免费文献传递   相关文献

Genetic diversity in white clover germplasm detected by SRAP markers

不同产地白三叶种质遗传多样性的SRAP分析



全 文 :书不同产地白三叶种质遗传多样性的犛犚犃犘分析
张婧源,彭燕,罗燕,马啸
(四川农业大学草业科学系,四川 雅安625014)
摘要:采用SRAP分子标记技术,对不同产地的41份白三叶材料进行遗传多样性分析,筛选出20对随机引物组
合,获得以下结果:1)20对随机引物组合共扩增出479条清晰可辨的条带,每对引物组合PCR扩增出13~44条带
纹,平均为23.95条,多态性条带411条,多态性位点百分率(PPB)占85.16%,多态性信息含量(PIC)范围为0.182
~0.334,平均为0.268,表明供试白三叶种质具有丰富的遗传多样性;2)材料间遗传相似系数(GS)范围为0.5866
~0.9896,平均GS值为0.7307;表明供试白三叶种质在分子水平具有相对较远的亲缘关系;3)对所有材料进行
聚类分析和主成分分析发现,在犌犛=0.71的水平上,可将41份白三叶材料分成3大类,大部分来自相同或相似生
态地理环境的材料能聚为一类,呈现出一定的生态地理环境分布规律。
关键词:白三叶;SRAP;遗传多样性
中图分类号:Q943;S541+.203  文献标识码:A  文章编号:10045759(2010)05013009
  相关序列扩增多态性(sequencerelatedamplifiedpolymorphism,SRAP)是一种新型的基于聚合酶链式反应
的标记系统,也称基于序列扩增多态性(sequencebasedamplifiedpolymorphism,SBAP)。是利用独特的引物设
计对ORFs(openreadingframes,开放阅读框架)进行扩增。由于SRAP技术简便、快速,不需预知物种的序列信
息,故而近年来在植物遗传多样性分析[1]、种质鉴定[2]、遗传连锁图的构建[3]、基因连锁标记的寻找与基因定位[4]
和比较基因组学研究[5]等方面得到广泛应用。目前在芸苔属(犅狉犪狊狊犻犮犪)[4]、南瓜属(犆狌犮狌狉犫犻狋犪)[6]、芍药属(犘犪犲狅
狀犻犪)[7]以及柿子(犇犻狅狊狆狔狉狅狊犽犪犽犻)等植物[8]已经展开SRAP标记的研究工作,并已取得了一定的成果。在草业上
SRAP也已有了较多的应用,如野牛草(犅狌犮犺犾狅犱犪犮狋狔犾狅犻犱犲狊)[9]、垂穗披碱草(犈犾狔犿狌狊狀狌狋犪狀狊)[10]和结缕草(犣狅狔
狊犻犪犼犪狆狅狀犻犮犪)[11,12]等草种,但就豆科(Leguminosae)植物而言,仅见于紫花苜蓿(犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪)[13]、花生(犃狉犪
犮犺犻狊犺狔狆狅犵犪犲犪)[14]等少数植物。
白三叶(犜狉犻犳狅犾犻狌犿狉犲狆犲狀狊)别名白车轴草、荷兰翘摇,为豆科(Leguminosae),三叶草属(犜狉犻犳狅犾犻狌犿),全属在
世界约有250余种,原产于欧洲、北非和亚洲西部,在温带及亚热带地区均有分布。为世界上分布最广的豆科牧
草之一[15]。由于白三叶茎叶细软,叶量多,营养丰富,尤富含蛋白质,适口性好,刈牧兼用,耐践踏,再生性好等特
点使其种植已遍布我国各地,尤其在长江以南地区大面积栽培,在长江中下游平原的鄂、湘、江、浙、皖等省,以及
低山丘陵区的云、贵、川、广等省均有种植,是我国南方的当家豆科牧草[16]。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,对白三叶种质的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[1719]。由
于分子标记技术简单、快捷、受环境影响小和可重复性强等优点,目前已被广泛应用在牧草遗传研究中,因此对白
三叶种质资源的遗传多样性方面的研究也逐步深入到了分子水平。在国外,对白三叶的分子水平上的研究相对
更多,Sharmas等[20]利用形态学和RAPD分子标记(随机扩增多态性DNA标记)对外来引进白三叶品种遗传多
样性进行了分析,Gustine和Huff[21]利用RAPD标记分析了美国东北部3个州人工管理的多年生牧场中白三叶
种群内和种群间的遗传变异,Joyce等[22]利用RAPD-PCR分子标记(基于聚合酶链式反应的随机扩增多态性
DNA标记)对近缘杂交的白三叶的遗传多样性进行了分析,George等[23]利用SSR标记(串联重复序列DNA标
记)检测了不同产地白三叶品种的遗传多样性,K?liker等[24]对白三叶进行了AFLP分子标记(扩增片段长度多
态性DNA标记),Barrett等[5]更首次利用EST-SSRs(基于表达序列标签的串联重复序列DNA标记)制作了白
130-138
2010年10月
   草 业 学 报   
   ACTAPRATACULTURAESINICA   
第19卷 第5期
Vol.19,No.5
