全 文 ：书第 3 期 陈仕勇，等:小麦 SSR标记在垂穗披碱草中的通用性分析
2015 年 5 月
第 41 卷第 3 期
西南民族大学学报( 自然科学版)
Journal of Southwest University for Nationalities(Natural Science Edition)
May. 2015
Vol. 41 No. 3
doi:10. 11920 /xnmdzk. 2015. 03. 001
小麦 SSR标记在垂穗披碱草中的通用性分析
陈仕勇1，陈智华1，马 啸2，张新全2，朱永群3，李世丹1
( 1. 西南民族大学生命科学与技术学院，四川 成都 610041; 2. 四川农业大学草业科学系，四川 成都 611130;
3. 四川省农业科学院土壤肥料研究所，四川 成都 610066)
摘 要:分析评价了小麦 SSR引物在高寒牧草垂穗披碱草 Elymus nutans中的通用性．试验选用了 58 对小麦 SSR引物，
其中 30 对引物能扩增出条带，14 对能产生多态性较好的条带，占选用引物的 24. 1% ．通过比较分析其扩增位点数及多
态性信息含量等得出 WMS518、WMS44、WMS72、WMS219 等引物具有较高的标记效率．本研究结果为垂穗披碱草 SSR
标记的开发、遗传变异分析等提供了可靠的参考依据．
关键词:小麦 SSR标记;垂穗披碱草;通用性;引物开发
中图分类号:S54;S813 文献标志码:A 文章编号:2095-4271(2015)03-0265-05
收稿日期:2015-04-01
作者简介:陈仕勇(1984 －)，男，汉族，四川三台人，讲师，博士，研究方向:牧草种质资源创新及育种．
基金项目:西南民族大学中央高校基本科研业务费专项基金项目(2014NZYQN41)
Analysis on transferability of wheat SSR markers in Elymus nutans Griseb．
CHEN Shi-yong1，CHEN Zhi-hua1，MA Xiao2，ZHANG Xin-quan2，ZHU Yong-qun3，LI Shi-dan1
((1． School of Life Science and Technology，Southwest University for Nationalities，Chengdu 610041，P． R． C．;
2． Department of Grassland Science，Sichuan Agricultural University，Chengdu 611130，P． R． C．;
3． Soil and Fertilizer Institute，Sichuan Academy of Agricultural Sciences，Chengdu 610066，P． R． C．))
Abstract:The transferability of wheat SSR markers in Elymus nutans was assessed in this study． A total of 58 primers were se-
lected for amplification，of which 30 primers could generate bands and 14 primers could yield polymorphic bands with a ratio of
24． 1% ． Then，primers including WMS518，WMS44，WMS72 and WMS219，were evaluated for high mark efficiency based on
polymorphic bands，PIC and MI． The results could supply useful information for the SSR application and genetic analysis in E．
nutans．
Key words:wheat SSR marker;Elymus nutans;transferability;primer development
垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb. )又名钩头
草，是禾本科披碱草属一种重要的多年生牧草，广泛
分布于我国的西北、西南、华北等地，特别在青藏高原
高寒地区分布有丰富的垂穗披碱草种质资源［1］．该物
种不仅是一种具有优良饲用价值的牧草资源，还是高
寒地区草原植被等的重要组成物种，具有非常重要的
生态和经济价值［2］． 目前，垂穗披碱草已经成为青藏
高原牧区人工种草、草地改良等的当家草种之一，在
高寒牧区生态建设和草原畜牧业发展中发挥了重要
的作用［2］．
简单重复序列(Simple sequence repeats，SSR)标
