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石蒜属种间关系和杂交起源的研究

史树德  
【摘要】:石蒜属(Lycoris Herb.)是石蒜科(Amaryllidaceae)一类具鳞茎的多年生草本植物,全世界 约20种左右,我国有15种及1变种,10种为中国特有,主产我国长江以南以及日本、韩国, 老挝和缅甸也各有1到2种。石蒜属植物种间杂交频繁,种间存在连续的变异类型,染色体核 型变异复杂,因此搞清该属植物的种间遗传关系不仅有助于阐明该属系统演化关系和物种形 成机制,而且还可以丰富植物染色体进化的理论基础,对石蒜新品种杂交选育也具有重要指 导价值。 本研究选取了石蒜属有代表性的16个种(26个体)以及2个遗传背景清楚的人工杂种, 共28个材料,通过RAPD和ISSR分子标记、rDNA ITS序列、cpDNA tmL-F和atpB—rbcL序列分 析,结合形态和染色体核型特征,初步搞清了石蒜属种间关系、杂交起源方式和物种形成机 制,得出了以下结论: 1.石蒜属的种间关系 基于分子标记和DNA序列分析结果,石蒜属植物可分为三类: (1)第一类包括中国石蒜.Lycoris.chinensis、忽地笑L.aurea、安徽石蒜L.anhuiensis长 筒石蒜L.longituba和黄长筒石蒜L.longituba vat.flava,其核型均为2n=6M+10T,在相似 性系数0.78和0.56处,RAPD和ISSR分子标记将它们聚为一支,揭示它们具有较近的遗传 关系,ITS、trnL-F以及atpB-rbcL序列分析也将它们聚在一支,揭示它们具有较近的关系。 (2)第二类包括了2X和3X石蒜L.radiata var.radiata、矮小石蒜L.radiata var. pumila、血石蒜 L.sanguinea、换锦花 L.sprengeri、红蓝石蒜L.haywardii和玫瑰石蒜L. rosea,全部具有2n=22A核型,仅3X石蒜为33A。RAPD、ISSR标记及ITS序列分析均表明 它们有较近的亲缘关系,除换锦花在RAPD标记中被聚在第三类。红蓝石蒜和玫瑰石蒜的ITS 序列存在部分加和性位点,证实二者可能是杂交起源。在cpDNA trnL-F和atpB-rbcL_序列分析 中,第二类石蒜属与第三类中的部分杂种聚在一个较大分支内,(bts分别为89%和99%), 揭示了第二类种是这些杂种的亲本之一。 (3)第三类包括石蒜属内全部不育种:短蕊石蒜L.caldwellii、江苏石蒜L.houdyshelii、 黄花石蒜L.flavescens、乳白石蒜L.albiflorcl、麦秆石蒜L.straminea、香石蒜L.incarnata和 鹿葱L.squamigera,核型包括M+n-A三种染色体类型。RAPD分析将麦杆石蒜与石蒜三个 变种、红蓝石蒜与玫瑰石蒜聚在一起,其他杂种与换锦花聚在一起,揭示换锦花、石蒜、红 蓝石蒜和玫瑰石蒜可能是这些杂种的亲本之一。ISSR分子标记和ITS序列分析结果一致, 支持这些种具有较近的亲缘关系。ITS序列分析发现这些杂种的全部信息位点均为加和性 (additivity)位点,证实了它们是由M+T核型的种类与A核型的种类之间杂交起源的。在 叶绿体trnI-F和atpB-rbcL序列分析中,这些杂种分别聚在具M+T核型的种类的分支和具 A核型种类的分支内,考虑到石蒜科的母系遗传事实,首次从分子水平揭示了这些杂种的母


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