全 文 ：第 27卷　第 3期
2006年 9月
内 蒙 古 农 业 大 学 学 报
Journa l o f Inne r M ongo lia Ag ricultural University
Vo.l 27　No. 3
Sep. 2006
山杏种源试验与选择初步研究*
陈紫瑜1 , 　张胜利2 , 　刘军 1 , 　牟敏荣 1 , 　安守芹2
(1. 　内蒙古林木种苗站 , 呼和浩特　 010051;2. 　内蒙古农业大学 ,呼和浩特　 010019)
摘要:　通过对山杏进行种源苗期 、林期试验和 RAPD分子标记实验 , 结果表明:种源间苗高 、地径 、冠幅等性状存在
极显著差异 , 且广义遗传力较高;内蒙古东西部山杏种源间差异明显;山杏性状间具有相关性;初步选择出敖汉旗为
最佳种源;种源间遗传分化程度较高 , 种源内遗传多样性排序为敖汉旗 >巴林右旗 >乌拉山 >万家沟。本文为山杏
遗传改良和合理开发利用提供了研究基础和科学依据。
关键词:　山杏;　种源试验;　遗传变异;　RAPD分子标记
中图分类号:　S662. 203. 8　　　文献标识码:　A　　　文章编号:1009 -3575(2006)03 - 0024 -05
PROVENANCE TR IAL AND SELECT ION OF ARMEN IACA S IBIRICA
CHEN Zi -yu
1 , 　ZHANG Sheng - li2 , 　LIU Jun1 , 　MUM in - rong1 , 　AN Shou - qin2
(1. 　 InnerMongolia Forest S eeding S tation, Huhhot　 010051, China;
2. 　 InnerMongolia Agricultura lUniversity, Huhhot　010019, China)
Abstract:　The re su lt o f provenance trial and RAPD m olecular ma rke rs expe rim ent o fArm eniaca sibirica show ed that the cha racte rs
such as he igh t, g round diam e te r and crow n , w ere distinct d iffe rent am ong provenance, gene tic ability is high. There w as significan t
diffe rence be tw een east and west p rovenance ofArmen iaca sibirica in InnerM ongo lia. Corre lation ex isted am ong tra its. Aohanqiw as se-
lected as the exce llent provenance. The gene tic va ria tion o f p rovenance was significan .t Sc ien tific founda tion cou ld be prov ided fo r ge-
netic im prov ing and use ofArm eniaca sibirica.
Key words:　Arm eniaca sibirica;　p rovenance tria l;　 gene tic varia tion;　RAPD mo lecu la rm arkers
引言
山杏 (Armeniaca sibirica (L. ) Lam. )是内蒙古
优良乡土灌木树种 ,具有防风固沙 、涵养水源 、改善
环境等生态效益 ,又有较高的经济价值和药用价值。
但其长期以来处于野生半野生状态 ,经营管理粗放 ,
开发利用不合理 。目前 ,对山杏研究大多集中在种
质资源调查和栽培技术等方面 ,利用分子标记对山
杏遗传多样性研究尚未有报道。本文采用常规选择
育种结合 RAPD技术 ,试图为本地区选育出经济性
状优良 、速生 、抗性强 、具有丰富遗传多样性的优良
种源 ,为优良品种和良种选育提供良好研究材料和
基础。
1　材料与方法
1.1　试验地自然概况
试验地设在内蒙古林木良种繁育中心第Ⅳ大区
第 3小区。该中心位于呼和浩特市南郊 29公里处 ,
地处大青山南部 ,土默川平原 ,属于高平原干草原地
带 。东经 111°07ˊ ,北纬 40°43ˊ ,海拔 1 050m。
气候属于中温带大陆性季风气候 , 年平均气温
5. 6℃, 7月份平均气温 21. 9℃, 1月份平均气温 -
14℃, =10℃年积温为 2 917℃,无霜期 118d,年平均
日照时数 2 942h, 年平均降水量 417. 5mm。 80%以
上的降水集中在 7月份 ～ 9月份 , 年蒸发量 1 870
mm。土壤类型为沙壤土 , pH值 8. 5,肥力均匀。
1.2　试验材料
* 收稿日期:　2006 - 05 - 15作者简介:　陈紫瑜(1962 -)女 ,高级工程师 ,从事林木种苗检验与研究.
