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Genetic diversity of Cichorium intybus germplasm resources using sequence-related amplified polymorphism (SRAP) molecular markers

菊苣种质资源遗传多样性的SRAP研究



全 文 :书菊苣种质资源遗传多样性的犛犚犃犘研究
罗燕1,2,白史且1,彭燕2,张玉1,马啸2
(1.四川省草原科学研究院 四川 成都611731;2.四川农业大学草业科学系 四川 雅安625014)
摘要:利用SRAP分子标记技术对来自5大地理类群的48份菊苣材料的遗传多样性进行了研究。用筛选的28对
引物对48份材料的DNA进行PCR扩增,获得以下结论:1)28个位点共检测到333个等位基因,平均为11.89个,
多态性位点率(P)平均为95.09%;多态性信息含量(PIC)范围为0.23(me3+em3)~0.44(me1+em10),平均为
0.33;2)材料间遗传相似系数(GS)范围在0.55~0.89,平均GS值为0.69;地理类群间的GS值在0.63~0.96,其
中荷兰(P,95.52%)和意大利(P,95.38%)类群遗传多样性丰富,表明供试菊苣种质具有丰富的遗传变异;3)根据
研究结果进行聚类分析和主成分分析,可将48份菊苣材料分为五大类,来自相同地理类群的材料基本能聚为一
类,呈现出一定的地域性分布规律。
关键词:菊苣;种质资源;SRAP;遗传多样性
中图分类号:Q943;S540.24  文献标识码:A  文章编号:10045759(2010)05013909
  菊苣(犆犻犮犺狅狉犻狌犿犻狀狋狔犫狌狊)为多年生草本植物,是一种高产优质的饲用牧草,原产于地中海、中亚和北非。菊
苣在大洋洲的新西兰、澳大利亚和欧洲法国、意大利以及北美洲的美国等地亦为重要的牧草资源[1]。可将菊苣和
粮食作物进行间种,可解决牧草种植与粮食作物争地问题,促进种植业结构向多元化发展[2]。在我国,菊苣主要
分布于北京(百花山)、黑龙江(饶河)、辽宁(大连)、山西、陕西、新疆(乌鲁木齐、伊宁、阿勒泰)等地,生于滨海荒
地、河边、水沟边或山坡。
目前,我国已经登记了2个菊苣品种,皆为引进品种。从总体而言,菊苣资源的研究相对于其他牧草和作物
也还有一定的差距,一些珍贵的优良生态型以及居群分布正在缩小,菊苣基因资源还在丢失,资源研究的深度和
资源收集的广度不够,可以供筛选的优秀种质缺乏,严重影响了菊苣品种的选育。当前,围绕菊苣遗传多样性的
研究已经有相关报道,VanCutsem等[3]采用 AFLP标记对菊苣野生种和栽培种之间的基因流动进行了研究;
Baes和VanCutsem[4,5]用同工酶,Kiers等[6]及Koch和Jung[7]用RAPD和AFLP标记证明菊苣栽培种中存在
丰富的遗传多样性;Baes和VanCutsem[5]研究了栽培野生种、商业品种和布鲁塞尔菊苣3个基因库的10种同工
酶的多态性。目前,对菊苣种质资源进行SRAP分子标记的研究尚未见报道。
DNA是生物的遗传物质,DNA的多态性是生物多样性的本质内容。目前,国内外许多学者都已经利用
DNA分子标记技术在草坪草及牧草上进行了各种研究[810]。相关序列扩增多态性(sequencerelatedamplified
polymorphism,简称SRAP)[11],是由Li和 Quiros[12]在2001年创建的一种DNA分子标记技术,具有简便、稳
定、产率高、便于克隆目标片段的特点[13],它克服了RAPD(randomamplifiedpolymorphicDNA)重复性差、SSR
(simplesequencerepeats)位点较少、AFLP(amplifiedfragmentlengthpolymorphism)成本高的缺点,其重复性
和稳定性好,已被应用于图谱构建、比较基因组学和遗传多样性分析,是当前检测种质资源遗传多样性、构建高密
度连锁图谱、定位克隆基因、品种鉴定等的有力工具。SRAP在草业科学领域中的研究不多,Budak等[13]利用34
对SRAP引物组合分析了53份野牛草(犅狌犮犺犾狅犱犪犮狋狔犾狅犻犱犲狊)基因型之间的遗传多样性及表型关系。陈宣等[14]
对结缕草属(犣狅狔狊犻犪)植物耐盐性SRAP分子标记进行了研究。季杨等[15]对多花黑麦草品种(系)(犔狅犾犻狌犿犿狌犾狋犻
犳犾狅狉狌犿)间杂交及其杂种后代进行SRAP遗传分析。薛丹丹等[16]对通过SRAP分子标记技术对结缕草属植物种
间杂交的5个组合37份杂交后代进行了真假杂种的鉴定。
第19卷 第5期
Vol.19,No.5
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA   
139-147
2010年10月
 收稿日期:20091023;改回日期:20091112
