全 文 ：第 52 卷 第 4 期
2 0 1 6 年 4 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 52，No. 4
Apr．，2 0 1 6
doi:10．11707 / j．1001-7488．20160406
收稿日期: 2015 － 05 － 04; 修回日期: 2015 － 06 － 10。
基金项目: 广东省林业科技创新项目(2011KJCX002)。
* 陈晓阳为通讯作者。
基于 SRAP分子标记的苦楝种质资源遗传多样性分析*
廖柏勇1 王 芳1 陈丽君1 刘明骞1 欧阳昆唏1 阙青敏1
惠文凯2 李 培2 陈晓阳1
(1． 华南农业大学林学与风景园林学院 广东省森林植物种质创新与利用重点实验室 亚热带农业生物资源保护与
利用国家重点实验室 广州 510642; 2． 北京林业大学生物科学与技术学院 北京 100083)
摘 要: 【目的】利用相关序列扩增多态性(SRAP)分子标记对来自 17 个省(区)的 31 个苦楝种源进行遗传多样
性分析，为苦楝种质资源的保存和育种计划的制订提供依据。【方法】通过 SRAP 分子标记获得 1 /0 数据矩阵，计
算 SRAP 分子标记各项遗传参数，同时进行分子方差分析(AMOVA)。随后计算遗传距离矩阵并进行主坐标分析
(PCoA)、邻接法聚类分析 (Neighbour-Joining)以及遗传距离和地理距离 Mantel 相关性分析。【结果】从 783 对
SRAP 引物中筛选出的 20 对引物可扩增出 257 条清晰的条带，其中 145 条具有多态性。引物多态性信息指数
(PIC)为 0. 262 ～ 0. 478，均值为 0. 385。PIC 值较高的 10 对引物，可扩增出 56 条特异多态带，可以作为快速鉴别苦
楝种源的工具。AMOVA 结果显示，38. 96%的遗传变异来源于种源间，61. 04%的遗传变异来源于种源内。山区的
贵州册亨和黎平，云南勐腊和麻栗坡，湖南东安、炎陵和浏阳，四川达州，河北保定，安徽滁州种源的遗传多样性高
于其他种源。邻接聚类法根据 Nei’s 遗传距离将 31 个种源分为东西 2 类，西部云南、四川、贵州和甘肃的 8 个种源
构成类群Ⅰ，其他地区的 23 个种源构成东部类群Ⅱ。类群Ⅱ中北方的济南、保定、泰安、渭南和许昌 5 个种源聚为
一小类，华南地区的屯昌、五指山、钦州和仁化种源聚为一小类，其他相邻和相近的种源大多聚在一起。PCoA 分析
的种源间双标图结果与邻接法聚类结果基本一致。种源内双标图显示相同种源内的单株大都聚在一起，且种源间
和种源内双标图总体分布大体一致。Mantel 检验结果表明，种源间遗传距离和地理距离相关性显著 ( r = 0. 256，
P = 0. 003)。【结论】SRAP 分子标记可以准确、有效地用于苦楝遗传多样性分析。苦楝遗传变异主要来源于种源
内，而种源间基因交流有限。种源遗传多样性整体偏低，而部分山区种源遗传多样性较高。在选择高遗传多样性
种源的基础上，苦楝选育应侧重种源内家系和单株选择。苦楝种源特征明显，地理环境差异对其遗传多样性具有
一定的影响。31 个种源大致可分为东西 2 类，东部种源从北到南有多个聚类中心，其种质资源应采用多点就地保
存方式。我国苦楝遗传多样性起源中心或许存在于 2 类不同种源的生态过渡区。
关键词: 苦楝; SRAP; 遗传多样性; 亲缘关系
中图分类号: S718. 46; S718. 54 文献标识码: A 文章编号: 1001 － 7488(2016)04 － 0048 － 11
Genetic Diversity of Germplasm Resources of
Melia azedarach Revealed by SRAP Markers
Liao Boyong1 Wang Fang1 Chen Lijun1 Liu Mingqian1 Ouyang Kunxi1
Que Qingmin1 Xi Wenkai2 Li Pei2 Chen Xiaoyang1
(1 ． State Key Laboratory for Conservation and Utilization of Subtropical Agro-Bioresources
Guangdong Provincial Key Laboratory of Forest Plant Germplasm Innovation and Utilization
College of Forestry and Landscape Architecture，South China Agricultural University Guangzhou 510642;
2 ． College of Biological Sciences and Technology，Beijing Forestry University Beijing 100083)
Abstract: 【Objective】This study was aimed to analyze genetic diversity of 31 provenances of Melia azedarach from 17
provinces in China by Sequence Related Amplified Polymorphism( SRAP) molecular markers，and to provide a basis for
conservation of germplasm resources and breeding of M． azedarach． 【Method】We obtained SRAP 1 /0 matrix via SRAP
molecular markers，calculated the parameters of SRAP molecular markers，and conducted analysis of molecular variance
