园艺学报

园 　艺 　学 　报 　2008, 35 (6) : 853 - 858 Acta Horticulturae Sinica 收稿日期 : 2008 - 01 - 18; 修回日期 : 2008 - 04 - 01 基金项目 : 中国科学院知识创新工程重要方向项目 ( KSCX22YW 2Z2064) ; 林业科技支撑 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 专 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 项目 (2006BAD01A1801)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: liuzhengan@ ibcas1ac1cn) 中国首例芍药牡丹远缘杂交种的发现及鉴定 郝　青 1, 2 , 刘政安 13 , 舒庆艳 1 , 王亮生 1 , 陈富飞 3 (1 中国科学院植物研究所北京植物园 , 北京 100093; 2 中国科学院研究生院 , 北京 100049; 3 榆中县和平牡丹园 , 兰州 730101) 摘 　要 : 我国首次发现芍药和牡丹的远缘杂交种 , 将该杂交种命名为 ‘和谐 ’。通过对牡丹、芍药栽 培品种及杂交种 ‘和谐 ’的观察和研究发现 : ‘和谐 ’的形态兼具芍药与牡丹且多趋于芍药的特征 , 从 DNA水平上 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 到了与牡丹、芍药共有的特征条带。从形态学和分子生物学两方面证明了 ‘和谐 ’为芍药 和牡丹远缘杂交形成的宿根类植物。 关键词 : 牡丹 ; 芍药 ; 远缘杂交 ; 伊藤杂种 ; SRAP 中图分类号 : S 685111; S 68211 + 2　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2008) 0620853206 Iden tif ica tion of In tersectiona l Hybr id Between Section M ou tan and Section Paeon ia Found in Ch ina for the F irst T im e HAO Q ing1, 2 , L IU Zheng2an13 , SHU Q ing2yan1 , WANG L iang2sheng1 , and CHEN Fu2fei3 (1B eijing B otan ica l Garden, Institu te of B otany, the Chinese A cadem y of Sciences, B eijing 100093, Ch ina; 2 Gradua te School of the Chinese A cadem y of Sciences, B eijing 100049, China; 3 Peace Peony Garden, Lanzhou 730101, China) Abstract: This paper reported the discovery p rocess and identification method for the first intersectional hybrid between sect. M outan and sect. Paeon ia in China, which was named after‘Hexie’. According to ob2 servation and comparison on morphology of sect. M outan, sect. Paeon ia and‘Hexie’, the morphology of ‘Hexie’had the features sim ilar to both herbaceous peony and tree peony, but more sim ilar to herbaceous pe2 ony; U sing SRAP ( sequence2related amp lified polymorphism ) molecular marker technique, the results re2 vealed that the amp lified fragments respectively unique to sect. M outan and sect. Paeon ia showed additivity in ‘Hexie’, which p roved that it was could be the hybrid of the both section. ‘Hexie’was