全 文 ：书我国９种披碱草属植物的系统学关系
严学兵１，周禾２，王２，王成章１，郭玉霞１
（１．河南农业大学牧医工程学院，河南 郑州４５０００２；２．中国农业大学草地研究所，北京１０００９４）
摘要：采用单一遗传标记研究不同分类群之间的亲缘关系，由此可产生不同系统发育关系，对正确解释不同类群之
间的亲缘关系带来很多困难。本试验采用形态学、等位酶和微卫星３种遗传标记对我国９种披碱草属植物的亲缘
关系进行分析，结果表明，形态学标记把９种披碱草分为披碱草组（Ｓｅｃｔ．犜狌狉犮狕犪狀犻狀狅狏犻犪（Ｎｅｖｓｋｉ）Ｔｚｖｅｌ．）和老芒麦
组（Ｓｅｃｔ．犈犾狔犿狌狊）两大类；等位酶标记虽然没有严格按照穗子的形状分为２组（披碱草组和老芒麦组），但同一组内
或相同的基因组构成具有较近的亲缘关系；微卫星标记没有把９种披碱草分成几个明显的组，且各种间表现出较
远的亲缘关系。３种遗传标记之间均表现出显著的相关关系，不同标记反映的亲缘关系与种本身之间，形态学标记
的遗传关系支持基于形态特征分类系统而与种本身的亲缘关系更加相符（犚＝０．３２７６，犘＜０．０１），其次是等位酶标
记（犚＝０．３００６，犘＜０．０１），微卫星偏离相对较远（犚＝０．１３５０，犘＜０．０５）。因此认为形态学是最直接、最能反映披
碱草属植物本身特点的标记方法，但要考虑指标之间的线性化，并非越多越好；等位酶分析是一种研究种群内部遗
传结构和变异比较好的方法，也是种、种群间遗传关系有价值的预测者；尽管ＳＳＲ在属或种间分析不是最适用的，
但由于ＳＳＲ是最多态的标记，对种内分析非常适合。
关键词：披碱草属；形态学；等位酶；微卫星；亲缘关系
中图分类号：Ｓ５４３＋．９０１；Ｑ９４４　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００４５７５９（２００９）０３００７４１２
　 披碱草属（犈犾狔犿狌狊）是禾本科（Ｐｏａｃｅａｅ）小麦族（Ｔｒｉｔｉｃｅａｅ）重要的多年生属，主要分布在欧亚大陆，南、北美洲
北部也有少量分布。其垂直分布从海拔为几米的海滩一直到海拔５２００ｍ以上的喜马拉雅山区［１］。披碱草属植
物的多数物种为草原和草甸的重要组成成分，许多种类是优良的牧草，饲用价值极高。同时，有些种类还具有麦
类作物所缺乏的高产、优质、抗病、抗虫和抗逆等基因，这些优良基因可以通过远缘杂交、染色体工程技术、基因工
程技术等现代遗传和生物技术的方法从野生种类中转移到栽培小麦（犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿）和大麦（犎狅狉犱犲狌犿狏狌犾
犵犪狉犲）的遗传背景中去。因此，作为麦类作物的野生近缘种遗传资源，披碱草属植物具有重要的经济价值。
关于披碱草属的分类系统，目前争议是将三者合并为１个属，即披碱草属（广义），还是将其划分为３个独立
的属。Ｂｅｎｔｈａｍ［２］和Ｎｅｖｓｋｉ［３］等的北美和欧洲的一些学者，特别是Ｄｅｗｅｙ［４］和Ｌｖｅ［５］以染色体组为分类依据，
认为形态特征在披碱草属的界定上不太重要，他们不考虑每一穗节的小穗数量而支持广义的披碱草属分类方法，
把鹅观草属、猬草属归于披碱草属之中。有不少学者，特别是我国的禾草学家则主张将鹅观草属、猬草属从披碱
草属中独立出来［６～８］，这种分类系统主要依据穗部的形态特征。按照广义的披碱草属概念，全世界包括１５０多种
植物，我国８０多种，是目前国际上最为通用的概念。而根据狭义的披碱草属概念，我国仅有１２个物种［７］。
关于此分类系统的争议，国内学者也曾进行了研究和论述［７，９～１３］，但更多证据来自于形态和细胞学方面的研
究。随着分子生物技术的发展，人们期待从分子水平寻找第三方面的证据。周永红等［１３］利用随机引物扩增多态
性技术（ｒａｎｄｏｍｌｙａｍｐｌｉｆｉｅｄｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃＤＮＡ，ＲＡＰＤ）分析了１０种披碱草属植物的系统学关系，结果表明披碱
草属中四倍体和六倍体物种各自聚为一支，根据老芒麦（犈．狊犻犫犻狉犻犮狌狊）与犬草（犈．犮犪狀犻狀狌狊）的亲缘关系较近，支持
细胞学分类的学者将犬草放入披碱草属［４，５］。遗传标记常用于研究其他不同分类群之间的亲缘关系，由此产生
许多不同的系统发育关系，但是由于大多采用单一分子标记，所以对于正确解释不同类群之间的亲缘关系带来很
多困难。本研究选用９种国内披碱草属植物 （含ＳｔＨ、ＳｔＹＨ染色体组），利用３种分子标记分析，旨在检验３种
分子标记在反映披碱草属植物亲缘关系之间的差异性，为利用多方面的证据进行分类和种间关系探讨时提供新
７４－８５
２００９年６月
　　　草　业　学　报　　　
　　　ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ　　　
第１８卷　第３期
Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．３
 收稿日期：２００８０８０６；改回日期：２００８１００６
基金项目：国家自然科学基金（３０８７１５３１）和青海省重大科技攻关项目（２１０３１４２３）资助。
作者简介：严学兵（１９７４），男，河南周口人，副教授，博士（后）。Ｅｍａｉｌ：ｙｘｂｂｊｚｚ＠１６３．ｃｏｍ
通讯作者。
思路。
１　材料与方法
１．１　试验材料
试验材料共有９种披碱草属植物（狭义的披碱草属概念）：垂穗披碱草（犈．狀狌狋犪狀狊）、老芒麦、短芒披碱草（犈．
犫狉犲狏犻犪狉犻狊狋犪狋狌狊）、圆柱披碱草（犈．犮狔犾犻狀犱狉犻犮狌狊）、黑紫披碱草（犈．犪狋狉犪狋狌狊）、紫芒披碱草（犈．狆狌狉狆狌狉犪狉犻狊狋犪狋狌狊）、披碱
草（犈．犱犪犺狌狉犻犮狌狊）、青海披碱草（犈．犵犲犿犻狀犪狋狌狊）和无芒披碱草（犈．狊狌犫犿狌狋犻犮狌狊）的４０个野生种群（表１）。种子采
收后在中国农业大学校园进行盆栽试验，每个种群播种３盆，每盆定苗１０株。盆的大小为２５ｃｍ（上口直径）×
