全 文 ：书中国西南区鸭茅种质遗传变异的犛犛犚分析
谢文刚１，张新全１，马啸１，黄琳凯１，曾兵２
（１．四川农业大学草业科学系，四川 雅安６２５０１４；２．西南大学动物科学系，重庆４０２４６０）
摘要：用ＳＳＲ标记对来自中国西南地区（四川、云南、贵州、重庆）的１１份鸭茅种质的１１０个单株进行遗传多样性研
究。结果表明，１）２１对引物共扩增出多态性条带１４３条，平均每对引物扩增出６．８条，多态性条带比率 （犘犘犅）达
９０．７％；多态性信息含量（犘犐犆）范围为０．１７（Ａ０１Ｆ２４）～０．４５（Ａ０１Ｅ０２），平均为０．３３；Ｓｈａｎｎｏｎ多样性指数（犐）范围
在０．０４６３～０．３４７７，表明供试鸭茅种质具有丰富的遗传多样性。２）ＡＭＯＶＡ分析表明，６３．９３％的遗传变异存在
于种质内部，种质间变异仅为２１．９３％，二倍体与四倍体鸭茅群体间遗传差异不显著。３）对各地理类群基于Ｎｅｉ氏
无偏估计的遗传一致度可将１１份鸭茅分为２大类：来自重庆和贵州的３份二倍体材料 ＹＡ２００６３、ＹＡ２００６４和
ＹＡ０２１０１聚为Ｉ类，其余８份材料聚为ＩＩ类，来自相同或相似生态地理环境、相同倍型的材料基本聚为一类，呈现
出一定的相关性。
关键词：鸭茅；种质资源；ＳＳＲ；遗传多样性
中图分类号：Ｓ５４３＋．３０３；Ｑ９４３　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００４５７５９（２００９）０４０１３８０９
　 鸭茅（犇犪犮狋狔犾犻狊犵犾狅犿犲狉犪狋犪）又名鸡脚草、果园草，属于禾本科，鸭茅属（犇犪犮狋狔犾犻狊）全属共约５个种，主要分布于
欧亚温带和北非［１］。鸭茅是世界著名的优良牧草，在北美、欧洲和大洋洲等地广泛种植。自然界的鸭茅存在四倍
体（２狀＝４ｘ＝２８）和二倍体（２狀＝２ｘ＝１４）２种类型［２，３］。我国野生鸭茅资源丰富，生态地理类型多样，蕴藏着丰富
的基因资源，全国发现野生鸭茅生长地２６个［４～７］。近年来，鸭茅在我国的四川、重庆、贵州、山西、甘肃等地被大
量应用于草地畜牧业及生态环境治理，取得了良好的经济和生态效益。
国内外学者已通过形态标记、细胞学标记和同工酶生化标记等，对鸭茅居群遗传结构与生态型遗传分化及种
质间遗传多样性进行研究［８～１０］。分子标记技术因其简单、快捷、受环境影响小和可重复性强等优点，被广泛应用
在牧草遗传研究中。目前，国内已采用ＡＦＬＰ（ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｆｒａｇｍｅｎｔｌｅｎｇｔｈｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ，扩增片段长度多态
性）、ＲＡＰＤ（ｒａｎｄｏｍａｍｐｌｉｆｉｅｄｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃＤＮＡ，随机扩增多态性ＤＮＡ）、ＩＳＳＲ（ｉｎｔｅｒｓｉｍｐｌｅｓｅｑｕｅｎｃｅｒｅｐｅａｔ，
简单重复序列间多态性）、ＳＲＡＰ（ｓｅｑｕｅｎｃｅｒｅｌａｔｅｄａｍｐｌｉｆｉｅｄｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ，相关序列扩增多态性）等分子标记对
鸭茅进行了种质间遗传多样性研究，并揭示出自然界鸭茅资源存在着丰富的遗传变异［１１～１４］。但有关中国西南地
区野生鸭茅种质内遗传分化和变异的研究未见报道。
简单序列重复（ｓｉｍｐｌｅｓｅｑｕｅｎｃｅｒｅｐｅａｔ，简称ＳＳＲ）又称微卫星ＤＮＡ，是建立在ＰＣＲ（ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅｃｈａｉｎｒｅａｃ
ｔｉｏｎ，聚合酶链式反应）基础上的新型ＤＮＡ指纹标记，以１～６个碱基为基本单元的串联重复序列，在植物基因组
中广泛分布［１５］。由于ＳＳＲ标记具有共显性、遗传方式简单、多态性好、操作简便、重复性好、稳定可靠等特点，广
泛应用于遗传图谱构建，种质鉴定和分子标记辅助育种等研究领域。目前已开展ＳＳＲ标记研究的作物有水稻
（犗狉狔狕犪狊犪狋犻狏犪）、小麦（犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿）、玉米（犣犲犪犿犪狔狊）等。而在草业上ＳＳＲ应用不多，仅见于披碱草（犈犾狔
犿狌狊犱犪犺狌狉犻犮狌狊）、柱花草（犛狋狔犾狅狊犪狀狋犺犲狊ｓｐｐ．）、紫花苜蓿（犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪）、结缕草（犣狅狔狊犻犪犼犪狆狅狀犻犮犪）等少数草