记是目前种质资源研究中最常用的分子标记之一，具
有标记位点多，多态性高，共显性以及稳定性和重复
性好等特点，在植物遗传多样性评价、遗传连锁图谱
构建、分子标记辅助育种等方面已经广泛运用［3 － 5］．
虽然 SSR标记具有较多优点，但是其引物具有种属的
专一性，而其专用引物开发成本较高，相对限制了
SSR标记在不同物种中的进一步应用．在 SSR标记的
研究中发现 SSR重复序列两端的侧翼序列在近缘物
种中具有高度的保守性，这为把已开发的 SSR标记转
西南民族大学学报( 自然科学版) 第 41 卷
移到近缘物种中提供了可能［6］．
目前小麦 SSR 标记已经成功地转移到小麦族近
缘物种当中，如偃麦草属［7］、冰草属［8］、披碱草属
等［9］，筛选出了能在近缘种属中清晰扩增的小麦 SSR
标记，并在其遗传评价及亲缘关系分析中发挥了重要
作用．另外，目前报道的小麦族 SSR 标记的通用性研
究主要在一些属的水平上，在具体的某个物种上的通
用性研究还相对较少．虽然小麦 SSR标记在披碱草属
中也得到了较多的应用，但在垂穗披碱草种质资源研
究方面的应用还相对较少［9 － 10］． 本研究采用小麦的
SSR引物对垂穗披碱草进行分析，评价小麦 SSR引物
在垂穗披碱草遗传分析中的通用性，以期为垂穗披碱
草 SSR标记的开发、物种的遗传分析等提供理论依据
和参考．
1 材料和方法
1. 1 试验材料
试验材料为 2007年收集自四川、西藏、青海、甘肃
及新疆等地区的 63 份野生垂穗披碱草材料(表 1)，供
试材料详细资料见前期 SRAP标记分析中［11］．
表 1 材料列表
Table1 List of materials used in the study
编号 Acc. No. 来源 Origin
1 PI 619586 青海都兰
2 PI 499612 青海西宁
3 W6 22069 青海西宁
4 PI 639855 甘肃碌曲
5 PI 628698 甘肃天祝
6 PI 639852 甘肃夏河
7 PI 499611 甘肃兰州
8 Y2171 西藏昌都
9 Y2153 西藏昌都
10 Y2154 西藏昌都
11 Y2186 西藏昌都
12 Y2173 西藏昌都
13 Y2160 西藏贡觉
14 PI 619522 西藏贡觉
15 PI 619529 西藏江达
16 Y2144 西藏江达
17 PI 619530 西藏拉萨
18 PI 619531 西藏拉萨
19 PI 619533 西藏乃东
20 PI 619589 西藏乃东
21 PI 619532 西藏
22 Y2203 西藏左贡
23 Y2196 西藏左贡
24 205221 四川阿坝
25 205229 四川阿坝
26 Y2227 四川巴塘
27 205120 四川稻城
28 205116 四川稻城
29 205089 四川稻城
30 205096 四川稻城
31 Y2120 四川德格
32 Y2122 四川德格
33 Y2126 四川德格
34 PI 619569 四川德格
35 Y2155 四川甘孜
36 205097 四川红原
37 PI 619520 四川红原
38 PI 639862 四川康定
39 W6 22107 四川康定
40 Y2081 四川康定
41 Y2084 四川康定
42 205106 四川理塘
43 205143 四川理塘
44 Y2110 四川炉霍
45 PI 619521 四川炉霍
46 Y2095 四川乾宁
47 Y2097 四川乾宁
48 205218 四川壤塘
49 PI 619519 新疆布尔津
50 Y1608 新疆富蕴
51 Y1611 新疆富蕴
52 Y1558 新疆富蕴
53 Y619575 新疆哈巴河
54 Y0497 新疆和静
55 PI 619576 新疆喀什
56 PI 619578 新疆喀什
57 Y0672 新疆
58 Y0685 新疆
59 Y0605 新疆叶城
60 Y0627 新疆叶城
61 Y0639 新疆叶城
62 Y0655 新疆叶城
63 Y0618 新疆叶城
1. 2 小麦 SSR引物筛选及 SSR分析
供试材料每份随机选取 10 株植株的幼嫩叶片混
合采用 CTAB法提取 DNA［12］．小麦 SSR 的 PCR 反应
体系及扩增程序参照 Rder 等进行［13］． 根据已发表
的小麦 SSR标记以及在披碱草属物种中的应用情况，
试验选用了其中 58 对引物对垂穗披碱草进行 SSR分
析［13］． PCR反应在 PTC － 200 扩增仪上进行，不同引
物的退火温度及预期扩增片段大小详见表 2．扩增产
物 95℃变性后在 6%聚丙烯酰胺凝胶中分离，恒压
400V电泳 1. 5 h，电泳结束后银染并用数码相机拍照
662
第 3 期 陈仕勇，等:小麦 SSR标记在垂穗披碱草中的通用性分析
保存．
1. 3 数据分析
电泳图谱条带统计按照有带记为 1，无带记为 0
