Genetic Characterization and Core Collection Development of Litchi chinensisvar. fulvosusUsing Leaf Phenotypic Traits and ISSR Markers 基于叶表型性状和ISSR标记的无患子属中国荔枝变种黄褐无患子（Litchi chinensisvar. fulvosus）遗传特征分析与核心种质构建**

《Horticulturae》：Genetic Characterization and Core Collection Development of Litchi chinensis var. fulvosus Using Leaf Phenotypic Traits and ISSR Markers Pengfei Wang, Xueren Cao, Hui Zhang, Huanling Li, Huiyun Zhang, Songgang Li, Jiwang Hong, Jian Zheng, Xinping Luo and Jiabao Wang + 2 authors

　　

摘要 Litchi chinensisvar. fulvosus是中国云南重要的野生荔枝资源，因其早花、早熟、多次开花及坐果率高等有利农艺性状而备受重视。然而，其遗传多样性和群体结构仍知之甚少。本研究收集了来自云南省10个县的192份种质，评估了其地理分布、叶表型变异、分子多样性、群体结构及核心种质构成。分析了8个描述性叶性状、9个数量叶性状及7条引物（primers）的ISSR（Inter-Simple Sequence Repeat）基因分型数据。种质分布在海拔169–1470 m范围内，不同年龄的树木表现出明显的生境分化。形态学分析揭示了显著的叶片变异，描述性性状的平均多样性指数为1.19，数量性状为2.76。ISSR分析共产生49条可计数条带，其中34条为多态性条带，多态率为68.45%。平均Shannon–Wiener多样性指数为0.3101，表明分子多样性虽可检测但相对有限。整合表型和分子分析将种质分为两个亚群。构建了包含30份种质（约占初始群体的15%）的核心种质，其在取样效率与多样性保留之间表现出最佳平衡。这些结果为 L. chinensisvar. fulvosus遗传资源的保护、评价及高效利用提供了实践基础，并将支持荔枝的育种与遗传改良。

研究背景与意义

Litchi chinensisSonn. 是一种重要的常绿果树，广泛栽培于热带和亚热带地区。中国是荔枝多样性的中心，拥有丰富的野生种质资源。在云南分布的野生变种种质中，Litchi chinensisvar. fulvosus因其早花、早熟、一年多次开花及高坐果率等优良农艺性状而极具育种价值，著名的‘妃子笑’和‘三月红’品种被认为与其杂交有关。然而，尽管其育种潜力巨大，该变种的遗传多样性及群体结构仍未得到充分解析。鉴于栖息地干扰及气候变化带来的威胁，建立其核心种质库成为保护这一珍贵遗传资源的关键策略。为此，研究人员在《Horticulturae》发表了题为“Genetic Characterization and Core Collection Development of Litchi chinensisvar. fulvosusUsing Leaf Phenotypic Traits and ISSR Markers”的研究论文，旨在通过综合表型与分子标记手段，揭示其遗传结构并构建核心种质。

关键技术方法

研究人员于2023年在云南10个县开展野外调查，采集了192份 L. chinensisvar. fulvosus种质。研究评估了8个描述性叶性状和9个数量叶性状的表型变异。利用ISSR（Inter-Simple Sequence Repeat）分子标记技术，筛选了7条引物对基因组DNA进行扩增。通过计算Gower距离，结合描述性性状、数量性状及ISSR数据进行了聚类分析和主成分分析（PCA）。最后，采用基于聚类分析的抽样策略构建了不同比例的核心种质候选集，并通过比较遗传多样性参数确定了最优核心种质。

研究结果

3.1. L. chinensisvar. fulvosus种质的地理分布

研究人员在云南三个地区的十个县收集了192份种质。采样点海拔范围为169至1470米。研究发现不同年龄的个体存在明显的生境分化：树干周长较大（≥1米）的老树主要分布在较高海拔的上坡和中山区域，常邻近玉米地或香蕉园；而较年轻、较小的个体则更多出现在河流沿岸、农田边缘及居民区附近。这表明海拔可能影响其长期生存与生长，且高海拔个体虽体型较大，但其果实成熟期往往晚于低海拔个体。

3.2. 叶性状变异

对8个描述性性状的分析显示，幼叶颜色变异有限，而叶尖形状多样性最高，描述性性状的平均Shannon–Wiener多样性指数为1.19。对9个数量性状的分析表明，叶长、叶宽及叶柄面积等性状存在显著变异，变异系数（CV）范围为10.12%至52.59%，平均值为23.50%，其中叶柄面积变异最大，叶形指数最稳定。数量性状的平均多样性指数为2.76。

3.3. 分子变异

利用7条ISSR引物共扩增出49条条带，其中34条为多态性条带，多态率为68.45%。每个引物的有效等位基因数（Ne）平均为1.34，预期杂合度（He）平均为0.20，Shannon–Wiener多样性指数平均为0.31。这些数据表明该种群具有中等水平的分子多样性，但总体遗传基础相对狭窄。

3.4. 聚类分析

整合17个叶表型性状和ISSR数据进行的聚类分析及主成分分析一致将192份种质分为两个截然不同的亚群。第一组主要特征为楔形叶基、披针形小叶和反卷叶姿；第二组则以阔楔形叶基、长圆形小叶和平展叶姿为主。两组在数量性状及ISSR等位基因组成上均存在显著差异，证实了群体内部存在遗传分化。

3.5. 核心种质构建与评价

研究人员构建了分别占初始群体约5%（CC1）、10%（CC2）、15%（CC3）和20%（CC4）的四个候选核心种质。通过比较发现，CC3（30份种质）在取样效率与多样性保留之间达到了最佳平衡。具体而言，它保留了超过75%的描述性性状多样性、超过85%的数量性状多样性，以及超过90%的ISSR分子多样性参数。因此，CC3被确定为 L. chinensisvar. fulvosus的最佳核心种质。

结论与讨论

本研究阐明了云南 L. chinensisvar. fulvosus的地理分布格局及生境偏好，揭示了其表型和分子水平的遗传多样性特征。研究证实该资源虽然具有一定的遗传变异，但整体遗传多样性水平相对有限，且种群内部存在明显的亚群结构。通过整合表型与分子数据构建的包含30份种质的核心集合（CC3），有效地保留了原始群体的遗传代表性。该研究结果为 L. chinensisvar. fulvosus遗传资源的原位保护与异地保存提供了科学依据，也为荔枝早熟育种及种质创新利用奠定了坚实的材料基础。