全 文 ：中国农学通报 第22卷 第 12期 2006年 12月
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魔芋为天南星科（Araceae）魔芋属（Amorphophal-
lusBlume）多年生草本植物，全属共有163个种[1]。中
国发现并命名的有 21个种，其中白魔芋（Amor-
phophalusalbusLiuetChen）是中国所特有的一个种，
也是中国的主栽种之一，自然分布区在中国金沙江河
谷地带，主要在四川省南部及云南省北部。经过调查发
现，白魔芋种内资源的叶柄特征类型很多，分布混乱，
各类型的经济性状及亲缘关系目前都不清楚。因此，研
究白魔芋种质资源搞清其亲缘关系是一个亟待解决的
问题[2]。传统的分类方法主要是基于对叶片、叶柄、块
茎尤其是对佛焰苞等花器的形态观察[3]，但是由于魔
芋的生长期长且花器官等形态特征容易受到环境的影
响而发生变化，给分类带来了一定的困难。
RAPD是建立在聚合酶链式反应(Polymergise
chainreaction,PCR)基础之上的一种分子标记技术[4]，
可直接反映基因组DNA的多态性，具有操作简便迅
速，不受外界环境的影响且可信度高等特点，广泛用于
多种植物资源关系的鉴定及分类[5]。目前尚未有关于
第一作者简介:张盛林，男，四川郫县人，1963年出生，硕士，西南大学园艺园林学院副研究员，主要从事魔芋作物的生理生态及育种研究。通信地址：
400716重庆市北碚区西南大学园艺园林学院Tel：023-68250731，E-mail：zgmyxh@126.com。
收稿日期:2006-09-07，修回日期：2006-09-14。
白魔芋种质资源的RAPD分析
张盛林,孙远航
（重庆市蔬菜学重点实验室，西南大学园艺园林学院，重庆400716）
摘 要:白魔芋原产于中国,是魔芋属中品质最优的种,种内资源类型丰富,为进一步分析各类型或产
地间的亲缘关系,应用RAPD分子标记技术,用40个随机引物(10-mer)对34份白魔芋种内资源基因
组 DNA进行 PCR扩增,有 11条引物能够在 34份材料中扩增出 112条稳定的带,其中有 93呈多态
性。用dps软件对扩增产物进行聚类分析,根据聚类结果将34份材料划分为5类,通过与叶柄斑纹比
较分析,发现各类与叶柄斑纹关系不紧密,而有较为明显的地域相关性,该结果为深入了解白魔芋种
内资源的亲缘关系,提供了分子水平的依据。
关键词:白魔芋;种质资源;遗传分析;RAPD
中图分类号:S632.9 文献标识码:A
RAPDAnalysisoftheAmorphophalusalbusGermplasm
ZhangShenglin,SunYuanhang
(ChongqingKeyLaboratoryofVegetableResearches,ColegeofHorticultureandLandscapeArchitecture,
SouthwestUniversity,Chongqing400716)
Abstract:AmorphophalusalbusnativetoChinaisoneofthepreciouswildspeciesinthegenus
Amorphophalus.Therichgeneticvariationswerealsofoundwithinthespecies.UsingtheRAPD
techniques,thephylogeneticrelationshipsamongthediferentbio-typesororiginplacesofthespecieswere
analyzedinthepresentstudy.ThegenomicDNAsisolatedfrom34accessionsofA.albuswereamplified
byusing40decamerprimers.Elevenprimersshowedconsistentbandingpaternsandamplificationsinal
thematerialstestedandproduced112bands,ofwhich93bondswerepolymorphic.Clusteranalysisusing
dpsprogramshowsthatthe43materialsweredividedinto5groups.Acomparisonofthisresultwiththe
leaf-stemmorphology,wefoundthattheclusterswerehighlycorelatedwiththegeographicoriginsofthe
materials.Thisresultprovidedmolecularinformationforabeterunderstandingofthegeneticrelationship
ofA.albusspecies.
Keywords:Amorphophalusalbus,Germplasm,Geneticanalysis,RAPD
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5个县，其详细来源见表1。
1.2方法
1.2.1DNA的提取 用改良的 CTAB法[6]从白魔芋叶
片中提取基因组DNA，并做了一定的改动。在5ml的
离心管中将魔芋叶片用液氮磨碎，在离心管中加入预
冷的预提取液 4ml，同时加入 10%5MKAc冰浴
10min；然后将离心管放入离心机中 7000r/min离心
10min，留沉淀；在5ml的离心管中加入3ml的预热的
2×CTAB用力摇匀，65℃水浴1h；在7000r/min下离
心10min，取上清夜，加入等体积的氯仿：异戊醇轻轻
混匀5min，在10000r/min下离心10min，取上清夜；加
入预冷的2倍体积的无水乙醇，同时加入10%的5M
NaAc轻轻颠倒几次，放入4℃冰箱中沉淀1h；将絮状
沉淀勾出加入 70%的乙醇冲洗 3次，10000r/min下
4℃离心3min，去掉上清液，在室温下风干；加无菌水
溶解待用。
1.2.2反应体系的建立 采用L1645正交设计方法，对反
应体系中的Taq聚合酶、Mg2+、引物、gDNA、dNTP的
用量进行正交试验，扩增产物在紫外成像系统中进行
观察，从而得出最佳的PCR反应体系。正交设计见表
2。
1.2.3RAPD分析 使用在正交试验中表现效果最佳的
