基于ISSR标记的20种荷花品种资源遗传多样性分析
基于ISSR标记的20种荷花品种资源遗传多样性分析
基于ISSR标记的20种荷花品种资源遗传多样性分析资源十分丰富且栽培历史悠久[10]。
最原始的荷花品种是野生红莲,之后逐渐演化出众多花型、花色、株型各不相同的荷花品种,目前,我国培育出的具有观赏价值的优良品种荷花已达300种[10]。
张行言等[9]按照观赏植物的“二元分类法”原则,编制了新的荷花品种分类系统,将种源作为1级品种分类标准,按株型、花型、花色的顺序,共分为3系、6群、16类、48型,现今暂包括608个品种,新的分类系统符合荷花品种的演化趋势,便于实际观赏应用。
随着现代植物分子生物学的快速发展,分子标记技术被广泛应用于遗传多样性以及指纹图谱构建的研究,目前应用较为广泛的分子标记技术有RFLP、RAPD、AFLP、ISSR、SRAP[11-15]等。
尽管DNA分子标记技术种类多,但是各有优缺点,如 RFLP 需要放射性同位素,AFLP 需要特定的酶切与连接,RAPD 和 AP-PCR 的稳定性及重复性不好等[16]。
现阶段用于荷花遗传多样性和亲本鉴定研究的技术主要有RAPD和ISSR分子标记技术[9-10,17]。
ISSR(Inter Simper Sequence Repeat,简单重复序列标记)是由加拿大的Zietkiewicz等提出来的,是以SSR来设计引物,对引物3′或5′端锚定,通过引物对基因组进行扩增的标记系统。
ISSR具有稳定、高效、重复性高、DNA用量少等特点[16,18-20]。
ISSR相较于RAPD稳定性更好,能够检测出更多种质资源间的遗传多态性及差异性[21-22]。
因此,ISSR标记技术被广泛用于生物的遗传多态性研究[23-25]、优良品种鉴定[26]、构建遗传图及系统分类学研究等诸多领域,且对于构建背景种质狭窄的指纹图谱具有很大潜力[27]。
针对20个不同地域的荷花品种,进行ISSR分子标记和遗传多样性分析,为荷花品种及种质资源的鉴定提供试验基础和技术支持。
1 材料与方法1.1 材料供试的20种荷花材料来源于福建省建宁县莲子科学研究所,荷花品种及来源见表1。
不同海拔高度木荷种群遗传多样性的ISSR分析
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( ! 台州学院生态研究所,浙江临海 $!%&&& ;# 杭州师范学院生命科学学院,杭州 $!&&!’ )
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存备用。 7!!, 引物是根据加拿大哥伦比亚大学 ( P98Q;<C =8:R "S T<8:8=U H"%A>V8$, !;: G"4 ’ , G"4 (*&C’** )公 布的序列, 由上海生工生物34; WRV$8X 公司的 . Y ) 热循环仪中进行。经过测试镁离子浓度、 XGK. 浓 引 物 浓 度、 /G- 聚 合 酶 量 对 度、 模 板 /G- 含 量、 7!!,反应结果的影响后, 确定最适的 7!!, 扩增反应 &* %% .H, 反应体积中, & Y K$@ 酶配套缓冲 条件为: ?W ’4 * , 3* >>"% ・ 2 M & 液 ( &* >>"% ・ 2 M & K<8=CWH%, ZH%, *4 &5 K<8:"9 [C&** ) , *4 L3P K$@ /G- 聚合酶, ) >>"%・2 M & \OH%) , *4 ) >"% ・ 2 M & 6 Y XGK., + ?>"% 引物, ) >O ・ >% M & 牛血清白蛋白, &* 9O 模板 /G-。 ’6 I 预变性 3 >89, ’6 经优化的 .H, 扩增程序为: I 变性 0* =, 3+4 0 I 退火 63 =, L) I 延伸 &4 3 >89, 共 03 个循环; L) I 完全延伸 3 >89。扩增产物在 &4 +5 的琼脂糖凝胶 ( 含 *4 3 %O ・ >% M & 溴化乙锭) 中 用 N7! 凝胶成像分 电泳, 电泳缓冲液为 *4 3 Y KTJ , 析系 统 ( 上 海 天 能 科 技 服 务 公 司) 拍 照 保 存。用 ( 上海华 &/G- ] &’( ,7 ^ )*+ X #标准分子量参照物 美公司) 做分子量标记。阴性对照加入除模板 /G外的以上各成分, 用双蒸水代替总 /G-。从 &** 个 引物中筛选出在 6 个木荷种群中均可扩增出清晰条 带, 且条带不弥散, 不模糊, 重复性好, 同时阴性对照 中无带的 &) 个引物作为正式扩增的 7!!, 扩增引物 。 ( 表 &)
荷花不同品种花瓣中挥发性成分的研究
Journal of Plant Resourc中挥发性成分的研究
牛叶青①, 张 芳①, 李柳燕, 金奇江, 王彦杰, 徐迎春②
( 南京农业大学园艺学院, 江苏 南京 210095)
摘要: 利用顶空固相微萃取-气质联用( HS-SPME-GC-MS) 技术对荷花( Nelumbo nucifera Gaertn.) 20 个品种( 包括 5 种花色和 4 种瓣型) 花瓣中挥发性成分及其相对含量进行了检测,并基于释香成分对荷花 20 个品种进行了聚类 分析。 结果显示:荷花 20 个品种花瓣中共检测出 69 个挥发性成分,包括烷烃类化合物 18 个,烯烃类化合物 24 个, 醇类化合物 8 个,酯类化合物 6 个,酮类、醛类、胺类和酸类化合物各 2 个,其他化合物 5 个,其中,释香成分 42 个。 荷花 20 个品种花瓣中烷烃类、烯烃类和醇类化合物的相对含量较高,且在 20 个品种中均有检出;而酯类、酮类和 醛类化合物的相对含量较低,且仅在个别品种中检出。 荷花不同品种间花瓣中挥发性成分的数量和相对含量存在 差异。 ‘ 大洒锦’ ( ‘ Dasajin’ ) 、‘ 16-A10-1’ 和‘ 16-A10-27’ 花瓣中挥发性成分数量较多,分别为 27、21 和 20 种。 ‘ 大洒锦’ 、‘ 伯里夫人’ ( ‘ Bolifuren’ ) 和‘ 子夜’ ( ‘ Ziye’ ) 花瓣中挥发性成分的相对含量较高,分别为 93������ 58%、 91������ 92%和 91������ 79%。 ‘ 稼 先 莲’ ( ‘ Jiaxianlian’ ) 、 ‘ 子 夜’ 、 ‘ 中 国 红 · 井 冈 山 ’ ( ‘ Zhongguohong Jinggangshan ’ ) 、 ‘27-1’ 、‘16-A9- 55’ 、 ‘ 16 - A9 - 49’ 、 ‘ 珠 峰 翠 影’ ( ‘ Zhufengcuiying’ ) 、 ‘ 金 太 阳’ ( ‘ Jintaiyang’ ) 、 ‘ 秣 陵 秋 色’ ( ‘ Molingqiuse’ ) 和‘ 大洒锦’ 花瓣中的主要挥发性成分为正十六烷,‘ 中国红·北京’ ( ‘ Zhongguohong Beijing’ ) 、 ‘16-A10-30’ 、‘16-A10-27’ 、‘39-1’ 、‘ 逸仙莲’ ( ‘ Yixianlian’ ) 、‘ 伯里夫人’ 和‘16-A9-44’ 花瓣中的主要挥发性 成分为正十五烷,‘16-A10-1’ 、‘ 红台莲’ ( ‘ Hongtailian’ ) 和‘ 艾江南’ ( ‘ Aijiangnan’ ) 花瓣中的主要挥发性成分分 别为 1-十六烯、α-石竹烯和 1-石竹烯。 聚类分析结果显示:‘ 子夜’ 、‘ 红台莲’ 、‘ 16-A10-27’ 、‘ 秣陵秋色’ 和‘ 艾 江南’ 聚为 A 组,‘ 逸仙莲’ 单独聚为 C 组,其他 14 个品种聚为 B 组。 1-石竹烯、α-石竹烯和 α-松油醇对 A 组荷花 品种的香气具有重要贡献,桧烯、反-7-十六烯和顺-5-十八烯对 B 组荷花品种的香气具有重要贡献,α-萜品烯对 C 组荷花品种的香气具有重要贡献。 综合研究结果认为:荷花花瓣中的释香成分与花色和瓣型无明显关联,不同 品种花瓣中特有的释香成分可能对其香气具有决定作用。
