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基于EST-SSR的鐘花櫻與近緣種的聚類分析及嫁接親和性研究

2025-06-18 00:00:00劉夔李梓函張依郝文潔姜蕾葉琦付濤
廣西植物 2025年4期

摘要:該研究以16種櫻屬植物為研究材料,利用EST-SSR分子標記技術對其進行聚類分析,旨在為鐘花櫻及其近緣種的物種分類、物種資源保護、砧木選擇和雜交親本選擇提供分子水平的依據和技術支持。結果表明:(1)遺傳多樣性分析發現17對EST-SSR引物共檢測出98個等位基因,每對引物平均為5.76個,有效等位基因數 為 1 . 1 6 ~ 7 . 6 4 ,平均值為3.22;觀察雜合度 為 0 . 0 4 ~ 0 . 5 4 ,平均值為0.28;期望雜合度 為 0 . 5 8 ~ 0 . 9 2 ,平均值為0.77;Shannon's指數 ( I ) 為 1 . 3 8 ~ 2 . 6 5 ,平均值為2.14;多態信息含量(PIC)為 0 . 6 2 ~ 0 . 9 2 ,平均值為0.78。(2)聚類分析結果發現除了野生早櫻和黑櫻桃外,其余14個物種親緣關系密切,聚為一大類(遺傳相似系數 ),其中,鐘花櫻和高盆櫻之間的親緣關系最高( ),鐘花櫻和野生早櫻之間的親緣關系最低( ),因此,建議使用親緣關系較遠的野生早櫻和黑櫻桃與鐘花櫻進行雜交實驗。(3)在我國南方的生產實踐中,已出現以華中櫻為砧木,以鐘花櫻為接穗嫁接的高接苗。因此,從理論上講,與鐘花櫻親緣關系較近的華中櫻、山櫻、散毛櫻和浙閩櫻等也可以作為砧木,但還應考慮砧木的抗性、長勢、繁殖和壽命等。通過嫁接實驗得知,華中櫻和山櫻作為砧木嫁接鐘花櫻成活率最高( ? 8 0 % ),與分子實驗基本一致,比較適合作為嫁接鐘花櫻的砧木。該研究結果為鐘花櫻的選育、繁殖、保護和利用以及櫻屬之間的物種分類提供了分子依據。

中圖分類號:Q949 文獻標識碼:A 文章編號:1000-3142(2025)04-0761-12

Cluster analysis and grafting affinity study of Prunus campanulata and related species based on EST-SSR

LIU Kui,LI Zihan, ZHANG Yi,HAO Wenjie,JIANG Lei,YE Qi,FU Tao(NingboCityCollegeofVocational Technology,Ningbo3151Oo,Zhejiang,China)

Abstract:This studyused16 species of Prunus plants as research materials and conducted cluster analysis using ESTSSR molecular marker technology,aiming to provide molecular level basisand technical support forspecies classification,species resource conservation,rootstock selection,and hybrid parent selection of P .campanulata and its related species.The results were as folows:(1)Theresults of genetic diversityanalysis showed thatatotal of 98 alleles were detected from17pairs ofEST-SSR primers,with an average of5.76aleles per primer pair.The numberof effctive alleles ( )range was 1.16-7.64,with an average of 3.22;the observed heterozygosity ( ) range was 0 . 0 4 -0 . 5 4 with an average value of O.28;the expected heterozygosity( )range was 0.58-0.92,with an average value of 0.77; the Shannon's index ( )rangewas 1 . 3 8 -2 . 6 5 ,with anaverage value of 2.14;the polymorphism information content (PIC)range was 0.62-0.92,with an average value of 0.78.(2)The clustering analysis results indicated that,except for P . subhirtella var.ascendens and P .maximowiczii,the other14 species were closely related and were clustered into a large group ( ranging from O.653 1 to O.918 4).Among them,the highest genetic relationship was found between P .campanulata and P cerasoides( 4),while the lowest was found between P .campanulataand P subhirtella var.ascendens ( ).Therefore,itis recommended to use P .subhirtella var.ascendens and P maximowiczii which had distant genetic relationships to conduct hybridization experiments with P .campanulata.(3) In the production practice of southern China, grafting had emerged using P . conradinae as rootstock and P . campanulata as scion grafting. Therefore,in theory,species closely related to P .campanulata,such as P . conradinae, P .serrulata, P discoidea, P ·patentipila and P .schneideriana etc.,could also serve as rootstocks. Nevertheless,the resistance, growth,reproduction,andlifespanof therootstock shouldalsobeconsidered.Through grafting experiments,itwas found that P .cerasoidesand P .serrulata had the highest survival rates( ? 8 0 % )when grafted onto P .campanulata,which were consistent with molecular experiments and were more suitable as rootstocks for grafting P .campanulata. The research results provide a molecular basis for breeding,reproduction,protection and utilization of P .campanulata,and the classification of species between Prunus.