(AMOVA) ． Then we computed the genetic distance matrix of SRAP data，and carried out principal coordinate analysis
第 4 期 廖柏勇等: 基于 SRAP 分子标记的苦楝种质资源遗传多样性分析
(PCoA)，Neighbour-Joining cluster analysis and Mantel’s test for the correlation between genetic distance matrix and
geographic distance matrix． 【Result】20 pairs of primer combinations，screened from 783 pairs of primer combinations，
amplified 257 clear bands，of which 145 were polymorphic． The polymorphism information content( PIC) values ranged
from 0. 262 to 0. 478，with an average value of 0. 385． The screened 10 primer combinations with the highest PIC values
could distinguish almost all of the populations，so that they could be used to identify provenances of M． azedarach rapidly．
The results of analysis of molecular variance(AMOVA) indicated that 38. 96% genetic variation is derived from among
populations and 61. 04% is derived from within populations． Mountain provenances GZ2 and GZ3 from Guizhou，YN1 and
YN2 from Yunnan，HUN1，HUN2 and HUN3 from Hunan，SC2 from Sichuan，HEB from Hebei，and AH from Anhui
displayed higher genetic diversity than other provenances did． The Neighbour-Joining cluster analysis and principal
coordinates analysis displayed similar results，31 M． azedarach provenances were clustered into east and west groups．
Provenances of Cluster Ⅰ were distributed along the west of China，including provenances from Yunnan，Guizhou，
Sichuan and Gansu，and cluster Ⅱ contained other 23 provenances that were distributed in the east of China． Within the
cluster Ⅱ，SD1，HEB，SD2，SX，and GS provenances from north area were clustered into sub-group Ⅱ1． The four
southern provenances，HAN2，HAN1，GX2，and GD2，were clustered into sub-group Ⅱ4． The rest provenances either
neighbouring or close to each other were mostly clustered together． According to the Mantel test，there was a significant
correlation between genetic distance and geographic distance( r = 0. 256，P = 0. 003) ．【Conclusion】SRAP markers can be
accurately and effectively used in genetic diversity analysis of M． azedarach． More genetic variation of M． azedarach
existed within provenances，while gene exchange among provenances was limited． The overall genetic diversity of the
provenances was relatively low，while some mountain provenances had higher genetic diversity． On the basis of selecting
provenances with high genetic diversity，breeding of M． azedarach should be focused on selection of families and
individuals within provenance． Different provenances had their own obvious characteristics， and differences in