荷花-含数据分析素材
荷花生长在湖泊、池塘、沼泽等水域 环境中。它们能够适应不同的水深和 土壤类型,但通常更喜欢富含有机质 的泥土和静水环境。
荷花的文化意义
宗教象征
在佛教中,荷花是纯洁和超脱的象征,常 用来比喻佛法和佛陀的清净无染。在佛教 艺术中,荷花经常作为装饰元素出现。
生活应用
除了观赏价值外,荷花的各部分都有实用 价值。藕和莲子可食用,荷叶可泡茶,荷 花及荷叶可用于制作香料和草药等。
荷花产业发展趋势预测
观赏价值提升
随着人们生活水平的提高和审美观念的转变,荷花的观赏价值将越来越受到重视。未来,荷花观赏园、荷花主题公园 等将成为旅游市场的新热点。
深加工产品开发
荷花不仅具有观赏价值,还有很高的药用和食用价值。未来,随着深加工技术的不断发展,荷花茶、荷花酒、荷花精 油等深加工产品将逐渐进入市场。
网络爬虫
通过编写网络爬虫程序,从相关网 站和数据库中自动抓取荷花的图片、 文本等多媒体数据,以及历史气象、 水质等环境数据。
数据预处理与特征提取
数据清洗
对收集到的原始数据进行清洗,去除重复、无效和异常值, 保证数据的准确性和一致性。
特征提取
从荷花的图像数据中提取颜色、纹理、形状等视觉特征; 从文本数据中提取关键词、短语等语义特征;从环境数据 中提取温度、湿度、光照等生长特征。
05 荷花病虫害防治与数据分 析
常见荷花病虫害类型及症状
病害类型
包括黑斑病、褐斑病、腐烂病等,症状包括叶片出现黑斑、褐斑、腐烂等。
虫害类型
主要有蚜虫、红蜘蛛、斜纹夜蛾等,症状包括叶片卷曲、发黄、有虫粪等。
病虫害防治策略与方法
1 2
农业防治
选用抗病品种,合理施肥,增强荷花抗病能力。
荷花种质资源遗传多样性研究进展
ds iu o n e e c i ri f .  ̄ir empam rsucsam n p l rf e c efr i r t na dgn t vs t o n f agr ls o re 。i igt s py ee n et t — tb i id e y N e e ou r oh u
关键词 : 荷花 ; 遗传 多样性 ; 种质资源
中图 分 类 号 :7 84 ¥ 1. 8 文 献标 识码 : A 文 章 编 号 :0 3— 58 20 )4— 0 6一 5 10 5 0 (0 8 0 0 6 o
A v n ei sa c e n teGe ei Dies yo lmb u i r d a c Ree rh so n t v ri f u on c ea n h c t Ne f
C F; e aoao reBedn n utainSaeF rsyA mns a o , eig 10 9 ; A K yLb rtyo Te re i adC lvt ,t o t d iirt n B rn 0 0 1 rf g i o t e r ti 3 Wa r osr n yB r uo i 。 t nev c ue fPn eC a a g Pnxag 3 00,i gi ,igl 3 4 0 J x) n 多样 性 研 究进 展 亦
李依 环 , 远智 , 潘 陈延启。
( 。四川农业大学林学园艺学 院 , 1 四川 雅安 3 江西省萍 乡市水利局 , 江西 萍乡 651 2 04;
2 .中国林业科学院林业研究所 , 国家林业局林木培育重点实验室 , 北京
荷花 , 莲 科 莲 属 多 年 生 宿 根 水 生 植 物 。 从 睡
15 7 3年 ,in e s 中 国莲 作 为睡 莲 科 睡 莲 属 中 一 Ln au 将
荷花种质资源收集评价创新及产业化关键技术推广应用
荷花种质资源收集评价创新及产业化关键技术推广应用标题:荷花种质资源收集评价创新及产业化关键技术推广应用引言:荷花作为世界四大名花之一,自古以来就被人们视为高雅、纯洁的象征。
荷花种质资源是荷花产业发展的基础和保障,而荷花种质资源的收集评价、创新及推广应用是实现荷花产业化的关键。
本文将就荷花种质资源的收集评价创新以及关键技术的推广应用进行探讨。
一、荷花种质资源的收集评价1.1 种质资源的定义和价值种质资源是指具有遗传多样性的植物物种、品种和相关的遗传材料,是植物育种和产业发展的基础。
荷花种质资源的收集有助于寻找新品种,增加遗传多样性,丰富荷花的形态特征和性状变异,推动荷花的育种与艺术创作。
1.2 荷花种质资源的收集方法荷花种质资源的收集主要包括野外采集、引种驯化和遗传资源库建设。
野外采集是指通过对荷花植株、种子的采集,获取自然界中已有的荷花资源。
引种驯化是指通过从其他地区引进荷花种质资源,并在当地进行驯化和适应性改良。
遗传资源库建设是指建立针对荷花种质资源的存储和管理机构,通过收集、保存荷花种子和试管苗等材料,为保护和利用荷花种质资源提供便利。
1.3 荷花种质资源的评价方法荷花种质资源的评价主要包括形态特征评价、遗传多样性评价和抗病虫评价等。
形态特征评价是通过对荷花植株的形态特征、花色、花型等进行观察和描述,以评价荷花的品种特性。
遗传多样性评价是通过分子标记技术等手段,对荷花种质资源的遗传背景进行分析,以评估种质资源的遗传多样性水平。
抗病虫评价是通过对荷花植株对常见病虫害的抗性进行测试和评估,以筛选出具有抗病虫性的荷花品种。
二、荷花种质资源创新利用2.1 创新驱动荷花产业发展荷花产业的发展离不开对荷花种质资源的创新利用。
通过对荷花种质资源的收集评价,我们可以发现优良品种,改良特性,丰富形态特征,推动荷花的艺术创作。
通过遗传改良和分子育种等技术手段,可以培育出更多具有高产、高质和抗逆性强的新品种,推动荷花产业的创新发展。
二十个荷花品种在金山公园的引种适应性观察
南方农业South China Agriculture第17卷第11期Vol.17No.112023年6月Jun.2023荷花为莲科莲属多年生水生草本植物,又名莲花、水芙蓉等,不仅是具有极高观赏价值的水生花卉,也是具有较高营养价值的水生蔬菜,同时具有较高的药用价值。
我国有近3000年的荷花栽培历史[1]。
荷花喜湿怕干,喜相对稳定的平静浅水、湖沼、泽地、池塘;荷花喜光,需要全光照的生长环境;喜温,最适生长温度为22~32℃[2]。
荷花对土壤要求不严,以富含有机质的肥沃黏土为宜,适宜pH 值为6.5[3]。
荷花适应性强,在我国分布广泛,据相关文献记载,除青海省、西藏自治区外,其他各省份均有荷花种植或分布的记载[4-6]。
本文以引种栽培于福建省福州市仓山区金山公园的20个荷花品种为材料,采用物候期观测法和形态观测法,对20个荷花品种在福州市的适应性进行分析,旨在为福州市荷花引种栽培提供参考。
1材料与方法1.1试验地概况金山公园地处福州市仓山区洪湾中路,属南亚热带海洋性季风气候,年平均最高温度40℃,年平均最低温度5℃,极端最高温41℃,极端最低温0℃;年平均日照时间1884.2h ,年平均降水量1395.6mm 。
光照充沛,降水充足,适合荷花生长。
1.2试验材料试验所采用的20种荷花品种中,伯里夫人、飞虹、单瓣冬荷、建选35、广昌莲、绿如意、舒月、新黄、中国红和红建莲10个品种引自建宁县建莲科研技术推广中心;国庆红、勇士、重台莲、寸三莲、千瓣莲、转基因荷、金凤凰、C12-2、晨光和金陵凝翠10个品种引自广州水天农艺科技有限公司。
