全 文 ：分子植物育种，2007年，第5卷，第4期，第502-506页
MolecularPlantBreeding,2007,Vol.5,No.4,502-506
基金项目：本研究由福州市科技星火项目(2005-03)资助。
研究报告
ReseachReport
瓠瓜种质资源遗传多样性的RAPD分析
高山 1* 许端祥 1 林碧英 1 钟开勤 2
1福州市蔬菜科学研究所,福州,350012;2福建农林大学园艺学院,福州,350012
*通讯作者,vegao@163.com
摘 要 采用RAPD分子标记对源自中国7个省份的38份瓠瓜种质资源进行遗传多样性分析。20个随机
引物共扩增出104条多态性带，平均每个引物扩增的多态性带数为5.2条，多态性位点百分率为51.2%。利
用NTSYS-pc软件计算种质间的遗传距离，用UPGMA法进行聚类分析，将供试的38份种质可分为3个类
群8组，用EIGEN方法进行主坐标分析，将其分为3个类群13组。两种分类方法所获结果基本一致。RAPD
分子标记表现出与瓠瓜的农艺性状分类和地区分布有一定的相关性。
关键词 瓠瓜,种质,遗传多样性,RAPD
RAPDAnalysisofGeneticDiversityon38GermplasmResourcesofLage-
nariasiceraria
GaoShan1* XuDuanxiang1 LinBiying1 ZhongKaiqin2
1FuzhouInstituteofVegetableCrops,Fuzhou,350012;2ColegeofHorticultureinFujianAgricultureandForestryUniversity,Fuzhou,350012
*Corespondingauthor,vegao@163.com
Abstract RPADmarkerswereusedtodetectthegeneticdiversityamong38BotleGourdaccessionsfrom7
provincesinChina.TwentyRAPDrandomprimersproduced104polymorphicbands,averaged5.2bandseach
primerpair.Theaveragepercentageofpolymorphicbandswas51.2%.Geneticdistancewascalculatedbythe
NTSYS-pcsoftware.AdendrogramwasconstructedusingUPGMAbasedongeneticdistancematrix.38acces-
sionswereclusteredinto3groupsand8subgroupsbasedontheRAPDdatabythemethodofclusteringanalysis,
and3groupsand13subgroupsbythemethodofprincipalcoordinatesanalysis.Thetwomethodsaboveexhibited
similarphylogeniesamongtheaccessions.TheresultsfromRAPDmolecularmarkersshowedobviouscorelation
withtheagronomiccharacteristicsclassificationandthelocationsdistributionoftheBotleGourdaccessions.
Keywords Lagenariasiceraria(Mol.)Stand.,Germplasm,Geneticdiversity,RAPD
瓠瓜(Lagenariasiceraria(Mol.)Stand.)，别名瓠
子、扁蒲、蒲瓜，原产赤道非洲南部低地。瓠瓜在我国
栽培历史悠久，可上溯到新石器时代，是我国长江以
南地区广泛种植的瓜类蔬菜，其类型和品种十分丰
富。但是我国对瓠瓜的种质资源研究甚少，基于分子
水平的遗传多样性更缺乏研究，国内对瓠瓜的尚未
见有关于分子标记在瓠瓜上研究报道。RAPD技术
已被广泛用于多种葫芦科蔬菜作物的品种鉴定和遗
传多样性的研究 (李海真等,2000;李俊丽等,2005)，
Decker-Walters等(2001)成功运用 RAPD技术对非
洲的瓠瓜种质进行研究。作者采用RAPD标记对38
份瓠瓜种质的遗传多样性进行分析，以期为国内瓠
瓜种质资源合理利用提供一定的理论依据。
1材料与方法
供试的38份瓠瓜种质，为福州市蔬菜科学研究
所历年收集的地方品种以及从台湾引进的部分品
种，经6代自交纯化的稳定自交系(表1)。
瓠瓜总DNA的提取以幼苗为材料，从不同重复
的单株上剪取嫩叶，用液氮研磨，采用改良的CTAB
表1供试材料的名称及来源
Table1Sourceandnamesofbotlegourdaccessionsinvestigated
编号
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
品种
Cultivar
汉龙青玉
HanlongQingyu
汉龙碧玉
HanlongBiyu
改良瓠子瓜
GailiangHuzi
温州长瓜
WenzhouChanggua
福州芋瓠
FuzhouYvhu
特优油绿蒲瓜
Teyouyoulv
创丰瓠瓜
Chuangfeng
青霞二号
Qingxia-2
长乐
Changle
永乐
Yongle
超早生瓠瓜
Chaozaosheng
原叶七叶早瓠
YuanyeQiyezao
孝感瓠子
Xiaogan
福圣瓠瓜
Fusheng
早生短棒瓠瓜
ZaoshengDuanbang
早熟短棒瓠子
ZaoshuDuanbang
新型短身油绿蒲瓜
XinxingDuanshenYoulv
温蒲1号
Wenpu-1
杭州长瓜
HangzhouChanggua
来源
Origin
湖北
Hubei
湖北
Hubei
湖北
Hubei
浙江
Zhejian
福建
Fujian
广东
Guangdong
湖北
Hubei
湖北
Hubei
台湾
Taiwan
台湾
Taiwan
广东
Guangdong
江西
Jiangxi
湖北
Hubei
湖北
Hubei
台湾
Taiwan
台湾
Taiwan
广东
Guangdong
浙江
Zhejian
浙江
Zhejian
编号
No.
