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花卉品种分类研究概况

我国疆域辽阔,地理环境条件复杂。全国花卉种类繁多,品种资源极为丰富,但由于种种原因,许多花卉品种的分类一直未受到应有的重视,严重影响了花卉品种的开发利用和优良新品种的培育,造成生产、科研和教学上的诸般问题,并可产生误解、损失乃至灾难。为此,我们结合近几年的科研进展,综述了花卉品种的分类方法。

1。传统分类方法

在中国,花卉品种的分类方法自古就有。早在宋代,欧阳修的《牡丹记》就记载了24个牡丹品种,朱轼的《白菊记》记载了131个菊花品种。每本书里的品种都是用“分类”的方法记录的。为了更好地管理和应用花卉品种,现代科学家继承和发展了传统的分类方法,几乎所有的花卉都建立了分类系统,甚至同一种花卉同时有几种不同的分类系统。

近年来,以北京林业大学陈俊宇教授为代表,提出了“二元分类法”。该方法已成功应用于梅花、桃花、荷花、牡丹、芍药、菊花等名花品种的分类,并得到广泛应用。

杨明等人根据父母本来源、株型、花型,将平阴玫瑰分为玫瑰和蔷薇两个品系,以及几个纲和类型。然后,根据颜色、花托、嫩枝和叶子来区分具体的品种。

但是,传统的分类方法——形态分类,往往缺乏量化概念,有时带有分类工作者的主观成分,如某些性状被强调和加权;而其他特质可能会被忽略或抛弃。随着植物品种数量的增加,复杂的物种与落后的分类方法之间存在着尖锐的矛盾,迫切需要新的分类工具来补充和完善传统的分类方法。

2.数量分类

随着计算机的普及,基于数学的数量分类方法得到了推广和发展,成为研究花卉品种分类的重要手段。这种分类方法产生于20世纪50年代。它将数学方法应用于生物学的研究,解决生物学中的分类问题。生物分类学开始从定性描述发展到定量准确的高水平。

定量分类的使用,尤其是以计算机为工具时,更加准确客观,便于自动分类。这种方法不仅可以有效地评估生物的相似性并对其进行分类,还可以用于分析物种间的亲缘关系,定量估计生物或其性状的系统发育趋势和相对进化速率,因此在现代分类学研究中得到了广泛的应用。

目前,数量分类在玫瑰种质资源中的应用尚未见报道,但已成功应用于许多其他植物种质资源。刘春英和王莲英利用数量分类将78个菊花品种分为5大类27种类型。和戴用数量分类方法研究了31个桃花近缘种和品种的遗传进化,在一定程度上揭示了品种间的进化关系。刘春英、王莲英等。用数量分类方法对60个芍药品种进行了分类。所得结果综合了周佳琪和秦奎杰分类方案的优点,提出了更合理的分类方案。

在棉花数量分类的基础上,和杨对其进行了进一步的计算和分析,得到了各组的判别函数,不仅可以解决育种者手中不断变化的棉花品种资源所带来的重新聚类分析的复杂性,而且可以根据分类和判别分析的结果在组间选择亲本作为杂交组合,从而提高育种效果,为棉花亲本的杂交组合提供科学依据。

利用分类判别函数对新材料进行分类后,该材料的应用和推广具有一定的参考价值。因此,在观赏植物分类中,有必要应用分类判别函数。然而,有时仅通过植物的形态特征和数量分类很难鉴定种质。已建立的分类体系也与现实相悖,有必要探索其他新的分类方法。

3.分子标记

随着分子生物学的迅速发展,植物分类学家已经将分子标记应用于植物分类。与形态标记、细胞学标记和生化标记相比,分子标记具有许多优点,如直接以DNA的形式表达,可在植物的任何生长阶段检测到,遍布整个基因组,多态性高,检测手段简单快速,无基因多效性,能清晰识别等位基因,实验重复性好。

3.1同工酶分子标记

同工酶分子标记技术是20世纪60年代出现的分子标记技术。等位酶分析在植物系统学研究中起着重要作用。一定程度上可以解决DNA层面无法解决的问题,对于解决属或种以下的分类问题有很好的效果。

目前,同工酶分子标记技术逐渐应用于植物分类,但在玫瑰分类中未见报道。孙蔡赟和张明勇利用酯酶(EST)、梅花(me)、葡萄糖磷酸异构酶(PGI(NADP)}、磷酸葡萄糖变位酶(PGM(NAD)}和超氧化物歧化酶(SOD)研究了17个大花蕙兰和大花蕙兰品种的同工酶多样性。结果表明,供试品种和品种可以区分并清晰地分为大花蕙兰和张惠妹蕙兰,胡锡来利用过氧化物同工酶对64个枣品种进行了分类,为枣品种资源的分类提供了科学依据。赵克新等利用聚丙烯酰胺等电聚焦系统测定了26个荷花品种过氧化物同工酶的表达,初步找出了过氧化物的表达形式,为荷花品种的分类提供了依据和方法。

同工酶是基因表达的直接产物,基因在植物发育过程中按一定顺序表达,不利于同工酶分析。随着年龄的增长,形态稳定,酶带逐渐稳定。赵可馨等人对荷花的浮叶和立叶进行了分析,结果表明,完全展开的浮叶酶带更加稳定。因此,有必要通过同工酶测定选择合适的采样时期和采样地点进行植物分类,以便更准确地反映物种间的亲缘关系。

同工酶技术不仅应用于微管类植物的分类,而且越来越受到苔藓植物的重视。邵林祥和郭水良利用超氧化物歧化酶和酯酶同工酶对19种具有优势配子体的苔藓植物进行了研究,并对它们的种间关系进行了分类。结果表明,苔藓植物具有较高的遗传多样性,能够直观有效地反映苔藓植物类群间的系统关系。

同工酶技术不仅可以用于品种分类,还可以用于品种鉴定。目前,由于大部分植物分类品种长期引种、命名不规范,新品种不断涌现,同一事物中同名异名异物现象十分严重,直接影响优良品种的推广和育种工作的开展。因此,及时识别每个品种是非常必要的。许多学者采用同工酶技术鉴定果树品种。[26]利用聚丙烯酰胺凝胶电泳分析了同名柿子品种的过氧化物酶(POX)、α-淀粉酶(α-Amy)和超氧化物歧化酶(SOD)同工酶。对69个品种中17组的3条同工酶谱带分析表明:(1)23个品种中8组的同工酶鉴定结果与形态鉴定结果一致;(2)有2组4个品种的鉴定结果与形态鉴定完全不一致。

但是同工酶分子标记也有一些缺点,同工酶多态性低;其次,同工酶结果不是很稳定,容易受到环境、采样地点和发育阶段的影响。此外,两个不同的基因位点可能编码具有相同电泳迁移率的酶,导致假同源性。同时,电泳技术一般局限于结构基因编码的水溶性蛋白质,在这些水溶性蛋白质中只有影响电泳迁移率的蛋白质才能通过电泳检测出来,所以同工酶总是低估了物种间的实际差异。

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