基金项目:四川省应用基础项目(2008JY0010),国家农业行业专项(nyhyzx07022)和国家牧草产业技术体系项目资助。
作者简介:罗燕(1985),女,彝族,四川乐山人,在读硕士。
通讯作者。Email:baiturf@yahoo.com.cn
本研究采用SRAP分子标记技术对48份菊苣材料的基因组DNA进行了多态性扩增,旨在从分子水平对不
同类群菊苣资源进行遗传多样性分析,为综合评价菊苣种质资源,筛选菊苣优良种质和新品种选育提供理论依
据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试菊苣种质材料从国内外收集而来,总计48份。其中13份来自意大利,10份来自荷兰,10份来自法国,3
份来自匈牙利,2份来自德国,2份来自波兰,2份来自瑞士,1份来自葡萄牙,5份来自四川省草原科学研究院
(表1)。
表1 供试菊苣的资源编号及来源
犜犪犫犾犲1 犃犮犮犲狊犻狅狀犮狅犱犲犪狀犱狊狅狌狉犮犲狊狅犳犆.犻狀狋狔犫狌狊狌狊犲犱犻狀狋犺犻狊狊狋狌犱狔
序号
No.
存储库编号
Accesioncode
产地及来源
Originalsource
序号
No.
存储库编号
Accesioncode
产地及来源
Originalsource
1 PI651933 法国,曼恩卢瓦尔省France,MaineetLoire 25 PI652019 瑞士Switzerland
2 PI651934 法国,埃松省France,Essonne 26 PI390007 瑞士Switzerland
3 PI651935 法国,埃松省France,Essonne 27 PI652020 匈牙利 Hungary
4 PI651936 法国,埃松省France,Essonne 28 PI652021 匈牙利 Hungary
5 PI651937 法国,埃松省France,Essonne 29 PI652022 匈牙利 Hungary
6 PI651938 法国,埃松省France,Essonne 30 PI652050 葡萄牙,科英布拉Portugal,Coimbra
7 PI651939 法国,埃松省France,Essonne 31 PI651999 意大利,皮埃蒙特Italy,Piedmont
8 PI651940 法国,埃松省France,Essonne 32 PI652037 意大利,威尼托Italy,Veneto
9 PI393816 法国France 33 PI652038 意大利,威尼托Italy,Veneto
10 PI393817 法国France 34 PI652039 意大利,威尼托Italy,Veneto
11 PI651941 荷兰,北荷兰Netherlands,NorthHoland 35 PI652040 意大利,威尼托Italy,Veneto
12 PI651942 荷兰,北荷兰Netherlands,NorthHoland 36 PI652042 意大利,伦巴底Italy,Lombardy
13 PI651990 荷兰,北荷兰Netherlands,NorthHoland 37 PI652043 意大利,艾米利亚-罗马涅Italy,EmiliaRomagna
14 PI651991 荷兰,北荷兰Netherlands,NorthHoland 38 PI652044 意大利,艾米利亚-罗马涅Italy,EmiliaRomagna
15 PI652004 荷兰,南荷兰Netherlands,SouthHoland 39 PI652041 意大利,特伦提诺阿托Italy,TrentinoAltoAdige
16 PI652005 荷兰,南荷兰Netherlands,SouthHoland 40 PI652045 意大利,特伦提诺阿托Italy,TrentinoAltoAdige
17 PI651985 荷兰,林伯格省Netherlands,Limburg 41 PI652046 意大利,特伦提诺阿托Italy,TrentinoAltoAdige
18 PI651986 荷兰,林伯格省Netherlands,Limburg 42 PI652047 意大利,特伦提诺阿托Italy,TrentinoAltoAdige
19 PI651987 荷兰,林伯格省Netherlands,Limburg 43 PI652048 意大利Italy
20 PI393815 荷兰Netherlands 44 A34 四川省草原科学研究院SichuanAcademyofGrass
landSciences
21 PI652006 德国,萨克森安哈特邦Germany,SaxonyAnhalt 45 B11 四川省草原科学研究院SichuanAcademyofGrass
landSciences
22 PI652023 德国,萨克森安哈特邦Germany,SaxonyAnhalt 46 B27 四川省草原科学研究院SichuanAcademyofGrass
landSciences