1.3试验设计2020年3月20日,选取顶芽饱满、生长健壮的,且有2个完整节和节间的种藕作为试验材料,种植于口径80cm 、高60cm 的荷花缸中,每缸种植2个种藕,每个品种种植5个缸。
每缸中加入约500kg 塘泥土、1kg 有机肥[ω(N+P 2O 5+K 2O)≥4.0%,ω(有机质)≥30%]、1kg 生石灰,搅拌均匀,种藕种植深度15~20cm 。
基于SSR标记的野生荷花遗传多样性分析及指纹编码构建
徐 君,尹江海,李 欣,等.基于SSR标记的野生荷花遗传多样性分析及指纹编码构建[J].江苏农业科学,2020,48(19):35-40.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2020.19.007基于SSR标记的野生荷花遗传多样性分析及指纹编码构建徐 君1,尹江海2,李 欣3,李 军1,靖 晶1,王 欢1,姜红卫1(1.苏州市农业科学院,江苏苏州215000;2.苏州市农业职业技术学院,江苏苏州215000;3.苏州市湿地保护管理站,江苏苏州215000) 摘要:为进一步了解野生荷花资源的遗传特征,明确荷花育种亲本的遗传背景,以苏州市农业科学院荷花种质资源圃收集的15个野生荷花资源为材料,选择17对引物,包括15对SSR引物和2对cpSSR引物进行扩增,将扩增获得的结果用于构建野生荷花DNA指纹图谱,并开展遗传多样性分析。
结果显示,15对SSR引物在15个野生荷花中共扩增位点72个,平均每对引物4.8个,其中多态性位点有72个,PPL为100%,PIC介于0.371~0.834之间;2对cpSSR引物共检测到9个单倍型位点,平均每对引物4.5个,其中多态性位点有8个,PPL为88.9%。
野生荷花材料间遗传相似系数介于0.5309~0.9259之间,平均值为0.6762,采用UPGMA聚类,以系数0.6696为依据,可将供试的15个野生荷花分为3组。
关键词:野生荷花;SSR;指纹编码;UPGMA聚类;遗传多样性分析 中图分类号:S682.320.1 文献标志码:A 文章编号:1002-1302(2020)19-0035-05收稿日期:2019-12-30基金项目:江苏省农业科技自主创新资金[编号:CX(19)3119];苏州市应用基础研究项目(编号:SNG2018058)。
作者简介:徐 君(1982—),男,江苏苏州人,硕士,副研究员,主要从事水生植物分子生物学研究。
E-mail:sacxujun@163.com。
荷花品种的花器官表型性状及花色多样性分析
第1期
吴芳芳ꎬ等:荷花品种的花器官表型性状及花色多样性分析
25
白、洒锦、锦边等 7 类ꎻ王其超等[6] 的« 中国荷花品 种图志»中按花色分为红、粉、白、洒金、黄等 5 色 系ꎬ对于荷花色系划分较为简略ꎬ且未对各品种之 间的花色明确界定ꎮ 在荷花品种保护和花色分子 育种等科学研究中需要对荷花表型进行科学定义ꎮ 因此ꎬ有必要在传统的分类基础上ꎬ建立一个更加 科学的表型数量分类方法ꎮ 表型是植物形态特征 的组合ꎬ是其遗传变异的表型特征[7] ꎮ 表型多样 性是由环境多样性和遗传多样性共同作用形成的 结果ꎬ是植物质量性状的重要鉴定依据ꎬ广泛应用 于 种 质 资 源 鉴 定、 分 类 及 选 择 育 种 等 科 学 研 究[8-9] ꎮ 花色是观赏植物重要的表型性状ꎬ也是品 种分类的重要依据[10-12] ꎮ 荷花种质资源丰富ꎬ各 品种的观赏特征各不相同ꎬ仅以定性描述对荷花品 种分类较为粗略ꎮ CIELab 标准色空间在植物色彩 研究领域广泛的应用使得花色表型的数量化表示 更为精准ꎬ对于观赏类植物的品种鉴定具有实际意 义ꎮ 在小苍兰[13] 、观赏海棠[14] 、 蝴 蝶 石 斛 兰[15] 、
Analysis on flower organ phenotypic traits and flower color diversity of lotus cultivars
荷花遗传育种研究进展
人工杂交是荷花新品种选育的重要方法之一。 根据育种目的选择合适的亲本(以遗传差异越大越 好,主要有中国莲和美洲莲两种),从而提高荷花品 种的观赏价值。在进行杂交育种时,在掌握其生物 学特性和传粉媒介的基础上,需把握授粉时机,在花 粉活力最高的早上 5:00-6:00采收新鲜花粉,从而 可以减少去雄手续。选择综合性较高的亲本,母本 材料应是正常授粉结实的品种,父本可为多父本混 合授粉。姜莉等发现不同品种间杂交结实率存在明 显差异;同时正反交组合结实率也存在差异[14]。对 于荷花杂交生殖障碍的研究,王彦丽发现花粉活力 的大小对此影响并不大,花粉粒的萌发和花粉管的 发育情况以及胚胎败育是影响杂交生殖障碍的主要 因素[18]。亚林研究所自然杂交选育出的新品种‘空 顶朝冠’完成 了 国 际 莲 属 品 种 登 记 [19],南 京 艺 莲 苑 杂交选育出 了 花 色 新 颖,观 赏 性 佳 的 新 品 种 ‘秦 淮 淡妆’[20]。 3.2辐射育种
系。中国是中国莲的世界分布中心和栽培中心,品 种资源丰富,传统品种约 200个以上,且有新品种不 断涌现。各种类型、不同生态型的莲品种资源分布 广泛,且各个地区莲品种有一定差异。20世纪 60 年代,张行言等收集莲品种资源 33份[8]。2014年, 上海辰山植物园建立了荷花资源圃,已收集与保存 全球荷 花 资 源 700余 份,活 体 材 料 共 1800多 池 (缸)[9]。
本文从荷花种质资源、遗传规律、育种方法、分 子生物学研究及新品种选育与推广等方面进行综 述,并对荷花的育种和开发利用等方面所面临的问 题和未来发展趋势进行了展望,以期为育种工作者 和科研人员提供参考。 1种质资源
荷花品种表型性状遗传多样性分析
原 鑫,李文玲,刘召强,等.荷花品种表型性状遗传多样性分析[J].江苏农业科学,2020,48(16):188-193.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2020.16.036荷花品种表型性状遗传多样性分析原 鑫1,李文玲2,刘召强1,吴芳芳1,刘艺平1,孔德政1(1.河南农业大学林学院,河南郑州450002;2.河南省郑州市绿文广场管理中心,河南郑州450002) 摘要:对荷花56个品种的18个数量性状和18个质量性状进行变异水平评价、主成分分析及聚类分析。
结果表明:供试荷花品种表型性状的遗传多样性较丰富,数量性状中变异系数最大的是雄蕊数,为59.13%,Shannon-Wiener指数最大的是叶柄粗和雄蕊长,均为4.007,辛普森指数最大的是立叶数等性状,均为0.981;质量性状中,Shannon-Wiener指数和辛普森指数最大的均是花药颜色,分别为4.025、0.982,18个质量性状共有57个变异类型,平均每个性状的变异类型为3个。
对荷花品种表型性状进行主成分分析,前3个主成分的累计贡献率为46%,包含了全部指标的部分信息。
从荷花的表型性状中选择花色系、花型、花态及花冠直径对荷花品种进行聚类分析,荷花品种被分为5个大类,第Ⅰ大类包含11个品种,占19.64%;第Ⅱ大类包含10个品种,占17.86%;第Ⅲ大类包含8个品种,占14 29%;第Ⅳ大类包含10个品种,占17.86%;第Ⅴ大类包含17个品种,占30.36%。