种［１６～１９］。
本研究以我国西南区１１份鸭茅种质的１１０个单株为材料。采用ＳＳＲ分子标记技术研究鸭茅种质遗传多样
性，为科学保护和合理利用鸭茅种质资源及新品种的培育提供理论依据。
１３８－１４６
２００９年８月
　　　草　业　学　报　　　
　　　ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ　　　
第１８卷　第４期
Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．４
 收稿日期：２００８０９０９；改回日期：２００８１０２０
基金项目：国家“９７３”基础研究项目（２００７ＣＢ１０８９０７）和国家自然基金项目（３０８７１８２０）资助。
作者简介：谢文刚（１９８２），男，四川资中人，在读博士。Ｅｍａｉｌ：ｘｗｇｏｒｃｈａｒｄｇｒａｓｓ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｘｑ＠ｓｉｃａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
１　材料与方法
１．１　供试材料
研究所用的１１份野生鸭茅种质为四川农业大学草业科学系从我国西南地区收集而得，其中５份来自四川，２
份来自云南，２份来自贵州，２份来自重庆，经染色体检测，其中７份为二倍体，４份为四倍体（表１）。每份种质选
取种子在温室发芽，２周后随机选取１０个单株，１１份种质共１１０个单株，并于２００８年３月将其种于四川农业大
学教学试验基地。所用的１００对鸭茅ＳＳＲ引物序列由日本草地畜产种子协会饲料作物研究所才宏伟教授提供，
由上海生工生物技术有限公司合成。ＰＣＲ所用的 Ｍｇ２＋，Ｔａｑ酶，ｄＮＴＰ，Ｂｕｆｆｅｒ均购自博瑞克生物技术公司。
表１　供试材料
犜犪犫犾犲１　犇．犵犾狅犿犲狉犪狋犪犪犮犮犲狊狊犻狅狀狊狋犲狊狋犲犱犻狀狋犺犻狊狊狋狌犱狔
编号Ａｃｃｅｓｓｉｏｎｃｏｄｅ 来源地Ｏｒｉｇｉｎ 地理类群Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌｇｒｏｕｐｓ 倍性Ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｎｏ．（２狀） 取样数Ｓａｍｐｌｅｓｉｚｅ
ＹＡ９０１３０ 四川，茂县 Ｍａｏｃｏｕｎｔｙ，Ｓｉｃｈｕａｎ ＳＣ １４ １０
ＹＡ９１２ 四川，宝兴Ｂａｏｘｉｎｇ，Ｓｉｃｈｕａｎ ＳＣ ２８ １０
ＹＡ９０７０ 四川，康定 Ｋａｎｇｄｉｎｇ，Ｓｉｃｈｕａｎ ＳＣ １４ １０
ＹＡ９１７ 四川，汉源 Ｈａｎｙｕａｎ，Ｓｉｃｈｕａｎ ＳＣ １４ １０
ＹＡ０２１０６ 四川，宝兴Ｂａｏｘｉｎｇ，Ｓｉｃｈｕａｎ ＳＣ ２８ １０
ＹＡ０２１１１ 云南，中甸Ｚｈｏｎｇｄｉａｎ，Ｙｕｎｎａｎ ＹＮ １４ １０
ＹＡ０２１１６ 云南，昆明 Ｋｕｎｍｉｎｇ，Ｙｕｎｎａｎ ＹＮ ２８ １０
ＹＡ２００６３ 重庆，巫溪 Ｗｕｘｉ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ＣＱ １４ １０
ＹＡ２００６４ 重庆，巫山 Ｗｕｓｈａｎ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ＣＱ １４ １０
ＹＡ０１１０１ 贵州，毕节Ｂｉｊｉｅ，Ｇｕｉｚｈｏｕ ＧＺ ２８ １０
ＹＡ０２１０１ 贵州，毕节Ｂｉｊｉｅ，Ｇｕｉｚｈｏｕ ＧＺ １４ １０
　注：ＳＣ，四川；ＹＮ，云南；ＣＱ，重庆；ＧＺ，贵洲。
　Ｎｏｔｅ：ＳＣ，Ｓｉｃｈｕａｎ；ＹＮ，Ｙｕｎｎａｎ；ＣＱ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ；ＧＺ，Ｇｕｉｚｈｏｕ．
１．２　基因组ＤＮＡ提取
取生长良好的鸭茅幼嫩植物的叶片，采用ＳａｇｈａｉＭａｒｏｏｆ等［１５］的ＣＴＡＢ（ｃｅｔｙｌｔｒｉｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍｂｒｏ
ｍｉｄｅ，十六烷基三甲基溴化铵）方法提取ＤＮＡ。通过０．８％琼脂糖凝胶电泳和紫外分光光度计检测ＤＮＡ的浓
度和纯度，合格的样品于４℃冰箱保存备用。
１．３　ＳＳＲ反应体系的建立和优化
利用正交设计Ｌ１６（４４）与单因素相结合的方法［２０］，对 Ｍｇ２＋浓度、ｄＮＴＰ、引物浓度、Ｔａｑ酶浓度进行４因素４