23 PI652007 波兰,比得哥煦Poland,Bydgoszcz 47 C11 四川省草原科学研究院SichuanAcademyofGrass
landSciences
24 PI652051 波兰,普热米什尔Poland,Przemysl 48 益丰Yifeng 四川省草原科学研究院SichuanAcademyofGrass
landSciences
041 ACTAPRATACULTURAESINICA(2010) Vol.19,No.5
1.2 基因组DNA提取
2008年3月随机选取不同材料的菊苣健康幼叶,采用PlantGenomicDNAKit(北京天根生化科技有限公
司)进行DNA提取。通过0.8%琼脂糖凝胶电泳和紫外分光光度计检测DNA浓度和纯度,合格的DNA样品于
-20℃冰箱内保存备用。
1.3 SRAP-PCR反应
参照Li等发表的引物[9],设计了8条上游引物和11条下游引物由上海生工生物工程技术服务有限公司合
成(表2)。SRAP-PCR反应采用的是复性变温法:循环包括94℃变性5min;94℃变性1min,35℃退火1min,
72℃延伸1min,共5个循环;之后35个循环:94℃变性1min,50℃退火1min,72℃延伸1min,最后72℃延伸
10min;4℃保存。
扩增反应总体系为20μL:模板DNA4μL(60ng/μL),10×PCRBuffer2μL,Mg
2+2μL(25mmol/L),
dNTP1.6μL(2.5mmol/L),Tag酶0.4μL(2.5U/μL),上、下游引物均为0.2μL(10μmol/μL),灭菌水5.2
μL,矿物油覆盖。
表2 用于菊苣犛犚犃犘分析的引物序列
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犚犃犘犪狀犪犾狔狊犲狊狅犳犆.犻狀狋狔犫狌狊
上游引物Forwardprimers 下游引物 Reverseprimers
me1:5′TGAGTCCAAACCGGATA3′ em1:5′GACTGCGTACGAATTAAT3′
me2:5′TGAGTCCAAACCGGAGC3′ em2:5′GACTGCGTACGAATTTGC3′
me3:5′TGAGTCCAAACCGGAAT3′ em3:5′GACTGCGTACGAATTGAC3′
me4:5′TGAGTCCAAACCGGACC3′ em4:5′GACTGCGTACGAATTTGA3′
me5:5′TGAGTCCAAACCGGAAG3′ em5:5′GACTGCGTACGAATTAAC3′
me6:5′TGAGTCCAAACCGGTAA3′ em6:5′GACTGCGTACGAATTGCA3′
me7:5′TGAGTCCAAACCGGTCC3′ em7:5′GACTGCGTACGAATTCAA3′
me8:5′TGAGTCCAAACCGGTGC3′ em8:5′GACTGCGTACGAATTCTG3′
em9:5′GACTGCGTACGAATTCGA3′
em10:5′GACTGCGTACGAATTCAG3′
em11:5′GACTGCGTACGAATTCCA3′
1.4 扩增产物的分离和检测
DNA扩增产物在0.5×TBE缓冲系统中,用含有溴化乙锭(EB)的1.5%琼脂糖电泳分离,同时以DL2000
Markers(北京天根生化科技有限公司)作为分子量标记。恒压120V,时间150min,使用BIORAD自动凝胶成
像系统观察并照相。
1.5 数据统计及分析
对扩增产物按条带有无分别赋值,有带记为1,无带记为0,构成遗传相似矩阵。据表征矩阵,统计SRAP
扩增产物的条带总数和多态性条带数量,计算多态性位点率(P)和引物多态性信息含量(PIC)[17],犘犐犆犻=2犳犻(1
-犳犻),其中,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。利
用NTSYS-PC2.10软件计算Dice遗传相似性系数(GS),根据UPGMA法[18]进行聚类分系以及采用EIGEN
方法进行主成分分析(PCoA)。
2 结果与分析
2.1 供试材料SRAP扩增产物的多态性分析
通过8条上游引物和11条下游引物的筛选(表3),选定28对(组)可产生多态性且重复性好的引物对5个地
理类群48个个体的基因组DNA进行SRAP扩增,共得到333条清晰可辨条带。其中,多态性条带318条,多
141第19卷第5期 草业学报2010年
态性位点 (P)平均为95.09%。平均每对引物扩增
出11.89条带,其中11.36条具有多态性,多态位
点最多的为17个,最少的为9个;多态信息含量
(PIC)范围为0.23(me3+em3)到0.44(me1+em10),
平均为0.33;表明供试菊苣材料种质间SRAP变异
大,多态性高,存在丰富的遗传多样性(表3)。
2.2 供试材料的遗传多样性分析
2.2.1 供试菊苣种质间亲缘关系分析 对扩增结
果采用Nei-Li相似系数(GS)计算方法,得到供试
