全 文 ：书犇犗犐：１０．１１６８６／犮狔狓犫２０１５３３６ 犺狋狋狆：／／犮狔狓犫．犾狕狌．犲犱狌．犮狀
王芳，高秋，王杰，马金星，孙娟．利用ＳＳＲ标记分析高粱属种质资源的遗传多样性．草业学报，２０１６，２５（５）：１２５１３３．
ＷＡＮＧＦａｎｇ，ＧＡＯＱｉｕ，ＷＡＮＧＪｉｅ，ＭＡＪｉｎＸｉｎｇ，ＳＵＮＪｕａｎ．Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｇｅｎｅｔｉｃｄｉｖｅｒｓｉｔｙｉｎ犛狅狉犵犺狌犿ｇｅｒｍｐｌａｓｍｃｏｌｅｃｔｉｏｎｓｕｓｉｎｇＳＳＲｍａｒｋｅｒｓ．
ＡｃｔａＰｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｅＳｉｎｉｃａ，２０１６，２５（５）：１２５１３３．
利用犛犛犚标记分析高粱属种质资源的遗传多样性
王芳１，高秋２，王杰１，马金星２，孙娟１
（１．青岛农业大学经济草本植物应用研究所，山东 青岛２６６１０９；２．农业部全国草产品质量监督检验测试中心，北京１００１２５）
摘要：本研究利用１５对ＳＳＲ引物对１６１份高粱属种质资源进行了遗传多样性分析。结果显示，１５对引物共扩增
出１１８条谱带，其中８８条具有多态性，多态性比率（Ｐ）为７５．２１％；多态性信息含量（ＰＩＣ值）变幅为０．６１２～０．８０６，
平均为０．６９９。１６１份高粱属材料遗传相似性系数为０．６３６～０．９７７，平均基因多样性指数（Ｈ）为０．６９６，Ｓｈａｎｎｏｎ
信息指数（Ｉ）为１．３９３。ＵＰＧＭＡ聚类分析显示，１６１份高粱属材料在遗传相似系数（ＧＳ）为０．６８２处可分为３组；
１２９份高粱和苏丹草材料在相似系数为０．６７１处可分为２组。表明ＳＳＲ标记可以作为高粱属种间以及种内遗传分
化分析的有力工具，被分析的高粱属种质材料具有较高的遗传多样性。
关键词：高粱属；种质资源；ＳＳＲ；遗传多样性　　
犃狀犪犾狔狊犻狊狅犳犵犲狀犲狋犻犮犱犻狏犲狉狊犻狋狔犻狀犛狅狉犵犺狌犿犵犲狉犿狆犾犪狊犿犮狅犾犲犮狋犻狅狀狊狌狊犻狀犵犛犛犚犿犪狉犽犲狉狊
ＷＡＮＧＦａｎｇ１，ＧＡＯＱｉｕ２，ＷＡＮＧＪｉｅ１，ＭＡＪｉｎＸｉｎｇ２，ＳＵＮＪｕａｎ１
１．犃狆狆犾犻犲犱犈犮狅狀狅犿犻犮犎犲狉犫犪犮犲狅狌狊犘犾犪狀狋狊犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犙犻狀犵犱犪狅犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犙犻狀犵犱犪狅２６６１０９，犆犺犻狀犪；２．犖犪狋犻狅狀犪犾犙狌犪犾
犻狋狔犆狅狀狋狉狅犾牔犐狀狊狆犲犮狋犻狅狀犆犲狀狋狉犲犉狅狉犌狉犪狊狊犾犪狀犱犐狀犱狌狊狋狉狔犘狉狅犱狌犮狋狊，犕．犗．犃，犅犲犻犼犻狀犵１００１２５，犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋：ＦｉｆｔｅｅｎＳＳＲｍａｒｋｅｒｓｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｑｕａｎｔｉｆｙｔｈｅｇｅｎｅｔｉｃｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｔｈｅｃｏｒｅｇｅｒｍｐｌａｓｍｃｏｌｅｃｔｉｏｎｓｏｆ
ｓｏｒｇｈｕｍ．Ａｔｏｔａｌｏｆ１６１ａｃｃｅｓｓｉｏｎｓｗｅｒｅａｓｓａｙｅｄ．１１８ｂａｎｄｓｗｅｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ，ａｍｏｎｇｗｈｉｃｈ８８（７５．２１％）ｗｅｒｅ
ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃ．Ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｖａｌｕｅｏｆｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｎｔｅｎｔ（ＰＩＣ）ｗａｓ０．６９９（０．６１２－０．８０６）；ｔｈｅａｖ
ｅｒａｇｅＮｅｉ’ｓｇｅｎｅｄｉｖｅｒｓｉｔｙｉｎｄｅｘ（Ｈ）ｗａｓ０．６９６；ａｎｄｔｈｅａｖｅｒａｇｅＳｈａｎｎｏｎｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｄｅｘ（Ｉ）ｗａｓ１．３９３．
Ｔｈｅｇｅｎｅｔｉｃｓｉｍｉｌａｒｉｔｉｅｓａｍｏｎｇｔｈｅ１６１ａｃｃｅｓｓｉｏｎｓｒａｎｇｅｄｆｒｏｍ０．６３６ｔｏ０．９７７．ＴｈｅＵＰＧＭＡｄｅｎｄｒｏｇｒａｍｉｎｄｉ
ｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅ１６１犛狅狉犵犺狌犿ｇｅｒｍｐｌａｓｍｃｏｌｅｃｔｉｏｎｓｗｅｒｅｃｌｕｓｔｅｒｅｄｉｎｔｏｔｈｒｅｅｇｒｏｕｐｓｗｉｔｈａｔｈｒｅｓｈｏｌｄｏｆ０．６８２，
ａｎｄｔｈａｔｔｈｅ１２９犛狅狉犵犺狌犿狊狌犱犪狀犲狀狊犲ａｎｄ犛狅狉犵犺狌犿犫犻犮狅犾狅狉狓×犛狅狉犵犺狌犿狊狌犱犪狀犲狀狊犲ｇｅｒｍｐｌａｓｍｒｅｓｏｕｒｃｅｓｗｅｒｅｄｉ
ｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｗｏｃｌｕｓｔｅｒｓａｔａｔｈｒｅｓｈｏｌｄｏｆ０．６７１．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｉｓｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅｇｅｎｅｔｉｃｄｉ
ｖｅｒｓｉｔｙｃｏｎｓｅｒｖｅｄｉｎ犛狅狉犵犺狌犿ｇｅｒｍｐｌａｓｍｃｏｌｅｃｔｉｏｎｓａｎｄＳＳＲｉｓａｎｉｄｅａｌｍｏｌｅｃｕｌａｒｍａｒｋｅｒｆｏｒａｓｓｅｓｓｉｎｇｔｈｉｓｄｉ
ｖｅｒｓｉｔｙ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：犛狅狉犵犺狌犿；ｇｅｒｍｐｌａｓｍｒｅｓｏｕｒｃｅ；ｓｉｍｐｌｅｓｅｑｕｅｎｃｅｒｅｐｅａｔ（ＳＳＲ）；ｇｅｎｅｔｉｃｄｉｖｅｒｓｉｔｙ
高粱属（犛狅狉犵犺狌犿）属于禾本科的须芒草族（Ａｎｄｒｏｐｏｇｏｎｅａｅｐｏａｃｅａｅ）［１２］，全世界大约有２９种，主要分布于
热带到温带地区［３４］。我国有５种，主要分布在东北、西南以及华南地区［３］。高粱属植物多为抗旱作物，在世界各
地被广泛种植，作为粮食、饲料、工业原料等，具有很高的经济价值［５］。在我国广泛种植的饲料用高粱属作物有高
第２５卷　第５期
Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．５
草　业　学　报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ 　　
１２５－１３３
２０１６年５月
收稿日期：２０１５０７０７；改回日期：２０１５１０２１
基金项目：国家牧草产业技术体系项目资助。
作者简介：王芳（１９９０），女，山东济宁人，在读硕士。Ｅｍａｉｌ：ｗａｎｇｆａｎｇ２１３０９７０５６＠１６３．ｃｏｍ。高秋（１９８０），女，云南保山人，畜牧师。Ｅｍａｉｌ：
ｇａｏｑｉｕ１９８０＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ。共同第一作者 Ｔｈｅｓｅａｕｔｈｏｒｓｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｄｅｑｕａｌｙｔｏｔｈｉｓｗｏｒｋ．
