全 文 ：植物遗传资源学报 2007, 8(4):396 ～ 400JournalofPlantGeneticResources
38份瓠瓜种质资源遗传多样性的 ISSR分析
高　山 1 ,许端祥1 ,林碧英 1 ,钟开勤 2
(1 福建省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　 350002)
　　摘要:采用 ISSR分子标记技术对源自中国 7个省份的 38份瓠瓜种质进行遗传多样性分析。 12个 ISSR引物共扩增出 96
条多态性带 , 平均每个引物扩增的多态性带数为 8条 ,多态性比率平均为 83.5%。聚类分析将供试的 38份种质分为 4个类群
8组 ,主坐标分析将其分为 4个类群 10组。 ISSR分子标记的分类结果与瓠瓜的农艺性状分类和地理分布有一定的相关性。
关键词:瓠瓜;种质;遗传多样性;ISSR
收稿日期:2007-04-15　　　　　修回日期:2007-08-28
基金项目:福州市科技星火项目(2005-03)
作者简介:高山 ,硕士 ,副研究员 ,主要从事蔬菜遗传与育种研究
GeneticDiversityAnalysisof38 BotleGourd
[ Lagenariasiceraria(Mol.)Stand.] AccessionsbyISSR
GAOShan1 , XUDuan-xiang1 , LINBi-ying1 , ZHONGKai-qin2
(1FuzhouInstituteofVegetableCrops, Fuzhou350012;2CollegeofHorticulture
inFujianAgricultureandForestryUniversity, Fuzhou350002)
　　Abstract:Inter-simplesequencerepeat(ISSR)wereusedtodetectthegeneticdiversityamong38botlegourd
accesionsfrom7provincesinChina.TwelveISSRprimersproduced96polymorphicbands, withaveraged8poly-
morphicbandseachprimerpair.Theaveragepercentageofpolymorphicbandswas83.5%.38 accessionswere
clusteredinto4 groupsand8 subgroupsbasedontheISSRdatabythemethodofclusteringanalysis, and4groups
and10 subgroupsbythemethodofprincipalcoordinatesanalysis.TheresultsfromISSRmolecularmarkersshowed
obviouscorelationwiththeagronomiccharacteristicsclassificationandthegeographicaldistributionofthebotle
gourdaccessions.
Keywords:Lagenariasiceraria(Mol.)Stand.;Germplasm;Geneticdiversity;ISSR
　　瓠瓜 Lagenariasiceraria(Mol.)Stand.,原产赤
道非洲南部低地 ,在我国栽培历史悠久 ,可上溯到新
石器时代 ,是长江以南地区广泛种植的瓜类蔬菜 ,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
内未见有关于分子标记在瓠瓜上的研究报道 ,国外
相关文献曾报导利用 RAPD标记对瓠瓜遗传多样性
的研究 [ 1 ～ 2] 。
ISSR(Inter-simplesequencerepeatpolymorphic
DNA)是由 Zietkiewicz等 [ 3]创建的一种分子标记技
术 ,根据植物基因组中具有丰富的简单序列重复
(SSRs)的特点 ,在 SSR的 3′或 5′端加锚 1 ～ 4个嘌
呤或嘧啶碱基 ,组成单引物进行重复序列间 DNA的
PCR扩增。 ISSR标记克服了 RAPD标记稳定性差
的缺点 ,具有标记重复性好 、多态性丰富 、有显性或
共显性的特点 。目前 ,该标记技术已广泛应用在种
质鉴定 、亲缘关系分析 、遗传多样性分析和遗传图谱
构建等研究上 [ 4 ～ 9] 。
本研究利用 ISSR分子标记技术分析瓠瓜种质
资源的遗传多样性 ,旨在为瓠瓜遗传资源的鉴定 、优
良品质资源的发掘 、改良以及在杂种优势育种上的
应用提供参考 。
1　材料与方法
1.1　材料
试验材料为 38份由福州市蔬菜科学研究所历
　4期 高　山等:38份瓠瓜种质资源遗传多样性的 ISSR分析
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), 38份种质都属
于瓠瓜的变种之一 ———瓠子 。
表 1　供试材料的名称及来源
Table1　Originandnameofthebottlegourdaccessions
编号
No.