材料遗传相似性矩阵,以此为依据分析材料间亲缘
关系。48份材料间的GS值范围为0.55~0.89,平
均GS值为0.69。其中PI652004(15号)和PI652005
(16号),PI651985(17号)和PI651986(18号)遗传
相似系数最大,为0.89,表明其亲缘关系最近;材料
PI651986(18号)和B27(46号)的遗传相似系数最
小,为0.55,表明二者的亲缘关系最远。从遗传相
似性分析可知,菊苣具有非常丰富的遗传多样性
(表4)。
2.2.2 供试材料各地理类群的遗传多样性指数 
地理类群间的遗传相似系数分析表明,5个地理类
群的GS值为0.63~0.96,法国类群和意大利类群
的遗传相似性系数最大为0.96,它们间的亲缘关系
最近。中国类群和法国类群的遗传相似系数最小为
0.63,表明两类群的亲缘关系最远。这可能是由于
法国和意大利同属欧洲,相同或相似的生态地理环
境加上自然突变、人为选择及基因漂移的存在使得
法国类群和意大利类群的菊苣在形态特征、生态类
型和基因等方面保持了一定的趋同性,体现出较近
的亲缘关系。而中国类群和法国类群的菊苣位于不
同的洲,地理隔离可能阻碍了相互间的基因交流,种
质间的某些独特的基因得以保留,使材料间体现出
较大的遗传变异。从多态性位点率(P)和香农指数
(Shannonindex)2个遗传多样性参数来看,5个类
群遗传多样性水平从高到低的顺序为:荷兰>意大
利>欧洲其他地区>法国>中国(表5)。
表3 28对犛犚犃犘引物组合的扩增结果
犜犪犫犾犲3 犛犚犃犘狉犲狊狌犾狋狊犳狉狅犿28狆狉犻犿犲狉犮狅犿犫犻狀犪狋犻狅狀狊
引物对
Primer
pairs
扩增总条带数
Totalnumber
ofbands
多态性条带数
Numberof
polymorphic
bands
多态性比率
Percentageof
polymorphic
Bands(%)
多态信息含量
Polymorphism
information
content(PIC)
me1+em5 12 12 100.00 0.31
me1+em6 10 9 90.00 0.39
me1+em10 11 11 100.00 0.44
me2+em3 13 12 92.31 0.34
me2+em6 12 12 100.00 0.32
me2+em7 11 10 90.91 0.36
me2+em10 10 9 90.00 0.29
me3+em2 14 14 100.00 0.33
me3+em3 11 10 90.91 0.23
me3+em4 10 10 100.00 0.35
me3+em6 9 8 88.89 0.23
me3+em7 14 14 100.00 0.32
me3+em10 17 17 100.00 0.32
me3+em11 10 9 90.00 0.34
me4+em1 11 10 90.91 0.25
me4+em6 15 14 93.33 0.32
me4+em7 10 10 100.00 0.30
me4+em8 12 11 91.67 0.33
me5+em1 16 16 100.00 0.38
me5+em2 9 8 88.89 0.33
me5+em3 12 11 91.67 0.26
me5+em4 10 10 100.00 0.37
me5+em10 9 8 88.89 0.31
me5+em6 17 17 100.00 0.24
me5+em11 9 9 100.00 0.36
me6+em4 17 16 94.12 0.36
me6+em2 10 9 90.00 0.34
me6+em1 12 12 100.00 0.40
合计Total 333 318
平均值Average 11.89 11.36 95.09 0.33
2.3 供试材料基于Nei-Li(Dice)遗传相似性的聚类分析
基于遗传相似系数,利用UPGMA法对供试材料进行聚类分析(图1)。在遗传相似系数为0.68处上把48
份菊苣材料聚为5类,来自相同地区的材料能基本聚为同一类。
来自法国的10份材料聚为Ⅰ类。1号(PI651933)和4号(PI651936)之间的遗传距离较远,可能是因为1
号(PI651933)来自法国曼恩卢瓦尔省(MaineetLoire),属于卢瓦尔河地区,该地区气候温和;而4号(PI
651936)来自法国埃松省(Essonne),该省是法国最干燥的省份之一,降水量较低。这种不同的地理位置和多样的
气候变化,导致材料之间产生多样性。
241 ACTAPRATACULTURAESINICA(2010) Vol.19,No.5
表4 供试材料间遗传相似性系数
犜犪犫犾犲4 犜犺犲犵犲狀犲狋犻犮狊犻犿犻犾犪狉犻狋狔犻狀犱犲狓狅犳犪犮犮犲狊狊犻狅狀狊狋犲狊狋犲犱
供试材料
Plant
materials
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
1 
2 0.78 
3 0.770.86 
4 0.780.860.79 