１７ｃｍ（下口直径）×２９ｃｍ（高）。土壤的理化性质为ｐＨ值７．１３，有效磷（ＯｓｅｎＰ）０．０７ｍｇ／ｋｇ，有效钾０．２８ｍｇ／
ｋｇ，全氮０．７４％，全磷２．９４％，有机质４．０５％。
１．２　形态特征观测项目及测定方法
选取成熟期植株的表型性状（在同一种群内调查）：叶片数、穗长、穗宽、穗节数、小穗长、小穗宽、生殖枝长、旗
叶与穗基部长度、外稃、内稃、芒长、颖长、颖宽、小穗柄、单株重、单穗重、旗叶宽、旗叶长、倒２叶片宽、倒２叶长、
株高均值、分蘖数是在成熟期随机测量３０个穗子，求其平均值。生长速度测定分别在幼苗期（２００３年１２月）和
幼苗－分蘖期（２００４年２月）测定株高进行计算而得。穗长、穗宽、穗节数、小穗长、小穗宽、生殖枝长、旗叶与穗
基部长度、外稃、内稃、芒长、颖长、颖宽、小穗柄等指标，均测１０个穗子，测量部位为穗的中部，求其平均值。
１．３　等位酶分析
１．３．１　酶系统和酶样品制备　共对９种酶进行检测，５种结果稳定、可靠的酶系统用于遗传分析，分别为乙醇脱
氢酶 （ＡＤＨ，ＥＣ１．１．１．１），天冬氨酸转氨酶（ＡＡＴ，ＥＣ２．６．１．１），酯酶 （ＥＳＴ，ＥＣ３．１．１．２），过氧化物酶 （ＰＲＸ，
ＥＣ１．ＩＩ．１．７）和苹果酸脱氢酶 （ＭＤＨ，ＥＣ１．１．１．３７）。
每个种群取样５株，取二叶一心期幼苗单株，分３次加入１５０μＬ的ＴｒｉｓＨＣｌ提取缓冲液。冰镇研磨，用吸
管吸入１．５ｍＬ离心管中，保存于－７０℃的低温冰箱中备用。点样前需在１２０００ｒ／ｍｉｎ的离心机中离心１０ｍｉｎ，
取３０μＬ的上清液进行电泳。
１．３．２　聚丙烯酰胺凝胶电泳（ＳＤＳ－ＰＡＧＥ，ｓｏｄｉｕｍｄｏｄｅｃｙｌｓｕｌｆａｔｅｐｏｌｙａｃｒｙｌａｍｉｄｅｇｅｌｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ）　采用
ＳＤＳ－ＰＡＧＥ技术对酶系统进行检测。凝胶板规格为１６０ｍｍ×１６０ｍｍ×１．０ｍｍ，每板２５个宽５ｍｍ的样品
槽。丙烯酰胺浓度７．０％的分离胶，丙烯酰胺浓度５．０％的浓缩胶。分离胶和浓缩胶缓冲液为ＴｒｉｓＨＣｌ（ｐＨ值
分别为８．９和６．８），电极缓冲液为Ｔｒｉｓ甘氨酸（ｐＨ值８．３），先在１２０Ｖ电压下电泳２０～３０ｍｉｎ，将电压升为
２００Ｖ继续电泳４～５ｈ，直到溴酚蓝前沿移至距分离胶起点７．５ｃｍ处，停止电泳，剥胶染色。显色后凝胶片在
７％的冰醋酸中固定２４ｈ。酶的组织化学染色法按王中仁［１４］的方法进行。
表１　披碱草属供试植物来源，海拔，经纬度和生境条件
犜犪犫犾犲１　犗狉犻犵犻狀，犪犾狋犻狋狌犱犲，犾狅狀犵犻狋狌犱犲，犾犪狋犻狋狌犱犲犪狀犱犺犪犫犻狋犪狋狅犳犈犾狔犿狌狊狊狆犲犮犻犲狊狌狊犲犱犻狀狋犺犻狊狊狋狌犱狔
种名
Ｓｐｅｃｉｅｓ
染色体数
Ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ
ｎｕｍｂｅｒ
染色体组
Ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ
来源
Ｏｒｉｇｉｎ
编号
Ｉｄｅｎｔｉｔｙ
海拔
Ａｌｔｉｔｕｄｅ
（ｍ）
纬度
Ｌａｔｉｔｕｄｅ
（Ｎ）
经度
Ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ
（Ｅ）
生境
Ｈａｂｉｔａｔ
垂穗披碱草
犈．狀狌狋犪狀狊
４２ ＳｔＹＨ
甘肃天祝Ｔｉａｎｚｈｕ，Ｇａｎｓｕ ＧＪＣ ２９１５ ３７°１１′３８″１０２°４８′１４″ 高寒草甸Ａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗ
甘肃合作 Ｈｅｚｕｏ，Ｇａｎｓｕ ＧＨＣ ３０４０ ３５°０２′１８″１０２°５５′３１″ 封育 的 天 然 草 地 Ｅｎｃｌｏｓｅｄ
ｒａｎｇｅｌａｎｄ
青海玛沁 Ｍａｑｉｎ，Ｑｉｎｇｈａｉ ＱＭＣ ３２８９ ３５°１６′３２″１００°３９′２２″ 高寒草甸Ａｌｐｉｎｅｍｅａｓｏｗ
青海同德Ｔｏｎｇｄｅ，Ｑｉｎｇｈａｉ ＱＨＨＣ ３４８７ ３４°４２′３６″１００°４２′３７″ 高寒草甸Ａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗ
青海玛沁 Ｍａｑｉｎ，Ｑｉｎｇｈａｉ ＱＭＤＣ１ ３８３８ ３４°２９′２８″１００°０９′３２″ 高寒草甸Ａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗ
青海玛沁 Ｍａｑｉｎ，Ｑｉｎｇｈａｉ ＱＭＤ（Ｗ１）３９０８ ３４°２９′４２″１００°０９′４７″ 灌丛草地Ｓｈｒｕｂ
青海玛沁 Ｍａｑｉｎ，Ｑｉｎｇｈａｉ ＱＭＤＣ２ ３９１６ ３４°４０′２７″１００°２４′５２″ 高寒草甸Ａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗ
青海玛沁 Ｍａｑｉｎ，Ｑｉｎｇｈａｉ ＱＭＸＣ ３７２４ ３５°０２′０５″０９９°１２′３８″ 河漫滩Ｓｗａｍｐａｌｏｎｇｔｈｅｒｉｖｅｒ
青海玛沁 Ｍａｑｉｎ，Ｑｉｎｇｈａｉ ＱＭＨＣ ３８６７ ３４°３２′０６″１００°２５′１６″ 高寒草甸Ａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗ
５７第１８卷第３期 草业学报２００９年
　续表１　Ｃｏｎｔｉｎｕｅｄ
种名
Ｓｐｅｃｉｅｓ
染色体数
Ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ
ｎｕｍｂｅｒ
染色体组
Ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ
来源
Ｏｒｉｇｉｎ
编号
Ｉｄｅｎｔｉｔｙ
海拔
Ａｌｔｉｔｕｄｅ
（ｍ）
纬度
Ｌａｔｉｔｕｄｅ
（Ｎ）
经度
Ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ
（Ｅ）
生境
Ｈａｂｉｔａｔ
短芒披碱草
犈．犫狉犲狏犻犪
狉犻狊狋犪狋狌狊
４２ ＳｔＹＨ
甘肃天祝Ｔｉａｎｚｈｕ，Ｇａｎｓｕ ＧＪＤ ２８８３ ３７°１２′１５″１０２°４７′４２″ 路边Ｒｏａｄｓｉｄｅ
甘肃合作 Ｈｅｚｕｏ，Ｇａｎｓｕ ＧＨＤ ３０４０ ３５°０２′１８″１０２°５５′３１″ 封育 的 天 然 草 地 Ｅｎｃｌｏｓｅｄ
ｒａｎｇｅｌａｎｄ
青海玛沁 Ｍａｑｉｎ，Ｑｉｎｇｈａｉ ＱＭＤＰ ３２８０ ３５°１６′０８″１００°３９′２９″ 高寒草甸Ａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗ
青海玛沁 Ｍａｑｉｎ，Ｑｉｎｇｈａｉ ＱＭＨＤ ３６２８ ３４°３２′０６″１００°２５′１４″ 山坡草地Ｓｌｏｐｅｒａｎｇｅｌａｎｄ
青海兴海Ｘｉｎｇｈａｉ，Ｑｉｎｇｈａｉ ＱＸＥＤ ４１８６ ３５°２７′４１″ ９９°２９′１３″ 水蚀沟内Ｄｉｔｃｈｅｒｏｄｅｄｂｙｗａｔｅｒ
青海玛沁 Ｍａｑｉｎ，Ｑｉｎｇｈａｉ ＱＭＤＬ ３２８２ ３５°１６′０８″１００°３９′２９″ 疏 林 草 地 Ｒａｎｇｅｌａｎｄ ｗｉｔｈ
ｓｐａｒｓｅｆｏｒｅｓｔ
黑紫披碱草
犈．犪狋狉犪狋狌狊
４２ ＳｔＹＨ 甘肃天祝Ｔｉａｎｚｈｕ，Ｇａｎｓｕ ＧＪＨ ２８７８ ３７°１１′５３″１０２°４７′１３″ 河漫滩草地Ｓｗａｍｐｍｅａｄｏｗ
老芒麦
犈．狊犻犫犻狉犻犮狌狊
２８ ＳｔＨ
河北沽源Ｇｕｙｕａｎ，Ｈｅｂｅｉ ＨＹＬ １４５８ ４１°４５′２９″１１６°０９′３２″ 人工草地Ｐａｓｔｕｒｅ
河北沽源Ｇｕｙｕａｎ，Ｈｅｂｅｉ ＨＧＬ（Ｎ）１３５０ ４１°５３′２６１１５°５２′２４″ 封育 的 典 型 草 原 Ｅｎｃｌｏｓｅｄ
ｓｔｅｐｐｅ
甘肃天祝Ｔｉａｎｚｈｕ，Ｇａｎｓｕ ＧＪＬ（Ｙ） ２８８１ ３７°１１′０５″１０２°４７′３８″ 高寒草甸Ａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗ
甘肃天祝Ｔｉａｎｚｈｕ，Ｇａｎｓｕ ＧＪＬＺ ２８８７ ３７°１２′１８″１０２°４７′１１″ 人工草地Ｐａｓｔｕｒｅ
甘肃合作 Ｈｅｚｕｏ，Ｇａｎｓｕ ＧＨＬ（１） ２５３２ ３５°１３′２５″１０２°４７′０３″ 封育 的 天 然 草 地 Ｅｎｃｌｏｓｅｄ
ｒａｎｇｅｌａｎｄ
甘肃合作 Ｈｅｚｕｏ，Ｇａｎｓｕ ＧＨＬ（２） ２６９３ ３５°２８′０３″１０２°５５′３１″ 封育 的 人 工 草 地 Ｅｎｃｌｏｓｅｄ
ｒａｎｇｅｌａｎｄ
青海玛沁 Ｍａｑｉｎ，Ｑｉｎｇｈａｉ ＱＭＬ（Ｙ）３２８２ ３５°１６′０８″１００°３９′２９″ 疏 林 草 地 Ｒａｎｇｅｌａｎｄ ｗｉｔｈ
ｓｐａｒｓｅｆｏｒｅｓｔ
青海同德Ｔｏｎｇｄｅ，Ｑｉｎｇｈａｉ ＱＭ３ ３２８０ ３５°１６′２２″１００°３９′２８″ 试验地Ｔｒｉａｌｌａｎｄ
青海同德Ｔｏｎｇｄｅ，Ｑｉｎｇｈａｉ ＱＨＹＦ ３７８６ ３４°５４′２９″１００°５３′２５″ 高寒草甸Ａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗ
披碱草
犈．犱犪犺狌狉犻犮狌狊
４２ ＳｔＹＨ
甘肃天祝Ｔｉａｎｚｈｕ，Ｇａｎｓｕ ＧＪＭ ２８７４ ３７°１０′１８″１０２°４７′３１″ 排水沟边Ｄｉｔｃｈ
甘肃永靖Ｙｏｎｇｊｉｎｇ，Ｇａｎｓｕ ＧＹＰ １６２４ ３５°０９′３１″１０３°０４′０２″ 路边Ｒｏａｄｓｉｄｅ
青海同德Ｔｏｎｇｄｅ，Ｑｉｎｇｈａｉ ＱＨＨＭ ３４７０ ３４°４３′１９″１００°４２′４９″ 路边Ｒｏａｄｓｉｄｅ
青海披碱草
犈．犵犲犿犻狀犪狋狌狊
／ ／
青海玛沁 Ｍａｑｉｎ，Ｑｉｎｇｈａｉ ＱＭＸ（Ｗ）４０１０ ３５°０２′０５″ ９９°１２′３８″ 灌丛草地Ｓｈｒｕｂｓ
青海兴海Ｘｉｎｇｈａｉ，Ｑｉｎｇｈａｉ ＱＸＥ（Ｗ）４０３４ ３５°２７′４４″ ９９°２９′１２″ 河漫滩Ｓｗａｍｐａｌｏｎｇｔｈｅｒｉｖｅｒ
无芒披碱草
犈．狊狌犫犿狌狋犻犮狌狊
４２ ＳｔＹＨ 甘肃天祝Ｔｉａｎｚｈｕ，Ｇａｎｓｕ ＧＪＷ ２８８３ ３７°１２′１５″１０２°４７′４２″ 路边Ｒｏａｄｓｉｄｅ
圆柱披碱草
犈．犮狔犾犻狀犱狉犻犮狌狊
４２ ＳｔＹＨ
河北沽源Ｇｕｙｕａｎ，Ｈｅｂｅｉ ＨＧＹ（Ｎ）１３５３ ４１°５２′４５″１１５°５１′５７″ 封育 的 典 型 草 原 Ｅｎｃｌｏｓｅｄ
ｓｔｅｐｐｅ
河北沽源Ｇｕｙｕａｎ，Ｈｅｂｅｉ ＨＧＹ（Ｋ）１３６３ ４１°５２′３１″１１５°４８′２０″ 拓荒地 Ｗｉｌｄｅｒｎｅｓｓ
甘肃天祝Ｔｉａｎｚｈｕ，Ｇａｎｓｕ ＧＪＹ ２９１８ ３７°１１′３３″１０２°４８′１８″ 高寒草甸Ａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗ
紫芒披碱草
犈．狆狌狉狆狌
狉犪狉犻狊狋犪狋狌狊
４２ ＳｔＹＨ
河北沽源Ｇｕｙｕａｎ，Ｈｅｂｅｉ ＨＧＺ（Ｎ）１３５７ ４１°５２′０１″１１５°５２′２７″ 路边Ｒｏａｄｓｉｄｅ
河北沽源Ｇｕｙｕａｎ，Ｈｅｂｅｉ ＨＹＺＫ １４４３ ４１°４５′２８″１１６°１０′１８″ 人工草地Ｐａｓｔｕｒｅ
甘肃合作 Ｈｅｚｕｏ，Ｇａｎｓｕ ＧＨＹ ２１０７ ３６°０７′５２″１０２°１８′０２″ 干河滩Ｄｒｙｒｉｖｅｒｗａｙ
甘肃临夏Ｌｉｎｘｉａ，Ｇａｎｓｕ ＧＬ（Ｗ） １９７３ ３５°０６′２４″１０３°０１′１６″ 沟旁Ｄｉｔｃｈ
青海玛沁 Ｍａｑｉｎ，Ｑｉｎｇｈａｉ ＱＭＺ ３２８２ ３５°１６′０８″１００°３９′２９″ 疏 林 草 地 Ｒａｎｇｅｌａｎｄ ｗｉｔｈ
ｓｐａｒｓｅｆｏｒｅｓｔ
河北沽源Ｇｕｙｕａｎ，Ｈｅｂｅｉ ＨＹＺＨ １４４７ ４１°４５′３９″１１６°０９′０４″ 路边Ｒｏａｄｓｉｄｅ