 收稿日期:20091122;改回日期:20091230
基金项目:国家科技支撑计划(2008BADB3B10)和四川农业大学青年创新基金(002325)资助。
作者简介:张婧源(1985),女,四川成都人,在读硕士。Email:mengting_2003@yahoo.com.cn
通讯作者。Email:pengyanlee@163.com
三叶的完整基因连锁图;而国内对于白三叶在DNA分子遗传多样性方面的研究报告相对较少,随着白三叶在我
国草地畜牧业、农业经济结构调整和生态环境建设等方面占有越来越重要的地位和作用,急切的需要开展更进一
步的分子水平的白三叶种质资源遗传特性的基础研究。
本试验利用SRAP标记技术对来自5大洲的41份白三叶种质进行遗传多样性研究,目的在于:1)检测白三
叶种质资源遗传多样性水平与地理来源的关系;2)分析白三叶种质资源的遗传多样性,为优良白三叶种质资源
筛选提供依据;3)揭示白三叶种质资源的遗传结构及亲缘关系,为白三叶种质资源的保护、栽培利用以及核心种
质的构建提供依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试的41份白三叶种质材料均来源于美国国家遗传资源库(UnitedStatesDepartmentofAgriculture),其
中源自非洲的材料有8份、亚洲7份、大洋洲5份、欧洲13份、美洲6份、亚欧交界2份(表1)。每份材料取50粒
种子,置于有盖培养皿内的吸水滤纸上萌发。萌发后的种子移栽至四川省眉山市洪雅县国家种质资源圃(东经
102°49′~103°32′,北纬29°24′~30°00′,海拔2800m)种植。
1.2 白三叶基因组DNA提取
本试验于2009年7月进行。每份材料采用SaghaiMaroof等[25]的CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)方法随
机选取10~15个生长良好的单株的幼嫩叶片等量混合提取DNA。对比已知浓度的标准λDNA与样本DNA在
0.8%(w/v)琼脂糖凝胶上的电泳图谱,计算出白三叶各种质材料的DNA浓度。将所有样本的基因组DNA用
0.1×TE缓冲液[1mmol/LTris-HCl,0.1mmol/LEDTA(乙二胺四乙酸),pH8.0]稀释至10ng/μL,储存于
-80℃冰箱内,供SRAP扩增使用。
1.3 SRAP反应体系的建立及优化
参照前人发表的SRAP反应体系[2628],利用单因素梯度组合试验的方法,得到优化后20μLSRAP反应体
系:模板DNA2μL(10ng/μL),10×PCRBufer2μL,Mg
2+2μL(25mmol/L),dNTP1.4μL(2.5mmol/L),
TaqDNA聚合酶0.4μL(2.5U/μL),上、下游引物均为1μL(10μmol/μL),灭菌水补足20μL。
1.4 引物筛选和PCR反应
参照前人发表的引物[2933],由9个上游引物和12个下游引物组合成108对SRAP引物序列,交由上海生物
工程技术服务有限公司合成,选取4个DNA质量较高且田间试验性状差异较大的材料PI282379,PI404930,
PI291841,PI440745对108对引物进行筛选,最终选出20对条带清晰、稳定性高、多态性好的引物用于全部材料
进行PCR扩增,引物序列见表2。
PCR扩增程序参见Li和Quiros[4]的方法,采用以下程序:循环包括94℃变性5min;94℃变性1min,35℃复
性1min,72℃延伸1min,共5个循环;之后35个循环:94℃变性1min,50℃复性1min,72℃延伸1min,最后
72℃延伸10min;4℃保存。
1.5 电泳检测
扩增产物在6%聚丙烯酰胺凝胶上(丙烯酰胺∶甲叉=19∶1,7mol/L尿素,1×TBE缓冲液)进行电泳检
测。样孔中每样品点样10μL,以博瑞克公司的D2000DNA 梯度 Marker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90~100min,停止电
泳后再用0.1%的AgNO3 进行银染色并在NaOH 液中显色[29],凝胶在灯光下用高分辨率数码相机照相保存以
供分析。
1.6 数据处理
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,将稳定出现的有条带的记为1,无带的记为
0,依次构成遗传相似矩阵。
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,计算多态性位点百分率(PPB,percentage
ofpolymorphicbands)、引物多态性信息含量(PIC,polymorphisminformationcontent)和Dice遗传相似系数(GS)
131第19卷第5期 草业学报2010年
表1 供试材料及来源
犜犪犫犾犲1 犜犺犲狋犲狊狋犿犪狋犲狉犻犪犾狊犪狀犱狊狅狌狉犮犲狊狅犳犜.狉犲狆犲狀狊
序号
No.
