全 文 ：书西北植物学报!
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文章编号$#"""+*"!, " !"#$
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收稿日期$!"#$+"+",
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基金项目$国家自然科学基金"$"&&#$* #%广东省旱地作物品种改良技术研究团队" !"##-"!"#"!"#" # 作者简介$赵青松"
#%&,)
#!男!硕士!主要从事大豆遗传育种研究&
.+/012
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通信作者$杨存义!博士!副教授!主要从事大豆分子育种和资源利用研究& .+/012$
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广东
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个野生大豆居群的遗传多样性分析
赵青松#!!陈振伦#!赵云云#!张
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杰#!马启彬#!年
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海#!杨存义#"
"
#
亚热带农业生物资源保护和利用国家重点实验室!国家大豆改良中心广东分中心!华南农业大学 农学院!广州
,#"*!
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河北
省农林科学院粮油作物研究所!石家庄
",""$# # 摘 ! 要$采用
@@A
分子标记对来自广东省
,
个县野生大豆居群的遗传多样性进行了分析!为广东野生大豆资源保
护和利用提供依据&结果显示$" # # , 个野生大豆居群在 " 个 @@A 位点共检测出 !$
个等位变异!同一位点上等位
基因数目最多为
#"
个!最少为
!
个!平均为
*:$( 个%不同群体中特有等位基因数不同!其中连州" BC #和南雄" DE # 野生大豆的特有等位基因数目较多!分别为 #% 个和 # 个% @407757 指数" ! #变化范围为 ":#! " !:#&* !期望杂合度 " " > #的变化范围为 ":"&$
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#广东连州"
BC
#野生大豆居群的遗传多样性最高!而仁化"
AF
#野生大豆的
遗传多样性最低!二者的
@407757
指数"
!
#分别为
":(##

":##$%群体分子方差" -GHI- #分析结果揭示!居群间变 异占 ,#J !群体内变异占 *%J !且仁化居群与其他居群间基因流较小&"$
#依据遗传距离可将连州"
BC
#和连南
"
BD
#聚类为一类!乳源"
AK
#和南雄"
DE
#为一类!仁化"
AF
#单独为一类&研究表明!广东不同野生大豆居群间遗
传多样性差异较大!而且居群内基因类型多!其中连州"
BC
#和乳源"
AK
#野生大豆居群的遗传多样性较高!证明广
东野生大豆群体保存了丰富的基因资源&
关键词$遗传多样性%野生大豆% @@A 中图分类号$
L$* M :, 文献标志码$
-
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8
>7>S1;?1[>U91S
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_12?95
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Q>07
%
@@A
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野生大豆属于东亚温带物种!仅在亚洲东部北
回归线以北地区有分布!包括中国朝鲜半岛日本
俄罗斯的远东地区等&在中国野生大豆分布广泛!
除青海海南和新疆外!其他省区均有(#)&野生大豆
在长期的进化过程中保留着大量优良基因!是大豆
育种重要的遗传资源!而了解野生大豆的遗传结构
是保护和利用野生大豆资源的前提&利用表型性
状同工酶和分子标记对不同生态区的大豆和一年
生野生大豆比较都发现野生大豆比栽培大豆有较高
遗传多样性(#+%)&通过分子标记对来源于中国(#"+#!)
日本(#$+#,)韩国(#)和俄罗斯(#&)的野生大豆群体分 析!发现群体间存在巨大变异!这主要是由遗传漂变 和突变造成的(#(+#%)&中国不同地区的野生大豆群体 存在明显差异!同一区域内的不同野生大豆群体也 存在遗传分化(!")!对湖南新田县野生大豆(!#)和辽宁 新宾县野生大豆(!!)分析均发现居群内分化较小!而 居群间遗传变异较大& 根据野生大豆考察报告认为野生大豆最南分布 在北纬 !*b#"c 左右的广东英德南至阳山白莲一 线(!$)&广东北部山区韶关清远等地区有丰富的野
生大豆资源!但有关广东野生大豆群体遗传结构的
系统研究未见报道&本研究通过对广东野生大豆的
收集及其植物学性状和生境调查!收集了
,
个县的
不同野生大豆自然居群!运用
@@A
分子标记技术!