６７ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２００９） Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．３
１．４　微卫星（ｓｉｍｐｌｅｓｅｑｕｅｎｃｅｒｅｐｅａｔｓ，ＳＳＲ）分析
１．４．１　植物总ＤＮＡ的提取方法　取每个种群３０个单株幼苗期叶片，等量均匀混合，迅速保存于－８０℃冰箱长
期备用。根据Ｄｏｙｌｅ［１５］的方法稍加改动提取种群ＤＮＡ混合样。
１．４．２　ＳＳＲ扩增　ａ）ＳＳＲ引物：试验选择２类引物，一类是来自于披碱草属植物基因组的１４条引物，其中７条
来自于犬草 （缩写为ＥＣＧＡ）［１６］，另外７条来自于阿拉斯加披碱草（犈．犪犾犪狊犽犪狀狌狊）基因组（缩写为ＥＡＧＡ）［１７］；另
一类是来自于小麦基因组的８条引物（缩写为 ＷＭＳ）［１８，１９］，具体见表２。
ｂ）聚合酶链式反应（ＰＣＲ，ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅｃｈａｉｎｒｅａｃｔｉｏｎ）体系和程序：所有ＰＣＲ反应在型号为ＰＴＣ２００的
ＰＣＲ仪上进行，来自于犬草基因组引物的反应体系和ＰＣＲ程序采用Ｓｕｎ等［１６］的方法，来自于阿拉斯加披碱草基
因组的引物采用Ｓｕｎ等［１７］的方法；另一类来自于小麦基因组的８条引物（缩写为 ＷＭＳ）采用Ｒｄｅｒ等［１８］和Ｐｌ
ａｓｃｈｋｅ等［１９］的方法。ＰＣＲ反应物在冷却后加１／５体积的上样缓冲液在９５℃变性５ｍｉｎ，然后迅速在－８０℃冷却
备用。
表２　试验所选用犛犛犚引物
犜犪犫犾犲２　犈犾狔犿狌狊犪狀犱犜狉犻狋犻犮狌犿犿犻犮狉狅狊犪狋犲犾犻狋犲狆狉犻犿犲狉狊狌狊犲犱犻狀犛犛犚狊狋狌犱狔
引物Ｐｒｉｍｅｒｓ 序列Ｓｅｑｕｅｎｃｅ（５′→３′） 引物Ｐｒｉｍｅｒｓ 序列Ｓｅｑｕｅｎｃｅ（５′→３′）
ＥＣＧＡ２２ ＧＡＡＧＧＴＧＡＣＴＡＧＧＴＣＣＡＡＣ
ＡＴＡＧＴＣＴＣＧＧＴＣＡＧＧＣＴＣ
ＥＡＧＡ１０２ ＣＡＣＡＡＣＣＧＴＧＧＣＡＧＴＧＧＴ
ＴＣＡＡＣＡＴＴＣＡＡＡＴＴＴＧＧＣＡＧＡＣ
ＥＣＧＡ１１４ ＣＴＴＡＴＡＴＣＴＴＧＴＧＧＧＴＴＡＴＣＡＴ
ＧＡＴＣＴＧＡＴＡＣＧＴＧＡＣＡＴＣＴＣＡ
ＥＡＧＡ１０３ ＧＡＣＴＧＣＴＡＡＡＣＴＡＡＣＡＡＣＡＡＡＡＣＴ
ＡＴＣＴＣＡＣＡＣＴＧＧＣＴＣＡＴＧＴＣ
ＥＣＧＡ４ ＴＧＡＴＣＡＡＧＡＡＧＡＧＧＡＡＣＡＴ
ＧＡＴＡＡＧＡＴＣＧＴＧＡＣＴＣＴＣＣＴ
ＥＡＧＡ１０４ ＡＧＣＣＡＧＡＣＡＣＡＡＧＴＧＡＣＴＡＴＧ
ＧＡＣＴＡＣＧＧＴＣＣＡＴＡＧＡＴＡＧＴＡＴＣＴ
ＥＣＧＡ８９ ＴＴＡＧＣＴＣＴＴＴＡＣＴＴＡＴＴＣＡＡＡＣ
ＴＣＣＴＡＴＧＡＴＣＡＡＧＣＡＣＡＡＧ
ＷＭＳ３７ ＡＣＴＴＣＡＴＴＧＴＴＧＡＴＣＴＴＧＣＡＴ
ＣＧＡＣＧＡＡＴＴＣＣＣＡＧＣＴＡＡＡＣ
ＥＣＧＡ２１０ ＣＧＡＣＡＡＣＴＡＧＴＧＧＡＴＣＡＡＡ
ＧＡＡＧＴＡＣＴＣＴＣＧＡＧＡＡＧＣＴＴ
ＷＭＳ２ ＣＴＧＣＡＡＧＣＣＴＧＴＧＡＴＣＡＡＣＴ
ＣＡＴＴＣＴＣＡＡＡＴＧＡＴＣＧＡＡＣＡ
ＥＣＧＴ３６ ＴＣＡＣＡＧＡＧＴＧＡＴＴＡＣＡＴＧＣＧ
ＡＣＡＴＧＴＡＡＣＴＧＧＡＧＴＣＧＡＧＣ
ＷＭＳ４３ ＣＡＣＣＧＡＣＧＧＴＴＴＣＣＣＴＡＧＡＧＴ
ＧＧＴＧＡＧＴＧＣＡＡＡＴＧＴＣＡＴＧＴＧ
ＥＣＧＡ１２５ ＴＧＣＴＴＣＣＡＡＣＴＴＧＣＴＣＡ
ＴＧＣＡＴＣＴＧＴＧＴＧＴＣＣＡＣＡ
ＷＭＳ４４ ＧＴＴＧＡＧＣＴＴＴＴＣＡＧＴＴＣＧＧＣ
ＡＣＴＧＧＣＡＴＣＣＡＣＴＧＡＧＣＴＧ
ＥＡＧＡ１３ ＡＣＡＣＡＣＴＧＡＧＡＣＴＧＣＴＴＴＧＴＣＡ
ＴＧＣＧＡＡＧＧＴＴＧＡＧＴＴＡＴＧＣＴ
ＷＭＳ４６ ＧＣＡＣＧＴＧＡＡＴＧＧＡＴＴＧＧＡＣ
ＴＧＡＣＣＣＡＡＴＡＧＴＧＧＴＧＧＴＣＡ
ＥＡＧＡ５１ ＴＣＣＡＣＴＧＴＧＣＴＡＣＴＴＣＴＡＧＣＴ
ＡＡＣＴＧＡＡＴＧＡＡＴＧＴＧＴＧＣＡＧＴ
ＷＭＳ４７ ＴＴＧＣＴＡＣＣＡＴＧＣＡＴＧＡＣＣＡＴ
ＴＴＣＡＣＣＴＣＧＡＴＴＧＡＧＧＴＣＣＴ
ＥＡＧＡ１０１ ＧＡＴＧＡＴＧＴＣＡＡＴＡＴＧＣＴＧＣＡＡＴ
ＡＧＧＣＣＡＧＡＣＴＴＡＴＧＡＡＣＡＣＴＡＴ
ＷＭＳ１０６ ＣＴＧＴＴＣＴＴＧＣＧＴＧＧＣＡＴＴＡＡ
ＡＡＴＡＡＧＧＡＣＡＣＡＡＴＴＧＧＧＡＴＧＧ
ＥＡＧＡ７４ ＡＧＧＴＴＧＴＡＴＣＴＧＣＴＧＡＴＡＣＧＡＴＣ
ＴＧＣＡＡＧＴＣＧＡＧＣＴＧＴＣＡＣＴＡＧ
ＷＭＳ１５９ ＧＧＧＣＣＡＡＣＡＣＴＧＧＡＡＣＡＣ
ＧＣＡＧＡＡＧＣＴＴＧＴＴＧＧＴＡＧＧＣ
１．４．３　变性聚丙烯酰胺凝胶电泳和染色　制备６％变性聚丙烯酰胺凝胶→电泳（电压３００Ｖ，１×ＴＡＥ电泳４～
５ｈ）→０．２％硝酸银染色→凝胶成像系统扫描成像。
１．５　数据计算和统计处理
１．５．１　形态数据的分析与处理　以上述各形态学指标（数据太多且篇幅有限没有显示）作为原始数据，对每种披
碱草属植物形态指标计算其平均值。不同种间的差异用遗传相似性（ｇｅｎｅｔｉｃｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ，ＧＳ）［２０］表示，不同种的
７７第１８卷第３期 草业学报２００９年
披碱草材料间相似性的距离矩阵采用不加权成对算术平均法 （ｕｎｗｅｉｇｈｔｅｄｐａｉｒｇｒｏｕｐｍｅｔｈｏｄｗｉｔｈａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ
ａｖｅｒａｇｅ，ＵＰＧＭＡ）［２１］进行聚类分析，建立亲缘关系树图。分别采用Ｅｘｃｅｌ和ＮＴＳＹＳＰＣ（版本２．１）软件进行计
算和聚类分析。
１．５．２　等位酶数据的分析与处理　酶谱的遗传分析参考王中仁［１４］的工作，结合谱带在天然小群体中的分离式
样和酶分子结构推断，并通过电泳分析获得不同个体基因型频率进而计算遗传参数。采用Ｐｏｐｇｅｎ１．３１软件计
算遗传相似性系数。不同种间采用遗传距离和ＵＰＧＭＡ法进行聚类分析，建立亲缘关系树状图。每个披碱草属
