中国野生秋子梨花形状遗传多样性研究

许靖诗，乌云塔娜，王广军

(1.北海市林业技术推广站，广西 北海 536000；2.国家林业科学研究院经济林研究中心，河南 郑州 450003；3.广西北海滨海国家湿地公园管理处，广西 北海 536000)

中国野生秋子梨花形状遗传多样性研究

许靖诗1，乌云塔娜2，王广军3

(1.北海市林业技术推广站，广西 北海 536000；2.国家林业科学研究院经济林研究中心，河南 郑州 450003；3.广西北海滨海国家湿地公园管理处，广西 北海 536000)

用SPSS20.0对我国黑龙江和内蒙古的6个野生秋子梨群体花的形态指标进行方差分析、聚类分析、及各形态指标与海拔的相关性分析，从而研究我国野生秋子花的形态变异特征，以继续探索我国野生秋子的遗传多样性特点，为野生秋子梨资源的分类和保护提供理论依据。方差分析表明黑龙江野生秋子梨群体遗传多样性高，其花型大，花柄长而内蒙古野生秋子梨群体遗传多样性低，其花型小且花柄短；聚类分析表明‘HLJ-FY’野生梨群体与其他野生秋子梨群体有较大差异，而单独聚为一类；相关性分析表明海拔高度与野生秋子梨花形态指标成显著负相关关系。研究揭示了我国野生秋子梨群体特别是内蒙古野生秋子梨群体的遗传多样性较低，急需加以保护。

野生秋子梨；花形状；遗传多样性

我国是梨的发源地,且广泛存在野生资源[1]。我国野生秋子梨P.ussuriensis主要分布黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古等地，以抗寒、风味浓郁、糖酸含量高、特有香气而著称,是梨抗逆和品质育种的珍贵基因库[2]。野生秋子梨幼龄时多刺，栽培种成枝力强；其叶边缘有尖锐锯齿，多数品种的花柱基部带有茸毛；野生秋子梨花5～8朵聚生，白色；其果实为扁圆或近圆形，果实颜色黄色或黄绿色，有的则呈红色，果实因品种不同而呈现差异，果柄较短，果实有浓香，成熟于在8月中旬到9月上旬，大部分果实需经后熟过程，经过后熟的果实，果肉变软，香味浓郁，酸甜适口。秋子梨适合在寒冷、干燥地区栽培，其具有较强的抗寒能力，能较好的生存在-37℃环境下，因而可作抗寒砧木，同时也耐贫瘠，即使在土层干旱且较薄的土地上生长也能较好生长。秋子梨抗黑星病[3]、腐烂病能力强，因此可用嫁接、种子等法进行繁殖。但近年来由于农田开垦、误砍、采挖、气候等原因秋子梨的野生资源被严重破坏，其分布区大面积缩小，目前仅在东北和内蒙古、甘肃等少数地区呈零星分布。

一些学者认识到野生秋子梨资源的重要性及保护的紧迫性，开始对我国野生秋子梨分布状况[4]、遗传多样性[5-9]、果实性状[10]、育种[11-17]等进行研究。马腾等通过叶绿体DNA分子标记技术进行野生秋子梨群体特征及遗传多样性方面的研究其结果与本文作者许靖诗通过核DNA的SSR的分子标记技术研究野生秋子梨的群体遗传学特征所得到的结论相同，即中国野生秋子梨的遗传多样性比中国栽培梨品种群的遗传多样性低，而与曹玉芬得出结论不同。安萌萌等采用分子系统学及AFLP标记技术，对黑龙江省海林市、孙吴县、东宁县3个居群的群体遗传结构进行了研究，得出了遗传变异主要发生在居群内，居群间存在较大的基因流的结论。

形态学标记是以外部特征作为植物遗传研究的标志，是最传统，也是最简单的遗传多样性分析方法，其包括在家系间、群体间等多个水平上发生的各种变型、数量性状的变异和交互作用。长期以来都是根据形态标记来进行作物种质资源鉴定及育种材料的选择。研究野生秋子梨花的形态变异不仅有助于了解环境因子对于物种作用的程度和方式，对这一宝贵资源的分类、保护与持续利用也具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材 料