Key words:Prunus,Prunus campanulata,genetic diversity,genetic relationship,breeding,EST-SSR

據FloraofChina記載全世界約有櫻花150種,中國約有50種或變種,遠超日本等國家或地區,但我國從古至今對觀賞類櫻花的選育重視不夠,遠落后于日本(Liamp;Bruce,2003)。目前,我國對櫻花的育種和繁殖研究尚處于起步階段,很多野生櫻花資源還未得到充分的開發和利用,國內觀賞類櫻花大多從日本等國外引種而來,由于氣候等因素的影響,國內引進的品種櫻花存在病蟲害發生嚴重、適應性不強、壽命短等問題,因此亟須選育出抗性和適應性較強的自主櫻花種質。鐘花櫻(Prunuscampanulata)又名福建山櫻花,自然分布于我國浙江、福建、臺灣、廣東、江西和廣西等地,具有花期早、花色艷麗等特點,尤其紅色花瓣深受中國人的喜愛,因此逐漸應用于園林觀賞及住宅小區的綠化、美化等,有很大的開發潛力。然而,由于多數鐘花櫻適應性較差,往往野生狀態的生長和觀賞效果要優于庭院綠地。此外,鐘花櫻還存在花稀疏、花色單一等缺陷。因此,系統地開展鐘花櫻的抗性研究(包含砧木篩選)及優良品種選育尤為重要,如在進行品種選育時融入其他近緣物種優良特性將極有可能培育出花色豐富、花期較長、花更茂密、適應性強、抗逆性更強的鐘花櫻新品種、新類型,這對豐富國內櫻屬植物資源和促進國內櫻屬植物種質資源的開發利用都具有十分重要的意義。

近年來,隨著國內“櫻花熱”的興起,鐘花櫻已引起了科研工作者、園林公司等的廣泛關注,并在繁殖技術及分子研究等方面開展了一定研究。黃云鵬等(2022)對鐘花櫻無性系生長性狀的遺傳變異進行了分析,發現無性系間的樹高、胸徑、冠幅均存在極顯著性差異,表明鐘花櫻無性系生長性狀選擇具有可行性;陸日惠等(2022)對鐘花櫻的幼苗生長和光合特性進行了研究,發現鐘花櫻的幼苗生長和光合作用因淹水而受到強烈抑制,鐘花櫻耐澇性較弱;黃碧金等(2023)對鐘花櫻種子發芽條件進行了研究,發現種子冷藏時間不宜超過2年,水溫 、浸種 值為中性時播種發芽效果最好;Shahi-Gharahlar等(2011)利用ISSR分子標記對39份櫻桃亞屬植物的遺傳多樣性進行評估,發現ISSR分子標記能夠將改良品種與野生種質有效分離;周成城等(2020)和劉麗麗等(2024)利用ISSR標記分別對12份櫻花種質和18份櫻屬材料進行了親緣關系分析,發現ISSR標記在櫻屬種具有較高的遺傳多樣性,能夠較好地用于櫻屬植物間的親緣關系分析;趙慶杰等(2016)利用SCAR分子標記成功地對20個櫻花品種進行了鑒定;嚴佳文等(2022)利用SNP標記技術對47份櫻花種質進行了遺傳多樣性分析,能夠對櫻花雜交后代進行有效區分和未知類群的鑒定;何恒流等(2015)利用SSR分子標記對陜西7個毛櫻桃自然居群進行遺傳多樣性分析,結果表明陜西毛櫻桃自然居群遺傳多樣性水平較高;宗宇等(2016)利用SSR分子標記對24份櫻桃種質進行聚類結果,但與經典的形態學分類不完全一致;李水根等(2022)利用基因組SSR分子標記可以較好地反映45種供試櫻屬植物之間的親緣關系;孫澤碩等(2023)利用SSR標記對42份櫻花品種進行了聚類分析和DNA指紋圖譜構建,但對部分混合品種不能很好地聚類區分。然而,目前利用EST-SSR對我國櫻屬植物原種進行遺傳多樣性和親緣關系分析的相關研究還鮮見報道。