植物的所有种群构成了本物种的遗传数据，进行遗传距离和不同数据间的相关性分析，计算运用ＮＴＳＹＳＰＣ（版
本２．１）程序。
１．５．３　ＳＳＲ数据的分析与处理　每个样品的电泳条带按有或无记录，电泳条带存在时赋值１，无则赋值０，缺失
用“．”表示。采用Ｐｏｐｇｅｎ１．３１软件对不同种群的披碱草材料间，以简单匹配系数为基础（ｓｉｍｐｌｅｍａｔｃｈｃｏｅｆｆｉ
ｃｉｅｎｔ），计算遗传相似性系数，用ＵＰＧＭＡ法对披碱草属种进行聚类分析，建立亲缘关系树图，聚类分析运用ＮＴ
ＳＹＳＰＣ（版本２．１）程序。
１．５．４　３种遗传数据间的 Ｍａｎｔｅｌ检验　３种标记数据之间的比较用ＮＴＳＹＳＰＣ（版本２．１）程序，将基于３种遗
传标记的不同材料间的数据矩阵，选择Ｇｒａｐｈｉｃｓ的 Ｍａｔｒｉｘｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｐｌｏｔ子程序，采用 Ｍａｎｔｅｌ检验［２２］标准Ｚ
和相关系数（犚）进行相关性分析。原材料本身的遗传距离矩阵：同种材料遗传距离为０，不同种材料的为１而建
立。
２　结果与分析
２．１　形态学标记的聚类和亲缘关系分析
遗传距离或相似性系数常用来判断群体之间的亲缘关系，当遗传距离为１（相似性系数为０）时，表明２个群
体完全不一样，无亲缘关系；当遗传距离为０（相似性系数为１）时，表明２个群体完全一样。把一个种的所有种群
作为一个样本，种作为一个组进行种间关系比较，对９种披碱草２８个形态指标的平均值进行聚类分析，不同披碱
草种间相似性系数变化范围为０．８６０１～０．９８２１（图１）。我国９种披碱草属植物可以明显分为两大类：披碱草组
（Ｓｅｃｔ．犜狌狉犮狕犪狀犻狀狅狏犻犪（Ｎｅｖｓｋｉ）Ｔｚｖｅｌ．）的３种披碱草为一类，老芒麦组（Ｓｅｃｔ．犈犾狔犿狌狊）的６种为第２类。老芒麦
组的短芒披碱草、无芒披碱草亲缘关系最近，首先聚在一起，后垂穗披碱草、老芒麦、青海披碱草，后来是黑紫披碱
草。披碱草组的３种披碱草中，披碱草和圆柱披碱草亲缘关系较近，然后和紫芒披碱草聚为一类。
２．２　等位酶标记的聚类和亲缘关系分析
在试验中，除了老芒麦是四倍体之外，其他均为六倍体植物。通过对披碱草属４０个野生种群的２００份样品
的５种酶进行遗传分析，９种披碱草属植物的亲缘关系，遗传相似性系数为０．６６４９～０．９６２７，垂穗披碱草和青海
披碱草最为相近，圆柱披碱草和黑紫披碱草亲缘关系最远。根据聚类的总体来看（图２），虽然没有严格按照穗子
的形状（披碱草组和老芒麦组）分为２组，但披碱草组的紫芒披碱草、圆柱披碱草、披碱草亲缘关系较近。在老芒
麦组内，垂穗披碱草和青海披碱草，短芒披碱和黑紫披碱草亲缘关系较近。另外，老芒麦组的垂穗披碱草和披碱
草组具有相同染色体组（ＳｔＹＨ）的披碱草、圆柱披碱草和紫芒披碱草亲缘关系也较近（图３）。
２．３　ＳＳＲ标记的聚类和亲缘关系分析
基于对披碱草属４０个野生种群的微卫星标记的遗传分析（以引物 ＷＭＳ４３为例，图４），我国不同披碱草种
间相似性系数变化范围为０．４８０１～０．９０７１。根据遗传距离，用ＵＰＧＭＡ法对９种披碱草进行聚类分析并绘制
树状图（图５）。从种间亲缘关系系统聚类图（图５）来看，披碱草属的９个种并没有分成几个明显的组，且各种间
表现出较远的亲缘关系。其中，老芒麦和青海披碱草亲缘关系最近（０．９０７１），其次是紫芒披碱草和短芒披碱草，
老芒麦和黑紫披碱草亲缘关系最远（０．４８０１）。
２．４　不同标记之间的比较
对３种标记方法（形态、等位酶和ＳＳＲ）之间以及与种本身的相关关系见图６～８。对形态、等位酶和ＳＳＲ三
组数据矩阵进行 Ｍａｎｔｅｌ检测，得出相关系数和显著性检验结果见表３。形态和等位酶、形态和ＳＳＲ、等位酶和
ＳＳＲ之间的变化均表现有一定相似性，经过进一步 Ｍａｎｔｅｌ检验发现（表３），形态和等位酶、形态和ＳＳＲ、等位酶
８７ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２００９） Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．３
和ＳＳＲ之间的相关系数分别为０．３６１３，０．２９９３和０．１４８９，３种方法之间有显著的相关关系，其中形态和等位
图１　形态学标记披碱草属种间亲缘关系
犉犻犵．１　犇犲狀犱狉狅犵狉犪犿狅犳犿狅狉狆犺狅犾狅犵犻犮犪犾狋狉犪犻狋狊犫犲狋狑犲犲狀狊狆犲犮犻犲狊
图２　等位酶标记披碱草属种间亲缘关系
犉犻犵．２　犚犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆犪犿狅狀犵犈犾狔犿狌狊狊狆犲犮犻犲狊犫狔犪犾狅狕狔犿犲犱犪狋犪
表３　披碱草属种群３种类型遗传标记数据关系
犜犪犫犾犲３　犚犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆狊狅犳狋犺狉犲犲狋狔狆犲狊狅犳犵犲狀犲狋犻犮犱犪狋犪犪犿狅狀犵狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀狊狅犳犈犾狔犿狌狊狊狆犲犮犻犲狊
项目
Ｉｔｅｍ
自由度
Ｎ
Ｘ轴平均值
ＭｅａｎＸ
Ｙ轴平均值
ＭｅａｎＹ
Ｘ轴标准差
ＳＳｘ
Ｙ轴标准差
ＳＳｙ
检验结果 Ｍａｎｔｅｌｔｅｓｔ
相关系数Ｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ 狋值狋ｖａｌｕｅ 可信度Ｐｒｏｂ．ｒａｎｄｏｍＺ＜ｏｂｓ．Ｚ
１ ７８０ １．３７５４ ０．２７３６ ８４．４３１１ １６．８０１６ ０．３６１３ ３．９８７７ ０．９９８６
２ ７８０ １．３７５４ ０．５８３２ ８４．４３１１ ６１．４４４０ ０．２９９３ ３．４１３２ ０．９９２１
３ ７８０ ０．２７３６ ０．５８３２ １６．８０１６ ６１．４４４０ ０．１４８９ １．６１７７ ０．９６１６
