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在文檔中 臺灣桑樹種原分析 (頁 52-56)

第二章 臺灣桑樹之歧異度分析

Chapter 2. Genetic diversity of mulberry (Morus spp.) in Taiwan

2.5 討論

2.5.1 臺灣桑樹種原之遺傳歧異性

桑樹屬風媒花之多年生異交作物,各品種(系)基因型的遺傳歧異度大(Sharma

et al., 2000; Zhao et al., Vijayan et al., 2004),又桑分佈廣泛,在不同環境形成不同

的選拔壓力,使得各地區桑樹產生不同的基因選拔結果,後續子代遺傳結構可能 與原本起源地不相同(Sharma et al., 2000)。Zhao 等人(2008)以 ISSR 分子標記 調查分散中國各地的種原,發現在長期栽培及選拔下,桑樹之基因型在不同地區 有歧異度,地區內的基因型變異小,在印度也有類似的觀察結果(Vijayan et al., 2006)。此外,桑樹自古即做飼蠶之用,許多桑樹在天擇或人擇的情況下選拔出,

經人類活動被帶至不同地區,可能與當地野桑雜交,產生新的遺傳組合,使得桑 之遺傳背景更形複雜(吳, 1977; 曾和吳, 1982; Dandin, 1998)。臺灣桑樹雖可按前 人研究分為7 個種,而種原經長年雜交、選拔已成一龐大族群(張, 2006)。利用 本試驗之大量性狀資料的分析策略,應可建立更明確的分類系統。

本研究中所使用的長果桑(M. laevigata)‘70C006’在營養形態上較為特別,群 集分析和主成份分析皆顯示與其他種明顯不同,獨立於外。多位學者亦以AFLP (Amplified fragment length polymorphism)、RAPD (Random amplified polymorphic DNA)、ISSR (inter-simple sequence repeats)和 SSR (simple sequence repeats)等分子 標誌進行歧異度分析,結果顯示長果桑與白桑、魯桑等其他栽培種,在基因型上 歧異度大(Sharma et al., 2000; Awasthi et al., 2004; Vijayan et al., 2004; Zhao et al., 2005; Zhao et al., 2007)。長果桑源自中國西南及喜馬拉雅山區一帶(Sharma et al., 2000; Awasthi et al., 2004),推測地理隔離(geographical isolation)可能為造成差 異的原因之一;此外,也因其不稔(張, 2006),不易與其他種基因重組(gene recombination),是造成與其他品種(系)歧異度較大的另一主要原因。

第2 群中的山桑、島桑、臺灣桑及廣東桑的形態相似,再依葉色及葉尖性狀 可再分出兩大群。臺灣桑為臺灣特有種,營養形態與島桑極相似,在群集分析和

主成份分析亦將臺灣桑和島桑分在同一群集內,推測臺灣桑可能是從島桑衍生而 得的新種,或為島桑的變種。本試驗以群集分析和主成份分析,將山桑和島桑分 在同群集內,其它學者以分子標記進行歧異度分析的研究中,亦得相同結果

(Sharma et al., 2000;Zhao et al., 2007),外表型分析與分子標記分析的結果可互 相對應,但分子標記分析需要經DNA 萃取、純化、及 PCR 反應後才可分析得知 其差異,而外表型分析可直接從形態的相似性建立種原歧異度,在田間即見不同 種的性狀差異,且外表型是基因型及環境交互影響之結果(Johannsen, 1926),在 育種選拔的過程,外表型更具參考價值。

傳統桑樹分類上,白桑和廣東桑常視為同種異名(synonym),並將廣東桑歸 類在無花柱類,與白桑及魯桑關係密切(Bureau, 1873; 小泉, 1917; Zhou and Gilbert, 2003),Zhou 及 Gilbert(2003)認為在中國的白桑與廣東桑為同種,此二者樹皮 均為灰色,葉為綠色、卵形,葉基為淺彎至深彎,葉尖為短尖或鈍頭狀,葉緣牙 狀鋸齒或圓鋸齒,雌花穗短,無花柱且具休眠性,亦有部份分子標記分析支持此 觀點(Sharma et al.,2000; Zhao et al., 2007 )。

但張(2006b)曾提及臺灣桑樹種原中,廣東桑與白桑仍有所不同,廣東桑屬 無花柱群,其葉尖為中或短,葉面平滑,花穗多、小花數多而呈圓筒狀,白桑亦 為無花柱群,其葉尖短,葉基淺或深彎。本試驗調查結果可見臺灣現存的廣東桑 與白桑差異很大,廣東桑之雌花柱長度為0.3 - 0.8 公釐,並非為典型的「無花柱」

群,而營養性狀又與山桑、島桑及臺灣桑較相似,如休眠芽形為長三角形,生長 中芽形為箭形,葉片長寬比值大於1.4,葉基為淺彎,葉尖為短尾狀,葉緣為牙狀 鋸齒,休眠需冷量為216 - 420 CU,而白桑休眠芽形為正三角形,生長中芽形為簇 形,葉片長寬比值小於1.4,葉基為淺彎,葉尖為尖頭或鈍頭狀,葉緣為圓鋸齒,

葉片薄,休眠需冷量為516 CU,廣東桑與白桑間形態差異頗大。由於廣東桑係自 1911 年引入臺灣(蠶蜂場場誌編纂委員會, 1997),推測當時引入的品系,可能與 其它廣東桑及白桑即有明顯差異,造成不同的結果,此外,試驗所用的廣東桑品

系乃1957 年後,自臺灣各地收集而來(蠶蜂場場誌編纂委員會, 1997),之前已 與島桑、臺灣桑等在來種行基因重組,使得參試的廣東桑品種(系)營養形態更 近似於島桑。

