全 文 ：收稿日期: 2006 04 25
基金项目: 国际植物遗传资源研究所项目。
作者简介: 梁云涛 ( 1975 ) ,男 ,研究实习员 ,在读硕士 ,主要从事种质资源研究工作。 * 为通讯作者。
中日韩三国薏苡种质资源遗传多样性研究
梁云涛 1, 2 ,　陈成斌 1* ,　梁世春 1 ,　赖群珍 1 ,　黄　娟 1 ,　徐志健 1
( 1.广西农科院水稻研究所 ,　南宁　 530007;　 2.广西大学农学院 ,　南宁　 530005)
摘要: 将来自中国、日本和韩国的 77份薏苡材料在广西南宁集中种植 ,依照国际植物遗传资源研究所 ( IPGRI)
提供的农艺性状鉴定方法来进行田间观察鉴定和数据采集 ,对其遗传多样性进行比较分析。研究结果显示 ,三国薏
苡种质在株高、叶面积 、有效分蘖数、主茎直径等形态特征和生育特性上有着明显差异 ;日本和韩国的薏苡生长情
况较差 ,明显不适应在我国南方生长 ,在生产上直接应用意义不大。 研究结果可为薏苡的起源进化、遗传育种以及
野生薏苡遗传资源的保护与可持续利用等深入研究提供理论依据。
关键词: 薏苡 ;种质资源 ;遗传多样性 ;特征差异
中图分类号: S519. 024　 文献标识码: A　　　　　文章编号: 1002— 8161( 2006) 04- 0341- 04
Research on genetic diversity of Job s tears (Coix lacryma-jobi L. )
germplasm from China, Japan and Korea
LIANG Yun-tao
1, 2 , CHEN Cheng-bin
1* , LIAN G Shi-chun
1 , LAI Qun-zhen
1 ,
HU ANG Juan
1 , X U Zhi-jian
1
( 1. Rice Research Institute , Guangx i Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530007, China; 2. Agricultural
College , Guangx i University , Nanning 530005, China )
Abstract: In the expe riment , 77 accessions of Job s tear s (Coix lacryma -jobi L. ) from China , Japan and
South Ko rea w ere planted in Nanning o f Guangxi and their charac ters o f g enetic div er sity w ere compared under the
same condition of cultiv a tion and clima te. Data o f field evaluation fo r Job s tear s w ere r eco rded in acco rdance with
the me thod described by Interna tional Plant Genetic Resources Institute. The results showed tha t ther e w ere
obvious differ ences in g rowing cha racte ristics and morpho lo gica l charac ters such as plant h eigh t, leaf ar ea ,
available tillering ra te and diame ter o f stem, etc. with Job s tear s germplasm fr om diffe rent countries. The Job s
tear s from Japan and South Korea g r ew rela tiv ely poo re r, indicating tha t th ese mate rials wer e no t adapted to g row
in the south of China and with less v alue to be dir ectly applied in commercial production. The r esults w ould
prov ide the theo ry r eferences to fur ther resea rch the o rig in and evo lution, genetic br eeding o f Job s tear s and the
genetic resour ces pro tection and sustainable applica tion o f wild Job s tears.
