全 文 ：植物遗传资源学报 2012，13(2) :317-320
Journal of Plant Genetic Resources
基于 SSR标记的贵州薏苡种质资源遗传多样性分析
郭银萍1，彭忠华1，赵 致1，陈志兴2，高 翔3，刘胜传4，谢 云1
(1贵州大学农学院，贵阳 550025;2黔西南州农业局，兴义 570001;3贵州省农业科学院，
贵阳 550025;4贵州省兴义市兴仁县烟草公司，兴仁 562300)
摘要:利用 SSR 标记研究了 22 份薏苡种质的遗传多样性，用 11 对扩增带型稳定的 SSR引物从供试材料中检测出 105 个
等位基因变异，每对引物检测等位基因 4 ～ 20 个，平均 9. 55 个。SSR 引物的 PIC 介于 0. 3048 ～ 0. 9238，平均多态性信息量为
0. 8255。利用 UPGMA 聚类分系法将供试自交系划分为 4 类，该划分结果与根据地理来源、种质系谱的分类结果基本一致。
SSR分子标记辅助的种质改良是薏苡品种改良的重要途径。
关键词:薏苡;种质;遗传多样性;SSR
Genetic Diversity Analysis of Jobs Tears Germplasm Resources by
SSR Markers in Guizhou Provience
GUO Yin-ping1，PENG Zhong-hua1，ZHAO Zhi1，CHEN Zhi-xing2，GAO Xiang3，LIU Sheng-chuan4，XIE Yun1
(1Agricultural College，Guizhou University，Guiyang550025;2 Institute of Qiannan Agricultural，Xingyi 570001;
3Guizhou Academy of Agricultural Sciences，Guiyang 550006;4Tobacco Branch of Xingren County，Xingren 562300)
Abstract:The genetic diversity of 22 Jobs tears germplasm were studied by simple sequence repeats (SSR)
markers． 11 SSR primers giving stable amplified band pattern detected 105 alleles among the lines tested． The av-
erage number of alleles per SSR locus were 9. 55 with a range from 4 to 20． The value of polymorphism information
content (PIC)for each SSR locus varied from 0. 3048 to 0. 9238 with average of 0. 8255． The 22 germplasm were
divided into 4 groups by UPGMA method based on SSR fingerprinting． The clustered results were similar to that
based on geograph-ical resource and germplasmic genealogy． SSR marker could be an accurate and reliable method
to study diversity of Jobs tears germplasm． SSR marker assisted genetic improvement of Jobs tears germplasm would
be an important way to breed new Jobs tears cultivars．
Key words:Jobs tears;Germplasm;Genetic diversity;SSR
收稿日期:2011-03-29 修回日期:2011-11-07
基金项目:贵州省年度攻关项目(黔科合 NY字［2008］3034 号)
