和AFLP两种分子标记技术对杜鹃花的亲缘关系和种群遗传多样性进行了研究;先后调查了两个地市的杜鹃花品种资源,利用表型性状的数量分类研究和ISSR和AFLP分子标记技术对杜鹃花品种进行亲缘关系和分类初探。

主要结论如下:
1.调查并收集了杜鹃花品种资源,选择具有代表性的15个品种进行形态学分类研究。

统计并整理了杜鹃花品种的42个性状指标,包括叶片解剖结构数据和植株表型性状,对所有统计的性状指标进行了R型聚类分析以及主成分分析,选出了影响力较大的11个性状,得到了影响品种分类较大的形态特征。

2.补充了部分具有代表性的杜鹃花品种作为供试材料,利用ISSR和AFLP分子标记技术分析17个杜鹃花品种的亲缘关系。

ISSR和AFLP均扩增出了多态性高的基因片段,其中ISSR筛选得到的引物共扩增出133个基因位点,多态位点129个;AFLP实验共扩增出267个基因片段位点,获得多态位点251个。

两种标记的聚类分析中,17个品种均被分成了两个大类,其中一类有相同的杜鹃花品种,结果表明在不考虑种源的情况下,花期是影响杜鹃花品种分类的重要因素。

3.利用ISSR分子标记技术研究分析了位于色季拉山的8个杜鹃花野生种之间的亲缘关系。

实验筛选得到了8个扩增效果比较好的引物,共扩增出343个DNA片段条带,其中335条是多态性条带。

根据获得的遗传一致度对8个杜鹃花野生种进行聚类分析,结果表明测试的8个杜鹃花种间有相近的遗传背景,被聚类为两大类。

研究发现,8个野生种之间形态学分类与遗传分类结果有一定程度的异同,形态学研究可作为研究亲缘关系的辅助手段。

4.调查并选取了西藏地区具有代表性的野生杜鹃花种群进行种群间遗传多样性分析。

利用ISSR分析了三花杜鹃(R.triflorum)6个种群间的遗传多样性,共筛选得到11
条扩增效果较好的引物,扩增118个基因位点,114个多态性位点。

6个种群的多态位点百分率为63.56~82.2、有效等位基因数 1.282~1.4452、 Nei’s遗传多样性指标0.1771~0.2645、 Shannon信息指数0.2773~0.4008,表明种群内的遗传多样性水平较高,且物种水平的多态位点百分率为98.31、有效等位基因数1.5751、 Nei’ s遗传多样性指标0.3382、 Shannon信息指数0.5085,物种的遗传多样性水平较高。

分子方差分析表明三花杜鹃的遗传多样性主要来源是种群内的遗传变异。

聚类结果表明种群间的遗传距离与其地理距离没有显著的相关性。

5.利用AFLP分析三花杜鹃6个种群间的遗传多样性,共筛选得到5对引物,共扩增出169个基因位点,161个多态位点。

6个种群的多态位点百分率分布范围为52.07~8
6.39、有效等位基因数为1.2079~1.4109、 Nei’ s遗传多样性指标0.138~0.2517、Shannon信息指数0.228~0.3887,表明种群内的遗传多样性水平较高。

物种水平的多态位点百分率为95.86、有效等位基因数1.5138、 Nei’ s遗传多样性指标0.306、 Shannon 信息指数0.4642,具有较高的遗传多样性水平。

分子方差分析结果表明物种遗传变异的主要来源是种群内的遗传变异。

聚类结果表明6个杜鹃花种群的遗传距离与其地理距离没有显着的相关性。

6.利用AFLP分析了雪层杜鹃5个种群间的遗传多样性,筛选得到6对引物,共扩增出273个基因位点,234个多态位点。

种群的多态位点百分率为58.24~72.16、有效等位基因数1.2316~1.4396、Nei’ s遗传多样性指标0.1359~0.2639、 Shannon信息指数0.2123~0.4018,表明种群内部具有较高的遗传多样性。

物种水平的多态位点百分率为85.71、有效等位基因数1.184、 Nei’s遗传多样性指标0.273、Shannon信息指数0.4151,表现出较高的遗传多样性。

