全 文 ：植物生理学通讯 第43卷 第1期，2007年2月 69
辽宁省近15年的部分水稻主栽品种的简单重复序列(SSR)多态性分析
姜树坤，王政海，钟鸣*，张丽，徐正进，刘少霞
沈阳农业大学辽宁省农业生物技术重点实验室，辽宁省北方粳稻育种重点实验室，沈阳 110161
提要 ：应用简单重复序列(SSR)标记方法对辽宁省近15年的 14个大面积种植的水稻品种进行遗传多样性分析的结果表
明，17对引物共产生43个位点，其中多态性位点17个，平均每对SSR引物检测到2.53个，占位点总数的39.53%。用Nei’s
公式计算水稻品种间的遗传距离，并以算术平均非加权聚类(UPGMA)法进行聚类分析并结合系谱分析结果表明，辽宁省
近15年的水稻主栽品种遗传多样性不够丰富，多数品种间的亲缘关系较近，欲进一步提高产量还需拓宽遗传基础。
关键词：水稻；遗传多样性；SSR 标记
Simple Sequence Repeat (SSR) Analysis of Main Rice (Oryza sativa L.) Culti-
vars in Liaoning Province in the Last 15 Years
JIANG Shu-Kun, WANG Zheng-Hai, ZHONG Ming*, ZHANG Li, XU Zheng-Jin, LIU Shao-Xia
Key Laboratory of Agricultural Biotechnology of Liaoning Province, Key Laboratory of Rice Breeding of Liaoning Province,
Shenyang Agricultural University, Shenyang 110161, China
Abstract: The present study used simple sequence repeat (SSR) markers to reveal the genetic diversity of the
14 extensive rice (Oryza sativa) cultivars of Liaoning province in the last 15 years. 17 markers detected 43
alleles with averaged 2.53 alleles per SSR locus. Based on the pair wise comparisons of amplification products
the genetic distance was calculated using Nei’s genetic distance and a dendrogram was constructed using an
unweighted pair group method with arithmetic averages (UPGMA). It was concluded that the genetic back-
ground was vulnerable among rice in Liaoning province.
Key words: rice (Oryza sativa); genetic diversity; SSR markers
收稿 2006-10-23 修定 　2006-12-11
资助 辽宁省重点实验室专项资金计划项目和辽宁省博士启
动基金(2001102061)。
*通讯作者(E-mail：zhming@syau.edu.cn；Tel：024-
88487164)。
20 世纪 80 年代以来，我国北方尤其是辽宁
省水稻单产达到7 500~9 000 kg·hm-2，跃居世界
先进水平。如何在较高产量基础上进一步提高产
量，达到超高产水平，已成为稻作科研与生产的
重要课题(陈温福等 2 0 0 3 )。用简单重复序列
(simple sequence repeat, SSR)标记技术对过去近15
年的主栽品种进行遗传多样性分析，将为实现超
高产这一目标提供理论依据。SSR 标记又称为微
卫星(microsatellite)标记，是近年来广泛应用的
D N A 标记，因具有稳定、简便、多态性丰富、
高度杂合性以及重组率低等优点，而应用于遗传
图谱构建、种质鉴定、亲缘关系、资源多样性
分析等研究领域( 朱作峰等 2 0 0 1 ；黄青阳等
1999；Akagi等 1996a, b；熊立仲等1998；樊叶
杨等2000；Zhang 等 1996；潘爱虎等2005)。本
文就此问题作了一些探讨。
材料与方法
实验所用的水稻材料有水稻(Oryza sativa L.)
