全 文 ：书结缕草属植物种间关系和遗传
多样性的犛犚犃犘标记分析
郭海林１，２，郑轶琦１，２，陈宣２，薛丹丹１，２，刘建秀２
（１．南京农业大学园艺学院，江苏 南京２１００９５；２．江苏省中国科学院植物研究所 南京中山植物园，江苏 南京２１００１４）
摘要：通过ＳＲＡＰ标记技术对结缕草属植物５种１变种共９６份种源进行遗传多样性分析。结果表明，１）结缕草属
种质间存在丰富的遗传多样性，５４对ＳＲＡＰ引物共扩增出３６２条清晰的用于多样性分析的谱带，其中多态性条带
３３７条，多态性比率（ＰＰＢ）为９３．０９％，Ｎｅｉ’ｓ基因多样性指数（犎）为０．２４０９，Ｓｈａｎｎｏｎ信息指数（犐）为０．３７４６。２）
应用Ｎｅｉ－Ｌｉ相似系数法估算了９６份材料间的遗传相似系数（ＧＳ），其ＧＳ为０．５９３９～０．９８３４，平均为０．７５８８。
不同种之间，结缕草与中华结缕草、沟叶结缕草与细叶结缕草中的部分材料遗传相似系数较高，遗传距离较近。大
穗结缕草Ｚ０１０和长花结缕草Ｚ１２２与其他结缕草的遗传相似系数都相对较低。同一个种内，结缕草、中华结缕草
和沟叶结缕草种内遗传变异均较大，ＧＳ分别为０．５９９４～０．９８３４，０．６２４３～０．９８０７和０．６６３０～０．９４７５。３）通过
ＵＰＧＭＡ分子系统聚类法，将９６份种源分为７个大的类群，其中第１大类和第２大类均包含结缕草、中华结缕草和
少量的沟叶结缕草种源；第３大类群主要包括４份美国引进的材料；第４大类主要包括沟叶结缕草和细叶结缕草；
大穗结缕草Ｚ０１０、长花结缕草Ｚ１２２和结缕草Ｚ１１５都单独聚为一类。从聚类结果可以看出，结缕草、中华结缕草和
沟叶结缕草均有交叉聚类现象，并不是同一个种的材料完全相聚，个别种源自行一类，遗传基础与其他材料差异较
大，从遗传聚类图可以很明确地看出９６份种源间的遗传距离及亲缘关系。
关键词：结缕草属；种质资源；种间关系；遗传多样性；ＳＲＡＰ
中图分类号：Ｓ５４３＋．９０３；Ｑ９４３　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００４５７５９（２００９）０５０２０１１０
 　 结缕草属（犣狅狔狊犻犪）植物是一种优良的暖季型草坪草，由于其具有广泛的土壤适应性，较强的抗性（抗寒性、
抗旱性、耐盐性、抗病虫害等）和耐粗放管理、省水节肥等优良特征，已被成功地应用于公园绿化、高尔夫球场和体
育场等各种草坪的建设中。随着对结缕草属植物应用的增加，对结缕草属植物的研究也越来越引起人们的重视，
从资源收集、资源评价到新品系选育已有一系列的研究报道［１～３］。
一般认为结缕草属植物有１１个种和一些变种与变型，种的划分主要是根据小穗的特征与叶片的长度与宽度
等形态特征进行的［４，５］。综合系统地研究结缕草属植物不同种的系统发育关系和不同种源间的遗传多样性，将
有利于促进结缕草属植物的育种工作和新品系的改良。刘建秀等［６］和李亚等［７，８］对中国结缕草属植物的外部形
态遗传多样性进行了研究，Ｗｅｎｇ等［９～１１］对生长在台湾地区的结缕草属植物进行了形态变异和同工酶变异２个
方面的研究，Ｋｉｔａｍｕｒａ［１２］，Ｙａｎｇ等［１３］，Ｃｈｏｉ等［１４］分别对分布于日本和韩国地区的结缕草属植物进行了形态变异
及同工酶的变异研究。形态学研究结果表明，由于结缕草属植物兼性的繁殖系统，种间天然杂种的普遍存在，结
缕草属植物不同的种在形态上存在连续的变异，因此给形态学分类鉴定和系统学研究带来了许多困难［１５～１７］。细
胞学研究结果表明，结缕草属植物在染色体数目上存在非常高的遗传相似性，染色体数目均为２ｎ＝４Ｘ＝
４０［１８，１９］。随着分子生物学的发展，分子标记技术被逐渐应用到结缕草属植物的遗传多样性及分类研究中，
Ｙａｎｅｓｈｉｔａ等［５］对来自日本的１７份结缕草品系通过ＲＦＬＰ（ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎｆｒａｇｍｅｎｔｌｅｎｇｔｈｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ，限制片段
长度多态性）技术进行遗传多样性研究；Ｃｈｏｉ等［２０，２１］和 Ｗｅｎｇ等［２２］应用ＲＡＰＤ（ｒａｎｄｏｍａｍｐｌｉｆｉｅｄｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃ
ＤＮＡ，随机扩增的多态性ＤＮＡ）技术分别对韩国和台湾地区的结缕草属植物进行了遗传多样性研究，金洪［２３］和
第１８卷　第５期
Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．５
草　业　学　报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ 　　
２０１－２１０
２００９年１０月
 收稿日期：２００８０９１６；改回日期：２００８１０２３
基金项目：国家自然科学基金项目（３０５７１３０７）资助。
