全 文 ：植物生理学通讯 第 43卷 第 6期，2007年 12月 1035
收稿 2007-07-23 修定　 2007-11-05
资助　 北京市自然科学基金资助项目(59 8 20 0 6)。
* 通讯作者( E-ma i l：z ha o fu k u a n@ s in a . c om；T el：
01 0-807 98 94 0)。
茄子品种遗传多样性的RAPD检测与聚类分析
王秋锦 1,2，高杰 2，孙清鹏 1，杨爱珍 1，赵福宽 1,*
1北京农学院生物技术系，北京 102206；2新疆农业大学园艺学院，乌鲁木齐 830052
提要：用RAPD分子标记的方法对来自不同国家的34份茄子品种进行遗传多样性分析，从120条RAPD引物中筛选出有
效的22条引物分别对34份茄子品种进行扩增，共检测出232个等位基因位点，每条引物平均检测出10.5个，其中192个
为多态位点，多态位点比率为 82.76%。POPGENE结果分析表明，Nei’s基因多样性H 为 0.2756，Shannon指数为0.4145，
显示出丰富的遗传多样性。计算得出的Jaccard相似系数变化范围为0.331~0.805，根据Jaccard相似系数和组内连接法建立
的系统聚类图，34份茄子大致可分为两大类型：圆茄类型和长茄类型，这与经典的形态学分类基本上相符，从而从分子
水平上支持了以果形作为茄子品种分类指标的观点。
关键词：RAPD；茄子；遗传多样性；聚类分析
Clustering Analysis and Identification of Genetic Diversities in Eggplant
(Solanum melongena L.) Varieties with RAPD
WANG Qiu-Jin1,2 , GAO Jie2, SUN Qing-Peng1, YANG Ai-Zhen1, ZHAO Fu-Kuan1,*
1Department of Biotechnology, Beijing College of Agriculture, Beijing 102206, China; 2College of Horticulture, Xinjiang Agricul-
tural University, Urumchi 830052, China
Abstract: Thirty-four eggplant (Solanum melongena) varieties from different countries were studied for the
analysis of genetic diversity by RAPD. Twenty-two effective primers were screened from 120 RAPD arbitrary
primers, and the total of 232 alleles were detected, in which there were 192 alleles polymorphic (82.76%
polymorphim), the average number of alleles per primer was 10.5. The result of POPGENE analysis indicated
that Nei’s gene diversity H was 0.2756, Shannon’s information index was 0.4145, and the highly diverse was
displayed obviously. The calculated Jaccard’s similarity values ranged from 0.331 to 0.805. According to the
date, the dendrogram using within-group linkage method showed that the 34 varieties of eggplants were grouped
into two clusters: round-shape and long-shape. The result was consistent with morphological taxon, which
supported the taxonomy of eggplant based on fruit-shape on molecular level.
Key words: RAPD; eggplant (Solanum melongena); genetic diversity; clustering analysis
茄子(染色体 2n=24)起源于亚洲南部热带地
区，古印度为其最早的驯化地，我国栽培茄子的