geographical environment had a certain impact on their genetic diversity． The 31 provenances were clustered into the east
and the west groups，and the east groups had several diversity centres，so it was suggested that the germplasm resources be
conserved in multiple sites in situ respectively． The centre of the origin of genetic diversity of M． azedarach may have an
ecological transition zone between the two different groups of provenances in China．
Key words: Melia azedarach; SRAP; genetic diversity; genetic relationship
苦楝(Melia azedarach)不仅生长快、材质好，是
优良的建筑用材和家具用材，而且用途广，是植物源
杀虫剂原料树种(Xu et al．，2009; 2010; 2011)。苦
楝广泛分布于我国 18°—40°N、海拔 2 100 m 以下的
常绿阔叶林、落叶林，以及溪谷、田地的边缘和道路
两旁(Peng et al．，2008)。从北方的河北保定、山西
运城和甘肃陇南到南方的海南崖县，从东部的台湾、
福建沿海到西部的四川成都和云南保山，分布范围
覆盖中国陆地的三分之一(程诗明等，2006)。苦楝
也分布于热带和亚热带其他的国家和地区，如斯里
兰卡、泰国、越南、土耳其、菲律宾、不丹、尼泊尔、巴
布亚新几内亚、印度、印度尼西亚、老挝、澳大利亚的
热带地区以及太平洋群岛。由于苦楝对环境适应性
强以及广泛的栽培，其起源中心尚不清楚 ( Peng
et al．，2008)。
国内对苦楝表型遗传变异研究较多 (程诗明
等，2006; 陈丽君等，2014; 廖柏勇等，2014)，而遗
传多样性研究报道仅限于少数引物组合和有限的群
体数量(夏海涛，2009; 程诗明，2005)。然而，苦楝
分布相当广泛，只有广泛搜集种质资源，才有可能准
确地开展遗传多样性分析。
SRAP 分子标记基于 PCR 技术，利用长度为
17 ～ 18 个核苷酸的引物针对开放阅读框进行扩增
分析(Li et al．，2001)，常用于基因连锁作图和基因
标记，具有简便、高重复率的特性。相对于其他分子
标记方法，SRAP 分子标记在植物物种的遗传多样
性和亲缘关系分析中将能获得更多的信息。本研究
采用 SRAP 分子标记，对中国 17 个省份的 31 个苦
楝种源进行遗传多样性分析，为苦楝种质资源的保
存和育种计划的制订提供依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
试验选取苦楝主要地理分布区的 31 个种源
(表 1)，分别来自广东、广西、贵州、海南、江西、湖
南、四川、安徽、河北、湖北、河南、山东、山西、福建、
浙江、甘肃和云南 17 个省(区)。2014 年 2 月，在华
南农业大学播种育苗。从每个种源中抽取 15 个或
94
林 业 科 学 52 卷
者 14 个(GS，HANI，HEN 和 YN3 种源)不同家系，
记录家系编号，每个家系中随机抽取 1 株苦楝幼苗
代表该家系，共计 461 个单株参与试验。按单株采
集叶片样品，保存在 － 70 ℃冰箱，用于 DNA 提取。
表 1 31 个苦楝种源资料汇总
Tab． 1 Summary of the Melia azedarach provenances collected for this study
序号
No．
种批号
Accession No．
种源代号
Provenance code
采样点
Location
纬度
Latitude(N)
经度
Longitude(E)
海拔
Elevation /m
1 ma140101 AH 安徽滁州 Chuzhou，Anhui 32°18 118°19 15
2 ma130201 FJ 福建永安 Yong’an，Fujian 25°49 117°06 255
3 ma140301 GS 甘肃陇南 Longnan，Gansu 33°24 104°55 1 106
4 ma130401 GD1 广东开平 Kaiping，Guangdong 22°25 112°43 7
5 ma130402 GD2 广东仁化 Renhua，Guangdong 25°19 113°55 99
6 ma130501 GX1 广西桂林 Guilin，Guangxi 25°16 110°17 166
7 ma130502 GX2 广西钦州 Qinzhou，Guangxi 21°58 108°39 17
8 ma140503 GX3 广西都安 Du’an，Guangxi 23°55 108°06 373
9 ma130601 GZ1 贵州兴义 Xingyi，Guizhou 25°03 104°37 1 407
10 ma130602 GZ2 贵州册亨 Ceheng，Guizhou 24°57 105°41 1 117
11 ma130603 GZ3 贵州黎平 Liping，Guizhou 26°13 109°08 618
12 ma140604 GZ4 贵州遵义 Zunyi，Guizhou 27°43 106°55 1 168
13 ma130701 HAN1 海南五指山 Wuzhishan，Hainan 18°47 109°29 280
14 ma130702 HAN2 海南屯昌 Tunchang，Hainan 19°24 110°07 160
15 ma140801 HEB 河北保定 Baoding，Hebei 38°52 115°27 22