关键词:荷花;品种;表型性状;遗传多样性 中图分类号:S682.320.32 文献标志码:A 文章编号:1002-1302(2020)16-0188-06收稿日期:2020-05-17基金项目:河南省科技攻关项目(编号:202102110234);河南农业大学科技创新基金(编号:KJCX2017C01)。
作者简介:原 鑫(1994—),男,河南焦作人,硕士研究生,主要从事园林植物育种研究。
荷花株型相关性状与SSR分子标记的关联分析
荷花株型相关性状与SSR分子标记的关联分析作者:杨丹杜凤凤常雅军崔键孙林鹤刘晓静姚东瑞来源:《热带作物学报》2020年第11期摘要:以129份株型多样性丰富的莲属(Nelumbo Adans.)群体为供试群体,观测与株型相关的立叶高度、花柄高度、立叶短径、立叶长径等数量性状。
供试荷花群体株型性状变异丰富,立叶高度、花柄高度变异系数分别达39.68%和41.69%,立叶短径、立叶长径变异系数分别为29.70%和31.41%。
选用多态性好的98对SSR引物对129份莲属种质进行多位点扫描。
利用STRUCTURE V2.2软件对供试莲属品种进行基于混合模型的群体结构分析。
利用GLM模型分析与莲株型性状相关联的SSR标记。
结果表明:从群体结构看,供试群体最终可被划分为4个亚群,中国莲传统品种和中美杂交种属于不同的亚群,同时有部分遗传背景复杂的杂交种在不同亚群间分布。
通过关联分析共找到11个标记与花柄高度、立叶高度、立叶长径、立叶短径等4个性状显著相关。
其中,SSR067、SSR132、SSR458标记与所观测株型性状均显著相关,可能由于基因连锁或者一因多效引起。
在连续2年的重复试验中,SSR132和SSR458标记均可与立叶长径、立叶短径相关联,表明这2个标记可能受环境影响较小。
关键词:荷花;株型;群体结构;关联分析中图分类号:S813.3 文献标识码:AAssociation Studies of Plant Architecture Traits and SSR Markers in Nelumbo Adans.YANG Dan, DU Fengfeng, CHANG Yajun, CUI Jian, SUN Linhe, LIU Xiaojing*,YAO Dongrui*Institute of Botany, Jiangsu Province and Chinese Academy of Sciences, Nanjing, Jiangsu 210014, ChinaAbstract: Totally 129 lotus accessions with different architecture were used as the experimental material. The leaf height, flower height and leaf diameter were determined. The accessed lotus population had diverse plant architecture traits. Variation coefficient for leaf height and flower height was 39.68% and 41.69% respectively, and variation coefficient for leaf length and width was29.70% and 31.41% respectively. 129 lotus accessions were genotyped with 98 pair polymorphic SSR primers. Population structure of lotus accessions was analyzed using the STRUCTURE V2.2 software. Association analysis of lotus architecture traits was performed with the GLM model. The results indicated that lotus accessions were divided into four subgroups. The results distinctly grouped lotus accessions from Chinese lotus and Sino-American hybrids into different clusters. However, the hybrids dispersed among clusters. The results showed that 11 SSR markers were associated with leaf height, flower height, leaf length and width; three markers were associated with all the plant architecture traits, and that might be caused by multiple effects of one gene or genetic linkage. In two years of repeated tests, two markers (SSR132 and SSR458) can be associated with leaf length and width, indicating that these two markers may be less affected by environment.Keywords: Nelumbo; plant architecture; population structure; association analysisDOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2020.11.002荷花是蓮科(Nelumbonaceae)莲属(Nelumbo)多年生水生植物,是被子植物中起源最早的物种之一,在中国已有2500多年的栽培历史[1]。
荷花资源及其园林应用研究
荷花资源及其园林应用研究荷花是一种常见的水生植物,它在园林中的应用广泛,不仅美化了环境,还具有多种药用价值和观赏价值。
荷花资源及其园林应用研究已经成为园林学领域中的重要课题。
本文将从荷花资源的特点、荷花在园林中的应用及相关研究进展等方面展开讨论。
一、荷花资源的特点1. 生长环境广泛荷花原产于东亚地区,据史料记载,中国古代就有栽培荷花的记录。
如今,荷花已经在全世界范围内广泛分布,主要分布在湖泊、河流、水塘等水域。
它对生长环境要求不高,需要的水质较为清澈,温度适宜即可生长。
2. 耐寒性强荷花属于多年生草本植物,对温度要求较高,但是在寒冷的冬季仍能存活。
它能够通过种子繁殖,也可以分株繁殖。
3. 观赏价值高荷花的花朵美丽,色彩丰富,花型多样,有着极高的观赏价值。
而且它的花期较长,能够在夏季持续开放,成为园林中的一道亮丽风景。
4. 药用价值丰富荷花的根、茎、叶、花等各个部分都具有一定的药用价值,其提取的药物能够具有清热解毒、健脾利尿、降血压等功效。
二、荷花在园林中的应用1. 观赏功能荷花在园林中主要用于观赏,其优美的花朵成为园林中的一道亮丽风景线。
在园林设计中,常常会将荷花与其它花卉结合,打造出优美的花园景观。
2. 净化水域荷花对水质有一定的净化作用,它的根系能够吸收水中的营养盐和有害物质,起到净化水质的作用。
在一些城市公园的水系中,常常可以看到有荷花的身影。
