全 文 ：东北春大豆样本的代表性及其 SSR位点
的遗传多样性分析 3
栾维江1 ,2 　刘章雄1 　关荣霞1 　常汝镇1 　何蓓如2 　邱丽娟1 3 3
(1 中国农业科学院作物科学研究所 农业部作物种质资源与生物技术重点开放实验室 ,北京 100081 ; 2 西北农林科技
大学农学院 ,杨凌 712100)
【摘要】　从 3 226 份东北春大豆总体中选择 283 份春大豆种质 ,用质量性状和数量性状进行检测 ,对总体
的代表性为 80 %. 利用筛选出 61 对 SSR 核心引物对具代表性的东北春大豆样本进行分析 ,共检测到 534
个等位变异 ,平均每个位点的等位变异为 8175 个 ,变幅为 2～16 个 ;遗传多样性指数变化范围在 01406～
01886 ,平均为 01704 ;东北春大豆样本在大多数位点上有优势等位变异 ,从而降低了其遗传多样性. 其中
35 份种质具有特异等位变异 ,分布在 29 个位点上 ;各个位点上分化系数均较小 ,遗传多样性分化程度较
低. 东北春大豆中 3 个省种质的共有等位变异较多 ,以吉林省和辽宁省种质的遗传多样性表现较为一致 ,
均高于黑龙江省种质的遗传多样性. 地方品种的遗传多样性高于育成品种. 东北春大豆种质资源的遗传多
样性分布特点为有目的选择杂交亲本拓宽遗传基础以培育新品种提供了理论依据.
关键词 　东北春大豆 　SSR 标记 　遗传多样性 　等位变异 　核心种质
文章编号 　1001 - 9332 (2005) 08 - 1469 - 08 　中图分类号 　S311 　文献标识码 　A
Representativeness of Northeast China spring soybeans and their genetic diversity at SSR loci. LUAN Wei2
jiang1 ,2 ,L IU Zhangxiong1 , GUAN Rongxia1 , CHAN G Ruzhen1 , HE Beiru2 , Q IU Lijuan ( 1 Key L aboratory of
Crop Germ plasm and Biotechnology of A griculture Minist ry , Institute of Crop Science , Chinese Academy of A2
gricultural Sciences , Beijing 100081 , China ;2 College of A gronomy , Northwest Sci2Tech U niversity of A gricul2
t ure and Forest ry , Yangling 712100 , China) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2005 ,16 (8) :1469～1476.
A total of 283 accessions were selected from the total 3 226 Northeast China spring soybeans ,which represented
> 80 % of the whole based on their qualitative and quantitative traits. The representative samples were analyzed
by 61 SSR loci ,and a total of 534 alleles were detected ,ranging 2～16 alleles per locus ,with an average of 8175
alleles per locus. Among the accessions ,the Simpson diversity index (SDI) for each locus ranged from 01406 to
01886 ,with a mean of 01704 ,which was relatively lower since there were dominant alleles at most of loci in the
representative samples. 35 accessions had specific alleles ,which distributed among 29 loci. The differentiation co2
efficient was lower than 9127 % in 61 loci among the three provinces of Northeast China ,which might be caused
by lots of common alleles shared among these provinces. The genetic diversity in Jilin and Liaoning provinces was
nearly equal ,but was higher than that in Heilongjiang Province. The landraces of the representative samples at 61
loci had a higher genetic diversity than that of the released cultivars. The genetic diversity appeared within and
between the provinces could be used to broaden the genetic base of modern cultivars ,and also ,the landraces were
the major source for soybean breeding because of their high genetic diversity.
Key words 　Northeast China spring soybean , SSR marks , Genetic diversity , Core collection.3 国家重点基础研究发展规划项目 ( G1998010203 ,2004CB117203)
和国家科技攻关资助项目 (2004BA525B06) .3 3 通讯联系人. E2mail :qiu2lijuan @263. net
2004 - 10 - 03 收稿 ,2005 - 02 - 21 接受.
1 　引 　　言
东北地区是中国大豆的主产区 ,其面积和产量
约占全国的一半 ,在中国大豆商品生产中占有重要
地位。中国 1923～1995 年育成的 651 个大豆品种
的遗传基础来源于 348 个祖先亲本 ,其中 243 个品
种具有辽宁地方品种“金元”的血缘 ,218 个品种具
有吉林地方品种“四粒黄”的血缘 ,131 个品种具有
黑龙江地方品种“白眉”的血缘[9 ] . 研究东北春大豆
遗传多样性对东北大豆的育种、生产具有重要意义.