16 ma140901 HUB 湖北荆门 Jingmen，Hubei 31°02 112°11 98
17 ma141001 HEN 河南许昌 Xuchang，Henan 34°02 113°51 71
18 ma131101 HUN1 湖南东安 Dong’an，Hunan 26°22 111°14 205
19 ma131102 HUN2 湖南炎陵 Yanling，Hunan 26°27 113°40 200
20 ma131103 HUN3 湖南浏阳 Liuyang，Hunan 28°09 113°38 124
21 ma131201 JX1 江西于都 Yudu，Jiangxi 25°59 115°25 132
22 ma141202 JX2 江西瑞昌 Ruichang，Jiangxi 29°40 115°40 18
23 ma141301 SD1 山东济南 Jinan，Shandong 36°39 117°07 122
24 ma141302 SD2 山东泰安 Tai’an，Shandong 36°13 117°06 641
25 ma141401 SX 陕西渭南 Weinan，Shaanxi 34°29 109°30 351
26 ma141501 SC1 四川成都 Chengdu，Sichuan 30°34 104°03 495
27 ma141502 SC2 四川达州 Dazhou，Sichuan 31°12 107°28 593
28 ma131601 YN1 云南勐腊 Mengla，Yunnan 21°48 101°15 1 010
29 ma141602 YN2 云南麻栗坡 Malipo，Yunnan 23°06 104°40 1 180
30 ma141603 YN3 云南楚雄 Chuxiong，Yunnan 25°02 101°31 2 173
31 ma141701 ZJ 浙江临安 Lin’an，Zhejiang 30°13 119°43 47
1. 2 DNA 提取
从保存的每份样品中取约 150 mg 叶片，采用
EZNA high-performance DNA mini kit 试剂盒(Omega
Bio-Tek，Norcross，GA，USA)提取基因组 DNA，用
1%的琼脂糖凝胶电泳检测其质量。并用 NanoDrop
1000 分 光 光 度 计 ( Thermo Fisher Scientific，
Waltham，MA，USA)检测每份 DNA 的浓度，再将其
浓度调整为 50 ng·μL － 1，－ 20 ℃低温保存备用。
1. 3 SRAP 分析
SRAP 分子标记操作方法参照 Li 等(2001)，试
验中所用试剂由宝生物工程有限公司 ( Otsu，
Japan)提供，PCR 扩增采用 25 μL 反应体系，体系包
括: 50 ng 基因组 DNA、200 μmol·L － 1 dNTPs、2. 75
mmol·L － 1 MgCl2、0. 4 μmol·L
－ 1上游引物和下游引
物、2. 5 μLPCR 缓冲液、0. 75 单位 Taq DNA 酶和
16. 7 μL 双蒸水。PCR 程序在东胜热循环仪(EDC-
810，苏州，中国) 中进行，热循环体系程序如下:
94 ℃预变性 5 min; 前 5 个循环为 94 ℃ 1 min，
35 ℃ 1 min，72 ℃ 1 min; 随后进行的 35 个循环为
94 ℃ 1 min，50 ℃ 1 min，72 ℃ 1 min; 最后 72 ℃延
伸5 min，于 4 ℃保存。
用 8 个不同种源的基因组 DNA 对 783 对引物
组合(27 条上游引物，29 条下游引物，表 2)进行初
筛选，再用 16 个不同种源的苦楝基因组 DNA 进行
引物复筛，最后得到 20 对引物(12 条上游引物，13
条下游引物)，可以扩增可重复、清晰的多态带。
PCR 产物采用 6% 的聚丙烯酰胺凝胶电泳进行分
析，随后以 12. 5 V·cm － 1的速度电泳 1. 5 h，再用银
染法显色(Bassam et al．，1993)。将可靠、清晰、明显
的扩增条带记录为 1，没有条带扩增出来的位点记
录为 0，统计 100 ～ 1 500 bp 区间的条带，构建 SRAP
数据 1 /0 矩阵。
05
第 4 期 廖柏勇等: 基于 SRAP 分子标记的苦楝种质资源遗传多样性分析
表 2 SRAP 引物
Tab． 2 Primers used in sequence-related amplified polymorphism(SRAP)
上游引物 Primer F 下游引物 Primer R
名称 Name 引物序列 Sequence(5—3) 名称 Name 引物序列 Sequence(5—3)
Me1 TGAGTCCAAACCGGATA Em1 GACTGCGTACGAATTAAT
Me2 TGAGTCCAAACCGGAGC Em2 GACTGCGTACGAATTTGC
Me3 TGAGTCCAAACCGGAAT Em3 GACTGCGTACGAATTGAC
Me4 TGAGTCCAAACCGGACC Em4 GACTGCGTACGAATTTGA
Me5 TGAGTCCAAACCGGAAG Em5 GACTGCGTACGAATTAAC
Me6 TGAGTCCAAACCGGTAA Em6 GACTGCGTACGAATTGCA
Me7 TGAGTCCAAACCGGTCC Em7 GACTGCGTACGAATTGAG
Me8 TGAGTCCAAACCGGTGC Em8 GACTGCGTACGAATTGCC
Me9 TGAGTCCAAACCGGACA Em9 GACTGCGTACGAATTTCA
Me10 TGAGTCCAAACCGGACG Em10 GACTGCGTACGAATTCAA
Me11 TGAGTCCAAACCGGACT Em11 GACTGCGTACGAATTGCA
