免费文献传递   相关文献

坛紫菜(Porphyra haitanensis)SRAP分子标记体系的构建及种质材料的遗传分析



全 文 :  第 18卷 第 3期 2008年 3月
*学术论文*
坛紫菜(Porphyra haitanensis)SRAP分子标记
体系的构建及种质材料的遗传分析*
谢潮添 陈昌生** 纪德华 徐 燕 徐元君
集美大学水产学院 , 厦门 361021
 2007-07-17收稿 , 2007-08-30收修改稿
  *国家自然科学基金(批准号:40676077)、 国家 “八六三” 计划(批准号:2006AA10A413)、 福建省科技重大专项(批准号:2004NZ03)
和福建省自然科学基金(批准号:2007 J0064)资助项目
 **通信作者 , E-mail:cs chen@jmu.edu.cn
摘要  利用正交设计对影响坛紫菜SRAP 标记分析的5个因素(模板 DNA , Mg2+ , Taq 酶 , 引物 ,
dNTP 浓度)在 4个水平上进行优化 , 筛选出各反应因素的最佳水平 , 建立了坛紫菜 SRAP 标记分析
的最佳反应体系.然后利用该体系对 15个坛紫菜种质材料进行了遗传多样性分析 , 筛选出15对可以
扩增出清晰稳定条带的引物组合 , 共获得244个位点 , 其中 184个位点具有多态性 , 占75.4%.15个
供试材料间的平均遗传距离为 0.2904 , 有效等位基因数为 1.3758 , 期望杂合度为0.2303 , Shannon多
样性指数为 0.3559.应用非加权成组配对法(UPGMA)对它们进行了聚类分析.结果表明供试的坛紫
菜种质材料间存在着较高的遗传多样性 , 这为后续的坛紫菜遗传育种提供了丰富的遗传变异信息.
关键词  坛紫菜 正交设计 SRAP 遗传多样性
  坛紫菜(Porphyra hai tanensis)是我国人工栽培
紫菜的两个主要种类之一 , 原产于福建 , 是我国特
有暖温带性种类 , 产量约占全国紫菜总产量的
75%[ 1] .种质资源的收集 、 鉴定 、 评价和保存是坛
紫菜良种选育的重要基础.近年来 , 随着基础研究
的加强和生物技术的采用 , 坛紫菜育种和栽培技术
得到了快速发展 , 但与此同时在种质资源研究上也
暴露出了不少问题 , 具体表现在:遗传背景不清
楚 , 生物多样性研究十分欠缺 , 缺乏科学的种质鉴
定技术等 , 这些问题严重阻碍了坛紫菜的良种选育
和推广 , 使生产效益受到了极大的影响.为此 , 加
强坛紫菜的种质资源研究 , 弄清遗传背景 , 开发出新
的良种选育策略和种质鉴定技术十分重要.分子标记
技术可以为这些问题的解决提供良好的技术手段.
常用的分子标记技术如限制性片段长度多态性标
记技术(RFLP), 随即扩增多态性标记技术(RAPD),
扩增片段长度多态性标记技术(AFLP)和简单重复序
列标记技术(SSR)等都已经在坛紫菜[ 2—8] 及其他海
藻[ 9—12] 的遗传分析及分子标记辅助育种中得到了尝
试应用.而相关序列扩增多态性标记技术(SRAP)现
已在高等植物的遗传多样性分析[ 13—15] , 杂种优势预
测[ 16] , 比较基因组学研究[ 17] , 遗传图谱构建及基因
定位[ 18 , 19] 等中得到了广泛应用.本研究采用该技术对
15个野生坛紫菜种质材料进行了遗传分析.
1 材料与方法
1.1 材料
供试的 15个坛紫菜种质材料均采自福建沿海 ,
经人工选育 、纯化并保存于福建省坛紫菜种质资源
库中(表 1).培养条件为:温度(20±1)℃, 光照强
度 1200 lx , 光周期 12 h(光):12 h(暗).