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
品种
Cultivar
油青早蒲瓜
Youqingzao
华蒲1号
Huapu-1
早春二号短瓠
ZaochunDuanhu-2
贵妃瓠瓜
Guifei
冷江早熟绿皮瓠子
LengjiangZaoshuLvpiHuzi
特早短棒瓠瓜
Tezaoduanbang
怡田瓠瓜
Yitian
台湾瓠瓜
Taiwan
台湾早生瓠瓜
TaiwanZaosheng
早熟瓠瓜
Zaoshu
早绿短瓠瓜
Zaolvduan
春霸瓠瓜
Chunba
春秋短瓠子
ChunqiuDuanhu
早生短棒瓠
ZaoshengDuanbang
极早生瓠瓜
Jizaosheng
超大碧秀
ChaodaBixiu
青秀瓠瓜
Qingxiu
金钱头短身油绿蒲瓜
JinqiantouDuanshenyoulvPugua
早生蒲瓜
ZaoshengPugua
来源
Origin
湖南
Hunan
湖北
Hubei
湖北
Hubei
湖北
Hubei
湖南
Hunan
湖南
Hunan
湖北
Hubei
台湾
Taiwan
台湾
Taiwan
江西
Jianxi
四川
Sichuan
四川
Sichuan
湖北
Hubei
广东
Guandong
广东
Guandong
福建
Fujian
四川
Sichuan
广东
Guandong
福建
Fujian
法(王关林和方宏筠,2002)提取DNA，用紫外分光光度
计在260nm和280nm下测定OD值，检测DNA的
质量和浓度，稀释到30ng/μL作为PCR扩增的模板。
在对瓠瓜RAPD-PCR反应体系优化后，确定的
PCR扩增总体积为25μL，其中包括：1×PCRbufer，
2.5mmol/LMgCl2，100μmol/LdNTP，0.2μmol/L引
物，1UTaqDNA聚合酶，30ng模板DNA。随机引
物、Taq酶和dNTP购自上海生工生物工程公司。
PCR扩增反应在 PCR (EppendorfMastercycler
gradient)仪上进行，扩增程序为：94℃预变性5min；
瓠瓜种质资源遗传多样性的RAPD分析
RAPDAnalysisofGeneticDiversityon38GermplasmResourcesofLagenariasiceraria
503
分子植物育种
MolecularPlantBreeding
94℃15s，37℃90s，72℃120s，40个循环；72℃7min；
4℃保存。
以0.5×TBE为缓冲液，Marker为100bp+1.5kb
DNALadder，将扩增产物在含有0.5g/LEB的1.0%
琼脂糖凝胶电泳中以5V/cm的电压电泳分离，在捷
达凝胶成像系统中进行拍照分析。
将电泳图谱清晰且可重复的DNA条带记赋值
为“1”，同一位置上的弱带且不重复或未出现带的赋
值为“0”，形成 RAPD表型的“1”、“0”的数据矩阵，
计算其扩增带总数和特异带总数，统计各引物的多
态性条带的比率，用NTSYSpc2.10e进行聚类分析
和主坐标分析。用SimQual程序求Nei-Li相似性系
数矩阵，用SAHN程序中的UPGMA方法进行聚类
分析，用DCENTER程序进行系数矩阵转换，并用
EIGEN程序求特征值和特征向量进行主坐标分析，
用Treeplot模块生成聚类图，构建分子进化树，用
3Dplot生成主坐标图。
2结果与分析
2.1瓠瓜DNA的RAPD多态性分析
从200条RAPD引物中选取扩增条带清晰、稳定
性好的20条引物进行分析。图1所示为引物S17对
38个瓠瓜材料的RAPD-PCR扩增电泳图。结果表明
(表2)，20条引物在38份瓠瓜种质上共扩增出203条
带，其中104条为多态性条带，每条引物的平均5.2条
多态性带，引物多态性信息含量变幅28.6%~85.7%，
平均为51.2%。
2.2聚类分析
图1RAPD引物S17对38个瓠瓜材料的RAPD-PCR扩增电
泳图
Figure1TheRAPD-PCRamplificationpaternsbyprimerS17
onthirty-eightbotlegourdaccessions