组成数据矩阵．统计每对引物的总位点数(Total num-
ber of bands，TNB)、多态性位点数(Number of poly-
morphic bands，NPB)、多态性位点比率(Percentage of
polymorphic bands，PPB)、多态性信息含量指数(Poly-
morphic informative content，PIC)［14］、标记指数(Mark-
er index，MI)［15］，其中 PICi = 2fi(1 － fi)，其中 fi 为扩
增条带的频率，MI = PIC × NPB．
2 结果和分析
2. 1 引物筛选
试验筛选了 58 对小麦引物对供试材料进行 SSR
扩增，其中具有 32 对能扩增出条带，占选用引物的
55. 2%;筛选出其中多态性较好的引物 14 对，占所用
引物的 24. 1%，所筛选引物的 43. 8% ．在筛选出的 14
对引物中，其中 8 对引物来自小麦的 B 基因组连锁
群，4 对引物来自 D 基因组连锁群，只有 2 对引物来
自 A基因组连锁群．这也表明垂穗披碱草与小麦的 B
基因组可能具有相对较多的同源序列，可以为下一步
相关 SSR标记的选择提供参考(如表 2 所示)．
表 2 试验选用小麦 SSR引物及序列信息
Table2 The sequence information of wheat SSR primers used in the study
引物
Primers
重复序列
Repeats
序列信息
Sequence(5＇→3＇)
Tm
(℃)
位置
Locus
片段大小
Size
WMS 5 (TC)23(T)4(GT)12(GA)10 gcc Agc TAc cTc gAT AcA AcT cgcc Agc TAc cTc gAT AcA AcT c 50 3A 171
WMS 44 (GA)28 gTT gAg cTT TTc AgT Tcg gcAcT ggc ATc cAc TgA gcT g 60 7D 178
WMS 63 (CA)17(TA)21 Tcg Acc TgA Tcg ccc cTATcg Acc TgA Tcg ccc cTA 60 7A 269
WMS 72 (CT)48 Tgg Tcc cTc Tcc cTT TcT cTAcA gAA TTg AAg ATT gTc ggT c 55 3B 148
WMS 149 (GA)23 cAT TgT TTT cTg ccT cTA gcccTA gcA Tcg AAc cTg AAc AAg 55 4B 152
WMS 159 (GT)15 ggg ccA AcA cTg gAA cAcgcA gAA gcT TgT Tgg TAg gc 60 5B 189
WMS 191 (CT)19 AgA cTg TTg TTT gcg ggcTAg cAc gAc AgT TgT ATg cAT g 60 2B 128
WMS 219 (GA)35 gAT gAg cgA cAc cTA gcc Tcggg gTc cgA gTc cAc AAc 60 6B 184
WMS 268 (GA)17TA(GA)27 Agg ggA TAT gTT gTc AcT ccATTA TgT gAT Tgc gTA cgT Acc c 55 1B 204
WMS 271 (CT)4(GA)10 cAA gAT cgT ggA gcc AgcAgc Tgc TAg cTT TTg ggA cA 60 5D 179
WMS 295 (GA)25 gTg AAg cAg Acc cAc AAc AcgAc ggc Tgc gAc gTA gAg 60 7D 254
WMS 455 (GT)19 ATT cgg TTc gcT Agc TAc cAAcg gAg Agc AAc cTg cc 55 2D 147
WMS 518 (CA)34 AAT cAc AAc AAg gcg TgA cAcAg ggT ggT gcA Tgc AT 55 6B 166
WMS Taglut (CAG)5(CAA)8 TcccgccATgAgTcAATcTTgggAgAcAcATTggcc 60 2B 189
2. 2 引物效用分析
筛选出的多态性 SSR 引物的扩增位点数变化为
3(WMS 5)～ 14(WMS 271，WMS Taglut)，其中多态性
位点变化为 1 (WMS 5)～ 14 (WMS 271，WMS
Taglut)． 引物的 PIC 值变化为 0. 099(WMS 268)～
0. 447(WMS 518)． 其中引物 WMS 44、WMS 518、
WMS72、WMS 295、WMS 219 的多态性位点及 PIC 和
MI值都较高，体现出较高的标记效率，其中 WMS 295
是其中标记效率最高的标记，这些都是垂穗披碱草
SSR标记的高效用引物(表 3，图 1、图 2)．