247
表 1 供试坛紫菜的种质编号 、产地及特点
序号 种质编号 产地 种质特点 序号 种质编号 产地 种质特点
1 YSⅠ 平潭苏澳岛 生长速度快 ,色泽鲜艳 ,藻体长 ,薄 9 YS Ⅶ -1 厦门大嶝 生长速度较慢 ,藻体宽,薄
2 YSⅡ 平潭东澳岛 生长速度快 ,色泽鲜艳 ,藻体宽 ,薄 10 YS Ⅶ -2 厦门大嶝 生长速度较慢 ,藻体窄,厚
3 YSⅢ 平潭东甲岛 生长速度快 ,色泽鲜艳 ,藻体宽 ,厚 11 YSⅧ 漳浦古雷 生长速度慢 ,藻体宽 ,易成熟
4 YSⅣ 平潭将军山 生长速度慢 ,藻体红褐色 ,窄 12 YSⅨ 东山岛 生长速度中等 ,藻体宽,厚
5 YSⅤ-1 平潭将军山 生长速度快 ,藻体宽 ,不易成熟 13 YSⅩ-2 平潭南海 生长速度慢 ,藻体宽 ,厚
6 YSⅤ-2 平潭将军山 生长速度快 ,藻体窄 ,易成熟 14 YSⅩ-3 平潭南海 生长速度中等 ,藻体窄,薄
7 YSⅤ-3 平潭将军山 生长速度快 ,藻体宽 ,不易成熟 ,基部呈绿色 15 YSⅪ 平潭南赖 生长速度较快 ,藻体长,厚
8 YSⅥ 平潭草屿 生长速度慢 ,基部呈棕褐色 ,藻体宽 ,厚
表 2 引物编号及其序列
正向引物编号 序列(5′—3′) 反向引物编号 序列(5′—3′)
M E1 T AGGT CCAAACCGGA TA EM1 GACTGCGTACGAA TTCAA
ME 2 TAGGTCCAAACCGGAGC EM 2 GACTGCGT ACGAAT TCTG
ME 3 T AGGT CCAAACCGGAA T EM 3 GACTGCGT ACGAA TTCGA
ME 4 TAGGTCCAAACCGGACC EM 4 GACTGCG TACGAAT TAA T
ME 5 T AGGT CCAAACCGGAAG EM 5 GACTGCGT ACGAAT TTGC
ME 6 TGAG TCCAAACCGGACA EM 6 GACTGCG TACGAAT TCCA
ME 7 TGAGTCCAAACCGGACG EM 7 GACTGCGT ACGAA TTGAC
ME 8 TGAGTCCAAACCGGACT EM 8 GACTGCGTACGAAT T TGA
ME 9 TGA GTCCAAACCGGAGG EM 9 GACTGCGTACGAA TTA AC
ME 10 TGA G TCCAAACCGGAAA EM 10 GACTGCGT ACGAA TTGCA
  所用生化及分子生物学试剂均购自上海生工生
物工程有限公司.PCR 扩增所采用引物依据 Li 与
Quiro s[ 13] 设计的成套 SRA P引物 , 分别选取正向和
反向引物 10条(表 2), 大连宝生物工程有限公司合
成.
1.2 紫菜总 DNA的提取及检测
收集培养液中培养的各种质材料的自由丝状体
用滤纸吸干后 , 取 0.5 g 置于微型匀浆机中高速匀
浆 , 然后采用 CTAB法[ 20] 稍作改良后进行 DNA 的
提取和纯化.用 1.0%的琼脂糖凝胶电泳检测所提
取 DNA 的完整性 , 并在 Beckman DU-600 紫外分
光光度计上测定 DNA 浓度.
1.3 PCR反应因素水平的确定与正交设计
为确定 SRA P-PCR 反应中 5 个因素(Taq 酶 、
Mg
2+ 、模板 DNA 、 dNTP 、引物)的最佳水平 , 采
用正交设计 L16(45)在 4 个水平上进行检验(表 3),
L16(45)的设计方案如表 4所示.