2003年在内蒙古山杏 4个种源的优良林分中采
集了种源混合种子 , 并于同年 11月初进行秋播 ,
2004年 5月中旬开始进行种源苗期试验 。 RAPD实
验材料取自各种源幼苗嫩叶 , 保存在液氮中带回实
验室 ,转入 - 80℃超低温冰箱中 。山杏各种源地理
位置和自然概况见表 1。
表 1　 山杏种源地理位置和自然概况
Tab. 1 O rigins of provenances o f A rm eniaca sibirica
种源 经度(东经)
纬度
(北纬)
海拔
(m)
一月均
温(℃)
七月均
温(℃)
最低温
度(℃)
最高温
度(℃)
年均温
(℃)
有效积
温(℃)
降水量
(mm)
蒸发量
(mm)
无霜期
(d)
敖汉旗 119°52′ 42°18′ 575 - 12. 0 24. 2 - 30. 0 39. 5 6. 1 2 800 407 1 700 140
巴林右 118°39′ 43°31′ 1 100 - 13. 7 22. 2 - 31. 1 38. 8 4. 9 2 882 358 2 103 121
万家沟 111°09′ 40°41′ 1 050 - 13. 0 21. 0 - 33. 0 39. 3 5. 9 2 872 400 1 730 157
乌拉山 109°30′ 41°18′ 1 100 - 12. 2 24. 6 - 30. 5 38. 7 6. 5 2 700 225 2 100 123
1.3　试验方法
1.3.1　田间试验　苗期试验采用大田播种育苗 ,播
种前用 3%FeSO 4溶液对土壤消毒 , 施有机肥 7 500
kg /hm
2 ,深翻 、整地 、作床 。苗床宽 150cm , 行距
20cm ,沟深 5 cm ,覆土 2cm ～ 3 cm , 条播 。种子经
0. 1%K 2MnO 4消毒 24h,温水浸种 24h。于 2003年
11月 3日 ～ 7日播种 ,播种后灌足水 ,低温催芽。田
间采用种源间随机排列设计 ,苗期试验为期 1a,于
2005年 4月中旬营建种源试验林 ,进行林期试验 ,每
个种源为 1小区 , 面积 0. 67hm 2 , 株行距 30cm ×
58cm。田间随时进行除草 、松土 、追肥 、灌溉和病虫
害防治 ,管理水平及环境条件力求一致 。田间观测
采用小样方调查法 ,定期 、定株测定苗高 、地径 、冠
幅 、成活率 、保存率 、生物量等。
表 2　RAPD实验扩增随机引物序列
Tab. 2 P rim ers w ith arb itrary sequence in the RAPD analy sis
引物 序列(5～ 3) 引物 序列(5～ 3)
S8 GTCCACACGG S116 TCTCAGCTGG
S20 GGACCCTTAC S197 TGGGGACCAC
S22 TGCCGAGCTG S379 CACAGGCGGA
S48 GTGTGCCCCA S62 GTGAGGCGTC
S69 CTCACCGTCC S80 ACTTCGCCAC
S103 AGACGTCCAC S475 GGAAGCCAAC
1.3.2　RAPD遗传多样性分析　DNA提取采用改
良的 CTAB法。 RAPD实验方法在 J. W illiams和 J.