3. 保护水域生态荷花的茎叶在水中能够为水中生物提供栖息场所,成为水域生态的一部分。
荷花能够隔离水域,保护水生植物和鱼类等生物资源。
除了在园林中的观赏价值外,荷花的药用价值也为人们所重视。
在一些园林中,也会专门种植一些药用荷花,以供催花、饲养观赏鱼或者提取药材。
1. 荷花资源的多样性研究目前,对于全球范围内的荷花资源多样性研究并不充分,许多野生或者珍稀的荷花品种尚未得到详细的研究和利用。
加强对荷花资源多样性的研究具有重要的意义。
2. 荷花栽培技术研究目前,关于荷花栽培技术的研究主要集中在其生长环境、肥料施用、病虫害防治等方面。
荷花研究报告
荷花研究报告荷花研究报告荷花,又称睡莲,是一种生长在水中的植物,被广泛种植和观赏。
本报告将对荷花的生态特征、生长习性、物种多样性以及其与环境的关系进行研究和分析。
荷花的生态特征主要表现为耐水生、浮叶植物。
它生长在水中,可以通过根部吸收水中的养分,通过叶绿素进行光合作用。
荷花的叶子很大,可以在水面上浮起,这样可以最大限度地接收到阳光。
同时,荷花的花瓣和花蕊也具有一定的耐水性,可以在水中良好地开放和受精。
由于其独特的生态特征,荷花在水域生态系统中扮演着重要的角色。
荷花的生长习性主要受水温、光照、水质和水深的影响。
荷花喜欢温暖的水温,适宜的水温范围是20℃到35℃。
荷花对光照也有较高的要求,光照过强容易使其叶片晒伤,光照不足则影响其正常生长。
水质对荷花的生长也有一定的影响,水质过污会导致荷花叶片枯黄、花蕊变小,甚至无法正常开花。
此外,荷花对水深也有要求,一般水深在40厘米到1米之间是最适宜的。
荷花具有丰富的物种多样性,已经有多个物种和变种被发现。
根据花色的不同,可以将荷花分为红色、粉色、白色等多个颜色的品种。
荷花的形态也各异,有的花瓣饱满,有的花瓣弯曲,还有的花瓣呈锥形。
不同的物种和变种,都给人们带来了丰富多彩的观赏体验。
荷花与环境的关系密切,对水域的生态环境有调节作用。
由于荷花的生长需要一定的水质要求,种植荷花可以改善水质,净化水体。
同时,荷花的根系可以牢固地固定水边的土壤,起到防止水土流失的作用。
此外,荷花的花香也为周围的居民提供了愉悦的氛围。
综上所述,荷花是一种具有重要生态作用和丰富品种多样性的植物。
通过研究和观察荷花的生态特征、生长习性、物种多样性以及其与环境的关系,可以更好地了解和保护这一美丽的水生植物。
基于SSR标记的荷花品种遗传多样性及群体结构分析
基于SSR标记的荷花品种遗传多样性及群体结构分析杜凤凤;刘晓静;常雅军;李乃伟;李丕睿;姚东瑞【摘要】采用SSR标记技术对42个荷花品种( Nelumbo spp.)的基因组DNA进行扩增,在此基础上,对供试品种进行UPGMA聚类分析、群体结构分析和主坐标分析( PCoA)。
结果表明:采用17对SSR引物从42个荷花品种的基因组DNA中扩增出77个位点,多态性位点百分率为88.31%;每对引物可扩增出1~9个多态性位点。
根据Nei's遗传距离,供试的42个荷花品种可被分成Ⅰ和Ⅱ两组,分别包含3和39个品种;在Nei's遗传距离0.150处,Ⅱ组被进一步分成Ⅱa、Ⅱb和Ⅱc 3个亚组,分别包含3、16和20个品种。
群体结构分析结果表明:组分概率高于等于0.80时,供试的42个荷花品种被分成Pop1、Pop2和混合群3个亚群,分别包含17、16和9个品种。
PCoA分析结果表明:在F1水平上,供试的42个荷花品种被分成2个部分;其中,Pop1亚群的品种均分布在第二和第三象限,而Pop2亚群的品种则分布在第一和第四象限。
总体来看,聚类分析、群体结构分析和PCoA分析的结果基本一致。
综合分析结果表明:玉组包含美洲黄莲( N. lutea Pers.)品种‘艾江南',且与传统中国莲( N. nucifera Gaertn.)品种的亲缘关系最远,故认为该组为美洲黄莲;Ⅱ组为中国莲,其中,Ⅱc亚组以传统中国莲品种为主,而Ⅱb亚组则偏重于美洲黄莲。
总体上看,供试的42个荷花品种主要被分为中国莲和美洲黄莲两组,而中美杂交莲并没有独立成组,其成因有待进一步研究。
%Genomic DNA of 42 lotus cultivars ( Nelumbo spp.) were amplified by SSR marker technique, on the basis, UPGMA cluster analysis, population structure analysis and principal coordinate analysis ( PCoA) of cultivars tested were carried out. The results show that 77 loci are amplified from genomic DNA of 42 lotus cultivars by 17 pairs of SSR primers, percentage of polymorphiclocus is 88. 31%. Each pair of SSR primer can amplify 1-9 polymorphic loci. According to Nei's genetic distance, 42 lotus cultivars tested can be divided into two groups, i. e. Ⅰ and II, which contain 3 and 39 cultivars, respectively. At Nei's genetic distance of 0. 150, groupIIis further divided into three subgroups, i. e.IIa, IIb and IIc , which contain 3, 16 and 20 cultivars, respectively. The result of population structure analysis shows that when component probability is above or equal to 0 . 80 , 42 lotus cultivars tested can be divided into three subpopulations, i. e. Pop1, Pop2 and mixed population, which contain 17, 16 and 9 cultivars, respectively. The result of PCoA analysis shows that on F1 level, 42 lotus cultivars tested are divided into two parts. In which, cultivars of Pop1 subpopulation all distribute in the second and the third quadrants, while those of Pop2 subpopulation distribute in the first and the fourth quadrants. Overall, results of cluster analysis, population structure analysis and PCoA analysis are basically identical. The comprehensive analysis result shows that Ⅰ group