品种名称
Name
来源
Origin
编号
No.
品种名称
Name
来源
Origin
1 汉龙青玉 湖北 20 油青早蒲瓜 湖南
2 汉龙碧玉 湖北 21 华蒲 1号 湖北
3 改良瓠子瓜 湖北 22 早春二号短瓠 湖北
4 温州长瓜 浙江 23 贵妃瓠瓜 湖北
5 福州芋瓠 福建 24 冷江早熟绿皮瓠子 湖南
6 特优油绿蒲瓜 广东 25 特早短棒瓠瓜 湖南
7 创丰瓠瓜 湖北 26 怡田瓠瓜 湖北
8 青霞二号 湖北 27 台湾瓠瓜 台湾
9 长乐 台湾 28 台湾早生瓠瓜 台湾
10 永乐 台湾 29 早熟瓠瓜 江西
11 超早生瓠瓜 广东 30 早绿短瓠瓜 四川
12 原叶七叶早瓠子 江西 31 春霸瓠瓜 四川
13 孝感瓠子 湖北 32 春秋短瓠子 湖北
14 福圣瓠瓜 湖北 33 早生短棒瓠 广东
15 早生短棒瓠瓜 台湾 34 极早生瓠瓜 广东
16 早熟短棒瓠子 台湾 35 超大碧秀 福建
17 新型短身油绿蒲瓜 广东 36 青秀瓠瓜 四川
18 温蒲 1号 浙江 37 金钱头短身油绿蒲瓜 广东
19 杭州长瓜 浙江 38 早生蒲瓜 福建
1.2　DNA提取和 ISSR分析
各供试材料采用穴盘育苗 ,待长至 2片真叶 ,各
试材分别选取 15株 ,剪取刚展开的健康嫩叶 ,液氮
研磨 ,采用改良的 CTAB法[ 6]提取瓠瓜总 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 ,并稀释到 30ng/μl作为
PCR扩增的模板。
瓠瓜 ISSR-PCR反应体系优化为 25μl,其中含
10×PCRbufer, 200μmol/LdNTP, 0.5μmol/L引物 ,
2.5mmol/LMgCl2 , 30ng模板 DNA, 0.75U的 Taq酶。
ISSR引物由上海生工生物工程技术有限公司合成 。
PCR扩增反应在 PCR(EppendorfMastercycler
gradient)仪上进行 , PCR扩增程序为:94℃预变性
5min;92℃ 60s, 53 ～ 62℃(不同的 ISSR引物有其特
异退火温度)70s, 72℃ 120s, 45个循环;72℃ 7min;
4℃保存 。反应结束后 , PCR产物在含有 0.5μg/ml
EB的 1.8%琼脂糖凝胶中电泳 2h,在捷达凝胶成像
系统进行拍照分析。
1.3　聚类分析和主坐标分析
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 “1”、“ 0”数据矩阵 ,利用 NTSYS-pc
2.10数据分析软件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 ISSR多态性分析
从 40个 ISSR引物中选取能够产生稳定 、清晰
多态性扩增条带的 12个引物进行分析 。结果表明 ,
38份供试种质间检测到了丰富的遗传多样性(图
1)。 12个引物(表 2)扩增出 96条多态性带 ,每个
引物平均 8条多态性带。引物多态性信息含量变幅
40% ～ 100%,平均为 83.5%。
2.2　聚类分析
利用 96条多态性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份供试种质的遗传相似系数为 0.43 ～ 0.96,
平均为 0.58。福州芋瓠与汉龙碧玉相似性系数最
大为 0.96 ,在相似系数 0.63处可将供试的 38份瓠
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植　物　遗　传　资　源　学　报 8卷