作者简介:郭银萍，在读硕士，研究方向:种质资源创新。E-mail:guoyinping1985@ 163． com
通讯作者:彭忠华，教授。E-mail:pzh-1215@ 163． com
薏苡［Coix lachryma-jobi(L． )var． frumentacea
Makino］属禾本科植物，一年生或多年生草本植物，
又名薏苡仁或薏仁米，俗称“药玉米”、“回回米”、“六
谷米”等。在我国大部分地区均有种植，主产于福建、
河北、辽宁等地。薏苡也是贵州省的特色农作物。薏
苡全身都是宝，其子实、根、茎、叶，人类都可以利用。
薏仁米的营养价值、药用价值都是其他植物所不能比
的，其在禾本科植物中独占鳌头，因此，被誉为“世界
禾本科植物之王”［1-4］。其药用成分主要是薏苡仁
醋，含量约 0. 2%，对许多病症有明显疗效;并有抗癌、
治疗扁平疣之良效，故成为常用中药材。薏仁米的营
养成分比较全面，其中含脂质 7. 6%，是稻米的 18 倍，
且油中多为不饱和脂肪酸;含蛋白质 17. 6%，比稻米
高出 1. 28倍，并含有 18种氨基酸;淀粉含量 62. 4%，
相当于普通杂交玉米含量;同时还含有钙、磷、铁等多
种微量元素及维生素 B、E 等。其可作食用，具有消
DOI:10.13430/j.cnki.jpgr.2012.02.021
植 物 遗 传 资 源 学 报 13 卷
食、利尿、降血糖、镇痛、消肿、润肤、美容、除疲劳、防
高血压等功效，被誉为“米中之王”。此外，它的秸秆
粉碎后经糖化、盐化处理可饲喂牛、马等大牲畜，果实
加工后之糠是喂养畜禽的好饲料［5-7］。
薏苡抗逆性强，耐瘠性好，耐粗放栽培，惯于陡坡
荒地种植，但由于缺乏优良品种，一般产量为 40 ～
70kg /667m2，严重制约其发展。目前国内对薏苡开发
利用极为重视，主要应用于医药保健研究领域。在分
子标记领域特别是遗传多样性方面还很少报道。本
试验将利用成熟的 SSR分子标记技术对 22份薏苡种
质进行遗传多样性分析，从而为提高薏苡杂交组配的
科学性、提高育种效率和育种水平、为薏苡种质改良
利用提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
供试材料为 22 份薏苡种质材料，由贵州大学农
学院玉米研究所提供(表 1)。
表 1 供试薏苡的名称及编号
Table 1 Name and number of Barley rice germplasm in
the study
编号
No．
名称
Name
粒色
Color
编号
No．
名称
Name
粒色
Color
1 WC1 白 白 12 PY1 黑 黑
2 YL1 黑 黑 13 XY1 白 白
3 WC2 黑 黑 14 GX1 白 白
4 PY1 白 白 15 WCH黑 黑
5 XY1 黑 黑 16 XT1 黑 黑
6 GX1 黑 黑 17 XT2 黑 黑
7 Wch白 白 18 XT3 黑 黑
8 XT1 白 白 19 薏测 白
9 WC1 黑 黑 20 XT2 白 白
10 YL1 白 白 21 XT3 白 白
11 WC2 白 白 22 薏 2006489 白
1. 2 方法
1. 2. 1 DNA 的提取 各供试材料取 5 ～ 10 粒于
恒温培养箱中培养 10d 左右，取 2g 新鲜嫩叶在研
钵中 研 磨，采 用 改 良 的 CTAB 法 提 取 样 品
DNA［8-11］。或者直接将去掉外壳的种子与液氮混
合研磨，采用改良的 CTAB 法提取样品 DNA。其
中提取到的上清液再次离心(为去除吸取上清液
时所吸取到的不必要的杂质及异戊醇) ，获得的上
清液加入到 1. 5ml 的离心管(含有 2 倍体积的提
前预冷过的-20℃无水乙醇)中。获得的 DNA 用
紫外分光光度计 UV2000 检测样品 DNA 浓度和质
量。再用超纯水将 DNA 浓度稀释至 50ng /μl，
－ 20℃保存备用。
1. 2. 2 SSR 扩增、电泳及银染 引物:玉米 SSR引
物序列信息来自 MaizeDB(http:/ / www． agron． mis-
souri． edu)或 MaizeGDB (http :/ / www． maizeg2db．
org)［9］，引物由上海捷瑞公司合成 ，从玉米的 85 对