EST-SSR分子標記技術屬于第二代分子標記技術,其穩定性、多態性和安全性都要高于RFLP、RAPD、AFLP等分子標記技術,可很好地用于物種間的遺傳多樣性和親緣關系分析。本研究以鐘花櫻及其近緣種等16種櫻屬植物為研究對象,采用EST-SSR分子標記對鐘花櫻及其近緣種進行親緣關系的探討,通過遺傳多樣性分析和聚類分析,擬探討以下問題:(1)鐘花櫻及其近緣種等16種櫻屬植物遺傳多樣性的高低;(2)鐘花櫻與其余15種櫻屬植物親緣關系的遠近;(3)能否篩選出與鐘花櫻親緣關系較遠的近緣種,用于雜交育種選育優良新品種;(4)能否篩選出與鐘花櫻親緣關系較近的近緣種,用于培育優良砧木。以期為進一步研究鐘花櫻及其近緣種的物種分類、物種資源保護利用、雜交親本選擇和砧木的選擇等提供分子水平依據和技術支持。

1材料與方法

1.1材料

2021年3—4月本課題組成員先后從福建 )、云南( )、上海( 、浙江( 、 2 8°51′~" )等地搜集了16份櫻花種質資源,具體見表1。本課題組主要進行中國櫻花種質資源調查、物種分類和育種等方面的工作,野外對已經長出葉片的櫻花采集健康、無病害的幼葉若干后用硅膠處理,運回實驗室 冰箱保存,而對于另一部分還未長出葉片的櫻花,野外采集其枝條或實生苗,運回后對其枝條進行水培或扦插以及對實生苗進行種植,精心管理后待長出嫩葉,采集健康、無病害的幼葉若干,采后立即送回實驗室 保存,用于分子試驗。種植成活的幼苗移植到試驗基地,以利于種質資源的保存,也為后續的育種工作留下寶貴的試驗材料。

1.2EST序列來源

從http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank 下載櫻屬植物的EST序列,并且通過搜索字段輸人Cerasus總共獲得111850個EST序列,選擇其中部分單序列進行SSR信息分析和EST-SSR引物開發。

1.3EST-SSR的查找

登錄網址 http://www.gramene.org/gremene/searches/ssrtool,我們使用SSRIT軟件在線搜索了二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸、五核苷酸和六核苷酸5種類型的EST-SSR序列,其中重復序列長度必須大于 的識別標準,即重復次數應分別大于或等于10、6、5、3、3。

1.4EST-SSR引物設計

利用Primer5.0軟件設計SSR側翼區的引物。引物設計的主要參數如下:EST序列長度必須大于 1 0 0 b p ;SSR序列的起始和終止位置應分別與 相距不小于 2 0 b p ;引物長度為 1 8 ~ 2 2 b p :退火溫度 T m 值為 ;上游和下游引物的T m 值均應小于 5 ‰ ;PCR擴增產物的長度為1 0 0 ~ 5 0 0 b p ,當分數超過90分時可以用于引物合成;此外,引物的二級結構應盡量避免出現。引物設計完成后,由上海桑尼生物科技有限公司合成,命名為PC加序列號,如PC1。選擇表型性狀差異較大的4種材料(散毛櫻、郁李、鐘花櫻、黑櫻桃)進行引物篩選。

