全 文 ：＊通讯作者，Ｅ－ｍａｉｌ：ｍｆｇｕｉｎｍ＠１６３．ｃｏｍ
收稿日期：２０１４－０３－０４；修回日期：２０１４－０４－２５
基金项目：国家“十二五”科技支撑项目（２０１１ＢＡＤ１７Ｂ０５－３）资助
作者简介：郭郁频（１９６５－ ），男，内蒙古察右中旗人，副教授，在读博
士，研究方向为牧草种质资源及育种，Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｕｏｙｕｐｉｎ６５＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ．
文章编号：１６７３－５０２１（２０１４）０３－００２８－０７
早熟禾种质资源ＩＳＳＲ遗传多样性分析
郭郁频１，２，任永霞２，张颖超１，闫利军１，米福贵１，＊
（１．内蒙古农业大学生态环境学院，内蒙古 呼和浩特 ０１００１９；２．河北北方学院动物科技学院，河北 张家口 ０７５０００）
摘要：以国内外３４份早熟禾为材料，利用ＩＳＳＲ分子标记技术对其进行了遗传多样性分析研究。结果表明，供
试材料间的ＧＳ值变化范围在０．５７３～０．９２１之间，说明其遗传变异率较高，遗传种质资源丰富；采用 ＵＰＧＭＡ聚类
分析，以遗传相似系数０．７４为界限，将供试材料分为３个类群，类群Ⅰ占供试材料的８２．３５％，类群Ⅱ、Ⅲ所占比例
分别为５．８８％和１１．７６％，其中来自中国农科院草原所的草地早熟禾和来自新疆农业大学的草地早熟禾被聚到第二
类群，斗士、哥来德、优异、莫诺波利草地早熟禾品种被聚为第三类群，其余供试材料被聚为第一类群，表明供试早熟
禾属野生材料和品种间有较大的遗传差异性。
关键词：早熟禾；种质资源；ＩＳＳＲ；遗传多样性
中图分类号：Ｓ６８８．４ 文献标识码：Ａ
早熟禾（Ｐｏａ Ｌ．）全世界约有５００多种，广泛分布
于温带与寒带温暖和凉爽地区。我国早熟禾种质资
源地带性分布特征明显，主要分布于我国北方地区，
长江中下游冷凉湿地也有零星分布。早熟禾属植物
具有较强的耐寒、抗旱和耐践踏性，而且营养丰富、绿
期长，大多是优良的牧草，不少种是天然草地的群落
组分［１］。当前，早熟禾是我国草坪绿化常用的草坪植
物之一，对城市绿化、美化及社会服务起着重要作用。
随着分子生物学技术的快速发展，生物分子遗传研究
更加深入、准确。ＩＳＳＲ（Ｉｎｔｅｒ－ｓｍｉｐｌｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｒｅ－
ｐｅａｔ）是Ｚｉｅｔｉｃｗｉｅｚ等于１９９４年提出的一种利用ＰＣＲ
扩增进行检测的ＤＮＡ标记［２］，目前国内已用于种质
资源物种亲缘关系及遗传多样性研究方面［３］，国外学
者也应用ＩＳＳＲ技术对早熟禾种质资源的遗传多样性
开展了相关研究［４～７］，但是，国内的研究主要以同功
酶和ＲＡＰＤ（Ｒａｎｄｏｍ ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃ ＤＮＡ，随
机扩增多态性ＤＮＡ标记）为主，如柴琦等［８］分析了
２６个草地早熟禾品种的过氧化物酶和酯酶同工酶谱
带特征，谢可军［９］对１０种早熟禾属植物的过氧化物
酶同工酶进行了检测分析，宁婷婷［１０］对１５个草地早
熟禾品种和１个加拿大早熟禾品种进行了ＲＡＰＤ分
析，而有关应用ＩＳＳＲ标记对早熟禾种质资源进行遗
传多样性研究的报道还不是很多。为此，本研究利用
ＩＳＳＲ分子标记技术对来自国内外的２３个早熟禾品
种共３４份材料进行遗传多样性研究，以期为早熟禾
资源的开发利用和分子鉴定提供理论依据。
１ 材料与方法
１．１ 供试材料
供试材料为来自国内外不同地区的３４份早熟
禾，具体名称、来源及原产地见表１。
１．２ 基因组ＤＮＡ提取
供试材料采用穴盘育苗，幼苗期供试材剪取健
康嫩叶片，用自封袋封装、编号，实验室置于－８０℃
超低温冰箱保存以备提取 ＤＮＡ。ＤＮＡ 提取采用
ＣＴＡＢ法提取并纯化，用１％琼脂糖凝胶电泳检测
ＤＮＡ的质量和浓度，－２０℃保存备用。
１．３ ＩＳＳＲ－ＰＣＲ扩增及引物筛选
利用正交试验设计构建了适合早熟禾的ＩＳＳＲ
－ＰＣＲ最优反应体系，即２５μｌ的反应体系中含有
ｄＮＴＰ ０．３ｍｍｏｌ／Ｌ、Ｔａｑ酶１．５Ｕ、Ｐｒｉｍｅｒｓ０．４μｍｏｌ／
Ｌ、Ｍｇ２＋２．５ｍｍｏｌ／Ｌ以及１×ｂｕｆｆｅｒ和５０ｎｇ模板
ＤＮＡ。ＰＣＲ扩增程序为：９４℃预变性４ｍｉｎ，９４℃变