作者简介：郭海林（１９７５），女，内蒙古乌盟人，助理研究员，在职博士生。Ｅｍａｉｌ：ｇｈｌｎｍｇ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｔｕｒｆｕｎｉｔ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ
黄占兵［２４］分别对中国的结缕草的遗传多样性进行了研究。研究结果表明，通过分子标记方法可以将结缕草、中
华结缕草、沟叶结缕草、细叶结缕草和大穗结缕草等不同的种以及杂种加以区分与鉴别，部分通过形态标记难以
区分的种（如中华结缕草和大穗结缕草）通过分子标记得以区分。
如上所述，前人已对结缕草属植物遗传多样性从不同角度进行了研究，但是日本的研究者只是对分布于日本
的结缕草属植物进行了遗传多样性的研究，韩国的研究者只对分布于韩国地区的结缕草属植物进行了研究，翁仁
宪等［１０］主要是针对分布于台湾省的结缕草进行研究。中国是结缕草属植物的起源地之一，具有丰富的结缕草属
植物种质资源，天然分布的有５个种和１个变种［２］。金洪［２３］和黄占兵［２４］对中国的结缕草进行了遗传多样性研
究，但他们只研究了结缕草一个种的遗传多样性。本单位从１９９３年开始从全国各地收集结缕草属植物种质资
源，同时从国外引进部分种质，在中国分布的５个种和１个变种都收集到了不同数量的种质资源，并从外部形态
（地上、地下）［６～８］、抗性（寒、旱、盐、病）［２５～２８］等各个方面对这些种质资源进行了较全面系统的评价，结果表明这
些种质在外部形态和抗性上均存在丰富的遗传变异，并通过部分种源应用同工酶和ＳＳＲ（ｓｉｍｐｌｅｓｅｑｕｅｎｃｅｒｅ
ｐｅａｔ，简单序列重复）分子标记技术对结缕草属植物不同种的种间关系进行了初步研究 ［２９，３０］。前期的这些研究
工作均为结缕草属植物进一步研究及其应用奠定了良好的基础，但是关于这些来自全国各地以及从国外引进的
包含５种１变种９６份的种质资源的遗传关系如何，到目前为止还没有作研究报道。
ＳＲＡＰ（ｓｅｑｕｅｎｃｅｒｅｌａｔｅｄａｍｐｌｉｆｉｅｄｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ，相关序列扩增多态性）标记是２００１年由Ｌｉ和Ｑｕｉｒｏｓ［３１］开
发的一种基于ＰＣＲ的新型分子标记技术，ＳＲＡＰ标记自开发以来，已在多种植物的遗传多样性、指纹图谱、纯度
鉴定、资源亲缘关系分析、连锁图谱构建、基因定位、比较基因组学研究等领域得到广泛应用［３２～３４］，研究表明该标
记具有操作简便、快速，多态性丰富，重复性好，不需预知物种序列信息以及成本较低等优点，虽然ＡＦＬＰ（ａｍｐｌｉ
ｆｉｅｄｆｒａｇｍｅｎｔｌｅｎｇｔｈｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ，扩增片段长度多态性）、ＩＳＳＲ（ｉｎｔｅｒｓｉｍｐｌｅｓｅｑｕｅｎｃｅｒｅｐｅａｔ，简单重复序列区
间）、ＳＳＲ、ＲＡＰＤ这些分子标记已经在结缕草属植物及其他许多植物的遗传多样性研究中得到了成功应用，但在
研究中发现ＲＡＰＤ虽然简单快捷，但稳定性较差，ＳＳＲ引物的开发成本很高，ＩＳＳＲ引物受数量的限制，而ＳＲＡＰ
分子标记技术不仅具有ＲＡＰＤ简单快捷之优点，同时还具有ＡＦＬＰ的稳定性和多态性，是简单又经济、有效又可
靠的分子标记系统。
本研究在前期工作的基础上，通过ＳＲＡＰ分子标记技术对已拥有的覆盖了国内结缕草属植物分布范围和应
用区域的５种１变种共８４份代表性种质资源及从国外引进的１２份种源进行遗传多样性及其亲缘关系的研究，
以达到如下研究目的，首先明确我国结缕草属植物种质资源的遗传多样性及亲缘关系，以及与引进材料间的亲缘
关系，其次对现有种源的种名归属问题进行进一步鉴定以及对部分种类的分类地位进行分析，从而为结缕草属植
物种质资源进一步研究和利用提供分子水平的科学依据。
１　材料与方法
１．１　试验材料
试验材料为来自中国１２个省份的覆盖国内结缕草属植物分布和应用区域的５个种１变种８４份种源和从美
国、日本引进的１２份品种及种源材料，其中包括结缕草（犣．犼犪狆狅狀犻犮犪）６５份，中华结缕草（犣．狊犻狀犻犮犪）１８份，沟叶
结缕草（犣．犿犪狋狉犲犾犾犪）９份，大穗结缕草（犣．犿犪犮狉狅狊狋犪犮犺狔犪）１份、细叶结缕草（犣．狋犲狀狌犻犳狅犾犻犪）１份，长花结缕草（犣．
狊犻狀犻犮犪ｖａｒ．ｎｉｐｐｏｎｉｃａ）１份和１个杂交种（犣．犼犪狆狅狀犻犮犪×犣．犿犪狋狉犲犾犾犪）。目前均种植于江苏省中国科学院植物研
究所苗圃地内。
１．２　ＤＮＡ的提取
ＤＮＡ的提取采用ＳＤＳ（ｓｏｄｉｕｍｄｏｄｅｃｙｌｓｕｌｆａｔｅ，十二烷基硫酸钠）法，具体参照郭海林等［３５］的方法。
１．３　ＳＲＡＰ分析
ＳＲＡＰ分析引物：ＳＲＡＰ引物由上海博亚生物技术有限公司合成，随机选取２０条正向引物和１０条反向引物
（表１），共组合成２００对ＳＲＡＰ引物，从中筛选出５４对扩增条带清晰、多态性丰富的引物组合（表２）对９６份种源
