全 文 ：中国农学通报 2010,26(20):146-149
Chinese Agricultural Science Bulletin
0 引言
元宝枫(Acer truncatum Bunge) 是槭树科槭树属
落叶乔木，又名元宝槭，因翅果形状像中国古代银锭
“元宝”而得名，为中国特有树种。该树种集优质油料、
鞣料、植物蛋白、化工原料、药用保健及生态保护、特用
木材、红叶特色景观旅游等资源为一身的多效益生态
经济树种，是北方重要的绿化美化观赏树种，被人们格
外钟爱。芽变是植物在大自然条件下产生遗传变异的
重要途径。以往研究树木的种间变异，主要是根据其
形态标记，但是，形态标记数量有限、多态性差、易受环
境影响等。随着分子生物学技术的发展，出现了多种
分子标记技术，使从基因组水平探讨其属间、种间及无
性系间的遗传变异成为可能。与形态标记相比，分子
标记具有许多优点，如直接以DNA形式表现，在植物
的各个组织、器官以及不同发育时期均可检测到，不受
季节、环境条件的影响，不存在表达问题；数量多，遍及
整个基因组；多态性；表现中性；有许多分子标记表现
为共显性，能够鉴定出纯合基因型与杂合基因型，提供
完整的遗传信息等。因此，分子标记被认为是进行遗
传变异评价的理想标记[1]。目前，广泛应用的分子标
记主要有限制性片段长度多态性（RFLP）、随机扩增多
态性（RAPD）、扩增片段长度多态性（AFLP）、简单序
基金项目：国家科技部（2010）农业转化项目；山西省（2008）财政支持农业科技成果转化项目“元宝枫芽变红叶新品种示范与推广”。
第一作者简介：蔺银鼎，男，1955年出生，山西临汾人，主要研究方向园林生态与景观规划设计，曾承担国家863计划、国家自然科学基金和省攻关项
目10项，获得省科技进步奖6项，发表学术论文55篇。通信地址：030801山西农业大学科技处，Tel：0354-6288261，E-mail：sxnd_lyd@sohu.com。
收稿日期：2009-12-10，修回日期：2010-07-27。
元宝枫芽变材料的遗传变异分析
蔺银鼎，崔 翠
（山西农业大学，山西太谷 030801）
摘 要：基于对元宝枫芽变材料的遗传稳定性和与原母本材料的遗传差异性的研究，对以元宝枫芽变材
料为接穗的83株元宝枫植株的秋叶变色变异性状开展了田间观测、叶片花苷色素含量测定及扩增片段
长度多态性（AFLP）遗传变异性分析。结果表明多态性位点占总扩增位点的平均比例为 4.45%。田间
观测发现芽变株在变色效果和花色素苷含量等方面都与原母本株存在着显著差异。其中芽变枝的秋叶
变色率增加了70%，秋叶最佳变色期叶片花色素苷含量增加了1倍。该变异性状可通过无性繁殖稳定
成为一个新品系。
关键词：元宝枫；芽变；秋叶变色；多态性；AFLP分析
中图分类号：Q149 文献标志码：A 论文编号：2009-2612
Genetic Polymorphism Analysis of Bud Mutation in Acer Truncatum Bunge
Lin Yinding, Cui Cui
(Shanxi Agricultural University, Taigu Shanxi 030801)
Abstract: It was carried out to observe variety characteristics of autumn leaves color and anthocyanin content
in leaves that belong to physiological activated material. And then genetic analysis based on AFLP was
completed. The results were that the genetic distance between the variety bud and the pistil late plant was
rather close. But the variety was also clear. In it the amount polyphonic zone was 4.45% of total expand zones
that was change between the mutation bud and the pistil late plant is rather clear on gene level. About that has
been proved by observe result of Acer truncatum Bunge. Variety characteristic of mutation bud were given
below: the color time of the autumn leaves had being moved up and percent of the autumn leaves color and
feminine charms of color have being improved.