p roposed to be pe2 rennial herb by intersectional hybridization between the two sections identified from the aspects of morphology and molecular biology. Key words: tree peony; herbaceous peony; intersectional hybrid; Itoh hybrid; SRAP 芍药属 ( Paeon ia L. ) 由 3个组组成 , 即牡丹组 ( sect. M outan )、芍药组 ( sect. Paeon ia ) 和北 美芍药组 ( sect. O neapia)。由于组间花期不遇或杂交普遍 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现不亲和等原因 , 获得组间杂交种的几 率很低。1948年日本的伊藤东一开始尝试芍药组与牡丹组间远缘杂交 , 并获得杂种。之后引起美国 牡丹芍药育种者的重视 , 到 2006年 3月有 90个品种被命名 (于小楠 等 , 2005; 何桂梅 等 , 2006) , 这些杂种被园艺界统称为 “伊藤杂种 ”, 它已成为芍药属一个独特的类群。中国一些学者虽然也在不 断努力 , 但至今未见有开花植株的报道。本文就中国首次发现的芍药牡丹远缘杂交后代 ‘和谐 ’, 从 形态特征、生长习性、SRAP分子标记等方面进行了系统的研究 , 为加快我国芍药牡丹远缘杂交育种 奠定基础。 园 　　艺 　　学 　　报 35卷 1　材料与方法 以远缘杂交种 ‘和谐 ’及牡丹和芍药 29个栽培品种为试验材料 , 材料均取自中国科学院植物研 究所北京植物园牡丹芍药种质资源圃。因篇幅所限 , 本文选取牡丹品种 ‘蓝海银波 ’和芍药品种 ‘粉玉奴 ’为代表进行试验结果的叙述和分析。 从 2005年起连续两年对试验材料进行形态和习性调查 , 利用英国皇家园艺协会比色卡 ( RH2 SCC) 描述花色 , 用分光色差计 NF333 (N ippon Denshoku Industries Co. , L td. ) 测定花色 , 即测定 C IEL3 a3 b3 表色系统的各个参数 (亮度 L3 值、色相 a3 值和色相 b3 值 )。2007年进行 DNA检测。 DNA的提取采用 CTAB 法并稍加改进 (Doyle & Doyle, 1987) , 所有的 DNA 稀释成 30 ng·μL - 1 , - 20 ℃贮存 , 作为下一步 PCR的模板。 SRAP反应体系总体积为 20μL, 其中模板 DNA 90 ng, 1 ×PCR Buffer, Mg2 + 215 mmol·L - 1 , dNTPs 012 mmol·L - 1 , Taq酶 1 U, 引物浓度 013μmol·L - 1。 SRAP2PCR程序为 : 94 ℃预变性 3 m in; 94 ℃变性 30 s, 37 ℃退火 30 s, 72 ℃延伸 1 m in 30 s, 退火温度每个循环增加 1 ℃, 共 8个循 环 ; 然后 , 94 ℃变性 30 s, 50 ℃退火 30 s, 72 ℃延伸 1 m in 30 s, 32个循环 ; 最后 72 ℃延伸 7 m in。 SRAP反应在 EppendorfMastercycler Gradient ( Type 5331, Germany) 扩增仪上进行。所选引物序列参考 L i和 Quiros (2001)、Budak等 (2004) 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 中的引物 , 从中选出正向 ( forward p rimer) 和反向引物 ( reverse p rimer) , 正向引物有 Me2、Me4、Me5、Me7、Me8, 反向引物有 Em1、Em2、Em8、Em10。 引物的合成由上海生工生物工程技术服务有限公司完成。 扩增反应结束后 , 用 2% 琼脂糖凝胶检测扩增产物 , EB染色 , 室温下 110 V电压电泳 1 h, 凝胶 成像系统 W hite /U ltraviolet Transillum inator (UVP, America) 照相 , 记录试验结果。以 100 bp Plus DNA LadderMarker为标准分子量 (北京全式金生物技术有限公司 ) , 通过统计分析得到 DNA指纹。 2　结果与分析 211　‘和谐 ’的发现及命名 2005年 4月下旬在北京昌平的苗圃中发现一株 “芍药 ”, 叶片光亮 , 花蕾稍尖 , 无蜜。5月中旬 第 1朵花开放 , 花单瓣 , 基部有黑紫斑 , 雄蕊量少 , 雌蕊正常 (图版 , 1 )。