样品采自黑龙江和内蒙古。野生秋子梨按照地理区域(野生秋子梨存在的林场)或生态型划分群体，黑龙江包括抚远县的1个群体(HLJ-FY)、伊春美溪区的1个群体(‘HLJ-MX’)，内蒙古包括青山林场的1个群体(IM-QS)、托河林场的1个群体(IM-TH)、热水林场的2个群体(IM-RS1、IM-RS2)，共6个群体的54个单株。对照样品为秋子梨栽培种南国梨、小香水、苹果梨。

1.2 方 法

采集样品时用GPS记录每个单株的海拔高度、经度、纬度。每个个体选取刚开放且有代表性的花20朵，用游标卡尺测量花柄长、花瓣长、花瓣宽、花直径，并计算花的长宽比。测定结果用SPSS20.0软件ANOVA模块进行单因素方差分析，用系统聚类法建立聚类分析树状图，以LSD法进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 野生秋子梨花的形态特征

黑龙江野生秋子梨的花柄长、花瓣长、花瓣宽、花直径分别为1.66±0.51cm、1.91±0.28cm、1.27±0.23cm、3.94±0.61cm；内 蒙 古 野生秋子梨的花柄长、花瓣长、花瓣宽、花直径分别 为 0.69±0.23cm、1.23±0.27cm、0.72±0.14cm、2.59±0.50cm。由此可见黑龙江野生秋子梨的花显著大于内蒙古野生秋子梨的花及秋子梨栽培品种的花。但黑龙江野生秋子梨的花瓣长宽比为1.52±0.17cm却显著小于内蒙古野生秋子梨花瓣长宽比(1.72±0.23)而大于秋子梨栽培品种的相应指标。说明黑龙江野生秋子梨花的特点为花柄长，花型大，花蕾红色；而内蒙古野生秋子梨花的主要特征为花柄短、花型小，花蕾白色。

表1 黑龙江、内蒙古野生秋子梨花差异性†Table 1 Diversity of flower for wild P.ussuriensis in Heilongjiang and Neimenggu

2.2 黑龙江野生秋子梨群体花的变异特征

‘HLJ-MX’群体的花柄长、花瓣长、花瓣宽、花瓣长宽比、花瓣直径，分别为1.14±0.21cm、1.53±0.12cm、0.96±0.06cm、1.61±0.20、3.09±0.25cm；‘HLJ-FY’群体花直径、花瓣长、花瓣宽、花柄长分别为1.41±0.18cm、1.98±0.11cm、1.27±0.10cm、1.57±0.14cm、4.18±0.20cm。两个群体的花存在显著差异，说明黑龙江野生秋子梨群体的花的遗传多样性较高，其中“HLJ-FY”群体花柄长，花型大，而“HLJ-MX”群体的花柄较短、花型较小。

表2 黑龙江野生秋子梨花形态差异†Table 2 Diversity of flower for wild P.ussuriensis in HeiLongjiang

2.3 内蒙古野生秋子梨群体花的变异特征

由表3可见内蒙古‘IM-TH’、‘IM-RS1’、‘IM-RS2’、‘IM-QS’ 4个群体的花瓣长的范围为1.06±0.08～1.30±0.36cm，花瓣长宽比的范围为1.61±0.26～1.85±0.18，花直径范围为2.19±0.16cm～2.78±0.61cm，4个野生秋子梨群体的花瓣长、花瓣长宽比、花直径的差异较小，未达到显著水平。4个野生秋子梨群体中花柄长的范围为0.54±0.12～0.82±0.15，花瓣宽范围为0.60±0.07cm～0.78±0.10cm，花柄长和花瓣宽差异较大，达到显著及以上水平。说明内蒙古野生秋子梨花的遗传多样性较低，其中‘IM-RS1’群体的花柄相对较短，花型相对较小，而‘IM-QS’群体的花柄相对较长，花型相对较大。

表3 内蒙古野生秋子梨花形态差异†Table 3 Diversity of flower for wild P.ussuriensis in Inner Mongolia

2.4 野生秋子梨花形态聚类分析

用Spass20.0对黑龙江和内蒙古野生秋子梨花形态的各项指标和花柄长进行系统聚类分析表明，在遗传距离为10时可以分为三类，第Ⅰ类为秋子梨栽培品种群，第Ⅱ类为HLJ-FY群体，第Ⅲ类为内蒙古&黑龙江群体。在遗传距离为20时可将其分为两类，即野生秋子梨群体类及秋子梨栽培品种类。