分子方差分析表明种群内的遗传变异是物种遗传变异的主要来源。

聚类结果和Mental检测结果表明遗传距离与地理距离没有显着相关性。

关键词:杜鹃花;品种;种群;形态学分类;亲缘关系;遗传多样性;ISSR;AFLP
STUDIES ON GENETIC DIVERSITY AND CULTIV AR CLASSIFICATION OF RHODODENDRON
ABSTRACT
Rhododendron SPP. is one of ten traditional famous flowers in China which has graceful tree form, beautiful flower color and excellent characteristics of evergreen. It has extremely high ornamental value. Rhododendron is widely distributed in China, which plays an important role in bonsai production, tourism landscape development and landscaping. There are some problems of Rhododendron resources, such as classification system is not clear, naming and classification are chaotic, these problems effect protection of resources and cultivars register. Restricted by the location of Tibetan areas, it is less discussed in the genetic diversity and variation of Rhododendron wild resources. It seriously affected the protection and application of the Rhododendron and hindered the breeding work of Rhododendron. In order to protect the diversity of the Tibetan Rhododendron resources and develop the resources reasonably, and further analyze the diversity and classification of Rhododendron cultivars, the genetic relationship and classification were studied by morphological, ISSR (inter-simple sequence repeats) and AFLP (amplified fragment length polymorphism) markers and the genetic relationship and diversity of Rhododendron located in Tibet were discussed. Main results were obtained as follows:
1. Survey and collect the Rhododendron resources. In total of 42 indicators were analyzed, including anatomical structure of leaf and phenotypic traits. R type cluster analysis and principal component analysis were carried out, the most influential traits were chosen, and the most influential characteristics were obtained.
2. Genetic relationship of 17 cultivars of Rhododendron was assessed using ISSR markers and AFLP markers. 133 bands were obtained by ISSR primers and 129 of which were polymorphic bands; 267 bands were amplified by AFLP primer pairs, 251 of which showed polymorphism. In the two cluster dendrograms, all of the cultivars were clustered into two major branches, one branch contained the same four cultivars both in ISSR and AFLP, and others is separated into different groups. The results showed that genetic relationship was partially related to their morphological characters especially the flowering phase.
3. Genetic relationship of 8 Rhododendron located in Sejila Mountain was assessed using ISSR, a total of 343 fragments were amplified and 335 were polymorphism bands. Eight species were divided into two groups, one is the R.virgatum and R.nivale, and the other are in another group. Combined with its morphological classification, morphological analysis
can be used as auxiliary means of related research.
4. Genetic diversity of 6 populations of R. triflorum was assessed using ISSR. Eleven ISSR primers were screened successfully, in total of 118 fragments were amplified, 114 of which were polymorphic. Percentage of polymorphic loci(PPL) was 63.56%~82.2%, Effective number of alleles (Ne) was 1.282~1.4452, Nei’s gene diversity (h) was 0.1771~0.2645 and Shannon’s Information index (I) was 0.2773~0.4008. The results showed that there is high genetic diversity within populations. The genetic diversity of species level was also high. The result of PPL was 98.31%, Ne was 1.5751, h was 0.3382 and I was 0.508
