红掌遗传多样性及亲缘关系的ISSR分析

户帅雅; 李斌奇; 陈孝丑; 巫伟峰; 张毅智; 陈春; 陈发兴

doi:10.19303/j.issn.1008-0384.2020.01.004

红掌遗传多样性及亲缘关系的ISSR分析

doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.01.004

1.
福建农林大学园艺学院亚热带果树研究所，福建　福州　 350002
2.
福建省林业科技试验中心，福建　漳州　 363600

基金项目: 福建省林业厅项目（闽林科[2015]2号）

详细信息

作者简介:
户帅雅（1995−），男，硕士研究生，研究方向：花卉与观赏园艺（E-mail：1959720480@qq.com）

通讯作者:
陈发兴（1967−），男，研究员，博士生导师，研究方向：园艺植物生理与分子生物学（Emai：cfaxing@126.com）

中图分类号: S 682.39
计量
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出版历程
- 收稿日期: 2019-08-08
- 修回日期: 2019-10-27
- 刊出日期: 2020-01-01

ISSR Analysis on Genetic Diversity and Relationships among Anthurium andraeanum

1.
Department of Horticulture, Subtropical Fruit Research Institute, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian　350002, China
2.
Forestry Science and Technology Test Center of Fujian Province, Zhangzhou, Fujian　363600, China

摘要

摘要: 目的通过ISSR分子标记技术对56个红掌品种进行遗传多样性及亲缘关系分析，为红掌新品种选育、品种改良、种质资源管理等研究提供参考依据。方法以采集到的56个红掌品种为试验材料，从100条哥伦比亚大学（UBC）公布的ISSR (inter-simple sequence repeat简单重复序列) 分子标记引物中筛选出10条多态性引物，利用筛选得到的10个通用引物，构建红掌ISSR分子标记技术体系；对PCR扩增结果进行UPGMA（Unweighted pair-group method arithmetic average 非加权成组算术平均数）聚类分析，并计算其Nei’s基因多样性指数和Shannon’s信息指数。结果结果显示，从100条ISSR引物中筛选出10条多态性引物，共扩增得到99个基因位点，其中多态性位点95个，多态性比率为95.96%。用POPGENE分析结果得：Nei’s基因多样性指数（H）为0.303 6；Shannon’s信息指数（I）为0.458 5。聚类分析结果表明56个红掌品种可以分为12类；结论分类结果与火焰苞颜色存在一定的相关性，ISSR分子标记技术可以很好地应用于红掌品种及其亲缘关系的鉴定，罗兰公主、香妃、索米、彩霞、紫雷鸟、黑皇后、国王等7个品种性状独特，且相互之间遗传距离较远，可以作为新品种选育、品种改良的母本，也可以作为优良的种质资源进行保存。
- 红掌 /
- ISSR /
- 遗传多样性 /
- 亲缘关系
Abstract: Objective Genetic diversity and relationships of 56 species of Anthurium andraeanum were analyzed using the inter-simple sequence repeat (ISSR) molecular marker technology for breeding and improvement of germplasms and resource management. Method For the collected Anthurium varieties, 100 UBC primers were screened for the polymorphic ones. Using the universal primers, an ISSR molecular marker system was constructed. The UPGMA cluster analysis was performed, and the Nei's gene diversity and Shannon's information indices calculated on the PCR amplified products. Result Ten polymorphic primers were obtained by screening the 100 UBC primers, and 99 bands amplified. Of the amplified bands, 95 were polymorphic with a rate of 95.96%. The analysis using POPGENE indicated the Nei’s gene diversity index (H) to be 0.303 6 and the Shannon’s information index (I) 0.458 5. Thus, the genetic diversity among the Anthurium varieties was high. The 56 varieties were classified into 12 groups. Conclusion The ISSR results suggested a significant correlation between the clustered groups and sepal color of the flowering plants and the molecular marker technique applicable for the identification. Among the cultivars, Princess Alexia Violet, Fiorino, Sumi, Caixia, Thunderbird Luxury, Black Queen, and King exhibited unique traits among them with substantial genetic distances. They were considered potential candidates as female parent for breeding new varieties and should be preserved in the germplasm collection.
- Anthurium andraeanum /
- ISSR /
- genetic diversity /
- genetic relationship

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图 1 DNA提取电泳结果

注：M：标准分子量marker 2 000；

Figure 1. DNA extraction electropherogram

Note：M:DL2 000 DNA marker

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图 2 UBC872-UBC894引物筛选电泳结果

注：M: 标准分子量marker 2 000；1:UBC807、2:UBC810、3:UBC811、4:UBC817、5:UBC825、6:UBC836、7:UBC840、8:UBC843、9:UBC850、10:UBC854

Figure 2. UBC872-UBC894 primer screening electropherogram

Note：M:DL2 000 DNA marker; 1:UBC807、2:UBC810、3:UBC811、4:UBC817、 5:UBC825、6:UBC836、7:UBC840、8:UBC843、9:UBC850、10:UBC854.

