全 文 ：收稿日期:2007-08-08
基金项目:国家自然科学基金项目(30571156 , 30671300);河南科技大学校基金项目(2007ZY017);河南科技大学博士基金项目(09001130)
作者简介:王黎明(1976-),男 ,山东日照人 ,讲师 ,博士 ,主要从事作物遗传改良的研究工作
通讯作者:王洪刚(1955-),男 ,山东滕州人 ,博士 ,教授 ,博士生导师 ,主要从事现代生物技术与作物遗传改良研究工作。
小麦微卫星标记在中间偃麦草中通用性研究
王黎明1 ,李兴锋2 ,刘树兵2 ,王洪刚2
(1.河南科技大学 农学院 ,河南洛阳　471003;2.山东农业大学 农学院 ,国家小麦改良分中心 ,作物生物学
国家重点实验室 ,山东 泰安　271018)
　　摘要:利用分布于普通小麦整个基因组的 525 对微卫星引物 , 对其在普通小麦与中间偃麦草(Thinopyrum intermedi-
um)之间的通用性及其亲缘关系进行了分析。结果表明:202对引物在小麦和中间偃麦草间多态性扩增 , 所占比率为
38.4%,小麦的 A , B , D 3个基因组多态性引物所占比率分别为 34.6%, 36.9%和 42.2%;说明普通小麦 SSR引物在中
间偃麦草之间具有通用性 ,小麦 D基因组与中间偃麦草亲缘关系要远于 A , B 基因组与中间偃麦草关系 , 表明小麦的
A , B , D基因组之间存在遗传差异性。
关键词:小麦;SSR标记;中间偃麦草;通用性;遗传差异
中图分类号:S512.03　　文献标识码:A　　文章编号:1000-7091(2007)06-0050-03
Studies on the Transferability of Common Wheat (T .Aestivum)
Microsatellites(SSR)Markers Used in Thinopyrum intermedium
WANG Li-ming1 , LI Xing-feng2 , LIU Shu-bing2 ,WANG Hong-gang2
(1.Agronomy College of Henan University of Science and Technology ,Luoyang　471003 ,China;
2.Agronomy College of Shandong Agricultural University ,Subcentre of National Wheat
Improvement Centre ,State Key Laboratory of Crop Biology ,Tai′an　271018 ,China)
Abstract:525 pairs of common wheat SSRs primers distributed in the total genomes of T.aestivum were used to i-
dentify the transferability in Thinopyrum intermedium and to analyze the genetic relationship between T .aestivum and
Thinopyrum intermedium.The results were as follows:202 pairs SSRs primers amplified polymorphism between T .aes-
tivum and Thinopyrum intermedium ,which polymorphic percentage was 38.4%.And the polymorphic percentage between
T.aestivum on genome A ,B , D and Thinopyrum intermedium was 34.6%,36.9% and 42.2% respectively.These re-
sults showed that wheat SSRs primers can be used in Thinopyrum intermedium ;the genetic relationship between T .aes-
tivum on genome D and Thinopyrum intermedium was far than that of on genome A ,B ,which indicated that there was ge-
netic differentiation within T.aestivum genome A ,B , and D.