水平的正交试验，并在ＴｈｅｒｍｏＨｙｂａｉｄＰＣＲ仪上进行引物最佳退火温度的筛选。
１．４　ＳＳＲ引物的筛选
选取经电泳检测质量较高且田间试验性状差异较大的材料ＤＮＡ （分别为ＳＡＵ００８５０，ＳＡＵ０２１２３，“宝兴”，
“安巴”）作模板，从１００对引物中筛选出多态性高的引物，再对全部材料进行ＰＣＲ扩增。
１．５　ＰＣＲ扩增及电泳
ＰＣＲ扩增在ＴｈｅｒｍｏＨｙｂａｉｄＰＣＲ仪上进行。扩增产物在６％聚丙烯酰胺凝胶上（丙烯酰胺∶甲叉＝１９∶１，
７．５ｍｏｌ／Ｌ尿素，１×ＴＢＥ缓冲液）进行检测。样孔中每样品点样１０μＬ，以博瑞克公司的Ｄ１５００Ｍａｒｋｅｒ为对
照，先在北京六一电泳仪厂的ＤＹＹ６Ｃ电泳仪上进行２００Ｖ恒定电压下３０ｍｉｎ的预电泳，然后在４００Ｖ恒定电
压下电泳２ｈ，再用０．１％的ＡｇＮＯ３进行银染色和在ＮａＯＨ 液中显色，凝胶在灯光下用数码相机照相保存以供
分析。
１．６　数据统计及分析
对获得的清晰可重复的ＤＮＡ条带进行统计，在相同迁移位置上有带的记为１，无带的记为０，构成遗传相似
矩阵。
９３１第１８卷第４期 草业学报２００９年
根据表征矩阵，统计ＳＳＲ扩增产物的条带总数和多态性条带数量，计算多态性条带所占的比率（犘犘犅）和引
物多态性信息含量（犘犐犆）［２１］，犘犐犆犻＝２犳犻（１－犳犻），式中，犘犐犆犻表示引物犻的多态性信息含量，犳犻表示有带所占的
频率，１－犳犻表示无带所占的频率。在哈－温（Ｈａｒｄｙ－Ｗｅｉｎｂｅｒｇ）平衡的基础上，计算各种质材料Ｎｅｉ基因多样
性指数（犎、犐）［２２］。ＡＭＯＶＡ分析计算种质内和种质间及地理内和地理间的变异分布［２３］。
先采用ＰＯＰＧＥＮＥ软件计算各材料Ｎｅｉ氏无偏估计的遗传一致度和遗传距离，再用ＮＴＳＹＳｐｃ绘制 ＵＰＧ
ＭＡ聚类图［２４］。
以上参数计算分别在ＰＯＰＧＥＮＥ１．３１、ＡＭＯＶＡ－ＰＲＥＰ１．０１、ＤＣＦＡ１．１中进行。
２　结果与分析
２．１　筛选引物及ＳＳＲ扩增
从１００对引物中筛选出２１对条带清晰、多态性好的引物（表２），用于１１０份单株材料的ＰＣＲ扩增（图１）。
正交优化试验所得适合鸭茅ＳＳＲ－ＰＣＲ反应的扩增程序为：９４℃预变性４ｍｉｎ，９４℃变性３０ｓ，４８～５２℃变
性３０ｓ，７２℃延伸１ｍｉｎ，共３５个循环，７２℃１０ｍｉｎ，４℃保存。所得１５μＬ优化反应体系为：模板 ＤＮＡ１０
ｎｇ／μＬ，ｄＮＴＰ２４０μｍｏｌ／Ｌ，引物浓度０．４μｍｏｌ／Ｌ，Ｔａｑ酶１．０Ｕ，Ｍｇ
２＋２．５ｍｍｏｌ／Ｌ。
２．２　ＳＳＲ多态性分析
２１对引物共扩增出１５６条清晰可辨条带，平均每对引物扩增的条带为７．４条，最多能得到１３条清晰带
（Ａ０３Ｋ２２），最少有３条（Ａ０１Ｃ２０）；多态性条带总数为１４３条，平均每对引物扩增６．８条，引物的平均多态性比率
为９０．７％；多态性信息含量范围为０．１７（Ａ０１Ｆ２４）～０．４５（Ａ０１Ｅ０２），平均为０．３３（表３），表明ＳＳＲ能检测到较多
的遗传位点，获得多态性较好的ＰＣＲ结果。
表２　用于鸭茅犛犛犚分析的引物序列
犜犪犫犾犲２　犘狉犻犿犲狉狊犲狇狌犲狀犮犲狊狌狊犲犱犻狀犛犛犚犪狀犪犾狔狊犲狊狅犳犇．犵犾狅犿犲狉犪狋犪
引物编号Ｐｒｉｍｅｒｃｏｄｅ 引物序列（５′－３′）Ｐｒｉｍｅｒｓｅｑｕｅｎｃｅ 引物编号Ｐｒｉｍｅｒｃｏｄｅ 引物序列（５′－３′）Ｐｒｉｍｅｒｓｅｑｕｅｎｃｅ
Ａ０１Ｂ１０
ＴＣＴＴＣＣＴＴＧＧＡＡＡＡＣＡＴＣＡＡ
ＡＣＴＴＧＣＴＴＡＣＡＣＧＧＴＡＴＣＡＴＧ
Ａ０３Ｃ０５
ＴＡＡＧＡＡＴＣＧＡＴＣＣＴＣＣＣＧ
ＡＣＣＴＴＣＴＴＣＣＡＣＴＣＣＧＴＣ
Ａ０１Ｃ２０
ＡＡＣＣＡＧＴＴＧＴＴＧＡＴＣＴＧＣＴＴ
ＴＡＣＧＡＴＡＴＧＴＧＣＧＴＧＴＴＧＡＴ
Ａ０３Ｋ２２
ＡＧＡＣＴＣＴＡＧＧＧＴＧＧＣＡＣＡＣ
ＧＴＡＧＣＡＣＧＣＴＡＡＣＧＡＧＡＧＡＴ
Ａ０１Ｅ０２
ＡＧＣＴＧＴＧＧＡＧＡＡＡＡＡＡＡＴＧＡ
ＧＡＴＧＣＣＡＴＴＡＡＧＴＴＣＡＡＡＡＴＧ
Ａ０３Ｎ１６
ＡＡＣＧＣＡＡＣＧＴＣＴＡＴＧＧＴＴＡＴ
ＡＣＡＣＧＣＡＣＣＣＡＣＡＣＡＴＡＣ
Ａ０１Ｅ１４
ＡＣＣＣＧＴＴＴＴＣＴＡＴＣＴＣＣＡＧ
ＧＴＴＣＴＡＧＣＧＴＣＧＴＧＡＧＧＧ
Ａ０４Ｃ２４
ＡＧＣＡＡＣＡＴＡＴＣＴＴＡＣＴＧＣＡＡＴＧ
ＡＴＣＡＡＡＣＴＣＧＡＡＡＡＧＴＴＧＴＣＡ
Ａ０１Ｆ２４
ＡＡＡＡＴＧＴＴＴＴＡＴＴＣＴＣＡＧＣＣＣ
ＴＧＣＡＡＧＡＴＧＧＡＡＴＧＣＴＣＴ
Ａ０４Ｏ０８
ＡＧＡＧＧＴＴＡＧＡＴＧＧＡＴＧＴＡＧＧＣ
ＡＴＡＧＡＣＣＣＡＴＡＧＣＡＴＧＴＴＧＧ
Ａ０１Ｉ１３
ＡＴＧＣＴＧＴＴＴＧＡＴＣＡＣＡＧＴＣＡ
