不同花色一串红的亲缘关系分析

侯艳霞　汤浩茹

摘要：利用RAPD和ISSR技术，对5种花色一串红进行亲缘关系分析，基于扩增结果建立各自的遗传距离矩阵，并构建分子树状图，结果表明，一串红白色与红色系列亲缘关系较近，其中，红色和粉红色亲缘关系最近；淡紫色和紫红色亲缘关系较近，但与白色和红色系列亲缘关系较远。

关键词：一串红；花色；亲缘关系

中图分类号： S681.403文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）02-0179-02

收稿日期：2014-04-01

基金项目：山西省青年科技研究基金（编号：2013021026-2）；山西林业职业技术学院院级科研教改项目（编号：201314）。

作者简介：侯艳霞（1981—），女，山西交城人，博士，讲师，从事园艺植物生物技术研究。E-mail：yxhou2007@163.com。

通信作者：汤浩茹，博士，教授，从事果树生物技术和遗传育种研究。E-mail：htang@sicau.edu.cn。一串红（Salvia splendens Ker-Gawl）为唇形科鼠尾草属多年生草本花卉[1]，原产南美巴西[2]，现世界各地广泛栽植。一串红是我国节日传统用花，除具有较高的观赏价值外，在医药、食品、化妆品等领域也有一定的经济价值和开发前景[3-4]。随着人们生活水平的提高，消费者对一串红的品质要求愈来愈高。作为观花植物，花色是决定一串红品质的重要因素之一。目前，一串红花色还比较单调，只有红色系、白色系和紫色系等花色[5]，育种学家希望培育出花色更为丰富多彩的一串红品种。本试验利用RAPD和ISSR标记技术，从分子水平探讨5种不同花色一串红的亲缘关系，旨在为一串红花色育种提供理论依据。

1材料与方法

1.1材料

展望系列的一串红，5种花色分别为白色、红色、粉色、淡紫色和紫红色。RAPD引物，购自北京赛百胜基因有限公司；ISSR引物，购自上海申能博彩生物科技有限公司。

1.2方法

1.2.1总DNA的提取采用核DNA法提取基因组DNA[6]。

1.2.2PCR扩增和电泳从90条RAPD引物和70条ISSR引物中分别筛选出扩增条带清晰、重复性较好的15条引物用于PCR扩增（表1）。RAPD扩增反应体系（20 μL）为：10×buffer 2.0 μL，模板DNA 20 ng，Mg2+浓度 2.0 mmol/L，引物浓度0.6 μmol/L，dNTPs浓度0.2 mmol/L，Taq酶1.0 U。ISSR扩增反应体系（20 μL）为：10×buffer 2.0 μL，模板DNA 10 ng，Mg2+浓度2.0 mmol/L，引物浓度0.5 μmol/L，dNTPs浓度0.3 mmol/L，Taq酶 1.0 U。RAPD和ISSR扩增反应程序为：94 ℃预变性5 min；94 ℃变性1 min，RAPD 36 ℃或ISSR 52 ℃退火1 min，72 ℃延伸2 min，40个循环；72 ℃延伸 10 min。产物用1.5%琼脂糖凝胶电泳，溴化乙锭染色，紫外观察并照相分析。

1.2.3数据分析扩增结果以0、1统计，建立DNA指纹数据，相同迁移率位置有带赋值为1，无带赋值为0，录入Excel，得到原始数据表征矩阵。将矩阵用软件NTSYSPC 2.10分析聚类，计算Nei氏遗传距离。基于遗传距离，利用UPGMA法对供试材料进行聚类分析，构建树状图。

2结果与分析

2.1不同花色一串红PCR扩增结果

RAPD和ISSR选用的引物分别扩增出224条和215条DNA谱带，大小均在200～4 000 bp之间，其中多态性片断分别为166条和185条，占扩增总带数的74.11%和86.05%；每个引物扩增的带数分别在10～18条和8～19条之间，平均为14.93条和14.33条；有30条引物在同一试材上的扩增结果均不相同，同一引物对不同材料的扩增结果也不尽相同，表明一串红5种花色之间存在较明显的DNA序列差异。由图1可见，RAPD和ISSR 2种标记对供试材料的扩增效果都较好，均得到带型清晰、条带较亮且多态性较好的条带。