通信作者Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅｍａｉｌ：ｓｕｎｊｕａｎ＠ｑａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
粱（犛狅狉犵犺狌犿犫犻犮狅犾狅狉）、苏丹草（犛狅狉犵犺狌犿狊狌犱犪狀犲狀狊犲）以及高粱和苏丹草的杂交种高丹草（犛狅狉犵犺狌犿犫犻犮狅犾狅狉×犛狅狉
犵犺狌犿狊狌犱犪狀犲狀狊犲），是国家草种质资源库重点收集的种质资源之一。国家草种质资源库是草种质资源的保存和利
用中心，分析种质资源库所保存高粱属种质资源材料的遗传多样性分布以及遗传背景，可以丰富入库种质资源的
遗传信息，有助于发掘潜在的优质牧草基因，为育种提供支持，还可了解不同来源的高粱属资源的遗传差异，进而
提高资源利用效率。
种质资源遗传多样性分析方法经历了形态、细胞、生化、分子等发展阶段，目前已有多种分子标记方法被应
用到遗传多样性评价中［６７］，基于具备多态性高、重复性好、稳定可靠等特点，ＳＳＲ（ｓｉｍｐｌｅｓｅｑｕｅｎｃｅｒｅｐｅａｔ，简单
重复序列）分子标记技术成为其中比较通用的方法［８］。高粱已经完成了全基因组测序［９］，为开发利用高粱属通用
ＳＳＲ引物提供了便利条件，近年来在高粱属植物中已筛选得到不少扩增效果较好的多态性引物，现有的研究主
要集中在高丹草和苏丹草一些品系的遗传分析［１０１３］，对高粱属引进以及全国范围内采集的野生、栽培的品种和品
系材料的遗传多样性分析尚未见报道。
本研究利用ＳＳＲ标记对国家草种质资源库保存的１６１份核心高粱属种质材料进行了遗传多样性分析，旨在
对资源库中高粱属种质资源的多样性分布及遗传背景进行验证和评价，以期为高粱属种质资源的收集、鉴定、保
存及创新利用提供基础信息。
１　材料与方法
１．１　试验材料
供试材料为国家草种质资源库中保存的所有高粱属材料，共计１６１份。其中，野生材料１２份，品种材料２９
份，品系材料１２０份，材料编号及来源地信息见表１。
表１　供试材料
犜犪犫犾犲１　犘犾犪狀狋犿犪狋犲狉犻犪犾狊犳狅狉狋犺犻狊狊狋狌犱狔
来源地
Ｃｏｌｅｃｔｉｏｎｌｏｃａｔｉｏｎ
高粱编号
Ｃｏｄｅｏｆ犛狅狉犵犺狌犿犫犻犮狅犾狅狉
苏丹草编号
Ｃｏｄｅｏｆ犛狅狉犵犺狌犿狊狌犱犪狀犵狉犪狊狊
高丹草编号Ｃｏｄｅｏｆ
犛狅狉犵犺狌犿犫犻犮狅犾狅狉×犛狅狉犵犺狌犿狊狌犱犪狀犲狀狊犲
国外（澳大利亚、美国及其他）Ａｂｒｏａｄ
（Ａｕｓｔｒａｌｉａｎ，Ａｍｅｒｉｃａｎａｎｄｏｔｈｅｒｓ）
３９，６２，６４，７４，１１１，
１１７，１２２，１５１，１６０
８，１１，１２，１３，１７，２４，２９，３５，
４０，４１，１０１，１２６，１２７，１２８，１３８，
１４１，１４２，１４５，１４８，１５６
３６，３８，４２，４４，４５，７９，８０，８２，
８３，８５，８６，８７，８９，９０，９１，９２，
９３，９４，９５，９６，９７，９８，１５３，１５８
甘肃ＧａｎｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅ ５２，１１２ １８，２２，２６，４３，４７，５０，５３，５４，
５５，５６，９９，１２５，１３０，１３１，１３２，
１３５，１５０
－
内蒙古ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａ １，６０ ４，１０，１４，２３，２５，３０，３１，３３，
３４，４６，４９，１３４，１３７，１４４，１４７
－
宁夏ＮｉｎｇｘｉａＰｒｏｖｉｎｃｅ ５７，６８，６９，７８，１１８ ２０，２８，３２，５１，５９，６１，６５，１２９，
１３６，１５７
－
辽宁ＬｉａｏｎｉｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ ６３，６７，７１，７２，７３，７７，
１１４，１１５，１１６，１２０，１２３
－ ８１