ＧＴＴＧＧＡＣＴＧＣＣＡＴＴＡＣＴＡＧＣ
Ｂ０１Ａ０２
ＴＴＣＴＣＣＡＴＴＡＡＧＣＣＴＣＣＡＧ
ＣＡＧＣＧＡＧＴＣＣＴＴＧＴＣＧＡＣ
Ａ０１Ｋ１４
ＡＡＧＧＡＴＧＧＣＣＴＧＡＴＣＴＴＣ
ＧＣＡＧＡＧＧＴＣＴＴＴＣＴＣＴＴＧＧ
Ｂ０１Ａ０５
ＧＡＧＡＧＣＧＧＣＡＧＡＧＴＴＡＴＴＣ
ＡＡＡＧＧＴＣＧＡＴＡＴＣＴＣＴＡＴＴＣＣＡ
Ａ０２Ａ１０
ＡＧＧＴＴＡＣＣＧＡＴＡＧＴＡＡＧＴＧＧＧ
ＡＧＧＧＧＡＴＧＧＴＴＧＧＴＴＡＧＴＡＴ
Ｂ０１Ｂ１９
ＡＧＡＡＧＴＴＧＧＣＣＴＧＴＣＴＣＣ
ＣＴＣＴＴＣＣＴＴＣＣＴＣＣＴＴＧＧ
Ａ０２Ｇ０９
ＴＡＣＡＣＧＡＧＡＧＧＧＣＡＧＡＴＡＣＴ
ＣＧＴＡＡＣＴＴＧＡＡＴＣＴＴＣＣＡＧＧ
Ｂ０１Ｃ１５
ＧＴＣＧＡＴＴＧＡＴＧＧＴＧＴＡＣＧＴＡ
ＴＣＴＡＧＴＧＣＴＡＣＴＴＧＴＡＴＧＣＡＣＣ
Ａ０２Ｉ０５
ＧＣＡＡＡＴＧＴＣＣＡＣＡＣＣＡＴＴ
ＣＴＡＣＣＡＣＡＧＣＧＡＣＡＴＣＡＡＧ
Ｂ０１Ｅ０９
ＡＣＡＡＣＴＣＡＣＡＡＡＣＴＣＡＡＧＡＡＣＡ
ＧＴＧＧＡＣＴＣＧＧＡＧＧＡＧＡＡＧ
Ａ０３Ｂ１６
ＴＣＴＧＧＡＡＴＣＴＣＴＣＴＧＡＡＡＴＣＡ
ＡＴＣＴＴＧＡＣＣＣＴＧＡＴＧＴＴＣＴＧ
０４１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２００９） Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．４
图１　引物犃０３犆０５对犢犃９０１３０和犢犃９１７的犛犛犚扩增结果
犉犻犵．１　犛犛犚犪犿狆犾犻犳犻犲犱狉犲狊狌犾狋狊狑犻狋犺狆狉犻犿犲狉狆犪犻狉犖狅．犃０３犆０５狅狀犢犃９０１３０犪狀犱犢犃９１７
编号１～１０为ＹＡ９０１３０，１１～２０为ＹＡ９１７，Ｍ为 ＭａｒｋｅｒＣｏｄｅ１－１０ｆｏｒＹＡ９０１３０，１１－２０ｆｏｒＹＡ９１７，Ｍ：Ｍａｒｋｅｒ
表３　鸭茅犛犛犚引物的多态性
犜犪犫犾犲３　犃犿狆犾犻犳犻犮犪狋犻狅狀狉犲狊狌犾狋狊犳狉狅犿２１狆狉犻犿犲狉狆犪犻狉狊
引物编号
Ｐｒｉｍｅｒｃｏｄｅ
条带总数
Ｔｏｔａｌｎｕｍｂｅｒｓ
ｏｆｂａｎｄｓ
多态性条带数
Ｎｕｍｂｅｒｓｏｆｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ
ｂａｎｄｓ
多态性比率
Ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ
ｂａｎｄｓ（犘犘犅，％）
多态信息含量
Ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
ｃｏｎｔｅｎｔ（犘犐犆）
Ａ０１Ｂ１０ ５ ４ ８０．０ ０．３８
Ａ０１Ｃ２０ ３ ３ １００．０ ０．２２
Ａ０１Ｅ０２ ７ ６ ８５．７ ０．４５
Ａ０１Ｅ１４ ９ ８ ８８．９ ０．３７
Ａ０１Ｆ２４ ５ ４ ８０．０ ０．１７
Ａ０１Ｉ１３ ６ ６ １００．０ ０．４２
Ａ０１Ｋ１４ １２ １２ １００．０ ０．３２
Ａ０２Ａ１０ １０ １０ １００．０ ０．３８
Ａ０２Ｇ０９ ６ ６ １００．０ ０．２８
Ａ０２Ｉ０５ １０ ９ ９０．０ ０．３３
Ａ０３Ｂ１６ ５ ４ ８０．０ ０．３９
Ａ０３Ｃ０５ ８ ７ ８７．５ ０．３４
Ａ０３Ｋ２２ １３ １３ １００．０ ０．２９
Ａ０３Ｎ１６ ９ ８ ８８．９ ０．３９
Ａ０４Ｃ２４ ４ ４ １００．０ ０．２６
Ａ０４Ｏ０８ ５ ４ ８０．０ ０．３４
Ｂ０１Ａ０２ ８ ７ ８７．５ ０．３１
Ｂ０１Ａ０５ ５ ４ ８０．０ ０．３５
Ｂ０１Ｂ１９ ８ ７ ８７．５ ０．２５
Ｂ０１Ｃ１５ ９ ９ １００．０ ０．３３
Ｂ０１Ｅ０９ ９ ８ ８８．９ ０．３８
总共 Ｔｏｔａｌ １５６ １４３
平均 Ｍｅａｎ ７．４ ６．８ ９０．７ ０．３３
２．３　鸭茅种质遗传变异分析
２．３．１　１１份鸭茅种质遗传距离分析　对扩增结果采用ＮｅｉＬｉ遗传一致度和遗传距离的计算方法，得到供试材
料相似性矩阵。１１份种质的遗传一致度变异范围在０．７３２０～０．９３８２，平均为０．８３５１；遗传距离范围在０．０４７３
１４１第１８卷第４期 草业学报２００９年
～０．３１２０，平均为０．１７９６。由遗传相似矩阵可以看出，来自四川宝兴的ＹＡ０２１０６和ＹＡ９１２遗传一致度最大，
遗传距离最小，表明他们的亲缘关系较近，它和重庆巫溪的二倍体材料ＹＡ２００６３遗传距离最大，达到０．３１２０，
两者之间亲缘关系最远。
２．３．２　鸭茅种质遗传多样性分析　从Ｎｅｉ氏遗传多样性指数来看，在倍型水平上，二倍体（犐，０．３１５３；犘犘犅，
