全 文 ：浙江农业学报 Acta Agriculturae Zhejiangensis，2015，27(4) :574 － 578 http:/ /www． zjnyxb． cn
叶健军，林洁荣，焦文静． 芦竹种质资源的 ＲAPD分析［J］．浙江农业学报，2015，27(4) :574 － 578．
DOI:10. 3969 / j． issn． 1004 － 1524. 2015. 04. 10
收稿日期:2014-08-31
基金项目:国家菌草工程技术研究中心开放基金项目(JCJJ14001)
作者简介:叶健军(1988—) ，男，浙江衢州人，硕士研究生，主要从事牧草资源研究。E-mail:yejianjunye@ sina． com
* 通讯作者，林洁荣，E-mail:fafumcs@ 163． com
芦竹种质资源的 ＲAPD分析
叶健军1，林洁荣1，2，* ，焦文静1
(1福建农林大学 动物科学学院，福建 福州 350000;2国家菌草工程技术研究中心，福建 福州 350000)
摘 要:采用 ＲAPD标记分析 9 份芦竹属牧草种质的遗传多样性及亲缘关系，为芦竹种质资源的开发利用提
供基础信息。结果表明:13 条引物在 9 份材料间共扩增出 126 条条带，其中 113 条具有多态性，多态位点百
分率为 89. 7%，各引物扩增条带数为 7 ～ 14 条不等，遗传距离范围为:0 ～ 1. 039 1，平均值为 0. 399 6;遗传相
似系数为 0. 309 5 ～ 1. 000 0，平均为 0. 734 3。采用非加权类平均法(UPMGA)对统计数据进行聚类分析，遗
传距离 0. 700 0 的聚类结果表明:9 份材料大致可以分为三类:绿洲 5 号、绿洲 6 号各单独聚为一类，与其他材
料相似度较低。聚类结果与地理距离没有相关性，没有体现出一定的地域分布规律。
关键词:芦竹;遗传多态性;ＲAPD分析
中图分类号:S 795. 8 文献标志码:A 文章编号:1004-1524(2015)04-0574-05
ＲAPD analysis of genetic relationship of 9 varieties of Arundo donax L．
YE Jian-jun1，LIN Jie-rong1，2，* ，JIAO Wen-jing1
(1 Fujian Agricultural and Forestry University，Fuzhou 350000，China;2 China National Engineering Ｒesearch Center
of Juncao Technology，Fuzhou 350000，China)
Abstract:In this study，genetic diversity and relationships of 9 different Arundo donax L． germplasms were analyzed
using random amplified polymorphic DNA (ＲAPD)markers in order to provide essential information for hybridiza-
tion． ＲAPD analysis demonstrated that 13 random primers produced 126 loci among which 113 were polymorphic lo-
ci，the percentage of polymorphic loci was 89. 7%，and each primer produced 7 － 14 bands． Genetic distance
changed from 0 to 1. 039 1，with the average value of 0. 399 6，and the genetic similarity was among the range of
0. 309 5 to 1. 000 0，with the average value of 0. 734 3． According to clustering analysis diagram drawn using UPG-
MA，the 9 materials were classified into three groups by 0. 7:lyuzhouNo． 5 and lyuzhouNo． 6 was separated from oth-