conta ins American lotus ( N. lutea Pers.) cultivar ‘Aijiangnan', and its relationship with traditional Chinese lotus ( N. nucifera Gaertn.) cultivars is the farthest, so the group is considered to be American lotus. II group is Chinese lotus, in which,IIc subgroup is mainly traditional Chinese lotus cultivars, whileIIb subgroup is lean to American lotus. In general, 42 lotus cultivars tested are mainly divided into two groups of Chinese lotus and American lotus, while Sino-American hybrid lotus has not became into an independent group, the reason needs to be further researched.【期刊名称】《植物资源与环境学报》【年(卷),期】2016(025)001【总页数】8页(P9-16)【关键词】荷花品种;SSR标记;遗传多样性;UPGMA聚类分析;群体结构分析;主坐标分析( PCoA)【作者】杜凤凤;刘晓静;常雅军;李乃伟;李丕睿;姚东瑞【作者单位】也江苏省中国科学院植物研究所南京中山植物园,江苏南京210014页;也江苏省中国科学院植物研究所南京中山植物园,江苏南京210014页;也江苏省中国科学院植物研究所南京中山植物园,江苏南京210014页;也江苏省中国科学院植物研究所南京中山植物园,江苏南京210014页;也江苏省中国科学院植物研究所南京中山植物园,江苏南京210014页;也江苏省中国科学院植物研究所南京中山植物园,江苏南京210014页【正文语种】中文【中图分类】Q946-33;S682.32荷花为睡莲科(Nymphaeaceae)莲属(Nelumbo Adans.)多年生挺水植物,为中国十大传统名花之一,兼具观赏、经济及生态价值。
三种水生被子植物在中国六大湖泊的遗传多样性
三种水生被子植物在中国六大湖泊的遗传多样性水生被子植物是湿地生态系统中的重要组成部分,许多广布种已适应不同区域差异很大的环境。
在位于中国地势第二级阶梯的草海和洱海以及位于第三级阶梯的梁子湖、洪湖、太湖和微山湖,本研究采集了挺水植物宽叶香蒲(Typha latifolia L.)、浮叶植物莕菜(Nymphoides peltatum (Gmel.) O. Kuntze)、沉水植物光叶眼子菜(Potamogeton lucens L.)这3种水生被子植物的叶片样品,利用ISSR分子标记技术研究了它们的遗传多样性及遗传变异,得到如下结果:1.宽叶香蒲:在5个湖泊(梁子湖、洪湖、太湖、微山湖、草海)中共采集101个样品,从100条ISSR引物中筛选出13条引物,共扩增出204条带,其中多态性条带为184条,多态性条带所占比例为90.20%。
Nei’s基因多样性指数(日)为0.2330,Shannon多样性指数(I)为0.3649。
相比于前人研究的东亚和北美东部宽叶香蒲,本研究中宽叶香蒲具有较高的遗传多样性。
遗传分化系数(Gst)为0.3195。
基因流(Nm)为1.0650。
聚类分析和主成分分析表明太湖和微山湖种群亲缘关系较近,梁子湖和洪湖的种群亲缘关系较近,草海与梁子湖和洪湖的种群亲缘关系近,而与微山湖和太湖的种群亲缘关系远。
2.莕菜:在5个湖泊(梁子湖、洪湖、太湖、草海、洱海)中共采集147个样品,从100条ISSR引物中筛选出11条引物,共扩增出219条带,多态性条带所占比例100%. Nei’s基因多样性指数(H)为0.2118,Shannon多样性指数(I)为0.3480。
相比于前人研究日本浦霞湖、湖北枝江、云南洱海的莕菜,本研究中莕菜具有较高的遗传多样性。
遗传分化系数(Gst)为0.1849。
基因流(Nm)为2.2037。
聚类分析和主成分分析表明草海和洱海种群的亲缘关系较近,梁子湖和洪湖种群的亲缘关系较近,而太湖种群与其余4个湖泊种群亲缘关系较远。
二十个枇杷品种(系)ISSR标记的遗传多样性分析
二十个枇杷品种(系)ISSR标记的遗传多样性分析
刘小英;蔡益航;吴碧君;张游南;刘国强
【期刊名称】《热带农业科学》
【年(卷),期】2022(42)11
【摘要】为促进枇杷种质资源的开发和利用,以收集的20份枇杷种质资源为研究对象,采用ISSR分子标记方法进行遗传多样性分析。
结果显示:13条引物共扩增141条DNA片段,其中多态性片段100条,多态性比率为70.92%;供试材料间的遗传相似系数为0.702 1~0.879 4,平均相似性系数为0.813 2。
对20份供试材料进行聚类分析,在遗传相似系数为0.759 6时,可将所有供试材料分为两大类,台湾白枇杷自成一类,其他供试材料聚为一类;在遗传相似系数为0.789 6时,除台湾白枇杷以外的供试材料又可分成3个亚类;聚类结果与开花时期、地理分布、果肉颜色相关性不明显,但同一亲本的杂交后代大部分聚成一类。
研究结果为枇杷资源的分类、保存与利用、遗传进化等研究及杂交组合选配提供一定的理论和技术支持。
【总页数】6页(P58-63)
【作者】刘小英;蔡益航;吴碧君;张游南;刘国强
【作者单位】莆田市农业科学研究所;莆田市生物工程研究所
【正文语种】中文
【中图分类】S667.3
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荷花的研究报告
荷花的研究报告荷花的研究报告一、引言荷花,又称莲花,是属于莲科植物的一种水生植物,具有优雅的花形和鲜艳多彩的花朵,在人们的生活中有着重要的地位。
荷花在食品、药品、工艺制品等多个领域都有应用,同时也是园林绿化的常见植物。
本研究报告将围绕荷花的分类、生态习性、繁殖、应用以及保护等方面进行深入分析,从而更好地了解荷花。
二、荷花的分类荷花的分类主要根据花香、花色、花瓣和植株形态等特征进行划分,目前已知共有11个种类,包括红莲、白莲、青莲、藕莲等。
其中,红莲是最常见的种类,花朵鲜艳妖娆,而白莲则以端庄典雅而闻名。
每个种类的荷花都有其独特的特点和价值。
三、荷花的生态习性1.水生植物:荷花是适应水环境生长的植物,一般生长在静水中,如湖泊、池塘、水塘等地。
2.喜阳光:荷花对阳光的需求较高,充足的阳光能促进其正常生长和开花。
3.肥沃土质:荷花喜欢生长在肥沃的泥质土壤中,土壤的湿润度和含水量对其生长繁殖影响较大。
四、荷花的繁殖荷花的主要繁殖方式有种子繁殖、块茎繁殖和分根繁殖。
1.种子繁殖:荷花的种子呈圆形,富含养分,可以通过播种的方式进行繁殖,但发芽率较低。
2.块茎繁殖:荷花的块茎可以通过分株的方式进行繁殖,只需将块茎拔出,再栽培在新的土壤中即可。
3.分根繁殖:荷花在生长过程中会产生许多侧生根,这些侧生根可以切割成小块后移栽到新的水培环境中进行繁殖。
五、荷花的应用1.食品:荷花的嫩叶可作为蔬菜食用,具有清凉解毒的功效。
荷花的茎和花蕾也可以用来制作一些独特的食品,如荷花茶、荷花糕等。
2.药品:荷花具有很高的药用价值,能够清热、解毒、降血压、健脾、益肾等。