SSR引物中共筛选出 5对扩增条带清晰稳定的 SSR引
物。水稻的 72 对引物为美国 Cornell 大学开发的 RM
系列，由上海生工合成。PCR 反应体系:使用 PTC －
100扩增仪。采用 10μl反应体系各药剂的用量体积及
浓度见表 2。反应体系在 PTC-100扩增仪上进行扩增
反应:94℃预变性 5min;94℃变性 40s;X℃退火 35s;
(X℃退火 ，具体退火温度参考引物 Tm值);72℃延伸
45s;35 个循环;72℃延伸 7min。4℃保存。电泳与显
影:采用 10%非变性聚丙烯酰胺凝胶进行电泳，然后通
过固定、银染、漂洗和显影等步骤进行显带［12-15］然后保
存，照相。
表 2 10μl反应体系
Table 2 Reaction of 10μl
试剂
Reagent
初始浓度
Inital concentration
体积配比
Reagent
proportion
终浓度
final concentration
ddH2O － 3. 3μl －
10 × buffer 10 × buffer 1. 0μl 1 × buffer
MgCl2 25mmol /L 1. 2μl 3. 0mmol /L
dNTP 10mmol /L 0. 25μl 0. 25mmol /L
Taq酶 2. 5U /μl 0. 25μl 0. 0625U /μl
引物 2. 5umol /μl 上下各 1. 25μl 各 0. 3125μmol /μl
DNA 50ng /μl 1. 5μl 7. 5ng /μl
1. 2. 3 统计分析 统计分析是以 SSR 扩增产物
结果为依据 ，有带记为 1、无带记为 0、缺失或带弱
记为 9，统 计 谱 带 建 立 数 据 库。按 UPGMA
(Un2weightd Pair Group Method using Arithmetic Av-
era2ges)方法，利用软件 DPS v7. 05 版和 NTSYS-
pc2. 10e分析软件进行数据聚类，获得系统聚类
图;以简单配对参数(Simple matching co2efficient)
估计基因频率，SSR 位点的多态性信息量(Poly-
morphism information content ，PIC)按公式 PIC =
1 －∑f2i(其 fi为 i位点的基因频率)计算，材料之间
的遗传相似系数变化范围(Genetic Similarity ，GS)
813
2 期 郭银萍等:基于 SSR标记的贵州薏苡种质资源遗传多样性分析
按 GS = m / (m + n) (其中 m 为基因型间共有带
数目，n 为差异带数目)计算，遗传距离(Genetic
Distance ，GD)按公式 GD = 1 － GS计算［16-18］。
2 结果与分析
2. 1 SSR标记分析
因为薏苡属小作物，从而没有相应的引物，但为
了研究其遗传多样性从而区分其亲缘关系，只能试
图从与之亲缘关系较近的禾本科作物玉米和水稻中
筛选。从玉米的 85 对随机引物和水稻的 72 对随机
引物中分别筛选出了 5 对和 6 对共计 11 对多态性
较好的随机引物进行 SSR分析 ，在供试材料中 ，从
11 对多态性好的引物中共检测到 105 个等位基因
变异，平均每个位点检测到的等位基因数为 9. 55
个，变化范围为 4 ～ 16 个。每个 SSR 位点的 PIC 为
0. 6312 ～ 0. 9138，平均 0. 8255，其中引物 RM5336
位点的 PIC 最大为 0. 9138，Umc1741 位点最小为
0. 6312(图 1、表 3)
图 1 引物 RM5336 在 22 个薏苡种质中的扩增结果
Fig． 1 DNA fingerprints of 22 Jobs tears germplasm using SSR primer RM5336
表 3 22 个薏苡种质 SSR检测的等位基因数及多态信息量
Table 3 SSR primers，the number of alleles and PIC value
amplified in 22 Jobs tears germplasm
编号
No．
引物
Primer
染色体位置
Genomic location
等位基因