5. The result of AMOV A showed that the genetic variation within populations is the main source of genetic diversity of R. triflorum. The result of cluster showed that genetic distance has no significant correlation with geographical distance.
5. Genetic diversity of 6 populations of R. triflorum was assessed using AFLP. Five AFLP primer combinations were screened successfully, in total of 169 fragments were amplified, 161 of which were polymorphic. PPL was 52.07%~8
6.39%, Ne was 1.2079~1.4109, h was 0.138~0.2517 and I was 0.228~0.388
7. These results showed that there is high genetic diversity within populations. The result of PPL was95.86%, Ne was 1.5138, h was 0.306 and I was 0.4642 which showed that the genetic diversity of species level was also high. AMOV A analysis showed that the genetic variation within populations is the main source of genetic diversity of R. triflorum. The result of cluster showed that genetic distance has no significant correlation with geographical distance.
6. Genetic diversity of 5 populations of R.nivale was assessed using AFLP. Six AFLP primer pairs were screened, in total of 273 fragments were amplified, 234 of which were polymorphic. PPL was 58.24%~72.16%, Ne was 1.2316~1.4396, h was 0.1359~0.2639 and I was 0.2123~0.4018. These results showed that there is high genetic diversity within populations. The result of PPL was85.71%, Ne was 1.184, h was 0.273 and I was 0.4151 which showed that the genetic diversity of species level was also high. AMOV A analysis showed that the genetic variation within populations is the main source of genetic diversity of R. nivale. The result of cluster and Mental showed that genetic distance has no significant correlation with geographical distance.
KEY WORDS: Rhododendron, Cultivar, Population, Morphological classification, Genetic relationship, Genetic diversity, ISSR, AFLP
目录
第一章 前言 (1)
1.1 杜鹃花种质资源品种分类的研究概况 (1)
1.1.1 起源及分类简史 (1)
1.1.2 杜鹃花品种分类概况 (2)
1.1.2.1 杜鹃花品种发展简史 (2)
1.1.2.2 杜鹃花品种分类现状 (3)
1.1.3 形态学分类在植物分类的应用 (4)
1.1.4 分子标记技在植物分类的应用 (4)
1.2 杜鹃花种质资源遗传多样性研究概况 (4)
1.2.1 遗传多样性的概念及意义 (4)
1.2.2 分子标记在遗传多样性研究中的应用 (5)
1.3 目的意义和技术路线 (5)
1.3.1 目的和意义 (5)
1.3.2 技术路线 (6)
第二章 品种分类研究 (7)
2.1 形态分类 (7)
2.1.1 试验材料 (7)
2.1.2 研究方法 (8)
2.1.2.1 观测形态性状 (8)
2.1.2.2 叶片解剖结构 (8)
2.1.2.3 性状的选取和编码 (9)
2.1.2.4 数据处理 (9)
2.1.3 结果分析 (10)
2.1.3.1 R型聚类分析 (10)
2.1.3.2 主成分分析 (10)
2.1.3.3 Q型聚类分析 (12)
2.1.4 结论 (13)
2.2 分子分类研究 (13)
2.2.1 试验材料和方法 (13)
2.2.1.1 供试材料 (13)
2.2.1.2 提取基因组DNA (13)
2.2.1.3 ISSR分析 (14)
2.2.1.4 AFLP分析 (14)
2.2.2结果与分析 (15)
2.2.2.1 提取DNA (15)
2.2.2.2 ISSR分析 (16)
2.2.2.3 AFLP分析 (19)
2.2.3 讨论和结论 (23)
2.3 结论 (24)
第三章 杜鹃花野生种亲缘关系 (25)
3.1试验材料 (25)
3.2 DNA提取 (26)
3.3 ISSR试验 (26)
3.3.1 筛选引物 (26)
3.3.2 PCR扩增 (27)
3.4 数据统计 (27)
3.5 结果与分析 (27)
3.5.1 DNA提取结果 (27)
3.5.2 筛选引物和PCR扩增结果 (28)
3.5.3 聚类结果 (28)
3.6 结论 (30)
第四章 杜鹃花野生种遗传多样性 (32)
4.1 ISSR分析 (32)
4.1.1 实验材料 (32)
4.1.2 实验方法 (33)
4.1.2.1 提取基因组DNA (33)
4.1.2.2 筛选引物 (33)
4.1.2.3 PCR扩增 (33)
4.1.2.4 数据统计 (33)
4.1.3 结果分析 (33)
4.1.3.1 DNA提取结果 (33)
4.1.3.2 引物筛选结果 (33)
4.1.3.3 遗传多样性分析 (35)
4.1.3.4 种群间UPGMA聚类分析 (35)
4.2 AFLP分析 (36)
4.2.1 实验材料 (37)
4.2.2 实验方法 (37)
4.2.2.1 提取DNA (37)
4.2.2.2 酶切连接 (37)
4.2.2.3 预扩增 (37)
4.2.2.4 筛选引物与选择扩增 (37)
4.2.2.5 凝胶电泳 (39)
4.2.2.6 数据统计 (39)
4.2.3 结果分析 (39)
4.2.3.1 基因组DNA提取 (39)
4.2.3.2 酶切连接 (40)
4.2.3.3 预扩增 (40)
4.2.3.4 引物筛选和选择扩增 (40)
4.2.3.5 遗传多样性和遗传分化 (42)
4.2.3.6 种群聚类分析 (45)
4.3 结论 (47)
第五章 结论和建议 (48)
5.1主要结论 (48)
5.2建议 (48)
参考文献 (50)
附 录 (54)
缩略词 (57)
致 谢 (58)
个人简介 (59)
第一章前言
杜鹃花是我国传统十大名花之一,具有树姿优美、花繁色艳、四季常绿等特点,观赏价值极高。