性３０ｓ，４６～６０℃退火１ｍｉｎ，７２℃延伸１ｍｉｎ，进行３５
个循环，最后７２℃延伸７ｍｉｎ，然后置于４℃保存。
扩增出来ＰＣＲ产物，要经过琼脂糖凝胶电泳。取
２．０μｌ扩增产物，加入２．０μｌ上样缓冲液，然后在
２％的琼脂糖凝胶上点样，５Ｖ／ｃｍ 电泳１ｈ～１．５ｈ，
最后在紫外凝胶成像系统上观察。
本试验ＩＳＳＲ反应引物采用加拿大哥伦比亚大
学（ＵＢＣ）提供的序列，并由上海生工合成，共２５
条，通过筛选，选取条带稳定、清晰、多态性好的引物５
条（表２）。
—８２—
第３６卷 第３期
Ｖｏｌ．３６ Ｎｏ．３
中 国 草 地 学 报
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇｒａｓｓｌａｎｄ
２０１４年５月
Ｍａｙ ２０１４
表１ 供试早熟禾编号及来源
Ｔａｂｌｅ １ Ｎｕｍｂｅｒｓ ａｎｄ ｓｏｕｒｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｂｌｕｅｇｒａｓｓ
编号
Ｃｏｄｅ
种名
Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｎａｍｅ
学名
Ｌａｔｉｎ ｎａｍｅ
品种名
Ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｎａｍｅ
来源
Ｓｏｕｒｃｅ
原产地
Ｏｒｉｇｉｎ
１ 草地早熟禾 Ｐｏａ ｐｒａｔｅｎｓｉｓ 优异（Ｍｅｒｉｔ） 青海畜牧科学院 美国
２ 草地早熟禾 Ｐ．ｐｒａｔｅｎｓｉｓ 斗士（Ｇｅｒｏｎｉｍｏ） 北京正道公司 美国
３ 草地早熟禾 Ｐ．ｐｒａｔｅｎｓｉｓ 恩托佩（Ｓｔｏｒｐｙ） 青海畜牧科学院 荷兰
４ 草地早熟禾 Ｐ．ｐｒａｔｅｎｓｉｓ － 新疆农业大学 新疆
５ 草地早熟禾 Ｐ．ｐｒａｔｅｎｓｉｓ 瓦巴斯（Ｗａｂａｓｈ） 青海畜牧科学院 美国
６ 草地早熟禾 Ｐ．ｐｒａｔｅｎｓｉｓ 莫诺波利（Ｍｏｎｏｐｏｌｙ） 青海畜牧科学院 荷兰
７ 草地早熟禾 Ｐ．ｐｒａｔｅｎｓｉｓ － 新疆农业大学 新疆
８ 草地早熟禾 Ｐ．ｐｒａｔｅｎｓｉｓ 福临门（Ｆｕｌ ｍｏｏｎ） 北京正道公司 美国
９ 草地早熟禾 Ｐ．ｐｒａｔｅｎｓｉｓ 哥来德（Ｇｌａｄｅ） 青海畜牧科学院 美国
１０ 草地早熟禾 Ｐ．ｐｒａｔｅｎｓｉｓ 派拉德（Ｐａｉｌａｄｅ） 青海畜牧科学院 荷兰
１１ 光盘早熟禾 Ｐ．ｅｌａｎａｔａ － 中国农科院草原所 鄂伦春近郊
１２ 草地早熟禾 Ｐ．ｐｒａｔｅｎｓｉｓ 阿帕奇（Ａｐｐａｌａｃｈｉａｎ） 北京正道公司 美国
１３ 早熟禾 Ｐ．ａｎｎｕａ － 中农院畜牧所 乌市南戈壁
１４ 多叶早熟禾 Ｐ．ｐｌｕｒｉｆｏｌｉａ － 青海畜牧科学院 陕西
１５ 加拿大早熟禾 Ｐ．ｃｏｍｐｒｅｓｓａ － 西安植物园 美国
１６ 扁秆早熟禾 Ｐ．ｐｒａｔｅｎｓｉｓ ｖａｒ．ａｎｃｅｐｓ． － 青海畜牧科学院 青海
１７ 草地早熟禾 Ｐ．ｐｒａｔｅｎｓｉｓ 巴润（Ｂａｒｏｎ） 青海畜牧科学院 荷兰
１８ 早熟禾 Ｐ．ａｎｎｕａ － 中农院畜牧所 青海海晏县
１９ 草地早熟禾 Ｐ．ｐｒａｔｅｎｓｉｓ 蓝钻（Ｂｌｕｅ ａｐｐｈｉｒｅ） 北京正道公司 美国
２０ 细叶早熟禾 Ｐ．ａｎｇｕｓｔｉｆｏｌｉａ － 新疆农业大学 新疆
２１ 草地早熟禾 Ｐ．ｐｒａｔｅｎｓｉｓ － 中农院北京畜牧所 丹麦
２２ 草地早熟禾 Ｐ．ｐｒａｔｅｎｓｉｓ 菲尔津（Ｆｙｌｋｉｎｇ） 青海畜牧科学院 美国
２３ 草地早熟禾 Ｐ．ｐｒａｔｅｎｓｉｓ 肯塔基（Ｋｅｎｔｕｃｋｙ） 青海畜牧科学院 美国
２４ 草地早熟禾 Ｐ．ｐｒａｔｅｎｓｉｓ － 中国农科院草原所 宁夏六盘山
２５ 草地早熟禾 Ｐ．ｐｒａｔｅｎｓｉｓ 洁妮２代 （ＧｉｎｎｅｙⅡ） 北京正道公司 美国
２６ 草地早熟禾 Ｐ．ｐｒａｔｅｎｓｉｓ 旗舰（Ｃｏｒｓａｉｒ） 北京正道公司 美国
２７ 早熟禾 Ｐ．ａｎｎｕａ － 西安植物园 陕西野生
２８ 扁秆早熟禾 Ｐ．ｐｒａｔｅｎｓｉｓ ｖａｒ．ａｎｃｅｐｓ． － 中国农科院草原所 宁夏六盘山
２９ 草地早熟禾 Ｐ．ｐｒａｔｅｎｓｉｓ － 中农院畜牧所 青海祁边地区
３０ 草地早熟禾 Ｐ．ｐｒａｔｅｎｓｉｓ － 中农院北京畜牧所 美国
３１ 细叶早熟禾 Ｐ．ａｎｇｕｓｔｉｆｏｌｉａ － 中国农科院草原所 陕西陇县
３２ 草地早熟禾 Ｐ．ｐｒａｔｅｎｓｉｓ － 中农院北京畜牧所 内蒙古