雜交桑‘台桑 3 號’係以島桑‘44C005’為母本、廣東桑‘46C020’為父本雜交而得

(蠶蜂場場誌編纂委員會, 1997),但其營養形態與廣東桑相似,‘台桑 2 號’則是 島桑‘44C005’為母本,未鑑定桑‘46C022’為父本而得,而其營養形態亦與廣東桑相 似,因此‘46C022’應為廣東桑系,使得子代才具有此類特徵,從群集分析的結果來 看,雖與多數廣東桑群集在同一大分支中,但仍獨立分出一小分支,可知存在歧 異度。‘68H22021’及‘68H22033’之母本為廣東桑‘46C019’,父本為‘46C022’,而

‘74H2006’和‘74H2047’則是廣東桑‘46C019’與父本‘台桑 3 號’之雜交子代,形態上 承襲親本的特徵,歸類於廣東桑系。

本試驗結果將白桑和魯桑歸為同群,其它學者以分子標誌分析亦顯示此二者 之基因型較相近(Sharma et al., 2000; Zhao et al., 2007),與山桑、島桑及長果桑 較遠。魯桑葉質厚,葉緣多呈鈍鋸齒,葉基呈深彎,白桑葉質薄,葉緣多為圓鋸 齒,葉基為淺彎至深彎,可自營養性狀區分出白桑及魯桑。白桑‘69C002’ (枝垂 桑) (M. alba var. pendula),具有休眠芽形為正三角形,生長中的芽呈簇狀,葉片 長寬比值小,葉片較圓,葉基多為淺彎至深彎,葉尖為鈍頭或尖頭,休眠性較深 等白桑共同性狀,其他特徵與白桑其他品種(系)相比變異較大,符合群集分析 或主成份分析結果。未鑑定桑‘白果桑’葉片較薄,葉緣為圓鋸齒,可歸類在白桑。

2.5.2 主要代表性狀

桑樹多為雌雄異株,傳統上以雌花性狀為分類依據(小泉,1917; 張, 2006),

依花柱長度將桑分為長花柱及無花柱兩群,以0.5 公釐為界。本試驗田間調查結果 顯示(表2.5)花柱長的性狀不穩定,白桑及魯桑、長果桑的花柱長度約 0.08 - 0.2 公釐,為無花柱一類,而山桑、島桑及臺灣桑為長花柱,花柱長為0.35 - 0.70 公 釐,並不完全大於0.5 公釐。原本歸類於短花柱的廣東桑,花柱長度為 0.3 - 0.8 公

釐,變異大且平均長度大於0.5 公釐,應類歸於長花柱一群。Katsumata(1982)

以長花柱的八丈桑(M. kagayamae)與短花柱的白桑(M. alba)進行雜交,從子 代的表現,他認為長花柱性狀對短花柱為不完全顯性,不適用以此單一性狀鑑別 雜交種,或做為分類依據。

在傳統植物分類中,營養性狀與生殖性狀皆為分類的重要依據,特別是在研 究較低級類群的分類時,營養器官的性狀常常更有價值(徐, 1996),在小泉(1917)

之前的研究學者(Bureau, 1855; Linné, 1753),也曾描述各種之間葉片、枝條顏色 等性狀的差異。本試驗以營養性狀分析的結果,與花柱長之分群互相對照,兩個 分群結果完全一致,廣東桑與山桑、島桑及臺灣桑為同一群,皆為長花柱,而短 花柱的白桑、魯桑及長果桑則歸在親緣相近的一群,顯示可直接以營養性狀進行 桑樹分類,不受限於株性。本試驗利用21 個營養性狀,將臺灣的桑樹依性狀的相 似度分為三大群,分類之架構與舊有系統相仿。

舊有分類系統的檢索表,僅以雌花(Bureau, 1873; 小泉, 1917; 張, 2006b),

或是分為雄株及雌株,各以雄花或雌花的特徵為主要區別性狀(Zhou and Gilbert, 2003),但必須待桑樹開花,才能從雌花或雄花進行分類,不利於田間直接使用。

本試驗利用主成份分析,從主成份與各性狀的相關性,選取出9 個分類權重大的 營養性狀做出檢索表,可不受限於株性,即便植株未開花,仍可直接以營養性狀 進行分類,應用範圍廣且使用更為方便。

9 個營養性狀中,4 個為數量性狀、5 個為分級性狀;針對數量性狀,徐(1996)

曾提及將數據進行比值的轉換如葉片長寬比,比直接量測的絕對數值穩定,其它 數量性狀可能因環境氣候而有所變異,仍可提供排序或是相對指標做為參考,其 它分級性狀穩定,則可直接以肉眼辨別。在本試驗中,首次將桑樹之休眠需冷量 以數量化估算,舊有分類僅描述植株具有休眠性,或是將休眠期長短略分為深、

淺二類或萌芽期早、中晚等(Bureau, 1873; 南澤, 1976a; Zhou and Gilbert, 2003; 張, 2006b),未有詳細說明。本試驗將休眠需冷量數據化,結果顯示引自中國的長果

桑(480 CU),和來自日本的白桑(516 CU)、魯桑(492 - 516 CU)及山桑(516 CU)之休眠性為深,而臺灣在地種,如島桑及臺灣桑(0 CU),則為終年常綠,

少數雜交桑亦為常綠,廣東桑休眠需冷量介於兩者(216 - 420 CU)(附錄一附表 二),休眠需冷量為品系(種)的固定特性,在不同種原間需冷量差異大,與其 他主要代表性狀可共同將桑樹分類。

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