全 文 ：植物学通报 2005, 22 (增刊): 64~67
Chinese Bulletin of Botany
①通讯作者。Author for correspondence. E-mail: wdke63@163.com
收稿日期: 2004-07-05 接受日期: 2004-12-29 责任编辑: 孙冬花, 于昕
实 验 简 报
野生莲资源的 RAPD分析
郭宏波 柯卫东① 李双梅 彭 静
(武汉市蔬菜科学研究所 武汉 430065)
摘要 利用16个随机引物对来自6省的12份野生莲(Nelumbo nucifera)资源材料进行了RAPD分析。扩
增形成141条谱带, 其中多态带79条, 占56.03%。显示野生莲在我国具有丰富的遗传多样性。结果还
表明: 1)野生莲资源遗传分化十分明显, 虽有一定的地域相似性, 但有些地区的分化也很明显; 2)野生
莲资源可分为3类, 与园艺学分类比较相似, 可能暗示了现代莲由不同遗传背景的野生莲演化而来。
关键词 野生莲 (Nelumbo nucifera), RAPD, 聚类分析
Analysis of Wild Lotus with RAPD Markers
GUO Hong-Bo KE Wei-Dong① LI Shuang-Mei PENG Jing
(Wuhan Vegetable Institute of Science, Wuhan 430065)
Abstract RAPD analysis of 12 samples of wild lotus (Nelumbo nucifera) from 6 provinces
showed that wild lotus have rich biodiversity and significant difference in markers, especially
those from Hubei province. All materials could be divided into 3 groups, which is similar to
classification by horticultural characteristics. This analysis indicated that the current 3 types of
lotus cultivars might be derived from different wild lotus.
Key words Wild lotus ( Nelumbo nucifera), RAPD, Cluster analysis
中国是莲的原产地之一, 不仅栽培历史悠
久, 而且分布广泛, 特别是在黄河以南地区广
为栽培。它西至天山北麓(东经85.8°, 北纬44.
4°), 东接台湾(东经121.7°), 北达黑龙江抚远县
(北纬 48.2°, 东经 134.2°), 南抵海南三亚(北纬
18.2°)。野生莲在中国南北湖泊中多有分布
(王其超和张行言,1998,1999; 柯卫东等,2003)。
各地野生莲由于长期生长于不同的生态环境
中, 在开花时间、花数量、根状茎大小等方
面存在明显的差异, 但其共性是植株高大(180～
300 cm), 花单瓣红色, 花冠大, 心皮数一般15～
30枚, 莲子两头尖或椭圆形, 根状茎细长。
为了对我国野生莲的遗传分化进行了
解, 进一步探讨野生莲与现代栽培莲的关系,
我们对国内6个省的12份野生莲资源进行了
R A P D 分析。
1 材料与方法
1.1 材料来源
所有材料均取自国家种质武汉水生蔬菜
资源圃。其中湖北 4份(洪湖野生莲, 红霞野
藕, 江汉藕, 钟祥南湖); 山东1份(微山红); 海
652005 郭宏波等: 野生莲资源的 RAPD分析
南2份(海口－1, 林旺藕); 广西2份(广西藕, 玉
林南江－1); 江西1份(东乡塘藕); 云南2份(石
碑莲和李家高山, 二者均为半野生千瓣莲, 在
云南昆明周边县市作藕莲食用)。
1.2 方法
1.2.1 DNA的提取 取100 mg幼嫩莲叶, 放
入1.5 mL的Eppendorf管中, 捣碎使其呈匀浆
状。加入抽提缓冲液400 mL, 涡漩5秒后静置
1小时以上。再加入等体积的苯酚:氯仿:异戊
醇(25:24:1)混合物, 轻轻倒转振荡30分钟, 室
温下10 000g离心1分钟, 提取上清, 再加入等
体积的氯仿:异戊醇(24:1), 轻轻倒转振荡10分
钟, 室温下10 000g离心3分钟, 取上清, 加入
等体积-20 ℃预冷的异丙醇, 冰浴中静置1小
时以上。最后 4 ℃, 10 000g离心 5分钟, 去
上清, 沉淀用70%乙醇洗1～2次, 晾干DNA,
加入 50 mL无菌 ddH2O溶解。DNA溶解后
加入 1 mLRNase(10 mg r.mL-1)去除 RNA。
DNA的浓度以 0.8%的琼脂糖凝胶检测。
1.2.2 PCR扩增 25 mL反应体系中包括如
下成分: 莲模板DNA 1 mL约20 ng, 10 mmol.
