野生韭葱(Allium ampeloprasum L.)种质的表型与基于ISSR的分子多样性及离体初步建立

《Diversity》:Phenotypic and ISSR-Based Molecular Diversity and Preliminary In Vitro Establishment of Wild Leek (Allium ampeloprasum L.) Germplasm

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月03日 来源:Diversity 2.1

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  野生韭葱(Allium ampeloprasum L.)是一种特征尚未充分的野生食用物种,也是具有潜在价值的保护与园艺改良资源。研究人员评估了来自土耳其哈塔伊省(Hatay Province)不同地点的24份位点来源材料,采用田间观测的形态生理性状、简单重复间

  
野生韭葱(Allium ampeloprasum L.)是一种特征尚未充分的野生食用物种,也是具有潜在价值的保护与园艺改良资源。研究人员评估了来自土耳其哈塔伊省(Hatay Province)不同地点的24份位点来源材料,采用田间观测的形态生理性状、简单重复间序列(inter-simple sequence repeat, ISSR)标记及离体初步建立进行分析。每份材料取3株空间分离植株测定10项性状(n=72),每份材料取1株已表型化代表进行分子分析。另选取G9、G12、G18三份差异材料,测试完整基部小鳞茎与带基盘鳞茎四分之一块的离体建立效果。所有田间性状在位点样本间差异极显著(p<0.001),前三个主成分解释71.72%总变异,揭示叶与生物量、根与叶绿度、鳞茎大小等对比剖面。11条ISSR引物产生85个可计分位点(64个多态,多态率75.29%,平均多态信息含量0.249)。Jaccard相似系数0.227–0.824,聚类与主坐标分析显示广泛连续分子变异。离体中172个外植体有103个产生健康初生芽,基部小鳞茎建立率61.4%,鳞茎块57.7%。结果为保护、受控评价与未来繁殖研究提供基线。
研究背景方面,葱属(Allium)包含重要蔬菜、香料、药用植物及众多野生食用类群,其中野生韭葱(A. ampeloprasum L.)作为地中海至中亚分布的未被充分表征物种,在土耳其地方名(如k?rmen)下常与其他葱属混用,仅凭俗名无法定种。目前该物种在自然生境中的形态生理变异、DNA水平关系及离体保存潜力缺乏系统整合基线,田间表型难以区分可塑性遗传效应,分子指纹缺少多位点覆盖,离体初级培养尚待验证。研究人员因此于《Diversity》发表本研究,旨在为种质文档化、保护与后续育种提供三位一体基线。
关键技术方法上,研究人员在土耳其哈塔伊省24个独立位点采集非栽培野生韭葱各3株(共72株)作形态生理重复,每位点取1株幼叶提DNA作ISSR指纹;形态数据经单因素方差分析、Pearson相关(Benjamini–Hochberg校正)、主成分分析(PCA)与Ward聚类;ISSR采用CTAB法提DNA、11条引物PCR、琼脂糖凝胶电泳判带,以Jaccard相似系数构建UPGMA树与PCoA;离体部分选G9/G12/G18三份ISSR差异材料,以完整基部小鳞茎和带基盘母鳞茎四分之一块为外植体,MS培养基添加6-BA与NAA,25℃光周期培养4周统计初生芽建立率。
研究结果部分,3.1节田间形态生理变异中,10项性状在24份材料间均极显著(p<0.001),η2介于0.667(叶数)至0.987(SPAD);G10具高叶数叶宽与生物量,G16长根高SPAD,G8大鳞茎低SPAD,G15高株低干重;PCA前三轴解释71.72%,PC1为叶发育与生物量、PC2为根长与绿度、PC3为鳞茎尺寸;Ward聚类最大平均轮廓系数仅0.231(k=6),支持连续梯度而非离散组。3.2节ISSR多态性与分子关系中,11引物得85位点(64多态,多态率75.29%,平均PIC 0.249),Jaccard相似0.227–0.824,G6与G21最近、G9与G18最远;UPGMAcophenetic相关系数0.759,PCoA前两轴占正特征值33.16%,最大轮廓系数0.194,呈连续重叠分布。3.3节离体初步建立中,172个外植体103个出芽(总体59.9%),基部小鳞茎61.4%、鳞茎块57.7%,Fisher精确检验无显著差异(p=0.639);G9/G12/G18三份材料均可成苗,芽源于顶芽或基盘分生组织,证实两类型外植体均适合作Stage I建立。
讨论部分指出,田间差异反映位点—基因型组合而非纯遗传效应,须以共同园试验分离;表型与ISSR不强制吻合因标记不与性状连锁且采样层级不同(每位点3株表型vs 1株基因型);ISSR仅作位点间指纹基线,群体遗传需多位点个体与codominant SSR/SNP(GBS/RAD-seq);离体仅评Stage I,未优化培养基或比较供体,后续需供体重复平衡设计。结论部分翻译如下:哈塔伊省24份野生韭葱位点材料展现显著田间形态生理变异与较高ISSR多态;G10、G16、G8、G15分别代表叶生物量、根绿度、鳞茎、株高对比剖面;11引物面板产85疑似位点(64多态)揭示连续分子关系;每位点仅1株基因分型故属位点间指纹基线而非群体遗传学;完整基部小鳞茎与带基盘鳞茎块初生芽率61.4%与57.7%,无 pooled 差异;整体数据为G1–G24种质保护、共同环境验证、群体内分子采样扩展及供体重复离体繁殖系统开发提供连贯基线。
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