柑橘及其近緣屬植物的分子進化與栽培柑橘的起源研究.pdf

1、柑橘是世界上最重要的經(jīng)濟作物之一,廣泛栽培在熱帶和亞熱帶地區(qū)。柑橘屬(Citrus L.)屬于蕓香科(Rutaceae)柑橘亞科(Aurantioideae)植物。自林奈1753年確立柑橘屬以來,在過去250余年的時間里,國內(nèi)外學者從形態(tài)到分子對柑橘屬植物的分類和進化問題開展了一系列研究。然而,柑橘及其近緣屬植物間的系統(tǒng)進化關(guān)系仍未解決,柑橘屬植物中真正原始野生類型的種類及數(shù)目仍無定論,主要原始野生種類間的系統(tǒng)進化關(guān)系仍模糊不清,柑橘屬

2、植物系統(tǒng)進化的基本框架仍有待建立。由于種屬間易于雜交、高頻率芽變和栽培歷史悠久等因素,柑橘屬植物的分類、進化和重要栽培(雜)種的起源等問題仍待解決。
　　 本研究以柑橘屬及其近緣屬植物為材料,采用AFLP(Ampiified Fragment LengthPolymorphism)分子標記、葉綠體片段序列和核基因ITS(Internal transcribed spacer)序列分析方法,研究了柑桔屬及其近緣屬植物間的系統(tǒng)進化關(guān)

3、系、柑橘屬植物原始野生類型間系統(tǒng)進化的基本框架以及重要栽培柑橘類型的起源。有關(guān)重要研究結(jié)果如下:
　　 1.以九里香、蠔殼刺和酒餅簕為外類群,分別分析柑橘屬及其近緣屬59份材料和25份非雜種材料的葉綠體片段(psbH-petB,trnL-trnF和trnS-trnG)序列、AFLP分子標記和核基因ITS序列,重建真正柑橘果樹類(the true citrus fruit trees group)六屬植物間的系統(tǒng)進化關(guān)系。綜合我們

4、的研究,結(jié)果表明:真正柑橘果樹類是個單系類群,枳屬首先從真正柑橘果樹類六屬中分離出來,澳指檬屬(Microcitrus Swingle)、澳沙檬屬(Eremocitrus Swingle)和多蕊橘屬(Clymenia Swingle)可能來自一個共同的祖先,其中澳指檬屬和澳沙檬屬關(guān)系更近,金柑屬(Fortunella Swingle)與柑橘屬關(guān)系緊密。另外,cpDNA數(shù)據(jù)顯示澳指檬屬、澳沙檬屬、多蕊橘屬可能與柑橘屬中的枸櫞(Citrus

5、 medica L.)有較近的親緣關(guān)系。AFLP聚類分析顯示澳指檬屬、澳沙檬屬、多蕊橘屬遠離柑橘屬。ITS聚類分析表明金柑屬與柑橘屬中的寬皮柑橘關(guān)系更近。cpDNA和ITS數(shù)據(jù)的聚類分析表明澳指檬屬中的澳指檬(M.australasica)可能是雜種起源,大翼橙可能是其親本之一。
　　 2.以枳屬為外類群,分別分析柑橘屬植物47份材料、17份非雜種材料[包含宜昌橙(C.ichangensis Swingle)]和15份非雜種材料

6、(不包含宜昌橙)的葉綠體片段序列、AFLP分子標記和核基因ITS序列,構(gòu)建柑橘屬植物原始野生類型間系統(tǒng)進化的基本框架。結(jié)果表明:所有數(shù)據(jù)都支持柑橘屬是個單系類群,柑橘屬植物中的四個基本類型枸櫞(C.medica)、柚(C.grandis)、寬皮柑橘(C.reticulata)和大翼橙(Papeda)均為單系起源。另外,cpDNA數(shù)據(jù)顯示大翼橙和柚關(guān)系比較緊密,枸櫞、宜昌橙和寬皮柑橘關(guān)系較近。AFLP聚類分析表明宜昌橙與寬皮柑橘和柚關(guān)系最

7、近,寬皮柑橘與柚關(guān)系緊密,大翼橙與寬皮柑橘關(guān)系較遠,枸櫞與宜昌橙、寬皮柑橘、柚、大翼橙四個類型所聚分支形成姊妹關(guān)系。ITS數(shù)據(jù)及合并數(shù)據(jù)均顯示枸櫞、柚和大翼橙關(guān)系較近,它們一起與寬皮柑橘形成姊妹關(guān)系,其中柚與大翼橙的關(guān)系最近。
　　 3.以枳屬為外類群,分析柑橘屬植物27份材料的葉綠體片段序列、AFLP分子標記和核基因ITS序列,確定重要栽培柑橘類型的起源。cpDNA數(shù)據(jù)表明甜橙(C.sinensis)、酸橙(C.auranti

8、um)和葡萄柚(C.paradisi)的母本是柚,大翼橙是墨西哥萊檬(C.aurantifolia‘Mexican’)的母本,粗檸檬(C.jambhiri)、蘭卜萊檬(C.limonia‘Rangpur’)、廣西土藜檬(C.limonia‘Guangxi’)的母本可能是寬皮柑橘,費米耐勞(C.limon‘Femminello’)、尤力克(C.limon‘Eureka’)和巴柑檬(C.bergamia)的母本可能是酸橙代代(C.auran

9、tium‘Daidai’)。AFLP聚類分析顯示寬皮柑橘是葡萄柚、甜橙和酸橙的一個親本,粗檸檬可能是蘭卜萊檬和廣西土藜檬的親本,枸櫞可能是墨西哥萊檬、巴柑檬和檸檬(C.limon)的一個親本。ITS數(shù)據(jù)表明甜橙和酸橙是由柚和寬皮柑橘雜交而來,甜橙是葡萄柚的一個親本,酸橙是尤力克的一個親本,枸櫞是費米耐勞、巴柑檬、粗檸檬、蘭卜萊檬和廣西土藜橡的一個親本,對于墨西哥萊檬我們的分子數(shù)據(jù)顯示大翼橙和枸櫞分別是它的兩個親本,橘可能參與了粗檸檬、巴