基于ISSR与SRAP标记的德国鸢尾栽培品种遗传多样性解析及其育种 conservation 意义

本研究采用ISSR（Inter-Simple Sequence Repeat）和SRAP（Sequence-Related Amplified Polymorphism）分子标记技术，系统分析了26个德国鸢尾（Iris germanica）栽培品种的遗传多样性。结果显示ISSR和SRAP标记分别检测到89.86%和96.54%的多态性位点，表明德国鸢尾种内存在丰富的遗传变异。通过聚类分析发现表型相似的品种呈现明显的遗传聚集，SRAP标记在区分地域来源相同品种方面表现尤为精准。该研究为鸢尾种质资源鉴定、亲缘关系分析和分子辅助育种提供了重要理论依据。

　　

引言

随着全球城市化进程加快，人们日益认识到绿化对健康生活的重要性。德国鸢尾（Iris germanica L.）作为鸢尾属须毛状附属物亚属的典型代表，因其花色丰富、品种繁多、花型硕大等特点，被广泛应用于园林造景。然而，由于德国鸢尾品种杂交率高，长期种内杂交使其遗传背景复杂，对其遗传多样性认知仍显不足。

材料与方法

本研究以26个来自中国不同地区的德国鸢尾栽培品种为实验材料，采用改良CTAB法提取高质量基因组DNA（A₂₆₀/A₂₈₀比值1.82-1.95）。从40个ISSR引物中筛选出9条带型清晰、多态性高的引物，从154对SRAP引物中优选12对进行扩增。PCR产物通过2%琼脂糖凝胶和聚丙烯酰胺凝胶电泳分离，采用0/1矩阵记录条带存在与否。使用PopGen32 v1.31计算Shannon信息指数（I）和Nei基因多样性（H），NTsys2.10e软件进行UPGMA聚类分析，并通过cophenetic相关系数（CCC）验证聚类可靠性。

结果与分析

ISSR标记分析显示，9条引物共扩增出72条带，其中多态性条带66条，多态性百分比达89.86%。平均每个引物产生8.0条带，多态性条带7.3条。Nei基因多样性（H）和Shannon指数（I）平均值分别为0.49和0.67，多态性信息含量（PIC）平均值为0.41。SRAP标记表现出更高的多态性，12对引物共产生693条带，多态性条带669条，多态性百分比96.54%。平均每对引物扩增57.75条带，多态性条带55.75条，H和I平均值分别为0.68和0.76，PIC平均值达0.63。

遗传相似性系数分析表明，ISSR标记的相似系数范围为0.465-0.838，其中矮生品种"Dwarf Dream"（22号）与"Flute Sound"（24号）相似度最高（0.838），而"Blood stone"（25号）与"Antique Red"（26号）相似度最低（0.465）。SRAP标记的相似系数范围为0.595-0.801，"Purple Glow"（11号）与"White Calyx"（15号）亲缘关系最近。

聚类分析结果

ISSR聚类分析（CCC=0.65）在相似系数0.628处将26个品种分为3个大类。SRAP聚类（CCC=0.70）在相似系数0.720处分为4类，能将同一品种不同地域来源的材料优先聚在一起，如河南与河北引种的"Immortality White"、辽宁与河北引种的"Golden Doll"和"Dwarf Dream"。联合ISSR和SRAP标记的聚类分析（CCC=0.74）不仅有效区分了矮生与高生品种，还将山西的两个鸢尾材料单独分离。

分子方差分析（AMOVA）显示，群体间遗传变异仅占总变异的18.32%，而群体内变异占81.68%，表明品种间变异是德国鸢尾遗传多样性的主要来源。

讨论

本研究结果显示德国鸢尾栽培品种具有丰富的遗传多样性，SRAP标记因靶向基因编码区和调控区，比ISSR标记检测到更高的多态性。聚类分析表明分子标记聚类结果与表型特征具有良好一致性，特别是"Blood stone"和"Cherry Garden"在所有三种聚类方法中均聚在一起，提示它们可能存在亲缘关系。SRAP标记在区分地域来源相同的品种方面表现优异，而联合使用两种标记可提高分析的准确性和全面性。

该研究对德国鸢尾种质资源保护与利用具有重要指导意义：首先，高多态性为品种鉴定提供了可靠的分子依据；其次，遗传相似性分析为杂交亲本选配提供了指导；第三，SRAP标记对功能基因组区域多态性的检测能力有助于重要观赏性状相关基因的挖掘。建议今后扩大种质收集范围，加强野生资源的保护，防止育种过程中的遗传侵蚀。

结论

ISSR和SRAP标记分析揭示了德国鸢尾栽培品种存在显著的种内遗传多样性，多态性百分比分别达到89.86%和96.54%。遗传相似性分析表明遗传关系较近的品种倾向于表现出相似的表型特征。聚类分析结果与形态学特征基本一致，联合使用两种分子标记能有效区分不同地域来源的品种。该研究为鸢尾属植物育种工作和资源保护提供了重要的分子生物学依据。