材料编号
Accessioncode
地理来源
Geographicalorigin
地理类群
Geograplytaxa
序号
No.
材料编号
Accessioncode
地理来源
Geographicalorigin
地理类群
Geograplytaxa
1 PI282379 非洲南部SouthAfrica 非洲Africa 22 PI208567 意大利Italy 欧洲Europe
2 PI300155 非洲南部SouthAfrica 非洲Africa 23 PI282377 意大利Italy 欧洲Europe
3 PI300156 非洲南部SouthAfrica 非洲Africa 24 PI237734 德国Germany 欧洲Europe
4 PI226102 肯尼亚Kenya 非洲Africa 25 PI232112 德国Germany 欧洲Europe
5 PI516408 肯尼亚Kenya 非洲Africa 26 PI294544 法国France 欧洲Europe
6 PI278171 尼日利亚Nigeria 非洲Africa 27 PI288084 爱尔兰Ireland 欧洲Europe
7 PI517515 埃塞俄比亚Ethiopia 非洲Africa 28 PI288085 爱尔兰Ireland 欧洲Europe
8 PI322699 喀麦隆Cameroon 非洲Africa 29 PI249873 希腊Greece 欧洲Europe
9 PI221962 阿富汗Afghanistan 亚洲Asia 30 PI221524 瑞典Sweden 欧洲Europe
10 PI223297 阿富汗Afghanistan 亚洲Asia 31 PI234489 西班牙Spain 欧洲Europe
11 PI420014 日本Japan 亚洲Asia 32 PI516410 罗马利亚Romania 欧洲Europe
12 PI420010 日本Japan 亚洲Asia 33 PI237292 丹麦Denmark 欧洲Europe
13 PI227874 伊朗Iran 亚洲Asia 34 PI404930 乌拉圭Uruguay 美洲America
14 PI239983 伊朗Iran 亚洲Asia 35 NSL5459 美国UnitedStates 美洲America
15 PI269981 巴基斯坦Pakistan 亚洲Asia 36 G15242 美国UnitedStates 美洲America
16 PI517508 新西兰NewZealand 大洋洲Oceania 37 PI306286 阿根廷Argentina 美洲America
17 PI190125 新西兰NewZealand 大洋洲Oceania 38 PI291826 智利Chile 美洲America
18 PI291844 澳大利亚Australia 大洋洲Oceania 39 PI308549 哥伦比亚Colombia 美洲America
19 PI291841 澳大利亚Australia 大洋洲Oceania 40 PI209986 土耳其Turkey 亚欧交界Borderon
20 PI291849 澳大利亚Australia 大洋洲Oceania AsiaandEurope
21 PI315543 乌克兰Ukraine 欧洲Europe 41 PI440745 俄罗斯联邦 亚欧交界Borderon
RussianFederatio AsiaandEurope
表2 用于白三叶犛犚犃犘分析的引物序列
犜犪犫犾犲2 犘狉犻犿犲狉犪狀犱狊犲狇狌犲狀犮犲狊狌狊犲犱犻狀犛犚犃犘犪狀犪犾狔狊犲狊狅犳犜.狉犲狆犲狀狊
编号Code 上游引物Forwardprimers 编号Code 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TGAGTCCAAACOGGTAA3′ em6 5GACTGCGTACGAATTGCA3′
me7 5TGAGTCCAAACCGGTCC3′ em7 5GACTGCGTACGAATTCAA3′
me8 5TGAGTCCAAACCGGTGC3′ em8 5GACTGCGTACGAATTCTG3′
me9 5TGAGTCCAAACCGGTCA3′ em9 5GACTGCGTACGAATTCGA3′
em10 5GACTGCGTACGAATTCAG3′
em11 5GACTGCGTACGAATTCCA3′
em12 5GACTGCGTACGAATTATT3′
231 ACTAPRATACULTURAESINICA(2010) Vol.19,No.5
来估计各种质间的遗传多样性[30,34,35]。各遗传参数按以下公式计算:犘犘犅=犖犘犅/犜犖犅,式中,TNB指总扩增的