３３ 华灰早熟禾 Ｐ．ｓｉｎｏｇｌａｕｃａ － 中国农科院草原所 宁夏
３４ 草地早熟禾 Ｐ．ｐｒａｔｅｎｓｉｓ 肯塔基（Ｋｅｎｔｕｃｋｙ） 北京正道公司 美国
表２ 试验筛选出的ＩＳＳＲ引物的相关信息
Ｔａｂｌｅ ２ Ｔｈｅ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ＩＳＳＲ ｐｒｉｍｅｒｓ ｉｎ ｔｈｉｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
引物编号
Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ
ｐｒｉｍｅ
引物序列（５＇－３＇）
Ｐｒｉｍｅｒ
ｓｅｑｕｅｎｃｅ
退火温度
Ａｎｎｅａｌｉｎｇ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（℃）
碱基长度
Ｂａｓｅ
ｌｅｎｇｔｈ
ＵＢＣ ８２５ ＡＣＡＣＡＣＡＣＡＣＡＣＡＣＡＣＴ ５２．１８ １７
ＵＢＣ ８３５ ＡＧＡＧＡＧＡＧＡＧＡＧＡＧＡＧＹＣ ５５．０２ １８
ＵＢＣ ８４８ＣＡＣＡＣＡＣＡＣＡＣＡＣＡＣＡＲＧ ５４．５９ １８
ＵＢＣ ８６４ ＡＴＧＡＴＧＡＴＧＡＴＧＡＴＧＡＴＧ ４８．１９ １８
ＵＢＣ ８７３ ＧＡＣＡＧＡＣＡＧＡＣＡＧＡＣＡ ５１．５５ １６
１．４ 数据统计与分析
根据ＰＣＲ扩增结果，人工记录每个引物的扩增
片段，以扩增条带在相对迁移位置的有无（数据记为
“１”或“０”）、缺失（数据记为“９”）建立二元数据矩阵。
对每个引物的扩增结果，统计其扩增总位点数（Ｔｏ－
ｔａｌ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｂａｎｄｓ）和多态性位点数（Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ
ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃ ｂａｎｄｓ），并计算多态性比率（Ｐｅｒｃｅｎｔ－
ａｇｅ ｏｆ ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃ ｂａｎｄｓ，ＰＰＢ）及多态性信息含量
（Ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ，ＰＩＣ）。对形
成的二元数据矩阵，使用 ＮＴＳＹＳ－ＰＣ Ｖ２．１，按
Ｎｅｉ的方法计算材料间的遗传相似系数 ＧＳ（ＧＳ＝
２Ｎｉｊ／Ｎｉ＋Ｎｊ，其中Ｎｉｊ为材料ｉ和ｊ共有的扩增条
带数，Ｎｉ为材料ｉ的扩增条带数，Ｎｊ为材料ｊ的扩
增条带数），对遗传相似系数矩阵利用 ＵＰＧＭＡ法
构建聚类树状图，并利用主坐标分析（Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｃｏ－
ｏｒｄｉｎａｔｅｓ ａｎａｌｙｓｉｓ，ＰＣＡ）来显示供试材料的二维
布局。
２ 结果与分析
２．１ ＩＳＳＲ标记多态性分析
用５个重现性好、多态性明显的引物，对供试
３４份早熟禾材料进行遗传多样性分析，通过琼脂糖
凝胶电泳检测，扩增片段长度约在１００～３０００ｂｐ
之间，结果见图１～图４。
—９２—
郭郁频 任永霞 张颖超 闫利军 米福贵 早熟禾种质资源ＩＳＳＲ遗传多样性分析
Ｍ为标记 Ｍａｒｋｅｒ；１～３４为材料序号；下图同
１～３４ａｒｅ ｔｈｅ ｓａｍｅ ａｓ Ｔａｂｌｅ １，ｔｈｅ ｓａｍｅ ａｓ ｂｅｌｏｗ
图１ 引物８７３琼脂糖凝胶电泳扩增图谱
Ｆｉｇ．１ Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｐａｔｔｅｒｎ ｏｆ １７ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｏｆ Ｂｌｕｅｇｒａｓｓ ｗｉｔｈ ＩＳＳＲ ｐｒｉｍｅｒ ８７３ｏｎ ａｇａｒｏｓｅ ｇｅｌ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ
图２ 引物８７３琼脂糖凝胶电泳扩增图谱