图 1　ISSR引物 834对 38个瓠瓜材料的 ISSR-PCR扩增电泳图
Fig.1　TheISSR-PCRamplificationpatternsbyprimer834on38 bottlegourdaccessions
表 2　ISSR分析所用的引物序列与扩增结果
Table2　TheprimersequenceandtheamplifiedresultsofISSRanalysis
引物
Primer
序列
Sequence
总带数
Totalbandnumber
多态性带数
Num.ofpolymorphicbands
多态性比率(%)
Percentageofpolymorphicbands
808 (GA)8GC 10 9 90.0
809 (GA)8GG 11 8 72.7
810 (GA)8T 11 9 81.8
812 (GA)8C 11 8 72.7
813 (CT)8T 5 2 40.0
816 (CA)8T 6 5 83.3
824 (TC)8G 12 12 100.0
825 (AC)8T 5 4 80.0
826 (AC)8C 16 13 81.3
827 (AC)8G 6 6 100.0
829 (TG)8C 13 11 84.6
834 (AG)8CTT 9 9 100.0
Total 115 96
图 2　38份瓠瓜材料的 ISSR标记聚类图
Fig.2　Dendrogramfor38 bottlegourdaccessionsbasedonISSRmarkersbyUPGMAmethod
398
　4期 高　山等:38份瓠瓜种质资源遗传多样性的 ISSR分析
瓜种质划分为 4个类群。
在第Ⅰ类群中包括了 17份种质 ,可再分为 3个
组 。第 1组为汉龙青玉 、春霸等 7份种质 ,其中有 6
份来自湖北 ,瓜型为长圆柱形 、瓜色绿 ,属早熟类型;
第 2组为汉龙碧玉 、福州芋瓠等 8份种质 ,瓜型圆柱
形 、瓜色浅绿 ,属中熟类型;第 3组为超大碧秀和青
秀瓠瓜 ,瓜型长棒状 、瓜色浅绿 ,中熟 。
第 Ⅱ类群有 13份种质 ,分为 2组 。第 1组以温
州长瓜 、杭州长瓜为代表 ,来自江浙地区 ,瓜型线状 ,
早熟类型 ,共 7份材料;第 2组包括孝感瓠子 、华蒲
1号等 6份 ,瓜型圆柱形为主 ,白绿色。
第 Ⅲ类群有 6份种质 ,分为 2组。第 1组为长
乐 ,源自台湾 ,植株长势旺 ,孙蔓结瓜为主 ,长棒状 ,
属于晚熟类型。第 2组 5份种质 ,瓜型圆柱形或短
棒状 ,中晚熟 ,其中永乐 、台湾瓠瓜 、台湾早生瓠瓜等
3份种质 ,源自台湾 。
第Ⅳ类群有 2份种质 ,分别为早生短棒瓠瓜 、早
熟短棒瓠子 ,都来自台湾的短棒瓠瓜 。
2.3　主坐标分析
对 ISSR标记的结果进行主坐标分析 ,前 3个主
坐标解释的变异分别为 20.48%、 12.59%和
9.83%,对 38份种质做第一 、第二主坐标二维图的
排序和前 3个主坐标三维图的排序(图 3、4), 38份
瓠瓜种质在第一 、二坐标排序中分成 4类 ,在第三个
主坐标方向 , 4个类群内又可以分为若干个小组。
由图 3、4可知 ,第Ⅰ类群有 2份种质位于二维
坐标图的第 Ⅰ区 ,分别为早生短棒瓠瓜和早熟短棒
瓠子 ,均源于台湾 ,瓜形短棒。
第 Ⅱ类有 6份种质 ,位于二维坐标图的第Ⅰ 、Ⅱ
区 。从第一 、二主坐标方向上分析(图 3),永乐与周
围其他种质的距离较远 ,可单列为 1组。而在第三
主坐标方向上 ,台湾瓠瓜 、台湾早生瓠瓜和金钱头短
身油绿蒲瓜从原来组中分出来 ,另外聚为 1组 。因
此 ,在 3个主坐标方向上 ,可将第 Ⅱ类分为 3组 。该