5 0.760.850.760.71 
6 0.760.860.730.680.76 
7 0.750.850.700.670.810.78 
8 0.750.850.850.800.810.800.82 
9 0.750.850.840.780.810.810.800.78 
10 0.750.850.830.810.800.830.800.800.82 
11 0.730.740.640.590.580.620.600.640.770.76 
12 0.720.730.650.610.590.640.610.640.760.750.86 
13 0.720.720.660.610.590.640.610.620.770.750.860.84 
14 0.720.720.660.610.590.640.610.620.770.750.840.840.84 
15 0.720.730.670.600.590.630.620.630.790.780.840.830.830.82 
16 0.720.720.630.580.600.610.610.640.810.800.840.830.830.820.89 
17 0.710.730.650.590.590.610.620.630.820.810.830.830.830.810.820.86 
18 0.700.720.640.580.580.590.600.620.810.780.830.810.820.810.840.880.89 
19 0.710.700.660.600.570.610.620.620.770.730.820.810.830.810.850.850.840.88 
20 0.710.730.660.630.600.610.570.620.770.770.820.830.820.800.830.800.810.810.78 
21 0.740.640.590.570.590.590.610.620.680.690.700.710.680.610.700.720.720.700.700.68 
22 0.740.660.640.560.640.630.620.650.720.700.690.690.660.630.680.700.710.690.650.680.76 
23 0.650.700.660.610.660.670.650.670.730.730.740.720.740.680.750.750.740.730.730.700.760.79 
24 0.650.720.670.620.690.650.660.630.750.750.700.670.670.680.700.670.690.670.660.730.710.780.78 
25 0.730.660.710.660.670.640.630.710.680.660.660.680.650.690.650.650.660.630.650.660.710.770.760.75
26 0.680.660.710.660.670.640.630.710.680.660.660.680.650.690.650.650.660.630.650.660.750.790.770.75
27 0.650.660.650.610.610.590.600.670.720.710.700.700.690.610.710.740.720.700.710.690.690.740.750.73
28 0.650.650.630.580.610.630.610.650.690.660.680.690.650.630.660.650.680.660.650.680.650.710.690.73
29 0.640.670.630.610.590.600.620.660.700.680.700.690.650.630.680.680.740.710.670.690.710.750.710.73
30 0.690.650.690.620.670.660.680.590.640.640.600.620.640.680.640.610.620.600.610.650.670.670.720.72
31 0.730.660.610.650.670.640.630.710.680.660.660.680.650.690.650.650.660.630.650.660.710.660.760.71
32 0.730.660.710.660.670.640.630.710.680.660.660.680.650.690.650.650.660.630.650.660.630.660.690.70
33 0.730.630.700.620.630.640.600.700.690.660.630.640.660.680.660.640.650.630.640.660.630.650.670.68
34 0.730.610.680.620.650.630.610.740.670.660.630.630.630.650.640.620.650.620.600.660.600.660.670.67