1.5總DNA提取

采用植物/真菌基因組DNA小量提取試劑盒(上海萊楓生物科技有限公司)進行DNA的提取,

表116種櫻屬植物信息

Table1Information on 16 species of Prunus

通過 1 . 5 % 瓊脂糖凝膠電泳檢測,用Eppendorf生產公司的Bio-Photometr核酸檢測器檢測DNA濃度和純度,根據計算的DNA濃度,用TE將DNA樣品溶液稀釋至 0

1.6引物篩選與聚丙烯酰胺凝膠電泳

上海桑尼生物科技有限公司總共合成了50對EST-SSR引物,其中12對 EST SSR引物來自Prunus jamasakura(Yoshiakietal.,20o9),其余38對均為自己設計合成所得,其中有36對引物可以在4種材料(散毛櫻、郁李、鐘花櫻、黑櫻桃)中成功擴增(PCR)。聚合酶鏈式反應(PCR)反應體系為 ,其中包含 1 0 μ L 的 Easy TaqTM DNAPolymeraseforPAGE(包含TaqDNA聚合酶、dNTP和優化的反應緩沖液,由Trans-GenBiotech公司提供) . 1 μ L 基因組DNA( ) . 0 . 8 μ L( 5 引物對和 。PCR反應在Eppendorf-Master循環儀上進行,PCR循環條件: 初始變性 s和 個循環;最后 延伸 7 m i n 。反應結束后PCR產物在 1 . 5 % 瓊脂糖凝膠(biowest瓊脂糖)上進行電泳分離,其中緩沖液為 0 . 5 × T B E (1L 中含有 5 . 4 g T r i s . 2 . 7 5 g 硼酸和0.372 ),電泳速率為 ,電泳結束后用溴化乙錠( )染色并在紫外光下觀察,以Mark作為標準。最終篩選出17對譜帶清晰、多態性良好的EST-SSR引物用于分析整個樣本的分析(表2)。再使用相同的循環條件,然后用 5 μ L 擴增后的PCR產物,并使用 6 % 聚丙烯酰胺凝膠電泳(含 尿素 40 % 丙烯酰胺、 6 0 μ L TEMED 和 6 0 μ L (204號 2 5 % APS在 中)和銀染( ,干燥后使用數碼相機拍照保存。

1.7嫁接親和性實驗

選擇浙江省有分布且適合作為砧木櫻屬植物為材料,以3年生籽播苗野生早櫻、山櫻、迎春櫻、尾葉櫻、華中櫻、浙閩櫻為砧木(郁李、毛櫻桃、雪落櫻和沼生矮櫻長勢慢,不適合作為砧木;崖櫻、高盆櫻、散毛櫻、黑櫻桃和武夷紅櫻浙江區域無分布,亦不適合作為砧木),每個砧木20棵,以鐘花櫻枝條為接穗。嫁接實驗于2023年2月開始,砧木種植在種植袋中,種植袋大小為直徑 、高 ,基質為黃土:泥炭:珍珠巖 = 5 : 3 : 2 C V : V : V ) ,接穗采集長勢旺盛的母株,接穗上的芽保證為葉芽,避免嫁接接穗為花芽,否則接穗難以成活。嫁接完成后,后期定期進行養護管理,每3\~5d進行一次澆水,為了避免假活現象出現,在2024年5月開始統計每個砧木的嫁接成活率。

1.8數據分析

根據各分子標記在相同電泳遷移率(相同分子量片段)的有無,統計得到所有位點的二元數據,

表217個多態性ESTSSRs的引物特征

Table2 Characteristics of17 polymorphic EST-SSRs
注:CDS.編碼區域;Non-CDS.非編碼區域。—表示未發現。 Note:CDS.Coding region;Non-CDS.Non-codingregion.— indicates not discovered.