Key words: Job s tea rs( Coix lacryma -jobi L. ) ; g ermpla sm resour ces; genetic div ersity; char acter diffe rence
　　薏苡 ( Coix lacryma-jobi L. )为禾本科一年生
或多年生草本植物 ,属禾本科玉蜀黍族薏苡属。我国
薏苡资源可分为 4个种 9个变种 ,即栽培薏苡 ( Coix
lacryma-jobi L. ) , 小 果 薏 苡 ( Coix puellarum
Balansa) ,野生薏苡 ( Coix agrestis L. ) ,水生薏苡
( Coix aguatica Roxb)
[1 ]。薏苡是一种古老的粮食
和经济作物 ,兼作药用和青饲料。近年来 ,国内外以
薏苡仁作为医药、食品及轻工业原材料 ,需求不断增
加 ,开发应用价值日益受到重视。由于薏苡是个小作
物 ,一直未能得到充分有效地利用 ,进行研究的人员
较少 ,在资源收集保存、育种利用等方面均处在相对
落后的状态。 本文是我们在 2004～ 2006年间对中
国、日本和韩国三国薏苡资源的遗传多样性研究结
果 ,旨在为今后深入研究提供理论依据。
1　材料与方法
1. 1　试验材料
参试材料来自中日韩三国共 77份 ,其中中国、
·341·广西农业科学　 2006年第 37卷第 4期
韩国材料各 30份 ,日本 17份。中国材料全部为广西
的薏苡资源。
1. 2　试验地点
试验地点设在广西农科院 (南宁 )内 ,属亚热带
季风气候 ,年平均气温 21. 5～ 23. 0℃ ,年降雨量 1216
～ 1853mm ,年日照时数 1282～ 1471h。试验田为沙
壤土 ,肥力中上等。
1. 3　试验方法
试验材料种植在同一块试验地里 ,采用人工起
畦穴种的方式种植。每份材料种 10株 ,单株种植 ,行
距 1. 5m,株距 1m。统一在 4月下旬播种 ,每穴播 5～
6粒种子 ,在苗长出 3～ 4片真叶时定苗。中耕除草 3
次。追肥 3次 ,第 1次结合定苗、中耕除草进行 ,施硫
酸铵 150kg /hm2 ;第 2次结合中耕除草进行 ,施硫酸
铵 30kg /hm2、过磷酸钙 300kg /hm2 ;第 3次在开花
前 ,根外喷施 2%过磷酸钙 ,过磷酸钙施用量 105kg /
hm
2。充分保证薏苡在生长期间 ,尤其在抽穗、开花、
灌浆期所需要的水分。
采用国际植物遗传资源研究所提供的薏苡资源
农艺性状鉴定方法来对试验材料进行田间观察和数
据采集。 采用 DPS软件的 Duncan多重比较法对试
验数据进行差异显著性分析。
2　结果与分析
2. 1　主要形态特征表现
综合 3年的观察鉴定结果 ,来自中国、日本和韩
国三国薏苡种质资源的主要形态特征表现见表 1。可
见中日韩三国薏苡资源具有明显的遗传多样性。
2. 1. 1　株高　参试的 30份中国薏苡材料平均株高
在 1. 31～ 2. 51m之间 ,整体平均株高为 1. 89m。 17
份日本薏苡材料平均株高在 0. 55～ 0. 97m之间 ,整
体平均株高为 0. 73m。 30份韩国薏苡材料平均株高
在 0. 37～ 1. 08m之间 ,整体平均株高为 0. 74m。从三
国材料中选出具有代表性的 34份进行多重比较分
析 (表 2)。结果显示 ,大部分材料之间差异显著。
表 1　中国、日本和韩国薏苡资源主要形态特征表现
来源 观察数 株高 (m )变幅 平均数变异系数%
有效分蘖
变幅 平均数 变异系数%
叶长 ( cm)
变幅 平均数 变异系数%
叶宽 ( cm )
变幅 平均数 变异系数%
中国 30 1. 31～ 2. 51 1. 89 17. 6 10～ 36 22 29. 0 34～ 63 47. 1 16. 3 2. 6～ 5. 0 3. 8 21. 4
韩国 30 0. 37～ 1. 08 0. 74 24. 8 7～ 88 33 66. 5 17～ 34 25. 9 18. 2 1. 6～ 3. 6 2. 7 15. 1