处理作为RAPD反应体系，选用sangon合成的10碱
基RAPD引物，在PCR扩增仪上进行。反应程序为：
白魔芋种内资源研究系统的报道。为了系统的研究中
国白魔芋资源，研究采用RAPD技术对34份白魔芋
资源材料进行亲缘进化关系的分析,以期为白魔芋育
种提供基础资料。
1材料及方法
1.1材料
试验所用的34份白魔芋材料采自白魔芋的主要
分布地——金沙江流域的金阳、雷波、屏山、永善、绥江
表1试验用白魔芋材料
表2L1645正交设计表
93℃ 预 变 性 5min，93℃ 1min，36℃ 1min，72℃
2min，35个循环，72℃延伸10min，4℃保存。RAPD扩
增产物在1.5%的琼脂糖凝胶上电泳，电极缓冲液为
1×TAE（40mmol/LTris-HCI+2mmol/LEDTA-2Na），溴
化乙锭（EB）直接加入使其终浓度达到1μg/L。稳压
100V，1h后结束电泳。在紫外成像仪上观察并照相。
2结果与分析
2.1白魔芋材料基因组DNA的提取及稀释
将用改进的CTAB方法提取出的基因组DNA取
出5μl加入1μl的6×Bufer在1%的琼脂糖凝胶上
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带的清晰度以及多态性方面都是16个组合中最好的，
以此选择水平3为PCR反应最佳体系。反应总体积
25μl，其中 Bufer（10×）2.5μl；Taq聚合酶(5U)
0.25μl；Mg2+（25mM）1.8μl；引物（10pM）1μl；gDNA
（40ng）1μl；dNTP(10mM)0.6μl；ddH2O17.85μl。
2.3RAPD引物筛选
利用上述反应体系在40个10-mers随机引物中
进行筛选，选择能够在34份材料中都有扩增产物的引
物作为试验的有效引物。其中11个引物在全部的34
份材料中均有扩增产物，11个有效引物在34份试验
电泳。根据电泳结果确定各材料基因组DNA的最终
浓度并进行稀释，使其浓度为40ng/μl。
2.2反应体系的建立
采用L1645正交设计方法，对反应体系中的Taq聚
合酶、Mg2+、引物、gDNA、dNTP的用量进行正交比较，
扩增产物用1.5%的琼脂糖凝胶进行电泳，电泳后在紫
外成像系统中进行观察，见图1。
从电泳图上可以看出正交设计中的水平3无论从
图1L1645正交PCR试验电泳结果
材料中的扩增条带数及多态性条带的统计见表3。
由表3可知11个有效引物在34份材料中共扩增
出 DNA条带 112条，其中呈现多态性的条带有 93
条，占总带数的83.1%，其余的19条带为34份材料所
共有，占总带数的16.9%。11个有效引物中多态性最
高的是AW43285（TGTAGCTGGG），多态性条带达到
92.86%；多态性最差的是 AW95902（GGGTGTG-
TAG），其多态性仅达到60%。11个有效引物中扩增带
数最多的是AW43285（TGTAGCTGGG），扩增条带最
少的是AW95902（GGGTGTGTAG），见图2、3。
2.4RAPD带的聚类分析
对表 3中 11个有效引物所扩增的 112条 DNA
条带进行聚类分析，得到34份材料的聚类图（如图
4）。
表311个有效引物在34份材料中的扩增结果
图2引物AW43285对34份白魔芋材料的扩增结果
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由聚类结果可以看出A类中除了4号来自四川
金阳，16号来自云南永善外，其它6份白魔芋材料都
来自四川雷波；B类中除了13号、44号材料来自四川
雷波，其它的10份材料均来自云南永善；C类中除了
41号来自四川屏山，42号、43号来自四川雷波外，其
它的7份材料均来自四川金阳；D类中10号、11号材
料来自四川雷波，49号来自云南绥江；E类只有一种
材料32号来自四川金阳。
3结果与讨论
张玉进等（1998年）[7]以中国的 22份材料（若干
种）的球茎进行了RAPD分析，将22份材料分为6个
组，反映了各资源间的亲源关系。试验获得了以叶片为
试材的白魔芋RAPD反映的最佳体系，并将34份白
魔芋资源材料分为5类，通过与叶柄斑纹比较分析，发
现各类与叶柄斑纹关系不紧密，而有较为明显的地域
相关性，其中也存在少量交叉分布的情况，这可能与白
魔芋自身的分布及其人为的引种因素所导致的。由于
叶柄斑纹深浅及大小可能随环境变化而变化，因此这
5类材料的分类及与地上性状的相关性还有待进一步
观察。综上所述，RAPD技术能够在分子水平上对白魔
芋种内资源材料进行亲缘关系的分析，而其方法简便，
结果直接客观，可以为研究白魔芋资源提供一种可靠
的手段，也可为白魔芋育种提供基础。
参考文献
[1] HeterscheidW.ItenbachS.Aroideana[J],1996,19:13-16.
[2] 刘佩瑛,陈劲枫.魔芋属一新种.西南农业大学学报[J],(1):67-69.
[3] 李恒,龙春林.中国魔芋属的分类问题.云南植物研究 [J],20(2):
167-170.
[4] Wiliams.J.G.,Kubelik.A.R.,Livak.K.J.,etal.DNA
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markers.Nucl.AcidsRes.[J],18:6531-6535.
[5] SchnelRJ,RonningCM,KnightJR.Identificationofcultivarsand
validationofgeneticrelationshipsinMagiferaIndiaL.usingRAPD
markers.Theor.Appl.Genet.[J]1995,(90):269-274.
[6] PennerGA.ReproducibilityofrandomamplifiedpolymorphicDNA
(RAPD) analysis among laboratories PCR Methods and
Applications[J].1993,2:341-345.
[7] 张玉进.魔芋种质资源的RAPD分析研究.西南农业大学学报[J],
2001,23(3):421-426.
（责任编辑：杜 宏）
图3引物AW95902对34份白魔芋材料的扩增结果
图434份材料亲缘关系聚类图
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