表 3 影响 PCR反应的因素
因素 体系终浓度
Taq酶/ U 0.5 1.0 1.5 2.0
Mg2+/(mmol· L-1) 1.5 2.0 2.5 3.0
模板 DNA/ n g 5 10 15 20
dNT P/(μmol· L -1) 100 150 200 250
引物/(nmol· L-1) 100 150 200 250
  将表 4的 16个处理分别重复 3 次.PCR在 M J
Reseach PTC-200型扩增仪上进行 , 反应程序为:
95 ℃5m in;94 ℃1min , 35 ℃1min , 72 ℃ 2min ,
5个循环;94 ℃ 1 min , 48 ℃ 1 min , 72 ℃ 2 min ,
35个循环;72 ℃10min.扩增产物在 8%的聚丙烯
酰胺凝胶上于60W 恒功率电泳1.5h , 经银染显色 ,
扫描仪记录结果.
实验结果首先依据何正义等[ 21] 的方法按照遗传
多样性分析的要求将16个处理从高到低依次评分 , 3
次重复分别独立统计.然后应用 SPSS软件进行统计
分析 , 得到坛紫菜SRAP 标记分析的最佳反应体系.
248  第 18卷 第 3期 2008年 3月
表 4 影响 PCR 反应因素的 L16(45)正交试验设计方案
编号 Taq酶/
U
Mg2+/
(mmol · L -1)
模板 DNA/
ng
dN TP/
(μmol· L -1)
引物/
(nm ol· L -1)
1 0.5 1.5 5 100 100
2 0.5 2.0 10 150 150
3 0.5 2.5 15 200 200
4 0.5 3.0 20 250 250
5 1.0 1.5 10 200 250
6 1.0 2.0 5 250 200
7 1.0 2.5 20 100 150
8 1.0 3.0 15 150 100
9 1.5 1.5 15 250 150
10 1.5 2.0 20 200 100
11 1.5 2.5 5 150 250
12 1.5 3.0 10 100 200
13 2.0 1.5 20 150 200
14 2.0 2.0 15 100 250
15 2.0 2.5 10 250 100
16 2.0 3.0 5 200 150
1.4 15个坛紫菜种质材料的 SRAP 标记分析及数
据分析
以建立的 SRAP 标记分析最佳反应体系对 15
个坛紫菜种质材料进行遗传分析 , PCR扩增反应程
序及产物检测方法同 1.3.
按条带清晰 、 稳定的原则对电泳图谱进行统
计 , 每一样品电泳图谱中每一条带的迁移位置记为
一个位点 , 相同迁移位置条带的有无分别记为 1 和
0 , 形成 1 , 0矩阵 , 然后应用 POPGENE软件分别
统计以下参数:(i)多态位点百分数(P);(ii)遗
传相似性系数(GS)和遗传距离(GD);(iii)平均每
个位点的观察等位基因数(Na);(iv)平均每个位
点的有效等位基因数(Ne);(v)期望杂合度(h);
(vi)Shannon多样性指数(Ⅰ).
根据 Neis遗传距离计算结果 , 采用算数平均
数的 UPGMA 法对 15个坛紫菜种质材料进行聚类
分析.使用软件为 N TSYSpc 2.10e.
2 结果与分析
2.1 正交试验结果及分析
2.1.1  电泳结果评分 依表 4 的设计方案进行
SRAP-PCR扩增 , 对 3次重复实验的电泳结果分别
进行评分 , 结果如表 5所示.
表 5 正交设计 PCR 产物电泳结果评分
重复
组数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
第一组 1 2 8 4 16 15 9 3 6 14 7 13 12 11 5 10
第二组 2 5 14 6 15 16 9 8 3 4 13 7 12 10 11 1
第三组 3 6 15 5 9 16 7 13 2 4 14 8 11 12 10 1
2.1.2 各因素间对 SRAP-PCR 反应影响的差异分
析 采用 SPSS软件对上述处理的评分结果进行方
差分析(表 6), 由 F 值可知 , SRAP-PCR反应体系
中引物浓度水平对反应结果影响最大 , 而 dN TP 浓
度水平的影响最小 , 各因素水平对 SRAP-PCR反应
结果的影响从大到小依次为:引物 , Taq 酶 ,
Mg2+ , 模板 DNA和 dN TP.