东北地区共有大豆种质资源 3 226 份 ,占中国
大豆种质资源总数的 13 %. 多年来 ,东北春大豆遗
传多样性研究主要集中于农艺性状方面[1～4 ] ,关于
抗病害、抗虫性、抗逆性和籽粒化学品质也进行了不
同程度的评价[25 ] . 东北大豆育成品种祖先亲本的
RAPD 标记分析[17 ,21 ] 、种质资源的形态、同工酶和
细胞器 DNA RFL P 分析[10 ]都表明 ,中国东北大豆
与其他栽培区及国外大豆存在明显遗传分化. 而有
关东北地区大豆品种资源的系统分子标记评价还鲜
应 用 生 态 学 报 　2005 年 8 月 　第 16 卷 　第 8 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY , Aug. 2005 ,16 (8)∶1469～1476
见报道.
本研究在大豆核心种质取样策略研究[20 ]基础
上 ,按照最佳取样方法选择 283 份种质 ,通过与东北
春大豆总体进行比较分析 ,明确其代表性 ,应用 SSR
分子标记对这套代表性样本的遗传多样性进行评
价 ,旨在促进中国东北大豆种质资源的数据标准化 ,
并为加强种质资源在拓宽中国东北大豆育种遗传基
础的利用和提高东北大豆育种水平提供理论依据.
2 　材料与方法
211 　供试材料
本研究材料包括两部分 ,一部分是东北春大豆总体 ,共
3 226 份资源. 另一部分是从东北春大豆总体通过分层聚类
方法所抽取的代表性样本 ,共 283 份资源[20 ] . 所有材料农艺
性状数据来自中国大豆品种资源目录 [12 ,13 ,14 ] .
212 　SSR 分析
基因组 DNA 采用 SDS法提取 [6 ] . SSR 核心引物由谢华
等[28 ]和王彪等[24 ]确定 ,由上海生物工程公司合成. SSR 引
物序列由 Perry Cregan 博士惠赠. PCR 反应在 PCR 扩增仪 P
TC2225 上进行. 扩增反应体系为 20μl ,包括 50～100 ng 基
因组 DNA ,1 ×PCR 缓冲液 (含 1125 mmol·L - 1 MgCl2) ,012
mmol·L - 1 dN TPs ,012μmol·L - 1 SSR 引物 ,1 U Tag 酶. 反
应程序为 :95 ℃预变性 5 min ;运行 35 次 PCR 循环的 95 ℃
30 s、47 ℃30 s 和 72 ℃30 s ;72 ℃延伸 10 min 后于 4 ℃保
存. 扩增产物用 610 %变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测.
213 　数据处理
极差代表性用 RR 表示 ,RR % = (Max2Min) ×100 ;采用
Shannon2Wiener 多样性指数计算表型性状多样性 ,即 SDI =
-
ΣPijlog Pij ,式中 , Pij为性状 i 第 j 个表现型出现的频率 ;某
一位点 Simpson 多样性指数用 Hi′= 1 - ∑P2j 计算 , Pj 为 i
位点第 j 个等位变异频率 ;分化系数用 Gst = Ht - Hw 计
算 , Ht 为代表样本的多样性指数 , Hw 为不同省份间多样性
指数的加权平均值 ;采用 Nei2Li 相似系数 S ij = 2 N ij / ( N i +
N j) , S ij表示相似系数 , N ij是材料 I 和 J 之间共同的等位变
异数目 , ( N i + N j) 是两个材料所有的等位变异数目 ;带型按
0/ 1 系统记录 ,有带的记为 1 ,无带的记为 0 ;数据用 N TSYS2
pc211 和 SAS软件分析处理.
3 　结果与分析
311 　东北春大豆样本的代表性检验
31111 东北春大豆总体与样本的质量性状比较 　对
3 226 份东北春大豆总体和 283 份抽取样本进行比
较分析 ,结果表明 (表 1) ,两者之间 8 个质量性状编
码值的代表性都在 75 %以上 ,其遗传多样性指数基
本吻合 ,而且样本的种皮色、子叶色、生长习性、叶形
的多样性指数还略高于总体 ,对总体的代表性都在
70 %以上 ,平均代表性 83185 %. 经χ2 检验 ,抽样的
所有质量性状均与总体差异不显著 ,说明该样本的
质量性状可以较好地代表东北春大豆总体的遗传多
样性.