W elsh (1990)的方法上略加改动。 Taq聚合酶和
DNTP购自上海生工公司 ,随机引物购自 Ope ron公
司 ,序列见表 2 ,其他试剂均为国产分析纯。
1.4　数据处理
1.4.1　田间试验数据统计分析　利用 Excel和 SAS
等软件对种源各性状观测值进行方差分析 、相关分
析 、聚类分析和主成分分析 ,并估算了广义遗传力 、
变异系数 、遗传增益等参数 。
1.4.2　RAPD实验数据分析　扩增产物中有带的记
为 l,无带或极弱带的记为 0,建立原始数据距阵。采
用 PopGen32程序计算了 Shannon多样性指数 、Ne i
遗传分化指数 ,并采用 UPGMA法对种源进行了聚类
分析。
2　结果与分析
2.1　种源试验
2.1.1　山杏种源生长量差异分析　种源苗期试验
结果表明(表 3):敖汉旗(36. 15cm)和巴林右旗种源
(34. 68cm)苗高大于种源平均苗高 (32. 41cm),而且
明显超过万家沟 (29. 97cm)和乌拉山种源 (28. 82
cm);敖汉 、巴林右旗种源苗木侧枝少 、主干通直 、苗
木整齐 、出苗率和保存率高 、受害率低。而万家沟和
乌拉山种源则相反 ,由于苗木顶芽被害虫咬噬严重 ,
导致主干停止生长 ,侧枝发达 ,受害率高 ,保存率低 ,
地径明显大于敖汉旗和巴林右旗种源;造林后敖汉
旗种源生长更为突出 ,平均树高 、地径 、成活率分别
为 66. 7cm、7. 7mm、89. 1%。万家沟种源最差 ,平均
树高 、地径 、成活率分别为 51. 1cm、7. 5mm、79%。巴
林右旗 、乌拉山种源居中。
表 3　山杏种源性状统计表
Tab. 3 Charac ters of A rmeniaca sibirica am ong diffe rent P rovenances
种源 苗期苗高(cm) 苗期地径(mm) 林期树高(cm) 林期地径(mm)
冠幅
(cm2) 平均侧枝数 保存率(%) 受害率(%) 造林成活率(%)
敖汉旗 36. 15 3. 50 66. 7 7. 7 1 193. 4 0. 83 95 41 89. 1
巴林右 34. 68 3. 44 53. 9 7. 9 835. 9 0. 83 90 31 84. 3
乌拉山 28. 82 5. 33 52. 0 8. 0 2 023. 7 4. 54 40 79 84. 5
万家沟 29. 97 4. 57 51. 1 7. 5 1 472. 9 3. 70 50 66 79. 0
平　均 32. 41 4. 05 55. 9 7. 8 1 381. 5 2. 48 69 54 84. 2
25第 3期　　　　　　　　　　　　　　　　陈紫瑜等:　山杏种源试验与选择初步研究
　　通过对山杏种源生长量方差分析和遗传参数估
算表明:山杏不同种源 、不同生长阶段 ,其主要性状
差异都达到极显著水平(苗期:苗高 F =8. 64、地径 F
=23. 16 ,林期:树高 F =7. 54、冠幅 F =6. 42 , p <
0. 01)。山杏种源树高 、冠幅的广义遗传力分别为 0.
