基于cpDNA和SSR分子标记的紫斑牡丹栽培品种起源研究

栽培牡丹的起源是具有重大理论与应用价值研究课题，本项目将以我国西北特有的紫斑牡丹栽培品种及其近缘野生种为材料为主要材料，在研究紫斑牡丹野生居群与栽培品种的表型多样性与变异规律的基础上，开发出20对左右的多态性好、稳定性强的通用SSR分子标记引物与3-5个高分辨率的叶绿体基因片段，采用生物信息学分析方法，对SSR分子标记、cpDNA序列和表型变异进行单独与联合分析，并结合野生种与品种地理分布等综合信息，研究弄清野生紫斑牡丹在居群水平以及栽培品种群内品种的遗传多样性及其演化变异特点，通过对野生居群与栽培品种的对比分析，阐明野生牡丹与紫斑牡丹栽培品种（群）的亲缘关系，全面揭示紫斑牡丹栽培品种的双亲来源以及起源、演化的基本规律，为紫斑牡丹育种、品种分类、品种鉴定以及重要观赏性状分子标记开发等相关理论与应用研究提供可靠依据。

野生紫斑牡丹(Paeonia rocii)是栽培牡丹品种起源、形成的重要原种(野生祖先)之一，栽培紫斑牡丹是栽培牡丹品种中最重要的组成部分之一，栽培牡丹的起源研究具有重大理论与应用价值。本项目利用3个高分辨率的叶绿体基因（cpDNA）片段PetB-PetD、psbA-trnH、rps16-trnQ和14对SSR分子标记，对涵盖了紫斑牡丹的野生分布区的20个野生居群以及栽培紫斑牡丹的主要栽培品种与所有栽培牡丹的近缘(祖先)种共553份实验材料进行了紫斑牡丹野生群体的遗传多样性和栽培品种起源与演化等科学研究。cpDNA分析表明紫斑牡丹在居群间具有显著的遗传分化(GST=0.94)，但居群内的遗传多样性极低(θ= 0.00185)。而SSR表明居群水平的遗传分化主要表现在居群内（67.45%），居群间（21.22%）的遗传分化较小，但差异仍显著。IBD（r=0.6074，P<0.001）分析表明有障碍的基因流影响了遗传分化，秦岭山脉的地理隔离在现有的紫斑牡丹遗传格局中形成了重要作用。同时通过14对SSR分子标记，对紫斑牡丹栽培品种起源研究表明，紫斑牡丹栽培品种起源于裂叶紫斑牡丹野生种。不同的栽培牡丹品种（群）起源于不同的种和不同的地域，并通过平行演化与趋同演化发展形成了目前的品种格局。本研究为木本观赏植物驯化与栽培起源研究提供了一个先例，对改进紫斑牡丹育种策略，以及更好的理解牡丹驯化、多样化和适应性机制具有重要参考价值。