楊梅種質(zhì)資源遺傳多樣性研究進(jìn)展

陳慧++唐威++費艷

摘要：針對如何充分利用現(xiàn)有楊梅種質(zhì)資源進(jìn)行育種，簡要介紹了楊梅的起源及其分類，從楊梅種質(zhì)資源的形態(tài)學(xué)水平、生化水平以及DNA水平的遺傳多樣性等方面對楊梅遺傳多樣性的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，展望了今后楊梅種質(zhì)資源的研究方向。

關(guān)鍵詞：楊梅；種質(zhì)資源；遺傳多樣性

楊梅（Myrica rubra Sieb.& Zucc.）是原產(chǎn)于我國的亞熱帶果樹，現(xiàn)已有2000多年的栽培歷史，主要分布在長江流域以南，經(jīng)濟(jì)栽培主產(chǎn)區(qū)集中在浙江、福建、江蘇、江西、廣東、貴州等?。▍^(qū)）。目前，全球楊梅經(jīng)濟(jì)栽培面積約40萬h㎡，產(chǎn)量100多萬，98%以上來自中國。隨著楊梅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，優(yōu)良楊梅品種在全國范圍內(nèi)大面積推廣，大量原始品種和地方品種通過高接換種等方式被陸續(xù)淘汰。一方面改良了楊梅品種，另一方面也造成大量楊梅資源的丟失。種質(zhì)資源收集研究是果樹育種的基礎(chǔ)，因此對楊梅種質(zhì)資源多樣性進(jìn)行研究，積極開展楊梅種質(zhì)資源的收集、鑒定和保存工作，有助于了解種質(zhì)間的親緣關(guān)系遺傳組成，對拓展楊梅種質(zhì)基礎(chǔ)、發(fā)掘和利用優(yōu)異的等位基因進(jìn)行新品種培育等具有重要意義。本文簡要介紹了楊梅的起源及其分類，綜述了楊梅種質(zhì)資源在形態(tài)學(xué)水平、生化水平以及DNA水平上的遺傳多樣性研究進(jìn)展，展望了今后楊梅種質(zhì)資源的研究方向。

1 起源及其分類

楊梅（Myrica rubra Sieb.&Zucc.）是屬楊梅科（Myricaceae）楊梅屬（Myrica L.）的亞熱帶常綠喬木果樹，特產(chǎn)于我國。在我國本屬植物已知的有6個種和5個變種，分別為楊梅（M. rubra Sieb）、毛楊梅（M.escu-lenta Ruch.-Ham）、矮楊梅（M.nana Cheval）、全緣葉楊梅（M.integrifalia Roxb）、大楊梅（M.arborescens S.R.Liet X.L.Hu.sp.Nor）和青楊梅（M.adenophora Hance），恒春楊梅（M.ademophpra var.kusanoi Havata）、鋪地矮楊梅（M.nana Cheveal.Var.hunifusa）、白水矮楊梅（M.nana Cheveal.Var.alba）、蠟質(zhì)矮楊梅（M.nana Cheveal.f.cerea）、細(xì)葉矮楊梅（M.nana Cheveal.f.gracilifolia）。根據(jù)全國楊梅科研、生產(chǎn)協(xié)作組對楊梅種質(zhì)資源的調(diào)查和整理，我國楊梅共有305個品種、105個品系，其中定名品種268份，經(jīng)省級品種評審委員會認(rèn)定的優(yōu)良楊梅品種18個，依成熟期早晚的順序為：長蒂烏梅、早薺蜜梅、大火炭梅、臨海早大梅、早色、安海變、丁岙梅、西山烏梅、洞口烏、荸薺種、甜山楊梅、大葉細(xì)蒂、小葉細(xì)蒂、烏酥核、火炭梅、晚薺蜜梅、晚稻楊梅、東魁，其中浙江省8個，江蘇省4個，福建省3個。江蘇的甜山楊梅雖經(jīng)省級認(rèn)定，但因采前落果十分嚴(yán)重，趨于淘汰；福建的二色楊梅、江蘇的光葉楊梅等品種雖未經(jīng)省級認(rèn)定（審定），但其形狀較佳，現(xiàn)已作為商品性栽培應(yīng)用。目前浙江的荸薺種、東魁、丁岙梅、晚稻楊梅四大品種已成為全國性主栽品種。