表 6 PCR反应各因素间方差分析
自由度
(DF)
方差
(SS)
均方
(MS) F 值
显著性水平
(P)
Taq酶 3 181.833 60.611 5.962 0.002
Mg2+ 3 99.833 33.278 3.273 0.034
模板 DNA 3 17.167 5.722 0.563 0.643
dNTP 3 5.667 1.889 0.186 0.905
引物 3 390.167 130.056 12.792 0.000
误差 32 325.333 10.167 ——— ———
总计 48 4488.000 ——— ——— ———
  从显著性水平值还可以看出模板 DNA 和
dNTP 两个因素在各水平上 SRA P-PCR反应结果的
差异不显著(P>0.01), 因此在具体扩增时 , 可以
选取正交试验中得到最佳扩增结果时的模板 DNA
浓度和 dN TP 浓度(5ng 和 250μmol ·L-1)作为坛
紫菜 SRAP-PCR反应的最佳水平.而引物 、 Taq酶
两个因素各水平 SRAP-PCR反应结果的差异则达到
了极显著水平(P<0.01), Mg2+各水平 SRA P-PCR
反应结果的差异达到显著水平(0.01

因此我们进一步对引物 、 Taq酶及 Mg 2+3个因素进
行了因素内多水平比较分析 , 结果如图 1 所示.由
图中可以看出 , 引物 、 Taq酶和 Mg2+浓度分别为
200nmol·L-1 , 1.0 U 和 2.5mmol ·L -1时可以使
SRA P-PCR反应得到最佳扩增结果.
综上所述 , 经过正交优化设计 , 确定坛紫菜
SRA P标记分析的最佳反应体系为 :2 5μL的反应
249 第 18卷 第 3期 2008年 3月
图 1 各因素与 PCR扩增结果均值关系图
(a)引物浓度与 PCR扩增结果均值的关系;(b)Taq酶量与PCR扩
增结果均值的关系;(c)Mg2+浓度与 PCR扩增结果均值的关系
体系中含 2.5μL 10×PCR缓冲液 , 5ng 模板 DNA ,
2.5mmol·L-1Mg2+ , 1.0 U Taq酶 , 200 nmol·L-1
引物 , 250μmol·L-1 dNTP .
2.2 15个坛紫菜种质材料的 SRAP标记分析结果
2.2.1 SRAP-PCR扩增结果 在 SRAP-PCR扩增
实验中 , 以提取的 15 个坛紫菜种质材料基因组
DNA 为模板进行引物筛选 , 从 10条正向和10条反
向引物的随机组合中筛选出 15 对引物组合 , 它们
可以扩增出清晰 、 重复性好 、多态性高的条带(部
分引物组合的扩增结果见图 2).这 15 对引物组合
共扩增出 244个位点 , 其中 184个位点具有多态性 ,
多态位点百分率(P)为 75.4%.每个引物扩增的位
点数为9—23个 , 平均为16.3个 , 扩增的条带大小
在 120—1900 bp之间.而且每个种质材料间的扩增
都存在差异 , 没有两个个体的扩增结果完全相同 ,
这反应出各坛紫菜种质的基因组结构组成存在较大
差异 , 同时也显示 SRAP 标记具较高的分辨率.各
引物组合及其扩增结果见表 7.
2.2.2 遗传多样性分析结果 将扩增出的 DNA 条
带记录在 1/0矩阵中 , 通过 Nei的方法 , 分别计算
得到 15 个坛紫菜种质材料间的遗传相似性系数
(GS)和遗传距离(GD)(表 8).由表 8中可以看出 ,
15 个坛紫菜种质材料的遗传距离在 0.1173—
0.6530之间 , 平均为 0.2904.
进一步利用 POPG EN E 软件分析 15个坛紫菜
种质材料的遗传变异情况 , 结果如表 9所示.
2.2.3 聚类分析结果 根据 15 个坛紫菜种质材料
间的 Nei遗传距离进行 UPGMA 聚类分析 , 结果见
图 3.从图中可以看出 15个坛紫菜种质材料并不按
照它们的采集地聚集成群 , 而是随机分群的.
