全 文 ：紫茉莉不同花色植株遗传变异的 ISSR分析
葛方兰 1 ,周小奎 1, 2
(1.四川师范大学 生命科学学院 , 四川 成都　610066;2.四川大学 建筑与环境学院 ,四川 成都　610064)
摘　要:采用简单序列重复区间扩增 ISSR分子标记技术对分布于四川省成都市的紫茉莉
(MirabilisjalapaL.)3种不同花色群体进行了遗传变异分析.从 100条引物筛选出 5条引物进行 PCR扩增 ,
共扩增出 67条清晰条带 ,其中 62条条带具多态性.紫茉莉的等位多态性位点百分数(PPB)为 92.54%,观测等
位基因数(Na)为 1.925 4,有效等位基因数(Ne)为 1.235 4, Nei的基因多样性指数 (H)为 0.156 2, Shannon
指数 (I)为 0.263 3.3种花色的遗传一致度在 0.905 4 ～ 0.962 0之间 ,遗传距离在 0.038 8 ～ 0.099 4之间 ,
其中白色与黄色的遗传距离最小(0.038 8),表现出最近的亲缘关系 ,黄色与紫色的遗传距离稍大(0.099 4),
亲缘关系稍远.紫茉莉的遗传变异主要存在于群体内 ,不同花色群体间的基因流(Nm)为 1.279.
关键词:紫茉莉;遗传分化;ISSR
中图分类号:Q75　　　　文献标识码:A　　　　文章编号:1000-2162(2009)03-0087-04
紫茉莉(MirabilisjalapaL.)为紫茉莉科(Nyctaginaceae)紫茉莉属(Mirabilis)一年生草本植物 ,
原产热带美洲 , 18世纪引入我国[ 1] .紫茉莉花色有红 、紫 、白 、黄多种 ,也有一本五色的 ,具有一定的观赏
价值 ,叶 、根 、种子和花均可入药 [ 2] ,在我国安徽 、江苏 、浙江 、江西 、福建 、四川等地广泛栽培 ,各地逸为
野生后主要生长在路旁和荒地 ,可能扩散到全国各地 ,已经被定为我国的入侵植物 [ 1] ,存在着一定的生
态安全隐患.物种的遗传多样性是长期进化的产物 ,是其生存和发展的前提 ,对入侵植物遗传多样性和
遗传分化的研究 ,是探讨其适应性的基础 ,从而帮助制定科学有效的防治策略和措施.目前 ,对紫茉莉的
研究主要集中在 VA菌根真菌对紫茉莉生长发育和生理过程的影响[ 3-5] 、化学成分的分离和提
取 [ 2, 6-9] 、药用价值 [ 10-11] 、生物学特性 [ 12] 、净化环境 [ 13-14]等方面 ,对紫茉莉在 DNA水平上的遗传变异
方面的研究 ,迄今未见报道.ISSR(Intersimplesequencerepeats)分子标记技术具有 DNA样品用量少 ,操
作简单 ,无需预先知道受试基因组 DNA序列 ,结果记录方便 ,实验成本低 ,重复性好 ,能提供丰富的关于
基因组的信息等优点 ,已广泛用于遗传多样性分析 、绘制 DNA指纹图谱 、品种鉴定 、进化及分子生态学
研究中 [ 15-17] .该研究采用 ISSR分子标记探讨紫茉莉不同花色植株之间的遗传分化 ,为紫茉莉的科学利
用和防治其蔓延提供理论依据.
1　材料和方法
1.1　材　料
供试材料紫茉莉采自四川成都市各地的白色(B)、黄色(H)、和紫色(Z)植株 ,每个花色分别采集 8
个个体的新鲜嫩叶片带回实验室直接提取 DNA,分别标记为 B(1 ～ 8)、H(9 ～ 16)、Z(17 ～ 24),采样时
个体间距离在 10 m以上 ,以防止同一无性系的不同分株.
1.2　方　法
1.2.1　总 DNA的提取　采用稍加改进的 CTAB[ 18]法提取基因组 DNA.