882 9和 0. 865 1,说明遗传变异占表型总变异的比
率较高 ,性状遗传给子代的能力强 ,它们的遗传变异
系数分别为 79. 21%、61. 53%,表明树高和冠幅有较
宽的遗传基础 ,表现出一系列的数量变异 。
2.1.2　山杏种源聚类分析　将山杏 4个种源苗期 、
林期田间观测数据作聚类分析(图 1)可知:4个种源
可分为 2类 ,第一类为敖汉旗和巴林右旗种源 ,这一
类表现优良且都分布于内蒙古东部;第二类为乌拉
山和万家沟种源 ,这一类表现较差 ,分布于内蒙古西
部 。由此可以看出内蒙古山杏东西部种源差异明
显 ,东部优于西部 。
2.1.3　山杏性状间相关性分析　通过对山杏性状
的相关分析发现 (表 4):苗期苗高与分枝数呈显著
负相关 ,相关系数为 - 0. 984* ,说明如果山杏早期分
枝多会影响高生长。苗期地径与保存率显著负相
图 1　 山杏种源表型聚类图
F ig. 1 Pheno typic dendrog ram fo r 4
provenance s of A rmeniaca sib irica
关 ,相关系数为 - 0. 979* ,分枝数与受害率正相关 ,
与保存率负相关 ,相关系数为 0. 981*和 - 1. 000** ,
说明保存率越低 ,侧枝生长越多且健壮 ,如乌拉山种
源受虫害严重 ,顶芽被咬死 ,致使高生长受到抑制 ,
侧枝发达 ,冠幅增大。由以上分析可知:高生长突
出 ,病虫受害率低 ,分枝少 、生长健壮 、苗木整齐 、分
散度小的种源为优良种源。
表 4　山杏性状表型相关系数矩阵
Tab. 4 Pheno typic correla tion coeffic ients m a trix of charac te ristics
苗期
苗高 x1
林期
苗高 x2
苗期
地径 x3
林期
地径 x4
分枝数
x5
受害率
x6
冠幅
x7
成活率
x8
保存率
x9
x1 1. 000
x2 0. 793 1. 000
x3 -0. 961* - 0. 611 1. 000
x4 - 0. 062 - 0. 128 0. 148 1. 000
x5 -0. 984* - 0. 674 0. 989* 0. 037 1. 000
x6 - 0. 931 - 0. 517 0. 988* 0. 029 0. 981* 1. 000
x7 - 0. 836 - 0. 355 0. 955* 0. 196 0. 912 0. 967* 1. 000
x8 0. 679 0. 847 - 0. 461 0. 419 -0. 58 -0. 438 -0. 197 1. 000
x9 1. 000 0. 730 - 0. 979* - 0. 034 -1. 000** - 0. 962* -0. 878 0. 634 1. 000
　　注:　﹡﹡为 0. 01显著水平 , 　﹡为 0. 05显著水平
2.1.4　山杏性状的主成分分析　对山杏性状指标
作主成分分析 ,结果 (表 5)表明:第 l主成分的特征
值为 6. 577,方差贡献率为 73. 1%,即代表全部信息
量的 73. 1%,是最重要的主成分;第 2主成分的特征
值为 1. 516,方差贡献率为 16. 9%,前 2个主成分的
累积方差贡献率为 89. 9%,表明前 2个主成分已把
89. 9%的性状信息表现出来 ,因此 ,可以选取前 2个
主成分作为山杏种源选择的指标 。第 1主成分中分
枝数和冠幅的特征向量较大 ,分别为 0. 388、0. 341,
因此可视为树形指标 ,第 2主成分中林期树高和地
径的特征向量较大 ,分别为 0. 309、0. 603,可视为生
长量指标。
表 5　山杏性状主成分的特征值
Tab. 5 P rincipa l com ponent e igenvalue o f cha racte ristics
主成分 特征值 方差贡献率 累积方差贡献率
1 6. 577 73. 1% 73. 1%
2 1. 516 16. 9% 89. 9%
2.1.5　山杏优良种源的初步选择　估算山杏不同
种源生长量遗传增益和综合评价值 (表 6)可知:敖