‘丰锦’、‘秋光’、‘辽粳 4 5 4 ’、‘辽粳 5 ’、
‘辽粳 2 6 3 ’、‘辽粳 2 9 4 ’、‘辽粳 9 ’、‘沈
农 6 0 6 ’、‘沈农 9 7 4 1 ’、‘沈农 0 2 6 6 ’、‘沈
农 2 6 5 ’、‘辽粳 3 2 6 ’、‘辽盐 1 6 ’、‘辽粳
944’(表 1)由本校稻作研究室提供。
水稻幼苗 DNA 的提取采用 CTAB 法(钟鸣等
2002)。
随机选取17对SSR引物(表2)进行SSR分析。
PCR 反应体系为 25 mL，含 10× 缓冲液 2.5 mL、
1.5 mmol·L-1 MgCl2、1 mmol·L-1 正向引物和反向
引物、10 mmol·L-1 dNTPs、1 U Taq 酶、15 ng
DNA、ddH2O 16.25 mL。用美国MJ Research 公
司的 PTC-200 进行扩增，反应程序为 94 ℃预变
植物生理学通讯 第43卷 第1期，2007年2月70
表1 部分实验所用的水稻材料及其系谱
Table 1 List of rice materials used in the experiment
品种 系谱
‘辽粳 5 ’ [(‘矮脚南特’/‘Ba ta’/ ‘藤坂5 号’)/(‘矮脚南特’/‘Bat a’/ ‘越路早生’) / ‘沈苏6 号’] /‘丰锦’
‘辽粳 9 ’ ‘辽粳 2 9 4 ’/‘辽粳 4 5 4 ’
‘辽粳 4 5 4 ’ ‘辽粳 3 2 6’/‘8 4 - 2 4 0 ’
‘辽粳 2 9 4 ’ ‘7 9 - 2 2 7 ’/‘辽粳 3 2 6’
‘辽粳 9 4 4 ’ ‘辽粳 2 9 4 - 4’
‘沈农 2 6 5 ’ ‘1 3 0 8 ’/‘0 2 4 2 8 ’/ ‘辽粳 3 2 6’
‘沈农 6 0 6 ’ ‘辽粳 3 2 6’/‘2 6 5 - 1 1 ’
‘辽粳 3 2 6 ’ [ (‘C 2 6 ’/‘丰锦’/ ‘银河’) / (‘黎明’/‘福锦’/ ‘C 3 1 ’/ /‘P i 5 ’) ] /‘辽粳 5’
‘沈农 9 7 4 1 ’ ‘沈农 1 5 9 ’(‘黄金光’/‘辽粳 5 ’) /‘沈农 1 0 3 3 ’(‘福锦’/‘千重浪’)
表2 实验所用的引物
Table 2 List of primers used in the experiment
引物名称 引物序列 　　　　 退火温度/℃ 染色体
R M 1 3 正向：5 TCCAACATGGCAAGAGAGAG 3 57.5 5
反向：5 GGTGGCATTCGATTCCAG 3
R M 1 4 1 正向：5 CACCACCACCACCACGCCTCTC 3 57.9 6
反向：5 TCTTGGAGAGGAGGAGGCGCGG 3
R M 1 4 2 正向：5 CTCGCTATCGCCATCGCCATCG 3 65.7 4
反向：5 TCGAGCCATCGCTGGATGGAGG 3
R M 1 6 正向：5 CGCTAGGGCAGCATCTAAA 3 57.6 3
反向：5 AACACAGCAGGTACGCGC 3
R M 1 8 正向：5 TTCCCTCTCATGAGCTCCAT 3 57.8 7
反向：5 GAGTGCCTGGCGCTGTAC 3
R M 2 0 正向：5 ATCTTGTCCCTGCAGGTCAT 3 56.3 12
反向：5 GAAACAGAGGCACATTTCATTG 3
R M 2 0 2 正向：5 CAGATTGGAGATGAAGTCCTCC 3 55.8 11
反向：5 CCAGCAAGCATGTCAATGTA 3
R M 2 2 6 正向：5 AGCTAAGGTCTGGGAGAAACC 3 60 4
反向：5 AAGTAGGATGGGGCACAAGCTC 3
R M 2 2 8 正向：5 CTGGCCATTAGTCCTTGG 3 57.3 10
反向：5 GCTTGCGGCTCTGCTTAC 3
R M 2 3 正向：5 CATTGGAGTGGAGGCTGG 3 59.9 1
反向：5 GTCAGGCTTCTGCCATTCTC 3
R M 2 3 4 正向：5 ACAGTATCCAAGGCCCTGG 3 59.7 7
反向：5 CACGTGAGACAAAGACGGAG 3
R M 2 4 0 正向：5 CCTTAATGGGTAGTGTGCAC 3 57.8 2
反向：5 TGTAACCATTCCTTCCATCC 3