1.2.2　ISSRPCR扩增与电泳　从购自哥伦比亚大学的 100条 ISSR引物(UBCsetNo9)中筛选出扩增
条带清晰 ,重复性较好的引物用于 PCR扩增.扩增反应在 PTC200 TM(ProgrammableThermalControler(MJ
ResearchInc,美国))PCR扩增仪上进行.ISSR反应体系为 20 μL,包括 2 μLDNA模板(25 ng/μL);
收稿日期:2008-10-07
基金项目:四川师范大学校级重点基金资助项目(061k008)
作者简介:葛方兰(1970—), 女 ,四川自贡人 , 四川师范大学讲师.
2009年 5月
第 33卷 第 3期
安徽大学学报(自然科学版)
JournalofAnhuiUniversityNaturalScienceEdition
May2009
Vol.33 No.3
0.5μL引物(1mM);5μLdNTP(1 mM,大连宝生物);2μL10×PCRbufer;0.8UrTaqDNA聚合酶(大
连宝生物);10.34 μLddH2O.
PCR反应程序为:94℃预变性 5min;94℃变性 30 s、48 ～ 52 ℃退火 45s、72℃延伸 2 min,共计 45
个循环;72 ℃延伸 7min;4 ℃ 10 min终止反应.
扩增反应结束后 ,以 200bpLaddermarker作参照 ,用 2%琼脂糖凝胶电泳(0.5×TBE),电压 100V,
电泳时间 2h,然后用 EB染色 ,凝胶成像系统照相 ,观察扩增结果.
1.3　数据处理
将扩增产物每一个条带视为一个分子标记(marker),代表一个引物的结合位点 ,针对某一条带而言
“有”记做 “1”, “无 ”记做 “0” ,只记载清晰易辨的扩增带.将扩增产生 ISSR多态性 DNA扩增带数据输
入数据矩阵 ,使用 POPGENE软件 [ 19]对不同花色紫茉莉群体进行遗传多样性进行遗传参数分析 ,计算
多态位点百分率(PPB, percentageofpolymorphicbands)、neis遗传多样性 、shannons信息指数(1972)、
Neis遗传距离与(1972)(D, geneticdistance)遗传一致度(geneticidentity)等参数.
采用 UPGMA法(Unweightedpairgroupmethodusingarithmeticaverage,非加权配对算术平均法)对
不同花色群体间和 24个个体间的 Nei s遗传距离进行 SAHN聚类分析.
2　结果与分析
2.1　ISSR扩增结果
从 100个 ISSR引物中 ,筛选出扩增条带清晰 ,重复性较好的 5条引物(表 1).分别用 5条引物对 3
种花色紫茉莉共 24个个体进行 PCR扩增 ,获得了较好的结果.其中 ,引物 UBC876对 3个花色 24个个
体不同 DNA扩增结果见图 1所示.5条引物共扩增出 67条条带 ,每个引物的扩增条带数为 10 ～ 21条 ,
平均每条引物扩增出 14条条带 ,其中具有多态性的条带数为 62条 ,等位多态性位点百分数(PPB)为
92.54%,由表 2可知 ,不同花色群体内的多态位点百分率在 32.84% ～ 49.25%之间 ,平均值为 42.79%.
其中以紫花群体的多态位点百分率最大 ,白花群体的多态位点百分率最小.Neis的基因多样性在 0.081 ～
0.129之间 , Shannon信息指数反映的遗传多样性比 Nei的基因多样性高 ,在 1.130 ～ 0.204之间 ,但二
者表现出相同的趋势.
图 1　引物 UBC876扩增 24个不同个体
紫茉莉的 ISSR电泳图
注:1-8为白花个体标记 B, 2-16为黄花个体标记 H,
17-24为紫花个体标记 Z, M为 DNALadder,下同.