35 0.730.630.690.660.650.660.660.720.650.650.630.640.630.660.650.620.630.610.630.660.600.660.660.69
36 0.720.620.700.670.650.640.650.730.680.650.620.630.640.670.660.630.620.630.630.670.590.670.640.66
41 0.720.600.750.720.710.700.670.650.630.630.580.590.610.750.620.590.580.580.580.630.580.650.640.67
42 0.720.570.720.660.690.650.650.630.600.640.600.580.590.720.630.580.600.580.590.630.570.640.620.66
39 0.710.580.750.700.670.690.670.640.610.610.600.590.600.750.620.570.570.580.600.620.560.610.620.66
40 0.720.600.740.710.660.680.680.650.620.620.610.600.600.700.610.560.580.570.590.610.560.600.630.67
37 0.670.600.690.650.630.620.600.740.660.640.590.620.570.620.600.600.630.620.600.660.580.630.620.63
38 0.650.630.680.640.640.640.620.730.670.640.610.660.610.650.630.630.630.630.620.670.620.660.650.65
43 0.690.610.680.670.670.630.630.740.690.660.620.630.630.640.650.650.630.630.640.690.600.640.660.67
46 0.630.580.620.620.620.610.580.610.610.600.570.580.560.610.600.570.580.550.570.610.580.630.620.66
45 0.610.590.630.610.620.600.580.620.610.610.590.590.610.620.560.590.590.570.600.630.590.620.640.66
44 0.620.580.630.610.590.600.560.640.600.610.570.580.580.620.600.580.570.560.570.630.580.610.620.63
47 0.610.590.630.620.580.630.600.630.610.600.560.580.570.620.590.570.580.570.570.630.570.600.610.65
48 0.630.700.680.620.620.630.590.620.650.690.580.610.630.610.590.640.630.630.600.680.610.640.680.74
341第19卷第5期 草业学报2010年
 续表4 Continued
供试材料
Plant
materials
25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48
25 
26 0.71 
27 0.660.60 
28 0.630.630.77 
29 0.630.620.810.78 
30 0.640.720.690.650.64 
31 0.630.630.690.640.630.64 
32 0.710.680.690.680.660.640.71 
33 0.700.660.670.660.640.600.680.82 
34 0.650.660.670.660.670.650.700.720.75 
35 0.680.660.690.680.670.660.690.760.740.80 
36 0.660.700.710.710.690.680.710.720.700.770.79 
41 0.740.760.590.620.600.690.630.710.720.690.700.72 
42 0.730.770.590.600.590.720.720.700.700.700.710.690.82 
39 0.760.750.600.610.600.680.730.720.740.700.700.690.800.81 
40 0.760.740.600.600.590.670.700.710.730.690.710.690.800.800.69 