进行扩增。
ＳＲＡＰ反应体系：扩增反应采用１０μＬ的反应体系，其中包括５０ｎｇ模板ＤＮＡ，１０×ＰＣＲ缓冲液，Ｍｇ
２＋１．５
２０２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２００９） Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．５
ｍｍｏｌ／Ｌ，ｄＮＴＰｓ２００μｍｏｌ／Ｌ，引物０．２μｍｏｌ／Ｌ，ＴａｑＤＮＡ聚合酶０．５Ｕ。
ＳＲＡＰ－ＰＣＲ扩增程序：９４℃预变性４ｍｉｎ；９４℃变性１ｍｉｎ，３７℃退火１ｍｉｎ，７２℃延伸１０ｓ，５个循环；９４℃
变性１ｍｉｎ，５０℃退火１ｍｉｎ，７２℃延伸１０ｓ，３５个循环；循环结束后７２℃延伸７ｍｉｎ，４℃保存。扩增反应在英国
ＴＥＣＨＮＥ公司的ＴＣ４１２型ＰＣＲ仪上进行。
扩增产物的检测：扩增结束后，在扩增产物中加入２μＬ６×ｌｏａｄｉｎｇＢｕｆｆｅｒ缓冲液混匀，上样于１０％的聚丙烯
酰胺凝胶进行分离（电泳仪为ＤＹＹ８Ｂ型，电泳槽为ＪＹＳＣＺ６型），电泳结束后快速银染检测。
表１　犛犚犃犘引物序列
犜犪犫犾犲１　犜犺犲狆狉犻犿犲狉狊犲狇狌犲狀犮犲狊狌狊犲犱犳狅狉犛犚犃犘犪狀犪犾狔狊犻狊
编号Ｃｏｄｅ 正向引物Ｆｏｒｗａｒｄｐｒｉｍｅｒｓ 编号Ｃｏｄｅ 正向引物Ｆｏｒｗａｒｄｐｒｉｍｅｒｓ 编号Ｃｏｄｅ 反向引物Ｒｅｓｅｒｓｅｐｒｉｍｅｒｓ
Ｍｅ１ ５′ＸＡＴＡ３′ Ｍｅ１１ ５′ＸＡＡＧ３′ Ｅｍ１ ５′ＹＣＡＡ３′
Ｍｅ２ ５′ＸＡＧＣ３′ Ｍｅ１２ ５′ＸＴＡＧ３′ Ｅｍ２ ５′ＹＣＴＧ３′
Ｍｅ３ ５′ＸＡＣＣ３′ Ｍｅ１３ ５′ＸＴＴＧ３′ Ｅｍ３ ５′ＹＧＡＣ３′
Ｍｅ４ ５′ＸＡＣＡ３′ Ｍｅ１４ ５′ＸＴＧＴ３′ Ｅｍ４ ５′ＹＴＧＡ３′
Ｍｅ５ ５′ＸＴＧＣ３′ Ｍｅ１５ ５′ＸＴＣＡ３′ Ｅｍ５ ５′ＹＡＡＣ３′
Ｍｅ６ ５′ＸＡＧＡ３′ Ｍｅ１６ ５′ＸＧＡＣ３′ Ｅｍ６ ５′ＹＧＣＡ３′
Ｍｅ７ ５′ＸＡＣＧ３′ Ｍｅ１７ ５′ＸＧＴＡ３′ Ｅｍ７ ５′ＹＧＡＧ３′
Ｍｅ８ ５′ＸＡＡＡ３′ Ｍｅ１８ ５′ＸＧＧＴ３′ Ｅｍ８ ５′ＹＧＣＣ３′
Ｍｅ９ ５′ＸＡＡＣ３′ Ｍｅ１９ ５′ＸＣＡＧ３′ Ｅｍ９ ５′ＹＴＣＡ３′
Ｍｅ１０ ５′ＸＡＡＴ３′ Ｍｅ２０ ５′ＸＣＡＴ３′ Ｅｍ１０ ５′ＹＣＡＴ３′
　表中Ｉｎｔａｂｌｅ，Ｘ＝ＴＧＡＧＴＣＣＡＡＡＣＣＧＧ，Ｙ＝ＧＡＣＴＧＣＧＴＡＣＧＡＡＴＴ。
表２　５４对犛犚犃犘引物组合及其扩增结果
犜犪犫犾犲２　５４犛犚犃犘狆狉犻犿犲狉犮狅犿犫犻狀犪狋犻狅狀狊犪狀犱狋犺犲狉犲狊狌犾狋狊狅犳犪犿狆犾犻犳犻犮犪狋犻狅狀
引物组合
ＰＣ
多态位点百分率
ＰＰＢ（％）
引物组合
ＰＣ
多态位点百分率
ＰＰＢ（％）
引物组合
ＰＣ
多态位点百分率
ＰＰＢ（％）
引物组合
ＰＣ
多态位点百分率
ＰＰＢ（％）
Ｍｅ１８＋Ｅｍ１ １００．００ Ｍｅ１９＋Ｅｍ４ ８７．５０ Ｍｅ１８＋Ｅｍ６ １００．００ Ｍｅ６＋Ｅｍ９ １００．００
Ｍｅ１９＋Ｅｍ１ １００．００ Ｍｅ２＋Ｅｍ５ １００．００ Ｍｅ７＋Ｅｍ７ １００．００ Ｍｅ１４＋Ｅｍ９ １００．００
Ｍｅ７＋Ｅｍ２ １００．００ Ｍｅ３＋Ｅｍ５ １００．００ Ｍｅ１１＋Ｅｍ７ １００．００ Ｍｅ１５＋Ｅｍ９ １００．００
Ｍｅ１０＋Ｅｍ２ １００．００ Ｍｅ５＋Ｅｍ５ ８０．００ Ｍｅ１５＋Ｅｍ７ １００．００ Ｍｅ１９＋Ｅｍ９ １００．００
Ｍｅ１１＋Ｅｍ２ ６６．６７ Ｍｅ１１＋Ｅｍ５ １００．００ Ｍｅ１７＋Ｅｍ７ １００．００ Ｍｅ２０＋Ｅｍ１９ ９０．００
Ｍｅ１８＋Ｅｍ２ １００．００ Ｍｅ１３＋Ｅｍ５ １００．００ Ｍｅ１＋Ｅｍ８ １００．００ Ｍｅ４＋Ｅｍ１０ ８０．００
Ｍｅ１＋Ｅｍ３ １００．００ Ｍｅ１７＋Ｅｍ５ １００．００ Ｍｅ３＋Ｅｍ８ １００．００ Ｍｅ９＋Ｅｍ１０ ６６．６７
Ｍｅ３＋Ｅｍ３ ８５．７１ Ｍｅ１９＋Ｅｍ５ ８０．００ Ｍｅ４＋Ｅｍ８ １００．００ Ｍｅ１３＋Ｅｍ１０ ７７．７８
Ｍｅ６＋Ｅｍ３ １００．００ Ｍｅ７＋Ｅｍ６ ８７．５０ Ｍｅ６＋Ｅｍ８ ７５．００ Ｍｅ１４＋Ｅｍ１０ ８８．８９
Ｍｅ１４＋Ｅｍ３ ６６．６７ Ｍｅ８＋Ｅｍ６ １００．００ Ｍｅ７＋Ｅｍ８ １００．００ Ｍｅ１６＋Ｅｍ１０ １００．００
Ｍｅ２＋Ｅｍ４ ６６．６７ Ｍｅ９＋Ｅｍ６ １００．００ Ｍｅ８＋Ｅｍ８ ９１．６７ Ｍｅ１７＋Ｅｍ１０ １００．００
Ｍｅ１１＋Ｅｍ４ ８５．７１ Ｍｅ１５＋Ｅｍ６ １００．００ Ｍｅ９＋Ｅｍ８ ７１．４３ Ｍｅ１９＋Ｅｍ１０ ７１．４３
Ｍｅ１４＋Ｅｍ４ ６６．６７ Ｍｅ１６＋Ｅｍ６ １００．００ Ｍｅ１３＋Ｅｍ８ １００．００
Ｍｅ１７＋Ｅｍ４ １００．００ Ｍｅ１７＋Ｅｍ６ １００．００ Ｍｅ１６＋Ｅｍ８ ９２．３１
　ＰＣ：引物组合；ＴＢ：全部条带；ＰＢ：多态性条带；ＰＰＢ：多态位点百分率。
　ＰＣ：Ｐｒｉｍｅｒｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ；ＴＢ：Ｔｏｔａｌｂａｎｄｓ；ＰＢ：Ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃｂａｎｄｓ；ＰＰＢ：Ｐｅｒｃｅｎｔｒａｔｅｏｆｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃｂａｎｄｓ．
３０２第１８卷第５期 草业学报２００９年
１．４　数据处理
对供试９６份材料扩增的电泳谱带总数和多态性带的数目进行统计。根据各多态性引物扩增条带的有无，按
有带的记为“１”，无带的记为“０”，建立原始数据矩阵。用ＰＯＰＧＥＮＥ３．２软件在假定种群处于 ＨａｒｄｙＷｅｉｎｂｅｒｇ
平衡状态下，计算多态带数（ＰＢ）、多态位点百分率（ＰＰＢ）、Ｎｅｉ’Ｓ［３６］基因多样性指数（犎）、Ｓｈａｎｎｏｎ信息指数
（犐）［３７］、Ｎｅｉ’ｓ［３６］遗传距离（ＧＤ）和遗传相似系数（ＧＳ），并通过ＵＰＧＭＡ分子系统聚类法由 ＭＥＧＡ３．１软件生成
聚类图。
２　结果与分析
２．１　基因组ＤＮＡ遗传多态性分析
选用５４对带型清晰，多态性较好的ＳＲＡＰ引物对９６份结缕草属种源材料进行扩增，所扩增条带的分子量一
般都为５０～５００ｂｐ（图１），５４对引物共扩增出３６２条清晰的可用于多样性分析的谱带，平均每对引物扩增出６．７
条，最多的１５条，最少的只有２条（表２），其中多态性条带３３７条，多态性比率（ＰＰＢ）为９３．０９％，多样性分析结
果表明，Ｎｅｉ’ｓ基因多样性指数（犎）变异范围为０～０．５，平均为０．２４０９，Ｓｈａｎｎｏｎ信息指数（犐）为０．３７４６，变异范
围为０～０．６９１３。这些结果均表明在这些结缕草属种质间存在丰富的遗传多样性，同时也说明ＳＲＡＰ标记在检
测结缕草基因组遗传多态性上有较显著的检出效率。
图１　引物组合 犕犲１９＋犈犿９对９６份结缕草属种质资源的扩增结果
犉犻犵．１　犚犲狊狌犾狋狅犳犘犆犚犪犿狆犾犻犳犻犮犪狋犻狅狀犳狅狉９６犣狅狔狊犻犪犵犲狉犿狆犾犪狊犿狊狌狊犻狀犵狆狉犻犿犲狉犮狅犿犫犻狀犪狋犻狅狀犕犲１９＋犈犿９
２．２　遗传相似性分析
应用ＰＯＰＧＥＮＥ３．２软件，通过扩增谱带的１，０原始数据矩阵，对９６份种源进行遗传相似性分析，结果表
明，供试材料样本间相似系数（ＧＳ）的变异范围为０．５９３９～０．９８３４，平均ＧＳ为０．７５８８，平均遗传距离（ＧＤ）为
０．２４１２。
根据相似系数矩阵表，对不同种种间的遗传相似系数进行了比较分析（表３），从种间的遗传相似系数来看，
结缕草与中华结缕草的遗传相似系数平均值为０．７６５３，最大值达０．９７７９，这说明结缕草与中华结缕草的遗传距
离较近，沟叶结缕草与细叶结缕草的遗传相似系数平均值也较高为０．７８２５，最大值为０．９０８８，说明这２个种的
遗传距离也较近，同样在结缕草与中华结缕草之间，沟叶结缕草与细叶结缕草之间都存在一些遗传差异较大的材
料，遗传相似系数的最小值分别为０．６１３３和０．６７１３。而结缕草与沟叶结缕草、细叶结缕草，中华结缕草与沟叶
结缕草、细叶结缕草的遗传相似系数均较低，相似系数的最高值都小于０．９，因此，相对来说，它们的遗传距离较
远。大穗结缕草与长花结缕草的相似系数最高为０．７３４８，与沟叶结缕草和细叶结缕草的相似系数也较高，分别
４０２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２００９） Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．５
为０．７１１８和０．７２３８，而与结缕草和中华结缕草的相似系数相对最低，分别为０．６６４０和０．６７３６。长花结缕草
与大穗结缕草和细叶结缕草的相似系数最大，均为０．７３４８，与中华结缕草的相似系数位居第２，为０．７１２５，从相
似系数可以看出，长花结缕草虽然是中华结缕草的变种，但与中华结缕草的差异也较大，与中华结缕草的相似系
数和与其他４个种的遗传相似系数相当。
与种间的遗传相似系数相比，同一个种内的不同材料遗传相似性相对较高，相似系数的平均值均在０．７５以
上，但从相似系数的变异范围可以看出，仍有一部分材料间存在着明显的遗传差异，结缕草种内的遗传相似系数
最低值为０．５９９４，中华结缕草和沟叶结缕草种内的最低遗传相似系数分别为０．６２４３和０．６６３０，３个种的遗传
相似系数变异范围分别为０．５９９４～０．９８３４，０．６２４３～０．９８０７，０．６６３０～０．９４７５，其中结缕草的遗传相似系数
变异范围最大，中华结缕草的遗传相似系数次之，沟叶结缕草的遗传相似系数最低，这与其分布范围相一致。
表３　结缕草属植物不同种之间的犛犚犃犘标记遗传相似系数变异范围
