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紫花重瓣玫瑰起源初探

花匠小妙招
2025-01-09 11:47

摘要

玫瑰(Rosa rugosa)在中国具有悠久的栽培历史，且有极高的观赏、药用和食用等经济价值，但因其来源和分子生物学信息不清楚，所以在适合中国地理环境的优良玫瑰栽培品种的育种改良过程中遇到了较大困难，深入研究玫瑰的起源和分子生物学特征就有了极大的紧迫性。据我们大量文献调研和实地考察，紫花重瓣玫瑰(Rosa rugosa f.plena)作为目前中国栽培玫瑰的一个非常重要的亲本，探索其起源和演化对目前栽培玫瑰的育种改良具有重要的指导意义。在本研究中，我们共选取了包括紫花重瓣玫瑰在内的86份蔷薇属的植物样本，对其进行了经典分类学的鉴定，共确认了25个蔷薇亚属植物物种、9个栽培玫瑰品种和14个现代月季品种。依据鉴定的物种传统分类学之间的关系，选取了31份蔷薇亚属植物样本，包括25个蔷薇亚属植物物种、4个栽培玫瑰品种和2个现代月季品种，并使用蔷薇科太行花属太行花（Taihangia rupestris）作为蔷薇亚属植物系统发育分析的外类群。首先，对以上所有试验样本进行了约30乘深度的测序，同时也从NCBI上获取了5个关键蔷薇亚属植物物种的叶绿体基因组数据;然后，将自测和下载的蔷薇亚属植物的叶绿体基因组数据结合起来，通过分析叶绿体基因组和核糖体基因转录间隔区(ITS)，初步探索了紫花重瓣玫瑰的起源，主要研究内容及结论如下:　　1.通过对紫花重瓣玫瑰与蔷薇亚属试验样本的形态学观察记录和分析，发现紫花重瓣玫瑰与蔷薇亚属桂味组植物在苞片形态、小叶数量、托叶形态和花柱离生不外伸等形态学特征方面比较相近;与桂味组中的山刺玫（Rosa davurica）在形态学特征上更加相似，根据形态学研究结果，推测紫花重瓣玫瑰与桂味组植物的亲缘关系比较近，与山刺玫具有更加密切的亲缘关系。　　2.通过对36个所选蔷薇亚属植物样本的叶绿体基因组的系统发育分析、叶绿体基因组的基本结构特征分析和不同叶绿体基因组的比较分析，研究结果表明可以将蔷薇亚属9个组的植物划分为三大类，分别对应芹叶组、桂味组和蔷薇亚属其他7个组;紫花重瓣玫瑰与蔷薇亚属桂味组植物的亲缘关系比较近，且与桂味组山刺玫有着更加密切的亲缘关系;紫花重瓣玫瑰与栽培玫瑰的亲缘关系非常近，证明紫花重瓣玫瑰可能是现在部分传统栽培玫瑰的重要亲本之一。　　3.通过对紫花重瓣玫瑰和其他蔷薇亚属植物的ITS序列进行序列一致性分析和系统发育分析，发现蔷薇亚属植物的ITS序列相似性较高，变异位点信息比较少，仅有13个，佐证了蔷薇亚属植物的分化时间比较短;利用蔷薇亚属植物的ITS序列进行系统进化树的构建，进一步表明紫花重瓣玫瑰与桂味组植物的亲缘关系比较近。