Key words:T.aestivum;SSR;Thinopyrum intermedium;Transferability;Genetic differentiation
　　中间偃麦草[ Elytigia intermedium (Host)Nevski ,
Thinopyrum intermedium (Host)Bark worth &Dewey , A-
gropyron intermedium (Host)Beauv , E1E1E2 E2X X(S tSt)
=EeEeEbEbS tSt =JJJSJSSS , 2n=6x=42]又名天蓝冰
草 ,是禾本科小麦族(Triticeae)中的多年生野生草本
植物 ,耐寒 、耐旱 、多花 、抗倒 、优质 ,高抗小麦的黄矮
病 、条斑病 、锈病 、白粉病等多种病害 ,是小麦的三级
基因源 ,因其容易与小麦杂交而在小麦遗传改良中
具有重要利用价值[ 1] 。
简单序列重复(Simple sequence repeats ,SSR)又
称微卫星(Microsatellites )、短串联重复序列(Short
seqence repeats ,STR),是由少数核甘酸为单位簇集而
成的串联重复序列 ,总长度为几十到几百个 bp ,随
机分布在整个小麦基因组 。以 PCR为基础的 SSR
标记 ,具有操作简单 、多态性高 、稳定性强 、共显性等
特点 ,已经成为小麦一个丰富的遗传标记 ,被广泛地
华北农学报·2007 , 22(6):50-52
用于小麦遗传背景中外源染色体(片断)和同源群归
属的确定 、分子标记和遗传作图研究。还有报道 ,小
麦基因组 SSR引物用于小麦族的近缘种属之间通
用性和遗传多样性研究 ,以及有关基因组进化演变
关系分析等方面 ,目前已有报道小麦 SSR引物在披
碱草属(Elymus)[ 2-4] 、黑麦(Secale cereale L.)[ 5] 、野
生二粒小麦(Triticum dicoccoides)[ 6] 、密穗小麦(T .
compactum)[ 7] 、斯卑尔脱小麦(Triticum .spelta)[ 7]等
小麦的近缘种属得到应用 ,但是 ,还未见有报道普通
小麦 SSR引物在中间偃麦草通用性研究。
本试验利用合成的小麦基因组 SSR引物 ,对其
在小麦和中间偃麦草间的通用性开展研究 ,以期明
确小麦与中间偃麦草亲缘关系 ,为进一步研究和利
用中间偃麦草提供一定依据。
1　材料和方法
1.1　材料
本研究利用的中间偃麦草原引自中国科学院西
北植物研究所 , 由李振声先生提供 , 普通小麦
(AABBDD)烟农 15由国家小麦改良中心(山东泰安)
分中心保存;所用 SSR引物根据 Ro··der 等[ 8] 、Gypta
等[ 9]公布的序列由上海生工公司合成。
1.2　方法
1.2.1　DNA 的提取　叶片 DNA的提取参照 Devos
等[ 10]改进的酚-氯仿提取法 ,略有改动 。
1.2.2　SSR-PCR　参照李文才等[ 11]方法进行。
2　结果与分析
2.1　小麦 SSR在中间偃麦草中的通用性
运用位于小麦A ,B ,D 3个基因组 、7 个同源群
的21条染色体上的总共 525对 SSR引物(总共 532
个位点)对普通小麦烟农 15和小麦近缘属植物中间
偃麦草进行了多态性筛选 ,结果记载于表1。
从表 1看出 ,所供试的 525对小麦 SSR引物分
布于小麦不同基因组的不同染色体上 。其中 ,来自
于A , B , D 3个基因组引物数量分别为 153 对 、192
对和 180 对 ,分布于同一基因组的不同染色体上
SSR引物在数量上也不尽相同 ,位于小麦 4B染色体
上的引物数量最少 ,仅仅为 11对 ,定位于 2B染色体
上引物的数量最多 ,达到 45对。
在这 525对 SSR引物中除极少数引物(如 Xg-
wm175-6D ,SWES221 等)未能在亲本中出现扩增产
物 ,大多数引物均能在双亲间或者双亲之一出现 1
条以上的扩增产物。从 525对 SSR 引物中筛选出
202对在亲本之间扩增出差异带(表 1 、图1),有差异
引物比率达 38.4%。这表明 ,在普通小麦中开发的
SSR引物可以用于普通小麦和中间偃麦草多态性差
异引物的筛选 。从图 1可以看出 ,这些多态性差异
引物在烟农 15和中间偃麦草两者均出现一条或者
一条以上的带型 ,但是扩增片段的长度不一样导致
两者出现差异 ,因而可以利用 。
表 1　烟农 15-中间偃麦草多态性 SSR引物的筛选结果
Tab.1　Polymorphism SSR primers between wheat cv.