我国是世界杜鹃花属植物的地理分布中心,不仅蕴含丰富的野生杜鹃花资源,而且具有丰富的杜鹃花品种资源,据记载主要的杜鹃花园艺品种最早都是产于我国。

杜鹃花具有一定的食用价值和很高的药用价值,如张娟红等2012年和何晓燕等2014年研究报告指出的大白花杜鹃(R.decorum)、锈叶杜鹃(R.siderophyllum)和映山红(R.simsii)常被用来入菜、泡茶,烈香杜鹃(R.anthopogonoides)、头花杜鹃(R.capitatum)、牛皮杜鹃(R.aureum)等常入药用于镇咳、平喘、抗癌、抑菌、镇痛等。

有研究从杜鹃花中提取了杜鹃花酸,并证明其具有强效的抑菌和杀菌的功能,不仅可以调节皮肤分泌油脂,还有收缩毛孔、祛痘、除斑和美白平整肌肤的功能,因此近年来杜鹃花也被用于美容治疗和美容护理(杨国栋,2009)。

除此之外,杜鹃花被广泛地用于盆栽观赏和园林绿化中,而且许多杜鹃花是构成高山、亚高山的针叶林和常绿阔叶林生态系统的重要种群,是高山植物群落的的优势种或高山植被的主要伴生种,具有极高的生态价值(耿玉英,2008)。

杜鹃花是西方国家重要的木本花卉之一,也是西方重要的园林花卉。

随着我国园林植物的发展,越来越多的人重视杜鹃花对我国园林业的贡献,热衷于开发杜鹃花新品种、以及野生种的引种驯化等工作。

但目前我国杜鹃花资源面临严重的生存威胁,品种搜集、整理和分类研究起步晚,缺乏统一、明确的分类标准。

这些问题都为杜鹃花种植业及育种工作带来难题,并阻碍了我国杜鹃花品种资源的国际交流和品种登录。

本课题从形态学入手,通过形态解剖、电镜扫描和DNA分子标记等手段,对品种资源分类进行分析;并且通过分子标记技术分析了西藏地区的野生杜鹃花的遗多样性,这有利于保护资源和研究育种。