日本 17 0. 55～ 0. 97 0. 73 14. 9 9～ 63 34 41. 2 21～ 45 30. 0 20. 9 2. 0～ 5. 3 2. 9 25. 7
来源 观察数 实结部分长度 ( m )变幅 平均数变异系数%
粒型
圆% 椭圆%
主茎直径 ( mm )
变幅 平均数 变异系数%
粒色
白色% 灰白% 棕色% 褐色%
叶色
绿%
中国 30 0. 64～ 1. 83 1. 27 21. 4 26. 7 73. 3 6～ 22 12. 4 28. 8 53. 3 23. 3 16. 7 6. 7 100
韩国 30 0. 27～ 0. 87 0. 59 28. 9 0 100 3～ 12 6. 3 40. 6 0 0 100 0 100
日本 17 0. 42～ 0. 88 0. 62 19. 8 0 100 3～ 9 5. 3 31. 2 0 0 100 0 100
表 2　中国、日本和韩国薏苡种质材料株高多重比较分析结果
来源 编号 均值 (m ) 5%显著水平 1%极显著水平 来源 编号 均值 ( m) 5%显著水平 1%极显著水平
中国 GXY- 08 2. 51 a A 韩国 K040446 0. 77 t T
中国 GXY- 01 2. 40 b B 韩国 K040482 0. 70 v V
中国 GXY- 03 2. 10 c C 韩国 K040451 0. 64 x X
中国 GXY- 58 2. 01 d D 韩国 K040480 0. 51 z Z
中国 GXY- 81 1. 93 e E 韩国 K040448 0. 50 z Z
中国 GXY- 04 1. 90 f F 韩国 K040445 0. 48 { [
中国 GXY- 43 1. 85 g G 韩国 K040436 0. 37 | 中国 GY015 1. 73 h H 日本 JP203 0. 97 n N
中国 GXY- 54 1. 71 i I 日本 JP83418 0. 92 p P
中国 GXY- 11 1. 63 j J 日本 JP202 0. 88 q Q
中国 GXY- 59 1. 48 k K 日本 JP201 0. 80 s S
中国 GXY- 48 1. 31 l L 日本 JP199 0. 72 u U
韩国 K040471 1. 08 m M 日本 JP197 0. 71 uv UV
韩国 K040463 0. 94 o O 日本 JP198 0. 68 w W
韩国 K040438 0. 87 q Q 日本 JP83417 0. 67 w W
韩国 K040455 0. 82 r R 日本 JP83428 0. 64 x X
韩国 K040450 0. 79 s S 日本 JP146886 0. 55 y Y
　注:表中不同的字母和符号代表其方差分析结果差异显著性
·342· 广西农业科学　 2006年第 37卷第 4期
2. 1. 2　有效分孽数　中国薏苡材料平均单株分孽
数在 10～ 36之间 ,整体平均数为 22;日本材料平均
分蘖数在 9～ 63之间 ,其整体平均数是 34;韩国材料
的平均单株分蘖数则是在 7～ 88之间变化 ,整体平
均数为 33。
2. 1. 3　主茎直径　中国薏苡材料平均主茎直径在 6
～ 22mm之间变化 ,整体平均为 12. 4mm;日本材料
平均主茎直径在 3～ 9mm之间 ,整体平均为 5. 3mm;
韩国材料在 3～ 12mm之间 ,整体平均为 6. 3mm。
2. 1. 4　叶长　中国薏苡材料平均植株叶长在 34～
63cm之间 ,整体平均为 47. 1cm;日本材料平均叶长
在 21～ 45cm之间 ,整体平均叶长为 30cm;韩国材料
平均叶长在 17～ 34cm之间 ,整体平均为 25. 9cm。
2. 1. 5　叶宽　中国薏苡材料平均植株叶宽在 2. 6～
5cm之间 ,整体平均为 3. 8cm;日本材料平均叶宽在
2～ 5. 3cm之间 ,整体平均叶宽 2. 9cm;韩国材料平