Ｆｉｇ．２ Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｐａｔｔｅｒｎ ｏｆ １７ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｏｆ Ｂｌｕｅｇｒａｓｓ ｗｉｔｈ ＩＳＳＲ ｐｒｉｍｅｒ ８７３ｏｎ ａｇａｒｏｓｅ ｇｅｌ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ
图３ 引物８４８琼脂糖凝胶电泳扩增图谱
Ｆｉｇ．３ Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｐａｔｔｅｒｎ ｏｆ １７ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｏｆ Ｂｌｕｅｇｒａｓｓ ｗｉｔｈ ＩＳＳＲ ｐｒｉｍｅｒ ８４８ｏｎ ａｇａｒｏｓｅ ｇｅｌ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ
—０３—
中国草地学报 ２０１４年 第３６卷 第３期
图４ 引物８４８琼脂糖凝胶电泳扩增图谱
Ｆｉｇ．４ Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｐａｔｔｅｒｎ ｏｆ １７ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｏｆ Ｂｌｕｅｇｒａｓｓ ｗｉｔｈ ＩＳＳＲ ｐｒｉｍｅｒ ８４８ｏｎ ａｇａｒｏｓｅ ｇｅｌ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ
５个引物在３４份材料中共检测出８９个等位基
因变异位点，每对引物检测到等位基因数为１２～２０
个，平均为１７．８个。其中多态性位点７８个，平均
１５．６个；多态性比率为８７．６４％，每个位点的多态性
信息量（ＰＩＣ值）为０．６８～０．９２，平均为０．８１（表３）。
所选用的５条引物，基本上均能独立地将供试３４份
早熟禾材料区分开。
表３ 早熟禾ＩＳＳＲ分子标记扩增结果
Ｔａｂｌｅ ３ Ｔｈｅ ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ Ｂｌｕｅｇｒａｓｓ ｂｙ ＩＳＳＲ ａｎａｌｙｓｉｓ
引物
Ｐｒｉｍｅｒ
扩增总位点数
Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｂａｎｄ
多态性位点数
Ｎｏ．ｏｆ ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃ ｂａｎｄｓ
多态性比率（％）
Ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｏｆ ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃ ｂａｎｄｓ
多态性信息量
Ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ
８２５ １９ １６ ８４．２１ ０．７３
８３５ ２０ １５ ７５．００ ０．６８
８４８ ２０ １８ ９０．００ ０．８７
８６４ １２ １２ １００．００ ０．９２
８７３ １８ １７ ９４．４４ ０．８４
平均 １７．８ １５．６ ８７．６４ ０．８１
２．２ 遗传相似系数分析
遗传相似系数越大，表示亲缘关系越近［１１］。根
据５条ＩＳＳＲ引物扩增出的多态性条带，用Ｎｅｉ－Ｌｉ
方法计算，３４份材料间的遗传相似系数（ＧＳ）变化
范围为０．５７３～０．９２１，平均为０．７８５，遗传相似系数
变幅较大，表明供试材料间有较大的遗传差异。并
且材料４与材料５之间的遗传相似系数最高，为０．９２１，
即来自新疆农业大学的草地早熟禾与来自青海畜牧
科学院的草地早熟禾（瓦巴斯）亲缘关系最近，遗传
距离最近，遗传相似程度最高；材料２与材料２７、材
料２与材料７及材料６与材料１２之间的遗传相似
系数皆最低，为０．５７３，即草地早熟禾（斗士）、来自
西安的早熟禾和新疆农业大学的草地早熟禾、青海
畜牧科学院的草地早熟禾（莫诺波利）和北京正道公
司的草地早熟禾（阿帕奇）亲缘关系最远，遗传相似
程度最低。
２．３ ＵＰＧＭＡ聚类分析
基于遗传相似系数（ＧＳ），用 ＮＴＳＹＳ－ＰＣ Ｖ
２．１对３４份材料进行了 ＵＰＧＭＡ聚类分析（图５）。
分析结果表明，以０．７４为阈值，可将３４份供试材料