表 1 　东北春大豆总体与其样本的质量性状遗传多样性指数、编码
值代表性及χ2 值
Table 1 Comparison of genetic diversity index , representative andχ2
value of qualitative characters bet ween representative samples and
whole collection
性 状
Characters
编码值 Code
样本
Samples
总体
Whole
代表性 ( %)
Representative
遗传多样性指数 SDI
样本
Samples
总体
Whole
代表性 ( %)
Representative
χ2 值
χ2 value
种皮色 Seedcoat color 5 5 100 01461 01376 7016 3170
子叶色 Cotyledon color 6 6 100 01111 0108 8013 1158
粒 形 Seed shape 3 3 100 01537 01549 8615 5101
生长习性 Growth habit 4 3 75 01296 0125 7710 3138
结荚习性 Bearpods habit 2 2 100 01325 01384 7915 2154
茸毛色 Pubescence color 3 3 100 01248 01252 9717 1167
花 色 Flower color 2 2 100 01289 01297 8918 1167
叶 形 Leaf shape 4 4 100 01453 01422 8914 5113
31112 东北春大豆总体与样本的数量性状比较 　对
东北春大豆总体与样本进行比较 (表 2) ,5 个数量性
状变异系数的符合度都较高 ,平均极差代表性为
73137 %.经 t 检验 ,两者 5 个数量性状平均值差异
均不显著 ,表明样本对总体具有较好的代表性.
综上所述 ,基于中国大豆生态区划、品种分类和
表型性状等基本资料 ,通过分层聚类取样方法选择
283 份东北大豆样本 ,与其 3 226 份总体在 14 个农
艺性状的差异都不显著 ,说明本研究样本能够代表
东北大豆总体 ,可作为代表性样本进行遗传多样性
分析.
表 2 　东北春大豆总体与代表样本数量性状比较
Table 2 Comparison of some quantitative descriptors bet ween representative sample and whole collection
性 状
Character
代表样本 Sample
平均值
Mean
最小值
Min.
最大值
Max.
变异系数
CV ( %)
总体种质 Total collection
平均值
Mean
最小值
Min.
最大值
Max.
变异系数
CV ( %)
极差代表性
RR
( %)
t 值
t value
生育日数 Growth period(d) 12317 87 149 8197 12413 83 150 7197 92154 - 016
百粒重 100 seed weight (g) 1811 419 2814 21121 18107 410 4316 2312 59134 - 119
株高 Plant height (cm) 89115 3412 20116 25174 88124 1114 24417 2714 71185 1115
粗蛋白含量 Protein content ( %) 42168 3612 4812 5142 42178 2913 50 5125 57197 - 015
粗脂肪含量 Fat content ( %) 19107 1415 2311 8159 18191 1315 2316 8121 85115 1125
t 0105 = 1196 ; t 0101 = 21617.
0741 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　16 卷
表 3 　不同来源大豆种质在 61 个位点上的等位变异数(特异等位变异) 、基因多样性水平和分化系数
Table 3 Number of alleles ,levels of diversity ,and differentiation of three provinces detected at 61 loci
位点
Locus
等位变异数 Number of alleles
黑龙江省
Heilongjiang
吉林省
Jilin
辽宁省
Liaoning
总和 3
Total
共有变异
Shared
遗传多样性指数 Genetic diversity index
黑龙江省
Heilongjiang
吉林省
Jilin
辽宁省
Liaoning
总和
Total
分化系数
Gst ( %)
sat
-
099 7 (1) 5 7 8 5 01789 01763 01775 01792 2121
sat
-
112 6 7 8 8 6 01751 01836 01788 01824 3152
satt002 5 8 (9) 7 (8) 9 4 01515 01534 01601 01555 1106
satt005 10 15 (16) 14 16 9 01802 01889 01867 01886 3148
satt012 12 (10 ,15) 12 12 (16) 16 7 01422 01477 0172 01555 3163
satt022 7 7 8 8 6 01647 01723 01784 01733 2103
satt130 8 (5 ,9) 5 5 9 5 01668 01608 01531 01605 0138
satt146 6 8 (7) 6 8 5 01646 01767 01527 01722 9127
satt168 7 6 6 8 5 01799 01797 01726 01812 4147
satt173 11 12 (2) 13 (1) 15 10 01759 01785 01802 01799 2107
satt180 7 (2) 8 (5) 6 9 5 0167 01721 01591 01673 1122
satt184 5 6 6 (7) 7 5 01551 01744 01702 01711 5159