４ ７８０ １．３７５４ ０．８８０８ ８４．４３１１ ８１．９１１５ ０．３２７６ ６．３９８８ １．００００
５ ７８０ ０．２７３６ ０．８８０８ １６．８０１６ ８１．９１１５ ０．３００６ ５．８２５９ １．００００
６ ７８０ ０．５８３２ ０．８８０８ ６１．４４４０ ８１．９１１５ ０．１３５０ １．８５５３ ０．９５６２
　注：１代表形态（Ｘ轴）和等位酶（Ｙ轴）；２代表形态（Ｘ轴）和ＳＳＲ（Ｙ轴）；３代表等位酶（Ｘ轴）和ＳＳＲ（Ｙ轴）；４代表形态（Ｘ轴）和种本身（Ｙ轴）；
５代表等位酶（Ｘ轴）和种本身（Ｙ轴）；６代表ＳＳＲ（Ｘ轴）和种本身（Ｙ轴）。
　Ｎｏｔｅ：Ｎｕｍｂｅｒ１ｄｅｎｏｔｅｓｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌｄａｔａ（Ｘａｘｉｓ）ａｎｄａｌｏｚｙｍｅｄａｔａ（Ｙａｘｉｓ）；２ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌｄａｔａ（Ｘａｘｉｓ）ａｎｄｍｉｃｒｏｓａｔｅｌｉｔｅｄａｔａ（Ｙａｘｉｓ）；３
ａｌｏｚｙｍｅｄａｔａ（Ｘａｘｉｓ）ａｎｄｍｉｃｒｏｓａｔｅｌｉｔｅｄａｔａ（Ｙａｘｉｓ）；４ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌｄａｔａ（Ｘａｘｉｓ）ａｎｄｓｐｅｃｉｅｓｄａｔａ（Ｙａｘｉｓ）；５ａｌｏｚｙｍｅｄａｔａ（Ｘａｘｉｓ）ａｎｄｓｐｅｃｉｅｓｄａ
ｔａ（Ｙａｘｉｓ）；６ｍｉｃｒｏｓａｔｅｌｉｔｅｄａｔａ（Ｘａｘｉｓ）ａｎｄｓｐｅｃｉｅｓｄａｔａ（Ｙａｘｉｓ）．
９７第１８卷第３期 草业学报２００９年
图３　过氧化物酶的电泳图谱
犉犻犵．３　犈犾犲犮狋狉狅狆犺狅狉犲狊犻狊狅犳狆犲狉狅狓犻狊狅犿犲犻狀狊犪犿狆犾犲狊狅犳犈犾狔犿狌狊狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀狊
泳道的样品分别是Ｓａｍｐｌｅｓｉｎｌａｎｅｓａｒｅ：ＱＭＺ，ＨＹＺＫ，ＱＭＨＤ，ＧＨＤ，ＱＭＤＬ，ＨＧＺ（Ｎ），ＱＭＤＰ，ＱＸＥＤ，ＧＹＰ，ＧＨＹ；
每个种群连续５个个体Ｆｉｖｅｃｏｎｓｅｃｕｔｉｖｅｓａｍｐｌｅｓｆｏｒｅａｃｈｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ
图４　引物 犠犕犛４３的扩增结果
犉犻犵．４　犈犾犲犮狋狉狅狆犺狅狉犲狊犻狊狅犳犪犿狆犾犻犳犻犲犱犫犪狀犱狊犫狔狆狉犻犿犲狉狊犠犕犛４３
泳道的样品分别是Ｓａｍｐｌｅｓｉｎｌａｎｅｓｆｒｏｍ１ｔｏ２３ａｒｅ：１．ＧＪＹ；２．ＧＪＤ；３．ＱＭＤＬ；４．ＱＭＤＣ１；５．ＱＨＹＦ；６．ＨＧＹ（Ｎ）；７．ＧＹＰ；８．ＱＭＺ；
９．ＧＨＤ；１０．ＱＭＬ（Ｙ）；１１．ＱＭＨＣ；１２．ＱＭＣ；１３．ＱＭＸＣ；１５．ＱＸＥＤ；１８．ＧＬ（Ｗ）；１９．ＱＨＨＣ；２０．ＧＪＨ；２１．ＧＨＹ；２３．ＧＪＷ
酶、形态和ＳＳＲ呈极显著（犘＜０．０１）的相关关系，等位酶和ＳＳＲ显著（犘＜０．０５）相关。不同标记反映的亲缘关系
与种本身之间，形态学标记的遗传关系支持基于形态特征分类系统而与种本身的亲缘关系更加相符（犚＝
０．３２７６，犘＝１．００００），其次是等位酶标记（犚＝０．３００６，犘＝１．００００），ＳＳＲ标记偏离相对较远（犚＝０．１３５０，犘＝
０．９５６２）。
３　讨论
本试验采用３种遗传标记对我国披碱草属植物进行系统聚类分析，不同标记显示的亲缘关系有很大的差异。
形态学标记把我国９种披碱草属植物可以明显分为两大类：披碱草组和老芒麦组。以形态学特征为依据，披碱草
属共有２个组，披碱草组为颖宽长类群，属返祖进化的表现；另一个老芒麦组为颖狭小类群，这个类群很可能就是
由鹅观草属进化到猬草属的过渡类群。尤其是老芒麦，其颖特别细狭，先端渐尖成芒，而且花序也特别疏松、冗
长、蜿蜒下垂，外观近似鹅观草属植物，因而成为近代一些学者将鹅观草属归并到披碱草属中的一个重要原
因［４，５，２３，２４］。本研究的形态学特征中也可以找到支持广义披碱草属概念的证据，然而国内学者并不支持广义的披
碱草属概念［２５］。本试验中的材料是依据我国的分类系统，即狭义的披碱草属概念，在我国仅包括１２个物种，不
同的分类系统会缩小或放大不同地域分类群的亲缘关系。同时，仅披碱草属植物的穗部形态就存在很大的多样
０８ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２００９） Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．３
图５　犛犛犚标记披碱草属种间亲缘关系
犉犻犵．５　犚犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆犪犿狅狀犵犈犾狔犿狌狊狊狆犲犮犻犲狊犫狔犛犛犚犱犪狋犪
图６　披碱草属种群形态和等位酶标记之间的关系
犉犻犵．６　犚犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆狅犳犿狅狉狆犺狅犾狅犵犻犮犪犾犪狀犱犪犾狅狕狔犿犲犱犪狋犪犪犿狅狀犵狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀狊狅犳犈犾狔犿狌狊狊狆犲犮犻犲狊
性［２６］，因此采用外部形态特征对不同披碱草的亲缘关系进行研究会受到经典分类学的干扰。
虽然等位酶标记没有严格按照穗子的形状（披碱草组和老芒麦组）分为２组，但同一组内的披碱草亲缘关系
较近，同时具有相同染色体组的披碱草亲缘关系也较近。ＳＳＲ标记没有把参试材料分成几个明显的组，且各种
间表现出较远的亲缘关系。就披碱草属种间关系，周永红等［２７］采用ＲＡＰＤ技术对１０种披碱草进行聚类分析，结
果是四倍体和六倍体分别聚为一类，基本与其他形态学、细胞学研究结果一致。由此可见，披碱草属植物之间的