Me12 TGAGTCCAAACCGGAGG Em12 GACTGCGTACGAATTCAT
Me13 TGAGTCCAAACCGGAAA Em13 GACTGCGTACGAATTCTA
Me14 TGAGTCCAAACCGGAAC Em14 GACTGCGTACGAATTCTC
Me15 TGAGTCCAAACCGGAGA Em15 GACTGCGTACGAATTCTT
Me17 TGAGTCCAAACCGGTAG Em16 GACTGCGTACGAATTGAT
Me18 TGAGTCCAAACCGGCAT Em17 GACTGCGTACGAATTATG
Me19 TGAGTCCAAACCGGTTG Em18 GACTGCGTACGAATTAGC
Me20 TGAGTCCAAACCGGTGT Em19 GACTGCGTACGAATTACG
Me21 TGAGTCCAAACCGGTCA Em20 GACTGCGTACGAATTTAG
Me22 TGAGTCCAAACCGGGCA Em21 GACTGCGTACGAATTTCG
Me23 TGAGTCCAAACCGGATG Em22 GACTGCGTACGAATTGTC
Me24 TGAGTCCAAACCGGGAT Em23 GACTGCGTACGAATTGGT
Me25 TGAGTCCAAACCGGGCT Em24 GACTGCGTACGAATTCAG
Me26 TTCAGGGTGGCCGGATG Em25 GACTGCGTACGAATTCTG
Me27 TGGGGACAACCCGGCTT Em26 GACTGCGTACGAATTCGG
Me28 TGAGTCCAAACCGGATC Em27 GACTGCGTACGAATTCCA
Em28 GACTGCGTACGAATTCGA
Em29 GACTGCGTACGAATTATT
1. 4 数据处理
采用 POPGEN 32 软件分析优选引物的总条带
数、多态性条带数、多态带百分率( PPB)、多态性信
息指数 ( PIC)，分析种源的多态位点百分率 (P p )、
Nei’s 遗传多样性指数(H)以及 Shannon’s 信息指
数( I)(Nei，1978)。
多态带百分率 ( PPB) 计算公式如下: PPB =
(K /N) × 100%。式中: K 为多态带的条数; N 为总
条带数。多态性信息指数( PIC)作为评价引物鉴别
能力的标记指标，计算公式如下: PIC i = 2 fi(1 － fi)。
式中: PIC i为第 i 个标记的 PIC 值; fi为第 i 个标记
片段扩增出来的频率。
用 POPGEN 32 计算 31 个种源的遗传距离矩阵，
然后采用 Mega6. 06 软件中的邻接聚类法(Neighbour-
Joining)建立种源亲缘关系聚类树状图(Saitou et al．，
1987; Tamura et al．，2013)。采用 GenAIEx 6. 5(Peakall
et al．，2012)软件，进行分子方差分析 (AMOVA)，采
用 PCoA 法进一步分析不同种源间、种源内个体间
的亲缘关系远近。采用 Mantel 检验法估算种源间
遗传距离和地理距离的相关性(Mantel，1967)。
2 结果与分析
2. 1 引物扩增结果
20 对引物在 461 个 DNA 样本中共扩增出 257
条清晰的条带，其中 145 条为多态带(58. 24% )。
Me6 /Em10 引物对的扩增效果如图 1 所示。每对引
物所扩增的总条带数、多态带条数、多态带百分率
(PPB)、多态性信息指数值(PIC)列于表 3 中。
20 对引物的扩增条带数为 4(Me6 /Em29) ～ 26
(Me17 /Em29)条，平均为 12. 85 条。多态性条带数
为 2 ～ 14 条，平均有 7. 25 条。 PPB 值最高的是
Me11 /Em29 引物组合(100% )，其次是 Me28 /Em15
(90. 91% ) 和 Me24 /Em14 ( 88. 89% )。引物组合
Me1 /Em17 和 Me2 /Em12 的 PPB 值最低，分别为
23. 08%和 16. 67%。PIC 平均值为 0. 385，PIC 值最
高和最低的引物组合分别是 Me1 /Em17 (0. 478)和
Me24 /Em14(0. 262)，表明引物组合 Me1 /Em17 能
提供的各种源遗传多样性信息最多。
15
林 业 科 学 52 卷
图 1 引物 Me6 /Em10 扩增产物的聚丙烯酰胺凝胶电泳
Fig． 1 Amplified pattern on polyacrylamide gel with primer combinations of Me6 /Em10
M: Marker 100 bp DNA ladder．其他泳道分别为 YN1、JX1 和 HAN2 种源各自 15 个单株。
YN1，JX1，and HAN2 represent their each 15 plants of provenance respectively．
表 3 引物组合多态性条带数和多态性信息指数
Tab． 3 Polymorphism number and PIC of 20 SRAP primer combinations
引物对
Primer
combination
总条带数
Total number
of bands
多态性条带数
Number of
polymorphic
bands( n)
多态带百分率
Percentage of
polymorphic
bands(PPB)
多态性信息指数
Polymorphism
information
content(PIC)
Me1 /Em9 17 14 82. 35 0. 402
Me1 /Em17 13 3 23. 08 0. 478
Me2 /Em12 12 2 16. 67 0. 474
Me2 /Em13 10 9 90. 00 0. 320
Me4 /Em5 15 6 40. 00 0. 404