江苏ＪｉａｎｇｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅ ２，９，１５，４８，５８，７０，
７５，１０５，１０６，１１３，１１９
１２４ ８４，１００
新疆ＸｉｎｊｉａｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ － ２１，２７，１５４ －
四川、重庆ＳｉｃｈｕａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ６，１１０ ５，７，１４０，１４３，１４９ －
河北、北京 ＨｅｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０３，１０９，１２１ － ３７，８８
河南 ＨｅｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ ７６，１０４，１０７ － －
山东ＳｈａｎｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ １０２，１０８ － －
吉林ＪｉｌｉｎＰｒｏｖｉｎｃｅ １５２，１６１ １４６ －
国内其他Ｉｎｌａｎｄｅｌｓｅ ３，６６，１５５，１５９ １９，１３３，１３９ １６
６２１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１６） Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．５
１．２　样品制备
２０１４年９月将试验材料播种于育苗盘，每份材料保证出苗数目在１００株以上，置于温室中培养。８０％种子
的子叶出土２ｃｍ时取样，每株取０．５ｃｍ左右子叶，每份样品取１００个单株。
１．３　ＤＮＡ提取
本试验采用改良ＣＴＡＢ法［１４］提取ＤＮＡ。将材料在液氮中迅速研磨至粉末状。转移至已加入预热（６５℃）好
的７００μＬＣＴＡＢ缓冲液（含１０μＬβ疏基乙醇）的离心管中，充分摇匀；置于６５℃水浴锅中，温育１～２ｈ，期间每
隔１５ｍｉｎ摇动一次。加入等体积ＣＩ（氯仿∶异戊醇＝２４∶１），摇动混匀，４℃、１２０００ｒ／ｍｉｎ离心１０ｍｉｎ，取上清
液于离心管，重复此步；加入２／３倍体积异丙醇或２倍体积乙醇，－２０℃存放１ｈ；４℃，１２０００ｒ／ｍｉｎ离心１０ｍｉｎ，
去上清液；用７０％的乙醇清洗沉淀，４℃，１２０００ｒ／ｍｉｎ离心１０ｍｉｎ，去上清液；风干，１００μＬＴＥ溶解。提取的
ＤＮＡ经Ｎａｎｏｄｒｏｐ２０００检测浓度及质量，置于冰箱－２０℃长期保存备用。吸取部分溶液稀释到５０ｎｇ／μＬ作为
工作液。
１．４　ＰＣＲ扩增及其产物检测
体系：２０μＬ，其中１０×Ｂｕｆｆｅｒ（含 Ｍｇ
２＋）２μＬ，上游引物（１０μｍｏｌ／Ｌ）与下游引物（１０μｍｏｌ／Ｌ）各加０．５μＬ，
ｄＮＴＰｓ（２．５ｍｍｏｌ／Ｌ）０．４μＬ，Ｔａｑ酶（５Ｕ／μＬ）０．１μＬ，模板ＤＮＡ（５０ｎｇ／μＬ）４μＬ，ｄｄＨ２Ｏ１２．５μＬ。引物信息
见表２，Ｆ为上游引物，Ｒ为下游引物，由生工生物工程（上海）有限公司合成。所用试剂均为天根科技生化公司
产品。
程序：９４℃预变性５ｍｉｎ；９４℃变性４０ｓ；退火（退火温度见表２）３５ｓ，７２℃延伸４５ｓ，３５个循环；７２℃延伸５
ｍｉｎ，４℃保存。
变性聚丙烯酰胺凝胶电泳：ＰＣＲ扩增产物中加入６μＬＬｏａｄｉｎｇｂｕｆｆｅｒ（９８％甲酰氨，ｐＨ８．０、１０ｍｍｏｌ／Ｌ
ＥＤＴＡ，０．２５％溴酚蓝，０．２５％ 二甲苯青），９５℃变性５ｍｉｎ，冰上冷却，在６％的变性聚丙烯酰胺凝胶上电泳５０
ｍｉｎ左右（８０Ｗ 恒功率，不含预电泳３０ｍｉｎ）。银染检测扩增产物。
表２　引物信息及序列
犜犪犫犾犲２　犘狉犻犿犲狉犪狀犱狊犲狇狌犲狀犮犲犻狀犳狅狉犿犪狋犻狅狀