SRAP条带数(totalnumberofbands),NPB指多态性条带数(numberofpolymorphicbands);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,对每个
引物组合而言,计算犘犐犆应该求平均值,即犘犐犆犪狏=∑犘犐犆犻/犖,这里犖 是各引物组合的多态性带数(NPB)[31];
标记指数(MI,markerindex)犕犐=犖犘犅×犘犐犆[23]。在 HardyWeinberg平衡的基础上,计算各种质材料Nei基
因多样性指数[33],利用NTSYSPC2.10软件计算Dice遗传相似性系数(GS),根据 UPGMA法[36]进行聚类分
系和主成分分析(PCoA)。
以上参数计算分别在POPGENE1.31、DCFA1.1中进行。
2 结果与分析
2.1 供试白三叶SRAP扩增产物的多态性分析
从108对引物组合中筛选出20对条带清晰、多态
性好的引物组合(表3)对41份白三叶基因组DNA进
行PCR扩增,共得到479条清晰可辨的条带,平均每
对引物组合扩增出23.95条带,me5+em9引物组合
扩增出最多的44条带,而me4+em6组合扩增出的条
带最少,仅有13条;多态性条带总数411条,平均每对
引物扩增20.55条,引物的平均多态性位点百分率
(PPB)为85.16%,不同的SRAP引物组合所揭示的
参试材料的多态性信息含量(PIC)范围为0.182~
0.334,平均为0.268;不同的SRAP引物组合的标记
指数(MI)为2.185~11.068,平均为5.697。结果表
明SRAP分子标记能检测出较多的白三叶遗传位点,
获得多态性相对较好的PCR结果。
2.2 不同产地白三叶种质亲缘关系分析
对扩增结果用NeiLi相似系数(GS)和遗传距离
(GD)的计算方法,得到供试材料相似性矩阵。41份
白三叶材料的GS值为0.5866~0.9896,GS平均值
为0.7307,变幅为0.403,其遗传距离GD(1-犌犛)为
0.01040~0.41340,平均为0.2694。其中,来自非
洲肯尼亚的PI516408与来自欧洲法国的PI294544之
间的遗传距离最大,为0.4134,表明它们之间的亲缘
关系较远。而来自非洲南部的2份种质PI300155和
PI300156之间的遗传距离最小,仅为0.0104,表明这
2份材料之间具有很近的亲缘关系。分析结果表明,
供试材料之间差异明显,具有相对较远的亲缘关系。
表3 白三叶犛犚犃犘分析的引物组合以及其序列扩增结果
犜犪犫犾犲3 犘狉犻犿犲狉犮狅犿犫犻狀犪狋犻狅狀狊犪狀犱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犜.狉犲狆犲狀狊
引物组合
Primercombination
扩增总
条带数
TNB
多态性
条带
NPB
多态性
比率
PPB(%)
多态性信
息含量
PIC
标记
指数
MI
me1+em1 28 27 96.43 0.328 8.859
me1+em3 21 18 85.71 0.232 4.181
me1+em6 31 25 80.65 0.286 7.139
me2+em6 18 14 77.78 0.278 3.890
me2+em7 21 20 95.24 0.263 5.269
me2+em9 13 12 92.31 0.210 2.522
me2+em12 22 19 86.36 0.246 4.677
me3+em8 30 28 93.33 0.265 7.422
me4+em1 30 29 96.67 0.334 9.691
me4+em2 21 16 76.19 0.296 4.734
me4+em3 27 20 74.07 0.247 4.935
me4+em6 14 11 78.57 0.235 2.588
me4+em7 22 21 95.45 0.293 6.162
me4+em11 17 12 70.59 0.182 2.185
me5+em4 30 29 96.67 0.327 9.484
me5+em7 29 25 86.21 0.283 7.073
me5+em9 44 36 81.82 0.307 11.068
me6+em7 17 14 82.35 0.282 3.951
me7+em8 26 22 84.62 0.271 5.699
me8+em3 18 13 72.22 0.185 2.409
平均值Average 23.95 20.55 85.16 0.268 5.697
总数Total 479 411 85.80
2.3 不同产地白三叶种质的聚类分析
基于(NeiLi)遗传相似系数,利用UPGMA法(非加权组平均法)构建了41份白三叶材料间的遗传关系聚类
图(图1)。在遗传相似系数为0.71的水平上,可将供试白三叶种质分为3大类。其中,非洲、亚洲和大洋洲的20
份材料聚为第Ⅰ类,该类大部分种质的形态及农艺性状表现为前期生长速度快、分蘖能力强、花期迟、完成生育期