R M 2 4 1 正向：5 GAGCCAAATAAGATCGCTGA 3 55.8 4
反向：5 TGCAAGCAGCAGATTTAGTG 3
R M 2 4 2 正向：5 GGCCAACGTGTGTATGTCTC 3 59.9 9
反向：5 TATATGCCAAGACGGATGGG 3
R M 2 5 0 正向：5 GGTTCAAACCAAGCTGATCA 3 61.9 2
反向：5 GATGAAGGCCTTCCACGCAG 3
R M 4 正向：5 ACACCAGGCTACCCAAACTC 3 58.6 12
反向：5 CGGAGAGATCTGACATGTGG 3
R M 5 0 正向：5 ACTGTACCGGTCGAAGACG 3 59.7 6
反向：5 AAATTCCACGTCAGCCTCC 3
植物生理学通讯 第43卷 第1期，2007年2月 71
性 5 min；每个循环 94 ℃预变性 1 min，50、
55或 60 ℃退火 1 min，72 ℃延伸 1 min，35个
循环；最后 72 ℃延伸 8 min。扩增产物经 4.5%
变性 PAGE 电泳，银染检测(熊立仲等 1998；樊
叶杨等 2000；Zhang 等 1996；钟鸣等 2002)。
在水稻亲缘关系分析中，将扩增产物的每一
条带视为一个形态性状，具有多态性的带赋值为
“1 ”，无此带时赋值为“0 ”。将数据输入
NTSYSpc2.1 软件中，各材料间的遗传距离按下
式计算：GD (遗传距离)=-ln2Nxy/(Nx+Ny)。式
中，N xy 为材料 x、y 的公共条带数，N x 为材料
x的条带数，Ny 为材料 y的条带数(Nei 1987)。
根据所得的遗传距离，采用算术平均非加权
聚类(unweighted pair group method with arithmetic
averages, UPGMA)法进行聚类分析(Mackill 1995)，
并通过 NTSYSpc2.1 软件绘制树状图。
实验结果
1 水稻品种的SSR多态性分析
用17 对引物对 14 份材料进行扩增，共产生
43个等位基因，平均每对SSR引物检测到2.53个
等位基因。每个 SSR 位点可检测到的等位基因数
目为2~6个不等。大小范围主要在180~280 bp之
间，其中多态性位点 17 个，占总数的 39.53%。
引物 RM20共扩增出6个位点，其中5个位点具有
多态性(图 1)。
2 聚类分析
由Nei’s标准遗传距离计算相似系数，并利用
聚类分析NTSYSpc2.1 软件聚类处理，对 14 个品
种进行聚类分析。从聚类图中可以看出，14个栽
图1 引物 RM20的 SSR扩增
Fig.1 The SSR profiles of RM20
　　M ：D N A 分子量标准；1 ：‘丰锦’；2 ：‘辽粳3 2 6 ’；3 ：‘辽盐1 6 ’；4 ：‘辽粳9 4 4 ’；5 ：‘辽粳4 5 4 ’；6 ：‘辽粳5 ’；7 ：‘辽
粳2 6 3’；8：‘辽粳2 9 4’；9：‘辽粳9’；1 0：‘沈农6 0 6’；1 1：‘沈农9 7 4 1’；1 2：‘秋光’；1 3：‘沈农0 2 6 6’；1 4：‘沈农2 6 5’。
图2 14个水稻品种的相似性树状图
Fig.2 Dendrogram of similarity for 14 materials of rice
植物生理学通讯 第43卷 第1期，2007年2月72
培稻品种在遗传距离为0.27处便可聚为一类，大
多数品种间的遗传距离不超过0.2。遗传距离小于
0.2 的品种都有一定的‘丰锦’血缘，有近一半
以‘辽粳 5’为亲本。上世纪 5 0 ~ 7 0 年代，日
本品种在辽宁省稻区占主导地位，住要有‘农林
1 号’、‘陆羽 1 3 2 ’、‘三好’、‘日本海’、
‘黎明’、‘丰锦’、‘秀岭’、‘秋光’等。
虽然从1981 年第 1个直立穗型品种‘辽粳5’通
过辽宁省农作物品种审定委员会审定后辽宁省已经
基本结束种植从日本引进的水稻品种，但目前主
栽品种仍有一定的日本水稻品种血缘。要想进一
步提高产量，扩大遗传基础是必须的(王伯伦等
2002；邱福林等 2001)。
讨 论
无论是常规育种还是杂交稻育种，拓宽亲本
的遗传基础都是最基本的策略。但目前不仅是辽
宁，甚至是全国范围都存在主栽品种遗传基础不
够广泛的现象。其原因一方面可能是育种过程中
亲本来源狭窄，辽宁省多数品种以‘辽粳 5’及
其衍生系为亲本，这就要求我们进一步将野生
稻、杂草稻等材料中的有利基因导入栽培稻；另