数 Alleles
多态性信息
量 PIC
1 Bnlg1306 5． 07 15 0． 8681
2 Bnlg1246 5． 05 9 0． 8601
3． 05
8． 05
6． 01
3 Bnlg1538 6． 01 15 0． 8646
4 Phi024 5． 01 10 0． 7750
5 Umc1741 8． 03 4 0． 6312
6 RM3426 1． 4 6 0． 8615
7 RM5336 1． 3 16 0． 9138
8 RM1167 1． 4 11 0． 8423
9 RM1201 1． 7 6 0． 7973
10 RM1151 1． 9 5 0． 8400
11 RM1321 1． 3 8 0． 8271
平均 Mean 9． 55 0． 8255
2． 2 种质间的遗传差异
根据 SSR 标记数据计算薏苡种质的 SSR 遗传
相似系数(Gs) ，其变幅为 0． 3048 ～ 0． 9238，平均 Gs
值为 0． 7799。其中材料 WC2 黑与 YL1 黑的遗传相
似系数最高，为 0． 9238;材料 XT3 白与 YL1 白的遗
传相似系数最低，为 0． 3048;材料 XT3 白与其他各
种质间的平均遗传相似系数(0． 3923)小于其他种
质间的平均遗传相似系数，表明材料 XT3 白与其他
自交系间分子水平上的遗传差异较大，分子特异性
水平较高。
2． 3 种质间聚类结果
根据各薏苡种质间的 SSR 遗传相似系数矩
阵，利用 UPGMA 法进行聚类分析，22 份薏苡种
质共聚成 4 类(以 Gs 值 0 ． 808 为标准)。其中
第Ⅰ类只有 WC1 白;第Ⅱ类包括 YL1 黑、WC2
黑、PY1 白、WCH 白、GX1 黑、XY1 黑、XT1 白、
WC1 黑、YL1 白、WC2 白、WCH 黑、XT1 黑、XT3
黑、薏仁米测、XT2 黑、PY1 黑、XY1 白和 GX1
白;第Ⅲ类包括 XT2 白和薏 2006489;第Ⅳ类只
含有 XT3 白(图 2、表 4)。
由图 2 及表 4 可以看出 ，第Ⅱ类和第Ⅲ类种
质之间遗传关系较近 ，而第Ⅰ类和第Ⅳ类与其他
各自交系之间遗传关系较远;22 份薏苡种质中 ，
材料 XT3 白与其他薏苡种质之间的遗传关系
最远。
913
植 物 遗 传 资 源 学 报 13 卷
图 2 SSR聚类图
Fig． 2 Clustering map of SSR markers
表 4 SSR 标记聚类结果
Table 4 Results of clustering analysis with SSR markers
类群编号 Group No． 种质 Germplasm
Ⅰ WC1 白
Ⅱ YL1 黑、WC2 黑、PY1 白、WCH白、
GX1 黑、XY1 黑、XT 白、WC1 黑、YL1 白、
WC2 白、WCH黑、XT1 黑、XT3 黑、薏仁米
测、XT2 黑、PY1 黑、XY1 白及 GX1 白
Ⅲ XT2 白和薏 2006489
Ⅳ XT3 白
3 讨论
本研究用 11 对 SSR 引物将 22 份薏苡种质基
本分开，并较好地反映了供试材料的亲缘关系，也进
一步证明 SSR 标记是鉴定薏苡种质资源亲缘关系
的一条有效途径。所选用的 22 份材料的遗传相似
系数在 0． 3048 ～ 0． 9238，平均为 0． 7799。说明多数
材料间具有一定的遗传差异，但总体供试材料遗传
基础相对比较狭窄，这可能与选材范围不够广泛及
核心 SSR 引物的筛选有关。因此，在薏苡育种中利
用好现有的优良种质资源，广泛收集和创造新的种
质资源，挖掘其优良基因，扩大我国薏苡育种的资源
基因库，对进一步提高我国现有薏苡品种是非常重
要的。进一步筛选其核心 SSR 引物，使其能准确地
反映出薏苡种质间的遗传变异关系。
贵州的喀斯特地形使各地气候、地理生态条件
复杂化，所以在今后薏苡育种中要实现创新和突破，
应在此研究基础上选取代表性的材料与供试材料杂
交组配 ，采用 NC-Ⅱ设计试验，进一步对其杂交后
代的性状进行田间比较分析，再结合田间表现与分
子标记的聚类结果进行比较，从而更为客观、合理地
对薏苡种质进行杂种优势群的划分。
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