草莓属植物在世界自然分布有20个种,其中19个种均为野生种,存在倍性主要有2x、4x、6x和8x以及少量的3x、5x、9x、10x甚至12x,因此关于草莓属植物的系统分类、亲缘关系与起源尤其是多倍体种的起源研究一直是草莓研究的重要方面,对其野生资源的开发利用具有重要的意义。目前,国内外虽有利用形态学、染色体核型、孢粉学、同工酶、DNA分子标记技术等进行相关研究,但仍未有准确和完整的结论,而且利用FISH与GISH技术开展相关研究属国内外首次。本研究收集了原产我国的6个二倍体种(2n=2x=14)、3个四倍体种(2n=4x=28)和1个五倍体种(2n=5x=35),来自日本的2个二倍体种(2n=2x=14)、1个四倍体种(2n=4x=28)和1个八倍体种(2n=8x=56)以及来自欧洲的1个六倍体种(2n=6x=42),包括来自不同地区的品种或类型共48份材料,利用45S rDNA-FISH和GISH技术,对其系统分类、亲缘关系和多倍体形成等方面进行了分析和探讨,取得了一定的进展。1、利用45S rDNA-FISH技术对包括2x、4x、5x、6x和8x的48份材料共15个种进行了研究,观察分析了45S rDNA在所有供试材料中期染色体与间期细胞核中分布位点的数目、区域与拷贝数,并探讨了种间亲缘关系和多倍体起源,结果如下：(1)中期染色体与间期细胞核中45S rDNA杂交位点数目与分布相对一致；种内不同品种或类型45S rDNA-FISH结果一致,而种间存在一定的差异；(2)二倍体种(2n=2x=14)中期染色体与间期细胞核存在2个45S rDNA杂交位点,信号强弱和分布区域在同一个细胞中有三种情况,一是2个杂交信号强弱相同且分布区域相同,二是2个信号强弱不同且分布区域相同,三是2个信号强弱不同且分布区域不相同；45S rDNA杂交信号位置存在两类情况,一类是位于染色体端部,另一类是位于染色体中部区域；森林草莓的2个杂交信号均较强,且位于染色体端部,东北草莓2个杂交信号为1强1弱,分别位于染色体中部和端部,绿色草莓、五叶草莓和西藏草莓相同,2个杂交信号为1强1弱,均位于染色体端部,纤细草莓2个杂交信号为1强1弱,分别位于染色体端部和中部区域,饭沼草莓与蝦夷草莓相似,有2个位于染色体端部且亮度较弱的杂交信号；(3)四倍体种(2n=4x=28)中期染色体与间期细胞核存在4个45S rDNA杂交位点；蝦夷草莓和东方草莓4个信号分布区域相同,均是3个位于染色体端部,另1个位于染色体中部区域,但蝦夷草莓信号均较弱,而东方草莓则均强；伞房草莓与西南草莓4个信号均分布在染色体端部,然而伞房草莓为3强1弱,而西南草莓为2强2弱；(4)五倍体东方草莓(2n=5x=35)中期染色体与间期细胞核存在5个45S rDNA杂交位点,4个较强,另1个较弱,其中3个位于染色体端部,另1个较强和1个较弱的位于染色体中部；(5)六倍体麝香草莓(2n=6x=42)中期染色体与间期细胞核存在6个45S rDNA杂交位点,5个亮度较强,1个亮度较弱,均位于染色体端部区域；(6)3个八倍体种(2n=8x=56)中期染色体与间期细胞核均存在8个45S rDNA杂交位点,且均为4个亮度较强,4个亮度较弱,但弗吉尼亚草莓和择捉草莓杂交信号均位于染色体端部,而智利草莓8个杂交信号中除了2个较弱的位于染色体中部外,其余均位于染色体端部。(7)认为森林草莓较为原始,与饭沼草莓和蝦夷草莓亲缘关系较远,与其它二倍体种亲缘关系较近；四倍体东方草莓可能是森林草莓与东北草莓杂交后再加倍形成的异源四倍体,五倍体东方草莓可能起源于四倍体东方草莓形成未减数配子与东北草莓杂交形成；伞房草莓可能是森林草莓与绿色草莓形成未减数配子杂交形成；西南草莓可能起源于西藏草莓,而不是黄毛草莓；证明弗吉尼亚草莓可能是森林草莓与饭沼草莓杂交后加倍形成。2、以森林草莓、西藏草莓、东北草莓、绿色草莓和饭沼草莓等野生种基因组DNA为探针,对包括自身在内的48份供试材料中期染色体进行GISH分析,以四倍体东方草莓基因组DNA为探针与五倍体东方草莓中期染色体进行GISH分析,结果如下：(1)探针与自身进行GISH分析时,所有中期染色体的全部区域均呈现出较强的杂交信号,而种间的原位杂交信号却呈现出一定的差异,表明各个种的基因组同源性不同。另外,种内不同品种或类型之间GISH结果没有明显差异,表明种内基因组同源性较高；(2)以西藏草莓、东北草莓、绿色草莓和自身作为探针与二倍体种(饭沼草莓和蝦夷草莓除外)进行GISH分析,其14条中期染色体上均分布有较强杂交信号,而且几乎覆盖全部染色体区域,表明这些种之间基因组同源性较高；而以饭沼草莓为探针时,饭沼草莓与蝦夷草莓结果与前者类似,但其它二倍体种只有3—7条不等数目染色体存在较弱的杂交信号,而且染色体上只有部分区域有信号分布,表明饭沼草莓与这些二倍体种亲缘关系较远,而与蝦夷草莓较近。(3)蝦夷草莓,四倍体种(2n=4x=28),饭沼草莓作探针时,有20条染色体的全部区域出现了较强的杂交信号,而其余8条染色体没有出现杂交信号；而其它二倍体种作探针时,仅有10—15条染色体出现了杂交信号,且信号较弱,其余染色体上没有信号出现。