引物名称Ｐｒｉｍｅｒｎａｍｅ 最适退火温度Ａｎｎｅａｌｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ 引物序列Ｐｒｉｍｅｒｓｅｑｕｅｎｃｅ（５′３′）
ＡＨ４９ ５５ Ｆ：ＣＴＧＡＡＣＴＡＴＣＧＧＣＧＴＣＴＧ；Ｒ：ＴＡＧＣＣＡＴＧＴＴＧＣＴＴＣＴＴＡＴ
ＡＨ７２ ５８ Ｆ：ＡＴＧＧＡＡＴＧＧＡＡＧＧＧＧＴＧＧ；Ｒ：ＣＧＴＣＧＣＡＡＣＡＧＴＡＡＧＡＣＡＡＧＣ
ＡＨ７４ ５７ Ｆ：ＣＧＧＣＡＧＡＴＣＣＡＴＣＴＣＣＡＡ；Ｒ：ＴＧＣＧＡＡＣＡＡＴＣＴＴＧＧＡＧＴＡＣ
ＡＨ８５ ５５ Ｆ：ＣＡＡＧＧＣＴＧＡＧＧＴＣＡＡＧＡＡ；Ｒ：ＧＧＡＡＧＣＡＣＣＡＴＧＡＡＡＣＡＣ
ＡＨ１６９ ５７ Ｆ：ＴＣＣＡＴＣＡＧＧＣＡＡＧＡＡＡＣ；Ｒ：ＡＣＧＣＡＧＡＴＡＣＣＧＡＧＧＡＡＧ
ＴＸＰ１０４ ５４ Ｆ：ＴＡＡＣＣＴＡＴＧＣＧＧＡＴＡＡＡＡＣＡＧ；Ｒ：ＧＡＡＴＣＧＣＴＧＣＣＡＡＡＴＡＡＡ
ＴＸＰ９７ ５８ Ｆ：ＣＡＡＡＴＡＡＡＣＧＧＴＧＣＡＣＡＣＴＣＡ；Ｒ：ＧＴＡＴＧＡＴＴＧＧＡＧＡＣＧＡＧＡＣＧＧ
ＥＳＴ５ ５２ Ｆ：ＴＡＡＡＧＧＣＡＡＧＣＡＡＡＣＣ；Ｒ：ＴＴＡＣＣＡＧＡＴＧＴＣＧＴＣＣＡ
ＸＴＸＰ７ ５７ Ｆ：ＡＣＡＴＣＴＡＣＴＡＣＣＣＴＣＴＣＡＣＣ；Ｒ：ＡＣＡＣＡＴＣＧＡＧＡＣＣＡＧＴＴＧ
ＸＴＸＰ２５８ ６０ Ｆ：ＣＡＣＣＡＡＧＴＧＴＣＧＣＧＡＡＣＴＧＡＡ；Ｒ：ＧＣＴＴＡＧＴＧＴＧＡＧＣＧＣＴＧＡＣＣＡＧ
ＳＧ８ ５５ Ｆ：ＡＣＡＣＧＣＡＴＧＧＴＴＴＧＡＣＴＧ；Ｒ：ＴＴＧＡＴＡＡＴＣＴＧＡＣＧＣＡＡＣＴＧ
ＳＧ１７ ５３ Ｆ：ＡＡＧＴＧＧＧＧＴＧＡＡＧＡＧＡＴＡ；Ｒ：ＣＴＧＣＣＴＴＴＣＣＧＡＣＴＣ
ＳＧ２８ ５７ Ｆ：ＣＡＣＧＴＣＧＴＣＡＣＣＡＡＣＣＡＡ；Ｒ：ＧＴＴＡＡＡＣＧＡＡＡＧＧＧＡＡＡＴＧＧＣ
ＣＵＰ５３ ６０ Ｆ：ＧＣＡＧＧＡＧＴＡＴＡＧＧＣＡＧＡＧＧＣ；Ｒ：ＣＧＡＣＡＴＧＡＣＡＡＧＣＴＣＡＡＡＣＧ
ＣＵＰ５７ ６０ Ｆ：ＣＴＧＣＡＧＡＧＡＧＣＴＡＡＴＴＧＴＧＣ；Ｒ：ＴＣＴＴＧＧＡＡＧＡＧＡＣＧＧＡＣＣＴＧ
１．５　数据处理
根据ＰＣＲ扩增产物在变性聚丙烯酰胺上凝胶电泳的结果，对相同迁移位置或长度一致的条带进行统计，有
７２１第２５卷第５期 草业学报２０１６年
带记为１，无带记为０，构成标准的０／１矩阵。利用ＰＩＣＣＡＬＣ０．６软件计算位点多态性含量（ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍｉｎ
ｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｎｔｅｎｔ，ＰＩＣ）值。采用ＮＴＳＹＳ２．１０ｅ软件计算ＳＳＲ的遗传相似系数（ＧＳ），并利用ＵＰＧＭ 法进行聚
类分析，绘制亲缘关系树形图。
利用ＤａｔａＴｒａｎｓ１．０将构成的０／１矩阵数据转换成基因型数据，再利用ＰＯＰＧＥＮＥ１．３２软件计算Ｓｈａｎｎｏｎ
值（Ｉ，Ｓｈａｎｎｏｎ’ｓｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｄｅｘ）、Ｎｅｉ’ｓ值（Ｈ，Ｎｅｉ’ｓｇｅｎｅｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）、等位基因数（Ｎａ，ｏｂｓｅｒｖｅｄｎｕｍｂｅｒｏｆ
ａｌｅｌｅｓ）与有效等位基因数（Ｎｅ，ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｕｍｂｅｒｏｆａｌｅｌｅｓ）。
２　结果与分析
２．１　ＳＳＲ标记多态性及性能分析
使用已发表文献［１１１３，１５］中的１０８对有多态性的ＳＳＲ引物进行进一步筛选，得到１５对扩增效果好、多态
性高的引物对１６１份材料进行ＰＣＲ扩增，分析结果见表３，部分材料的扩增图谱见图１。谱带统计结果显示，１５