37 0.660.680.640.640.640.650.680.670.710.800.760.760.710.700.680.65 
38 0.690.680.700.650.700.660.790.730.730.780.790.810.730.690.680.660.82 
43 0.690.680.690.680.690.630.760.740.720.760.780.800.740.680.690.640.780.81 
46 0.690.750.600.610.600.700.580.650.700.650.690.680.650.620.620.620.630.650.67 
45 0.730.760.610.630.630.700.560.670.690.650.660.690.700.680.620.610.630.660.670.88 
44 0.700.740.580.610.580.690.560.650.680.670.650.680.700.660.630.590.660.630.670.810.87 
47 0.730.750.600.620.620.680.570.660.690.680.680.680.680.650.600.600.660.660.690.840.870.84 
48 0.680.690.660.660.660.660.590.650.700.690.700.660.670.660.600.560.660.670.680.700.740.730.79 
  来自意大利的13份材料聚为Ⅱ类。意大利属于
地中海沿岸国家,此地区属于典型的地中海型气候类
型,夏季炎热干燥,冬季温和多雨,且该区多为山脉和
高原,海岸线曲折,而这样的气候以及地理位置容易产
生多样的小生境。
来自荷兰的10份材料聚为Ⅲ类。其中,15号(PI
652004)和16号(PI652005),17号(PI651985)和18
号(PI651986)之间的遗传距离最近,可能是因为15
号(PI652004)和16号(PI652005)来自同一个地方
(SouthHoland),而17号(PI651985)和18号(PI
651986)也来自同一个地区(Limburg),类似的生境和
气候导致了材料之间的一致性,由此可以看出,来自相
同或者相似地理和气候类型的材料能聚在一起,这为
表5 菊苣不同地理类群遗传多样性指数
犜犪犫犾犲5 犇犻犳犳犲狉犲狀狋犵犲狅犵狉犪狆犺犻犮犵狉狅狌狆犺犲狉犲犱犻狋狔
犿狌犾狋犻狆犾犲犻狀犱犻犮犲狊狅犳犆.犻狀狋狔犫狌狊
类群
Geographical
groups
多态性条带数
Numberof
polymorphic
bands
香农指数
Shannon
index
(I)
多态性位点率
Percentageof
polymorphicBands
(P,%)
法国France 332 0.52 95.11
荷兰Netherlands 333 0.56 95.52
欧洲其他地区
OtherEuropeanareas
332 0.53 95.15
意大利Italy 333 0.54 95.38
中国China 310 0.51 93.09
积累提供了合理性。来自欧洲其他地区的材料聚为Ⅳ类。
来自中国的材料聚为Ⅴ类。其中,45号 (B11)和46号 (B27)能最先聚在一起,这2份材料田间表现为叶
片呈墨绿色,叶缘无锯齿,且为根部分蘖。
从聚类结果可以看出,相同或相似地理来源和气候类型的材料能基本聚在一起,说明遗传多样性与地理来源
和气候类型有一定的关系。
441 ACTAPRATACULTURAESINICA(2010) Vol.19,No.5
图1 菊苣的犖犲犻-犔犻遗传距离的犝犘犌犕犃聚类图
犉犻犵.1 犝犘犌犕犃犱犲狀犱狉狅犵狉犪犿犳狅狉犆.犻狀狋狔犫狌狊犫犪狊犲犱狅狀犖犲犻-犔犻犵犲狀犲狋犻犮犱犻狊狋犪狀犮犲
2.4 菊苣主成分分析
对48份供试菊苣材料的SRAP标记的原始矩阵进行主成分分析,前3个主成分所能解释的遗传变异分别为
17.27%,7.64%,5.47%,对48份菊苣种质做前3个主成分的三维排序图(图2),位置靠近者表示关系密切,远
离者表示关系疏远,将位置靠近的菊苣材料划归为一类,可将供试材料分成五大类,结果表明主成分分析结果与
聚类结果基本一致,同一地区的大部分材料基本能聚在一起,主成分分析结果更直观地表明了不同菊苣材料的亲
缘关系。
3 讨论
3.1 SRAP标记对菊苣遗传多样性研究的有效性
本研究利用SRAP标记技术分析了48份菊苣种质的遗传多样性关系。28对引物在48份菊苣基因组DNA
中检测到333个位点,多态性条带比例为95.09%,材料间遗传相似系数范围为0.55~0.89,从而在分子水平上
证明了不同菊苣之间差异较大,遗传多样性丰富。本实验中,菊苣SRAP标记表现出较高的多态性(95.09%),
由此可见,SRAP技术可以作为研究菊苣遗传多样性简单、有效的方法。
3.2 菊苣种质遗传变异与地理来源的相关性分析
遗传变异和地理环境之间的关系一直是植物种群遗传学研究中普遍关注的问题,多数研究认为种质的地理