汉旗种源树高遗传增益最大 (0. 171),其他种源都为
负值 ,敖汉旗综合评价值(2. 538)也排在第一位。因
此初步确定敖汉旗种源为最佳种源 ,其排序为敖汉
旗 >巴林右旗 >乌拉山 >万家沟 。
26 内 蒙 古 农 业 大 学 学 报　　　　 　　　　　　　　2006年
表 6　山杏种源遗传增益与评价值
Tab. 6 Gene tic plus and estim a te am ong differen t P rovenance s
种源 树高遗传增益
地径遗
传增益
综合
评价值
敖汉　 0. 171 - 0. 002 2. 538
巴林右 - 0. 032 0. 002 2. 433
万家沟 - 0. 076 - 0. 053 2. 178
乌拉山 - 0. 062 0. 036 2. 326
图 2　引物 s62对 4个山杏种源扩增的 RAPD带型,
1 -3为敖汉种源 , 4 -6为巴林右种源,
7 -9为万家沟种源 10 -12为乌拉山种源
F ig. 2 A rmeniaca sibirica RAPD amp lification produc ts
gene rated from prime rS62
2.2　种源遗传多样性的 RAPD分析
2.2.1　 RAPD 随机引物的筛选　实验所用随机引
物为上海生工公司的 S系列引物 。从 50个引物中
各筛选出 10个扩增条带清晰 ,重复性好的引物。山
杏种源扩增出 44个重复性好 、清晰的位点 , DNA片
段大小在 100bp ～ 1 600bp之间 ,其中多态位点 41
个 ,占 93. 18%,平均每个引物可获得 4. 1个多态位
点 ,图 2为引物 S62对山杏 4个种源扩增的带型 。
2.2.2　种源遗传多样性比较　Shannon多样性指数
是生态学中用于度量物种多样性的最常用方法。根
据山杏 RAPD数据统计结果 (表 7)知:敖汉旗种源遗
传多样性最高 (0. 278 6),其次为巴林右旗 (0. 100
6)、乌拉山(0. 046 4)、最低为万家沟 (0)。 Nei基因
多样性指数也是衡量群体变异水平的理想参数。由
Nei指数估算的山杏 4个种源基因多样性结果表明:
敖汉旗种源遗传多样性为 0. 211 7,巴林右旗为 0.
149 7、乌拉山为 0. 124 0、万家沟为 0。由 Nei指数估
算的基因多样性比 Shannon指数低 ,但大小排序与
Shannon多样性指数一致:敖汉旗 >巴林右旗 >乌
拉山 >万家沟。
表 7　由 Shannon指数和 Nei指数估算的山杏种源遗传多样性
Tab. 7 Gene tic diversity fo r provenances estim ated by Shannons diversity index and Neis index
Shannon多样性指数 Nei指数
敖汉旗 巴林右旗 万家沟 乌拉山 敖汉旗 巴林右旗 万家沟 乌拉山
0. 278〗6 0. 100 6 0 0. 046 4 0. 190 1 0. 067 3 0 0. 033
2.2.3　种源间的遗传分化　山杏种源间遗传分化参
数 Ht、Hs、Gst、Nm估算结果见表 8,种源间 Shannon指
数平均为 0. 486 3。种源间的遗传分化 (Gst)为 0. 775
0,种源内基因多样性 (Hs)为 0. 072 7总的基因多样性
(Ht)为 0. 323 0,基因流(Nm )为0. 145 2。
表 8　山杏种源间的遗传分化
Tab. 8 G ene tic diffe rentia tions am ong provenances
Shaonon
指数
总的基因
多样性Ht
种源内的基因
多样性 Hs
种源间的
遗传分化Gst
基因
流 Nm
0. 486 3 0. 323 0 0. 072 7 0. 775 0 0. 145 2
2.2.4　种源遗传一致度和遗传距离 　遗传一致度
和遗传距离是衡量植物种群变异水平的重要指标。
山杏 4个种源遗传一致度在 0. 550 2 ～ 0. 910 8之间
(表 9),表明种源分化程度较高 。敖汉旗与万家沟