９１．２５％）和四倍体类群（犐，０．４１７７；犘犘犅，９４．２３％）的遗传多样性相似（表４和５），四倍体种质间遗传多样性水
平相似性高（犘犘犅在６８．５９％～７１．７９％），二倍体种质
间存在较大遗传差异（犘犘犅 在１０．２５％～６７．９５％）。
从犘犘犅、犎、犐３个遗传多样性指数来看，除重庆和贵
州的３份二倍体种质（ＹＡ２００６３，ＹＡ２００６４，ＹＡ０２
１０１）遗传多样性较低外，其余８份材料种质内遗传多
样性水平较高，多态性百分率均大于６０％。３个遗传
多样性参数犘犘犅、犎 和犐均表现为种质ＹＡ０１１０１＞
ＹＡ９１２＞ＹＡ０２１０６＞ＹＡ０２１１６＞ＹＡ０２１１１＞ＹＡ
９１７＞ＹＡ９０７０＞ＹＡ９０１３０（表４），以上结果表明，
供试材料间差异明显，具有较为丰富的遗传多样性，四
倍体遗传多样性水平总体上高于二倍体。
ＡＭＯＶＡ分析结果表明，６３．９３％的遗传变异存
在于种质内部，种质间变异为２１．９３％，二倍体与四倍
体鸭茅群体间遗传差异不显著，变异为１４．１３％。从
材料来源的地理分布看，地理间的变异为２４．４２％，地
理内的变异为７５．５８％。以上结果表明，鸭茅种质的
遗传变异主要存在于种质内部，这可能是由于鸭茅是
一种异花授粉植物，自交很少发生，同时他们广泛分布
于不同的生态地理区域，长期的自然选择使其保持了
较大的变异度和丰富的多样性（表６）。
表４　鸭茅种质遗传多样性指数
犜犪犫犾犲４　犌犲狀犲狋犻犮狆狅犾狔犿狅狉狆犺犻狊犿犻狀犱犲狓犲狊犳狅狉１１
犵犲狉犿狆犾犪狊犿犪犮犮犲狊狊犻狅狀狊狅犳犇．犵犾狅犿犲狉犪狋犪
编号Ａｃｃｅｓｓｉｏｎｃｏｄｅ 犎 犐 犘犅 犘犘犅（％）
ＹＡ９０１３０ ０．１９１３ ０．２９６５ １００ ６４．１０
ＹＡ９１２ ０．２１８９ ０．３３７５ １１０ ７０．５１
ＹＡ９０７０ ０．２０８４ ０．３１９８ １０１ ６４．７４
ＹＡ９１７ ０．２１０２ ０．３２１０ １０３ ６６．０３
ＹＡ０２１０６ ０．２１７１ ０．３３５９ １０８ ６９．２３
ＹＡ０２１１１ ０．２１１９ ０．３２１８ １０６ ６７．９５
ＹＡ０２１１６ ０．２１２３ ０．３３３２ １０７ ６８．５９
ＹＡ２００６３ ０．０３１５ ０．０４６３ １６ １０．２５
ＹＡ２００６４ ０．０５７７ ０．０９２１ ２７ １７．３０
ＹＡ０１１０１ ０．２２８９ ０．３４７７ １１２ ７１．７９
ＹＡ０２１０１ ０．０５４８ ０．０８２２ ２５ １６．０３
　犎：Ｎｅｉ氏遗传多样性；犐：香农信息多样性指数；犘犅：多态性条带数；
犘犘犅：多态性条带比率。
　犎：Ｎｅｉ’ｓｇｅｎｅｄｉｖｅｒｓｉｔｙ；犐：Ｓｈａｎｎｏｎ’ｓｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｄｅｘｏｆｄｉｖｅｒｓｉｔｙ；
犘犅：Ｎｕｍｂｅｒｏｆｔｈｅｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍｂａｎｄｓ；犘犘犅：Ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆｐｏｌｙｍｏｒ
ｐｈｉｓｍｂａｎｄｓ。
表５　鸭茅不同倍性和地理类群遗传多样性指数
犜犪犫犾犲５　犌犲狀犲狋犻犮犱犻狏犲狉狊犻狋狔狑犻狋犺犻狀狆犾狅犻犱狔犾犲狏犲犾犪狀犱犵犲狅犵狉犪狆犺犻犮犪犾狉犲犵犻狅狀狊狅犳犇．犵犾狅犿犲狉犪狋犪
类群
Ｇｒｏｕｐｓ
多态性条带数Ｎｕｍｂｅｒｓｏｆ
ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍｂａｎｄｓ
香农信息多样性指数Ｓｈａｎｎｏｎ’ｓ
ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｄｅｘｏｆｄｉｖｅｒｓｉｔｙ（犐）
多态性比率Ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆ
ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍｂａｎｄｓ（犘犘犅，％）
四倍体Ｔｅｔｒａｐｌｏｉｄ １４６ ０．４１７７ ９４．２３
二倍体Ｄｉｐｌｏｉｄ １４２ ０．３１５３ ９１．２５
四川Ｓｉｃｈｕａｎ（ＳＣ） １４８ ０．３９２７ ９４．８７
云南Ｙｕｎｎａｎ（ＹＮ） １２９ ０．３８４６ ８３．３３
贵州Ｇｕｉｚｈｏｕ（ＧＺ） １０５ ０．２６７９ ６７．３１