er materials． The cluster results showed that genetic distance was not related to geographic distance，which cant re-
flect a certain geographic distribution．
Key words:Arundo donax L．;genetic diversity;ＲAPD analysis
芦竹(Arundo donax L．)又称荻芦竹，是多年
生高大丛生禾本科禾亚科常绿植物［1］。它既像
芦苇又似竹，但又不是芦苇和竹，它们分属不同
的属，芦竹属于芦竹属(Arundo L．) ，芦苇属于芦
苇属(Phragmites Adans．) ，竹子因种类多，分属
50 多个不同的属。芦竹根系发达，道旁、河岸、沙
质壤土较常见，亚洲、大洋洲、非洲的热带、温带
地区都有广泛分布，中国主要分布在西南、华南
及江苏、浙江、湖南等地。芦竹具有适应力强、生
长速度快、生物量大、用途广泛等优点。芦竹耐
干旱、耐洪涝，无论是沼泽地、海塘、河滩地、河
岸、沙荒地或普通的旷野地上都能生根发芽，长
成高大植株，这种适应能力在植物中比较少见。
芦竹的平均年产量可达 3 t·hm －2，高于多年生的
竹子、木材及稻草、麦秸等。芦竹全身都具有很
大用途，根茎是很好的中药材，具有清热泻火、止
呕生津的作用，可用于治热虚劳骨蒸、淋病、小便
不利、风火牙痛等［2］。叶片鲜嫩多汁，是草食动
物很好的青绿饲料。茎秆主要用于造纸［3 － 4］和
制作管乐簧片［5］，还可用来制造人造丝、编制用
具。芦竹富含纤维素［6］，因而被称为能源草，经
过汽爆处理的芦竹，其纤维素含量高达 50%左
右，是生产乙醇的理想材料［7］。芦竹中的普通纤
维素适合加工人造丝、汽车轮胎帘子线、各种硬
纸板等［8］。目前，由于对重金属具有吸附作用，
芦竹在去除镉汞等重金属［9 － 11］，改善环境等方面
的作用日益得到重视。
随机扩增多态性 DNA 技术(ＲAPD)是一种
以电泳技术和 PCＲ 技术为核心的的分子标记技
术，在 1990 年分别由 Williams 和 Welsh 同时提
出［12 － 13］。ＲAPD是显性遗传标记，具有 DNA 用
量少，方便，快速，灵敏度高等优点。因此，ＲAPD
在基因定位［14 － 15］、遗传图谱［16］、遗传多样性及品
种鉴定［17］等研究中得到了广泛应用。董晓宁
等［18］利用 ＲAPD 标记分析 18 个黑麦草品种
(系)之间的亲缘关系，谭玉娟等［14］利用 ＲAPD
标记对抗稻瘿蚊品种多抗的抗性基因进行定位。
目前对芦竹的研究很少，曾汉元等［19］采用 ISSＲ
标记分析 11 个种群的芦竹，国外还未见报道。
本研究采用 ＲAPD 分子标记技术对来自国内外
不同地区的 9 个种群的芦竹进行分析，旨在探讨
它们的遗传变异和亲缘关系，为芦竹种质资源的
筛选和利用提供理论依据。
1 材料与方法
1． 1 试验材料
本试验所用材料名称及来源见表 1。
表 1 试验所用的芦竹属牧草种群代号及来源
Table 1 Population codes and origin of Arundo L．
编号 种群代号 来源 编号 种群代号 来源
1 绿洲 1 号 莱索托 6 绿洲 6 号 中国西藏
2 绿洲 2 号 中国山东 7 绿洲 7 号 南非
3 绿洲 3 号 中国·福建 8 绿洲 8 号 中国福建
4 绿洲 4 号 墨西哥 9 花叶芦竹 福建农林大学
5 绿洲 5 号 厄立特里亚
1． 2 试验方法
采用天根植物提取试剂盒对植物新鲜嫩叶
进行总 DNA提取。用 1%琼脂糖凝胶(加核酸染
料)电泳检测 DNA质量，在紫外可见分光光度计
下测定波长 260，280 nm 的吸收值，计算 DNA 浓
度、纯度，用 TE 缓冲液将 DNA 稀释至 20 ng·
μL －1，－ 20℃保存备用。
1． 3 引物筛选
ＲAPD引物由上海生工生物工程有限公司合
成，从合成的 110 条引物筛选出扩增产物清晰、
稳定且多态性丰富的 13 条引物，序列见表 2。在
筛选引物中，增设对照组(不加模板 DNA) ，结果
表明，对照组无扩增产物出现。
表 2 筛选出的 13 个多态性丰富的引物
Table 2 Screened 13 polymorphic primers
引物 序列(5-3) 扩增条带 多态条带 多态百分率 /%
S3 GTCAGGGCAA 7 7 100. 0