分析了其遗传多样性和遗传结构!为广东野生大豆
的保护和利用提供依据&
#
!
材料和方法
=:=
!
材
!
料
根据广东省野生大豆考察组对广东野生大豆的
考察记录信息(!$)! ""( 年 #" 月分别在广东省的乳 源县一六镇连南县三江镇连州市西岸镇南雄市 梅岭镇和仁化县仁化镇等地进行野生大豆" #$%&

(
#
的收集!根据居群大小!混合或单株采集成熟野生大
豆种子放入信封!记录采集地点的
OX@
数据&从
,
个居群中分别随机选择
!%
"
$! 个不同的株系进行 盆栽!采集野生大豆新鲜叶片共计 #,$
份"表
#
#!置
于
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冰箱中&
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!
22@
引物
参照
@57
8
等(!*)建立的大豆分子标记连锁图!
从每个连锁群上选择
$" * 个 @@A 位点!共计 " 对 引物"表 ! #& @@A 引物序列来源于美国农业部大豆 基因组数据库" 4SS Z$**
#!%:#(:!:%*
*
@@A:4S+
/2
#!由上海生物技术有限公司合成&
=>A
!
(B:
提取及
5C@
扩增
每份材料取叶片
$" * 片!依据快速 Na-W ( !, ) 方法提取大豆基因组 eD- & 实验采用 !" # BXNA 反应体系!包括 #"fXNA 缓冲液"含 G 8 !M # !:" # B ! ?DaX " #"//52 * B # ":! # B ! )( * 酶" ,Y * # B # ":! # B !模板 eD-!:" # B "约 ,"7 8 #! @@A 引物" ," # /52 * B # ":#( # B !双蒸水 #,:** # B & XNA 反应程序为$
%,d
预变性
,/17
%
%*d
变性
$"9 ,,d 退火$"9

&!d
延伸
$,9 !共$,
个循环%
&!d
延伸
#"/17
&反应结束后!加
*
#
B
上样指示剂!用
&:!J
变性聚丙烯酰胺凝胶电泳!银
染后记录条带数据&
=:D
!
数据统计分析
对每个
@@A
标记的等位基因进行赋值!有条带
记为
#
!无条带记为
"
&等位基因数"
+
0
#有效等位基
因数"
+
>
#期望杂合度"
"
>
#
@407757
多样性指数
"
!
#居群多态位点百分数"
,
#分化系数"
-
9S
#基因
流"
+
/
#等用
X>0g02
等(!()编写的
O.D-B.E
计算&
群体遗传距离"
#.
#用
XHXO.D.$! ( ! )计算& 表 = ! 广东 ! 个野生大豆采集地点及采样数 a0Q2># ! a4>;52>;S15791S>907?S4>7=/Q>U5V90/ Z 2>5V,_12?95 < Q>07 Z 5 Z =20S15790SO=07 8 345=XU5[>7;> 取样地点 N52>;S15791S> 编号 N5?> 采样数 D5:5V90/ Z 2> 经度 B57 8 1S=?> 纬度 B0S1S=?> 海拔 -2S1S=?> * / 南雄 D07`157 8 DE$! ##*b#%:$!&c !,b#%:$*c !,"
连州
B107345= BC !% ##!b##:*,&c !*b,(:((c #$! 乳源 A= < =07 AK$" ##$b"(:$#c !*b,,:!(&c *(%
连南
B107707 BD $! ##!b#(:(&,c !*b*,:*$*c #!&
仁化
A>74=0 AF $" ##$b*":*(c !,b",:&"!c (
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%
期
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赵青松!等$广东 , 个野生大豆居群的遗传多样性分析 !! 结果与分析 ?>= ! 野生大豆 22@ 位点的多样性分析 从表 ! 结果可以看出!每个位点在总群体中都 表现出多态性! " 个位点共检测到 !$
个等位变异
"图
#
#!等位基因"
+
0
#变异数目范围为
!