荷花子可作为中药材,根据不同的药理作用可以用于治疗不同的疾病,如感冒、食欲不振、高血压等。
3.工艺制品:荷花的花瓣可以用来制作花茶、花瓣干燥后还可以用作花艺装饰品,制作荷花花片、荷花线画等。
4.园林绿化:荷花是园林绿化中常见的水生植物,其盛开的花朵能够增添园林的美感。
荷花分析报告
荷花分析报告1. 引言荷花,学名为睡莲(Nymphaea spp.),是一种水生植物,属于百合科荷花属。
荷花以其独特的美丽和象征意义而受到广泛关注。
本报告旨在通过对荷花的分析,探讨荷花的特点、分布以及生态环境等方面的信息。
2. 荷花的特点荷花是一种多年生水生植物,具有以下特点:•叶片大而圆形,浮在水面上,叶片表面光滑,有一层疏水性的蜡质层,不易湿透。
•荷花的花朵大而香,花色丰富多样,包括红色、粉色、白色等。
•荷花具有较强的适应性,既能在淡水环境中生长,也能在湖泊、池塘等水体中生存繁衍。
•荷花的根茎坚韧,具有抗风浪的能力,能够在水面上稳定生长。
3. 荷花的分布荷花是世界各地都有分布的水生植物,主要分布在温带和热带地区。
以下是荷花主要分布地区的简要介绍:•亚洲:荷花起源于亚洲,尤其在中国、日本、印度等地广泛分布。
中国的荷花种类较多,以杂交种和变种为主。
•欧洲:荷花在欧洲也有一定的分布,尤其是在荷兰、法国和英国等国家。
荷兰被誉为“荷花之国”,荷兰的盛产荷花的地区是当地旅游的一个亮点。
•美洲:在美洲地区,荷花主要分布在美国和加拿大等国家。
美国的佛罗里达州被誉为“荷花之州”,盛产荷花。
•非洲:非洲也有荷花的分布,尤以埃及的尼罗河流域最为著名。
尼罗河上的荷花景观吸引了众多游客。
4. 荷花的生态环境荷花对生态环境的要求较高,以下是荷花生长的基本要求:•水体环境:荷花生长的最佳水质为清澈、富含养分的淡水环境。
水体的pH值应在6-7之间。
•光照条件:荷花对阳光的需求较高,充足的阳光可以促进荷花的生长和开花。
•湿度和温度:荷花对空气湿度要求较高,湿度在50%-80%之间较为适宜。
温度方面,荷花的生长温度适宜范围为18-30摄氏度。
•土壤环境:荷花适宜生长的土壤为湿润而富含有机质的泥质土壤。
5. 荷花的象征意义荷花在不同文化中具有丰富的象征意义,以下是一些常见的象征意义:•纯洁和高尚:荷花的花瓣洁白无暇,象征纯洁和高尚的品格。
荷花品种分类研究现状及建议
荷花品种分类研究现状及建议摘要中国十大名花之一——荷花是深受人们喜爱的传统花卉,在园林水生植物应用中有着极其重要的地位。
不同的专家对荷花的品种分类等级标准不同,产生了荷花品种分类的分歧。
综述了古今国内外对荷花品种分类的研究,并提出了建议。
关键词荷花;品种分类;研究现状;建议荷花(Nelumbo nucifera)又称莲花、芙蓉、水芙蓉等,为睡莲科莲属多年生大型水生草本植物。
1997年中国考古工作者在浙江余姚县罗江乡发现了距今约7 000年新石器时代的“河姆渡文化”遗址,在出土文物中发现了荷花花粉化石。
荷花是圣洁的代表,更是佛教神圣净洁的象征,出尘离染,清洁无瑕,因而中国人民和广大佛教信徒都以荷花“出淤泥而不染,濯清涟而不妖”的高尚品质作为激励自已洁身自好的座右铭;荷花又是友谊的象征和使者,中国古代民间就有春天折梅赠远,秋天采莲怀人的传统。
另外,荷花全身皆宝,藕和莲子都能食用,莲子、根茎、藕节、荷叶、荷花及种子的胚芽等均可入药。
荷花作为滋补药用在中国也有2 000年以上的历史,自古中国人民就视莲子为珍贵食品,如今仍是高级滋补营养品,众多地方专营莲子生产;莲藕是最好的蔬菜和蜜饯果品;莲叶、莲花、莲蕊等也都是中国人民喜爱的药膳食品[1]。
近些年来,有许多学者从荷花的分类、生长发育、遗传育种、组织培养、生理学特性及园林应用等方面进行了深入的研究。
1荷花植物资源荷花是被子植物中起源最早的植物之一,原产中国和印度,种质资源丰富,栽培历史悠久,品种繁多。
其生长环境离不开水,又喜光,生长期内格外喜温,可以说只要有水和适宜的光照,荷花就能生长。
中国幅员辽阔,东西、南北气候差异明显,但根据明清以来的《方志》资料记载,有莲荷生长的地区却非常广泛,绝大多数省份都有莲荷生长,或有莲荷生长而出现的胜景,或因荷而名之地。
如今,根据科学手段探测,荷花在我国的地理分布为:南起海南岛(北纬18.20°),北达黑龙江富锦(北纬48.20°,东经132.20°),东接台湾(东经121.70°),西至新疆天山北麓(东经85.80°,北纬44.40°),垂直分布可达2 000m以上[3]。
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基于ISSR标记的20种荷花品种资源遗传多样性分析作者:何天友沈少炎瞿印权陈凌艳刘颖嘉荣俊冬郑郁善来源:《安徽农业科学》2017年第06期摘要 [目的]研究20种荷花材料遗传多样性和亲缘关系。
[方法]利用ISSR-PCR体系筛选出16条多态性引物,并利用16条ISSR引物对20种荷花材料进行PCR扩增。
[结果]16条引物扩增出225个位点,多态性位点占75.56%。
通过Popgene32软件计算出20个荷花品种间的相似性系数为0.577 8~0.951 1,平均值为0.779 6。
通过聚类分析将20个荷花品种分为两大类,白洋淀红莲和冬瓜莲可归为一类,其他18个品种划分为第二类。
[结论]ISSR标记技术可有效应用于不同荷花品种的遗传多样性分析和亲缘关系的鉴定。
关键词荷花;ISSR;聚类分析;遗传多样性中图分类号 S188+.1 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2017)06-0128-05Genetic Diversity of 20 Nelumbo nucifera Gaertn.Varieties Revealed by ISSR AnalysisHE Tian-you1,SHEN Shao-yan1,QU Yin-quan2,ZHENG Yu-shan1,2* et al (1.College of Landscape,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou,Fujian 350002;2.College of Forestry,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou,Fujian 350002)Abstract [Objective]To study the genetic diversity of 20 species of plant samples in Nelumbo nucifera Gaertn..[Method]16 primers were screened by using ISSR amplification system,and the DNA was used to amplify of 20 species of plant samples with 16 primers.[Result]16 primers produced 225 loci, the percentage of polymorphic loci was up to 75.56%.The genetic similarity coefficient of 20 species in squash ranged from 0.577 8 to 0.951 1,which was calculated by Popgene32.20 varieties by UPMGA analysis could be clustered into two groups,the first group included Baiyangdianhonglian and Donggualian; the rest of varieties was included in secondgroup.