Key words: Acer truncatum Bunge; bud mutation; autumn leaves color; polymorphism; AFLP analysis
蔺银鼎等：元宝枫芽变材料的遗传变异分析
列重复（SSR）等，其中AFLP是目前国际上构建DNA
指纹图谱的最新方法之一。选用不同的引物组合，不
同基因型DNA可以有不同的酶切位点，从而产生扩增
片段的长度多态性，即使亲缘关系很近的品种间DNA
差异也可以检测出来，即AFLP技术能检测到大量的
基因位点，灵敏度和分辨率都很高，而且具有良好的重
复性。因此，此项技术在分子生物学、遗传学及生物育
种等领域有广泛的应用前景，自问世以来，备受遗传学
家和分子生物学家的青睐，应用范围也越来越广泛。
特别是近年来AFLP银染技术的发展，大大简化了实
验流程，克服了使用放射性同位素的缺点，AFLP技术
也因此成为研究遗传多样性的最有力工具之一。它结
合了RFLP和RAPD标记的优点，不但简便易行、多态
性检测效率高，而且结果稳定。不仅可用于生物遗传
多样性和类群划分的研究，还可用于基因作图、基因定
位、亲缘关系鉴定、分子标记辅助选择育种、品种鉴定
等研究领域[2]。该试验应用AFLP技术研究元宝枫芽
变材料的遗传变异情况，同时附之以田间观察和生理
指标的测定。以期为元宝枫新品种的培育及其在育种
上的进一步利用提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
元宝枫芽变接穗采自山西农业大学林学院园林植
物资源圃芽变枝无性繁殖圃，砧木为当地的元宝枫
苗。生理测定和AFLP分析的材料采自嫁接芽变枝和
芽变枝母本株（2007—2008）。
1.2 方法
1.2.1 芽变元宝枫秋叶的田间观察及其花色素苷的测
定 定期观察元宝枫秋叶颜色变化，对变色时间、变色
率进行统计分析。观测指标：（1）变色起始期：指群体
内第一片叶片开始明显着色的时间（枝梢的嫩叶和有
明显病变的叶片除外）。（2）变色指数：包括1/3变色率
和 1/2变色率。前者指单叶变色面积达到 1/3，后者指
单叶变色面积达到 1/2。其中，变色面积达到 1/3时视
为变色叶片。
每隔7天通过HPLC方法测定元宝枫秋叶的花色
素苷含量，分析芽变植株与对照植株的花苷素差异[3-4]。
1.2.2 AFLP分析 采用改进的CTAB法[5-6]提取元宝枫
基因组DNA，用紫外分光光度法测定DNA的纯度,用
琼脂凝胶电泳检测DNA的分子大小。使用 Invitrogen
生产的AFLP试剂盒对DNA样品进行酶切-连接、预扩
增、选择性扩增。预扩增引物采用EcoR I /Mse I引物
组合，选择性扩增采用EcoR I+3/Mse I+3引物组合（从
64对引物组合中，筛选出 5对扩增引物：E-AAC/
M-CAT， E-AGT/M-CGC， E-ACG/M-CTA， E-ACT/
M-CTC，E-AAC/M- CTA）。
将选择性扩增产物载于 6.5%聚丙烯胺凝胶进行
电泳。电泳结束后，通过SAGAMX软件对数据进行处
理，采用SPSS（13.0版）软件对统计数据进行分析，用
离差平方和法计算材料间的遗传距离。
2 结果与分析
2.1 芽变元宝枫秋叶变色变异性状的田间观察
此试验选取83株芽变元宝枫作为实验材料，观测
其秋叶（单叶、单株）的变色特性，并与对照进行对比分
析。图1、图2和表1显示了元宝枫芽变材料和对照普
通元宝枫品种在 9月 16日—10月 24日之间秋叶变色
的动态过程。
由表 1可以看出：芽变材料的开始变色时间比对
照提前 14天，单株着色叶片数平均达到 1/3的时间对
照提前了24天；达到1/2时的时间则提前了8天，整株
叶片全部变色的时间则提前了 4天，群体变色率提高
了70%；同时显示出，元宝枫秋叶变色在国庆节前比较
缓慢，国庆节后变色速率大大加快，这可能是由于国庆
节后昼夜温差和最低温度都急剧下降的缘故。与对照
0
20
40
60
80
100
120
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19
时间动态/d
变
色
率
/%
芽变材料 普通品种
0
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芽变材料 普通品种
图1 元宝枫芽变材料秋叶单叶着色特性的变异 图2 元宝枫秋叶单株着色特性的变异
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相比，元宝枫芽变材料秋叶的变色时间提前，变色率和
色泽的鲜艳度明显提高。
2.2 元宝枫芽变枝与母株的花色素苷含量的差异分析
花色素苷是决定元宝枫秋叶变色的主要生理活
性物质，一般情况下元宝枫秋叶中的花色素苷含量与
秋叶变色（红色）的性状表现成正比。此试验通过
HPLC对元宝枫芽变材料和母本植株秋叶的花色素苷
含量进行了测定，如图3所示。
结果表明：在初期，芽变枝和母本植株叶片中花色
素苷含量相差不大，但进入10月份后前者花色素苷含
量迅速增加，而后者的花色素苷含量增加缓慢；至 10