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图 3 UBC850对56种红掌品种的ISSR扩增结果

注：M: 标准分子量marker 2 000；1～56：56个红掌品种见表1。

Figure 3. ISSR amplification map of 56 species of Anthurium varieties by UBC850

Note：M:DL2 000 DNA marker; 1～56：56 anthurium varieties are shown in Table 1.

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图 4 56个红掌品种扩增结果聚类分析

Figure 4. Clustering analysis on 56 Anthurium varieties based on amplification results

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表 1 红掌品种名目

Table 1. List of Anthurium varieties

序号 Serial number	品种名（代号） Variety name（Code）	花色 Color	来源 Source	序号 Serial number	品种名（代号） Variety name（Code）	花色 Color	来源 Source
1	大哥大 Dakota	红 Red	安祖园艺有限公司 Anthura	22	潘多拉 Pandola	粉 Pink	安祖园艺有限公司 Anthura
2	阿拉巴马 Alabama	红 Red	安祖园艺有限公司 Anthura	23	夏之恋 Summer Love	粉+绿 Pink+Green	瑞恩花卉有限公司 Ryan
3	粉冠军 Pink Champion	粉 Pink	安祖园艺有限公司 Anthura	24	红国王 Red King	红 Red	瑞恩花卉有限公司 Ryan
4	维他 Vita	红 Red	广州市花卉科学研究所 Guangzhou Institute of Flower Science	25	第一红 First Red	红 Red	瑞恩花卉有限公司 Ryan
5	广州红 Guangzhou Red	红 Red	广州市花卉科学研究所 Guangzhou Institute of Flower Science	26	迷你红 Nano Red	红 Red	瑞恩花卉有限公司 Ryan
6	旭日 Rising sun	粉 Pink	广州市花卉科学研究 Institute of Flower Science	27	红宝贝 Red Baby	红 Red	瑞恩花卉有限公司 Ryan
7	朝霞 Asaka	红 Red	广州市花卉科学研究所 Guangzhou Institute of Flower Science	28	甜冠军 Sweet Champion	粉 Pink	安祖园艺有限公司 Anthura
8	彩霞 pink clouds	粉 Pink	广州市花卉科学研究所 Guangzhou Institute of Flower Science	29	红唇 Princess Amalia Elegance	红+白 Red + White	瑞恩花卉有限公司 Ryan
9	热情 Tropical	红 Red	安祖园艺有限公司 Anthura	30	梦幻 Fantasy Love	白+绿 White + Green	瑞恩花卉有限公司 Ryan
10	皇冠 royal crown	红 Red	安祖园艺有限公司 Anthura	31	白马王子 Prince Charming	白 white	三明市农科院花卉所 Sanming Agricultural Science Research Institute
11	阿瑞博 Arebo	红 Red	安祖园艺有限公司 Anthura	32	Adios pink	粉 Pink	三明市农科院花卉所 Sanming Agricultural Science Research Institute
12	维多 Vito	红 Red	安祖园艺有限公司 Anthura	33	粉爱 Pink Love	粉 Pink	安祖园艺有限公司 Anthura
13	香妃 Fiorino	紫 purple	安祖园艺有限公司 Anthura	34	布加迪威龙 Bugatti Veyron	红 Red	广州市花卉科学研究所 Guangzhou Institute of Flower Science
14	索米 Sumi	白 white	安祖园艺有限公司 Anthura	35	罗兰公主 Princess Alexia Violet	白 white	安祖园艺有限公司 Anthura
15	国王 Arrow	墨绿 Dark green	安祖园艺有限公司 Anthura	36	紫雷鸟 Thunderbird Luxury	紫 purple	安祖园艺有限公司 Anthura
16	白冠军 White Champion	白 white	安祖园艺有限公司 Anthura	37	洋葱 VR990	紫 purple	安祖园艺有限公司 Anthura
17	阿瓦托 Avento	红 Red	安祖园艺有限公司 Anthura	38	唇彩 Lipstick Red	红 Red	瑞恩花卉有限公司 Ryan
18	特伦萨 Turenza	红 Red	安祖园艺有限公司 Anthura	39	红布加迪 Bugatti Red	红 Red	瑞恩花卉有限公司 Ryan
19	特仙 Special fairy	红 Red	广州市花卉科学研究所 Guangzhou Institute of Flower Science	40	黑皇后 Black Queen	黑 black	瑞恩花卉有限公司 Ryan
20	马都拉 Madural	红 Red	安祖园艺有限公司 Anthura	41	红成功 Red Success	红 Red	瑞恩花卉有限公司 Ryan
21	红赢家 Red Winner	红 Red	安祖园艺有限公司 Anthura	42	橙布加迪 Bugatti Royal	橙 Orange	瑞恩花卉有限公司 Ryan
43	绿国王 Greed King	绿 green	安祖园艺有限公司 Anthura	50	马蒂兹 Matiz	红 Red	瑞恩花卉有限公司 Ryan
44	满天星 Gypsophila	红 Red	三明市农科院花卉所 Sanming Agricultural Science Research Institute	51	彩虹冠军 Rainbow champion	红 Red	瑞恩花卉有限公司 Ryan
45	莱尼 Lenny	红 Red	瑞恩花卉有限公司 Ryan	52	白骄阳 White Sierra	白 White	三明市农科院花卉所 Sanming Agricultural Science Research Institute
46	阿美拉 Amera	红 Red	瑞恩花卉有限公司 Ryan	53	甜梦 Sweet Dreams	红 Red	三明市农科院花卉所 Sanming Agricultural Science Research Institute
47	红班比诺 Red bandino	红 Red	安祖园艺有限公司 Anthura	54	白鸽 White pigeon	白 White	福建省林业科技试验中心 Forestry Science and Technology Test Center of Fujian Province
48	轰动 Sensation	红 Red	安祖园艺有限公司 Anthura	55	红衣少女 Red girl	红 Red	瑞恩花卉有限公司 Ryan
49	朱莉 Julie	粉 Pink	瑞恩花卉有限公司 Ryan	56	新星 New star	红 Red	福建省林业科技试验中心 Forestry Science and Technology Test Center of Fujian Province