satt187 4 5 6 6 4 01538 01553 01406 01519 3108
satt194 4 6 6 6 4 01637 01677 01738 01708 3143
satt197 9 10 (2) 9 12 7 01765 01809 01736 01794 2163
satt216 9 10 10 11 7 01575 01669 01732 01673 2105
satt226 6 6 7 7 5 01683 01756 01778 01752 1157
satt230 3 3 4 (1) 4 3 01362 01429 01522 01468 616
satt236 7 7 5 8 4 01724 01759 01724 01761 3113
satt239 8 9 (2) 7 9 7 01771 01826 01801 01819 2117
satt242 7 7 8 9 6 01757 01769 01769 01774 1112
satt243 7 8 8 9 6 01784 01723 01821 01822 6107
satt267 4 5 4 5 3 01441 01443 01304 01406 1161
satt268 8 8 7 9 6 01755 01729 01593 01715 218
satt279 6 8 (1 ,3) 7 (10) 10 4 0152 01417 0156 01502 118
satt281 10 11 (5) 13 (15) 15 8 01746 01777 0182 01797 2104
satt286 7 7 6 7 6 01663 01685 01661 01682 1165
satt300 7 5 7 9 4 01564 01614 01582 01606 2192
satt307 9 (4 ,9) 7 5 10 4 01606 01711 01727 01715 4141
satt308 9 (9) 7 7 9 7 01742 01779 01738 01783 3159
satt309 4 4 4 4 4 01518 01536 01611 01564 1184
satt334 7 6 8 (1) 8 6 01716 01791 01775 01777 1186
satt339 7 7 7 8 6 01683 0171 01625 01693 2157
satt345 6 8 (5) 7 9 5 01718 0177 01748 01771 3111
satt346 3 3 4 4 3 01384 01496 01578 01505 3163
satt352 5 5 4 5 4 01554 01536 01713 01646 7172
satt371 4 5 5 5 4 01643 01696 01719 01714 3181
satt373 9 11 (12) 10 12 8 01804 01703 01822 01802 3186
satt386 4 5 5 6 (2) 3 4 01588 01614 01532 01581 0107
satt387 3 4 4 4 3 01406 01491 01563 01511 4169
satt409 9 11 12 13 9 01728 01756 01864 018 2141
satt414 6 5 5 6 4 01717 0166 01711 01717 3127
satt429 8 8 8 8 8 01711 01744 01601 01724 4175
satt431 7 (9) 8 7 10 (10) 3 6 01679 01722 0178 01753 315
satt434 8 8 7 8 7 01459 01603 01652 01593 3125
satt442 8 10 8 10 8 01763 01827 01813 01825 2168
satt453 6 5 6 6 5 01714 01745 01697 01746 3138
satt462 11 13 13 15 8 01762 0181 01815 01818 216
satt487 6 7 5 8 4 01727 01704 01611 01712 4115
satt530 6 7 7 8 6 01734 0179 01749 01808 5192
satt556 6 (6) 7 9 (3 ,7) 11 6 01608 01633 01687 01645 0148
satt559 10 13 (13) 11 13 9 01815 01856 01764 0184 3101
satt565 5 5 5 5 5 01512 01588 01672 01608 2189
satt571 7 (6) 6 5 7 5 01595 01517 01624 01591 2185
satt577 6 5 8 (2 ,8) 8 5 01708 01717 01748 01755 4115
satt586 9 10 10 11 7 01624 01766 01753 01766 6126
satt588 12 12 (3) 12 13 11 01801 01789 01792 01818 2196
satt590 10 (3) 9 8 10 8 01784 0182 01808 01823 2119
satt596 8 (10) 8 8 (9) 10 6 01819 01818 01751 01814 2103
sct188 2 2 2 2 2 01454 01401 0149 01456 2137
sct189 8 (8) 8 9 (2) 11 5 01789 01766 01745 01787 2157
总和 Total 425 453 447 534
平均 Mean 6197 7143 7133 8175 01659 01691 01692 01704
括号内为特有等位变异编号 Numbers in brackets was unique allele for just one germplasm ; 3 内蒙古大豆种质的特有等位变异编号 The unique al2
lele for the germplasm from Neimenggu where had few germplasm and did not compared with the other 3 provinces.