S6 AAGACCCCTC 10 10 100. 0
S8 ACGGCAATGG 9 7 77. 8
S48 AACCGCGGCA 10 9 90. 0
S51 CACGGCACAA 10 10 100. 0
S59 GGCACTGAGG 9 5 55. 6
S70 GGTGACGCAG 12 11 91. 6
S73 CCGCTACCGA 9 9 100. 0
S75 CCCGTTGCCT 14 13 92. 9
S77 GTGAATGCGG 10 8 80. 0
S84 GGGTCGCATC 11 11 100. 0
S104 CAGGCCCTTC 8 7 87. 5
S106 CAGAGGTCCC 7 6 85. 7
总计

126 113 89. 7
1． 4 扩增条件
反应在美国 Applied Biosystems 公司梯度
PCＲ仪上进行，反应体系 20 μL，其中 DNA 模板
(20 ng·μL －1)2. 5 μL、promega GoTaq Green-
Master Mix 10 μL、引物(10 μmol·L －1)0. 8 μL、
·575·叶健军，等． 芦竹种质资源的 ＲAPD分析
ddH2O补齐至 20 μL。PCＲ 扩增反应程序:95℃
预变性 2 min;然后进行 40 个循环(95℃变性 30
s，37℃退火 45 s，72℃延伸 1 min) ;最后 72℃延
伸 5 min，4℃保存备用。反应产物在 2%的琼脂
糖凝胶上检测。
1． 5 数据分析
对供试的 DNA样品中扩增的电泳条带总数
及多态性条带的数目进行统计。方法一:以“1”
表示某一电泳迁移位置上存在扩增带，“0”表示
不存在扩增带，建立“0”“1”型数据矩阵;方法
二:排除暗条带，只对亮条带进行统计。根据数
据矩阵，利用 NTSYSpc 2. 0 统计软件进行聚类分
析、遗传距离及相似系数分析。
2 结果与分析
2． 1 ＲAPD扩增结果分析
利用 110 条随机引物进行筛选，有 25 个
ＲAPD随机引物产生条带，再利用 25 条随机引物
对 9 个品种的芦竹属牧草进行 ＲAPD 分析，筛选
到 13 条多态性好的随机引物。用筛选出的引物
扩增供试材料，结果共扩增出 126 条条带，其中
具有多态性的条带有 113 条，无多态性只有 13
条，多态性比例(PPB)为 89. 7%，表明供试品种
之间的遗传基础较广。由扩增结果可知，19 条引
物扩增的 DNA条带在 7 ～ 14 条，其中引物 S75 和
S84 的扩增电泳图谱如图 1，图 2。
2． 2 遗传距离、相似系数和聚类分析
2． 2. 1 遗传距离及遗传相似系数
由表 3 可知，9 个芦竹属品种间的遗传距离
变幅为 0 ～ 1. 039 1，平均遗传距离为 0. 399 6;遗
传相似系数变幅为 0. 309 5 ～ 1. 000 0，平均为
0. 734 3。绿洲 1 号和绿洲 4 号遗传距离最小，为
0，其次为绿洲 2 号与绿洲 1 号、绿洲 4 号，遗传距
离都是 0. 020 1;绿洲 6 号和花叶芦竹的遗传距
离最大，为 1. 039 1。
2． 2. 2 聚类分析
方法一显示:9 个芦竹品种在 0. 70 时，可以
分为三大类:绿洲 1 号、绿洲 2 号、绿洲 3 号、绿洲
4 号、绿洲 7 号、绿洲 8 号、花叶芦竹聚为 1 类;绿
洲 5 号、绿洲 6 号分别单独聚为一类;方法二聚
类在 0. 70 时，聚类结果与方法一一致。
1 ～ 9:供试的 9 个芦竹属牧草品种;M:DL2000 marker。
图 1 引物 S75 扩增产物的电泳图
Fig． 1 Partial results of electrophoresis of PCＲ products
amplified by ＲAPD S75
1 ～ 9:供试的 9 个芦竹属牧草品种;M:DL2000 marker。
图 2 引物 S84 扩增产物的电泳图
Fig． 2 Partial results of electrophoresis of PCＲ products
amplified by ＲAPD S84
3 结论与讨论
ＲAPD是利用随机引物在生物体种群中寻找
同源序列的一种分子标记，该技术主要通过 DNA
有无(条带明暗)来分析种群多样性及亲缘关系。
本研究中筛选的 13 条引物在 9 份材料间都有多
态性条带，这些条带可作为芦竹种子资源鉴定的
分子标记。本研究发现，芦竹属聚类结果与地域
没有相关性:来自不同国家的芦竹聚在一起，来