类群有 4份种质来源于台湾 。
第 Ⅲ类有 17份种质位于第 Ⅱ和 Ⅲ区间 ,以瓜形
圆柱形 、皮色绿色为主 ,属早或中熟类型 ,在第一 、二
坐标方向没有被细分 ,在第三坐标方向上被分为 2
组 ,第 1组包括汉龙青玉 、春霸等 7份种质 ,其中有
6份来自湖北 ,表现为瓜型长圆柱形 、瓜色绿 ,属早
熟类型;第 2组包括汉龙碧玉 、福州芋瓠等 10份种
质 ,表现为瓜型圆柱形或长棒状 、瓜色浅绿 ,属中熟
类型。
第Ⅳ类为 13份早熟类型种质 ,从第一 、二主坐
标方向(图 3)中可分为 2组 。第 1组有 6份种质 ,
在第三坐标方向上可再细分 2组 ,来源于浙江 ,表现
为瓜型线状;早熟类型的温州长瓜等 4份种质分为
一组;来自湖南的油青早蒲瓜 、冷江早熟绿皮瓠子分
为另一组 。第 2组有 7份瓠瓜种质 ,新型短身油绿
蒲瓜在第三坐标方向上与周围其他种质遗传距离较
远 ,可另分一组 。因此 ,前 3个主坐标可将第Ⅳ类群
分为 4组 。
综合前 3个主坐标方向 , 38份瓠瓜种质可分为
4个类群 10组。
图 3　38份瓠瓜材料依据 ISSR分析
的主坐标散点图(图中编号为供试瓠瓜材料编号 , 下同)
Fig.3　Thescatterplotofprincipalcoordinatesanalysis
of38 bottlegourdaccessionsbasedonISSRanalysis
(Thenumbersinthefigurearethecodesofbottle
gourdaccessions, thesameasbelow)
图 4　38份瓠瓜材料依据 ISSR分析的三维主坐标图
Fig.4　Threedimensionalplotofprincipalcoordinates
analysisof38 bottlegourdaccessions
basedonISSRanalysis
399
植　物　遗　传　资　源　学　报 8卷
通过比较图 2、3、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 ,主坐标分析可以从不同方向 、不同层面更加直观
地显示各种质的关系 。
3　讨论
ISSR分子标记理论上检测区域可覆盖整个基
因组 ,扩增的多态性条带能较全面地反映群体变异 。
从本试验结果来看 , ISSR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 ,两种分析所表达的信息各有特
点:系统聚类分析能提供丰富的数量信息 ,量化地体
现瓠瓜种质之间的关系。主坐标分析能从不同的方
向和层面更直观地提供更多的关于瓠瓜各种质或群
体的关系。因此 ,两种方法并不重复 ,将系统聚类分
析和主坐标分析结合起来使用 , 可以互相印证和
补充。
从两种分析的结果可知 ,瓠瓜种质的农艺性状
和地区分布与分子标记存在相关性。从地理分布来
看 ,来自台湾地区的瓠瓜种质首先聚在一起 ,以晚
熟 、短棒类型为主 ,与大部分大陆瓠瓜种质遗传差异
很大 ,这是由于长期的海峡两岸隔绝 ,不同定向选择
的结果 。在地方性品种中 ,如江浙地区长线形 、早熟
类型的瓠瓜种质和福建地区的瓠瓜在瓜型和熟性上
存在明显的差异 ,分别属不同类群 ,反映出大陆不同
地区之间瓠瓜种质资源的遗传多样性。结果表明 ,
湖北的瓠瓜种质资源存在较丰富的遗传多样性 ,分
布在 2个类群中 ,对育种材料遗传背景的拓展和种
质的利用上均有重要的地位和价值。
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