所需时间较短,植株相对高大,生态适应能力较强。该大类中源于非洲的8份材料,PI282379、PI300155、
PI300156、PI226102、PI516408、PI278171、PI517515、PI322699优先聚为 A亚类,然后源于大洋洲的5份材料,
PI517508、PI190125、PI291844、PI291841、PI291849聚为B亚类,源于亚洲的7份材料,PI420014和PI420010,
331第19卷第5期 草业学报2010年
PI227874和PI239983以及PI221962、PI223297和PI269981分属于C、D、E亚类。来自欧洲和美洲的19份材
料,PI237734、PI232112、PI294544、PI288084、PI288085、PI249873、PI221524、PI234489、PI516410、PI237292、
PI315543、PI208567、PI282377、PI404930、NSL5459、G15242、PI306286、PI291826和PI308549聚为第Ⅱ类,该类
主要特征表现为花期较早,植株低矮,叶片极小。而来自亚欧交界处的2份材料,PI209986和PI440745单独成
为第Ⅲ类。这样的聚类结果揭示了供试材料的聚类与其形态特征、最初的地理来源以及地理分布存在一定相关
性。
图1 41份白三叶种质基于犖犲犻犔犻相似系数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犜.狉犲狆犲狀狊犫犪狊犲犱狅狀犖犲犻犔犻’狊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狊
2.4 供试材料的主成分分析
对41份白三叶材料的SRAP标记的原始矩阵进行主成分分析,前2个主成分所能解释的遗传变异分别为
15.83%和8.16%,对41份种质做前2个主成分的三维排序图,位置靠近者表示关系密切,远离者表示关系疏
远,将位置靠近的白三叶材料归为一类,可将供试材料分成3类,所形成的白三叶材料的位置分布图(图2)所示,
主成分分析结果与聚类结果基本一致,同一地区的大部分白三叶材料基本能聚在一起,主成分分析的结果更直观
地表明了不同白三叶材料之间的亲缘关系,是对聚类分析结果的直观解释和佐证。
3 讨论
3.1 SRAP分子标记对白三叶遗传多样性研究的有效性
本研究利用SRAP标记对41份白三叶种质进行遗传多样性的分析,结果表明,白三叶SRAP标记表现出较
高的多态性,高于RAPD分子标记对三叶草属其他物种的研究,例如Kongkiatngam等[37]对不同地区红三叶栽
431 ACTAPRATACULTURAESINICA(2010) Vol.19,No.5
图2 41份白三叶种质基于犖犲犻犔犻相似系数的主成分分析
犉犻犵.2 犜犺犲狆狉犻狀犮犻狆犪犾犮狅狅狉犱犻狀犪狋犲犪狀犪犾狔狊犻狊(犘犮狅犃)狅犳41犜.狉犲狆犲狀狊犫犪狊犲犱
狅狀犖犲犻犔犻’狊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狊
培品种的RAPD分析研究中所选样本的PPB为69.6%,Uloa等[38]对红三叶(犜狉犻犳狅犾犻狌犿狆狉犪狋犲狀狊犲)的RAPD研
究所得的PPB为74.2%,同时也高于同科植物紫花苜蓿的SRAP分析结果(PPB为83.88%)[39],这些差异可能
是由于材料和研究方法的不同造成的。由此说明SRAP技术对白三叶的扩增具有较高的效率,适合对大规模白
三叶种质的遗传变异检测,可作为白三叶新品种选育的早期选择及分子标记辅助育种的有力工具。
3.2 白三叶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遗传学研究中普遍关注的问题。本试验通过对41份来自世界
各地不同大洲的白三叶材料的SRAP统计分析和聚类分析,证明供试白三叶种质呈现出一定地理来源分布规律
和地域分布性规律,这也与 Wilson等[40]的研究所得,种质的地理分布与分子标记间存在相关性的结论相符合。
通过研究发现白三叶材料间存在着较高的遗传分化,而聚类分析把41份材料分为3大类,也揭示了3个与地理
起源密切相关的遗传多样性资源群。从供试材料的聚类图可以看出,相似的生态环境或地理来源的白三叶种质
能聚为一类,主要表现在来自美洲和欧洲的全部材料聚为第II类,这种聚类分析的结果可能与白三叶起源于欧
洲,并由欧洲传入美洲有关,由于大陆间地形的相互阻隔造成了基因漂移的阻隔,加上相同起源地白三叶材料原
有基因突变在物种进化过程中适应了各地域间海拔高度、土壤类型、气候特征和降水等方面存在的差异,从而使
其固有的个别变异基因得以保存并延续下来,最终使不同来源地的白三叶材料间呈现出按起源地分布的规律,这
一研究结果与谢国禄[41]的研究相一致。