分为三大类群：类群Ⅰ共包括２８份材料，约占供试
总材料数的８２．３５％，包括了大部分供试早熟禾材
料，且除草地早熟禾品种外的其他早熟禾种质均分
布在类群Ⅰ，在遗传相似系数０．７６４处类群Ⅰ又可
分为３个亚类（Ａ、Ｂ、Ｃ），１１份其他早熟禾属种质中
的８份（１１、１３、１４、１５、１６、１８、２０、２７）集中分布于Ｂ
亚类和Ｃ亚类；类群Ⅱ包括２份材料；类群Ⅲ包含
４份材料。通过对３４份供试早熟禾材料的聚类分
析，可清晰呈现出各供试材料间亲缘关系的远近，
在聚类图中基本能区分草地早熟禾不同品种与其
他早熟禾属种质，说明材料间形态性状变异有一
定的连续性。
—１３—
郭郁频 任永霞 张颖超 闫利军 米福贵 早熟禾种质资源ＩＳＳＲ遗传多样性分析
图５ 供试３４份早熟禾材料的聚类结果
Ｆｉｇ．５ ＵＰＧＭＡ ｃｌｕｓｔｅｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＩＳＳＲ ｇｅｎｅｔｉｃ ｉｄｅｎｔｉｔｉｅｓ ａｍｏｎｇ ３４ｂｌｕｅｇｒａｓｓ ｍａｔｅｒｉａｌｓ
２．４ 主坐标分析
基于遗传相似系数，在 ＮＴＳＹＳ ２．１软件上对
不同材料进行主坐标分析，并绘制出前两个主坐标
的二维散点图（图６）。从主坐标分析图上也可以看
出，位置相靠近者表示关系密切，远离者表示关系疏
远，基本可以分为ａ、ｂ、ｃ、ｄ ４个组群，且１１份其他
早熟禾种质中的７份均在ｄ组群中。比较主坐标分
析结果与ＵＰＧＭＡ聚类分析结果可以看出，聚类虽
有差异但仍能基本将供试材料区分，特别是均可以
较好地区分早熟禾属野生材料和品种，表明早熟禾
野生材料和品种间有较大的遗传差异性。
３ 讨论
３．１ ＩＳＳＲ遗传多样性检测
种质资源的鉴定、保存和利用正日益受到人们
的重视。早熟禾因其优异的特性具有很大的利用潜
力。本研究表明，从ＩＳＳＲ扩增图谱来看，扩增片段
多态性最高的为１００％，最少的为７５．００％，平均
８７．６４％，多态性比例相对较高，说明早熟禾遗传基
础较广。ＩＳＳＲ分子标记理论上检测区域可覆盖整
个基因组，扩增的多态性条带能较全面地反映群体
变异［１２］。特点是遗传多态性高、重复性好、显性标
记、耗资少、模板用量少等，ＩＳＳＲ 引物设计比ＳＳＲ
技术简单，无需知道任何靶标序列的ＳＳＲ 背景信
息，可揭示比ＲＦＬＰ、ＲＡＰＤ和ＳＳＲ更多的多态性，
目前ＩＳＳＲ技术在国内外已应用在象草（Ｐｅｎｎｉｓｅ－
ｔｕｍ ｐｕｒｐｕｒｅｕｍ）、紫御谷（Ｐｅｎｎｉｓｅｔｕｍ ｇｌａｕｃｕｍ）、
狗牙根 （Ｃｙｎｏｄｏｎ ｄａｃｔｙｌｏｎ）、显脊雀麦 （Ｂｒｏｍｕｓ
ｃａｒｉｎａｔｕｓ Ｈｏｏｋ．ａｎｄ Ａｒｎ．），扁蓿豆（Ｍｅｄｉｃａｇｏ ｒｕ－
ｔｈｅｎｉｃａ）、冰草属（Ａｇｒｏｐｙｒｏｎ）等牧草及草坪草上都
有报道［１３～１８］。
在早熟禾种质资源研究方面，童阿玛［１９］利用
ＩＳＳＲ标记方法对草地早熟禾进行了遗传多样性的
对比分析，共扩增多态性条带数为３２４条，平均每
个引物扩增出４０．６个条带，多态位点百分率９９．
６９％。赵桂琴等［１］对３１份种早熟禾种质材料进行
遗传多样性分析，共扩增出１１１条清晰谱带，平均每
个引物扩增出１８．５条带，多态性比例占９７．７９％。
结合前人的研究经验表明，ＩＳＳＲ表现出较高的多态
性和稳定性。另外，本研究发现早熟禾基因组中含
有较多的ＵＢＣ８３５引物序列，即ＡＧＡＧＡＧＡＧＡＧＡ
ＧＡＧＡＧＹＣ保守区域。
３．２ Ｎｅｉ遗传相似系数
用来比较群体或个体间相似程度、遗传背景一
—２３—
中国草地学报 ２０１４年 第３６卷 第３期
图６ 早熟禾种质资源主坐标分析二维散点图
Ｆｉｇ．６ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ ｐｌｏｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｃｏｏｒｄｉａｔｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｂｌｕｅｇｒａｓｓ ｍａｔｅｒｉａｌｓ
般采用Ｎｅｉ相似系数来进行分析，平均相似系数越
高说明相似程度越大［２０］。从遗传相似系数来看，本
研究中早熟禾的变化范围为０．５７３－０．９１０之间，平
均为０．７８５，表明，表明早熟禾的遗传多样性比较丰
富。这与赵桂琴和童阿玛的研究结果相似。
３．３ 遗传结构与主坐标分析