历史也很悠久，是茄子的第二起源地。我国幅员
辽阔，不同地域环境与自然气候区域形成的茄子
生态型各异(中国农业科学院蔬菜花卉研究所
2001)。茄子品种进化背景复杂，它不仅能够近
源杂交而且能够远源杂交(Daunay等 2001)，这使
得依据形态学参数在对其进行分类和遗传多样性的
研究中有一定的局限性，目前从酶和DNA的水平
上揭示茄子基因组多样性的研究已有所报道
(Karihaloo和 Gottlieb 1995；Iasshiki等 1994，
1998；毛伟海等 2006；Furini和Wunder 2004)。
Karihaloo等(1995)曾用随机扩增多态性 DNA
(random amplified polymorphic DNA，RAPD)的方
法对 2 7 份茄子栽培品种及 2 5 份近缘野生种
(Solanum insanum)的遗传多样性进行过比较分析，
Clain等(2004)用此方法也分析过具有抗细菌性枯萎
病的茄子近缘野生种(Solanum torum)的基因组差
异，除此之外，封林林等(2002)也用同样的方法
对来自不同国家的35份茄子种质资源进行了亲缘
关系的分析。尽管各种分子标记方法已在茄子中
得到应用，但大都集中于具有抗病性的茄子的近
缘野生种以及野生种与栽培种的遗传多样性的比较
研究，而用分子标记方法探讨茄子品种间遗传多
植物生理学通讯 第 43卷 第 6期，2007年 12月1036
样性的研究相对较少，因此采用合适的方法对种
质资源的遗传多样性分析，明确其间的遗传距
离，对种质资源的利用、遗传学研究及育种实践
来说都值得考虑。
本文用 RAPD分子标记对来自不同国家和地
区的 34 份茄子品种的遗传多样性和聚类进行分
析，旨在从分子水平上探讨和验证茄子品种的分
类及其遗传和表型多样性，明确其间的遗传距
离，供茄子育种时参考。
材料与方法
实验的茄子(Solanum melongena L.)品种有34
个，其名称、外部形态特征和产地来源见表 1。
茄子幼苗生长出 2~3片真叶时，每品种随机
选取 3~5株各采 1片嫩叶(足够提取 200~1 000 ng
的DNA量)，用 CTAB (cetyl trimethyl ammonium
bromide)法提取茄子基因组DNA，用 0.8%琼脂糖
凝胶检测 DNA纯度。
RAPD扩增反应体系参照Williams等(1990)文
中方法略做调整。RAPD引物、Taq DNA聚合酶
和dNTP均购自上海生工生物工程技术服务有限公
司，20 µL扩增反应体系为：1×PCR缓冲液、2
mmol·L-1 MgCl2、0.2 mmol·L-1 dNTPs、0.2 µmol·L-1
引物、25 ng DNA模板、1 U Taq DNA聚合酶，
用双蒸水补足至 20 µL。PCR 循环设置为：94 ℃
预变性 5 min；94 ℃变性 30 s、36 ℃退火 30 s、
72 ℃延伸 90 s，共 38个循环；72 ℃充分延伸
8 min后于 4 ℃保存。
取 13 µLPCR扩增产物和 2 µL上样缓冲液混
匀上样于1.4%琼脂糖凝胶中，同时以100 bp DNA
分子质量标准(分子量标记范围为100~5 000 bp)做
参照，在 1×TBE缓冲液中以 5 V·cm-1电压电泳 1
h，用溴化乙锭(0.5 µg·mL-1)染色 20 min，胶置
于 Bio-Rad Gel DocTMXR型凝胶成像仪中照相。
从120条RAPD随机引物中选出扩增条带数多
且清晰，多态性好的 22条引物(引物序列见表 2)
分别对 34份不同茄子品种进行扩增。
数据记录与分析时，用Quantity One一维凝
胶分析软件自动读取 RAPD扩增产物，有条带的
记为 1，无条带的记为 0，系统自动生成 1与 0形
式的报告单。将报告结果录入 POPGENE 1.31，
计算RAPD扩增产物的多态位点数(number of poly-
morphic loci)、多态位点比例(percentage of poly-
morphic loci)、Shannon指数、Nei’s基因多样性
H、每位点有效等位基因数(effective number of
alleles，NE)，最后用 SPSS 11.0分析软件中的
表 1 茄子的产地和形态特性
Table 1 Origins and morphography of eggplants
编号 品种 果形 果色 产地 编号 品种 果形 果色 产地
1 ‘茄杂一号’ 圆 紫黑 中国 1 8 ‘京海黑秀’ 长 黑紫 中国
2 ‘黑珍长茄’ 长条 紫黑 中国 1 9 ‘黑金刚长茄’ 长 黑紫 韩国
3 ‘耐热黑无敌’ 圆 黑亮 中国 2 0 ‘茄杂八号’ 扁圆 紫红 中国
4 ‘黑圆 4 0 茄’ 近圆 黑紫 中国 2 1 ‘快剑长茄’ 长 黑紫 韩国