与此同时第I类在GS为0.75时,来自非洲的全部材料和来自大洋洲的全部材料又分别聚为A、B2个亚
类,这说明白三叶种质资源呈现一定的地域分布规律,而造成这一结果可能是在白三叶材料的长期进化过程中由
于所处生长环境的不同,地理类型、土壤酸碱度、年积温和年降水量、日照时数等生态环境因子的明显差异对白三
531第19卷第5期 草业学报2010年
叶生长期的自然选择造成一定影响,加上自然突变、人为选择等其他因素,使各方面都存在了一定的变异度,使得
个体中发生的不定向变异导致群体遗传结果的定向变异,最终使同一地区材料的基因型趋近于相似。
另外部分聚类也非完全符合地理起源和地域性的分布规律,如来自亚洲的所有材料在GS为0.75时就分别
聚成了C、D、E3个亚类,造成这种聚类划分的现象可能有以下方面的原因:1)白三叶是异花授粉植物,花粉间的
窜粉可能导致天然杂交现象的出现;2)本研究的材料来源于生境差别较大,其光照、降水、年均温等气候条件以
及土壤、海拔、经纬度、洋流等生境条件存在差异,因此可能阻碍种质间的基因漂移,从而造成了较明显的遗传差
异,这也符合聚类结果与生境表现出一定的相关性[42]的研究结论;3)由于自然选择所造成的选择压力也可能导
致生境相距存在差异的种质产生遗传变异,加上人类活动以及利用方式的不同都可能导致其个别基因发生变
异[43],从而形成遗传的多样性,这也符合聚类的结果反映出自然和人工选择的深刻影响[14]的研究结论。
这一研究结果为今后制定世界范围内白三叶资源遗传多样性原位保护措施、保护范围以及白三叶品种改良
中亲本选择、发掘新的抗逆基因提供了重要参考。针对白三叶所潜藏的巨大的可选择利用的优异性状,应充分发
掘其原生种质的遗传潜力,培育出更多适应性更强,农艺性状更优良的品种。
参考文献:
[1] 姜树坤,马慧,刘君,等.利用SRAP标记分析玉米遗传多样性[J].分子植物育种,2007,5(3):412416.
[2] 张建成,王传堂,焦坤,等.SRAP标记技术在花生种子纯度鉴定中的应用[J].中国农学通报,2005,21(12):3539.
[3] 赵丽萍,柳李旺,龚义勤,等.萝卜品种指纹图谱SRAP与AFLP分析[J].植物研究,2007,27(6):687684.
[4] LiG,QuirosCF.Sequencerelatedamplifiedpolymorphism(SRAP),anewmarkersystembasedonasimplePCRreaction:
ItsapplicationtomappingandgenetagginginBrassica[J].TheoreticalandAppliedGenetics,2001,103:455461.
[5] BarrettB,GriffithsA,SchreiberM,犲狋犪犾.Amicrosatelitemapofwhiteclover[J].TheoreticalandAppliedGenetics,2004,
109(3):596608.
[6] FerriolM,PicoB,NuzeF.Geneticdiversityofagermplasmcolectionof犆狌犮狌狉犫犻狋犪狆犲狆狅usingSRAPandAFLPmarkers[J].
TheoreticalandAppliedGenetics,2003,107:271282.
[7] HanXY,WangLS,ShuQY,犲狋犪犾.Molecularcharacterizationoftreepeonygermplasmusingsequencerelatedamplified
polymorphismmarkers[J].BiochemicalGenetics,2008,46:162179.
[8] GuoDL,LuoZR.GeneticrelationshipsofsomePCNApersimmons(犇犻狅狊狆狔狉狅狊犽犪犽犻Thunb.)fromChinaandJapanrevealed
bySRAPanalysis[J].GeneticResourcesandCropEvolution,2006,53:15971603.
[9] BudakH,ShearmanRC,ParmaksizI,犲狋犪犾.Molecularcharacterizationofbuffalograssgermplasmusingsequencerelatedam
plifiedpolymorphismmarkers[J].TheoreticalandAppliedGenetics,2004,108:328334.
[10] 陈智华,苗佳敏,钟金城.野生垂穗披碱草种质遗传多样性的SRAP研究[J].草业学报,2009,18(5):192200.
[11] 陈宣,郭海林,薛丹丹.结缕草属植物耐盐性SRAP分子标记研究[J].草业学报,2009,18(2):6675.