Yannong 15 and Thinopyron intermedium
基因组
Genome
同源群
Homologous
所用引物
SSRs
primers
多态性引物
Polymorphic
primers
多态性比率/ %
Polymorphic
percentage
A 1 15 6 40.0
2 28 11 39.3
3 27 9 33.3
4 20 5 25.0
5 29 9 31.0
6 15 6 40.0
7 22 8 36.4
Total
153(156个位点) 54 34.6
B 1 24 10 41.7
2 45 16 35.6
3 28 9 32.1
4 11 5 45.4
5 32 12 37.5
6 23 11 47.8
7 22 9 40.9
Total
192(195个位点) 72 36.9
D 1 20 9 45.0
2 38 19 50.0
3 23 9 39.1
4 15 8 53.3
5 36 14 38.9
6 21 7 33.3
7 28 10 35.7
Total
180(181个位点) 76 42.2
Total
525(532个位点) 202 38.4
2.2　小麦不同基因组与中间偃麦草亲缘关系分析
从表 1看出 ,不同基因组所筛选到多态性引物
数量 、所占比率不尽相同 ,A ,B ,D 3个基因组具有多
态性引物数量分别为 54 , 72 ,76对 ,多态性引物所占
比率分别为34.6%,36.9%和42.2%。这表明 ,小麦
的 3个基因组与中间偃麦草的亲缘关系不完全相
同 , A ,B基因组二者与中间偃麦草亲缘关系略近于
D基因组与中间偃麦草基因组之间的亲缘关系;同
时也说明小麦的 3个基因组之间具有遗传差异性 。
6期 王黎明等:小麦微卫星标记在中间偃麦草中通用性研究 51　
1.烟农 15;2.中间偃麦草;M.Marker;A.引物从左往右依次为 Xgwm272-5D ,Wmc25-2DS ,Xgwm121-7AL/7DL ;
B.引物从左往右依次为 Wmc95-7A , BARC148-1A , BARC158-1AL
1.Yannong 15;2.Thinopyrum intermedium;A.Primers were arranged from left to right as follws:Xgwm272-5D ,
Wmc25-2DS , Xgwm121-7AL/ 7DL;B.Primers were arranged from left to right as follws:Wmc95-7A , BARC148-1A , BARC158-1AL
图 1　部分 SSR引物在烟农 15 与中间偃麦草之间的多态性扩增
Fig.1　Polymorphism SSR primers between Yannong 15 and Thinopyron intermedium
3　讨论
已有研究表明 ,小麦的基因组 SSR引物在披碱
草属 、黑麦 、野生二粒小麦 、斯卑尔脱小麦等小麦族
的近缘种属之间具有通用性 ,可以用于小麦近缘种
属遗传多样性 、及其有关基因组进化演变关系分析
等方面研究 。本研究在对普通小麦烟农 15 与中间
偃麦草通用性研究中发现 ,小麦 SSR引物在中间偃
麦草具有通用性 ,这与前人研究结果类似 ,为不同种
属间可共享某些引物的理论提供了新的证据;研究
还表明 ,小麦的 SSR引物在中间偃麦草具有 SSR扩
增位点 ,说明中间偃麦草具有普通小麦部分同源序
列 ,这为进一步研究与利用中间偃麦草进行小麦的
遗传改良 ,筛选和开发中间偃麦草特异的 SSR标记
提供了理论依据 。
本研究还发现 ,小麦的不同染色体组与中间偃
麦草之间多态性差异不一致 ,说明小麦的 3个基因
组与中间偃麦草之间亲缘关系不尽相同 ,进一步表
明中间偃麦草没有与小麦相同的基因组 ,佐证了小
麦与中间偃麦草之间远同源的亲缘关系;也间接表
明小麦的 3个基因组之间具有遗传差异性 。
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52　 华　北　农　学　报 22卷