3 讨论
3.1 分子标记技术在紫菜遗传分析中的应用
RAPD标记由于具有操作简单 、 对 DNA 质量
要求不高以及实验成本较低等优点 , 目前已经成为
紫菜遗传分析中最为常用的一种标记技术 [ 2—4 , 10] ,
但 RAPD标记的重复性及稳定性较差的缺点也在很
大程度上限制了它的进一步应用;RFLP 和 AFLP
标记技术虽然具有实验结果稳定 、 可靠 , 分辨率和
重复性高等特点 , 并在紫菜遗传分析中也得到了应
用[ 8 , 9 , 11] , 但由于紫菜细胞壁中多糖含量高 , 难于制
备符合要求的基因组 DNA [ 22] , 以及实验步骤烦琐
等原因 , 该两种标记技术无法得到大规模推广应
用;SSR标记技术作为第二代的分子标记技术 , 已
经在高等植物中得到了广泛应用[ 23] , 然而在紫菜中
却由于基因组序列数据积累较少[ 1] , 从头开发紫菜
的 SSR标记引物步骤烦琐 , 成本高等原因而应用较
少[ 5] .SRAP 标记技术克服了以上各标记技术的缺
点 , 具有对 DNA 质量要求低 , 多态性高 , 产率中
等 , 重复性好 , 操作简单 , 在基因组中分布均匀 ,
引物具有通用性 , 设计引物无须预先知道基因组序
列 , 而且其正向引物可以与反向引物两两搭配组
合 ,用少量引物即可组配得到多个引物对从而提高
250  第 18卷 第 3期 2008年 3月
图 2 部分引物组合的 SRAP-PCR 扩增结果
表 7 SRAP-PCR扩增的引物组合及扩增的位点数
引物组合 位点总数 多态位点总数 各种质 SRAP扩增位点数
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
M E1/ EM9 18 14 15 10 11 7 10 16 14 17 12 11 14 12 13 10 12
M E1/ EM8 18 15 12 18 16 17 13 15 16 17 12 15 11 16 14 9 6
M E1/ EM5 16 12 10 14 13 13 15 12 14 14 12 12 14 13 13 10 9
M E1/ EM10 14 7 11 13 13 12 14 12 14 13 12 13 13 13 12 11 11
M E2/ EM1 19 16 5 11 14 10 12 16 13 12 14 8 10 12 3 9 3
M E2/ EM2 9 8 5 3 5 1 7 6 7 5 2 3 3 1 3 4 1
M E2/ EM4 21 17 20 18 19 19 18 20 19 21 21 20 21 20 20 7 19
M E2/ EM10 23 15 18 19 21 20 20 19 20 22 19 19 19 18 17 14 16
M E3/ EM2 15 13 12 13 13 13 14 12 13 11 13 12 14 12 11 8 4
M E3/ EM3 14 12 10 12 8 11 12 12 12 13 9 11 11 12 10 5 10
M E3/ EM5 15 15 9 11 11 5 9 6 12 14 12 12 11 12 11 7 2
M E3/ EM6 16 8 15 15 15 16 15 15 16 16 16 16 15 15 15 9 14
M E3/ EM7 17 12 15 16 12 13 13 15 14 13 15 15 15 12 11 10 13
M E3/ EM10 14 9 11 14 11 11 11 11 11 12 12 13 14 12 14 8 13
M E2/ EM9 15 11 13 11 12 7 13 11 13 12 9 9 13 11 11 8 9
合计 244 184 181 198 194 175 196 198 208 212 190 189 198 191 178 129 142
引物使用效率 , 降低引物合成成本等诸多优点[ 13] ,
因此可以作为紫菜遗传分析的理想标记技术.从实
验结果可以看出 , 经过优化 , SRAP 标记都可以从
坛紫菜基因组 DNA 中扩增得到清晰 、 稳定的条带.