有擴增帶記為1,無帶記為0。利用軟件Popgen32計算等位基因數(numberof alleles, )、有效等位基因數(numberof effective alleles, )、觀察雜合度(observed heterozygosity, )、期望雜合度(expectedheterozygosity, )和Shannon's指數 ( I ) ;利用軟件PowerMarkerv3.25計算多態信息含量(polymorphisminformationcontent,PIC);利用軟件N T S Y S p c2 . 1 0 e 進行UPGMA聚類分析,建立親緣關系圖;采用Excel進行嫁接成活率的統計。

2 結果分析

2.1DNA提取質量和最佳退火溫度的篩選

16個樣品 比值均在1.6至1.8之間,說明提取的DNA質量較好,符合后續實驗要求。在梯度PCR儀器上對所有引物的最佳退火溫度進行篩選,篩選范圍為 ,以提高PCR擴增效率,有利于得到清晰的聚丙烯凝膠電泳圖,減少實驗誤差,其中圖1為部分合成引物最佳退火溫度的篩選。

圖1部分合成引物最佳退火溫度的篩選Fig.1Selection of optimal annealing temperaturefor partially synthesized primers

M代表Mark,下同;PC1、PC3、PC6和PC8分別代表不同 引物。

MrepresentsMark,the same below;PC1,PC3,PC6and PC8 representdifferentprimers,respectively.

2.2EST-SSR引物的遺傳多樣分析

從Yoshiaki等(2009)開發出的12對引物以及自己合成的38對引物中分別篩選出9對和8對用于全部材料的SSR擴增,這17對引物共擴增出98條帶,每條EST引物擴增出條帶數為2\~12,大多數引物擴增條帶數為3\~9,每條引物平均擴增出5.76條。有效等位基因數( 為 1 . 1 6 ~ 7 . 6 4 ,平均值為3.22;觀察雜合度( 為 0 . 0 4 ~ 0 . 5 4 ,平均值為0.28;期望雜合度 為 0 . 5 8 ~ 0 . 9 2 ,平均值為0.77;Shannon's指數 ( I ) 為 1 . 3 8 ~ 2 . 6 5 ,平均值為2.14;多態信息含量(PIC)為 0 . 6 2 ~ 0 . 9 2 ,平均值為0.78(表3)。結果表明,鐘花櫻及其近緣種遺傳多樣性較為豐富,其中圖2為引物PC10在鐘花櫻及其近緣種的EST-SSR擴增圖。

2.3聚類分析

根據SSR擴增結果,利用NTSYSpc2.10e軟件進行Jaccard相似性系數分析,計算出它們之間的遺傳相似系數(genetic similaritycoefficient, ),其范圍為 ,具體見表4,其中鐘花櫻和高盆櫻遺傳相似系數最大( ),武夷紅櫻和野生早櫻遺傳相似系數最小(0.6531)。由表4的遺傳相似系數可知,鐘花櫻與高盆櫻親緣關系最近 ( ),其次與崖櫻( 0.8980)親緣關系也很近,但與野生早櫻( 0.7755)、沼生矮櫻( )、黑櫻桃( 0.7959)尾葉櫻( )等親緣關系相對較遠;武夷紅櫻與高盆櫻( )、鐘花櫻( 、迎春櫻( )等親緣關系最近,而與野生早櫻( )、黑櫻桃( )親緣關系相對較遠。

通過遺傳相似系數進行UPGMA聚類分析,構建了16種櫻屬植物的聚類關系圖(圖3)。由圖3可知,基本體現了16種櫻屬植物彼此之間親緣關系的遠近。除了野生早櫻和黑櫻桃外,其余14份植物可聚為一大類(圖3:I),其中鐘花櫻與高盆櫻聚在一起,崖櫻和雪落櫻聚在一起,山櫻和迎春櫻聚在一起,郁李和毛櫻桃聚在一起,散毛櫻和浙閩櫻聚在一起,尾葉櫻和沼生矮櫻聚在一起,武夷紅櫻和華中櫻聚在一起;野生早櫻和黑櫻桃與其余櫻屬植物親緣關系較遠,單獨聚類。

2.4嫁接成活率分析

通過嫁接實驗可知,華中櫻作為砧木嫁接鐘花櫻成活率最高,達 9 5 % ,野生早櫻作為砧木嫁接鐘花櫻成活率最低,為 40 % 。此外,山櫻作為砧木嫁接鐘花櫻成活率為 8 0 % ,浙閩櫻作為砧木嫁接

