不同花色一串紅的親緣關(guān)系分析

侯艷霞　湯浩茹

摘要：利用RAPD和ISSR技術(shù)，對5種花色一串紅進(jìn)行親緣關(guān)系分析，基于擴增結(jié)果建立各自的遺傳距離矩陣，并構(gòu)建分子樹狀圖，結(jié)果表明，一串紅白色與紅色系列親緣關(guān)系較近，其中，紅色和粉紅色親緣關(guān)系最近；淡紫色和紫紅色親緣關(guān)系較近，但與白色和紅色系列親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。

關(guān)鍵詞：一串紅；花色；親緣關(guān)系

中圖分類號： S681.403文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2015）02-0179-02

收稿日期：2014-04-01

基金項目：山西省青年科技研究基金（編號：2013021026-2）；山西林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級科研教改項目（編號：201314）。

作者簡介：侯艷霞（1981—），女，山西交城人，博士，講師，從事園藝植物生物技術(shù)研究。E-mail：yxhou2007@163.com。

通信作者：湯浩茹，博士，教授，從事果樹生物技術(shù)和遺傳育種研究。E-mail：htang@sicau.edu.cn。一串紅（Salvia splendens Ker-Gawl）為唇形科鼠尾草屬多年生草本花卉[1]，原產(chǎn)南美巴西[2]，現(xiàn)世界各地廣泛栽植。一串紅是我國節(jié)日傳統(tǒng)用花，除具有較高的觀賞價值外，在醫(yī)藥、食品、化妝品等領(lǐng)域也有一定的經(jīng)濟價值和開發(fā)前景[3-4]。隨著人們生活水平的提高，消費者對一串紅的品質(zhì)要求愈來愈高。作為觀花植物，花色是決定一串紅品質(zhì)的重要因素之一。目前，一串紅花色還比較單調(diào)，只有紅色系、白色系和紫色系等花色[5]，育種學(xué)家希望培育出花色更為豐富多彩的一串紅品種。本試驗利用RAPD和ISSR標(biāo)記技術(shù)，從分子水平探討5種不同花色一串紅的親緣關(guān)系，旨在為一串紅花色育種提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

展望系列的一串紅，5種花色分別為白色、紅色、粉色、淡紫色和紫紅色。RAPD引物，購自北京賽百勝基因有限公司；ISSR引物，購自上海申能博彩生物科技有限公司。

1.2方法

1.2.1總DNA的提取采用核DNA法提取基因組DNA[6]。

1.2.2PCR擴增和電泳從90條RAPD引物和70條ISSR引物中分別篩選出擴增條帶清晰、重復(fù)性較好的15條引物用于PCR擴增（表1）。RAPD擴增反應(yīng)體系（20 μL）為：10×buffer 2.0 μL，模板DNA 20 ng，Mg2+濃度 2.0 mmol/L，引物濃度0.6 μmol/L，dNTPs濃度0.2 mmol/L，Taq酶1.0 U。ISSR擴增反應(yīng)體系（20 μL）為：10×buffer 2.0 μL，模板DNA 10 ng，Mg2+濃度2.0 mmol/L，引物濃度0.5 μmol/L，dNTPs濃度0.3 mmol/L，Taq酶 1.0 U。RAPD和ISSR擴增反應(yīng)程序為：94 ℃預(yù)變性5 min；94 ℃變性1 min，RAPD 36 ℃或ISSR 52 ℃退火1 min，72 ℃延伸2 min，40個循環(huán)；72 ℃延伸 10 min。產(chǎn)物用1.5%瓊脂糖凝膠電泳，溴化乙錠染色，紫外觀察并照相分析。

1.2.3數(shù)據(jù)分析擴增結(jié)果以0、1統(tǒng)計，建立DNA指紋數(shù)據(jù)，相同遷移率位置有帶賦值為1，無帶賦值為0，錄入Excel，得到原始數(shù)據(jù)表征矩陣。將矩陣用軟件NTSYSPC 2.10分析聚類，計算Nei氏遺傳距離。基于遺傳距離，利用UPGMA法對供試材料進(jìn)行聚類分析，構(gòu)建樹狀圖。