[12] 郭海林,郑轶琦,陈宣.结缕草属植物种间关系和遗传多样性的SRAP标记分析[J].草业学报,2009,18(5):201210.
[13] VandemarkGJ,ArissJJ,BauchanGA,犲狋犪犾.Estimatinggeneticrelationshipsamonghistoricalsourcesofalfalfagerm
plasmandselectedcultivarswithsequencerelatedamplifiedpolymorphisms[J].Euphytica,2006,152:916.
[14] 张建成,王传堂,焦坤,等.SRAP标记技术在花生种子纯度鉴定中的应用[J].中国农学通报,2005,12(21):3539.
[15] 董宽虎,沈益新.饲草生产学[M].北京:中国农业出版社,2003:7879.
[16] 陈宝书.牧草饲料作物栽培学[M].北京:中国农业出版社,2001:224.
[17] 切彩.11分白三叶材料形态特征及其同工酶和种子贮藏蛋白遗传多样性研究[D].乌鲁木齐:新疆农业大学,2009.
[18] 杨珍.高加索三叶草鱼白三叶草及其杂交胚立体培养技术的研究[D].呼和浩特:内蒙古农业大学,2008.
[19] 杨珍,何丽君,王明玖.高加索三叶草×白三叶胚萌发条件的探索[J].草业科学,2009,26(1):5054.
[20] SharmasTR,SinghRK,ChahotaR,犲狋犪犾.Analysisofgeneticdiversityinwhiteclover(犜狉犻犳狅犾犻狌犿狉犲狆犲狀狊)accessionsu
singagromorphologicalandRAPDmarkers[J].JournalofGenetics&Breeding,2005,59:34.
[21] GustineDL,HuffDR.Geneticvariationwithinandamongwhitecloverpopulationsfrommanagedpermanentpasturesof
theNortheasternUSA[J].CropScience,1999,39:524530.
631 ACTAPRATACULTURAESINICA(2010) Vol.19,No.5
[22] JoyceTA,AbbertonMT,MichaelsonYeatesTPT,犲狋犪犾.RelationshipsbetweengeneticdistancemeasuredbyRAPDPCR
andheterosisininbredlinesofwhiteclover(犜狉犻犳狅犾犻狌犿狉犲狆犲狀狊L.)[J].Euphytica,1999,107(3):159165.
[23] GeorgeJ,DobrowolskiMP,VanZijldeJongE,犲狋犪犾.Assessmentofgeneticdiversityincultivarsofwhiteclover(犜狉犻犳狅
犾犻狌犿狉犲狆犲狀狊L.)detectedbySSRpolymorphisms[J].Genome,2006,49:8.
[24] K?likerR,HonesES,JahuferMZZ,犲狋犪犾.BulkedAFLPanalysisfortheassessmentofgeneticdiversityinwhiteclover
(犜狉犻犳狅犾犻狌犿狉犲狆犲狀狊L.)[J].Euphytica,2001,121:305315.
[25] SaghaiMaroofMA,SolimanKM,JorgensenRA.RibosomalDNApacerlengthpolymorphismsinbarely:Ribosomalin
heritance,chromosomallocation,andpopulationdynamics[J].ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnited
StatesofAmerica,1984,81:801.
[26] 王志勇,袁学军,刘建秀,等.狗牙根SRAPPCR反应体系优化及引物筛选[J].草业学报,2008,3(17):7985.
[27] 薛丹丹,郑轶琦,王志勇,等.结缕草属植物SRAP-PCR体系的建立和优化[J].草业学报,2008,6(17):93101.
[28] 易杨杰,张新全,黄琳凯,等.野生狗牙根种质遗传多样性的SRAP研究[J].遗传,2008,30(1):94100.
[29] 许绍斌,陶玉芬,杨昭庆,等.简单快速的DNA银染和胶保存方法[J].遗传,2002,24(3):335336.
[30] RoldanRuizI,DendauwJ,VanBockstaeleE,犲狋犪犾.AFLPmarkersrevealhighpolymorphicratesinryegrasses(犔狅犾犻狌犿
spp.)[J].MolecularBreeding,2000,6:125134.
[31] ArchakS,GaikwadAB,GautamD,犲狋犪犾.ComparativeassessmentofDNAfingerprintingtechniques(RAPD,ISSRand
AFLP)forgeneticanalysisofcashew(犃狀犪犮犪狉犱犻狌犿狅犮犮犻犱犲狀狋犪犾犲L.)accessionsofIndia[J].Genome,2003,46:362369.