312 　东北春大豆代表样本 SSR 位点遗传多样性
31211 代表样本 61 个位点的等位变异及多态性信 息含量 　用分布于大豆 20 个连锁群 (L G) 上的 61个 SSR 核心位点对代表样本进行分析 ,共扩增出
17418 期 　　　　　　　　　栾维江等 :东北春大豆样本的代表性及其 SSR 位点的遗传多样性分析 　　　　　　　　　　　
534 个等位变异 (表 3) ,平均每个位点有 8175 个等
位变异. 不同位点的等位变异数差异较大 ,其中 ,位
于 L G D1b + W 上的 satt005 和位于 L G G 上
satt012 的等位变异最丰富 ,分别有 16 个 ;位于 L G
F 的 sct188 的等位变异数最少 ,仅 2 个. 61 个位点
的平均遗传多样性指数为 01704 ,遗传多样性指数
最高的仍是 L G D1b + W 的 satt005 位点 ,最低的是
L G D1a + Q 的 satt267 位点. 一些位点上产生的等
位变异虽然丰富 ,但其遗传多样性并不高. 例如 ,
satt012 的等位变异最多 ,但其遗传多样性指数仅为
01555 ;sct188 虽然等位变异仅为 2 个 ,但其遗传多
样性指数却大于有 5 个等位变异的 satt267. 其原因
是 satt012 位点的 16 个等位变异中 ,7 号等位变异
的出现频率高达 66 % ,同样在 satt267 的 5 个等位
变异中 ,1 号等位变异的频率高达 75 % ;而 satt005、
sct188 中各等位变异的频率比较均匀. 每个检测位
点都有优势等位变异 (出现频率较高的等位变异) .
其中 18 个位点有 1 个优势等位变异 (图 1) ,优势等
位变异的频率变化于 2 %～8 %之间. 从图 1 可以看
出 ,各位点优势等位变异频率与等位变异数相关性
不明显. 而具有 2 个优势等位变异的 43 个位点 ,其
累计优势等位变异频率最高可占 90 % (图 2) . 这些
高频率等位变异的出现 ,说明东北春大豆种质遗传
多样性均匀度较差 ,从而降低了其遗传多样性指数.
因此 ,将等位变异多少及分布两个指标相结合 ,可以
全面衡量不同种质在某一位点的遗传多样性.
图 1 　具有单个优势等位变异 SSR 位点的优势等位变异频率及等位变异数
Fig. 1 Dominant allele frequency or allele numbers per locus(1/ 10) for the loci with single dominant allele.
图 2 　具有两个优势等位变异 SSR 位点的累计优势等位变异频率
Fig. 2 Frequency of accumulating dominant alleles for the loci with double dominant alleles.
　　东北春大豆代表样本遗传多样性指数集中在
017～018 之间的位点数达 25 个 ,高于 018 的位点
有 14 个 ,在 014～015 之间的位点最少. 遗传多样性
指数高于 01704 有 39 个位点 ,占检测位点总数的
6319 % ,等位变异数占总体的 7012 %. 31212 代表样本及其各省特异等位变异 　只在 1 个样本中存在的等位变异称为特异等位变异. 在 283份东北春大豆中 ,有 35 份种质存在特异等位变异 ,分布在 29 个 SSR 位点. 有 2 份种质各有 3 个特异等位变异 ,分别是 satt596 位点的 10 号等位变异、
2741 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　16 卷
satt180 的 2 号和 satt307 的 9 号等位变异 ; satt307
的 4 号、satt012 的 15 号和 satt130 的 9 号等位变异.
6 份种质各有 2 个等位变异. 其余 27 份种质各有 1
个特异等位变异. 按位点分析 , satt279、satt556 和
satt012 三个位点出现的特异等位变异较多 ,各为 3
个 , 其 次 是 satt173、satt596、satt002、satt130、
satt307、satt180、satt431、satt281、satt577、sct189 位
点 ,各为 2 个 ,其余 16 个位点上各有 1 个. 从材料类
型上看 ,具有特异等位变异的种质中 ,除了 5 份种质
是选育品种外 ,其它都是地方品种. 从来源分析 ,35
份种质中有 13 份种质来自于吉林省 ,辽宁省和黑龙
江省和内蒙古自治区分别有 11 份、10 份和 1 份. 可
以看出 ,同一位点的不同特异等位变异存在于不同
省份间 (如 satt002、satt012 等) ,但不同省种质的特
异等位变异大多数位于不同的位点上 ,这对区分不
同省份间种质具有重要意义. 尤其在东北春大豆群
体中 ,许多地方品种命名较为混乱 ,有同名异物出现
(如 7 号种质和 34 号种质同名) ,给种质的保存和评
价带来麻烦 ,特异等位变异为解决这一问题提供了
新思路. 然而 ,种质的特异性等位变异是一个相对概
念 ,随着分析种质数量的增加 ,特异等位变异的数目
会趋于减少 ;但随着检测位点的增加 ,特异等位变异
的数目也有可能增加.
