[00109037]我国百合属植物的系统发育学研究

　　一、简要技术说明 　　花粉形态特点不易受外部自然环境的影响,具有很强的保守性，并且世代相传，因此花粉的形态特点可以较客观地反映种间亲缘和进化关系。通过对百合属12个种的花粉电镜观察，认为花粉粒体积大小、花粉粒外壁纹饰网眼大小反映了百合属植物的组间差异。从这两个指标看，均认为卷瓣组的大多数种比百合组的多数种进化。用花粉粒赤道轴、极轴长，P/E，网脊宽，纹饰网眼大小等5个花粉性状指标聚类分析，可以准确揭示近缘种的进化关系。 　　简单重复序列间扩增多态性是一种新型分子标记，锚定引物的ISSR-PCR扩增能够检测基因组许多位点的差异，揭示遗传的差异。本研究采用ISSR标记分析本课题组收集的百合种间及栽培品种间的亲缘关系，结果表明ISSR分子标记适合于百合属亲缘关系研究，组间水平的聚类与形态分类相吻合。认为岷江百合与宜昌百合亲缘关系更近，结合岷江百合的分布与二者的形态来看，笔者认为可能与宜昌百合的亲缘关系更近。 　　高等植物核rDNA的ITS区由于序列短(600～700bp)、两端连接高度保守区、拷贝数多、长度保守、一致进化、进化速率较快等,适用于被子植物科内,尤其是近缘属间及种间甚至居群间关系的研究。对17种及2待定材料基于ITS全序列与ITS1序列得到2个比较相似的分支支持强度高的进化树,表明南川百合、卷丹、待定2号、川百合、渥丹亲缘关系较近；百合、野百合、待定1号亲缘关系较近；岛百合、轮叶百合亲缘关系近；毛百合、淡黄花百合、宜昌百合、岷江百合、泸定百合亲缘关系近。 　　位于叶绿体基因组的trn（UAA）L-trnF(GAA)(IGS)基因间隔区由于是非编码序列,进化速率快,可能适合探讨属间或属下等级的亲缘关系。基于trnL-trnFIGS间区序列的系统进化树可以清楚地表征属的关系，并将16个百合种与待定材料分为2支。 　　基于百合属植物的花粉形态性状、ISSR分子标记、ITS序列、叶绿体trnL-trnFIGS间区序列分别得到4张我国百合属植物种的进化亲缘及系统进化图。基于花粉性状的亲缘关系图的聚类结果与现行形态分类较相似。而基于分子数据构建的系统进化树，对卷瓣组的百合种的系统位置得出不同结果，湖北百合与百合组的关系近，钟花组的渥丹与卷瓣组的关系近，毛百合与百合组的关系近。通过4个聚类结果，认为基于ITS的系统进化树相对比较准确地反应了该属植物的进化关系，可以作为百合育种亲本材料选择的亲缘关系远近的重要参考。 　　二、推广应用前景 　　百合属（lilium）植物是百合科（liliaceae）著名球根花卉，不仅可观赏，还有较高的药用与食用价值。观赏百合花姿雅致、花色斑斓、馨香宜人，已成为世界第五大鲜切花，同时也是高档盆花，优良庭院栽培用花。百合作为高档的鲜切花，在世界鲜切花市场中占有十分重要的地位，经济价值显著。百合属植物全世界约有100种,中国是百合属植物自然分布中心之一，原产约49种18个变种。其中36个种15个变种为我国特有种。百合属植物不仅种类丰富，而且自然变异多样。在分类学上新种频繁发表。这些种质大多观赏性状或抗逆性突出，但由于其系统关系不清，制约了这些宝贵资源在育种中的应用。 　　自2003年开始，课题组开始采取全国范围内收集百合资源，已成功在田间与试管中保存的19个野生种8个栽培种。为了解收集的野生资源的亲缘关系，为开展野生资源的育种利用提供参考，从形态学性状（花粉形态）及ISSR分子标记、ITS序列、cpDNA的非编码区序列等几方面研究了收集到资源的系统发育关系。根据以上几组基因序列数据，结合形态学方面的数据构建数据集进行分析，相互参照、印证，获得现有我国百合属植物进化关系的概貌。为我国百合资源的保护与育种提供参考，对我国百合种质创新具有重要意义。