·675· 浙江农业学报 第 27 卷 第 4 期
表 3 芦竹属牧草 ＲAPD 0-1 编码片段的遗传距离(对角线下)和遗传相似系数(对角线上)
Table 3 Genetic distance (below diagonal)and genetic similarity (above diagonal)of ＲAPD data coded as 0-1 fragment shared
among Arundo L． varieties
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 | * . ＊＊＊＊ 0. 9762 0. 9921 1. 0000 0. 4762 0. 3333 0. 9603 0. 7460 0. 7698
2 | 0. 0201 * . ＊＊＊＊ 0. 9683 0. 9762 0. 4683 0. 3095 0. 9365 0. 7381 0. 7937
3 | 0. 0065 0. 0267 * . ＊＊＊＊ 0. 9921 0. 4841 0. 3413 0. 9683 0. 7381 0. 7619
4 | 0. 0000 0. 0201 0. 0065 * . ＊＊＊＊ 0. 4762 0. 3333 0. 9603 0. 7460 0. 7698
5 | 0. 5797 0. 6084 0. 5627 0. 5797 * . ＊＊＊＊ 0. 6032 0. 4683 0. 4444 0. 4365
6 | 0. 8739 0. 9591 0. 8477 0. 8739 0. 4331 * . ＊＊＊＊ 0. 3413 0. 4127 0. 4048
7 | 0. 0337 0. 0555 0. 0266 0. 0337 0. 5972 0. 8673 * . ＊＊＊＊ 0. 7698 0. 7778
8 | 0. 2660 0. 2867 0. 2726 0. 2660 0. 7635 0. 9036 0. 2396 * . ＊＊＊＊ 0. 7857
9 | 0. 2403 0. 2202 0. 2468 0. 2403 0. 8582 1. 0391 0. 2337 0. 3002 * . ＊＊＊＊
1 ～ 9:供试的 9 个芦竹属牧草品种。
图 3 芦竹品种 ＲAPD分析 0 － 1 编码聚类图
Fig． 3 The dendrogram of the Arundo donax L． materials by
using ＲAPD data coded as 0 － 1
1 ～ 9:供试的 9 个芦竹属牧草品种。
图 4 芦竹品种 ＲAPD分析 0 － 1 强带编码聚类图
Fig． 4 The dendrogram of the Arundo donax L． materials by
using ＲAPD data coded as strong band
自国内的芦竹又单独聚为一类。产生这样结果
的可能原因是:随机引物数量少，多态性信息不
足;绿洲 1 号和花叶芦竹都来自于国内，遗传距
离来源于品种间差异，绿洲 1 号与绿洲 4 号可能
是同一品种，采集地不同，品种间未发生遗传变
异。根据聚类结果分析可得:绿洲 5 号与绿洲 6
号与其他材料品种不同且遗传距离相差较远，剩
余 7 份材料或是同一品种，或是品种间遗传距离
较近。
以同一引物对不同材料基因组 DNA 进行扩
增，电泳图谱上相应位置条带的有无反映了基因
组的结构，条带的亮度深浅同样也反映了试验材
料的遗传差异。所以 0 － 1 编码忽略了部分条带
在亮度深浅上反映的信息;同时，图谱中也存在
一些隐隐约约的条带，这些条带是否具有特异
性，在 0 － 1 编码时是否考虑予以赋值，也值得商
榷。本研究分别采用 0 － 1 编码和强带编码两种
方式，分别对材料进行聚类分析，两种方式聚类
结果总体相似:聚类结果为三大类，绿洲 5 号和
绿洲 6 号为单独一类。只是在第一类中各个品
种间亲缘关系发生改变。由于本研究中样本量
小，不能得出 0 － 1 编码和强带编码哪种聚类结
果更可靠。在以后的研究中，可以增大品种数或
同一品种采集一定数目的单株进行，还可以采用
更多聚类方式例如 0 － 3 编码［20］，以获得更加准
确、可靠的聚类结果。
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(责任编辑 张 韵)
·875· 浙江农业学报 第 27 卷 第 4 期