对ＳＳＲ引物共扩增出１１８条谱带，其中多态性谱带有８８条，引物的平均多态性比率（ＰＰＢ）为７５．２１％，各引物扩
增谱带数目的变幅为６～１１，平均每对引物扩增出７．８７条谱带，说明所选引物具有丰富的基因多态性。不同引
物所揭示的供试材料的多态性信息量（ＰＩＣ）的变幅为０．６１２～０．８０６，均值为０．６９９，１６１份高粱属材料的基因多
样性指数变幅为０．５３１～０．８２７，平均为０．６９６，有效等位基因数为２．１３４～５．７７７，平均为３．５７２，Ｓｈａｎｎｏｎ信息指
数为０．８２４～１．９２０，平均为１．３９３，上述统计分析结果表明供试材料遗传分化丰富。
表３　引物多态性信息
犜犪犫犾犲３　犜犺犲狆狅犾狔犿狅狉狆犺犻狊犿狅犳犛犛犚狆狉犻犿犲狉狊
引物
Ｐｒｉｍｅｒ
条带数
Ｎｕｍｂｅｒｏｆ
ｂａｎｄｓ
多态性条带数
Ｎｕｍｂｅｒｏｆ
ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃ
ｂａｎｄｓ
多态性比率
Ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆ
ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃ
ｂａｎｄｓ（％）
多态性信息量（ＰＩＣ）
Ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃ
ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
ｃｏｎｔｅｎｔ
有效等位基
因数 （Ｎｅ）
Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｕｍｂｅｒ
ｏｆａｌｅｌｅｓ
Ｓｈａｎｎｏｎ’ｓ信息
指数 （Ｉ）
Ｓｈａｎｎｏｎｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
ｉｎｄｅｘ
基因多样性
指数 （Ｈ）
Ｎｅｉ’ｓｇｅｎｅ
ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ
ＡＨ４９ ７ ５ ７１．４ ０．６４３ ３．４５０ １．３８５ ０．７１０
ＡＨ７２ １１ ８ ７２．７ ０．８０６ ５．７７７ １．９２０ ０．８２７
ＡＨ７４ ６ ５ ８３．３ ０．７１２ ２．１４６ ０．８２４ ０．５３４
ＡＨ８５ ８ ５ ６２．５ ０．６８１ ３．２３３ １．２８４ ０．６９１
ＡＨ１６９ ６ ５ ８３．３ ０．６８９ ３．３３１ １．３５３ ０．７００
ＴＸＰ１０４ ８ ６ ７５．０ ０．７００ ２．１３４ ０．８３２ ０．５３１
ＴＸＰ９７ ９ ７ ７７．８ ０．７８２ ４．２５６ １．７５９ ０．７６５
ＥＳＴ５ ８ ６ ７５．０ ０．６５２ ２．７３４ １．２３３ ０．６３４
ＸＴＸＰ７ ９ ５ ５５．６ ０．６９２ ２．８２２ １．２９４ ０．６４６
ＸＴＸＰ２５８ ８ ６ ７５．０ ０．６１２ ３．６７３ １．４７０ ０．７２８
ＳＧ８ ８ ６ ７５．０ ０．７７１ ５．０３７ １．７５７ ０．８０２
ＳＧ１７ １０ ８ ８０．０ ０．７０６ ４．０９６ １．６３２ ０．７５６
ＳＧ２８ ８ ６ ７５．０ ０．７５０ ４．７１４ １．６８１ ０．７８８
ＣＵＰ５３ ６ ５ ８３．３ ０．６２６ ２．４２５ １．００６ ０．５８９
ＣＵＰ５７ ６ ５ ８３．３ ０．６５９ ３．７５６ １．４５９ ０．７３４
总计Ｔｏｔａｌ １１８ ８８ － － － － －
平均 Ｍｅａｎ ７．８７ ５．８７ ７５．２１ ０．６９９ ３．５７２ １．３９３ ０．６９６
２．２　遗传相似性分析
根据扩增结果统计谱带，计算相似性系数和遗传距离。结果显示１６１份供试材料的遗传相似性系数为