(4)伞房草莓,四倍体种(2n=4x=28),饭沼草莓作探针时,信号较弱,且仅分布在8-10条染色体上,其余染色体上没有杂交信号出现；森林草莓作探针时,杂交信号最多,有20—24条染色体全部区域均出现了较强的杂交信号；其次为绿色草莓、西藏草莓、东北草莓,分别有18—22条、15—18条、14—17条染色体上分布有杂交信号。(5)西南草莓,四倍体种(2n=4x=28),饭沼草莓作探针时,信号较弱,且仅分布在8—10条染色体上,其余染色体上没有杂交信号出现；西藏草莓和东北草莓作探针时,其所有染色体全部区域均覆盖有较强的杂交信号,其次为绿色草莓和森林草莓,分别有26—28条和25—28条染色体全部区域出现杂交信号。(6)东方草莓,四倍体种(2n=4x=28),以饭沼草莓作探针时,只有12—15条染色体的部分区域出现了较弱的杂交信号,其余染色体均没有杂交信号出现；而森林草莓和东北草莓作探针时,其28条染色体全部覆盖有较强的杂交信号,西藏草莓和绿色草莓作探针,也分别有24—26条和26—28条染色体全部区域出现杂交信号。(7)东方草莓,五倍体种(2n=5x=35),它是本文中唯一的奇数倍性野生种,与东方草莓四倍体种类似,饭沼草莓基因组DNA仅在其10—12条中期染色体的部分区域出现较弱的杂交信号；与四倍体东方草莓一样,森林草莓和东北草莓基因组DNA在五倍体所有染色体全部区域上均出现了较强的杂交信号,西藏草莓和绿色草莓作探针时,分别有32—35条和30—33条染色体出现了较强杂交信号。(8)麝香草莓,六倍体种(2n=6x=42),以饭沼草莓作为探针时,仅有12—15条染色体部分区域出现较弱杂交信号,其余染色体没有信号出现；森林草莓和绿色草莓作探针时,均可能出现所有染色体全部区域均出现杂交信号的情况,分别为40—42条和38—42条染色体出现；而西藏草莓作探针时也有35—38条染色体出现杂交信号,东北草莓作探针时,有30—32条染色体出现杂交信号。(9)弗吉尼亚草莓,八倍体种(2n=8x=56),与供试其它草莓野生种不同,它是较特殊的一个种,因为以饭沼草莓作探针时,在弗州草莓中期染色体出现了较强的杂交信号,位于16—18条染色体部分区域上,少数覆盖全部染色体区域,推测它的起源可能与饭沼草莓有关；而森林草莓作探针时,有40—45条染色体呈现较强杂交信号,分布于染色体整个区域,其次分别为绿色草莓(33—35条)、东北草莓(32—35条)和西藏草莓(30—32条)。(10)择捉草莓,八倍体种(2n=8x=56),起源和分布于日本,以饭沼草莓为探针时,有22—25条染色体出现了杂交信号,较弱,分布于部分染色体区域；森林草莓作探针时杂交信号最多,有40—42条染色体呈现杂交信号,较强,分布于染色体整个区域,绿色草莓、东北草莓和西藏草莓作探针时结果相似,有30—35条染色体出现了较强的分布于染色体整个区域的杂交信号。(11)智利草莓,八倍体种(2n=8x=56),饭沼草莓作探针时,有12—15条染色体部分区域出现了较弱的杂交信号；森林草莓、东北草莓、西藏草莓和绿色草莓作探针时,出现杂交信号的染色体数目为42—44条、32—35条、32—34条和30—32条,且信号较强,分布于染色体整个区域。(12)综合分析可以认为：①森林草莓、西藏草莓、东北草莓、绿色草莓、五叶草莓、纤细草莓等二倍体种亲缘关系较近；②饭沼草莓与蝦夷草莓亲缘关系较近,它们与其它草莓种亲缘关系较远；③伞房草莓与森林草莓亲缘关系较其它二倍体草莓更近,其次为绿色草莓,结合前人研究和本文45S rDNA-FISH结果,推测伞房草莓可能是森林草莓和绿色草莓的杂交后代；④西南草莓与西藏草莓和东北草莓亲缘关系最近,其次为绿色草莓和森林草莓,推测其可能起源于西藏草莓或东北草莓,而前面的45S rDNA-FISH结果表明它与西藏草莓有关,二者有较一致的结果；⑤东方草莓四倍体和五倍体种的所有染色体整个区域均能检测出森林草莓和东北草莓的基因组DNA,而其它二倍体种作探针时仅有部分染色体上有信号分布,推测东方草莓可能起源于森林草莓和东北草莓,这与45S rDNA-FISH结果一致；东方草莓五倍体体细胞中全部35条染色体均呈现出东方草莓四倍体基因组DNA杂交信号,推测五倍体可能来源于四倍体未减数配子参与杂交形成,这与45SrDNA-FISH分析结果一致；⑥麝香草莓是供试材料中唯一的六倍体材料,它的起源也相对较为复杂,GISH结果表明,森林草莓、绿色草莓均与麝香草莓基因组同源性最高,推测其亲缘关系最近；⑦弗吉尼亚草莓最可能包含森林草莓和饭沼草莓基因组组成；⑧择捉草莓和智利草莓均与森林草莓、西藏草莓、东北草莓和绿色草莓亲缘关系较饭沼草莓更近；综上所述,本文首次对收集到的涉及国内外15个草莓属野生种资源48份进行了45S rDNA-FISH和GISH研究,取得了一定的进展,对于草莓属植物系统分类与进化以及多倍体来源提供了有力的依据和参考,具有重要意义。