762
西南民族大学学报( 自然科学版) 第 41 卷
表 3 试验选用小麦 SSR引物及扩增情况
Table3 The wheat SSR primers and amplification results in the study
引物 Primers 总位点数 TNB 多态位点 NPB 多态性位点百分比 PPB(%) 多态性信息含量 PIC 标记指数 MI
WMS 5 3 1 33. 3% 0. 245 0. 245
WMS 44 6 6 100% 0. 363 2. 178
WMS 63 7 7 100% 0. 264 1. 848
WMS 72 7 7 100% 0. 356 2. 492
WMS 149 6 5 83. 3% 0. 174 0. 870
WMS 159 5 5 100% 0. 165 0. 825
WMS 191 12 12 100% 0. 217 2. 604
WMS 219 8 8 100% 0. 304 2. 432
WMS 268 9 9 100% 0. 099 0. 891
WMS 271 14 14 100% 0. 182 2. 548
WMS 295 11 11 100% 0. 440 4. 840
WMS 455 4 4 100% 0. 217 0. 868
WMS 518 5 5 100% 0. 447 2. 235
WMS Taglut 14 14 100% 0. 250 3. 500
图 1 小麦 SSR引物 WMS518(1 － 45 号，从左到右顺序)的扩增电泳图
Fig． 1 The amplification results of wheat SSR primer WMS 518(No. 1 － 45)
图 2 小麦 SSR引物 WMS44(1 － 40 号，从左到右顺序)的扩增电泳图
Fig. 2 The amplification results of wheat SSR primer WMS 44(No. 1 － 44)
3 讨论
基因组 SSR 分子标记及基于 EST 数据库的 EST
－ SSR 标记的开发都依赖于相关物种基因组文库及
测序等研究深度，这限制了一些物种 SSR相关分子标
记的开发和运用． SSR标记在近缘物种的转移成为了
一种简单获取标记的方法，目前在小麦、棉花、大豆等
作物的 SSR 标记已经成功转移到相关的近缘物种
中［16 － 17］．洪彦彬等［17］分析了源于大豆 EST － SSR 标
记在花生属中的转移性，结果表明了通过大豆 EST －
SSR开发花生属同源 SSR 标记的可行性． Saha 等［18］
评价了来自高羊茅的 EST － SSR标记在几种禾草 SSR
分析中的通用性，结果发现这些标记在羊茅属和黑麦
草属中具有重要的应用价值．这些研究都表明了利用
SSR标记在近缘物种中的通用性是进行 SSR 分析的
一种简单可靠的方法，也进一步表明了本研究方法的
可行性．
小麦族包括约 30 个属 500 个物种，仅有少部分
种属开发了专用 SSR 标记． 其中小麦、大麦等麦类作
物的 SSR标记开发相对成熟和丰富，为其他小麦族物
种的 SSR标记的开发提供了可能，特别对于小麦族多
年生牧草资源提供了参考． MacRitchie 和 Sun［19］研究
发现供试的 52%的大麦和 68%的小麦 SSR引物能够
在小麦族近缘物种披碱草属 Elymus trachycaulus 和拟
鹅观草属 Pseudoroegneria spicata 中扩增出产物．严学
兵等［10］选用了 8 对小麦 SSR 和 14 对披碱草属 SSR
引物对我国的披碱草植物进行分析，结果表明来自披
碱草的 6 对(43%)和小麦的 5 对(63%)引物能够扩
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第 3 期 陈仕勇，等:小麦 SSR标记在垂穗披碱草中的通用性分析
增出稳定可靠的结果．车永和等［8］也对小麦的 SSR标
记在冰草属物种中的通用性进行了分析，约 42%的
引物能够扩增出条带，进一步筛选出了 42 对多态性
较高小麦 SSR 引物． 本研究中筛选的小麦 SSR 中
55. 2%的能够扩增出条带，24. 1%的标记能够获得较
高的多态性并进一步利用，所以小麦 SSR在披碱草属
垂穗披碱草中的通用性分析也得到了相似的研究结
果．这些都表明了小麦 SSR标记在小麦族物种中具有
一定的通用性．同时，本研究结果将为小麦 SSR 标记
在垂穗披碱草的遗传多样性分析、连锁图谱构建及
QTL定位等提供参考依据．
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( 责任编辑:李建忠，付强，张阳，罗敏;英文编辑:周序林，郑玉才)
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