本研究利用２种不同的多元分析方法—ＵＰＧ－
ＭＡ聚类和主坐标分析来对供试材料进行归类，并
按不同的计算基础来排布标记数据，因此它们的结
果在阐明供试材料遗传关系时具有一定可比性。本
研究基于ＩＳＳＲ标记的聚类和主坐标分析结果与以
上研究结果基本相似。从３４份早熟禾材料的聚类
图可以看出在 ＧＳ为０．７４处将３４份材料聚为３
类，可以较好地区分早熟禾属野生材料和品种，表明
早熟禾属野生材料和品种间有较大的遗传差异性。
种质资源丰富的遗传变异是进行品种性状改良
和优良品种选育的前提。基于ＩＳＳＲ和 Ｎｅｉ－Ｌｉ相
似系数法对早熟禾居群的遗传结构进行分析，结果
发现早熟禾种质间的遗传差异较大，这可能由于早
熟禾种质资源经过长期自然选择生殖方式的特异，
表现的遗传多样性较为丰富［２１］。本研究从分子水
平分析了早熟禾的遗传多样性，为早熟禾的良种保
护、选育、进化研究提供参考依据。同时，野生早熟
禾繁殖能力、特异性均强，应重视群体间不同个体的
区域性重点保护。随着生物技术水平的不断提高和
研究手段的深入发展，应用这些技术和手段对早熟
禾优良种质基因的挖潜、新品种的选育以及种质的
创制等具有非常重要的意义。
４ 结论
５个ＩＳＳＲ引物对供试３４份样品ＤＮＡ共获得８９
个扩增位点，其中多态性位点７８个，多态性比率为
８７．６４％，平均每条引物可扩增出１７．８条带。用Ｎｅｉ
－Ｌｉ方法计算，遗传相似系数（变化范围为０．５７３～
０．９２１，平均为０．７８５，供试材料间的遗传相似系数
（ＧＳ）值变化范围在０．５７３～０．９２１之间。采用 ＵＰ－
ＧＭＡ聚类分析，以遗传相似系数０．７４为界限，３４
份材料被分为三大类群，类群Ⅰ共包括２８份材料，
类群Ⅱ包括２份材料，类群Ⅲ包含４份材料。通过
对３４份早熟禾的聚类分析，草地早熟禾不同品种与
其他早熟禾属种质在聚类图中能基本区分，并清晰
呈现了各材料间亲缘关系的远近。
—３３—
郭郁频 任永霞 张颖超 闫利军 米福贵 早熟禾种质资源ＩＳＳＲ遗传多样性分析
参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：
［１］ 赵桂琴，刘欢，刘美．ＩＳＳＲ 标记的早熟禾遗传多样性分析［Ｊ］．
草地学报，２０１１，１９（５）：７８１－７８６．
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（下转第４６页）
—４３—
中国草地学报 ２０１４年 第３６卷 第３期
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ＰＥＧ ｏｎ Ｓｅｅｄ Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ
Ｓｅｅｄｌｉｎｇ Ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ Ｍｉｓｃａｎｔｈｕｓ ｓｉｎｅｎｓｉｓ
ＸＩＡＯ Ｌｉａｎｇ，ＹＩ Ｚｉ－ｌｉ，ＤＵＡＮ Ｃｈｕ－ｑｉｎｇ，ＪＩＡＮＧ Ｊｉａｎ－ｘｉｏｎｇ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕｎａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０１２８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｅｅｄｓ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｅｅｄｌｉｎｇ ｇｒｏｗｔｈ ｕｎｄｅｒ ｄｒｏｕｇｈｔ ｓｔｒｅｓｓ ｗｉｔｈ ＰＥＧ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎ－
ｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ １）ｔｈｅ ｓｅｅｄ ｖｉｇｏｒ ｗｅｒｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｂｙ ｌｏｗ ｃｏｎｔｅｎｔ ＰＥＧ（５％）
ａｎｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ＰＥＧ ｃｏｎｔｅｎｔ，ｓｅｅｄ ｖｉｇｏｒ ｉｎｄｅｘ，ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ，ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ，ｇｅｒｍｉｎａ－
ｔｉｏｎ ｒａｔｅ ａｐｐｅａｒ ｄｏｗｎｔｒｅｎｄ．２）Ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ｅｍｂｒｙｏ ａｎｄ ｒａｄｉｃｌｅ ｗｅｒｅ ｉｎｈｉｂｉｔｅｄ ｗｉｔｈ ＰＥＧ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ
ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ，ｔａｋｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｒｉｓｉｎｇ ｆｉｒｓｔ ｔｈｅｎ ｄｒｏｐｐｉｎｇ．３）Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ＰＥＧ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ，
ｒｅｌａｔｉｖｅ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｒａｔｅ，ｒｅｌａｔｉｖｅ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ，ｒｅｌａｔｉｖｅ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ，ｒｅｌａｔｉｖｅ ｖｉｇｏｒ ｉｎｄｅｘ，
ｒｅｌａｔｉｖｅ ｒａｄｉｃｌｅ ｌｅｎｇｔｈ，ｒｅｌａｔｉｖｅ ｐｌｕｍｕｌｅ ｌｅｎｇｔｈ ｔｏｋｅ ｔｈｅ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｄｒｏｐｐｉｎｇ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｏｖｅｎａｎｃｅ ｓｈｏｗｅｄ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｏｗｅｒ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ．４）Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｕｂｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅ ｄｒｏｕｇｈｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｒｄｅｒ ｏｆ ｓｉｘ
Ｍｉｓｃａｎｔｈｕｓ ｓｉｎｅｎｓｉｓ ｓｅｅｄｓ ｗａｓ ｉｎ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｗｉｔｈ ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ ｄｒｏｕｇｈｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｉｎｄｅｘ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｍｉｓｃａｎｔｈｕｓ ｓｉｎｅｎｓｉｓ；Ｓｅｅｄｓ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ；Ｄｒｏｕｇｈｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；Ｓｕｂｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ
檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭
ｍｅｔｈｏｄ
（上接第３４页）
Ｇｅｎｅｔｉｃ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｂｌｕｅｇｒａｓｓ Ｇｅｒｍｐｌａｓｍ
Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｂｙ ＩＳＳＲ Ｍａｒｋｅｒｓ
Ｇｕｏ Ｙｕ－ｐｉｎ１，２，Ｒｅｎ Ｙｏｎｇ－ｘｉａ２，Ｚｈａｎｇ Ｙｉｎｇ－ｃｈａｏ１，Ｙａｎ Ｌｉ－ｊｕｎ１，Ｍｉ Ｆｕ－ｇｕｉ １
（１．Ｃｏｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｏｈｈｏｔ ０１００１９，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｃｏｌｅｇｅ ｏｆ Ａｎｉｍａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｂｅｉ Ｎｏｒｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈａｎｇｊｉａｋｏｕ０７５０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ３４ｂｌｕｅｇｒａｓｓ（Ｐｏａ Ｌ．）ｏｂｔａｉｎｅｄ ｆｒｏｍ Ｃｈｉｎａ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ
ｕｓｉｎｇ ＩＳＳＲ ｍａｒｋｅｒｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ｇｅｎｅｔｉｃ ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ（ＧＳ）ｖａｒｉｅｄ ｆｒｏｍ ０．５７３ｔｏ
０．９２１，ｗｈｉｃｈ ｓｈｅｗ ａ ｒｉｃｈ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｇｅｎｅｔｉｃ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｇｒｅｅ．３４ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｅｒｅ ｄｉｖｉｄｅｄ
ｉｎｔｏ ３ｇｒｏｕｐｓ（Ⅰ，Ⅱ，ａｎｄⅢ）ｗｉｔｈ ｔｈｅ ＧＳ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｂｙ ＵＰＧＭＡ ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ ａｎａｌｙｓｉｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｐｅｒｃｅｎｔａ－
ｇｅｓ ｏｆⅠ，Ⅱ，ａｎｄⅢ ｗｅｒｅ ８２．３５％，５．８８％ａｎｄ １１．７６％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ｂｌｕｅｇｒａｓｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｆｒｏｍ Ｉｎ－
ｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｒａｓｓｌａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ＣＡＡＳ ａｎｄ Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｗｅｒｅ ａｓｓｉｇｎｅｄ ｔｏ ｇｒｏｕｐⅡ，
Ｇｅｒｏｎｉｍｏ，Ｇｌａｄｅ，Ｍｅｒｉｔ ａｎｄ Ｍｏｎｏｐｏｌｙ ｔｏ ｇｒｏｕｐⅢ，ａｎｄ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒｓ ｔｏ ｇｒｏｕｐⅠ，ｗｈｉｃｈ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｗｉｌｄ
ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｏｆ ｂｌｕｅｇｒａｓｓ ｈａｖｅ ｌａｒｇｅ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｂｌｕｅｇｒａｓｓ；Ｇｅｒｍｐｌａｓｍ；ＩＳＳＲ；Ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ
—６４—
中国草地学报 ２０１４年 第３６卷 第３期