表317對EST-SSR引物在16種櫻屬植物中的遺傳信息

Table 3Genetic information of 17 pairs of EST-SSR primers in 16 species of Prunus
圖2引物PC10的EST-SSR擴增圖Fig.2EST-SSR amplification using the primer PC10

鐘花櫻成活率為 70 % ,尾葉櫻作為砧木嫁接鐘花櫻成活率為 6 5 % ,迎春櫻作為砧木嫁接鐘花櫻成活率為 5 5 % 。

3討論與結論

圖3基于EST-SSR結果的16種櫻屬植物的UPGMA樹狀圖 Fig.3UPGMA dendrogram of16 species of Prunusbased on EST-SSR results

I表示14種親緣關系比較近的櫻屬植物,*表示親緣關系較遠的物種。

Iindicate14closelyrelated speciesofPrunus, indicate the species thataredistantlyrelated.

SSR分子標記具有多態性高、特異性強、重復性好以及技術簡單等優點,目前已成功地應用于植物物種分類、鑒定和遺傳圖譜構建(AdamBlondonetal.,2004;Martinezetal.,2006)。EST-SSR是從功能基因組研究表達序列標簽中獲得的一類SSR標記,該類SSR標記分布于功能基因內部較為保守的轉錄區,參與基因編碼,序列較為保守,重復性高,因此,EST-SSR在物種間具有較好的通用性(Sahaetal.,2004)。前人研究認為EST-SSR與基因組SSR(gSSR)在遺傳關系分析及分子水平上遺傳多樣性評價的研究結果是一致的,均能反映個體或群體間的遺傳差異和親緣關系,但EST-SSR擴增結果比gSSR更穩定,能降低條帶判讀的難度,同時也更能反映出個體或群體的遺傳變異(Chabane etal.,2005;La etal.,2005)。目前,EST-SSR標記的開發和研究技術已經比較成熟,已被許多植物廣泛應用(婁永峰等,2022;儀澤會等,2023;邊境等,2023;Singhetal.,2023;呂文濤等,2024;Liuetal.,2024)。本研究利用17對EST-SSR引物在鐘花櫻及其近緣種共16份樣品檢測出98個等位基因,平均每個引物5.76個等位基因,Shannon's信息指數(I)平均值為2.14,觀察雜合度 平均值為0.28,期望雜合度 平均值為0.77,多態信息含量(PIC)平均值為0.78(每對

EST-SSR引物的PIC值均大于0.50),以上信息均表明本研究選擇的EST-SSR引物具有較高的多態性。本研究所得到的 I 平均值(2.14)和 平均值(0.77)高于何恒流等(2015)的 I 平均值(1.28)和 平均值(0.672)以及宗宇等(2016)的 I 平均值(0.775)和 平均值(0.384)。此外,本研究所得到的PIC平均值(0.78)高于從睿等(2020)的PIC平均值(0.73)和孫澤碩等(2023)的PIC平均值(0.77),表明EST-SSR標記檢測的 和PIC均高于gSSR標記。因此,利用EST-SSR分子標記探討櫻屬植物遺傳多樣性和親緣關系要優于gSSR等其他分子標記,同時該分子標記方法也可以作為一種分子輔助方法用于櫻屬植物物種分類、種質鑒定、育種以及新種或隱種的發現等。