31213 各省等位变异数、遗传多样性指数及其分化
系数 　在代表性样本中 ,黑龙江、吉林和辽宁 3 个省
的种质数分别为 86 ,106 和 86 份 ,而内蒙古的种质
数只有 5 份. 种质数较多的前 3 个省之间 ,在大多数
位点有较多的共有等位变异 ,有些位点的共有等位
变异完全相同 ,如 satt309、satt429、satt565、sct188
位点所有等位变异在 3 个省的种质中都有. satt012、
satt279、satt281、satt307、satt556、sct189、satt300、
satt345 位点的共有等位变异较少 ,如 satt012 位点
16 个等位变异中仅有 7 个在 3 个省之间共有 ,
satt279 位点仅有 4 个共有等位变异 ,sct189 中仅有
5 个 ,说明一个省份种质中具有的个别等位变异在
另一个省份的种质中缺失 ,因此不同省种质在一些
位点上可以相互区分开来 ,这对于种质的鉴定具有
重要意义. 3 个省在 61 个位点上多态性表现较为一
致 ,平均等位变异数分别为 6197、7143、7133. 相比
之下 ,辽宁省和吉林省种质 SSR 位点的丰富度稍
高.
从 3 个省种质的遗传多样性指数上看 ,黑龙江、
吉林、辽宁遗传多样性指数最高分别为 01819、
01889 和 01867 , 最 低 分 别 为 01362、01401 和
01304 ,平均遗传多样性指数分别为 01659、01691 和
01692. 相比之下 ,辽宁省和吉林省种质的遗传多样
性高于黑龙江省. 而 3 个省平均遗传多样性指数表
现较为一致 , 与初选核心种质遗传多样性指数
(01704)相比 ,差异也较小 ,间接说明三省份间的分
化程度较低. 三省份遗传多样性指数分布有所差异 ,
以吉林和辽宁两省的分布较为一致 ,且两省在较高
遗传多样性指数范围内 (017～019)分布位点数明显
多于黑龙江省 ,黑龙江省种质在较低遗传多样性指
数范围内分布较多.
遗传分化系数 ( Gst) 可以反映不同来源样本间
遗传多样性的分化程度. 从整体上分析 ,各个位点的
分化系数均较小. 相比之下 , satt146、satt184、
satt230、satt243、satt352、satt530 和 satt586 的遗传
分化系数相对较大 , 分别为 9. 27 %、5159 %、
6160 %、6107 %、7172 %、5192 %和 6126 % ; satt130
和 satt386 的分化系数很小 , 分别为 0138 % 和
0107 % ;其它位点的分化系数位于 1～5 %之间. 这
说明遗传变异多存在于省内.
31214 各省代表样本的相似系数 　群体内成对种质
间遗传相似系数平均值可以反映其所在群体种质间
遗传多样性程度. 群体内种质间平均遗传相似系数
越低 ,则种质间遗传差异越大 ,群体内遗传多样性水
平就高 ;反之亦然. 黑龙江省成对种质间平均相似系
数 ( 01334 ) 高于吉林省的 ( 01305 ) 和辽宁省的
(01301) ,表明黑龙江省种质间的遗传差异相对较
小 ,遗传多样性水平较低 ,辽宁省和吉林省种质间的
遗传差异相对较大 ,遗传多样性水平较高. 3 个省遗
传多样性水平高低次序依次为辽宁省 > 吉林省 > 黑
龙江省 ,这与遗传多样性指数所反映的结果相吻合.
313 　代表样本地方与选育品种 SSR 遗传多样性
在代表性样本中 , 地方品种为 204 份 , 占
7211 % ;选育品种为 79 份 ,占 2719 %. 地方品种的
等位变异总数和位点平均等位变异数分别是 523 和
8157 个 ,与代表样本很接近 ;而在选育品种中共检
测出 370 个等位变异 ,平均每个位点比地方品种少
215 个等位变异. 地方品种遗传多样性指数为 01321
～01891 ,平均为 0172 ,高于代表性样本 ;而选育品
种遗传多样性指数为 01168～01827 ;平均为 01619 ,
低于代表样本. 地方品种除在 sat
-
112、satt267、
satt268、satt596 这 4 个位点的遗传多样性指数低于
选育品种外 ,其它位点均高于育成品种. 这表明地方
品种遗传类型较为丰富 ,遗传多样性水平较高 ,而育
成品种遗传类型较少 ,遗传基础较为狭窄 ,遗传多样
37418 期 　　　　　　　　　栾维江等 :东北春大豆样本的代表性及其 SSR 位点的遗传多样性分析 　　　　　　　　　　　
性水平较低.
