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首页 > 过刊浏览>年第0卷第7期 > 优先出版
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太谷区野生山丹分布、种质特征及花色分析
DOI:
CSTR:
作者:
  • 刘鑫如 1

    刘鑫如

    山西农业大学园艺学院
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  • 廖矿矿 2

    廖矿矿

    山西农业大学城乡建设学院
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    杜 方

    山西农业大学城乡建设学院
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作者单位:

1.山西农业大学园艺学院;2.山西农业大学城乡建设学院;3.山西大学 中医药现代研究中心;4.山西禾田悦农业技术服务有限公司

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

山西省基础研究计划资助项目(20210302123416); 山西农业大学横向科技项目(2023HX292)


Distribution, germplasm characteristics, and flower color analysis of wild Lilium pumilum in Taigu district
Author:
  • LIU Xinru 1

    LIU Xinru

    College of Horticulture,Shanxi Agricultural University
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  • LIAO Kuangkuang 2

    LIAO Kuangkuang

    College of Urban and Rural Construction,ShanxiAgricultural University
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    Hao Yuanpeng

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    DU Fang

    College of Urban and Rural Construction,ShanxiAgricultural University
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Affiliation:

1.College of Horticulture,Shanxi Agricultural University;2.College of Urban and Rural Construction,ShanxiAgricultural University;3.Modern Research Center for Traditional Chinese Medicine,Shanxi University;4.Shanxi Hetianyue Agricultural Technology Service Limited Company

Fund Project:

Fundamental Research Program of Shanxi Province(20210302123416); Commercial Project of Shanxi Agricultural University (2023HX292)

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    摘要:

    以山丹为试材,对山西省晋中市太谷区的山丹进行深入调查,首次明确了太谷区山丹的分布情况和种质多样性,发现了5种颜色的山丹,并从表型、细胞学、生理学以及分子水平对太谷区野生山丹花色变异的遗传基础与分子机制进行了初步研究。结果表明:太谷山丹分布在东经112°39′50″-112°95′64″、北纬37°19′12″-37°42′17″、海拔963 m-1430 m的范围内,除小白乡未发现山丹外,阳邑乡发现683株,范村镇和侯城乡分别发现394株和246株,共1323株。山丹的表型多样性主要表现在株高、茎色、花色、花蕾被绒毛及种子颜色等方面。株高的多样性与海拔高度有显著的关系,而花色与茎秆颜色的多样性与植物分布的位置有显著的相关性。利用比色卡和色差仪,确定了5种山丹花色的名称,即橙色、橙红色、鲜红色、深红、紫红色,橙红色最多,占比90.2%。阳邑乡小店村是唯一5种花色山丹共存的居群。5种花色色彩差距明显,橙色与橙红色山丹最为鲜艳。类胡萝卜素是山丹中主要的显色物质,其在上、下表皮中的含量导致了橙色、橙红色与鲜红色的花色变化,深红色与紫红色山丹的类胡萝卜素在有色体中的颜色被液泡中的花青素所遮盖,这2种颜色山丹可能类胡萝卜素与花青素共同显色。花青素生物合成途径基因的表达分析表明,LpDFR与LpbHLH2可能是引起山丹花色分化的关键基因。该研究为山丹种质资源保护和创新性利用策略的制定提供了理论依据,为山丹遗传改良和新品种培育提供了潜在的种质资源。

    关键词:山丹;资源调查;色素;qPCR;山西省
    Abstract:

    An in-depth investigation into wild L. pumilum was conducted in Taigu, Jinzhong City, Shanxi Province. This study, for the first time, clearly delineated the distribution, germplasm diversity and the pattern governing flower color differentiation of L. pumilum in Taigu. Preliminary investigations were conducted into the genetic underpinnings and molecular mechanisms that drive flower color variation among wild L. pumilum populations in Taigu. These variations were evaluated from phenotypic, cytological, physiological and molecular perspectives. The results showed that L. pumilum in Taigu is distributed within a longitude range of 112° 39′ 50″ to 112° 95′ 64″, a latitude range of 37° 19′ 12″ to 37° 42′ 17″, and an altitude range of 963 m to 1430 m. Notably, L. pumilum was absent from Xiaobai, while 683 plants were found in Yangyi, 394 in Fancun and 246 in Houcheng, totaling 1323 plants. Phenotypic diversity of L. pumilum is evident in plant height, stem color, flower color, hairy flower buds and seed color. The diversity in plant height is significantly correlated with altitude, whereas the diversity in flower and stem color was significantly correlated with geographical distribution of the plants. Using a color card and colorimeter, the five flower colors of L. pumilum were identified as orange, orange red, red, dark red and purple red. Orange red was the most abundant color, accounting for 90.2% of the population. Xiaodian and Yangyi are the only locations where all five flower colors coexist. The color differences among these five flower colors are pronounced, with orange and orange red L. pumilum being the most vivid. Carotenoids in the plastids serve as the primary coloring substances found in L. pumilum. The varying carotenoid content in the upper and lower epidermis leads to changes in flower colors between orange, orange red and red varieties. In contrast, the dark red and purple red colors of L. pumilum are due to the carotenoids being largely obscured by anthocyanins present in the vacuoles. Expression analysis of genes involved in the anthocyanin biosynthesis pathway suggests that LpDFR and LpbHLH2 may be the key genes responsible for this color differentiation observed in L. pumilum flowers. This study provides a theoretical foundation for the formulation of protection and innovative utilization strategies for L. pumilum germplasm resources. Additionally, it offers potential germplasm resources for genetic improvement and the cultivation of new varieties of L. pumilum.

    Key words:Lilum pumilum; resource investigation; pigment; qPCR; Shanxi province
    参考文献
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  • 收稿日期:2025-02-07
  • 最后修改日期:2025-03-06
  • 录用日期:2025-03-10
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