亲缘关系密切，采取不同的遗传分子标记方法可能会取得不同的结果。在本试验中也证明了这一点，更确切地
说，形态学标记的遗传关系支持基于形态特征分类系统而与种本身的亲缘关系更加相符（犚＝０．３２７６，犘＝
１．００００），其次是等位酶标记（犚＝０．３００６，犘＝１．００００），ＳＳ犚标记偏离相对较远（犚＝０．１３５０，犘＝０．９５６２）。
关于形态学与其他遗传标记之间，多数研究表明形态学性状与ＤＮＡ标记在研究遗传多样性中具有显著的
相关性［２８，２９］。本试验中形态学距离和等位酶遗传距离之间相关性极显著，类似与Ｃｏｘ等［３０］报道大豆（犌犾狔犮犻狀犲
犿犪狓）形态学距离和等位酶遗传距离间存在有较高的相关性（犚＝０．６０）。余汉勇等［３１］应用形态、等位酶和ＳＳＲ
１８第１８卷第３期 草业学报２００９年
图７　披碱草属种群形态和犛犛犚标记之间的关系
犉犻犵．７　犚犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆狅犳犿狅狉狆犺狅犾狅犵犻犮犪犾犪狀犱犛犛犚犱犪狋犪犪犿狅狀犵狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀狊狅犳犈犾狔犿狌狊狊狆犲犮犻犲狊
图８　披碱草属种群等位酶和犛犛犚标记之间的关系
犉犻犵．８　犚犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆狅犳犪犾狅狕狔犿犲犪狀犱犛犛犚犱犪狋犪犪犿狅狀犵狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀狊狅犳犈犾狔犿狌狊狊狆犲犮犻犲狊
标记研究水稻（犗狉狔狕犪狊犪狋犻狏犪）矮仔占衍生品种的遗传差异，３类标记的遗传距离间虽存在有一定的相关性，但相
关系数较小（０．２１７～０．４９４）。其中，形态学性状与ＳＳＲ标记间相关极显著（犚＝０．４９４，犘＝０．００２），等位酶与其
他２类标记的相关性均不显著，表明３类标记性状的分析结果存在较大的差异。在等位酶与ＤＮＡ标记间的相
关性研究中，不同分子标记有很大的不同。Ｂｕｓｏ等［３２］在研究南美展颖野生稻４个种群的遗传结构中发现等位
酶和ＲＡＰＤ有较好的一致性，但ＲＡＰＤ在解决种间系统关系方面显得有点微弱［３３］。
在不同的标记之间有着不同的结论，Ｓｕｎ等［３４］报道在披碱草属不同种的２０个种群中ＲＡＰＤ与ＳＳＲ的犚＝
２８ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２００９） Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．３
０．８０。在本试验中发现，形态、等位酶和ＳＳＲ标记得到的数据之间虽然存在着明显的相关关系，但相关系数很
低，形态和等位酶之间相关系数最高，为０．３６１３（犘＜０．０１），等位酶和ＳＳＲ之间最低，为０．１４８９（犘＜０．０５），形
态和ＳＳＲ之间为０．２９９３（犘＜０．０１）居中。这与Ｔｈｏｒｍａｎｎ等［３５］和Ｓｕｎ等［３４］得出的不同标记之间的相关系数出
入较大。Ｓｕｎ等［３６］用 Ｍａｎｔｅｌ的检验对其关系进行分析，发现存在弱的相关关系，ＲＡＰＤ与ＳＳＲ仅为０．２６７，
ＲＡＰＤ与同工酶为０．２０４，ＳＳＲ与同工酶为０．１６４的结果与本试验相似。Ｒｏｂｅｒｔｏ等［３７］在对小麦和其近缘
种———犬草（１种四倍体披碱草属植物）进行分子标记的比较研究发现，ＲＡＰＤ和同工酶之间相关性最高，为
０．９３，ＲＡＰＤ和ＳＳＲ之间为０．７４，ＳＳＲ和同工酶之间相关系数最低为０．６８。至于和种本身之间的关系，也是
ＳＳＲ最低，为０．７２。虽然和本试验相关系数有一定的差距，但 Ｍａｎｔｅｌ检验结果是相同的，均处于显著相关水平，
相关性的强弱次序ＳＳＲ也是最弱的。
对在这些树状图中发现的差异最科学的解释就是基于不同遗传标记所提供的遗传信息的不同，形态学特征
是植物最直接的外部体现，同工酶（等位酶）变异仅反映编码蛋白的基因之间差异。编码顺序是在巨大的选择压
力下维持其功能序列的。而重复序列通过扩增和漂移的方式使进化速度快于单烤贝片断。考虑到双向比较间表
现高水平多样性，因此ＳＳＲ检测结果与其他检测方法之间缺乏相关性是有可能的［３８］。由于形态学性状具有选
择性和易受环境影响，等位酶和ＳＳＲ标记的选择中性和不受环境影响特征，造成３种标记在聚类分析中的差异。
另外，遗传标记技术中影响遗传关系的是分析中所用到的标记物或探针数量和数据统计的方法［３９，４０］。通常，当
分子标记物或探针数量增加时，精确度也随之增加。但形态学指标却不尽相同，不同形态指标有时可能存在线性
化掩盖或加强了某个方面的特征。不同的数据计算和统计方法也会对结果有一定的影响，表示亲缘关系的有：遗
传相似性系数、Ｊａｃｃａｒｄ相似性系数，还有遗传距离等，统计方法有采用线性化的，有采用标准化的，还有按照质量
性状（ｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅｔｒａｉｔｓ）进行计算相似性的等。目前研究中所使用的数据计算和统计方法以及标记方法，采用了
不同数量的标记物，并产生不同数量的片断，也许是同工酶、ＳＳＲ数据间相关系数不同的部分原因。鉴于以上因
素，由这些方法产生的系统发育树中的不一致并不令人感到惊奇。
不同分子标记在处理不同类群之间的系统关系适宜程度有所不同。以剪股颖属为例，ＲＡＰＤ、ＳＳＲ及ＩＳＳＲ
（ｉｎｔｅｒｓｉｍｐｌｅｓｅｑｕｅｎｃｅｒｅｐｅａｔ）标记虽然都产生了谱带清晰、多态性程度高的现象，可以利用这３种分子标记进行
种间的系统学研究完全可行。当研究种下关系时，ＡＦＬＰ（ａｍｐｌｉｆｉｅｄｆｒａｇｍｅｎｔｌｅｎｇｔｈｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ）标记可提供