分布与分子标记间存在相关性[19]。在本次研究中这种相关性也得到了证明,研究利用28对引物对48份菊苣种
质资源进行了SRAP统计分析和聚类分析,发现菊苣材料之间存在着比较高的遗传分化。
541第19卷第5期 草业学报2010年
图2 基于犛犚犃犘谱型的菊苣材料主成分分析
犉犻犵.2 犘狉犻狀犮犻狆犪犾犮狅犿狆狅狀犲狀狋犪狀犪犾狔狊犻狊犫犪狊犲犱狅狀犛犚犃犘狆犪狋狋犲狉狀狊犻狀犆.犻狀狋狔犫狌狊
聚类分析及主成分分析表明,供试菊苣材料呈现出较好的地域分布规律,这可能是由于菊苣材料在进化过程
中受到自然选择淘汰,自然选择的结果使得个体中所发生的不定向变异造成群体遗传结构的定向变异,这样经过
长时间的进化演变,同一地区大部分材料的基因型可能趋于相似,比如来自法国和意大利的材料可以单独聚为一
类。但是聚类也并非完全符合地域性的分布规律,比如来自葡萄牙(PI652050,30号)和匈牙利(PI652020)的材
料能聚在一起,而来自波兰的2份材料(PI652007,23号和PI652051,24号)没能聚在一起,造成上述这种聚类
划分的现象可能有以下3个方面的原因:1)基因突变,物种在进化过程中,有个别的基因发生了变异,若该突变
体能较好地适应当地的环境,这个变异基因就能得到保存;2)本研究材料来源于海拔、气候特征和土壤类型等方
面存在较大差异的地区,多样的生境可能阻碍了种质间的基因漂移从而造成较大的遗传差异,但在大的地理条件
下如果存在相同或相似的生境条件,相同或相似的选择压力和生存环境导致远距离间也可能会产生遗传变异;
3)是自然因素和人类活动造成的,风力输送、江河冲刷、鸟类和人类交通工具的携带等都可能使其转入异地扩展
繁殖。
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犌犲狀犲狋犻犮犱犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犆犻犮犺狅狉犻狌犿犻狀狋狔犫狌狊犵犲狉犿狆犾犪狊犿狉犲狊狅狌狉犮犲狊狌狊犻狀犵狊犲狇狌犲狀犮犲狉犲犾犪狋犲犱
犪犿狆犾犻犳犻犲犱狆狅犾狔犿狅狉狆犺犻狊犿(犛犚犃犘)犿狅犾犲犮狌犾犪狉犿犪狉犽犲狉狊
LUOYan1,2,BAIShiqie1,PENGYan2,ZHANGYu1,MAXiao2
(1.SichuanAcademyofGrasslandSciences,Chengdu611731,China;2.Departmentof
Grassland,SichuanAgriculturalUniversity,Ya’an625014,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:Geneticdiversityof48accessionsofal犆犻犮犺狅狉犻狌犿犻狀狋狔犫狌狊colectedfrom5geographicalgroupswas
analyzedusingsequencerelatedamplifiedpolymorphism (SRAP)molecularmarkerswith28SRAPprimer
pairs.1)Atotalof333alelesweredetectedat28loci,anaverageof11.89.Occurrenceofpolymorphicsites
(P)was95.09%andthepolymorphicinformationcontent(PIC)rangedfrom0.23(me3+em3)to0.44(me1+
em10),anaverageof0.33.2)Thegeneticsimilarity(GS)amongalaccessionsrangedfrom0.55to0.89with
anaverageof0.69.Foralgeographicalgroups,theGSvaluerangedfrom0.63to0.96.Amongthesegroups,
ahighgeneticdiversitywasobservedingroupsfromtheNetherlands(P,95.52%)andItaly(P,95.38%).
Theseresultssuggestedthattherewasahighgeneticdiversityamongal犆.犻狀狋狔犫狌狊accessionstested.3)Based
onclusterandprincipalcomponentanalyses,48accessionscouldbedividedintofivegroupsbythenearestphy
logeneticrelationship,andthefivegroupsreflectedthefivegeographicalorigins.
犓犲狔狑狅狉犱狊:犆犻犮犺狅狉犻狌犿犻狀狋狔犫狌狊;germplasmresources;SRAP;geneticdiversity
741第19卷第5期 草业学报2010年