2.2不同花色一串红遗传关系

2.2.1遗传距离分析由表2可见，基于RAPD分析的遗传距离，变异范围为0.05～0.64，平均为0.40，其中，红色和淡紫色之间的遗传距离最大，为0.64，红色和粉色之间的遗传距离最小，为0.05；基于ISSR分析的遗传距离，变异范围为0.15～0.79，平均为0.52，其中，粉色和淡紫色之间的遗传距离最大，为0.79，红色和粉色之间的遗传距离最小，为0.15。虽然2种标记对遗传距离最大的2种花色标记结果不同，但总体结果相似，都是白色、红色和粉色之间遗传距离差异较小，亲缘关系较近，淡紫色和紫红色与其他3种花色遗传距离差异较大，其中，淡紫色与其他花色一串红的遗传距离最大，亲缘关系最远。表2供试材料间的遗传距离

2.2.2聚类分析由图2、图3可见，5种花色的一串红可以明显划分为2组，1组为白色、红色和粉色，白色与红色系列亲缘关系较近，其中，红色和粉红色亲缘关系最近；1组为淡紫色和紫红色，两者亲缘关系较近，但其与白色和红色系列亲缘关系较远。

3讨论

花色是决定花卉观赏价值的一个重要因素。植物的花色一直在不断进化，从显花植物出现到形成多种花色，是植物不断适应自然环境、保持自身生命力的显著标志，在系统进化学上具有重要意义。巴西原产的一串红花色单一，只有红色花一种，经过漫长自然选择及人为因素作用，花色逐渐丰富[7]。近年来，人们对植物品种花色多样性、特殊性的需求越来越强烈，由于花色遗传背景极为复杂，尽管传统育种手段在植物花色改良方面取得一定进步，但由于特定物种基因库的限制，发展空间有限[8]。花色由基因决定[9]，从分子水平上研究植物花色的遗传关系，有利于了解花色的进化机制，从而为植物花色遗传改良提供理论依据。endprint

DNA分子标记建立在DNA序列多态性基础之上，是基因的直接反应[10]。利用分子标记辅助选择能加速品种遗传改良的进程，极大地提高育种效率。本试验结合RAPD和ISSR 2种标记技术，较客观地反映了一串红花色的遗传信息。试验结果表明，不同花色一串红植株之间存在一定的遗传差异，5种花色的一串红可明显分为2组，白色、红色和粉色为1组，三者之间亲缘关系较近；紫色和紫红色为1组，亲缘关系较近，与白色、红色和粉色亲缘关系较远。李凤兰等研究一串红花中花色素基因，发现8种不同花色一串红中都存在酰基转移酶基因，且同源性很高，干红色、绯红色、白色、红白双色、浅紫色、紫色中该基因序列完全相同，只是在鲑鱼肉色花和玫瑰红色2种花色中，酰基转移酶基因存在1个点突变，使得编码氨基酸改变[11]，这可能是导致花色变化的原因。因此推测，调控一串红表现为白色、红色和粉色的基因，可能与调控表现为紫色和紫红色的基因存在一定差异，这为一串红花色改良提供了一种新思路。但是，由于植物花色形成受很多因素影响，要完全搞清一串红不同花色的遗传差异，还有待进一步研究。

参考文献：

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[11]李凤兰，刘荣梅，胡国富，等. 一串红（Salvia splendens Ker-Gawl）的研究进展[J]. 东北农业大学学报，2008，39（8）：131-135.孙淑萍，毕兆东，王靓，等. 花叶万年青与白掌水培技术研究[J]. 江苏农业科学，2015，43（2）：181-183.endprint