L-1 dNTPs 0.25 mL, 10×Buffer 2.5 mL, 25 mmol.
L-1 Mg2+ 2 mL, 随机引物25 mmol.L-1 4 mL, DNA
聚合酶0.3 mL(5 U.mL-1)(购自上海生工公司),
其余体积以无菌 ddH2O填充。在 GenAmp
9600(PE9600, 美国PE公司产)PCR扩增仪上完
成PCR扩增, 具体条件如下: 94 ℃, 3分钟; 92
℃, 30秒, 35 ℃, 40秒, 72 ℃, 1分钟, 2个循环;
再92 ℃, 30秒, 38 ℃, 40秒, 72 ℃, 1分钟, 38
个循环; 72 ℃延伸 10分钟。扩增产物在含 0.
5 mg.mL-1 EB的1.8%凝胶上电泳(5 V.cm-1)1
小时, ZF-501型多功能紫外透射仪上观察,美能
达 DYNAX600si相机拍照。
1.2.3 引物的筛选 从 220个(A、B、C、
G、H、I、M、N、P、S 和 Y 共 1 1 组)
随机引物中共选择了16个谱带清晰、重复性
好并呈多态性的引物, 用于所有基因组 DNA
样品的扩增。
1.2.4 RAPD多态性带形的确定 每个样品
的电泳带按有(赋值为1)或无(赋值为0)记录。
统计分析用数据分析程序 NTSYS2.0版本进
行, 以欧氏距离法计算遗传距离, 利用UPGMA
进行聚类分析, 构建分子系统树。
2 结果与分析
2.1 RAPD扩增结果
供试的16个随机引物(表1)扩增后都得到
稳定的谱带。扩增片段分子量在 0.2～2.0 kb
之间。该16个引物在供试每个野生莲中获得
的标记数目为141条 , 其中多态性带79条 ,
占56.03%, 这与邹喻苹等报道的现代红花莲与
古代莲之间52.6%比较接近 (邹喻苹等,1998)。
单个引物获得的标记数在 6～16之间。供试
引物可将 12个野生莲划分为数个类型, 当将
16个引物图谱综合起来时, 参试资源可被清楚
地区分开。图 1为引物 OPY09的扩增产物。
2.2 参试野生莲的聚类结果
应用NTSYS-PC软件包中的UPGMA聚类
法构建12个野生莲资源的分子系统关系(图2),
从中可看出不同野生莲之间的遗传关系。各
参试野生莲资源的欧氏遗传距离从6.32至15.
85不等, 表明野生莲的相对遗传变异较大。在
遗传距离13.47的位置, 可将参试资源初步分为
3 类。
从图 2中可以看出, 类群Ⅰ: 含 2个品种,
洪湖野生莲和微山红。其特点是开花早, 在
武汉6月上中旬即可开花, 花多, 株高150～160
图 1 引物OPY09的扩增产物
Fig. 1 The amplified result by primer OPY09
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cm, 单瓣, 花色红, 单蓬心皮数在14～22枚; 根
状茎细长, 仅粗 3～4 cm。
类群Ⅱ: 含 5份资源。除江汉藕外, 其余
4份均来自南方的海南和广西, 说明南方的野
生莲资源遗传相似性更大, 这几份资源的共
同特点是, 开花较迟, 一般在7月中下旬始花,
花较多, 花冠大, 株高170～210 cm, 单蓬心皮数
20～30枚, 根状茎长23～25 cm, 粗4.5～6 cm。
类群Ⅲ: 含5份资源, 包括3份野生单瓣红
花资源及两份来自云南的千瓣莲。2份千瓣
表 1 筛选出引物的编号及序列
Table 1 Base sequence of primers
Code Base sequence Total Polymorphic Code Base sequence Total Polymorphic
bands bands bands bands
OPC02 GTGAGGCGTC 8 4 OPM02 ACAACGCCT 10 7
OPC05 GATGACCGCC 9 5 OPN20 GGTGCTCCG 8 4
OPP09 GTGGTCCGCA 7 3 OPB06 TGCTCTGCC 7 3
OPS17 TGGGGACCAC 7 4 OPG10 AGGGCCGTC 11 7
OPB04 GGACTGGAGT 10 6 OPG13 CTCTCCGCC 9 5