应用 SRAP 标记对 15 个坛紫菜种质材料进行
遗传分析 , 244 个扩增位点中有 184 个位点具有多
态性 , 多态位点百分率(P)为 75.4%, 由此表明利
用 SRAP 标记技术检测坛紫菜的遗传变异是有效
的 , 而且具有较高的分辨率.但同 Jia[ 3] (97.1%)、
王勇[ 4] (94.6%)、 陈 骁[ 2] (79.4%)、 杨 锐[ 8]
(96.97%)以及谢潮添[ 7] (88.4%)等采用 RAPD ,
AFLP 或 ISSR 等标记技术在坛紫菜中获得的多态
位点百分率相比 , SRAP 标记产生的多态位点百分
率还是相对较低 , 这与 SRAP 标记主要是对开放阅
读框(ORF)进行扩增[ 13]有关.
251 第 18卷 第 3期 2008年 3月
表 8 15个坛紫菜种质材料间的遗传相似性系数(对角线上方)和遗传距离(对角线下方)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1 0.7500 0.6762 0.6967 0.7418 0.7172 0.7828 0.7500 0.7090 0.7377 0.7336 0.6967 0.7336 0.6311 0.6680
2 0.2877 0.8197 0.7910 0.7459 0.7541 0.7705 0.7869 0.7869 0.7910 0.7951 0.8156 0.7705 0.5861 0.6557
3 0.3912 0.1989 0.7746 0.7131 0.7623 0.7623 0.8197 0.7951 0.7746 0.7869 0.8320 0.7541 0.5451 0.6475
4 0.3614 0.2345 0.2554 0.7418 0.7254 0.7582 0.7664 0.8074 0.8115 0.7910 0.8525 0.8074 0.5656 0.7582
5 0.2987 0.2932 0.3381 0.2987 0.7705 0.8525 0.7787 0.7787 0.8320 0.8197 0.7582 0.7459 0.5205 0.6803
6 0.3324 0.2822 0.2714 0.3210 0.2607 0.7869 0.7951 0.7869 0.7664 0.7377 0.7582 0.7459 0.5205 0.6803
7 0.2449 0.2607 0.2714 0.2768 0.1596 0.2397 0.8607 0.8197 0.8484 0.8197 0.8074 0.7591 0.6107 0.6803
8 0.2877 0.2397 0.1989 0.2661 0.2501 0.2293 0.1501 0.8443 0.8402 0.8361 0.8484 0.8361 0.5615 0.6885
9 0.3439 0.2397 0.2293 0.2140 0.2501 0.2397 0.1989 0.1693 0.8893 0.8443 0.8402 0.8525 0.5861 0.7623
10 0.3042 0.2345 0.2554 0.2089 0.1840 0.2661 0.1644 0.1742 0.1173 0.8566 0.8689 0.8811 0.6148 0.7664
11 0.3089 0.2293 0.2397 0.2345 0.1989 0.3042 0.1989 0.1790 0.1693 0.1584 0.8566 0.8279 0.5943 0.7377
12 0.3614 0.2039 0.1840 0.1596 0.2768 0.2768 0.2140 0.1644 0.1742 0.1406 0.1548 0.8648 0.5656 0.7336
13 0.3098 0.2607 0.2822 0.2140 0.2397 0.2932 0.2293 0.1790 0.1596 0.1265 0.1889 0.1453 0.5779 0.8279
14 0.4602 0.5343 0.6068 0.5699 0.5204 0.6530 0.4932 0.5772 0.5343 0.4865 0.5204 0.5699 0.5484 0.5697
15 0.4034 0.4220 0.4346 0.2768 0.3852 0.3852 0.3852 0.3732 0.2714 0.2661 0.3042 0.3098 0.1889 0.5627
图 3 15 个坛紫菜种质材料基于 Nei遗传距离的
UPGMA聚类结果
表 9 15 个坛紫菜种质材料的遗传变异统计结果
参数 等位基因数 有效等位基因数 期望杂合度 Shannon多样性指数
数值 1.7623±0.4266 1.3758±0.3402 0.2303±0.1771 0.3559±0.2473
3.2 坛紫菜种质材料间的遗传多样性
种质资源是遗传育种的基础 , 对其遗传多样性
的合理评价是有效利用和创新的前提.遗传距离 、
有效等位基因数 、期望杂合度及 Shannon多样性指
数是物种遗传多样性的主要量度[ 24] .从遗传距离上
看 , 15个坛紫菜种质材料间的遗传距离在 0.1173
至 0.6530之间 , 平均为 0.2904 , 并且它们之间的
有效等位基因数为 1.3758 , 期望杂合度为 0.2303 ,
Shannon多样性指数为 0.3559 , 均要高于一般植物
的遗传多样性分析结果[ 25] , 由此表明 15 个坛紫菜
种质材料间存在着较高的遗传多样性 , 这可以为后
续的坛紫菜遗传育种提供丰富的遗传变异位点信
息.坛紫菜种质材料间存在着较高的遗传多样性水
平是与坛紫菜本身的繁育类型相关的 , 因为坛紫菜
大部分为雌雄异体 , 少数为雌雄同体 , 且不具无性
生殖[ 26] , 长期异交的结果 , 就导致坛紫菜个体间逐
步分化 , 遗传变异加大 , 从而表现出较高的遗传多
样性水平.