本章主要介绍了进行杜鹃花品种分类、资源遗传多样性研究的的主要方法和技术,并介绍了本研究的目的意义和技术路线。

1.1杜鹃花种质资源品种分类的研究概况
1.1.1起源及分类简史
杜鹃花是被子植物中的一个大属,起源于晚白垩纪到早第三纪的过渡期,在第三纪广泛分布于北半球。

专家推断中国西南部至中国中部最可能是该属植物的起源地,或者可能是起源中心(耿玉英,2008)。

目前可将杜鹃花现代分布格局大致分为三个分布中心,喜马拉雅及中国西南部分布中心、马来西亚分布中心和北美羊踯躅亚属分布中心。

在我国,杜鹃花广泛分布于各省(新疆和宁夏除外),其中云南、四川、西藏蕴含着我国80%的杜鹃花种类。

Carl Linnaeus 建立了杜鹃花属,并将杜鹃花分为Rhododendron和Azalea两个属;1796年,R. A. Salisbury 将Azalea并入杜鹃花属(方明渊,1992);1834年,George Don 建立了三个属的分类系统,即Hymenanthes,Rhododendron和Vireya ,合并Rhododendron 和Azalea两个属,保留Rhododendron属;J. D. Hooker在杜鹃花属下分9个系,后又修订为14个系;1870年,C. J. Maximowicz 将George Don的3个属的分类框架合并为1个属,并根据花芽和叶片的位置关系将杜鹃花属分为8个亚属(余树勋,1986);1930年,英国杜鹃花学会把杜鹃花属植物分成43个系(方明渊,1992);1949年,H. Sleumer 建立了被多数人采用的杜鹃花分类系统,根据花芽和叶芽的位置关系,是否具有鳞片,花部、果实和种子形态,以及是否具有常绿习性将杜鹃花属植物分为8个亚属,并将亚属进一步分亚属及组周兰英2008;1996年,D. F. Chamberlain对常绿杜鹃亚属等类群进行修订,并对8亚属分类系统进行修订,建立了国际普遍认同的新分类系统,将杜鹃花属植物分为马银花亚属(Subg. Azaleastrum)、纯白杜鹃亚属(Subg. Candidastrum)、常绿杜鹃亚属(Subg. Uymmanthes)、异蕊杜鹃亚属(Subg. Mumeazalea )、羊踯躅亚属(Subg. Pmtanthera)、杜鹃亚属(Subg. Rhododendron)、云间杜鹃亚属(Subg. Therorhodion)和映山红亚属(Subg. Tsutsusi) (耿玉英.,2008)。

1.1.2杜鹃花品种分类概况
1.1.
2.1 杜鹃花品种发展简史
杜鹃花最早见于距今1400多年南北朝梁代陶弘景编著的《本草经集注》,《续仙传》对杜鹃花的描写表明杜鹃花最早做观赏栽培是在唐代,《山石榴花》、《容斋随笔》也表明杜鹃花的人工栽培始于唐代中后期,距今已经有1200多年。

明代的《永昌二芳记》、《学圃杂疏》、《本草纲目》、《涌幢小品》和《嘉泰志》对杜鹃花的记载表明在明代时已经已经在杜鹃花分类方面、形态特征方面、杜鹃花的繁殖方面以及杜鹃花的栽培和养护上开始进行了系统的探讨。

到了清代,陈淏子在《花镜》中对杜鹃花的生活习性、繁殖嫁接、栽培养护等实践经验进行了进一步地总结。

此外,嘉庆年间的《盆玩偶录》对可作盆景观赏的植物品种进行了分类,杜鹃花则被列入“十八学士”一类,可见杜鹃花从普通地栽观赏植物发展为盆景艺术品。

清朝后期,顾禄所著的《桐桥倚棹录》记载了“洋鹃和山鹃”等植物,可见当时已经开始从国外引种杜鹃花了。

唐朝时期,日本通过遣唐使将中国、朝鲜的杜鹃花带到日本栽培,杜鹃花在日本的栽培在15世纪到17世纪得到了传播,,《锦绣枕》曾记述了162个杜鹃花的栽培品种;19世纪后日本通过杂交育种技术对原产的31种杜鹃花和从我国引入的杜鹃花种质进行了繁殖育种,得到了大量的拥有极高观赏价值的杜鹃花新品种,并曾在欧美畅销;现在日本已有杜鹃花栽培品种多达4300多个(侯伯鑫,2006),广泛地应用于庭院和城市绿地中。

17世纪时,英国从阿尔卑斯山引种了一种高山常绿杜鹃开启了西方对杜鹃花的栽培
史(耿玉英,2003)。

18世纪末,欧洲开始对杜鹃花进行杂交育种,获得了一些新品种,如欧洲最古老的落叶杜鹃类群(沈萌椿,2004)。

19世纪后,欧洲从中国引种了大量的野生杜鹃花资源,并结合引入欧洲的日本品种、野生种,杂交培育了一系列花大色艳的新品种。

北美洲国家利用当地丰富的落叶杜鹃种质资源杂交培育了许多耐寒的落叶杜鹃新品种,有记载称美国栽培了5000多个杜鹃花杂交品种(李章汀,2007)。

1.1.
2.2 杜鹃花品种分类现状
在欧美市场销售的杜鹃花品种的分类方法主要有两种,一是育种的两个亲本固定不变,从杂交后代中选择优良品种进行销售,对两个亲本命名作为品种名称的第一个字,对品种命名作为第二个字;二是由于培育出的品种是由同一组亲本,产品具有相似特征,常用育种苗圃名作为品种名称的一部分。

在英国皇家园艺学会(RHS)关于杜鹃花新品种登陆的要求中,根据杜鹃花品种的来源和形态特征不同将杜鹃花品种分成6大类:vireya rhododendron, evergreen azalea,deciduous azalea,azaleodendron, lepidote rhododendron, elepidote rhododendron。