2結(jié)果與分析

2.1不同花色一串紅PCR擴增結(jié)果

RAPD和ISSR選用的引物分別擴增出224條和215條DNA譜帶，大小均在200～4 000 bp之間，其中多態(tài)性片斷分別為166條和185條，占擴增總帶數(shù)的74.11%和86.05%；每個引物擴增的帶數(shù)分別在10～18條和8～19條之間，平均為14.93條和14.33條；有30條引物在同一試材上的擴增結(jié)果均不相同，同一引物對不同材料的擴增結(jié)果也不盡相同，表明一串紅5種花色之間存在較明顯的DNA序列差異。由圖1可見，RAPD和ISSR 2種標(biāo)記對供試材料的擴增效果都較好，均得到帶型清晰、條帶較亮且多態(tài)性較好的條帶。

2.2不同花色一串紅遺傳關(guān)系

2.2.1遺傳距離分析由表2可見，基于RAPD分析的遺傳距離，變異范圍為0.05～0.64，平均為0.40，其中，紅色和淡紫色之間的遺傳距離最大，為0.64，紅色和粉色之間的遺傳距離最小，為0.05；基于ISSR分析的遺傳距離，變異范圍為0.15～0.79，平均為0.52，其中，粉色和淡紫色之間的遺傳距離最大，為0.79，紅色和粉色之間的遺傳距離最小，為0.15。雖然2種標(biāo)記對遺傳距離最大的2種花色標(biāo)記結(jié)果不同，但總體結(jié)果相似，都是白色、紅色和粉色之間遺傳距離差異較小，親緣關(guān)系較近，淡紫色和紫紅色與其他3種花色遺傳距離差異較大，其中，淡紫色與其他花色一串紅的遺傳距離最大，親緣關(guān)系最遠(yuǎn)。表2供試材料間的遺傳距離

2.2.2聚類分析由圖2、圖3可見，5種花色的一串紅可以明顯劃分為2組，1組為白色、紅色和粉色，白色與紅色系列親緣關(guān)系較近，其中，紅色和粉紅色親緣關(guān)系最近；1組為淡紫色和紫紅色，兩者親緣關(guān)系較近，但其與白色和紅色系列親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。

3討論

花色是決定花卉觀賞價值的一個重要因素。植物的花色一直在不斷進(jìn)化，從顯花植物出現(xiàn)到形成多種花色，是植物不斷適應(yīng)自然環(huán)境、保持自身生命力的顯著標(biāo)志，在系統(tǒng)進(jìn)化學(xué)上具有重要意義。巴西原產(chǎn)的一串紅花色單一，只有紅色花一種，經(jīng)過漫長自然選擇及人為因素作用，花色逐漸豐富[7]。近年來，人們對植物品種花色多樣性、特殊性的需求越來越強烈，由于花色遺傳背景極為復(fù)雜，盡管傳統(tǒng)育種手段在植物花色改良方面取得一定進(jìn)步，但由于特定物種基因庫的限制，發(fā)展空間有限[8]?；ㄉ苫驔Q定[9]，從分子水平上研究植物花色的遺傳關(guān)系，有利于了解花色的進(jìn)化機制，從而為植物花色遺傳改良提供理論依據(jù)。endprint

DNA分子標(biāo)記建立在DNA序列多態(tài)性基礎(chǔ)之上，是基因的直接反應(yīng)[10]。利用分子標(biāo)記輔助選擇能加速品種遺傳改良的進(jìn)程，極大地提高育種效率。本試驗結(jié)合RAPD和ISSR 2種標(biāo)記技術(shù)，較客觀地反映了一串紅花色的遺傳信息。試驗結(jié)果表明，不同花色一串紅植株之間存在一定的遺傳差異，5種花色的一串紅可明顯分為2組，白色、紅色和粉色為1組，三者之間親緣關(guān)系較近；紫色和紫紅色為1組，親緣關(guān)系較近，與白色、紅色和粉色親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。李鳳蘭等研究一串紅花中花色素基因，發(fā)現(xiàn)8種不同花色一串紅中都存在酰基轉(zhuǎn)移酶基因，且同源性很高，干紅色、緋紅色、白色、紅白雙色、淺紫色、紫色中該基因序列完全相同，只是在鮭魚肉色花和玫瑰紅色2種花色中，?；D(zhuǎn)移酶基因存在1個點突變，使得編碼氨基酸改變[11]，這可能是導(dǎo)致花色變化的原因。因此推測，調(diào)控一串紅表現(xiàn)為白色、紅色和粉色的基因，可能與調(diào)控表現(xiàn)為紫色和紫紅色的基因存在一定差異，這為一串紅花色改良提供了一種新思路。但是，由于植物花色形成受很多因素影響，要完全搞清一串紅不同花色的遺傳差異，還有待進(jìn)一步研究。

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