种源遗传距离最大(0. 597 5),乌拉山与万家沟种源
遗传距离最小 (0. 093 4),平均距离为 0. 278 0。根
据种源间的遗传距离 ,通过 UPGMA分析得到种源聚
类图(图 3), 4个种源可分为 2类:第 1类为敖汉旗
与巴林右旗;第 2类为万家沟与乌拉山 ,分子标记聚
类图进一步揭示了山杏种源间的亲缘关系 ,乌拉山
和万家沟种源亲缘关系较密切 ,巴林右旗和敖汉旗
亲缘关系较近 ,万家沟和敖汉旗种源亲缘关系最远 。
表 9　山杏种源遗传距离和遗传一致度
Tab. 9 G ene tic iden tity and gene tic distance of provenances
种源 1. 敖汉旗 2.巴林右 3.万家沟 4. 乌拉山
1 **** 0. 637 4 0. 550 2 0. 585 3
2 0. 450 4 **** 0. 590 6 0. 615 7
3 0. 597 5 0. 526 6 **** 0. 910 8
4 0. 535 7 0. 485 0 0. 093 4 ****
　注:上三角为遗传一致度.下三角为遗传距离
图 3　山杏种源 UPGMA聚类图
F ig. 3 UPGMA dendrog ram forArm en iaca sibiricas provenances
27第 3期　　　　　　　　　　　　　　　　陈紫瑜等:　山杏种源试验与选择初步研究
3　结论与讨论
3.1　通过种源试验表明
山杏种源生长量差异极显著 ,树高 、地径等性状
广义遗传力较大;内蒙古东部敖汉旗和巴林右旗种
源优于西部乌拉山和万家沟种源;山杏性状可划分
为树型和生长量 2个主成分;种源排序为敖汉旗 >
巴林右旗 >乌拉山 >万家沟 ,初步选择出敖汉旗为
最佳种源。
3.2　RAPD遗传多态性分析表明:敖汉旗种源遗传
多样性最丰富 ,其次是巴林右旗和乌拉山种源 ,万家
沟种源遗传变异最小;4个种源遗传分化程度较高;
敖汉旗与万家沟种源遗传距离最大 ,乌拉山与万家
沟种源遗传距离最小 。
3.3　由于时间所限 ,山杏还没有开花结实 ,其主要
经济性状 ,如结实量 、出仁率 、杏仁品质等还未测定 ,
需要在今后进一步观测 、调查和研究 ,为种源选择提
供充分依据 ,也将为良种选育奠定基础。
参　考　文　献:
[ 1] 　安守芹. 林木育种原理与技术〔M〕. 呼和浩特:内蒙古
人民出版社 , 1996.
[ 2] 　仲崇禄 , 施纯淦 ,王维辉等. 华南地区山地木麻黄种源
试验与筛选〔 J〕.林业科学 , 2002, 38(6):58 -65.
[ 3] 　罗美娟. 短枝木麻黄种源群体遗传多样性与遗传变异
规律研究〔D〕. 福建农林大学硕士学位论文. 2005. 6
[ 4] 　王玉欣 , 李桂贞.山杏〔 J〕.特种经济动植物 , 2001, 2:35
- 36.
[ 5] 　张日清 , 谭晓风 , 吕芳德.林木 RAPD标记技术研究进
展〔 J〕.吉首大学学报 , 2001, 22(3):16 -22.
[ 6] 　张俊卫 , 包满珠 , 陈龙清. 梅 、桃 、李 、杏 、樱的 RAPD分
析〔 J〕.北京林业大学学报 , 1998, 20(2):12 -15.
[ 7] 　W illiam s. J. K. DNA po lymo rph ism s am plified by arb itrary
prim ers are usefu l as genetic m arkers〔 J〕. Nuc le ic Ac ids
Res. , 1990, 18:6631 - 6535.
[ 8] 　M osse le r. K. N, Hughe s. G. A. Low leve ls o f g enetic di-
ve rsity in red pine confirm ed by random am plified po ly-
morph ic DNA m arkers〔 J〕. C an. J. Fo r. Res, 1992, 22
(9):1332 - 1337.
28 内 蒙 古 农 业 大 学 学 报　　　　 　　　　　　　　2006年