８２１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１６） Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．５
０．３４１，变幅为０．６３６～０．９７７。其中，遗传相似系数最大的是３７和３８，达到０．９７７，其次是２６与２７、１９与２１、５８
与６０、１０６与１０７、１２６与１３４，达到０．９５５，表明３７与３８、２６与２７、１９与２１、５８与６０、１０６与１０７、１２６与１３４亲缘
关系很近。登记信息显示，３７来源于北京，３８来源于美国，均为高丹草品种乐食；２６来源于甘肃，２７来源于新疆，
均为苏丹草品种新苏２号。登记信息与遗传相似性分析的结果高度一致，不同来源地的同一品种材料聚在了一
起，证明所选用引物能够很好地揭示种质材料之间的亲缘关系。其他聚在一起的材料由于登记信息不完善，需要
开展进一步的田间试验进行验证。
图１　引物犆犝犘５７在编号为１～５５的高粱属材料中的扩增结果
犉犻犵．１　犛犛犚犪犿狆犾犻犳犻犮犪狋犻狅狀狉犲狊狌犾狋狊狅犳犛狅狉犵犺狌犿犿犪狋犲狉犻犪犾狊犮狅犱犲犱犳狉狅犿１狋狅５５狑犻狋犺狆狉犻犿犲狉犆犝犘５７
　
２．３　聚类分析
基于遗传相似性系数，利用ＵＰＧＭＡ法构建了１６１份高粱属材料的聚类分析图（图２）以及１２９份高粱和苏
丹草的聚类分析图（图３）。
在相似性系数为０．６８２的水平上，１６１份材料被分为３组，第１组主要为高丹草以及进口高粱，第２组主要
为国内的高粱，第３组主要为苏丹草。其中，编号为１２３的高粱聚在了苏丹草一类；编号为１２４的苏丹草聚在了
高丹草以及进口高粱一类。经核查，１２３和１２４这两份材料为同一单位同一批次上交的种子，通过对两份材料的
种子形态观察以及与材料上交单位核对，证实材料高粱１２３应为苏丹草、苏丹草１２４应为高丹草，可能是由于登
记、复检或干燥过程中的失误导致的。此外，编号为４０的高丹草和编号为３的高粱聚在了苏丹草一支中；编号为
２２的苏丹草聚在国内高粱一支中，以上３份材料登记信息不完善，还需通过田间试验进行验证。高丹草是以高
粱为母本、苏丹草为父本育成的材料，从聚类图上看其亲缘关系更接近高粱。
在１２９份高粱和苏丹草的聚类分析中，在相似性系数为０．６７１的水平上，供试材料聚成两大组，第１组所有
材料均为高粱（除了存疑材料２２），第２组所有材料均为苏丹草（除了存疑材料３），说明我们选用的ＳＳＲ引物可
较好的将高粱与苏丹草区分开。根据种子入库登记的信息，种质资源库中的高粱种质资源来源广泛，国内来源有
东北（吉林、辽宁）、华北（北京、河北、内蒙古）、华东（山东、江苏）、华中（河南、江西）、西北（宁夏、新疆、甘肃）、西南
（重庆、四川），同时还收集有不少国外高粱材料。从聚类图上也可看出高粱种质资源地域性强，在高粱这一组中，
在相似性系数为０．６９３的水平上，５５份材料可分为４个亚组（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ），大部分材料（５２份）聚在Ｉ组和ＩＩ组
中，其中ＩＩ组主要为来源于东北和国外的高粱材料，来源于国内其他５个分布区的材料主要聚在Ｉ组。在Ｉ组
中，大部分来源于华东、华中和西北的材料也聚成了不同的小支。聚类结果显示所分析的高粱种质资源来源较为
丰富，具有较强的地域性。苏丹草种质资源来源比较单一，主要来自甘肃、宁夏、内蒙古，在聚类图中并没有表现
出很强的地域性。
３　结论与讨论
ＳＳＲ分子标记技术自２０世纪９０年代出现以来，被各国研究者选用进行多个领域的研究和应用［１６１７］。在２１
世纪初以前由于其高昂的开发成本和实验技术的不完善，其优越性没有得到完全发挥，近十年来ＤＮＡ测序技术
的飞速发展，在很大程度上解决了ＳＳＲ分子标记技术遇到的瓶颈问题，因此ＳＳＲ技术得到了空前的应用和发
展［１８２０］。ＳＳＲ位点具有丰富的多态性，在品种间甚至于个体间都有变异，适用于进行种内遗传多样性分析。在