当时仅认为其是一个罕 见的 “紫斑芍药 ”, 是难得的育种亲本。2005年 9月 22日 , 将该植株引种到中国科学院植物研究所 北京植物园牡丹芍药种质资源圃中 , 并分株成 4棵 , 发现根部与芍药差异较大。2006年对该植株的 根、茎、叶、花、果进行系统调查分析时 , 发现其兼具明显的牡丹和芍药的特征 , 以其作母本 , 连续 两年用牡丹、芍药及其混合花粉做杂交试验 , 秋季调查均未获得种子。初步推断为芍药和牡丹的远缘 杂交种 , 并将其命名为 ‘和谐 ’。 212　形态特征和生长习性鉴定 2006年春 , 4棵分株苗杂种优势强 , 生长旺盛 , 枝叶繁茂 , 均正常开花。花单瓣型 , 浅紫红色 , RHSCC和 L3 、a3 、b3 测得的数值分别为 72B、3513、4711、 - 1713。花径平均为 15 cm , 花瓣数 9～ 11枚 , 花瓣基部具有明显的黑紫色斑 , 其 RHSCC和 L3 、 a3 、 b3 的值分别为 59A 和 1713、811、 012。在对 ‘和谐 ’形态特征和生长习性调查的基础上 , 将其分别与资源圃内的近千个牡丹和芍药栽 培品种进行了比较 , 结果见表 1。 该植株根系线形 , 接近牡丹 , 根茎部半木质化 (图版 , 2) ; 6月份腋芽明显形成 (图版 , 3A ) , 大小排列有序 , 自下而上逐渐变小 , 与牡丹正好相反 (图版 , 4) , 8月份通过体式显微镜观察其均为 叶芽 ; 幼蕾与芍药差别较大 , 光滑且无蜜腺 , 花瓣基部具有明显黑紫斑的特征 , 类似紫斑牡丹 ; 叶 形、叶片质感 , 生长习性类似于芍药 , 属多年生草本 , 地上部的茎、叶、腋芽霜后开始干枯 , 但根茎 458 　6期 郝 　青等 : 中国首例芍药牡丹远缘杂交种的发现及鉴定 　 部分半木质化 , 有粗大鳞芽 1～2个 , 一般为混合芽 , 类似芍药 , 但较芍药鳞芽更接近地表 (图版 , 3B) ; 2006、2007两年的平均始花期在中国科学院北京植物园种质资源圃内为 5月 10日 , 介于牡丹、 芍药之间 , 单株花期较长 , 10 d左右。综合以上调查结果表明 ‘和谐 ’兼具有牡丹、芍药的双重特 征 , 从形态特征和生长习性上来看是芍药、牡丹 (紫斑牡丹 ) 组间杂交新类型 , 遗传背景复杂。 表 1　‘和谐’与牡丹、芍药栽培品种形态特征、生长习性的比较 Table 1　Com par ison of m orpholog ica l character iza tion and growth hab its am ong tree peony, herbaceous peony and‘Hex ie’ 材料 Material 根 Root 腋芽 Axillary bud 鳞芽 Bulbil 生长习性 Growth habit 开花时间 Flowering time 花盘 Facep late 花蕾蜜 腺 Floral nectary 心皮数 Number of carpel 花瓣腹斑 Petal blotch 牡丹 线形 ,韧皮 有 无 灌木 ,落叶 北京 4月下旬 花盘发达 , 无 1～10 有些品种有斑 Tree peony 部占 3 /4 Present Absent 枝条越冬 Late Ap ril in 包裹心皮 Absent 或晕 ,有些无 L inetype, Shrub, the defoliate Beijing Facep late Some cultivars phloem account tress live through developed, wrap have blotch or for 3 /4 the winter the carpel flare, some not 芍药 纺锤形 ,木质 无 有 草本 ,宿根 北京 5月 花盘仅留痕迹 有 2～5 无 Herbaceous 部占 2 /3 Absent Present 越冬 中下旬 Facep late only Present Absent peony Sp indletype, Herbage, perennial M id2May to late leave vestige xylem account root live through May in Beijing for 2 /3 the winter ‘和谐’ 线形 ,韧皮 有 有 草本 ,宿根越冬 , 北京 5月 花盘包裹心皮 无 3～5 有 ‘Hexie’ 部占 1 /2 Present Present 根茎半木质化 上中旬 约 1 /3 Absent Present L inetype, Herbage, perennial Early May to Facep late wrap the phloem account root live through the m id2May carpel and account for 1 /2 winter, the rootstock in Beijing for about 1 /3 in sem i2lignification 图版说明 : 1. ‘和谐’盛花期 ; 2. ‘和谐’根部状况 ; 3. ‘和谐’腋芽 (A ) 和鳞芽 (B ) ; 4. ‘粉玉奴 ’、‘和谐 ’、‘蓝海银波 ’ (从左至右 )的腋芽。 