5 ‘ 大 苠 茄 ’ 圆球 紫红 中国 2 2 ‘茄杂三号’ 卵圆 紫红 中国
6 ‘黑龙王长茄’ 长条 黑紫 韩国 2 3 ‘ 黑 将 军 ’ 圆 黑紫 中国
7 ‘ 巨 丰 茄 ’ 椭圆 深紫 中国 2 4 ‘抗病巨无霸’ 圆 黑红 中国
8 ‘加州紫茄王’ 长 紫黑 美国 2 5 ‘ 二 苠 茄 ’ 扁圆 黑紫 中国
9 ‘超九叶茄’ 扁圆 紫黑 中国 2 6 ‘新尚 0 5 0 3’ 长 紫红 中国
1 0 ‘E G G P L A N T’ 圆棒 深紫 意大利 2 7 ‘紫光大圆茄’ 圆 黑紫 中国
1 1 ‘神园长茄’ 长 浓黑紫 日本 2 8 ‘圆紫茄子’ 卵圆 黑紫 中国
1 2 ‘京茄二号’ 圆球 紫黑 中国 2 9 ‘长紫茄子’ 长 黑紫 中国
1 3 ‘红玉茄子’ 扁圆 紫玉红 中国 3 0 ‘ 绿 茄 子 ’ 卵圆 绿色 中国
1 4 ‘京丰九叶茄’ 圆 黑紫 中国 3 1 ‘绿长茄子’ 长 浅绿 中国
1 5 ‘京海黑美’ 长卵 黑紫 中国 3 2 ‘H L - 0 2’ 长 紫红 中国
1 6 ‘紫冠王 1 0 6’ 圆棒 紫黑 美国 3 3 ‘H L - 0 1’ 长 黑紫 中国
1 7 ‘湘研茄子’ 卵圆 紫红 中国 3 4 ‘H L - 0 3’ 长 黑紫 中国
植物生理学通讯 第 43卷 第 6期，2007年 12月 1037
图 1 引物 S52的 PCR扩增
Fig.1 PCR amplification of primers S52
Jaccard法和Within-group linkage进行聚类分析。
实验结果
1 RAPD扩增后的茄子遗传多样性分析
22条随机扩增多态性引物对34份茄子品种资
源共检测出 232个等位基因位点，其中多态性位
点有 192个，多态位点比率为 82.76%，每条引
物平均检测出 10.5个。POPGENE分析结果表明，
平均 Shannon指数为 0.4145、平均Nei’s基因多样
性H为0.2756，每位点平均有效等位基因数NE为
1.4677。其中 S52扩增结果的多态性位点比例为
87.5% (图 1)。
2 茄子的RAPD聚类分析
SPSS 11.0软件计算得出 Jaccard相似系数范
围为 0.331~0.805。由图 2可知，在等值线 L处
34个茄子品种可大致分为两大类群：类群 I和类
群 II。类群 I 包含 17 个品种，其中‘黑龙王长
茄’、‘加洲紫茄王’、‘神圆长茄’和‘黑
表 2 22个RAPD引物的碱基序列
Table 2 Base sequences of 22 RAPD primers
引物 序列(5~3) 引物 序列(5~3)
S28 GTGACGTAGG S166 AAGGCGGCAG
S30 GTGATCGCAG S168 TTTGCCCGGT
S32 TCGGCGATAG S170 ACAACGCGAG
S40 GTTGCGATCC S176 TCTCCGCCCT
S44 TCTGGTGAGG S178 TGCCCAGCCT
S52 CACCGTATCC S188 TTCAGGGTGG
S68 TGGACCGGTG S192 CTGGGTGAGT
S72 TGTCATCCCC S200 TCTGGACGGA
S124 GGTGATCAGG S202 GGAGAGACTC
S160 AACGGTGACC S208 AACGGCGACA
S164 CCGCCTAGTC S214 AATGCCGCAG
珍长茄’果实为长形，其他品种果实均为圆球形
或卵圆形。类群 II也包括 17个品种，除了‘紫
光大圆茄’、‘圆紫茄子’、‘茄杂三号’和
‘黑将军’果实为圆形外，其余品种均为长形或
椭圆形。据此茄子品种大体可分为圆茄类(类群 I)
和长茄类(类群 II)。图 2的等值线M处可将类群 I
和 II进一步分为 4个亚类，第一亚类包含 9个品
种，除 2 个长茄品种外，其余品种果实为圆形、
圆棒形和卵圆形，颜色除‘大苠茄’为紫红色
外，其余为紫黑色；第二亚类包含 6个品种，其
中包括 2个长茄、1个卵圆茄和 3个圆茄，颜色
为紫红或紫黑；第三亚类和第四亚类各自仅有 1
个品种，分别是‘茄杂一号’和‘巨丰茄’，
这两个品种都来自河北。类群 II中第一亚类包含
4 个品种‘H L- 01’、‘H L- 02’、‘H L- 03’和
‘绿长茄子’均为地方品系，遗传背景相似；第
二亚类包含的品种较多，其共同特点是果实大多
为长形和椭圆形，颜色大多为黑紫或紫红；第三
和第四亚类各自仅有 1个品种，分别是‘茄杂八
号’和‘京海黑秀’，这两个品种都为杂交种，
在同一类群中分成单独的亚类。
讨　　论
综合本文结果，可以得出:
(1) RAPD聚类分析表明，以亚类水平划分
时，各品种因果色、果形、来源、遗传背景等