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参考文献(19)

[1]	文方德, 金剑平. 红掌[M]. 广州: 广东科技出版社, 2004.
[2]	杜平, 邵小斌. 我国红掌的研究进展 [J]. 江苏农业科学, 2011, 39(6):325−327. DU P, SHAO X B. Research Progress of Anthurium in China [J]. Jiangsu Agricultural Sciences, 2011, 39(6): 325−327.(in Chinese)
[3]	褚云霞, 邓姗, 顾可飞, 等. 红掌已知品种库的建立与应用 [J]. 中国农学通报, 2014, 30(19):129−136. CHU Y X, DENG S, GU K F, et al. Development and application of cultivars bank for Anthurium andraeanum [J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2014, 30(19): 129−136.(in Chinese)
[4]	牛俊海, 黄少华, 冷青云, 等. 分子标记技术在红掌研究中的应用与展望 [J]. 分子植物育种, 2015, 13(6):1424−1432. NIU J H, HUANG S H, LENG Q Y, et al. Application and prospect of molecular markers in Anthurium research [J]. Molecular Plant Breeding, 2015, 13(6): 1424−1432.(in Chinese)
[5]	易懋升, 谢利, 郭和蓉, 等. 红掌育种方法研究进展 [J]. 中国农学通报, 2015, 31(4):157−161. YI M S, XIE L, GUO H R, et al. Advancement on breeding method of Anthurium andraeanum [J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2015, 31(4): 157−161.(in Chinese)
[6]	王呈丹, 牛俊海, 张志群, 等. 红掌品种亲缘关系SRAP分析 [J]. 植物遗传资源学报, 2013, 14(4):759−763. WANG C D, NIU J H, ZHANG Z Q, et al. Analysis of gnetic relationships of Anthurium andreanum varieties using SRAP markers [J]. Journal of Plant Genetic Resources, 2013, 14(4): 759−763.(in Chinese)
[7]	NOWBUTH P, KHITTOO G, BAHORUN T, et al. Assessing genetic diversity of some Anthurium andraeanum Hort. cut-flower cultivars using RAPD Markers [J]. african journal of biotechnology, 2005, 4(10): 1189−1194.
[8]	康黎芳, 王云山, 张超, 等. 3个红掌品种杂交后代的部分植物学性状及分子鉴定 [J]. 西北农业学报, 2013, 22(11):152−157. KANG L F, WANG Y S, ZHANG C, et al. Botanical characters and molecular identification of hybrids from three Anthurium varieties [J]. Acta Agriculturae Boreali-Occidentalis Sinica, 2013, 22(11): 152−157.(in Chinese)
[9]	何予卿, 张宇, 孙梅, 等. 利用ISSR分子标记研究栽培稻和野生稻亲缘关系 [J]. 农业生物技术学报, 2001, 9(2):123−127. HE Y Q, ZHANG Y, SUN M, et al. Studies on the relationship between cultivated and wild rice using ISSR markers [J]. Journal of Agricultural Biotechnology, 2001, 9(2): 123−127.(in Chinese)
[10]	王建波. ISSR分子标记及其在植物遗传学研究中的应用 [J]. 遗传, 2002, 24(5):613−616. WANG J B. ISSR molecular markers and their application in plant genetics research [J]. Genetic, 2002, 24(5): 613−616.(in Chinese)