引物
Primer
S4
S6
S15
S17
S18
S32
S33
S60
S70
S79
S137
S161
S169
S178
S191
S227
S237
S441
S444
S457
Total
序列
Sequence
GGACTGGAGT
TGCTCTGCCC
GGAGGGTGTT
AGGGAACGAG
CCACAGCAGT
TCGGCGATAG
CAGCACCCAC
ACCCGGTCAC
TGTCTGGGTG
GTTGCCAGCC
AACCCGGGAA
ACCTGGACAC
TGGAGAGCAG
TGCCCAGCCT
AGTCGGGTGG
GAAGCCAGCC
ACCGGCTTGT
GGCACGTAAG
AAGTCCGCTC
GGCTTATGCC
总带数
Totalbandnumber
12
10
12
14
11
12
9
8
7
10
10
11
7
8
14
11
10
7
13
7
203
多态性带数
Numberofpolymorphic
10
4
7
12
5
5
7
3
3
4
4
5
4
5
4
4
5
3
5
5
104
多态性比率(%)
Percentageofpolymorphicbands
83.3
40.0
58.3
85.7
45.5
41.7
77.8
37.5
42.9
40.0
40.0
45.5
57.1
62.5
28.6
36.4
50.0
42.7
38.5
57.1
表2RAPD分析所用的引物序列与扩增结果
Table2TheprimersequenceandtheamplifiedresultsofRAPDanalysis
504
瓠瓜种质资源遗传多样性的RAPD分析
RAPDAnalysisofGeneticDiversityon38GermplasmResourcesofLagenariasiceraria
利用203条带建立遗传相似矩阵，经聚类分析
构建亲缘关系树状图(图2)。聚类分析表明，38份供
试种质的相似系分布在0.52~0.96之间，平均遗传系
数为0.59。福州芋瓠05与早生蒲瓜38相似性系数
最大为0.96，在在相似系数0.65处可将供试种质划
分为3个类群。
09，台湾瓠瓜27，台湾早生瓠瓜28等4份种质，源自
台湾，植株长生长势旺，孙蔓结瓜为主，属于晚熟类
型；第2组为早生短棒瓠子15，早熟短棒瓠子16，永
乐10等3份材料，表现为瓜型短棒状，早生短棒瓠
子15，早熟短棒瓠子16为中熟类型，永乐10为晚熟
类型，第3组为来源广东的2份种质，超早生瓠瓜11
和金钱头短身油绿瓠瓜37。
2.3主坐标分析
对RAPD标记的结果进行主坐标分析，前三个
主坐标解释的变异分别为25.98%、12.07%和8.89%。
对38份种质做第一、第二主坐标二维图的排序和前
三个主坐标三维图的排序(图3，图4)。38份瓠瓜种
质在第一、二坐标排序中分成3类，在第三个主坐标
方向，3个类群内又可以分为若干个的小组。
图238份瓠瓜材料的RAPD标记聚类图
Figure2Dendrogramfor38BotleGourdaccessionsbasedon
RAPDmarkersbyUPGMAmethod
第Ⅰ类群共17份种质，这个类群的种质最多，
可细分为3组。第1组为汉龙青玉01，春霸31等4
份种质，分别源自湖北和四川，表现为瓜型长圆柱
形，瓜色绿，早熟类型；第2组为汉龙碧玉02，福州芋
瓠05等7份种质，表现为瓜型为圆柱形，瓜色淡绿，
中熟类型；第3组为创丰瓠瓜07，青霞二号08等6
份种质，其中5份来源湖北，表现为瓜型长棒状，瓜
色淡绿。
第Ⅱ类群共12份种质，分为2组。第1组为温
州长瓜04，杭州长瓜19等5份种质，来自江浙地区，
为瓜型线状，瓜色绿，属早熟类型；第2组包括孝感
瓠子13，华蒲1号21等6份瓠瓜种质，表现为瓜型
圆柱状，瓜色白绿，早熟。
第Ⅲ类群共8份种质，分3组。第1组为长乐
图338份瓠瓜材料依据RAPD分析的主坐标散点图 (图中编
号是供试瓠瓜材料编号)
Figure3Thescaterplotofprincipalcoordinatesanalysisof38
BotleGourdaccessionsbasedonRAPDanalysis(Thenumbers