此外 , 由于生殖隔离的存在 , 地理分布差异是
决定陆生植物遗传多样性水平的主要因素之一 , 采
自同一地理种群的样品间的遗传变异水平往往要小
于采自不同地理种群样品间的遗传变异水平 , 因此
在依据遗传距离进行聚类分析时 , 不同地理种群中
采集到的材料在理论上应按不同的地理来源先聚
合[ 24] .但在本实验的聚类分析中 , 15 个坛紫菜种
质材料并不按它们各自的来源地先聚合 , 而是随机
聚合的 , 这与杨锐等[ 8] 在坛紫菜栽培品系中的研究
结果也是不一致的 , 其原因可以从笔者对福建省 3
个野生坛紫菜种群的遗传多样性分析结果中得到解
252  第 18卷 第 3期 2008年 3月
释:坛紫菜生活史中的果孢子及壳孢子阶段可以通
过海流的运动进行长距离传播 , 使得不同地理种群
间的坛紫菜种群可以发生充分的基因交流 , 从而阻
止了坛紫菜不同种群间遗传分化的发生.种群间的
遗传变异只占遗传总变异的 6.5%, 而 93.5%的遗
传变异都分布在种群内的个体间1) , 因此地理分布
差异不是决定野生坛紫菜遗传多样性水平的主要因
素.而栽培材料则不同 , 同一地区所采用的栽培材
料往往都来源于相同种质 , 不同地区栽培材料的种
质很少交流 , 在长期人工驯化的条件下 , 不同地区
栽培材料间的遗传距离就会不断增加 , 所以在对栽
培材料进行聚类分析时 , 来自于同一地区的材料先
聚合.
参 考 文 献
1 张学成 , 秦 松 , 马家海 , 等.海藻遗传学.北京:中国农业
出版社 , 2005 , 184—185
2 陈 骁 , 左正宏 , 姚继承 , 等.几种紫菜种质资源遗传多样性
的 RAPD分析.海洋科学 , 2005 , 29(4):76—80
3 Jia J H , Wang P , Jin DM , et al.The applicat ion of RAPD
m ark ers in diversi ty detection and variety ident ifi cation of Por-
ph yra.Acta Botanica Sinica , 2000 , 42 (4):403—407
4 王 勇 , 刘必谦 , 骆其君.坛紫菜品系间遗传差异的 RAPD 分
析.青岛海洋大学学报 , 2000, 30(2):225
5 胡则辉 , 周志刚 , 严兴洪.坛紫菜微卫星 DNA 序列的筛选.海
洋科学 , 2006 , 30(1):17—22
6 庞国兴 , 王广策 , 胡松年, 等.坛紫菜(Porphyra haitanensi s)
丝状孢子体 EST 的获取及其生物信息学分析.海洋与湖沼 ,
2005 , 36(5):452—457
7 谢潮添 , 纪德华 , 陈昌生 , 等.ISSR标记在坛紫菜不同色泽丝
状体种质鉴定中的应用.水产学报 , 2007 , 31(1):105—111
8 杨 锐 , 刘必谦 , 骆其君 , 等.利用扩增片段长度多态性
(A FLP)研究坛紫菜的遗传变异.高技术通讯 , 2002 , 12(1):
83—86
9 Kyosu ke N , Norio K , Mitusu nobu I , et al.M orphological and
AFLP variation of Porphyra yezoensis Ueda form.Narawaensis
Miura(Bangiales , Rhodophyta).Phycological Research , 2004 ,
52:180—190
10 Mizukami Y , Okauchi M , Kito , et al.Discrimination of laver
cult ivars w i th RAPD markers.Fish Sci , 1996 , 62(2):173—177
11 Remi AW , Alist ria LD , Barbara AW , et al.cpDN A-RFLP in
Ceramium (Rhodophyta):In teaspeci fic polymo rp hism and spe-
cies-level phylogeny .American Journal of Botany , 2001 , 88(7):
1209—1213
12 Wang WJ , Wang GC , Gao ZQ , et al.C haracterization of
Graci lar ia lemanei formis Bory (G racilariaceae , Rhodophyta)