Me5 /Em10 14 9 64. 29 0. 358
Me6 /Em4 19 13 68. 42 0. 294
Me6 /Em5 11 5 45. 45 0. 401
Me6 /Em10 11 5 45. 45 0. 447
Me6 /Em29 4 2 50. 00 0. 410
Me11 /Em29 8 8 100. 00 0. 383
Me17 /Em29 26 10 38. 46 0. 339
Me19 /Em5 7 5 71. 43 0. 454
Me19 /Em7 8 3 37. 50 0. 424
Me20 /Em7 17 13 76. 47 0. 368
Me24 /Em14 9 8 88. 89 0. 262
Me27 /Em4 14 8 57. 14 0. 310
Me27 /Em18 16 4 25. 00 0. 430
Me28 /Em15 11 10 90. 91 0. 406
Me28 /Em19 15 8 53. 33 0. 346
总计 Total 257 145
均值 Mean 12. 85 7. 25 58. 24 0. 385
2. 2 遗传多样性分析
31 个种源的主要遗传多样性参数列于表 4。
POPGEN 32 软件统计结果表明，样本的总遗传多样
性( H t ) 为 0. 37 ± 0. 01，种源遗传多样性 ( H s ) 为
0. 20 ± 0. 01。多态位点百分率 ( P p ) 变化范围为
35. 17% ～ 76. 55%，均值是 58. 24%。Nei’s 遗传多
样性指数为 0. 13 ～ 0. 31，平均值为 0. 20。来自贵州
册亨 GZ2 种 源 Nei’s 遗 传 多 样 性 指 数 最 高。
Shannon’s 信息指数为 0. 18 ～ 0. 45，均值为 0. 30。
AMOVA(表 5)分析表明，在总遗传变异中，38. 96%
来自于种源间变异，61. 04%来自于种源内变异，说
明变异主要来源于种源内。
25
第 4 期 廖柏勇等: 基于 SRAP 分子标记的苦楝种质资源遗传多样性分析
表 4 31 个苦楝种源遗传多样性参数
Tab． 4 Genetic diversity parameters of the 31 provenances of M． azedarach
序号
No．
种源代码
Code
多态性位
点百分率
Percentage of
polymorphic loci(P p )
Nei’s(1973)
遗传多样性指数
Nei’s(1973)
gene diversity(H)
Shannon’s 信息指数
Shannon’s
information index
( I)
1 AH 64. 83 0. 24 ± 0. 20 0. 35 ± 0. 29
2 FJ 52. 41 0. 17 ± 0. 19 0. 25 ± 0. 27
3 GS 67. 59 0. 25 ± 0. 20 0. 38 ± 0. 28
4 GD1 56. 55 0. 17 ± 0. 19 0. 27 ± 0. 27
5 GD2 55. 17 0. 18 ± 0. 20 0. 28 ± 0. 28
6 GX1 62. 76 0. 22 ± 0. 20 0. 33 ± 0. 29
7 GX2 54. 48 0. 18 ± 0. 20 0. 27 ± 0. 29
8 GX3 53. 10 0. 18 ± 0. 20 0. 27 ± 0. 29
9 GZ1 58. 62 0. 19 ± 0. 20 0. 28 ± 0. 28
10 GZ2 76. 55 0. 31 ± 0. 20 0. 45 ± 0. 27
11 GZ3 75. 17 0. 27 ± 0. 20 0. 41 ± 0. 27
12 GZ4 61. 38 0. 21 ± 0. 21 0. 32 ± 0. 29
13 HAN1 35. 17 0. 19 ± 0. 17 0. 18 ± 0. 26
14 HAN2 40. 00 0. 13 ± 0. 18 0. 20 ± 0. 27
15 HEB 48. 28 0. 15 ± 0. 19 0. 23 ± 0. 28
16 HUB 57. 24 0. 21 ± 0. 21 0. 30 ± 0. 29
17 HEN 50. 34 0. 17 ± 0. 20 0. 26 ± 0. 28
18 HUN1 68. 97 0. 25 ± 0. 20 0. 37 ± 0. 28
19 HUN2 73. 79 0. 26 ± 0. 20 0. 39 ± 0. 28
20 HUN3 67. 59 0. 25 ± 0. 21 0. 37 ± 0. 29
21 JX1 56. 55 0. 19 ± 0. 19 0. 29 ± 0. 28
22 JX2 54. 48 0. 18 ± 0. 19 0. 27 ± 0. 28
23 SD1 48. 97 0. 17 ± 0. 20 0. 26 ± 0. 29
24 SD2 45. 52 0. 15 ± 0. 19 0. 23 ± 0. 27
25 SX 46. 90 0. 16 ± 0. 20 0. 24 ± 0. 29
26 SC1 50. 34 0. 17 ± 0. 19 0. 25 ± 0. 28
27 SC2 71. 72 0. 27 ± 0. 20 0. 40 ± 0. 28
28 YN1 70. 34 0. 25 ± 0. 20 0. 38 ± 0. 28
29 YN2 69. 66 0. 25 ± 0. 20 0. 37 ± 0. 28
30 YN3 55. 86 0. 18 ± 0. 19 0. 28 ± 0. 28
31 ZJ 55. 17 0. 15 ± 0. 18 0. 23 ± 0. 26
均值 Mean 58. 24 0． 2 0． 3
表 5 苦楝 31 个种源分子方差分析①
Tab． 5 Analysis of molecular variance(AMOVA) of 31 provenances of M． azedarach