９２１第２５卷第５期 草业学报２０１６年
图２　１６１份高粱属材料的聚类分析
犉犻犵．２　犆犾狌狊狋犲狉犻狀犵犪狀犪犾狔狊犻狊狅犳１６１犛狅狉犵犺狌犿犿犪狋犲狉犻犪犾狊
０３１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１６） Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．５
图３　１２９份高粱和苏丹草材料的聚类分析
犉犻犵．３　犆犾狌狊狋犲狉犻狀犵犪狀犪犾狔狊犻狊狅犳１２９犛狅狉犵犺狌犿狊狌犱犪狀犲狀狊犲犪狀犱犛狅狉犵犺狌犿犫犻犮狅犾狅狉犿犪狋犲狉犻犪犾狊
　★从上往下分别表示华东、华中、华北和国外小支。★ｓｈｏｗｅｄｔｈｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｂｒａｎｃｈｅｓｏｆＥａｓｔａｎｄｃｅｎｔｒａｌＣｈｉｎａ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａａｎｄｏｖｅｒｓｅａｓｆｒｏｍ
ｔｈｅｔｏｐｔｏｄｏｗｎ．
１３１第２５卷第５期 草业学报２０１６年
种间水平上，由于变异位点两端保守序列的变异太大，导致一般无法设计通用引物进行分析，限制了其在种间遗
传多样性分析的应用［２１］。本研究利用根据高粱基因组序列设计的ＳＳＲ引物，对高粱及其近缘种高丹草和苏丹
草进行了分析，结果表明高粱的ＳＳＲ引物在高丹草和苏丹草中具有很好的通用性，可以用来进行这３种材料的
遗传多样性分析，说明ＳＳＲ引物不限于种内材料的分析，但在多大范围内可以通用还需要对高粱属其他材料以
及高粱属近缘属种材料进行分析。詹秋文等［１５］使用ＲＡＰＤ标记对高粱属的两个物种进行了分析，无法区分高丹
草和苏丹草，我们选用的ＳＳＲ引物能够区分开高粱和苏丹草两个物种，在一定程度上说明ＳＳＲ分子标记在种间
水平的应用可能还有很大的空间。
草种质资源是进行草品种改良和种质创新的基础，也是环境保护和生态建设的重要载体［２２］，草种质资源的
遗传多样性分析是开发利用优良基因资源、保护基因多样性的有效手段。全国畜牧总站国家草种质资源库目前
已保存草种质材料３．２万份，本研究分析的１６１份高粱属材料均来源于该库。利用ＳＳＲ分子标记技术对国家草
种质资源库的种质材料进行遗传多样性分析，一是有助于保证种质资源信息的准确性，提高入库种质资源的权威
性。例如我们通过分析发现登记为高粱的１２３号材料和苏丹草材料聚在一起，登记为苏丹草的１２４号材料和高
粱材料聚在一起，经验证是登记失误造成的。还有一些材料没有聚在合适的位置上，很有可能也是登记错误造成
的，需要进一步进行验证，以确保种质资源信息的准确性。二是利用遗传多样性分析可对种质材料的亲缘关系进
行梳理，为培育新品系提供基础信息，提高种质材料的利用率。目前杂交育种是主流育种方式，育种材料的亲缘
关系是杂交育种工作的重要指导依据，明晰材料的遗传背景能够大大提高育种的成功率。例如遗传多样性分析
验证了编号为２６和２７以及编号为３７和３８的材料分别为来源地不同的同一品种材料，表明通过ＳＳＲ标记分析
能够准确识别高粱属种质资源的遗传距离，提高种质资源创新利用效率。此外，遗传多样性分析能够为重点收集
提供科学的指导信息。目前草种质资源收集的重点已经从广泛收集转为重点收集，通过对高粱属种质材料的多
样性进行分析，明晰了高丹草和苏丹草来源比较单一，多样性不够高的现状，可为下一步高粱属种质资源的重点
搜集、有效保护工作提供科学指导，有利于进一步明确收集保护的方向。
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊：
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