[Conclusion]ISSR molecular markers could be effectively used in genetic diversity and fingerprint analysis for 20 species of plant samples in Nelumbo nucifera Gaertn..Key words Nelumbo nucifera Gaertn.;ISSR;Cluster analysis;Genetic diversity荷花(Nelumbo nucifera Gaertn.)是睡莲科莲属多年生大型水生草本[1],近年来对荷花药理[2-4]、园林应用[5]、分子遗传标记[6-8]等方面已有不少研究。
荷花是起源较早的被子植物之一,现有中国莲种系、中国莲亚种莲种系和中美杂种莲种系3个种系[9],种质资源十分丰富且栽培历史悠久[10]。
最原始的荷花品种是野生红莲,之后逐渐演化出众多花型、花色、株型各不相同的荷花品种,目前,我国培育出的具有观赏价值的优良品种荷花已达300种[10]。
张行言等[9]按照观赏植物的“二元分类法”原则,编制了新的荷花品种分类系统,将种源作为1级品种分类标准,按株型、花型、花色的顺序,共分为3系、6群、16类、48型,现今暂包括608个品种,新的分类系统符合荷花品种的演化趋势,便于实际观赏应用。
随着现代植物分子生物学的快速发展,分子标记技术被广泛应用于遗传多样性以及指纹图谱构建的研究,目前应用较为广泛的分子标记技术有RFLP、RAPD、AFLP、ISSR、SRAP[11-15]等。
尽管DNA分子标记技术种类多,但是各有优缺点,如 RFLP 需要放射性同位素,AFLP 需要特定的酶切与连接,RAPD 和 AP-PCR 的稳定性及重复性不好等[16]。
现阶段用于荷花遗传多样性和亲本鉴定研究的技术主要有RAPD和ISSR分子标记技术[9-10,17]。
ISSR(Inter Simper Sequence Repeat,简单重复序列标记)是由加拿大的Zietkiewicz等提出来的,是以SSR来设计引物,对引物3′或5′端锚定,通过引物对基因组进行扩增的标记系统。
ISSR具有稳定、高效、重复性高、DNA用量少等特点[16,18-20]。
ISSR相较于RAPD稳定性更好,能够检测出更多种质资源间的遗传多态性及差异性[21-22]。
因此,ISSR标记技术被广泛用于生物的遗传多态性研究[23-25]、优良品种鉴定[26]、构建遗传图及系统分类学研究等诸多领域,且对于构建背景种质狭窄的指纹图谱具有很大潜力[27]。
针对20个不同地域的荷花品种,进行ISSR分子标记和遗传多样性分析,为荷花品种及种质资源的鉴定提供试验基础和技术支持。
1 材料与方法1.1 材料供试的20种荷花材料来源于福建省建宁县莲子科学研究所,荷花品种及来源见表1。
每个品种采样3片以上,放在自封袋中,加入硅胶干燥,尽快转移至-80 ℃冰箱,以备DNA提取。
1.2 方法1.2.1 总DNA的提取与检测。
采用天根公司植物基因组总DNA提取试剂盒(北京,DP305-02)提取荷花基因组总DNA,在此基础上,增加了GP1、GP2缓冲液及三氯甲烷的用量。
用微量紫外分光光度计检测提取的DNA浓度,用1.0%琼脂糖凝胶电泳和Sensi Ansys凝胶分析软件检测提取的DNA质量及完整性[28-30],后将总DNA样品置于-20 ℃保存备用。
1.2.2 引物筛选。
用已经优化好的ISSR-PCR体系,对哥伦比亚大学(University of British Columbia Biotechnology,UBC)提供的100条通用引物序列进行筛选,最终筛选出重复性、多态性和稳定性都较好引物16条,引物序列如表2所示。
1.2.3 ISSR 反应体系及程序。
参照黄宇等[31]优化的荷花ISSR反应体系并稍作修改,具体扩增反应体系如下:20 μL PCR反应体系中,包含2 μL的10×PCR Buffer,0.4 mmol/L dNTPs,3.5 mmol/L Mg2+,1.5 U Taq DNA聚合酶,0.4 μmol/L 引物,3 ng模板DNA;PCR的扩增程序为94 ℃ 2 min预变性;94 ℃ 30 s变性,54.5 ℃ 30 s退火,72 ℃ 1 min延伸,45个循环;72 ℃ 7 min延伸,4 ℃下保存。
1.2.4 数据处理。
经过电泳分离后,凝胶同一位置上出现的条带具有同源性,且属于同一位点,对所得的扩增结果进行记录,以1代表有条带,0代表没有条带,建立一个二元0-1矩阵,输入到Excel表格中。
借助Popgene32软件[32]得出20个荷花品种遗传多样性参数,进行遗传多样性分析,再使用SPSS 13.0统计软件对数据进行处理,根据遗传距离采用UPGMA进行聚类分析,绘制成ISSR树状聚类图。
2 结果与分析2.1 DNA提取结果用1.0%琼脂糖凝胶电泳检测试剂盒提取的各品种荷花DNA,结果显示DNA条带清晰明亮,没有发生明显的拖尾现象,点样孔附近也较为干净,表明杂质基本去除干净(图1),符合ISSR扩增的试验要求,经紫外分光光度计检测各荷花品种DNA浓度均为20~50 ng/μL。
2.2 引物筛选扩增结果利用最终筛选出的18条引物对20个荷花品种DNA进行多态性扩增,结果如表2所示,共扩增出225个ISSR位点,多态性位点有170个,多态性位点百分率为75.56%,扩增片段大小为300~3 000 bp,每个引物扩增的位点数为9~23个,平均每个引物扩增出14.1个位点,UBC836扩增的位点最多为23个,扩增出最少的位点为9个,多态性位点是UBC857(图2、3)。
用来衡量种群间遗传变异情况的重要指标就是多态性百分比。
多态性百分比越高,一个种群适应能力强,反之则弱。
试验表明20个荷花品种的多态性都较高,遗传基础范围广,适应性强,遗传多样性比较丰富。
2.3 荷花品种的遗传多样性水平分析遗传距离越小则遗传相似系数越大,亲缘关系越近,荷花品种间的差异程度越小。
利用Popgene32软件分析,获得了20个荷花品种间的遗传相似系数和遗传距离,各荷花品种间的遗传相似系数为0.577 8~0.951 1,平均值为0.779 6。
说明20个荷花品种间有一定的遗传差异,这种差异不大,它们之间存在着一定的亲缘关系。
十里荷和白洋淀红莲之间的亲缘关系最远,遗传相似系数为0.577 8,遗传距离为0.548 6;红花建莲和白花建莲之间的遗传相似系数为0.951 1,遗传距离为0.050 1。
利用Popgene32软件进行计算分析,结果表明20个荷花品种的观测等位基因数为1.155 6个,平均有效等位基因数为1.336 3,平均Nei’s基因多样性指数为0.209 4,平均Shannon多样性指数为0.328 4,说明20个荷花品种间存在着丰富的遗传多样性。
2.4 荷花品种的ISSR聚类分析利用SPSS 18.0软件对20个荷花品种进行遗传距离和遗传相似度的聚类分析。
利用UPGMA法对20个荷花品种进行聚类分析得到树状聚类图。
从图4可以看出,在遗传距离阈值0.378 5处将20个品种分为两类,第一类为白洋淀红莲和冬瓜莲,剩余品种为第二类。