更多和精确的多态性状，当涉及到种特异性分析时，ＳＣＡＲ（ｓｅｑｕｅｎｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄａｍｐｌｉｆｉｅｄｒｅｇｉｏｎ）标记是首
选［４１］。郭海林等［４２］认为ＳＳＲ更适用于属内不同品系的指纹图谱的构建，刘伟等［４３］认为ＩＳＳＲ标记比较适合于
植物材料的来源分析。用哪种遗传标记是评价披碱草属（狭义）系统发育关系最好的方法，形态是反应披碱草属
植物变异最稳定也是比较可靠的特征，形态、等位酶和微卫星分析技术都是应用于种、种群遗传变异研究常用方
法，且２种分子标记均是共显性标记，以孟德尔方式遗传，还能够定量分析研究材料中的遗传差异，等位酶不容易
受环境的饰变，而微卫星却反应了环境的饰变作用。二者反应基因组不同的遗传变异，结合形态学，基本能够全
面反应基因组的遗传变异信息。结合本研究，可认为形态学是最直接、最能反映披碱草属植物本身特点的标记方
法，但要考虑指标之间的线性化，并非越多越好；等位酶分析是一种研究种群内部遗传结构和变异比较好的方法，
也是种、种群间遗传关系有价值的预测者；尽管ＳＳＲ在属或种间分析它并不是最适用的，由于ＳＳＲ是最多态的
标记，对于种内分析非常适合。
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ＹＡＮＸｕｅｂｉｎｇ１，ＺＨＯＵＨｅ２，ＷＡＮＧＫｕｎ２，ＷＡＮＧＣｈｅｎｇｚｈａｎｇ１，ＧＵＯＹｕｘｉａ１
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犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｇｅｎｅｔｉｃｍａｒｋｅｒｓａｒｅｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｔｏｃｏｎｓｔｒｕｃｔｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｔｒｅｅｓｉｎｓｔｕｄｉｅｓｏｆｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃｒｅｌａｔｉｏｎ
ｓｈｉｐｓａｍｏｎｇｐｌａｎｔｔａｘａ．Ｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ，ｎｉｎｅｎａｔｉｖｅ犈犾狔犿狌狊ｓｐｅｃｉｅｓｗｅｒｅｓａｍｐｌｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｉｒｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ
ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｕｓｉｎｇｔｈｒｅｅｇｅｎｅｔｉｃｍａｒｋｅｒｓ．Ｎｉｎｅ犈犾狔犿狌狊ｓｐｅｃｉｅｓｗｅｒｅｓｅｐａｒａｔｅｄｉｎｔｏｔｗｏｇｒｏｕｐｓ：Ｓｅｃｔ．犜狌狉犮狕犪
狀犻狀狅狏犻犪（Ｎｅｖｓｋｉ）Ｔｚｖｅｌ．ａｎｄＳｅｃｔ．犈犾狔犿狌狊．Ａｌｏｚｙｍｅｍａｒｋｅｒｓｄｉｄｎｏｔｓｈｏｗｃｌｅａｒｇｒｏｕｐｉｎｇｓ，ｂｕｔ犈犾狔犿狌狊ｓｐｅ
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ｔｉｏｎｓｈｉｐｗａｓｆｏｕｎｄｂｅｔｗｅｅｎｔｈｒｅｅｇｅｎｅｔｉｃｍａｒｋｅｒｓ．Ａｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌｍａｒｋｅｒｗａｓｔｈｅｍｏｓｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｎｄｇａｖｅ
ｓｉｍｉｌａｒｒｅｓｕｌｔｓｔｏｔｈｅａｃｔｕａｌｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓｐｅｃｉｅｓ．Ｔｈｅｓｅｃｏｎｄｗａｓｔｈｅａｌｏｚｙｍｅｍａｒｋｅｒａｎｄｔｈｅｔｈｉｒｄ
ａｍｉｃｒｏｓａｔｅｌｉｔｅｍａｒｋｅｒ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｗｅｓｕｇｇｅｓｔｔｈａｔｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌｔｒａｉｔｓａｒｅｔｈｅｍｏｓｔｄｉｒｅｃｔａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
ｇｅｎｅｔｉｃｍａｒｋｅｒｓｏｆ犈犾狔犿狌狊ｔａｘａ，ｗｈｉｌｅａｌｏｚｙｍｅｍａｒｋｅｒｓａｒｅａｖａｌｕａｂｌｅｐｒｅｄｉｃｔｏｒｏｆｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐａｍｏｎｇｐｏｐ
ｕｌａｔｉｏｎｓｏｒｓｐｅｃｉｅｓ，ａｎｄｍｉｃｒｏｓａｔｅｌｉｔｅｓａｒｅｍｏｒｅｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｓｔｕｄｙｉｎｇｉｎｔｅｒｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｒａｔｈｅｒｔｈａｎｉｎｔｅｒｓｐｅｃｉｅｓ
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犓犲狔狑狅狉犱狊：犈犾狔犿狌狊；ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ；ａｌｏｚｙｍｅ；ｍｉｃｒｏｓａｔｅｌｉｔｅ；ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ
５８第１８卷第３期 草业学报２００９年