综合性状差异未能严格按果形区分，杂交品种只
能单独分为一亚类，可能是杂交亲本遗传背景复
杂，但以类群水平划分时，果形相似的聚为一
类，这与前人的结果(藤井建雄 1 9 6 4；易金鑫
2000)基本上一致。说明以果形划分茄子类型是比
植物生理学通讯 第 43卷 第 6期，2007年 12月1038
较稳定的指标，这可能是茄子进化过程中基因组
产生的变异主要发生在控制果形变化的位点上。
茄子品种有多种分类法，一般都以果形来划分，
如Bailey分成 3个变种，即圆茄(S. melongena var.
esculentum)、长茄(S. melongena var. serpentium)
和簇生茄(S. melongena var. depressum)，Hara分
成 7 个变种(中国农业科学院蔬菜花卉研究所
2001)，目前对茄子品种的分类大都按照Bailey的
分类方法。易金鑫(2000)依据形态学分类指标用
数量分类学的方法将亚洲部分茄子分为野生茄、
半栽培茄、栽培短茄(圆茄、卵茄)和栽培长茄。
中国蔬菜品种志的茄子品种则按圆茄、卵茄、长
茄及野生茄分类(中国农业科学院蔬菜花卉研究所
2001)。封林林等(2002)用RAPD的方法对 35份茄
子的分类结果表明，短茄和长茄各分为一类，而
野生茄可以划分到栽培茄类群中。本文将 34份茄
子分为圆茄和长茄两大类群，卵圆茄分属于圆茄
和长茄类群中。从易金鑫(2000)和封林林等(2002)
的研究结果看，圆茄和卵圆茄可归属为短茄类，
而目前大多数茄子分类是按圆茄、卵圆茄和长茄
划分的。本文的分类中卵圆茄倾向于圆茄类群，
这可能与茄子果形的进化有关。T a n k s l e y 等
(2004)认为番茄的野生种或半栽培种果实小，且
果形几乎是圆的，在进化成栽培种的过程中果实
逐渐变大，果形也随之由单一圆形变化为现在卵
圆形、辣椒形等多种形状。由此推测，茄子果
形的进化也可能与番茄类似，卵圆茄可认为是过
渡型，在茄子分类上卵圆茄可单独划成一类。
(2)本文对34份茄子品种基因组的RAPD分析
结果显示其较丰富的多态性，这与封林林
(2002)、Behera等(2006)、Furini和Wunder (2004)
分析不同茄子种质资源多态性的结果基本上一致。
而Karihaloo等(1995)用同工酶和RAPD的分析结果
却显示茄子低的多态性水平。Clain等(2004)用
RAPD分析抗病性的茄子野生种 S. torvum的遗传
多样性亦得出类似的结论，并且认为用AFLP分
析获得的多态性不会比 RAPD更高，但因其有高
的信息量以致检测效率比 RAPD高。本文获得较
高的多态性，其原因可能有二：一是采用多态信
息含量高的 RAPD 法；另一是试材大都来自中
国，而中国是茄子的第二起源地，栽培历史悠
久，经过长期的自然选择、驯化和人工杂交育
图 2 依据 Jaccard相似系数和组间连接法构建的 34个茄子品种的聚类图
Fig.2 Dendrogram of 34 accessions based on Jaccard’s similarity values and within-groups linkage method
L、M：等值线。
植物生理学通讯 第 43卷 第 6期，2007年 12月 1039
种，基因的变异丰富了茄子的遗传基础信息，最
终在品种上显示出众多的差异。
(3) RAPD技术简便、快速、通用性好，因
而得到广泛应用，但其可靠性低，发展又受到限
制。但从其标记研究现状来说，其可靠性是基本
上得到肯定的，不仅适用于种内水平的亲缘关系
的研究，也可以应用于种间乃至亲缘较近的属间
亲缘关系的研究。但有一定的局限性(刘春林等
2000)。目前对其扩增产物记录大多采用人工读带
的方式，近年来数据记录和分析已自动化，可以
减少人工读带的误差，本文采用的Quantity One
软件，有自动读带的功能，可记录条带数，在
遵从原始数据的基础上可以尽可能地减少数据记录
的误差。
参考文献
封林林, 冬玉, 连勇, 金黎平, 王晓武, 宋燕(2002). 利用 RAPD分
析部分茄子品种的亲缘关系. 中国蔬菜, (4): 35~36
刘春林, 官春云, 李栒(2000). 关于植物随机引物扩增多态性DNA
标记的可靠性问题. 植物生理学通讯, 36 (1): 56~59
毛伟海, 杜黎明, 包崇来, 胡天华, 朱琴妹, 胡海娇(2006). 我国南方
长茄种质资源的 I S S R 标记分析 . 园艺学报 , 3 3 ( 5 ) :
1109~1112
易金鑫(2000). 亚洲部分茄子品种资源数量分类. 园艺学报, 27
(5): 345~350
中国农业科学院蔬菜花卉研究所(2001). 中国蔬菜品种志(下卷).
北京: 中国农业科技出版社, 484