犜犪犫犾犲３　犞犪狉犻犪狀犮犲狉犪狀犵犲狅犳犵犲狀犲狋犻犮狊犻犿犻犾犪狉犻狋狔犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋狅犳犛犚犃犘犿犪狉犽犲狉狊犫犲狋狑犲犲狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊狆犲犮犻犲狊狅犳犣狅狔狊犻犪犵狉犪狊狊
种名
Ｓｐｅｃｉｅｓ
变异范围
Ｖａｒｉａｎｃｅｒａｎｇｅ
平均
Ａｖｅｒａｇｅ
种名
Ｓｐｅｃｉｅｓ
变异范围
Ｖａｒｉａｎｃｅｒａｎｇｅ
平均
Ａｖｅｒａｇｅ
结缕草－结缕草Ｊ－Ｊ ０．５９９４～０．９８３４ ０．７８０１ 中华结缕草－大穗结缕草Ｓ－Ｍａ ０．６２９８～０．７１８２ ０．６７３６
中华结缕草－中华结缕草Ｓ－Ｓ ０．６２４３～０．９８０７ ０．７５８６ 沟叶结缕草－细叶结缕草 Ｍ－Ｔ ０．６７１３～０．９０８８ ０．７９４０
沟叶结缕草－沟叶结缕草 Ｍ－Ｍ ０．６６３０～０．９４７５ ０．７７０４ 沟叶结缕草－大穗结缕草 Ｍ－Ｍａ ０．６８２３～０．７５１４ ０．７１１８
结缕草－中华结缕草Ｊ－Ｓ ０．６１３３～０．９７７９ ０．７６５３ 细叶结缕草－大穗结缕草Ｔ－Ｍａ ０．７２３８ ０．７２３８
结缕草－沟叶结缕草Ｊ－Ｍ ０．５９６７～０．８７２９ ０．７１０２ 长花结缕草－结缕草Ｓｖ－Ｊ ０．６０５０～０．７７０７ ０．６８６７
结缕草－细叶结缕草Ｊ－Ｔ ０．６２４３～０．７１５５ ０．６６８０ 长花结缕草－中华结缕草Ｓｖ－Ｓ ０．６３５４～０．７８７３ ０．７１２５
结缕草－大穗结缕草Ｊ－Ｍａ ０．６２４３～０．７１５５ ０．６６４０ 长花结缕草－沟叶结缕草Ｓｖ－Ｍ ０．６５４７～０．７４８６ ０．７０９３
中华结缕草－沟叶结缕草Ｓ－Ｍ ０．５９３９～０．８７８５ ０．７１５０ 长花结缕草－细叶结缕草Ｓｖ－Ｔ ０．７３４８ ０．７３４８
中华结缕草－细叶结缕草Ｓ－Ｔ ０．６１３３～０．７７９０ ０．６８１２ 长花结缕草－大穗结缕草Ｓｖ－Ｍａ ０．７３４８ ０．７３４８
　Ｊ：犣．犼犪狆狅狀犻犮犪；Ｓ：犣．犛犻狀犻犮犪；Ｍ：犣．犿犪狋狉犲犾犾犪；Ｔ：犣．狋犲狀狌犻犳狅犾犻犪；Ｍａ：犣．犿犪犮狉狅狊狋犪犮犺狔犪；Ｓｖ：犣．狊犻狀犻犮犪ｖａｒ．ｎｉｐｐｏｎｉｃａ．
２．３　遗传多样性的分子聚类分析
从９６份结缕草属种质的分子聚类图可知，当以Ｌ１ 作切割线时，所有材料被分为７个大的类群，其中第１大
类和第２大类分别为包含结缕草、中华结缕草和沟叶结缕草３个种的４０份种质与４１份种质；第３大类群包括４
份美国引进材料与１份海南的中华结缕草Ｚ０９１；第４大类主要是沟叶结缕草，细叶结缕草Ｚ１６０也聚在这一类，
另外还包含１份中华结缕草Ｚ０９７；大穗结缕草Ｚ０１０、长花结缕草Ｚ１２２和结缕草Ｚ１１５都单独聚为一类。对第１
大类和第２大类进行进一步分析，第１大类又分为Ａ、Ｂ两个亚类群，Ａ类群主要以结缕草为主，２份中华结缕草
Ｚ０３９和Ｚ００８也聚在这一类；Ｂ类群则主要以沟叶结缕草为主，另还有２份从日本引进的结缕草Ｚ０７３和Ｚ０８０也
与这些沟叶结缕草聚为一类。第２大类进一步分为Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ四个亚类群，这４个亚类群均既包含结缕草又包含
中华结缕草，其中Ｃ亚群还包含１份沟叶结缕草Ｚ１１４。从采样地来看，Ｃ亚群主要以山东、辽宁、北京和江苏苏
北等北方地区的材料为主，Ｄ亚群主要以浙江、安徽、江苏的材料为主。从以上分析可以看出，同一个种的材料基
本上聚在一起，不同种之间结缕草与中华结缕草遗传距离较近，聚在一起，沟叶结缕草与细叶结缕草聚在一起，大
穗结缕草和长花结缕草单独聚类，也有一些例外，如来自重庆的结缕草Ｚ０９７与沟叶结缕草聚在一起，来自北京
的沟叶结缕草Ｚ１１４与来自山东枣庄的中华结缕草Ｚ１１６聚在一起，而来自河南新乡的结缕草Ｚ１１５单独聚为一
类，这些结果说明结缕草属植物不同种之间有一定的遗传特异性，但由于其常异花授粉的特性，不同种之间相互
杂交，出现基因漂流现象，产生了一些中间类型。
３　结论与讨论
３．１　结缕草属植物种质资源间存在着丰富的的遗传多样性
我国是结缕草属植物的原产地之一，种质资源的数量位居世界之首，分布范围也很广，北起辽宁北部，南到福
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图２　基于犛犚犃犘数据绘制的９６份结缕草属植物种质资源间的分子聚类图
犉犻犵．２　犆犾狌狊狋犲狉犱犲狀犱狉狅犵狉犪犿狅犳９６犣狅狔狊犻犪犵犲狉犿狆犾犪狊犿狊犫犪狊犲犱狅狀犛犚犃犘犿犪犽犲狉狊
６０２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２００９） Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．５
建，东起吉林省鸭绿江中上游，西到陕西东南部都有结缕草属植物的分布，前人已通过形态学标记对我国结缕草