表 1　用于 ISSR扩增的引物
引物 引物序列
850 GTGTGTGTGTGTGTGTYC
854 TCTCTCTCTCTCTCTCRG
876 GATAGATAGACAGACA
878 GGATGGATGGATGGAT
889 DBDACACACACACACAC
注:B为 C/G/T;H为 A/C/T;R为 A/G;V为 A/C/G;Y为 C/T
表 2　不同花色紫茉莉群体的遗传变异
群体 个体数n
观测等位基因数
Na
有效等位基因数
Ne
Neis遗传差异
H
shannons信息指数
I
多态位点百分率
PPB/%
B 8 1.328 1.127 0.081 0.130 32.84
H 8 1.463 1.213 0.127 0.198 46.27
Z 8 1.493 1.212 0.129 0.204 49.25
物种水平 24 1.925 1.235 0.156 0.263 92.54
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2.2　不同花色群体的遗传分化
图 2　紫茉莉个体间的 Nei(1972)的
遗传距离 UPGMA聚类图
由 POPGENE分析 ,紫茉莉所有群体总的基因多样性(Ht)
为 0.156 2,不同花色群体内基因多样性为 0.112 3,表明紫茉
莉的遗传差异主要存在于不同的花色群体之间.根据总遗传差
异及群体内遗传差异计算不同群体内的遗传分化 , 3个群体的
遗传分化系数(Gst)为 0.280 9,表明总遗传变异的 28.09%存
在于不同花色的群体之间 , 71.91%的遗传变异发生在同一花
色的群体内 ,不同花色群体间的基因流(Nm)为 1.279 0;不同
花色群体间的 Neis遗传一致度在 0.905 4 ～ 0.962 0之间 ,所有
群体间的平均遗传一致度达 0.926 0.紫花群体遗传分化较大 ,
白花群体与黄花群体之间亲缘关系较近.利用 NTSYS软件计
算紫茉莉 24个样品间的遗传距离和遗传一致度 ,根据遗传距
离进行 UPGMA聚类(图 2),聚类结果表明 ,每一个花色的样品
并不完全单独聚为一类.
3　结　语
从紫茉莉 ISSR检测结果来看 ,其 PPB高达 92.54%,观测
等位基因数 (Na)为 1.925 4, 有效等位基因数 (Ne)为
1.235 4, Nei的基因多样性指数(H)为 0.156 2, Shannon指数
(I)为0.263 3,表现出较高的遗传多样性.本研究结果表明 ,不同花色的紫茉莉植株之间存在着一定的
遗传变异 , 28.09%存在于不同花色的群体之间 , 71.91%的遗传变异发生在同一花色的群体内 ,不同花
色群体间的基因流(Nm)为 1.279;不同花色的植株个体之间具有很近的亲缘关系 ,利用 UPGMA法对
个体之间的聚类结果表明 ,每一花色的个体并非全部单独地聚为一类 ,这说明了紫茉莉的遗传变异主要
存在于群体内.紫茉莉原产南美洲 ,却能在全球很多地方成功入侵 ,这可能与其较高的遗传变异有关.
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ISSRanalysisofgeneticvariationof
MirabilisjalapaL.withdifferentcolorflowers
GEFang-lan1 , ZHOUXiao-kui1, 2
(1.ColegeofLifeScience, SichuanNormalUniversity, Chengdu　610066, China;
2.ColegeofArchitectureandEnvironment, SichuanUniversity, Chengdu　610064, China)
Abstract:MirabilisjalapaL.belongtotheMirabilisgenus, whichwasclassifiedinthefamily
Nyctaginaceae.Inter-simplesequencesrepeats(ISSR)markerswereusedtoanalysisthegeneticvariation
among3colonyswithdiferentcolorflowers.Ofthe100primers, 5producedhighlyreproducibleISSRbands.
Theseprimerswerecariedouton3colonysofM.jalapawithpurple, whiteandyelowflowersfromChengdu
City, SichuanProvince.Highgeneticvariationwasrevealed.67discernableDNAfragmentswerewith62
(92.54 %)beingpolymorphic.Observednumberofaleles(Na), efectivenumberofaleles(Ne), Neis
genediversity(H)andShannonsinformationindex(I)was1.925 4, 1.235 4, 0.156 2 and0.263 3,
respectively.Thevaluesofgeneticidentityrangefrom0.633 0 to0.908 0.Neisgeneticdistanceinthe3
colonyswasfrom0.038 8 to0.099 4, whichwastheclosest(0.038 8)betweencolonywithwhiteflowerand
colonywithyelowflower, andthefarthest(0.099 4)betweencolonywithyelowflowerandcolonywith
purpleflower.ThegeneticvariationmainlyoccurredincolonyofM.jalapawithsamecolorflower, andNmof
diferentcolorpopulationswas1.279.
Keywords:MirabilisjalapaL.;geneticvariation;ISSR
责任编校:李镜平 ,于　敏
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