藤井建雄(1964). 茄. 东京: 产业图书株式会社, 115~121
Behera TK, Sharma P, Singh BK, Kumar G, Ravinder Kumar,
Mohapatra T , Singh NK (2006). Assessment of genetic
diversity and species relationships in eggplant (Solanum
melongena L.) using STMS markers. Scientia Horticul, 107:
352~357
Clain C, Silva DD, Fock I, Vaniet S, Carmeille A, Gousset C,
Sihachakr D, Luisetti J, Kodja H, Besse P (2004). RAPD
genetic homogeneity and high levels of bacterial wilt toler-
ance in Solanum torvum Sw. (Solanaceae) accessions from
Reunion Island. Plant Sci, 166: 1533~1540
Daunay MC, Lester RN, Gebhardt C, Hennart JW, Jahn M, Frary
A, Doganlar S (2001). Genetic resources of eggplant
(Solanum melongena L.) and allied species: a new challenge
for molecular geneticists and eggplant breeders. In: van den
Berg RG, Barendse GWM, van der Weerden GM, Mariani C
(eds). Solanaceae V: Advances in Taxonomy and Utilization.
251~274
Furini A, Wunder J (2004). Analysis of eggplant (Solanum
melongena)-related germplasm: morphological and AFLP
data contribute to phylogenetic interpretations and germplasm
utilization. Theor Appl Genet, 108: 197~208
Isshiki S, Okubo H, Fujieda K (1994). Phylogeny of eggplant and
related Solanum species constructed by allozyme variation.
Scientia Horticul, 59: 171~176.
Isshiki S, Uchiyama T, Tashiro Y, Miyazaki S (1998). RFLP
analysis of a PCR amplified region of chloroplast DNA in
eggplant and rela ted Solanum species. Euphytica , 102:
295~299
Karihaloo JL, Brauner S, Gottlieb LD (1995). Random amplified
polymorphic DNA varia tion in the eggplant, Solanum
melongena L. (Solanaceae). Theor Appl Genet, 90: 767~770
Karihaloo JL, Gottlieb LD (1995). Allozyme varia tion in the
eggplant, Solanum melongena L. (Solanaceae). Theor Appl
Genet, 90: 578~583
Tanksley SD (2004). The genetic, developmental, and molecular
bases of fruit size and shape variation in tomato. Plant Cell,
16: S181~S189
Williams JGK, Kubelik AR, Livak KJ, Rafalski JA, Tingey SV
(1990). DNA polymorphisms amplified by arbitary primers
are useful as genetic markers. Nucl Acids Res, 18 (22):
6531~6535