Explana tion of pla tes: 1. Fully2bloomed flowers of‘Hexie’; 2. Root of‘Hexie’; 3. Axillary bud (A) and bulbil (B) of‘Hexie’; 4. Com2 parison of axillary bud among‘Fen Yunu’, ‘Hexie’and‘Lanhai Yinbo’ ( From left to right) . 558 园 　　艺 　　学 　　报 35卷 213　D NA分子标记水平鉴定 从牡丹 ‘蓝海银波 ’、芍药 ‘粉玉奴 ’及杂交种 ‘和谐 ’的 DNA分子标记结果图 1, A可以看 出 , ‘和谐 ’与 ‘蓝海银波 ’在大约 1 300 bp处有共同的扩增条带 , 与 ‘粉玉奴 ’在 600 bp处具有 共同的条带 (Me8 /Em2) ; 同样 , 图 1, B中 , ‘和谐 ’与上述两个品种在不同的位置也具有共同的扩 增条带 (Me4 /Em1)。 图 1　引物组合 M e8 /Em2 ( A)、M e4 /Em1 ( B) 在 ‘蓝海银波’牡丹、‘粉玉奴’芍药和杂交种 ‘和谐’中的扩增结果 1. ‘蓝海银波’; 2. ‘和谐’; 3. ‘粉玉奴’。M为分子量标准 , 即 100 bp p lus DNA ladder。 F ig. 1　A prof ile of PCR products of‘Lanha iY inbo’, ‘Fen Y unu’and‘Hex ie’using pr im er pa irs of M e8 /Em2 ( A) and M e4 /Em1 ( B) 1. ‘Lanhai Yinbo’; 2. ‘Hexie’; 3. ‘Fen Yunu’. M: 100 bp p lus DNA ladder marker. 表 2的结果表明 , 在 ‘和谐 ’中共检测到 44个位点 , 其中与牡丹、芍药供试品种 ‘蓝海银波 ’、 ‘粉玉奴 ’三者共有位点 16个 ; 与牡丹 ‘蓝海银波 ’共有位点 11个 , 占 ‘蓝海银波 ’所检测位点的 2612% ; 与芍药 ‘粉玉奴 ’共有位点 13个 , 占 ‘粉玉奴 ’中检测位点的 2411% ; ‘蓝海银波 ’的单 态位点有 10个 (表 2中未显示 ) , ‘粉玉奴 ’的单态位点有 22个 (表 2中未显示 ) , 在 ‘和谐 ’中出 现了 4个新的位点 (Me5Em102380、Me5Em12950、Me7Em102170、Me4Em121600, 表 2中未显示 )。 其它栽培品种也有类似的结论。因此 , 本研究结果表明在 ‘和谐 ’杂交种中既检测到了与牡丹、芍 药共有的位点 , 也检测到了分别来自牡丹或芍药的位点 , 从而在 DNA分子水平上证实 ‘和谐 ’是牡 丹与芍药杂交产生的远缘杂交种。 表 2　利用 15对 SRAP引物获得的 ‘和谐’、‘蓝海银波’及 ‘粉玉奴’的 D NA指纹图谱比较 Table 2　Com par ison of D NA f ingerpr in ts of the‘Hex ie’, ‘Lanha iY inbo’and ‘Fen Y unu’ba sed on SRAP2PCR by 15 pr im er pa irs 　　　　标记编号 　　　　Marker code ‘蓝海银波’ ‘Lanhai Yinbo’ ‘和谐’ ‘Hexie’ ‘粉玉奴’ ‘Fen Yunu’ 　　　　Me2Em82500 — — 　　　　Me2Em82380 — — 　　　　Me2Em82360 — — 　　　　Me2Em102500 — — 　　　　Me2Em102400 — — 　　　　Me2Em102300 — — 　　　　Me4Em22500 — — — 　　　　Me4Em82700 — — 　　　　Me4Em82520 — — — 　　　　Me4Em82400 — — — 　　　　Me4Em102350 — — — 658 　6期 郝 　青等 : 中国首例芍药牡丹远缘杂交种的发现及鉴定 　 续表 2 　　　　标记编号 　　　　Marker code ‘蓝海银波’ ‘Lanhai Yinbo’ ‘和谐’ ‘Hexie’ ‘粉玉奴’ ‘Fen Yunu’ 　　　　Me5Em1021200 — — 　　　　Me5Em102500 — — 　　　　Me8Em221300 — — 　　　　Me8Em22600 — — 　　　　Me8Em22500 — — — 　　　　Me8Em22300 — — 　　　　Me5Em82300 — — 　　　　Me5Em121300 — — — 　　　　Me7Em12750 — — 　　　　Me7Em12500 — — 　　　　Me7Em12450 — — — 　　　　Me7Em12230 — — 　　　　Me8Em121300 — — — 　　　　Me8Em12500 — — 　　　　Me8Em12450 — — — 　　　　Me4Em12800 — — 　　　　Me4Em12700 — — 　　　　Me4Em121450 — — 　　　　Me7Em82490 — — 　　　　Me7Em82380 — — — 　　　　Me7Em82200 — — — 　　　　Me7Em821300 — — 　　　　Me7Em1021000 — — — 　　　　Me7Em102870 — — — 　　　　Me7Em102750 — — 　　　　Me7Em102450 — — — 　　　　Me7Em221200 — — — 　　　　Me7Em221000 — — 　　　　Me7Em22600 — — — 　　注 : 各编号的 SRAP标记为显示杂交种及牡丹芍药关系的明显分子证据的位点。“—”表示在该位点上有条带 , 未显示单态带。 Note: The SRAP marker codes are locus showing clearly molecular evidences for exp ressing the relation of hybrid, tree peony and herbaceous peony. “—”means p resent, with the om ission of single bands. 3　讨论 1948年 , 日本育种家伊藤东一用滇牡丹 ( P. delavayi) 和日本芍药 ‘花香殿 ’ ( Kakoden) 杂交 , 得到了世界上第一个芍药牡丹组间杂种。美国学者经过不懈努力 , 目前已获得百余个杂交后代 , 有 90个品种被命名。我国芍药牡丹组间杂交育种刚刚起步 , 能够开花的组间杂交种植株一直未见报道 , ‘和谐 ’的发现弥补了我国这方面的空白 , 其成功开花是我国芍药属植物育种史上的一个里程碑。 ‘和谐’具有很强的杂种优势 , 生长旺盛 , 病虫害少 ; 具有腋芽 , 幼蕾无蜜腺 , 花瓣基部有明显 的黑紫斑 , 多年生根线形 , 这些特征类似牡丹 ; 具有鳞芽 , 多年生草本 , 这些特征又类似于芍药 ; 根 茎在秋天趋于半木质化 , 冬季地上部分枯萎 , 既具有腋芽又具有鳞芽 , 这些特征介于牡丹和芍药之 间 ; 花期较长 , 开花期在北京介于牡丹与芍药之间 , 具有较高的应用价值。 利用 DNA分子标记鉴定亲子代关系 , 需要在杂交后代中检测到如下证据 : (1) 与双亲共同具有 的位点 (或扩增带 ) ; (2) 分别与亲本之一共同具有的位点 (或扩增带 ) , 如果满足这两个条件则能 说明两个亲本之间发生了遗传重组 (向太和 等 , 2000; 段世华 等 , 2002; 索志立 等 , 2004, 2005)。本试验的 SRAP指纹图谱显示 , 杂交种 ‘和谐 ’中既有分别来自牡丹、芍药的特征带 , 又具 758 园 　　艺 　　学 　　报 35卷 三者共有的条带。综合研究表明 ‘和谐 ’分子鉴定结果与形态、生长习性调查结果完全一致 , 是芍 药、牡丹远缘杂交后代。 ‘和谐’在苗圃被发现 , 伴随着紫斑牡丹生长 , 花瓣基部黑紫斑接近牡丹 , 茎、叶等生物学特征 酷似芍药。我们在全国牡丹、芍药的调查中发现有些芍药的自然花期与紫斑牡丹的花期是相遇的 , ‘和谐 ’连续两年与牡丹、芍药相互杂交 , 仅以芍药为母本时得到了少量种子。因此作者推测 ‘和 谐 ’的出现很可能是 : ①芍药为母本、紫斑牡丹为父本的自然杂交后代 ; ②芍药为母本、紫斑牡丹 为父本的人工杂交后代 , 虽然获得种子 , 但在培育过程中因缺乏系统管理和观察 , 而将其随商品牡丹 流入民间。总之 , 无论是哪种情况形成的远缘杂交种都给我们一些启示 : 紫斑牡丹和芍药的杂交是可 以形成远缘杂交后代的 , 其后代生长旺盛 , 优势明显。紫斑牡丹和芍药品种完全可以作为亲本使用培 育远缘杂种。‘和谐 ’的生态习性、真正亲本和遗传规律等方面有待进一步研究。 References Budak H, Shearman R C, Parmaksiz I, R iordan T P, Dweikat I. 2004. 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