在此基础上又根据品种亲本的不同对杜鹃花品种进行分类,如常绿杜鹃品种evergreen azalea中的夏鹃(Satsuki azaleas )的亲本是 R. indicum和R. eriocarpum。

我国有丰富的杜鹃花资源和悠久的杜鹃花栽培历史,但19世纪后品种选育工作滞后,主要根据形态、花期、亲本和来源对杜鹃花进行分类,分类方法杂乱。

如按花期分类,一般将其分为春鹃、春夏鹃和夏鹃;按来源则将其分为中国杜鹃、东洋杜鹃和西洋杜鹃(王守中,1989),综合其形态、花期及亲本可分类为毛鹃、东鹃、夏鹃和西鹃,并且常将毛鹃和东鹃合称为春鹃(黄茂如,1984)。

目前的习惯分类法是按花期和来源分,得到春鹃、春夏鹃、夏鹃和西鹃四类(胡良民,1980;陈俊愉,1998)。

春鹃,又名东鹃,春季开花,包含一部分从日本引入的杂交品种。

《花径》中将春鹃分为“大叶大花种”和“小叶小花种”。

有人认为“大叶大花种”指的是毛鹃,并指出了可能的亲本。

春夏鹃具有花期长的特点,花期从春入夏,一般被认为是春鹃和夏鹃品种的的杂交种,常见的如“仙女舞”。

夏鹃,花期5~6月,主要指亲本是皋月杜鹃(R.indicum)的栽培品种,原产于印度和日本。

植株矮小,花大,叶片也有较高的观赏价值,如“大和之春”、“白富士”等。

西鹃,指西方培育的Azalea的杂交品种,现在一般认为主要是由皋月杜鹃、映山红和白花杜鹃反复杂交而成。

植株生长缓慢、较矮小,当年生枝条为绿色或红色,花型多、花色丰富。

除此之外,有人根据形态和来源将杜鹃花品种分为毛鹃、东鹃、西鹃、夏鹃和高山杜鹃五个类群(江泽慧,2008),高山杜鹃品种是由野生种引种驯化得来的新品种,区别于其他四类的亲本来源,具有花繁色艳、株型优美,叶片具有极高的观赏价值。

1.1.3形态学分类在植物分类的应用
观赏植物品种是主要靠人工选择的栽培品种,其演变过程是渐进的,并且多呈现出多系演化的特点(张宇和,1998)。

观赏植物品种分类原则是将种和种源作为品种分类的前提和基础,选择的分类标准多以反映品种演化关系为主,兼顾实际应用(杨柳燕,2013)。

中国的梅花(Prunus mume)、荷花(Lotus)、菊花(Chrysanthemum SPP.)和桃花(Prunus persica),国外的月季(Rosa chinensis)、杜鹃花(Rhododendron)、水仙(Narcissus tazetta)和百合(Lilium SPP.)等品种的分类均将种源或品种起源作为一级标准(刘青林,1998)。

植物的形态特征是植物最直观的表现,有些形态特征受外界影响较小,相对稳定,并且栽培品种的形态特征如花型、花期、花色、株型和生活习性等是育种者的主要育种目标,选择形态特征对品种进行分类符合观赏植物品种分类原则的兼顾实际应用的原则(张林,2012)。

观赏植物品种的形态分类是根据影响观赏价值的性状进行分类,如菊花按花瓣形态和花型、桂花按花色、三色堇(Viola tricolor)按花的大小、色纹、瓣型及株高等(张宇和,1998)。

刘青林在讨论观赏植物品种分类标准时建议使用三级标准对中国观赏植物品种进行分类,即“系(统)”(system)、“类”(group)和“型”(type),且提出一级分类标准为起源、种源,二级分类标准选择遗传稳定性较高的株型、枝姿、叶色、花序和花期,三级标准为花型、花色和花径(刘青林,1998)。