变异来源
Source
自由度
df
平方和
Sum of
squares
均方差
Mean
squares
方差分量
Variance
component
方差分量比例
Variance component
proportion(% )
遗传分化系数
Φ st
P
种源间
Among provenances
30 4 784. 54 159. 49 9. 7 38. 96 0. 39 0. 001
种源内
Within provenance
430 6 536. 62 15. 2 15. 2 61. 04
总变异
Total
460 11 321. 16 24. 9 100
① Φ st: 种源间遗传分化系数 Coefficient of genetic differentiation among provenances．
2. 3 种源遗传距离聚类分析
对 31 个苦楝种源 Nei’s 遗传距离进行邻接法
聚类分析(图 2)。Nei’s 遗传距离在 31 个种源的变
动范围为 0. 039 5 ～ 0. 532 3。邻接法根据 Nei’s 遗
35
林 业 科 学 52 卷
传距离计算各类群之间的聚类分支距离，31 个种源
紧密相关，分支距离最低为 0. 003，最高为 0. 076。
根据分支距离从大到小顺序，将聚类群分为 2 类，2
图 2 31 个苦楝种源邻接聚类系统树
Fig． 2 Neighbour-Joining dendrogram of the 31 M． azedarach provenances
类的分支距离为 0. 076。从图 2 可以看出，第Ⅰ类
群以贵州遵义 ( GZ4 )、贵州兴义 ( GZ1)、四川成都
(SC1)和云南楚雄 (YN3)分支距离最小，联系最为
紧密，其次是四川达州( SC2)、云南勐腊(YN1)、甘
肃陇南(GS)以及贵州册亨 ( GZ2 )，主要为我国西
南、西北地区高原、盆地种源。第Ⅱ类群包括其他
23 个种源。根据聚类分支距离大小，第Ⅱ类群中又
细分为 5 个聚类中心，其中济南 ( SD1 )、保定
(HEB)、泰安(SD2)、渭南(SX)、许昌(HEN)种源聚
为Ⅱ1 类; 临安(ZJ)、滁州(AH)和瑞昌( JX2)聚为
Ⅱ2 类; 荆门 (HUB)和永安( FJ)种源聚为Ⅱ3 类;
屯昌(HAN1)、五指山(HAN2)、钦州(GX2)和仁化
(GD2)种源聚为Ⅱ4 类; 于都( JX1)和开平(GD1)
种源分支距离更接近Ⅱ3 类; 东安(HUN1)和浏阳
(HUN3)聚为Ⅱ5 类; 都安(GX3)种源分支距离介
于Ⅱ4 类与Ⅱ5 类之间，但与Ⅱ4 类更加紧密，桂林
(GX1)则与Ⅱ5 类更加接近。麻栗坡(YN2)、炎陵
(HUN2)和黎平 (GZ3)种源归于类群Ⅱ，但是与类
群Ⅱ其他种源分支距离相距较远。
2. 4 遗传距离主坐标分析
遗传距离是遗传变异在种源之间的分布，它是
检测种源间及其种源内个体间遗传差异相关性的指
标。种源间遗传距离的 PCoA 分析表明前 3 个主分
量在总变异中所占的比例分别为 71. 79%，6. 33%，
4. 06% (合计 82. 17% )。主分量 1 和主分量 2 的二
维双标图(图 3)明显将 31 个苦楝种源聚为 2 类，与
邻接聚类的分析结果基本保持一致。种源内个体间
45
第 4 期 廖柏勇等: 基于 SRAP 分子标记的苦楝种质资源遗传多样性分析
遗传距离矩阵 PCoA 分析(图 4)表明，主分量 1 和主
分量 2 将整体试验样本大致分为 2 类，相同种源内
的个体基本都聚集在一起。其分析结果与种源间主
分量分析结果大致相同，细节有差异。
图 3 种源间主分量分析
Fig． 3 Biplots of PCoA1 and PCoA2 for the 31 M． azedarach provenances
图中数字为表 1 中的序号，分别代表 31 个不同的种源。Numbers in the figure above for the serial
number in Tab． 1，representing 31 different provenances，respectively．
图 4 种源内主分量分析
Fig． 4 Biplots of PCoA1 and PCoA2 within 31 M． azedarach provenances
2. 5 Mantel 相关性分析
利用 Mantel 检验计算种群的地理距离和遗传
距离相关性，当 P ＜ 0. 05 时，认为地理距离和遗传
距离具有显著相关性。Mantel 检验经过 1 000 次随
机置换计算，运算结果表明遗传距离矩阵和地理距
离矩阵呈极显著相关，相关系数为 0. 256 ( P =
0. 003，图 5)。以上结果证明苦楝种源存在地理变
异，也为进一步研究苦楝空间遗传结构以及地理变
异模型提供理论依据。
3 讨论
本研究将 SRAP 分析标记用于苦楝的遗传多样
性研究。相比于 AFLP，RAPD 以及 ISSR 分子标记，
SRAP 分子标记可以提供更多的信息(Youssef et al．，
2011; Liu et al．，2008; Shao et al．，2010; Budak
et al．，2004a)。研究结果表明，SRAP 分子标记是分
55
林 业 科 学 52 卷
图 5 遗传距离和地理距离相关性
Fig． 5 Correlation between the geographic distance and
Nei’s genetic distance
析苦楝种源间和种源内个体间遗传多样性的有效工
具 ( Li et al．，2001; Budak et al．，2004b; Valdez-
Ojeda et al．，2014; Jehan et al．，2014)。
从 783 对 SRAP 引物中共筛选出 20 对引物，可
以从 31 个苦楝种源中扩增出清晰的特异条带。PIC
是用于遗传多样性研究的重要指标，是引物鉴别能