对代表性样本及其地方品种和选育品种的遗传
多样性指数的分布分析表明 (图 3) ,地方品种遗传
多样性指数主要分布在 016～019 范围内 ,所包括位
点数占位点总数的 87 % ,而选育品种仅占 64 %. 在
018～019 范围内 ,地方品种的位点数明显高于选育
品种 ,也略高于代表样本. 在较低遗传多样性指数分
布范围内 (011～017) ,选育品种的位点分布较多 ,均
多于地方品种和代表样本. 分析表明 ,地方品种基因
多样性水平高于选育品种 ,其在丰富大豆的遗传多
样性、拓宽大豆育种的遗传基础方面具有重要意义.
图 3 　代表样本及其不同类型品种遗传多样性指数分布
Fig. 3 Distribution of genetic diversity index of representative samples
and their different type cultivars.
4 　讨 　　论
411 　东北春大豆初选核心种质位点上等位变异的
连续与不连续
本研究所分析的 61 个位点中 ,只有 satt130 位
点的 9 个等位变异呈不连续性分布 ,其中前第 1～5
个等位变异表现连续 ,后 4 个等位变异表现连续 ,两
者之间分子量相差很大 (图 4) ;而其它位点上的等
位变异表现为连续变异 (图 5) . 这种等位变异不连
续性可能有以下几个原因 :其一 ,是碱基的插入或缺
失所致. 大豆基因组中 SSR 重复单元以 (A T) n 和
(A TT) n 为主 ,这些串联重复序列随机、均匀、广泛
分布于大豆基因组中 ,大约每隔 15 kb 就存在一个
微卫星标记[26 ] . 微卫星序列在复制过程中有时会发
生模板链和新生链之间局部解链而重新配对 ,重配
时会发生碱基错位而产生错配 ,这样继续合成出来
的DNA 就会产生序列长度上的变化 ,从而造成
SSR 重复次数发生变化而产生 SSR 的多态性. 这种
突变是 DNA 滑移和 DNA 复制修复系统共同作用
的结果. 如果这种错配不被体内的 DNA 复制修复
系统正确修复 ,下一轮复制时就可以产生序列长度
突变了的双链 DNA[11 ,15 ,22 ] . 即由于碱基的插入或
缺失 ,造成 SSR 核心序列重复次数发生较大变化 ,
而产生等位变异间的不连续. 其二 ,是在所分析的东
北春大豆群体内不存在那些所间断的等位变异 ,有
可能存在于其它群体内 ,这还有待进一步证实. 其
三 ,可能是那些间断等位变异本身不存在于栽培大
豆中 ,而存在于其近缘种中 ,如一年生野生大豆和半
野生大豆或多年生野生大豆中. 其四 ,是在从野生大
豆向栽培大豆的逐渐进化和驯化过程中 ,那些间断
等位变异丢失了. 以上情况都尚需进一步研究证实.
图 4 　Satt130 位点的等位变异
Fig. 4 Alleles of satt130 locus.
图 5 　Satt005 位点的等位变异
Fig. 5 Alleles of satt005 locus.
412 　东北春大豆遗传多样性现状
东北春大豆代表性样本在 61 个 SSR 位点共检
测到 534 个等位变异 ,平均每个位点为 8175 个 ,变
化于 2～16 个. Maughan 等[18 ]对 94 份野生大豆和
栽培大豆进行分析 ,在 5 个 SSR 位点共检测出 79
个等位变异 ,平均每个位点 1518 个 ,变幅为 5～21 ,
其中野生大豆多态性高于栽培大豆. 吴晓雷等[27 ]用
SSR 标记分析大豆属中 11 个种 37 份种质种间等位
变异数为 6～29 ,平均每个位点有 1519 个等位变
异. Powell 等[19 ]利用 11 个 SSR 标记在栽培大豆和
野生大豆中扩增出 129 个等位变异 ,平均每个位点
有 1117 个等位变异. 本研究所揭示的东北春大豆遗
传多态性不仅低于大豆属内不同种间、野生大豆和
栽培大豆之间 ,也低于崔艳华等[5 ]用 49 对 SSR 位
点分析的 96 份黄淮夏大豆 (1016 个) . 这是由于样
本中普遍存在优势等位变异 ,大大降低了东北春大
豆的遗传多样性. 而育成品种比地方品种的遗传多
样性更低 ,这与林凡云等[16 ]的研究结果一致. 孙志
强等[23 ]对我国东北地区杂交育成品种系谱进行分
析表明 ,辽宁省 7119 %育成品种含有地方品种“丰
4741 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　16 卷
地黄”血缘 ,50 %的育成品种含有地方品种熊岳“小
粒黄”血缘. 辽宁省杂交育成品种中的 37 个祖先亲
本中 ,有 10 个祖先品种对辽宁省大豆遗传贡献率达
67107 % ;吉林省杂交育成品种中的 39 个祖先亲本
中 , 其中 10 个对吉林省大豆遗传贡献率达
63152 % ;黑龙江省 84 个杂交育成品种来自 45 个祖
先亲本 ,其中 10 个对黑龙江省大豆遗传贡献率达
72196 %. 在品种选育上 ,由于少数优良性状品种的
多次利用和当地适应品种 (品系) 的重复利用 ,使得
东北春大豆品种的遗传多样性有所降低 ,遗传基础
趋于窄狭. 本研究发现 ,不同省之间存在遗传分化 ,
但相比之下 ,各省内存在较大的遗传变异 ,尤其是地
方品种的遗传变异较大. 因此 ,在品种选育时 ,可以
充分利用省内和省间的遗传变异 ,尤其是地方品种
的遗传变异 ,以拓宽育成品种的遗传基础.