[11]	余爱丽, 张木清, 陈如凯. ISSR分子标记在甘蔗及其近缘属分类上的应用 [J]. 福建农林大学学报(自然科学版), 2002, 31(4):484−489. YU A L, ZHANG M Q, CHEN R K. Application of ISSR molecular markers in the classification of sugarcane and its related genera [J]. Journal of Fujian Agriculture and Forestry University, 2002, 31(4): 484−489.(in Chinese)
[12]	周延清, 景建洲, 李振勇, 等. 利用RAPD和ISSR分子标记分析地黄种质遗传多样性 [J]. 遗传, 2004, 26(6):922−928. ZHOU Y Q, JING J Z, LI Z Y, et al. Assessment of genetic diversity of rehmanniaglutinosa germplasm detected by RAPDs and ISSRs [J]. Hereditas(Beijing), 2004, 26(6): 922−928.(in Chinese)
[13]	闫林, 黄丽芳, 王晓阳, 等. 咖啡种质资源遗传多样性的ISSR分析 [J]. 南方农业学报, 2019, 50(3):491−499. YAN L, HUANG L F, WANG X Y, et al. ISSR Analysis of Genetic Diversity of Coffee Germplasm Resources [J]. Journal of Southern Agriculture, 2019, 50(3): 491−499.(in Chinese)
[14]	黄晓慧, 巫伟峰. 中国兰ISSR-PCR反应体系优化及引物筛选 [J]. 南方农业学报, 2018, 49(7):1282−1288. HUANG X H, WU W F. Optimization of ISSR-PCR Reaction System and Primer Screening in China Blue [J]. Journal of Southern Agriculture, 2018, 49(7): 1282−1288.(in Chinese)
[15]	李金璐, 王硕, 于婧, 等. 一种改良的植物DNA提取方法 [J]. 植物学报, 2013, 48(1):72−78. LI J L, WANG S, YU J, et al. A modified CTAB protocol for plant DNA extraction [J]. Chinese Bulletin of Botany, 2013, 48(1): 72−78.(in Chinese)
[16]	KHAN Y J, PANKAJAKSAN M. Genetic Diversity Among Commercial Varieties of Anthurium andreanum Linden Using RAPD Markers [J]. Journal of Plant Genetics, 2010, 1(1): 11−15.
[17]	易双双, 杨光穗, 尹俊梅, 等. 红掌主要观赏性状遗传多样性分析 [J]. 热带作物学报, 2017, 38(12):2206−2214. YI S S, YANG G S, YIN J M, et al. Genetic diversity analysis of the Major ornamental morphological characters for Anthurium andraeanum [J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2017, 38(12): 2206−2214.(in Chinese)
[18]	GE Y, ZHANG F, SHEN X, et al. Genetic variations within a collection of anthuriums unraveled by morphological traits and AFLP markers [J]. Biochemical Systematics & Ecology, 2012, 45: 34−40.
[19]	徐世松, 王呈丹, 黄素荣, 等. 红掌种质资源形态学标记与遗传多样性分析 [J]. 热带作物学报, 2014, 35(10):1890−1896. XU S S, WANG C D, HUANG S R, et al. Morphological markers and genetic diversity of Anthurium andreanum germplasm [J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2014, 35(10): 1890−1896.(in Chinese)