力和信息可靠性的反映值 ( Talebi et al．，2012;
Barkley et al．， 2006; Milla-Lewis et al．， 2012;
Uzun et al．，2011)。一般来说，当 PIC ＞ 0. 5 时，位
点多态性非常好，遗传标记提供的信息度高; 当
0. 5 ＞ PIC ＞ 0. 25 时，遗传标记可以提供较合理的信
息; 当PIC ＜ 0. 25 时，遗传标记可提供的信息较少
(Vaiman et al．，1994; Xie et al．，2010)。本研究中
PIC 平均值为 0. 385，表明苦楝 SRAP 分子标记可以
较好地反映苦楝不同种源多样性，可用于不同种源
苦楝的分类和鉴定。其中 Me1 /Em17，Me2 /Em12，
Me19 /Em5，Me6 /Em10，Me27 /Em18，Me19 /Em7，
Me6 /Em29， Me28 /Em15， Me4 /Em5 以 及 Me1 /
Em9，共 10 对引物扩增的 56 条多态带，具有较高的
PIC 值，可以区分所有的种源。这些引物可以构建
一种苦楝种源快速鉴定的 SRAP 方法。
SRAP 标记 AMOVA 分析表明，种源内变异
61. 04%，38. 96% 来自于种源间变异。而 ISSR 的
AMOVA 分析结果也显示种源内变异为 65. 4%，种
源间变异为 34. 6% ; AFLP 的 AMOVA 结果认为
72. 74%的变异来源于种源内，27. 26% 的变异来源
于种源间(夏海涛，2009; 程诗明，2005)。多种不
同的分子标记都表明苦楝遗传多样性变异的主要来
源是种源内，种源间的基因交流受到某些因素的限
制。因此，在选择高遗传多样性种源的基础上，侧重
苦楝种源内家系和单株选择，将更有利于苦楝遗传
改良。
树种的遗传多样性主要受繁育系统、种源地理
分布以及种源迁移历史的影响。苦楝种源遗传多样
性偏低可能是种子扩散途径有限的结果。有些树种
种子容易被动物消化，通过排泄分散到其他地方，这
是林木树种提高遗传多样性最为重要的机制之一
(Hamrick et al．，1992)。然而，与麻疯树( Jatropha
curcas)及其他树种种子类似，苦楝种子含有相当多
的三萜类有毒物质。这些树种的种子被消化过程中
常具有致命性，因此，食果动物和大部分鸟类以及其
他动物都避免食用它，这样就会导致苦楝种子扩散
的几率降低 (Hamrick et al．，1992; Ferreiro et al．，
2010)，从而造成苦楝低水平的种源遗传多样性。
准确估算一个树种在其分布区的遗传多样性对
于基因保存和优树选择非常重要。尽管苦楝的整体
遗传多样性不高，但 Nei’s 遗传多样性和 Shannon’s
信息指数 2 项遗传多样性指标表明 31 个种源中有
10 个种源的遗传多样性高于 ISSR 和 AFLP 的结果
(夏海涛，2009; 程诗明，2005)。它们分别是贵州
的册亨和黎平，云南的勐腊和麻栗坡，湖南的东安、
炎陵和浏阳，四川达州，河北保定，安徽滁州种源。
这 10 个种源 Nei’s 遗传多样性和 Shannon’s 信息
指数值相对高于本研究中其他种源。而除了河北保
定和安徽滁州以外，其他几个种源都来自容易形成
局部地理生境气候的复杂山地地域。这种复杂山地
地域也许是它们具有高遗传多样性的原因之一。
邻接聚类法将 31 个种源聚为两大类 (图 2)。
PCoA 和 Mantel 检验结果也证实该分析结果的正确
性。聚类结果依中国地形及气候分布具有一定的规
律。类群Ⅰ的遵义、兴义、成都、楚雄、达州、勐腊、陇
南以及册亨种源都来自西南、西北地区的云贵高原、
黄土高原以及四川盆地，这些地区降雨少、海拔高，
具有气候一致性。类群Ⅱ跨度比较大，南北方种源
都有，但是聚类小群从北往南，相同地理气候条件种
源有聚为一类的趋势。例如，济南、保定、泰安、渭南
和许昌种源都是典型的北方种源，聚为Ⅱ1 类; 华
南地区的屯昌、五指山、钦州和仁化种源聚为Ⅱ4
类; 大致的趋势是从北往南相邻或相近的种源聚为
一类。Mantel 检验证实遗传距离和地理距离呈极显
著相关(Liu et al．，2012)，从侧面证明了聚类结果随
地理变化具有一定可靠性。该聚类结果与 AFLP 和
ISSR 的苦楝种源遗传多样性聚类分析的结果有相
似的结论。AFLP 分子标记 UPGMA 聚类法将 8 个
种源中的渭南、保定、武都群体聚为一类，其他的聚
为另一类(程诗明，2005)。 ISSR 分子标记 UPGMA
65
第 4 期 廖柏勇等: 基于 SRAP 分子标记的苦楝种质资源遗传多样性分析
聚类法将云南保山种源单独聚为一类 (夏海涛，
2009)。这些种源的聚类结果都与 SRAP 分子标记
类群Ⅰ结果保持一致。而苦楝果核、种子表型变异
欧氏距离离差平方和聚类也显示，四川、陕西、甘肃
的种源都聚为一类(陈丽君等，2014)。这种将大多
数种源都聚为 2 类，而且存在明显的地域特点的现
象表明，苦楝的遗传多样性起源中心或许存在于 2
类种源的过渡地区。本研究中云南和贵州种源大多
聚于类群 I，而麻栗坡(YN2)和黎平(GZ3)种源聚归
于类群Ⅱ，或许它们之间就是两大苦楝类群生态过
渡区存在的体现。
对苦楝的过度开发和人为的破环，将降低苦楝
遗传多样性。因此，应建立种质基因库或种子园，加
强对苦楝优质种质的保护。
4 结论
SRAP 分子标记可以准确、有效地用于苦楝遗
传多样性分析。苦楝遗传变异来源于种源内，而种
源间基因交流有限。种源遗传多样性整体偏低，而
部分山区种源遗传多样性较高。在选择高遗传多样
性种源的基础上，苦楝选育应侧重种源内家系和单
株选择。苦楝种源特征明显，地理环境差异对其遗
传多样性具有一定的影响。31 个种源大致可分为
东、西 2 类，我国苦楝遗传多样性起源中心或许存在
于 2 类不同种源的生态过渡区。
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