2.5 野生秋子梨花形态与海拔相关性研究

由表4可知海拔高度与野生秋子梨的花直径、花瓣长、花瓣宽、花柄长均存在极显著负相关性，相关系数分别为-0.62、-0.71、-0.73、-0.69。

3 结论与讨论

黑龙江2个野生秋子梨群体花的形态指标均存在显著差异，显示出了较高的遗传多样性，而内蒙古4个野生秋子梨群体的花瓣长、花瓣长宽比、花直径等形态指标之间均不存在显著差异，遗传多样性较低，这与通过叶绿体DNA分子标记技术[13]和核DNA的SSR分子标记技术对我国野生秋子梨遗传多样性研究所得结论一致。我国野生秋子梨群体的遗传多样性总体较低，特别是内蒙古野生秋子梨，遗传多样性低不利于野生秋子梨的生存，因而需要我们加以重视和保护,建议采取如下保护措施[4]：第一、当地政府提高认识，加强宣传力度，提高人民对于野生秋子梨的重视程度；第二、对于由于人为原因造成的野生秋子梨资源的严重破坏的要建立野秋子梨的原生境保护区；第三、对于由于气候变化造成资源严重破坏的，要采取异位保护的方式；第四、建立中国野生秋子资源圃，在保护野生秋子梨的同时也能为秋子梨的科研提供很好的平台。

表4 海拔与野生秋子梨花形态相关性分析Table 4 Correlation between altitude and flower,fruit characters

图1 野生秋子梨聚类Fig.1 Cluster of wild P.ussuriensis basing on the fl ower characters

聚类结果表明‘HLJ-FY’野生梨群体与其他野生秋子梨群体有较大差异，而单独聚为一类，可能是因为该群体位于我国最东部(经度48°19′32″～48°19′42″)，与内蒙古野生梨群体和黑龙江其他野生秋子梨群体的直线距离均最远(382.9～1 402.2m)，从而形成了明显的地理隔离，导致了该群体在形态水平和分子水平上表现出显著的群体遗传分化。

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Study on genetic diversity of wild Pyrus ussuriensis fl ower sharp in China

XU Jing-shi1,WUYUN Ta-na2,WANG Guang-jun3
(1.Forestry technology popularization station of Beihai city,Beihai 536000,Guangxi,China; 2.China Paulownia Research Center Non-timber Forest Research and Development Center of CAF,Zhengzhou 450003,Henan,China; 3.National coast humidity Park Management of fi ce in Guangxi Beihai,Beihai 536000,Guangxi,China)

In this paper,SPSS20.0 was used to analysis variance of 6 wild Pyrus ussuriensis groups floral morphology index in Heilongjiang and Inner Mongolia,in order to explore the genetic diversity of Chinese wild Pyrus ussuriensis which can provide theoretical basis for the use and protection of wild Pyrus ussuriensis.Analysis of variance showed that genetic diversity of wild Pyrus ussuriensis n Heilongjiang is higher and the fl owers are more bigger,fl ower stalks length are longer,while genetic diversity of wild Pyrus ussuriensis in Inner Mongolia is lower,the fl owers are smaller and the fl ower stalks are shorter.Clustering analysis showed that there is great difference between ‘HLJ-FY’ group and other wild Pyrus ussuriensis groups,it formed a separate cluster class from other groups; Correlation analysis showed a signi fi cant negative correlation between altitude and morphological index of wild Pyrus ussuriensis fl ower.The study reveals that genetic diversity of wild Pyrus ussuriensis in China,especially Inner Mongolia wild Pyrus ussuriensis,is low,which need to be protected.

wild Pyrus ussuriensis; fl ower sharp; genetic diversity

S718.46

A

1673-923X(2015)07-0027-04

10.14067/j.cnki.1673-923x.2015.07.006

2014-12-10

国家自然科学基金项目(31000309)

许靖诗，硕士研究生

乌云塔娜，教授，博士；E-mail：tanatana@sina.com

许靖诗，乌云塔娜，王广军.中国野生秋子梨花形状遗传多样性研究[J].中南林业科技大学学报，2015,35(7)：27-30,36.

[本文编校：吴 毅]