属植物的遗传多样性进行了研究［６～８］。结果表明，我国的结缕草属植物在形态上存在着丰富的遗传变异，本研究
通过ＳＲＡＰ分子标记技术对涵盖了我国主要分布和应用区域的结缕草属植物的遗传多样性进行研究，结果５４
对引物扩增出３３７条多态性条带，多态性比率（ＰＰＢ）为９３．０９％，不同种质资源间的遗传相似性变异范围很大，为
０．５９３９～０．９８３４，这些结果从分子标记的角度进一步说明了我国结缕草属植物种质资源间存在丰富的遗传变
异。结缕草属植物丰富的遗传变异为结缕草属植物的优良品系选育、开发和利用提供了空间，避免了因遗传基础
狭窄而给育种工作造成的限制。因此，对结缕草属植物进行深入研究，选育优良的结缕草属植物新品种，既具有
资源优势，又具有开发潜力。
３．２　结缕草属植物丰富的遗传多样性与结缕草属植物的起源及分布范围有关
遗传相似性分析结果表明，结缕草属植物种质资源间较大的变异范围不仅存在于种间而且存在于种内，这种
结果可能与结缕草属植物的起源与分布范围有关，结缕草属植物的分布范围非常广泛，分布区域南北跨近２０个
纬度（２３°３０′～４３°２２′Ｎ），东西占３４个经度（１０９°～１４３°Ｅ），从平原绿地到低山丘陵，到沿海滩涂均有结缕草属植
物的分布，因此，在长期的进化过程中，为了适应各自的生长地理环境和气候条件，就形成了遗传上的差异性。结
缕草、中华结缕草、沟叶结缕草和细叶结缕草是研究最多的４种草坪草，也是种质资源相对较丰富的４个种，从种
间关系来看，结缕草和中华结缕草、沟叶结缕草和细叶结缕草的遗传相似系数较高，遗传距离较近，这个结果与前
人的研究结果一致，也认为是与它们的起源和分布区域相似性有关，结缕草和中华结缕草的起源与分布区域相
似，而沟叶结缕草和细叶结缕草的起源与分布区域相近［２］。大穗结缕草与其他种的遗传相似系数均不太高，长花
结缕草虽为中华结缕草的变种，但与中华结缕草的遗传相似系数和与其他种的遗传相似系数相近，也较低。笔者
从叶片、匍匐茎、直立茎以及花序等外部形态的观察结果发现，长花结缕草与大穗结缕草比较相似，两者地理分布
范围比较接近，并且从相似系数来看，长花结缕草与大穗结缕草的相似系数为０．７３４８，高于长花结缕草与中华结
缕草的相似系数（０．７１２５），因此，长花结缕草倒像是大穗结缕草的一个变种。但是在本研究中长花结缕草和大
穗结缕草均只有１份材料，所以本研究结果只能说明这２份种源材料间的相似性，关于这２个种之间的遗传相似
性还有待于进一步研究。
通过同工酶技术和ＲＡＰＤ技术对结缕草属植物的遗传多样性研究结果均表明，结缕草属植物的遗传多样性
与不同种的植物学分类相关性较低，而与其长期对生长环境的适应性的相关性更高［１１，２２］。本研究对来自中国１２
个不同省份的８４份结缕草属种质资源和１２份从美国、日本等引进的材料进行遗传多样性分析，遗传相似性分析
结果表明，中华结缕草和结缕草因地理分布相似，这２个种遗传相似系数较高，沟叶结缕草和细叶结缕草的分布
范围有很大重叠，遗传相似系数也高。聚类分析结果表明，来自同一地区的材料基本上聚在一起，如第３大类主
要是从美国引进的材料为主，另外几份从美国引的材料Ｚ１３５，Ｚ１３６，Ｚ１３７虽然没聚在第３大类，但它们也单独聚
在一起。第２大类的Ｃ亚群主要以山东、辽宁、北京和江苏苏北等北方地区的材料为主，Ｄ亚群主要以浙江、安
徽、江苏等长江中下游地区的材料为主。这进一步说明了遗传多样性与地理来源和分布的相关性。
３．３　结缕草属植物不同种间的交叉聚类现象普遍存在，个别材料因具有遗传上的特异性，单独聚为一类
从聚类图上可以看出，９６份种源材料并不是完全按照种的划分进行聚类的，而出现了交叉聚类现象，如中华
结缕草Ｚ０３９和Ｚ００８聚在以结缕草为主的第１大类的Ａ亚群，第２大类的Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ四个亚类群中均既包含结
缕草又包含中华结缕草。结缕草属植物的开花习性为雌蕊先熟雄蕊后熟，先后间隔５～７ｄ，因此，自交结实率很
低，平均只有１６．１５％，并且大量研究结果表明，结缕草属植物种间杂交是普遍存在的，这种常异花授粉的特性，
导致结缕草属植物种内个体间丰富的遗传多样性和种间个体间的遗传相似性，并产生了许多中间类型，以致于从
外部形态上表现出连续的变异。根据聚类结果，本试验中２份从日本引进的材料Ｚ０７３和Ｚ０８０，与沟叶结缕草
Ｚ１０２，Ｚ０１４，Ｚ１４２聚为一类，从外部形态来看，两者也间于结缕草和沟叶结缕草之间，这２份材料的叶片较一般的
结缕草细致，花序长度较短，这两特征与沟叶结缕草较接近，但这２份材料的生殖枝高度较高，小穗的特征也与结
缕草接近，这也是这２份材料被定为结缕草这个种的原因，从聚类的结果来看，Ｚ０７３与Ｚ０８０很可能是结缕草与
沟叶结缕草的杂交种。本试验中大穗结缕草、细叶结缕草、长花结缕草都只有１份种质，结果发现细叶结缕草与
７０２第１８卷第５期 草业学报２００９年