"
#"
个!平
均为
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为
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个等位变异!大于等于
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个等位变异的有
&
个位点!
介于
*
"

个等位变异之间的有
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个等位变异的有
#
个位点!其中
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+
图
#
!
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8
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!
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Z
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8
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=20S1579VU5/O=07
8
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位点
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位点
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平均
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+
0
:
等位变异数%
+
>
:
有效等位变异数%
!:@407757
多样性指数%
"
>
:
期望杂合度%下同&
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$+ 0 :a4>7=/Q>U5V02>2>9 % + > :a4>7=/Q>U5V>VV>;S1[>02>2>9 % !:@40775717?>` % " > :.` Z >;S>?4>S>U53 <8 5919 Z >U25;=9 % a4>90/>09Q>25_: "&&# 西 ! 北 ! 植 ! 物 ! 学 ! 报 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!$$卷 ##! @0SS"&$

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等

个位点
只有
!
个等位变异&各位点的有效等位变异"
+
>
#
的变化范围从
#:"
"
,:
!平均为
$:" &位点 @407+ 757 指数" ! #的变化范围从 ":#! 到 !:#&* !期望杂 合度" " > #的变化范围从 ":"&$
到
":(%%
&各位点
多样性指标明显不同!表明不同位点的遗传多样性
不同&
?:?
!
不同野生大豆居群的多样性分析
期望杂合度独立于样本大小!可以用来作为居
群遗传多样性的主要依据(!()&从表
$可以看出! , 个广东野生大豆居群的 " > 变化范围从 ":"( 到 ":*! !期望杂合度从大到小依次为连州" BC #乳源 " AK #连南" BD #南雄" DE #仁化" AF #!表明各居 群间的遗传多样性存在很大差异&居群的等位基因 数多态位点百分数有效等位基因数和 @407757 指数也是反映群体遗传多样性的指标! , 个居群在 这些指标上的排序与期望杂合度的排序基本一致! 而且在连州" BC #和乳源" AK #居群中均有较高的 值!这些表明广东 , 个地方中连州" BC #和乳源 " AK #野生大豆的遗传多样性较高& ?:A ! 不同野生大豆居群的特有等位基因分析 居群特有等位基因是指只在某个居群中出现而 不在其他居群中出现的等位基因& " 个位点中的$%
个位点在
,
个居群总共检测到
#
个特有等位基
因!其中有
!$个位点只在 # 个群体中检测到特异等 位基因!有 % 个位点在 ! 个群体中检测到特有等位 基因!有 , 个位点在$
个群体中检测到特有等位基
因!有
#
个位点在
*
个群体中检测到特有等位基因
"表
,
#&不同群体特有等位基因的位点不同!其中
连州群体"
BC
#有
#%
个!南雄群体"
DE
#有
#
个!乳
源群体"
AK
#有