重庆Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ（ＣＱ） ３１ ０．２６７９ １９．８７
２．４　供试材料基于ＮｅｉＬｉ遗传相似系数的聚类分析
利用ＰＯＰＧＥＮＥ软件计算出各类群间的Ｎｅｉ氏遗传一致度和遗传距离的无偏估计值，然后用ＮＴＳＹＳｐｃ绘
制ＵＰＧＭＡ聚类图。在相似系数０．８６水平上可将１１份材料分为２大类（图２），来自重庆的 ＹＡ２００６３，
ＹＡ２００６４和ＹＡ０２１０１三份二倍体与其余材料差异明显，花序下垂、前期生长速度缓慢、分蘖能力弱，牧草产量
低，完成生育期所需时间较长、种子体积小、千粒重轻、生态适应能力较弱，植株低矮，自成Ｉ类；其余来自四川，云
２４１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２００９） Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．４
南，贵州的材料聚为ＩＩ类。该类较混杂，包括来自四川的５份材料，云南的２份材料和贵州的１份材料，在形态特
征方面该类大部分种质形态及农艺性状表现为花序直立、前期生长速度快、分蘖能力强、牧草产量高、完成生育期
所需时间较短、种子较大、千粒重较重、生态适应能力较强。该大类中相同倍型的材料（如ＹＡ９０７０、ＹＡ９０１３０、
ＹＡ０２１１１）优先聚为一类，然后相同或相近地理来源的材料基本能聚为一类。图２揭示了供试材料的聚类与其
形态特征、地理分布和倍型存在一定的相关性。
表６　１１份鸭茅种质遗传分化犃犕犗犞犃分析
犜犪犫犾犲６　犃狀犪犾狔狊犻狊狅犳犿狅犾犲犮狌犾犪狉狏犪狉犻犪狀犮犲（犃犕犗犞犃）犳狅狉１１犪犮犮犲狊狊犻狅狀狊狅犳犇．犵犾狅犿犲狉犪狋犪
变异来源Ｓｏｕｒｃｅｏｆｖａｒｉａｔｉｏｎ 自由度ＤＦ 总体平方差ＳＳＤ 平均平方方差 ＭＳＤ 方差分量Ｖａｒｉａｎｃｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔ 总变异Ｔｏｔａｌｖａｒｉａｎｃｅ（％）
倍性水平间Ｂｅｔｗｅｅｎｐｌｏｉｄｙｌｅｖｅｌ １ ３１０．８１ ３１０．８１ ３．９３ １４．１３
种质间Ａｍｏｎｇａｃｃｅｓｓｉｏｎｓ ９ ８６７．０８ ９６．３４ ８．０５ ２１．９３
种质内 Ｗｉｔｈｉｎａｃｃｅｓｓｉｏｎ ９９ １５６８．２０ １５．８４ １５．８４ ６３．９３
地区间Ａｍｏｎｇｒｅｇｉｏｎｓ ７ ９８８．１８ １４１．１７ ６．７７ ２４．４２
地区内 Ｗｉｔｈｉｎｒｅｇｉｏｎ １４２ ２９７７．３１ ２０．９６ ２０．９６ ７５．５８
　　按材料地理来源分可将４个地理类群大致聚为３
类。４个地理类群间的遗传一致度较高，均大于０．８２４
（表７）。其中云南类群和四川类群遗传距离最小
（０．０３５０），表现出较高的遗传相似性，最先聚为一类，
再和贵州类群聚为一类，重庆类群与其他类群遗传距
离较远，单独聚为一类（图３）。
３　讨论与结论
３．１　鉴定分析材料的遗传多样性是研究物种起源进
化、发现新的基因资源、改良现有育种材料的基础工
作。获取育种资源的遗传多样性信息方法很多，如形
态鉴定、生化测试等。从前人研究结果看，这些方法存
在着数量有限、位点不够等不足之处，难以获得完整的
数据资料，从而难以准确反映材料间实质性遗传差异。
表７　各地理类群间犖犲犻氏遗传一致度和
遗传距离的无偏估计值
犜犪犫犾犲７　犖犲犻’狊狌狀犫犻犪狊犲犱犿犲犪狊狌狉犲狊狅犳犵犲狀犲狋犻犮犻犱犲狀狋犻狋狔犪狀犱
犵犲狀犲狋犻犮犱犻狊狋犪狀犮犲犫犲狋狑犲犲狀犳狅狌狉犵犲狅犵狉犪狆犺犻犮犵狉狅狌狆狊
地理类群
Ｇｒｏｕｐｓ
四川
Ｓｉｃｈｕａｎ
云南
Ｙｕｎｎａｎ
重庆
Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ
贵州
Ｇｕｉｚｈｏｕ
四川Ｓｉｃｈｕａｎ － ０．９６５６ ０．８５９７ ０．９５８４
云南 Ｙｕｎｎａｎ ０．０３５０ － ０．８２４３ ０．９２６８
重庆Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ０．１５１２ ０．１９３２ － ０．９０８８
贵州 Ｇｕｉｚｈｏｕ ０．０４２５ ０．０７６０ ０．０９５６ －
　注：Ｎｅｉ氏遗传一致度（对角线上方）和遗传距离（对角线下方）。
　Ｎｏｔｅ：Ｎｅｉ’ｓｇｅｎｅｔｉｃｉｄｅｎｔｉｔｙ（ａｂｏｖｅｄｉａｇｏｎａｌ）ａｎｄｇｅｎｅｔｉｃｄｉｓｔａｎｃｅ（ｂｅ
ｌｏｗｄｉａｇｏｎａｌ）．