均叶宽在 1. 6～ 3. 6cm之间 ,整体平均为 2. 7cm。
2. 1. 6　结实部分长度　中国薏苡材料平均结实部
分长度在 0. 64～ 1. 83m之间 ,整体平均为 1. 27m;日
本材料平均长度在 0. 42～ 0. 88m之间 ,整体平均为
0. 62m;韩国材料平均长度在 0. 27～ 0. 87m之间 ,整
体平均为 0. 59m。
2. 1. 7　粒型　中国薏苡材料籽粒形状分为圆形和
椭圆形两种 ,其中椭圆形的 22份 ,圆形的 8份。来自
日本和韩国材料的籽粒形状均为椭圆形。
2. 1. 8　粒色　日本和韩国的薏苡籽粒颜色只有棕
色。 中国材料籽粒颜色则有白色、灰白色、褐色和棕
色四种颜色。
2. 1. 9　叶色　根据田间观察 ,中日韩三国材料的叶
色均为绿色。
通过对田间观察数据对比分析 ,结果显示三国
薏苡材料中大部分材料形态特征存在明显差异。 由
于所有薏苡材料是在相同的栽培条件和生态条件下
种植 ,因此可以推断这些材料具有不同的遗传背景。
其次 ,日本和韩国材料在形态特征上比较接近 ,而与
中国材料有着明显的差别。根据植株的株高、茎粗、
叶片面积和穗长等形态特征来看 ,中国薏苡材料的
生长情况明显要比日本和韩国材料表现好。 造成这
一结果的原因有两方面 ,一方面为遗传因素 ,另一方
面是环境因素。这些特征属于数量性状的范畴 ,容易
受到环境的影响。而试验地点与日本和韩国在气候
和生态条件上有着较大的差异 ,因此环境因素的影
响应是重要的原因之一。
2. 2　主要生育特征表现
来自中日韩三国的薏苡资源在主要生育特征上
也有明显的遗传多样性 ,见表 3。
表 3　中国、日本和韩国薏苡材料生育特征表现
来源 观察数 始穗天数变幅 (d ) 平均数 (d ) 变异系数%
生育期
变幅 ( d) 平均数 (d ) 变异系数%
结实率
变幅 (% ) 平均数 (% ) 变异系数%
中国 30 78～ 98 90 5. 5 120～ 159 147 6. 9 90. 1～ 96. 4 94. 4 1. 7
韩国 30 68～ 77 72 3. 5 100～ 118 110 4. 4 15. 5～ 22. 1 18. 6 8. 3
日本 17 69～ 77 72 3. 0 108～ 119 113 3. 2 16. 1～ 23. 1 18. 8 8. 6
2. 2. 1　始穗天数多样性　中国参试材料的始穗天
数变幅为 78～ 98d;韩国材料的始穗天数变幅为 68～
77d;而日本材料的变幅为 69～ 77d。 变幅最大的为
中国材料 ,最小为日本材料 ,表现出薏苡资源有早、
中、迟熟的品种类型。
2. 2. 2　生育期多样性　试验数据显示 ,来自中国的
薏苡种质材料生育期在 120～ 159 d之间 ,日本薏苡
种质材料生育期在 108～ 119d之间 ,韩国薏苡材料
生育期为 100～ 118d。可见 ,日本材料和韩国材料的
生育期比较接近 ,比中国材料的生育期要短。其原因
除了材料本身的遗传因素 ,还有一重要原因是试验
地点的生态环境影响。薏苡是短日照作物 ,对光周期
非常敏感 ,生育特性因其生长地纬度不同而有较大
差异 ,突出表现在抽穗和成熟的特征上 [2 ]。原生地在
低纬度地区的薏苡种质移栽到高纬度地区种植 ,其
生育期会延长或甚至不能开花结实 ;而高纬度地区
的薏苡种质移栽至低纬度地区种植 ,则生育期缩短。
因为日本、韩国薏苡种质材料的原生地位于高纬度
地区 ,而试验种植地点南宁市位于低纬度地区 ,因此
其生育期会相应缩短。
2. 2. 3　结实率的多样性　通过田间观察发现 ,日本
和韩国薏苡材料的结实率比较低 ,有大量的空瘪粒。
中国薏苡材料的籽粒均比较饱满 ,较少出现空瘪粒。
薏苡籽粒灌浆对环境温度非常敏感 ,其灌浆和结实
状况主要决定于开花和灌浆期的气温状况 ,在气温
适宜的情况下 ,昼夜温差大 ,气温凉爽 ,生育期延长 ,
·343·梁云涛等:中日韩三国薏苡种质资源遗传多样性研究
则有利于籽粒的结实和饱满。南宁市地处亚热带地
区 ,昼夜温差小 ,平均气温高 ;而且北方的薏苡种质