2 遺傳多樣性

2.1 形態(tài)學(xué)水平

形態(tài)標(biāo)記（Morphological marker）是指那些在植物的生長發(fā)育過程中，用肉眼觀察到的形態(tài)特征特性，是基因的表現(xiàn)型，能夠明確顯示遺傳多態(tài)性的外觀性狀。通常利用的表型性狀有孟德爾遺傳規(guī)律的單基因性狀和由多基因決定的數(shù)量性狀2類。曾勉根據(jù)園藝學(xué)的觀點把楊梅種（M.rubra）分為野楊梅（M.rubra var.SYIVeStriS Tsen）、紅種（M.rubra var.typical Tsen）、粉紅種（M.rubra var.rosea Tsen）、白種（M.rubra var.albaTsen）、鈕珠楊梅（M.rubra var.nana Tsen）和烏種（M.rubra var. astropurea Tsen）6個變種；李三玉等在浙江黃巖、溫嶺等地發(fā)現(xiàn)2個有特殊價值的變種，即早性梅（M.rubra var.praemafurus Li）和陽平梅（M.rubra var.conservatus Li）；俞德浚、吳耕民和Li等等按果實色澤、樹勢、果熟期等形態(tài)特征把楊梅品種分為野楊梅、紅種、粉紅種、白種、鈕珠楊梅、烏種、陽平梅和早性梅等8個類型；郭樞和李三玉按照果核的形狀和大小、葉片特征、果實性狀把浙江南部楊梅歸納為5個大類（卵圓形核、扁網(wǎng)形核、橢圓形核、紡錘形核、長圓形核）和9個小類（小卵形核、廣卵形核、扁網(wǎng)形核、橢網(wǎng)形核、小橢圓形核、大橢圓形核、短橢網(wǎng)形核、紡錘形核、長圓形核）；繆松林、曲澤洲根據(jù)矮楊梅葉的形狀分為2個變種：尖葉矮楊梅（M.a Var.integra Chev.）和大葉矮楊梅（M.nana Var.Lux ur ians Chev.）；近年，李正芬、劉寧等在貴州發(fā)現(xiàn)4個新變種，即鋪地矮楊梅（M.nana Chev.Var humi fusa N.Liu et Z.F.Li）、白水矮楊梅（M.nanaval Var alba N.Liu et Z.F.Li）、蠟葉矮楊梅（M.nana Chev.f.cer ea N Liu et Z.F.Li）和細(xì)葉矮楊梅.nana Chev.f.graci-Lifolia N.Liu etz.F.Li）。

2.2 生化水平

生化標(biāo)記（Biochemical marker）主要包括貯藏蛋白、同工酶和等位酶，它們是基因表達(dá)的直接產(chǎn)物，起結(jié)構(gòu)的多樣性能夠在一定程度上間接反映生物DNA組成上的差異和生物體遺傳的多樣性。它突破了形態(tài)學(xué)標(biāo)記和細(xì)胞學(xué)標(biāo)記把整株樣品直接作為研究材料的方法，可以直接反映出基因表達(dá)產(chǎn)物的差異，對環(huán)境的依賴性很小。早期楊梅的分類主要采用同工酶來進(jìn)行鑒定，Handa等對26個楊梅品種的GOT和POD同工酶進(jìn)行了分析鑒定，分析結(jié)果顯示，同工酶可鑒定出異名同種和同名異種的品種，而且還可明顯把日本栽培品種與2個原產(chǎn)中國的品種區(qū)分開來；李國梁對楊梅雌雄株進(jìn)行了同工酶等方面的研究，發(fā)現(xiàn)雌雄株的POD同工酶在快帶區(qū)存在差異并表現(xiàn)出規(guī)律性；谷曉明和劉寧采用聚丙烯酰胺凝膠電泳法，獲得了矮楊梅種7個類型和毛楊梅的POX酶（過氧化物酶同工酶）譜，將矮楊梅各類型和毛楊梅分為2大類，相對應(yīng)于形態(tài)分類學(xué)上的2個種，矮楊梅的7個類型被分為兩類4組。同工酶雖然是基因表達(dá)較直接的產(chǎn)物，但檢測到的僅是一定測試條件下能表現(xiàn)活性的部分，具有一定的局限性。