分子标记具有信息量大、效率高、不受环境限制和影响等特点，它一般覆盖整个基因组，可以很好的揭示供试群体
的遗传多样性。利用ＳＳＲ标记技术检测了中国西南地区１１份鸭茅种质的遗传多样性。ＳＳＲ标记结果表明，２１
对引物可在１１０份鸭茅基因组ＤＮＡ的１５６个位点扩增出条带，多态性条带比率为９０．７％，在分子水平上证明了
中国西南区鸭茅种质资源遗传多样性丰富。本试验中，鸭茅的ＳＳＲ标记表现出高的多态性（９０．７％），高于彭燕
等［１１］用ＡＦＬＰ技术对３７份鸭茅种质研究的多态性（８４．０％），也高于曾兵等［１２，１４］利用ＩＳＳＲ和ＳＲＡＰ技术对鸭
茅的遗传多样性研究所报道的结果（２种标记多态性分别为８６．３％和８４．３８％），由于鸭茅资源在地理上分布广
泛，不同地区土壤的酸碱度、积温和日照时数等生态环境因子可能存在明显的差异，这些生态因子对鸭茅形成长
期的自然选择，加上自然突变、人为选择等其他因素，使得鸭茅在形态特征、生态类型、生理适应性和基因等方面
保持了较大的变异度和丰富的多样性。由此可见，ＳＳＲ技术可以作为研究鸭茅遗传多样性的简单、有效的手段。
３．２　分子变异分析（ＡＭＯＶＡ）进一步研究了鸭茅种质内遗传变异的分布，表明６３．９３％的遗传变异存在于种质
内部，而种质间变异较小，贡献率仅为２１．９３％。该结果与Ｋｏｌｉｋｅｒ等［１３］用ＲＡＰＤ方法研究发现的鸭茅种质内
具有较高的遗传变异（８５．１％）的结论吻合。同时本研究所得到的鸭茅种质内的遗传变异模式与那些多年生且具
有异交繁育系统的植物具有相似的遗传变异模式［２５］。这可能是由于鸭茅是一种异交植物，自交很少发生，而异
交种的遗传变异常发生在居群内或种质内，居群或种质间遗传分化较少［２６］。Ｌｕｍａｒｅｔ和Ｂａｒｒｉｅｎｔｏｓ［２７］用同工酶
３４１第１８卷第４期 草业学报２００９年
图２　１１份鸭茅种质材料基于犖犲犻’狊遗传一致度的犝犘犌犕犃聚类
犉犻犵．２　犝犘犌犕犃犱犲狀犱狉狅犵狉犪犿犳狅狉犇．犵犾狅犿犲狉犪狋犪犫犪狊犲犱狅狀犖犲犻犔犻’狊犵犲狀犲狋犻犮犻犱犲狀狋犻狋狔
图３　４个鸭茅地理类群基于犖犲犻氏遗传一致度的聚类
犉犻犵．３　犇犲狀犱狉狅犵狉犪犿狅犳犳狅狌狉犵犲狅犵狉犪狆犺犻犮犪犾犵狉狅狌狆狊犫犪狊犲犱狅狀犖犲犻’狊狌狀犫犻犪狊犲犱犿犲犪狊狌狉犲狊狅犳犵犲狀犲狋犻犮犻犱犲狀狋犻狋狔
标记方法研究了形态上无明显差异的二倍体和四倍体鸭茅。结果显示，二倍体和四倍体的基因之间有着极高的
相似性，并认为自然界的鸭茅可能起源于各种比率杂交二倍体的同源化。本研究发现二倍体与四倍体群体间的
遗传分化较小，仅为１４．１３％，表明二者亲缘关系较近，基因之间有较高的相似性。Ｘｕ等［２８］研究表明多倍体植物
存在更高的遗传变异和多样性，本研究发现四倍体群体比二倍体群体遗传多样性更为丰富，印证了这一结论。本
研究还发现四倍体种质遗传多样性相似性高（犘犘犅在６８．５９％～７１．７９％），但二倍体种质间存在较大遗传差异
（犘犘犅在１０．２５％～６７．９５％），与帅素容等［２９］利用同工酶发现二倍体、四倍体种质内同源性较高，遗传差异较小
的结论有一定的差异。其原因可能有３个方面：一是试验材料和研究手段不同，本研究材料来源地分布广泛，其
地理和气候特征存在明显差异；另外同工酶是基因的产物，利用同工酶进行多样性研究时可能会有诸多不稳定因
素存在。比如同一材料不同器官酶带数和酶活性在同工酶类型上存在较大的变化。在不同的生长发育期，其过
氧化物酶谱表现出相当大的差异等，ＳＳＲ分子标记则是针对ＤＮＡ所作的分析，ＤＮＡ的稳定性保证了ＳＳＲ分析
结果的可靠性和稳定性。二是鸭茅是异花授粉植物，不同种质间花粉的传播是造成变异的重要因素之一，供试的
３份二倍体材料ＹＡ２００６４、ＹＡ２００６３和ＹＡ０２１０１前期生长缓慢，生育期晚于其余材料，这可能影响了花粉的
传播，减少了种质杂交所引起的基因混杂，从而其独特的基因资源得以保留。由于内在的遗传变异最终会表现为
４４１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２００９） Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．４
材料栽培学形态和数量上的差异，所以更实用的分析应将分子标记显示的遗传差异与材料的形态学和生化特征
结合进行。
３．３　聚类分析表明，供试野生鸭茅材料的聚类与倍型特征有较强的相关性，且呈现出一定地域性分布规律。倍
型相同的材料优先聚为一类，然后相同地理分布及地形特征相近的材料聚在一起。如几份二倍体种质基本能优
先聚在一起，来自四川宝兴和重庆材料分别聚为一类。但这也并非绝对，如来自贵州的材料分别聚为Ｉ类和ＩＩ