移栽到这里 ,生育期缩短 ,这都会影响薏苡植株的开
花和结实 ,因此 ,日本和韩国材料的结实率较低。
3　讨论
本研究结果表明中、日、韩三国薏苡资源遗传多
样性丰富 ,特别是我国的薏苡资源比日本、韩国的资
源更具有多样性和开发前景。今后应着重加强种质
收集保存和如下方面的研究。
3. 1　建立科学的薏苡资源描述规范和数据标准
薏苡是个小作物 ,国内有关种植面积、产量等准
确数据相对比较缺乏 ,资源保存量少 ,长期以来 ,薏
苡资源没有统一的鉴定评价描述和标准 ,使得鉴定
数据的采集和记录不够规范 ,降低了数据的可比性
和科学性 ,不利于研究结果的比较和利用。 因此 ,尽
快建立一套科学的、可操作性强的薏苡资源鉴定评
价的描述规范和数据标准十分必要。
3. 2　加强薏苡资源的收集保存与种质保护
薏苡仁 (薏米 ) 营养丰富 , 淀粉含量仅次于稻、
麦、玉米等谷类作物 , 而蛋白质和脂肪含量高于上
述作物 ,有着很高的利用价值和开发前景。医药应用
研究表明 ,薏苡仁是一种传统的中药材 ,有降血糖、
镇痛、消炎、抗血栓及抗肿瘤等作用 ,在临床上常有
应用 [3, 4 ]。 薏苡在石山区种植能起到生态重建、保护
环境的作用。 薏苡作为玉米的近缘属具有许多优良
基因 ,是玉米遗传改良的潜在优质资源。近几年来 ,
薏苡野生种质资源遗传侵害日益严重 ,许多野生种
的原生地受到破坏 ,与 20世纪 80年代相比 ,大约有
70%的野生薏苡原生地遭到毁灭 [5 ]。同时 ,由于薏苡
栽培的地方品种产量较低 ,又缺乏高产品种来取代 ,
农民不愿意种植 ,使得种植面积一直很少 ,相当部分
的农家品种自然消失 ,加剧了栽培种的薏苡资源损
失。在东亚其他地区 ,薏苡资源的遗传多样性也受到
严重侵蚀 ,尤其在日本和韩国 ,这种现象更为严重。
为了保护这种日益减少而又很有利用价值的种质资
源 ,我们必须要加强薏苡资源保存和利用的研究。
随着薏苡种质资源 ,尤其是野生种资源的日益
减少 ,必须采取有效措施来保护薏苡种质资源的遗
传多样性。一是建立原生境保护区 ,在原生地划定保
护区 ,建立防卫措施 ,建全保护管理体系 ,进行野生
薏苡种质资源的原生境保护。 二是建立异位保存体
系 ,包括保存圃与种质库的建立 ,对各地濒危种质资
源进行收集、整理及鉴定 ,并进行异位保存。因此 ,今
后应制定科学合理的保护方案加强收集和保护工
作 ,为子孙后代留下宝贵的薏苡种质资源。可应用分
子标记技术 ,在分子水平上了解薏苡资源的遗传背
景 ,更好地保护薏苡种质资源的遗传多样性。
3. 3　加强薏苡资源的鉴定评价与开发利用
采用科学的描述规范和数据标准全面地开展薏
苡资源的农艺性状鉴定评价 ,从中筛选出具有应用
前景的种质资源 ,并用于薏苡新品种选育 ,培育出性
状优良的新品种 ,从而推动薏苡资源的开发和应用。
3. 4　加强薏苡资源的基础理论研究
薏苡的遗传多样性起源中心、薏苡起源演化途
径、物种亲缘关系和分子遗传背景等研究相对较少 ,
许多问题仍然不清楚。今后应进一步加强薏苡资源
的基础理论研究 ,促进薏苡资源的开发利用 ,造福人
类。
参考文献:
[1 ]　李英材 ,覃初贤 .广西薏苡资源性状分析与分类 [ J].西
南农业学报 , 1995, 8( 4): 109～ 113.
[ 2]　黄亨履 ,陆平 ,朱玉兴 ,李英材 .中国薏苡的生态型、多
样性及利用价值 [ J].作物品种资源 , 1995, ( 4): 4～ 8.
[ 3]　徐梓辉 ,周世文 ,黄林清 .薏苡仁多糖的分离提取及其
降血糖作用的研究 [ J].第三军医大学学报 , 2000, 22
( 6): 578～ 581.
[4 ]　张明发 ,沈雅琴 ,朱自平 ,王红武 .薏苡仁镇痛抗炎抗血
栓形成作用的研究 [ J].基层中药杂志 , 1998, 12( 2): 36
～ 38.
[ 5]　陈成斌 .广西薏苡资源的保护、收集、整理与利用 [ J].
广西农业科学 , 2003, ( 3): 10～ 13.
(责任编辑　温国泉 )
·344· 广西农业科学　 2006年第 37卷第 4期