2.3 DNA水平多樣性

分子標(biāo)記（Molecular marker）是以DNA多態(tài)性為基礎(chǔ)的遺傳標(biāo)記，可直接反映生物個體在DNA水平上的差異。在過去的20年中，分子標(biāo)記技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，至今已有數(shù)十種分子標(biāo)記技術(shù)相繼出現(xiàn)。分子標(biāo)記技術(shù)在楊梅種質(zhì)資源研究上得到了廣泛的應(yīng)用。如，林伯年和賈春蕾、徐林娟等應(yīng)用RAPD技術(shù)對楊梅屬植物的24個材料進(jìn)行了帶型及聚類分析，將起源于北美中心的蠟楊梅與起源于中國的3個種（毛楊梅、矮楊梅和楊梅）區(qū)分開來，說明RAPD可用于楊梅屬種、品種間的分類鑒定；邱英雄等利用ISSR標(biāo)記對楊梅7個品種2個無性系進(jìn)行了基因組多態(tài)性分析，將其聚類為3類，發(fā)現(xiàn)了一些品種特有的指紋圖譜；錢劍林等運用8個ISSR標(biāo)記分析江浙地區(qū)14個品種和1個優(yōu)良單株楊梅的親緣關(guān)系，發(fā)現(xiàn)江浙地區(qū)楊梅在廣泛基因交流的情況下存在局部隔離；錢皆兵等則應(yīng)用RAPD分子標(biāo)記鑒定結(jié)合生物學(xué)特性觀測分析顯示烏紫楊梅是一個不同于其他楊梅的新品種；潘鴻等利用篩選出的12條ISSR引物對40份廣西野生楊梅資源進(jìn)行分類和遺傳多樣性研究，表明廣西楊梅資源遺傳多樣性非常豐富，供試40份楊梅樣品可分為4大類，分別代表楊梅、大葉青楊梅、毛楊梅和青楊梅；謝小波等采用多態(tài)性高的22條RAPD引物和7條ISSR引物，對浙江主栽楊梅品種東魁、孛薺種、晚稻楊梅、丁吞梅和早色等10個雌株與17個雄株種質(zhì)資源間的遺傳關(guān)系進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)同一產(chǎn)區(qū)的地方品種與當(dāng)?shù)氐男壑觊g遺傳相似程度最高而同一地區(qū)不同雄株與當(dāng)?shù)刂髟云贩N間的遺傳相似程度不同；謝小波等采用RAPD和ISSR兩種分子標(biāo)記對浙江4大楊梅良種東魁、孛薺種、晚稻楊梅、丁吞梅和其它7個品種親緣關(guān)系進(jìn)行了分析，將這11個楊梅品種分成5類，4大良種各歸于不同的類，同時也表明了這2種分子標(biāo)記所作的分類趨勢基本相同；張水明對來白全國各地的101個材料進(jìn)行分子AFLP和SSR標(biāo)記分析；Zhang等應(yīng)用AFLP標(biāo)記對100個楊梅種質(zhì)資源進(jìn)行遺傳多樣性分析將100份楊梅材料分為2大組和7小組；俞文生等利用ISSR標(biāo)記對18個江蘇地區(qū)楊梅品種進(jìn)行分析，說明江蘇楊梅在基因交流的基礎(chǔ)上，存在局部隔離；林旗華利用SRAP標(biāo)記對18份來自福建和浙江的楊梅種質(zhì)資源進(jìn)行遺傳多樣性分析，將18份楊梅種質(zhì)資源劃分為3大類，其中15份福建楊梅資源與地理來源相關(guān)性不明顯，但卻可以與3份浙江楊梅依地理來源進(jìn)行區(qū)分。因此，我們通過DNA分子標(biāo)記技術(shù)對中國楊梅種質(zhì)資源的遺傳多樣性進(jìn)行研究，對探明楊梅的親緣關(guān)系、起源及進(jìn)化水平，尋找核心種質(zhì)，確定不同群體和個體間的遺傳結(jié)構(gòu)與分化水平打下堅實的基礎(chǔ)，為國家楊梅種質(zhì)資源的保存、開發(fā)及利用提供分子系統(tǒng)學(xué)依據(jù)。

3 研究方向和展望

目前，我國對楊梅種質(zhì)資源遺傳多樣性的研究主要存在2個問題。首先是對現(xiàn)有種質(zhì)資源的挖掘。楊梅屬的植物因其具有重要的藥用價值和經(jīng)濟(jì)價值被人們所重視，部分野生楊梅資源被大肆采挖和破壞，野生楊梅數(shù)量急劇減少，資源流失嚴(yán)重。因此，急需搞清楊梅的資源現(xiàn)狀，揭示品種間遺傳關(guān)系，挖掘優(yōu)良野生種群，加強(qiáng)楊梅資源的保護(hù)以及楊梅資源的可持續(xù)性利用。其次是對楊梅新品種的選育。楊梅是中國特產(chǎn)水果，已形成浙江、江蘇、福建、重慶等多個主要栽培區(qū)以及豐富的品種。隨著生物技術(shù)的逐漸成熟，一些重要基因資源的潛在價值將越來越突出，通過較廣范圍的優(yōu)良基因結(jié)合，堅持有計劃育種，定能不斷地育出突破性的新品種來，從而推動我國楊梅生產(chǎn)再上一個新的臺階。