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荔枝起源于中国,种质资源极其丰富,不同地域间的品种交换导致同物异名、同名异物的现象相当普遍。然而对荔枝分类只是根据形态学特征(果实龟裂片隆起类型)大致分为三类,尚未建立一套科学系统的分类体系。
在培育荔枝新品种的过程中,最常用的是实生选种和芽变选种,而荔枝杂交育种一直都没有采用,原因是由于对现有荔枝种质的遗传背景不清楚。要想从更深层次上发掘和利用那些珍贵的荔枝种质,就必须找到一个强有力的进行荔枝种质分析的工具。
本研究利用微卫星间隔(ISSR)分子标记对201份华南地区荔枝栽培种质的遗传多样性进行研究,分析它们之间的亲缘关系,旨在为该地区荔枝种质资源DNA指纹图谱的建立、品种鉴定及对其更有效地保存和利用提供科学依据。
本研究摸索出一套快速高效的荔枝总DNA提取方法(FastPre方法),并在CTAB缓冲液中加2%的β-琉基乙醇、1%的PVP和15 mM Na2S205,有效地防止荔枝叶片总DNA提取过程中产生的褐变。建立稳定的适用于ISSR的PCR反应体系是本研究的关键。本研究通过对Mg2+、Taq酶、dNTPs、DMSO、引物、DNA模板用量的优化,建立了荔枝ISSR方法的PCR反应体系;通过对201份荔枝样品ISSR的扩增,证实了该系统稳定可靠。
从40条ISSR引物中筛选出9条多态性引物,并通过201份荔枝样品材料进行扩增,共检测到168个基因片段位点,各片段大小介于100-1500 bp之间,其中多态性位点161个,多态性比例达95.83%。用NTSYS软件对201份华南地区栽培荔枝种质ISSR结果进行分析,其相似系数介于0.73-0.98之间。尚书怀和元荔2号的相似系数最小(0,73),表明两者亲缘关系较远;市郊香荔和市郊香荔2的相似系数最大,达0.98,提示两者亲缘关系非常近;妃子笑、四川妃子笑和玉荷包,白糖罂和蜂糖罂,宋香和宋家香,糯米糍和七月熟,怀枝A和淮枝的相似系数也都在0.95以上,表明它们各自的亲缘关系也很近。以相似系数为依据构建的聚类图表明,在相似系数为0.80的水平,可将其分为25类,结果与传统的以果皮龟裂片隆起为分类标准的分类结果不一致。
陈紫与大造的遗传相似系数为0.804,大于陈紫与黑叶之间的遗传相似系数0.772;下番枝与陈紫的遗传相似系数为0.863,大于下番枝与黑叶之间的遗传相似系数0.758,支持了陈紫嫁接在大造砧木上比嫁接在黑叶砧木上成活率更高和下番枝品种嫁接在陈紫砧木上比嫁接在黑叶砧木上成活率更高的事实,并认为用光明和及第作为陈紫嫁接的砧木比大造作为砧木效果可能更好。本研究结果可以为荔枝嫁接砧木的选择提供依据。