413 　东北春大豆适宜 SSR 位点的选择
微卫性标记[29 ]因其优点而在群体[30 ]等研究中
广泛应用. 本研究所用的 SSR 位点是谢华等[28 ]利
用中国秋大豆 ( Glyci ne m ax ) 对 SSR 位点进行筛
选 ,王彪等[24 ]经随机样本验证而确定的 ,并已用于
中国大豆核心种质的指纹图谱构建. 在东北春大豆
代表性样本中 ,一些 SSR 位点上所揭示的多态性丰
富度很高 (如 satt012 和 satt279) ,但其所表现的遗
传多样性却较低 ,这主要是东北春大豆样本中存在
优势等位变异所致. 从本研究来看 ,在 61 个 SSR 位
点中 ,有 39 个位点所揭示的遗传多样性高于平均
值 ,所揭示的遗传多样性在 70 %以上. 因此 ,在研究
东北春大豆群体遗传多样性时 ,这 39 个 SSR 位点
可作为核心位点优先利用.
414 　东北春大豆核心种质的构建
核心种质构建的目的在于以最小样本代表资源
的最大遗传多样性[7 ,8 ] ,为资源的深入研究和有效
利用创造条件. 本研究样本虽与其总体在质量性状
分布和数量性状平均数的检测上均无显著差异 ,且
对总体的平均代表性在 70 %以上 ,但各数量性状极
值并没有完全包括 ,尤其是百粒重和蛋白质两个性
状分别只有 5913 %和 5719 %. 因此 ,在分层取样方
法基础上 ,应结合人工智能系统来补充数量性状的
极值种质 ,以提高构建核心种质的代表性.
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FIRST ANNOUNCEM EN T AND CALL FOR PAPERS
INTERNATIONAL CONFERENCE ON
　　WASTE TREATMENT AND MANAGEMENT
J uly 25～28 , 2005
Shenyang , China
Organized by
Institute of Applied Ecology , Chinese Academy of Sciences
(CAS)
International Solid Waste Association
Key Laboratory of Terrestrial Ecological Process , CAS
Aalborg University , Denmark
Ecological Society of China
China Association of Urban Environmental Sanitation
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Ministry of Science and Technology , People’s Republic of
China
International Solid Waste Association
Panjin Municipal Government , China
Scientif ic Program2Selected Topics ( Preliminary)
● Collection/ Transportation and Integrated Utilization of
Urban Wastes
●Landfill , Compost and Management of Urban Domestic
Wastes
●Biological and Wetland Treatment of Wastewater includ2
ing Landfill Leachate
● Ecological Methods of Waste Treatment
● Phytoremediation and ecological rehabilitation of Aban2
doned Landfilled Sites
Manuscripts and Publication
All papers to be reviewed for publication in W aste M an2 agement & Research as a special volume should be submitted tothe conference Secretariat before 31 December 2004 in final ver2sion , according to the instructions and guidelines to authors ofthe journal. Accepted papers for the workshop will be publishedbefore the workshop.Conference ToursShenyang Qing2Imperial PalaceTransportation and AccommodationForeign guests will be received at the Taoxian Airport inShenyang on request and arranged in a comfortable hotel.Registration FeesStandard , US ＄300 ; students , US ＄150 before 15 April2004Standard , US ＄350 ; students , US ＄200 after 16 April2004 The full registration fee includes all conference materials ,reception and send2off , tea and coffee breaks , breakfast , lunch ,dinner and the conference banquet .For More Information , Please Contact :Conference SecretariatKey Laboratory of Terrestrial Ecological ProcessChinese Academy of SciencesShenyang 110016 , ChinaTel : 0086224283970373Fax : 0086224283970436E2mail : Zhaomanru @iae. ac. cn ; Zhouqx @iae. ac. cn
6741 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　16 卷