沟叶结缕草聚在一起，进一步证明了细叶结缕草与沟叶结缕草亲缘关系较近，而大穗结缕草和长花结缕草都分别
聚为一类，说明这２个材料与其他材料的亲缘关系都较远，但从聚类图上可以发现，这２份材料虽然没有聚在一
起，却紧靠在一起，因此，相对来说，相似性较高，长花结缕草虽然是中华结缕草的变种，但并没有与中华结缕草相
聚。最为特别的是来自河南新乡的结缕草Ｚ１１５，从外部形态看，与其他的结缕草相比，没有特别的区别，但从聚
类的结果发现，Ｚ１１５单独聚为一类，与其他结缕草的遗传基础差异较大，亲缘关系较远，本研究在对结缕草属植
物ＳＲＡＰ分子标记研究的同时，也进行了ＳＳＲ分子标记的研究，中华结缕草Ｚ１１５也单独聚为一类（未发表资
料），这说明这份材料虽然在外部形态上没有表现出特异性，但在遗传基质上确实存在一些特异的基因。因此，结
缕草属植物开放的授粉系统导致结缕草属植物不同种源的基因渗透，也导致了种源基因构成上异质性的提高，杂
交育种中发现，结缕草属植物在杂交一代即发生高度分离，因此，对于结缕草属植物的研究，种的划分非常重要，
但是对于每一个种源来说，种源间的遗传关系也不可忽视，对于品种选育、改良至关重要。
３．４　ＳＲＡＰ分子标记技术可以有效地应用于结缕草属植物遗传多样性的研究中
本研究应用ＳＲＡＰ分子标记技术对９６份结缕草属植物的遗传多样性进行研究，５４对引物扩增出３６２条清
晰的用于多样性分析的谱带，其中多态性条带就有３３７条，多态性比率为９３．０９％，这一方面说明了结缕草属植
物不同种质资源间存在着丰富的遗传变异，同时也说明了ＳＲＡＰ分子标记技术在结缕草属植物遗传多样性研究
中较高的检出效率。
分子标记技术通过直接检测ＤＮＡ本身的序列变化，对种质间的遗传多样性进行研究，被认为是目前最有效
的遗传多样性分析方法。本研究通过ＳＲＡＰ分子标记技术对结缕草属植物的遗传多样性进行研究，结果将形态
上与其他的结缕草没有特殊差异的Ｚ１１５单独聚为一类，对一些形态上处于中间类型的材料（如：Ｚ０７３和Ｚ０８０），
以及长花结缕草和中华结缕草的遗传关系，通过ＳＲＡＰ分子标记聚类分析为其身份的确定提供了新的信息，这
些都体现出ＳＲＡＰ分子标记技术在结缕草属植物遗传多样性研究中的优越性和有效性，本研究结论为ＳＲＡＰ分
子标记技术在结缕草属植物进一步研究中的应用奠定了良好的基础。
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９０２第１８卷第５期 草业学报２００９年
犌犲狀犲狋犻犮犱犻狏犲狉狊犻狋狔犪狀犱狉犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆狊狅犳狕狅狔狊犻犪犵狉犪狊狊犪狊狉犲狏犲犪犾犲犱犫狔犛犚犃犘犿犪狉犽犲狉狊
ＧＵＯＨａｉｌｉｎ１，２，ＺＨＥＮＧＹｉｑｉ１，２，ＣＨＥＮＸｕａｎ２，ＸＵＥＤａｎｄａｎ１，２，ＬＩＵＪｉａｎｘｉｕ２
（１．ＣｏｌｅｇｅｏｆＨｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅ，ＮａｎｊｉｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９５，Ｃｈｉｎａ；２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＢｏｔａｎｙ，
ＪｉａｎｇｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅａｎｄＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００１４，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｈｅｇｅｎｅｔｉｃｄｉｖｅｒｓｉｔｙａｎｄｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｏｆ９８ｇｅｒｍｐｌａｓｍｓｏｆｆｉｖｅｓｐｅｃｉｅｓａｎｄｏｎｅｖａｒｉｅｔｙｏｆ犣狅狔狊犻犪
ｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｕｓｉｎｇＳＲＡＰｍａｒｋｅｒｓ．Ａｔｏｔａｌｏｆ３６２ｂａｎｄｓｗｅｒｅｄｅｔｅｃｔｅｄｗｉｔｈ５４ｐａｉｒｓｏｆＳＲＡＰｐｒｉｍｅｒｓａｎｄ３３７
ｏｆｔｈｅｂａｎｄｓｗｅｒｅｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃ（ＰＰＢ＝９３．０９％）．ＴｈｅＮｅｉ’ｓｇｅｎｅｄｉｖｅｒｓｉｔｙｉｎｄｅｘ（Ｈ）ｗａｓ０．２４０９ａｎｄｔｈｅ
Ｓｈａｎｎｏｎｄｉｖｅｒｓｉｔｙｉｎｄｅｘ（Ｉ）ｗａｓ０．３７４６，ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇａｈｉｇｈｌｅｖｅｌｏｆｇｅｎｅｔｉｃｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｚｏｙｓｉａｇｒａｓｓ．Ｔｈｅｇｅｎｅｔｉｃ
ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ（ＧＳ）ａｍｏｎｇ９６犣狅狔狊犻犪ｇｅｒｍｐｌａｓｍｓｒａｎｇｅｄｆｒｏｍ０．５９３９ｔｏ０．９８３４ｗｉｔｈａｎａｖｅｒａｇｅｏｆ０．７５８．Ｅｉｇｈｔ
ｓｈｏｗｅｄｔｈａｔａｌａｒｇｅｇｅｎｅｔｉｃｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍｅｘｉｓｔｅｄａｍｏｎｇｔｈｅｇｅｒｍｐｌａｓｍｓｏｆ犣狅狔狊犻犪ｇｒａｓｓ．ＴｈｅＧＳｂｅｔｗｅｅｎ犣．
犼犪狆狅狀犻犮犪ａｎｄ犣．狊犻狀犻犮犪，ａｎｄｂｅｔｗｅｅｎ犣．犿犪狋狉犲犾犾犪ａｎｄ犣．狋犲狀狌犻犳狅犾犻犪ｗｅｒｅｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｈｉｇｈｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅＧＳ
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０．５９９４－０．９８３４，０．６２４３－０．９８０７ａｎｄ０．６６３０－０．９４７５，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆｂａｎｄｓ，９６
ｚｏｙｓｉａｇｅｒｍｐｌａｓｍｗｅｒｅｃｌａｓｓｉｆｉｅｄｉｎｔｏｓｅｖｅｎｍａｊｏｒｇｒｏｕｐｓｂｙＵＰＧＭＡｃｌｕｓｔｅｒａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｎｗｈｉｃｈｇｒｏｕｐＩａｎｄ
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ｃｌｕｄｅｄｆｏｕｒａｃｃｅｓｓｉｏｎｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｆｒｏｍＡｍｅｒｉｃａ．ＧｒｏｕｐＩＶｍａｉｎｌｙｃｏｍｓｉｓｔｅｄｏｆ犣．犿犪狋狉犲犾犾犪ａｎｄ犣．狋犲狀狌犻犳狅犾犻犪．
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ｃｌｕｓｔｅｒｅｄｉｎｔｏｏｎｅｇｒｏｕｐ：ｎｏｏｎｅｓｐｅｃｉｅｓｃｌｕｓｔｅｒｅｄｉｎｔｏｏｎｅｇｒｏｕｐ，Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ａｖｅｒｙｆｅｗｇｒｏｕｐｓｃｏｎｔａｉｎｅｄｏｎｌｙ
ｏｎｅａｃｃｅｓｓｉｏｎ，ｓｕｇｇｅｓｔｉｎｇｔｈａｔｉｔｈａｄａｓｐｅｃｉａｌｇｅｎｅｔｉｃｂａｓｅ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｄｉｖｅｒｓｉｔｙａｎｄｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓａｍｏｎｇ
９６ｇｅｒｍｐｌａｓｍｓｈａｖｅｂｅｅｎｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄａｎｄａｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｍａｄｅｏｎｔｈｅｏｗｎｅｒｓｈｉｐｏｆｐａｒｔａｃｃｅｓｓｉｏｎｓ．
Ｔｈｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｓｈｏｕｌｄｐｒｏｖｉｄｅａｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｂａｓｉｓａｔｔｈｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｌｅｖｅｌｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒｓｔｕｄｙａｎｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆ
犣狅狔狊犻犪ｇｒａｓｓｇｅｒｍｐｌａｓｍｓ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：犣狅狔狊犻犪；ｇｅｒｍｐｌａｓｍｒｅｓｏｕｒｃｅｓ；ｉｎｔｅｒｓｐｅｃｉｆｉｃｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ；ｇｅｎｅｔｉｃｄｉｖｅｒｓｉｔｙ；ＳＲＡＰ
０１２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２００９） Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．５