月31日，元宝枫芽变枝叶片中花色素苷含量比10月3
日增加了 1.4倍，母本植株仅增加了 0.8倍；到 10月 24
日芽变元宝枫已达到红叶最佳观赏期，此时芽变枝花
色素苷的含量是母本植株的 2倍。经方差分析，在元
宝枫秋叶变色敏感期（10月10日~10月17日），芽变枝
与对照母本株的花色素苷的含量差异十分明显，达到
极显著差异水平（P<0.01）（表2）。
2.3 元宝枫芽变枝遗传变异的多态性分析
试验利用5对引物组合进行AFLP分析，共在247
位点上扩增出条带（表3），平均每对引物扩增位点49.4
个。5对引物共扩增出多态性位点 11个，平均每对引
物多态性扩增位点为2.2个，多态性位点占总扩增位点
的比例平均为4.45%。
采用 SPSS (13.0版)统计软件，应用离差平方和
法，计算出了芽变材料与母本株之间的遗传相似值为
0.971，平均遗传距离为 0.029。表明元宝枫芽变材料
在DNA分子水平发生了改变，与母本植株之间存在着
遗传差异（表4）。
表1 芽变元宝枫秋叶变色时间格局
注：[1]指单株有1/3的叶片开始着色；[2]指单株着色叶片数平均达到1/3。
品种类型
芽变嫁接植株
母本植株
开始变色时间[1]
16/9
30/9
变色达到1/3[2]
20/9
12/10
变色达到1/2
8/10
16/10
全部变色
14/10
18/10
变色率%
90
20
图3 元宝枫叶色转变过程中花色素苷含量的变化
0.0001.000
2.0003.000
4.0005.000
6.0007.000
8.0009.000
9.12 9.19 9.26 10.3 10.10 10.17 10.24 10.31
月/日
花
青
素
含
量
芽变材料
母本植株
表2 元宝枫芽变材料与母本植株的花色素苷含量方差分析
试材
芽变枝
母本植株
花色素苷含量
7.70
4.37
差异显著性
0.05
a
b
0.01
A
B
部位
上位叶
下位叶
上位叶
下位叶
花色素苷含量
6.87
8.54
4.20
4.54
差异显著性
0.05
ab
a
c
bc
0.01
AB
A
B
B
选择碱基（E/M）
AAC/CAT
AGT/CGC
ACG/CTA
ACT/CTC
AAC/CTA
Total
扩增位点（No.）
21
35
85
57
49
247
多态性位点（No.）
2
3
0
5
1
11
多态性位点比例/%
9.5%
8.6%
0%
8.77%
2.0%
4.45%
表3 筛选出的五对引物组合对元宝枫材料的扩增结果
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蔺银鼎等：元宝枫芽变材料的遗传变异分析
3 结论
（1）芽变枝与母本枝的遗传相似率达到97.1%，变
异率达到 4.45%，说明两者既有着极其相近的遗传关
系，又存在的明显的遗传变异。从遗传角度可以初步
认为芽变材料是由母株产生的变异株。
（2）该芽变材料的主要变异在于其秋叶变红的比
率和时间都与原母株产生了明显的变异，在太谷地区，
该芽变材料与母株相比，其秋叶的变色时间明显提前，
变色率和色泽的鲜艳度明显提高。其中，芽变材料的
开始变色时间比对照提前14天，单株变色叶片数平均
达到1/3的时间比对照提前24天，达到1/2时的时间则
提前了8天，整株叶片全部变色的时间则提前了4天，
群体变色率提高了70%。此结果可以认为是该芽变材
料的主要变异性状。
（3）在元宝枫秋叶最佳观赏期，芽变材料秋叶的花
色素苷含量达到原母株的两倍。此结果可以作为该芽
变材料主要性状变异的生理指标。
4 讨论
元宝枫秋叶在丘陵山区变色是比较普遍的。甚
至在北方平川地区个别植株也有可能变色。此试验对
元宝枫芽变枝进行多次嫁接繁殖，发现其秋叶变色的
性状基本上能够稳定的表现。至于在有性繁殖条件下
该性状的遗传变异特点，由于其实生苗须经 7~8年以
后方能正常结果。因此其芽变枝的秋叶变色性状是否
能够通过子代稳定的遗传下去尚需经过实践才能下结
论。
此试验仅仅对元宝枫芽变枝的秋叶变色性状作
了田间观察统计和生理生化分析，至于其是否在其他
性状方面还存在着变异，并未进行相关的研究，因此不
能认为秋叶变色是该芽变枝的唯一变异性状。在
AFLP分析中，芽变枝的遗传多态性占到了 4.45%，这
其中除了秋叶变色性状变异之外，很可能还包括其他
性状的变异内容。
参考文献
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引物组合
差异带数
总数
遗传相似值（S）
遗传距离（D）
E2/M4
1
0
2
0.951
0.049
2
2
E4/M5
1
0
3
0.957
0.043
2
3
E5/M6
1
0
0
1
0
2
0
E3/M7
1
0
5
0.957
0.043
2
5
E2/M6
1
0
1
0.990
0.01
2
1
表4 元宝枫普通种和芽变材料的遗传关系分析
注：1代表母本株，2代表芽变枝。
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