inthefigurewerethecodesofBotleGourdaccessions)
第Ⅰ类群有17份种质，位于二维坐标图的第
Ⅱ、Ⅲ区，以瓜形圆柱形、皮色绿色或淡绿色，早熟或
中熟类型。从二维坐标图可知，汉龙青玉01与早生
蒲瓜36，福圣瓠瓜14与春秋短棒瓠瓜32，以及青霞
二号08与怡田瓠瓜26分别与周围的其它种质距离
较远，因此，该类群在前二个坐标方向可分为4组；
从在第三坐标方向上分析，福圣瓠瓜14和春秋短棒
瓠瓜32可再细分为2组；改良瓠子瓜03与春霸瓠
瓜31，则可从原来的组中再分出1组。因此，第Ⅰ类
群的17份种质可分为6组。
第Ⅱ类群有13份种质，位于二维坐标图的第Ⅳ
区，瓜形长圆柱形或线状，皮色绿色或白绿色，早熟。
505
分子植物育种
MolecularPlantBreeding
图438份瓠瓜材料依据RPAD分析的三维主坐标图(图中编
号是供试瓠瓜材料编号)
Figure4Threedimensionalplotofprincipalcoordinatesanalysis
of38BotleGourdaccessionsbasedonRAPDanalysis(The
numbersinthefigurewerethecodesofBotleGourdaccessions)
从第一、第二坐标方向分析，可分3组。第1组为来
源浙江的地方品种温州长瓜04和杭州长瓜19；第2
组，为2份来源湖南的油青早蒲瓜20和冷江早熟绿
皮瓠子24，2份来源湖北的孝感瓠瓜13和贵妃瓠瓜
23；第3组为新型短身油绿蒲瓜17和极早生瓠瓜34
等6份种质。从第三坐标方向上分析，极早生瓠瓜34
可以从第3组中分出来。因此，第Ⅱ类群在三个坐标
方向上分为4组。
第Ⅲ类群有9份种质，位于二维坐标图的第Ⅰ
区，大多来自台湾，孙蔓结瓜为主，瓜形长棒状、长圆
柱形或短棒状，皮色绿色，中熟或晚熟类型。从第一、
二主坐标分析，来源于广东的超早生瓠瓜11和金钱
头短绿油身瓠瓜37，与其它第Ⅲ类群的瓠瓜种质距
离较远，可分2组。从第三主坐标分析，可再分2组，
来源于台湾的3份种质长乐09，台湾瓠瓜27和台湾
早生瓠瓜28聚为1组；早生短棒瓠瓜15，早熟短棒
瓠子16，永乐10和特早短棒瓠瓜25聚为1组。因
此，第Ⅲ类群在三个坐标方向上可细分为3组。
综合前三个主坐标方向，38份瓠瓜种质可分为
3个类群，13组。
通过比较图2、图3和图4可知，对38份瓠瓜种
质进行的系统聚类分析和主坐标分析的结果基本一
致。但是，主坐标分析能从不同方向、不同层面更加
直观地显示各种质的关系。
3讨论
遗传多样性研究是作物育种中的重要环节，通
过对品种间亲缘关系的研究可以有效地进行亲本选
配和特殊种质进行保护。从本试验结果来看，采用
RAPD技术对瓠瓜种质资源进行多态性分析，构建
了38份瓠瓜种质的聚类分析图和主坐标分析图，表
明 RAPD技术能有效地检测瓠瓜材料间的遗传变
异，对瓠瓜的遗传多样性分析是完全可行的。
本试验中采用‰系统聚类分析和主坐标分析所
获得的结果基本一致，系统聚类分析提供丰富的数
量信息，量化地体现瓠瓜种质之间的关系。主坐标分
析则从不同的方向和层面提供更多的关于不同瓠瓜
群体之间关系的信息。因此，两种方法并不重复，一
般将系统聚类分析和主坐标分析结合起来研究种质
资源遗传多样性，两种方法互相印证和补充。
从两种分析的结果可知，瓠瓜种质农艺性状和
地理分布与分子标记存在的相关性。源自台湾地区，
瓜形棒状，中熟或晚熟类型的瓠瓜种质首先聚在一
起，与大部分的大陆的瓠瓜种质遗传差异很大，可能
是由于长期的海峡两岸隔绝，台湾地区处于一个相
对独立的自然和人工选择的环境，形成独特的遗传
类型。湖北省的瓠瓜种质资源存在较丰富的遗传多
样性，分布在二个类群中。江浙地区长线形，早熟类
型的瓠瓜种质聚在同一组；福建地区的瓠瓜另聚在
一类，反映出大陆不同地区之间瓠瓜种质资源遗传
多样性。依据RAPD标记的两种聚类与瓠瓜农艺性
状的表现不完全一致，而对于基因组极为相似的材
料之间其表型特征也极为相似。
参考文献
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