类，二倍体与四倍体在聚类时也不能完全分开，如四川汉源的二倍体ＹＡ９１７与四川宝兴和云南昆明的３个四倍
体聚为一类。这种聚类不完全符合地域性分布规律和倍性水平的原因可能有３个方面：一是花粉串粉导致了天
然杂交，鸭茅是异花授粉植物，在材料收集与保存过程中，忽略了种质隔离，不同地理来源的材料间发生了天然杂
交；二是基因突变，物种在适应自然选择的过程中，有个别的基因发生了突变，且该突变能较好的适应环境，这个
突变就能保留下来；三是在资源采集、保存、整理及实验室工作中（包括种子的收集、ＤＮＡ提取、保存、ＰＣＲ扩增
等方面）出现样本人为的混淆，试验中如果保持严谨的工作态度，人为误差将能降低到最小程度。
３．４　自然资源保护的一个主要目标是保护基因多样性，认识和了解物种的遗传变异，对于合理开发利用物种资
源具有重要意义。本研究结果表明，中国西南区鸭茅资源遗传多样性丰富，其遗传变异主要存在于种质内和地理
区域内。这就要求在鸭茅资源收集和保护中要注意广泛性和特殊性，即所有的生态类型分布区域要进行保护，同
时在资源收集时增加同一区域内的样本采集数量；对于一些特殊的遗传资源要设立有效的自然保护区如重庆和
贵州，从而使一些特殊的有利遗传性状得到保护。鉴于鸭茅是异花授粉植物，在广泛收集种质资源的同时，应注
意隔离防止串粉，妥善保存种质资源以利于利用。
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Ｈｕｄｓ．，犔狅犾犻狌犿狆犲狉犲狀狀犲Ｌ．，ａｎｄ犇犪犮狋狔犾犻狊犵犾狅犿犲狉犪狋犪Ｌ．［Ｊ］．Ｅｕｐｈｙｔｉｃａ，１９９９，１０６：２６１２７０．
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犌犲狀犲狋犻犮狏犪狉犻犪狋犻狅狀狅犳犇犪犮狋狔犾犻狊犵犾狅犿犲狉犪狋犪犵犲狉犿狆犾犪狊犿犳狉狅犿犛狅狌狋犺狑犲狊狋犆犺犻狀犪犱犲狋犲犮狋犲犱犫狔犛犛犚犿犪狉犽犲狉狊
ＸＩＥＷｅｎｇａｎｇ１，ＺＨＡＮＧＸｉｎｑｕａｎ１，ＭＡＸｉａｏ１，ＨＵＡＮＧＬｉｎｋａｉ１，ＺＥＮＧＢｉｎｇ２
（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＧｒａｓｓｌａｎｄＳｃｉｅｎｃｅ，ＳｉｃｈｕａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａ’ａｎ６２５０１４，Ｃｈｉｎａ；
２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｎｉｍａｌＳｃｉｅｎｃｅ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０２４６０，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｓｉｍｐｌｅｓｅｑｕｅｎｃｅｒｅｐｅａｔ（ＳＳＲ）ｍｏｌｅｃｕｌａｒｍａｒｋｅｒｓｗｅｒｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｄｅｔｅｃｔｔｈｅｇｅｎｅｔｉｃｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆ１１０
ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓｏｆ１１犇犪犮狋狔犾犻狊犵犾狅犿犲狉犪狋犪ａｃｃｅｓｓｉｏｎｓｆｒｏｍＳｏｕｔｈｗｅｓｔＣｈｉｎａ（Ｓｉｃｈｕａｎｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｙｕｎｎａｎｐｒｏｖｉｎｃｅ，
ＧｕｉｚｈｏｕｐｒｏｖｉｎｃｅａｎｄＣｈｏｎｇｑｉｎｇｃｉｔｙ）．１）２１ｐｒｉｍｅｒｐａｉｒｓｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄｆｏｒＳＳＲａｎａｌｙｓｉｓａｎｄ１４３ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃ
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６４１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２００９） Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．４