OPG12 CAGCTCACGA 16 11 OPA09 GGGTAACGC 7 4
OPH05 AGTCGTCCCC 10 6 OPH04 GGAAGTCGC 6 3
OPY09 AGCAGCGCAC 7 4 OPI14 TGACGGCGG 9 5
Total 1 4 1 79
图 2 12个野生莲品系的RAPD聚类树状图
Fig. 2 Dendrogram of 12 lotus wild cultivars by RAPD analysis
672005 郭宏波等: 野生莲资源的 RAPD分析
王其超, 张行言 (1998) 荷花. 上海科学技术出版社,
上海, 33-34
王其超, 张行言 (1999) 中国荷花品种图志·续志. 中
国建筑工业出版社, 北京, 15-19
柯卫东, 李峰, 刘玉平, 孙冰 (2003) 我国莲资源及育
种研究综述(上). 长江蔬菜, 4: 5-9
邹喻苹, 蔡美琳, 王晓东, 徐本美 (1998) 古代“太子
莲相似性更大, 聚为一处。这2份千瓣莲在云
南以根状茎作蔬菜食用, 当地农民从湖塘中挖
出栽培, 因此可能是处于野生或半野生状态的
莲资源。因此在试验中将其和其他野生莲一
起研究。其株高在武汉140～160 cm, 叶片两
侧不对称, 根状茎节间长20 cm左右, 粗4.5～
5.5 cm。其他3份资源为来自较小湖泊的野生
莲, 花多且大, 一般在 6月中下旬始花。如红
霞野藕株高210 cm左右, 单蓬心皮数25～35
枚, 花托未老化前紫红色, 根状茎粗5.0 cm左
右, 节间长20～23 cm。湖边有农民将其挖回
作子莲栽培。
3 讨论
我国是莲的起源地之一, 野生莲资源存在
遗传分化是必然的, 黑龙江的野生莲与微山红
和洪湖的野生莲存在一些差异(王其超和张行
言)。本试验中野生莲之间的遗传分化十分明
显, 即使聚在一类, 其遗传距离仍然较远。南
方的4份野生莲资源距离相对较近, 表现出一
定的地域相似性。而湖北的 4份资源分布在
三大群中, 说明湖北野生莲内部分化程度较高,
遗传多样性较为丰富。湖北素有千湖省之称,
可能为野生莲的分布和起源中心之一。
野生莲资源被分为3类, 与现代栽培莲分
为藕莲、子莲和花莲相一致。有学者认为现
代栽培莲是由共同的野生莲演化而来(中国科
学院武汉植物研究所,1987; 王其超和张行言,
1998)。邹喻苹等(1998)在研究古代太子莲和
现代红花莲后发现, 太子莲与河北野生红花
莲、哈尔滨野生莲表现出高度一致的遗传背
景, 太子莲与哈尔滨红莲居群内变异较小, 并
认为太子莲与河北红花有共同的祖先。江西
红花和湖南红花亲缘关系较近, 与太子莲遗传
距离较远, 二者在居群内表现出一定程度的遗
传和分化(邹喻苹等,1998)。我们用 5个野生
莲与3种类型的栽培莲进行RAPD聚类分析后
发现, 洪湖野生莲、微山红与花莲遗传背景
更相似; 江汉藕和广西藕与藕莲聚在一处, 遗
传相似性更大; 红霞野藕较为特殊, 但与藕
莲、子莲的关系比花莲更近 (郭宏波等 ,
2004)。实验中野生莲同样聚为 3类, 这是否
可以暗示现代栽培品种的 3种类型是由不同
遗传背景的野生莲驯化而来还需更多的证据
支持。
文中材料均为在湖区征集的野生资源, 对
不同湖区的野生莲仅取了一株。因莲是以无
性繁殖为主, 居群间的变异大于居群内的变异
(邹喻苹等,1998), 所以在取样上虽然样本仅是
来自不同居群的同一克隆株, 但也有一定的代
表性。作者认为应加强我国野生莲居群的研
究, 比较不同居群内和居群间的遗传分化, 为
野生莲资源的利用提供理论基础。
致谢 本文承蒙王其超教授审阅并提出宝
贵意见,谨致谢忱！
参 考 文 献
莲”及现代红花中国莲种质资源的 RAPD分析. 植
物学报, 40: 163-168
中国科学院武汉植物研究所 (1987) 中国莲. 科学出
版社, 北京, 1-20
郭宏波, 柯卫东, 李双梅, 彭静 (2004) 不同类型莲资
源的 RAPD聚类分析. 植物遗传资源学报, 4: 328-
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