一方面水稻育种的强大选择压力使得品种的大部分
稀有变异类型在改良过程中丢失。从本文聚类分
析的结果可以看出，辽宁省主栽水稻品种遗传背
景比较单一，大部分材料间的遗传距离较小，这
就大大限制了辽宁省水稻产量的进一步提高，这
提示我们在今后的工作中，如果以这些品种作为
育种材料，必须加大力度进一步丰富遗传基础并
引进新的有利基因以提高产量。
用分子标记辅助育种及用分子标记评价遗传
资源多样性是当今作物分子育种的热点之一，然
而选择何种分子标记是值得探讨的问题。我们曾
利用随机扩增多态性DNA (random amplified poly-
morphic DNA, RAPD)标记方法对30个水稻栽培品
种进行过遗传多样性研究，其多态性位点的比率
为70.6%，高于本文的39.53%，表明在检测亲缘
关系较近的材料时，SSR 比 RAPD 有检测位点不
够丰富的缺点(姜树坤等2006)。但 SSR标记具有
RAPD 技术快速、直接简便的特点，又有限制性
片段长度多态性(restriction fragment length
polymorphism, RFLP)技术结果稳定可靠、重复性
好的优点，究竟选择哪种标记应因事制宜。
参考文献
陈温福, 徐正进, 张龙步(2003). 水稻超高产育种生理基础. 沈阳:
辽宁科技出版社, 24~32
樊叶杨, 庄杰云, 吴建利(2000). 应用微卫星标记鉴别水稻籼粳
亚种. 遗传, 22 (6): 392~394
黄青阳, 何予卿, 景润春(1999). 利用微卫星标记定位水稻红莲型
细胞质雄性不育恢复基因. 科学通报, 44 (14): 218~224
姜树坤, 钟鸣, 徐正进(2006). RAPD 标记进行水稻籼粳分类的
研究. 沈阳农业大学学报, 37 (4): 639~641
潘爱虎, 梁婉琪, 袁勤, 曹黎明(2005). 5种杂交粳稻亲本SCAR
标记的建立及其在真伪纯度鉴定中的应用. 植物生理学通讯,
41 (6): 805~810
邱福林, 邵国军, 李跃东(2001). 辽粳326亲本组配及其系谱分
析. 垦殖与稻作, 3: 3~6
王伯伦, 刘新安, 陈健(2002). 1949年以来辽宁省水稻发展形势
的分析. 沈阳农业大学学报, 33 (2): 83~86
熊立仲, 王石平, 刘克德(1998). 微卫星 DNA和 AFLP标记在水
稻分子标记连锁图上的分布. 植物学报, 40 (7): 456~478
钟鸣, 牛永春, 徐世昌, 吴立人(2002). 小麦品种 Triticum spelta
album 中抗条锈病基因 Yr5 的 RAPD 标记. 遗传学报, 29
(8): 719~724
朱作峰, 孙传清, 李自超(2001). 用SSR标记对水稻品种的分类
研究. 农业生物技术学报, 9 (1): 58~61
Akagi H, Yokozeki Y, Inagaki A (1996a). A co-dominant DNA
marker closely linked to the rice nuclear restorer gene, Rf-1,
identified with inter-SSR fingerprinting. Genome, 39:
1205~1209
Akagi H, Yokozeki Y, Inagaki A, Fujimura T (1996b).
Microsatellite DNA markers for rice chromosomes. Theor
Appl Genet, 93: 1071~1077
Mackill DJ (1995). Classifying japonica rice cultivars with RAPD
markers. Crop Sci, 35: 889~894
Nei M (1987). Molecular Evolutionary Genetics. New York: Co-
lumbia University Press, 190~191
Zhang Q, Zhou ZQ, Yang GP, Xu CG, Liu KD, Saghai Maroof MA
(1996). Molecular marker heterozygosity and hybrid per-
formance in indicia and japonica rice. Theor Appl Genet, 93
(8): 1218~1224