[32] PowelW,MorganteM,AndreC,犲狋犪犾.ThecomparisonofRAPD,AFLPandSSR(microsatelite)markerforgermplasma
nalysis[J].MolecularBreeding,1996,2:225238.
[33] 车永和,李立会,何蓓如.冰草属植物遗传多样性取样策略基于醇溶蛋白的研究[J].植物遗传资源学报,2004,5:216
221.
[34] 冯宗云,李宏,张立立,等.西藏野生大麦醇溶蛋白的遗传多样性[J].四川大学学报,2004,41:440445.
[35] 车永和,李立会,何培茹.冰草属(犃犵狉狅狆狔狉狅狀Gaertn.)植物遗传多样性取样策略基于醇溶蛋白的研究[J].植物遗传资源
学报,2004,5:216221.
[36] RohlfFJ.NTSYSpc.NumerialTaxonomyandMultivariateAnalysisSystem (Version2.0)[M].NewYork:ExterSoft
were,1994.
[37] KongkiatngamP,WaterwayMJ,FortinMG,犲狋犪犾.Geneticvariationwithinandbetweentwocultivarsofredclover(犜狉犻犳狅
犾犻狌犿狆狉犪狋犲狀狊犲L.)-Comparisonsofmorphological,isozyme,andRAPDmarkers[J].Euphytica,1995,84:237246.
[38] UloaO,OrtegaF,CamposH.Analysisofgeneticdiversityinredclover(犜狉犻犳狅犾犻狌犿狆狉犪狋犲狀狊犲L.)breedingpopulationsas
revealedbyRAPDgeneticmarkers[J].Genome,2003,46(6):529535.
[39] 关潇.野生紫花苜蓿种质资源遗传多样性研究[D].北京:北京林业大学,2009.
[40] WilsonBL,KitzmilerJ,RoleW,犲狋犪犾.Isozymevariationanditsenvironmentalcorrelatesin犈犾狔犿狌狊犵犾犪狌犮狌狊fromtheCali
forniaFloristicProvince[J].CanadianJournalofBotanyrevueCanadiennedeBotanique,2001,79:139153.
[41] 谢国禄.北美白三叶草收集种和品种的RAPD标记遗传变异[J].CropScience,2002,42(2):342347.
[42] 安晓珂.三叶草属三种植物遗传多样性的RAPD分析[D].北京:中国农业科学院,2008.
[43] BortoliniF,AgnolMD,SchifinoWittmannMT.MolecularcharacterizationoftheUSDAwhiteclover(犜狉犻犳狅犾犻狌犿狉犲狆犲狀狊
L.)corecolectionbyRAPDmarkers[J].GeneticResourcesandCropEvolution,2006,53:10811087.
731第19卷第5期 草业学报2010年
犌犲狀犲狋犻犮犱犻狏犲狉狊犻狋狔犻狀狑犺犻狋犲犮犾狅狏犲狉犵犲狉犿狆犾犪狊犿犱犲狋犲犮狋犲犱犫狔犛犚犃犘犿犪狉犽犲狉狊
ZHANGJingyuan,PENGYan,LUOYan,MAXiao
(DepartmentofGrassland,SichuanAgriculturalUniversity,Ya’an625014,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:SRAP(sequencerelatedamplifiedpolymorphism)markerswereusedtoanalyzegeneticdiversityof
41whiteclover(犜狉犻犳狅犾犻狌犿狉犲狆犲狀狊)accessionsusing20pairsofrandomprimers.Theresultswere:1)The
primerpairsamplified479clearbands,including411polymorphicbands,whichrangedfrom13to44bandsper
primerpairwithanaverageof23.95bands.Thepercentofpolymorphiclociwas85.16%,andthepolymor
phisminformationcontentrangedfrom0.182to0.334withanaverageof0.268,whichshowedthatthetested
whitecloverhadarichgeneticdiversityofgermplasm.2)Geneticsimilarityrangedfrom0.5866to0.9896
amongalaccessionswithanaverageof0.7307,whichalsosuggestedthattherewasarichgeneticvariation
amongthewhiteclovergermplasms.3)Clusteranalysisandprincipalcomponentanalysisof41whiteclover
accessionsdividedtheminto3groupsonthegeneticsimilarityof0.71andmostoftheaccessionsfromthesame
orsimilarecologicgeographicalenvironmentclusteredinonegroup,showingacertaindegreeofecogeograph
icaldistribution.
犓犲狔狑狅狉犱狊:whiteclover(犜狉犻犳狅犾犻狌犿狉犲狆犲狀狊);SRAP;geneticdiversit
檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵

831 ACTAPRATACULTURAESINICA(2010) Vol.19,No.5