#$个!仁化群体" AF #有 ( 个!连南 群体" BD #有 , 个&这些特有等位基因的频率分布 在 ##:#J " #""J !特定群体所有个体都具有的特 有等位基因在不同群体间不同!仁化群体" AF # ( 个 特有位点中 * 个是 #""J 的高频率位点!而连州群 体" BC # % 个特有等位位点中无 #""J 的高频率位 点!主要是低频率特有等位基因!表明连州群体 " BC #内多样性较高&特有等位基因多的居群则含 有的其他居群所不具有的基因较多!有更大的保存 利用价值& ?:D ! 不同野生大豆居群的分化及各居群间基因流 群体分子方差" -GHI- #显示!群体 ,#J 的变 异存在于居群间! *%J 的遗传变异存在于居群内& 表明广东野生大豆居群间存在遗传分化!居群内也 存在遗传分化&因此在野生大豆保护和利用时!对 多样性较高的群体取样要尽量多!避免遗漏& 基因流被视为使居群遗传结构均质化的主要原 因之一&一般认为!当 + / # # 时!基因流足以抵制 居群由遗传漂变引起的居群之间的遗传分化!维持 遗传变异的均一性&广东野生大豆居群成对基因流 数据见表 * !基因流变化范围为 ":## " ":((* !基因 流较大的为连南" BD #与连州" BC #之间和乳源 " AK #与连州" BC #之间!分别为 ":((* 和 ":("% &较 小的是南雄" DE #与仁化" AF #之间和连南" BD #和 表 D ! 居群间基因流及分化系数 a0Q2>* ! a4>+ / 07?S4>- 9S 0/57 8 S4> Z 5 Z =20S1579 居群 # X5 Z =20S157# 居群 ! X5 Z =20S157! 分化系数 - 9S 基因流 + / DE AK ":$*( ":*%
DE BD ":$&( ":*## AK BD ":!# ":&"% DE AF ":"% ":## AK AF ":*" ":!%* BD AF ":,*& ":!"& DE BC ":$#" ":,,&
AK BC ":!$":("% BD BC ":!!# ":((* AF BC ":*,# ":$",
平均
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Z
5
Z
=20S1579VU5/O=07
8
?57
8
居群编号
N5?>5V
Z
5
Z
=20S157
居群个体数
D=/Q>U5V17?1[1?=029
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多态位点百分数
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赵青松!等$广东 , 个野生大豆居群的遗传多样性分析 仁化" AF #之间分别为 ":## 和 ":!"& &从数据发 现广东不同地方野生大豆居群间未出现基因流大于 # 的居群对!表明不同地方野生大豆居群间没有高 频率的基因交流& ?:! ! 不同野生大豆居群的遗传距离与聚类 遗传一致度和遗传距离是评价居群间相似程度 的重要参数&各居群之间平均遗传距离为 ":&#( ! 居群间遗传距离最小的为连南" BD #和连州" BC #之 表 ! ! 广东 ! 个野生大豆居群特有等位基因的频率 a0Q2>, ! a4>VU> 6 =>7; < 5VS4>=71 6 =>02>2>95V,_12?95 < Q>07 Z 5 Z =20S1579VU5/O=07 8 ?57 8 位点 B5;=9 特有位点出现频率 ]U> 6 =>7; < 5VS4>=71 6 =>02>2>9 * J DE AK BD AF BC 特有位点出现的群体数 D5:5V Z 5 Z =20S1579 V5U=71 6 =>25;=9 @0SS$(!+-# :&" &" " #"" " $@0SS$*#+-! :&" " " " ##:#" !
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大豆长期进化生长在特殊的气候土壤环境中!进
化了一些适合于亚热带地区环境的优良基因&因
此!对这些材料的研究和特定环境适应性性状的挖
掘可为南方大豆的改良提供丰富的宝贵遗传资源&
广东野生大豆主要分布在粤北山区的韶关清
远等地!这些地区地形复杂!野生大豆生境差别很
大(!$)&广东野生大豆居群中只有乳源的野生大豆 被研究过(&!%)!其他地区的野生大豆未被研究过& 在已有的研究结果认为中国北纬 !,b 附近是野生大 豆的一个多样性中心!同时也可能是一个起源中 心(&!%)&在本研究所研究的广东 , 个县的野生大豆 居群主要分布在该范围!用 " 对 @@A 引物对这些 群体进行遗传多样性分析!等位基因的变化范围从 ! " #" !平均每个位点检测到 *:$(
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杂合度的变化范围从
":"&$到 ":(%% !平均值为 ":# &以位点多样性为指标与其他群体相比!略低 于湖南新田县野生大豆自然居群" + 0 ,:** ! " > ":* # ( !# ) !但明显高于辽宁新宾县野生大豆居群" + 0 !:$
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