cu ltivars in China using the total solu ble protein s and RAPD
analy sis.Botanica Marina , 2007 , 50:177—184
13 Li G , Quiros C F. S equence-related amplif ied polymorphism
(SRAP), a new marker sys tem b ased on a sim ple PCR react ion:
It s application to mapping and gene tagging in Brassica.Theor
Appl Genet , 2001 , 103:455—461
14 Ferriol M B, Pico F.Nuez.Genetic diversity of a germ plasm col-
lection of Cucurbi ta p epo using SRAP and AFLP markers.Theor
Appl Genet , 2003 , 107:271—282
15 Budak H , Sh earman RC , Parmaksiz I.Molecular characteriza-
ti on of Buffalograss germ plasmusing sequence-related amp li fied
polymo rp hism markers.Theor Appl Genet , 2004 , 108:328—
334
16 Riaz A , Li G , Quresh Z , et al.Genet ic diversity of oi lseed B ras-
sica napu in bred lines based on sequen ce-related amplif ied poly-
morphism and it s relat ion to hyb rid perform ance.Plan t Breed-
ing , 2001 , 120(5):411—415
17 Li G , Gao M , Yang BC , et al.Gene for gen e alignm ent b etw een
the Brass ica and Arabidop sis gen om es by di rect t ranscrip tome
mapping.Th eor Appl Genet , 2003 , 107:168—180
18 林忠旭 , 张献龙 , 聂以春 , 等.棉花 SRAP遗传连锁图谱构建.
科学通报 , 2005 , 48(15):1676—1679
19 潘俊松 , 王 刚 , 李效尊 , 等.黄瓜 SRAP 遗传连锁图的构建
及侧枝基因定位.自然科学进展 , 2005 , 15(2):167—172
20 克拉尔克著(顾红雅译).植物分子生物学实验手册.北京:高
等教育出版社 , 1997 , 153—162
21 何正义 , 刘运生 , 陈立华 , 等.正交设计直观分析法优化 PCR
条件.湖南医科大学学报 , 1998 , 23(4):403—404
22 Maiko N , Yukihi ro K , Osamu L , et al.Rapid ext ract ion of high-
quality genomic DNA from P orphyra yezoensis(Bangiales , Rho-
dophyta).Phycological research , 2000 , 48:15—17
23 周延清.DNA 分子标记技术在植物研究中的应用.北京:化学
工业出版社 , 2005 , 131—142
24 季维智 , 宿 兵.遗传多样性研究的原理与方法.杭州:浙江
科学技术出版社 , 1998 , 1—17
25 H am rick JL , Godt HJW.Allozy me diversity in plant species.
In:Brow n A H et al.eds.Plant Population Genet ics.Breeding ,
and Genetic Resou rces.Sunderland , M ass:Sinauer , 1990:43—
63
26 曾呈奎 , 王素娟.海藻栽培学.青岛:山东科技出版社 , 1985
1)陈昌生 , 谢潮添 , 纪德华 , 等.野生坛紫菜种群遗传多样性的 IS SR 分析.待发表
253 第 18卷 第 3期 2008年 3月