雜交育種是增加生物變異性的一個重要方法,是目前運用最為廣泛的一種常規育種方式。選擇適宜的、具有優良性狀的親本可能獲得具有雙親優良性狀的雜交后代。鐘花櫻是中國特有的野生資源物種,早春開花,先花后葉,花色粉紅至深紅,十分艷麗,深受中國人的喜愛,是雜交育種親本的好材料。但是,其著花稀疏、色澤單一,盛花時花瓣不開展,樹形不整齊,適應性較差,目前大部分還處于野生狀態,缺乏人工馴化,育成品種較少,因此其野生資源具有極大的研究及商業開發價值。然而,自前國內有關鐘花櫻系的新品種大多通過實生選種或野外馴化所得,如‘狀元’(曾昭佳等,2023)、‘宗儒櫻‘(張偉等,2024),雜交所得新品種較少。可針對鐘花櫻的缺陷選擇具有適應性較強、花白色、樹形優雅、花期較晚的其他櫻屬植物與其進行雜交,可能獲得超越雙親某一性狀或某幾個性狀的優良雜交品種。由遺傳相似系數和聚類結果可知,鐘花櫻與高盆櫻親緣關系最近而被聚類在一起,這與傳統的形態學分類相一致,高盆櫻為鐘花櫻的近緣物種,不適宜與鐘花櫻進行雜交實驗,此外,鐘花櫻也與華中櫻等13個櫻屬植物聚為一大類,它們彼此間親緣關系相對較近,均可認為是鐘花櫻的近緣物種。黑櫻桃、野生早櫻與鐘花櫻相距較遠,可考慮與鐘花櫻進行相關雜交試驗,尤其是野生早櫻,其樹勢健壯旺盛、樹形高大優美、枝條細密、抗性強,是非常好的雜交育種材料。

目前,我國福建、廣東等地已經開始開展鐘花櫻野生資源的引種馴化,但是種苗繁育主要采用播種、嫁接或扦插等方式,存在種苗分化嚴重、商品苗率低等問題,尤其是櫻花實生苗需要度過至少4至5年的幼齡期才能到達成熟期而開花結果,這大大增加了生產成本。此外,對生產中選育的具有花期早、花茂密、長勢好和樹形美等優良性狀的單株,不宜采用播種方法繁殖,而只能進行組培、扦插和嫁接等無性方法繁殖。嫁接繁殖無疑是最經濟有效的方法,在中國南方地區的生產實踐中,已經見到以華中櫻為砧木、以鐘花櫻為接穗的高接苗木,二者親和性較好,其中華中櫻從南到北均有分布,分布十分廣泛,其適應性、抗性、長勢等方面都較好,是非常優良的砧木。陳璋(2007)用食用櫻桃、毛櫻桃、山櫻和鐘花櫻作為砧木嫁接鐘花櫻,結論是食用櫻桃和鐘花櫻作為砧木嫁接成活率最高。周俐等(2021)使用華中櫻、尾葉櫻、野生早櫻3種野生櫻花作為砧木嫁接‘琉球緋櫻’‘中國紅'‘楚紅’‘楚錦’和‘鐘花櫻'5個鐘花櫻系櫻花品種,發現華中櫻作為砧木嫁接成活率最高。由遺傳相似系數可知,鐘花櫻與華中櫻的遺傳相似系數為0.8163,理論上凡是與鐘花櫻遺傳相似系數高于0.8163的均可作為其砧木的選擇對象,如山櫻、迎春櫻、散毛櫻、浙閩櫻等,但還應考慮砧木的抗性、長勢、繁殖和壽命等因素。通過嫁接實驗發現華中櫻和山櫻作為砧木嫁接鐘花櫻成活率最高( ≥ 8 0 % ),這與周俐等(2021)實驗結果基本一致。浙閩櫻次之( 7 0 % ),這與分子實驗結果基本一致,然而迎春櫻較低( ? 6 0 % ),不太適合作為嫁接鐘花櫻的砧木,這與分子實驗相違背,這可能與本研究僅采用EST-SSR標記有關,具體原因還有待進一步研究,后續將加入基因組SSR(gSSR)用于櫻屬植物親緣關系的分析。

本研究利用EST-SSR分子標記對鐘花櫻及其近緣種進行遺傳多樣性和親緣關系的探討,結果表明鐘花櫻及其近緣種共16個櫻屬物種遺傳多樣性較高,鐘花櫻與高盆櫻等13個櫻亞屬植物親緣關系較近,而與野生早櫻和黑櫻桃相對較遠,因此可選擇親緣關系較遠的進行雜交實驗,如野生早櫻和黑櫻桃,可選擇親緣關系比較近的作為砧木,如華中櫻和山櫻等。本研究結果為進一步研究鐘花櫻及其他野生櫻花資源的物種分類、物種資源保護利用、砧木的選擇和雜交親本選擇等提供了分子水平依據和技術支持。

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(責任編輯 周翠鳴 李莉)

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