随着数量分类的发展,越来越多的学者将传统形态分类与数量分类结合起来,并结合了孢粉学研究栽培植物的起源、亲缘关系和品种分类等。

这些研究方法都补充了传统分类方法的不足,使研究结果更加全面、更具说服力。

1.1.4分子标记技在植物分类的应用
DNA是遗传信息的载体,DNA的碱基序列代表着遗传信息,观察测定DNA序列是研究不同生物遗传信息的相似性最准确的办法。

大部分的分子标记属于显性标记,可以生物发育的不同阶段使用;基因会随着生物的发育而会发生变异,分子标记不受基因表达的影响,检测的遗传变异结果稳定可靠。

因此,分子标记技术被广泛应用于在品种起源和品种分类的研究中,如百合(吴祝华,2012)、菊花(管志勇,2013)和红花檵木(Loropetalum chinense var .rubrum)(董海燕,2014)。

1.2杜鹃花种质资源遗传多样性研究概况
1.2.1遗传多样性的概念及意义
遗传多样是生物演化积累得到的宝贵财富,是进化的物质基础,也是生物多样性的重要组成成分。

遗传多样性高低的表现是种群遗传变异水平的高低,如果一个种群的遗传结构变异水平低,即种群遗传多样性较低,那么这个种群的适应能力比较低,无法抵御环境变化,
这影响物种的生存、发展和进化(陈灵芝,1993;赵冰,2008)。

对其进行研究利于保护和丰富生物多样性,可以分析种群的遗传变异情况,结合种群的时空分布,揭示物种的进化过程,分析种群未来的发展状况,从而拟定科学的、合理的保护策略,作为保护物种的生物多样性的理论基础(Soltis,1991)。

除此之外,分析遗传多样性可以更好地指导农林生产。

育种者可以利用适应面广、具有优良特性,即遗传多样性较高的种群或个体进行良种繁育,如袁隆平院士培育的杂交水稻和李振生先生培育的小偃号小麦,大大提高了农作物的产量。

因此,研究遗传多样性社会发展和农林生产的发展做出重大贡献。

1.2.2分子标记在遗传多样性研究中的应用
分子标记可从DNA水平研究遗传变异,不受环境等的影响,具有较高的个体特异性。

通常可将分子标记技术大致分为三类:基于southen杂交技术,基于PCR技术和检测DNA序列技术(周泓,2012)。

常见的基于PCR分子标记技术有Restriction Fragment Length Polymorphism(Powell,1996);Random Amplified Polymorphic DNA(Okcu,2015);Inter Simple Sequence Repeat (Al-Turki,2015); Sequence—related Amplified Polymorphism(Mokhtari,2013);Amplified Fragment Length Polymorphism(Vos,1995)和Simple Sequence Repeats(SSR),简单序列重复或微卫星(Cantini,2001)等。

RFLP具有信息完整、可重复和稳定等优点,但仅能鉴定基因组单克隆序列,检测周期较长,操作复杂;RAPD具有操作简洁、成本低、安全等优点,但它包含信息有限,不适于检测有较远亲缘关系的种。

ISSR技术具有操作简便、费用较低、可重复性和稳定性高等优点,但多为显性标记,在计算杂合度等问题上效果不佳。

AFLP技术则被称为“最有力的分子标记”,具有随机方便、高效可靠等优点,使其得到了广泛应用和快速的推广。

研究表明,遗传多样性的检测方法各有利弊,但相互之间不排斥,为更全面地揭示物种的遗传多样性水平可以同时采用几种方法分析。

1.3目的意义和技术路线
1.3.1目的和意义
杜鹃花是杜鹃花科植物,是我国传统十大名花之一,具有树姿优美、花繁色艳、四季常绿等特点,观赏价值极高,是人们栽培观赏、旅游和园林应用的优良资源。

杜鹃花具有一定的药用价值和极高的观赏价值,越来越多的杜鹃花资源被开发和利用,;近年来对杜鹃花旅游资源的开发利用增多;作为绿化苗木在园林绿化中的应用也出现了迅猛发展的趋势。

目前,国内杜鹃花资源面临下述问题:低海拔地区资源大量流失;由于缺乏保护意识和地方交通和工业的发展导致部分杜鹃花资源濒危;由于对杜鹃花野生资源的乱挖乱采,引起了资源破坏;缺乏对杜鹃花资源的合理开发和科学利用。

因此制定合。

相关文档
最新文档