全 文 ：园 艺 学 报 2014，41（7）：1344–1354 http: // www. ahs. ac. cn
Acta Horticulturae Sinica E-mail: yuanyixuebao@126.com
收稿日期：2014–03–10；修回日期：2014–06–04
基金项目：国家重点基础研究发展计划（‘973’）项目（2012CB1139）；国家现代农业产业技术体系建设专项资金项目（CARS-25）；
国家‘863’计划课题（2012AA100101，2012AA100202）；农业部园艺作物生物学与种质创制重点实验室项目
* 通信作者 Author for correspondence（E-mail：jwcgyq@njau.edu.cn，zhuangmu@caas.cn）
与甘蓝中心柱长相关联的 EST-SSR 标记分析
孙朋朋 1,2，刘基生 2，张扬勇 2，方智远 2，刘玉梅 2，杨丽梅 2，龚义勤 1,*，
柳李旺 1，李占省 2，庄 木 2,*
（1 南京农业大学园艺学院，南京 210095；2中国农业科学院蔬菜花卉研究所，北京 100081）
摘 要：利用 40 个 EST-SSR 标记，对 100 份甘蓝自交系组成的自然群体进行遗传结构分析，采用
TASSEL3.0 软件的 GLM（general linear model）和 MLM（mixed linear model）模型，对甘蓝中心柱长和
中心柱长/球高比值性状进行关联分析。结果显示供试材料可分为 3 个亚群；EST-SSR 位点间有较高的多
态性和一定程度的连锁不平衡；以 GLM 模型分析，共检测出 5 个标记的 7 个位点与中心柱长性状相关联，
2 个标记的 3 个位点与中心柱长/球高性状相关联，其中 2 个位点同时与两个性状相关联；以 MLM 模型分
析，共检测出 3 个标记的 4 个位点与中心柱长性状相关联，1 个标记的 2 个位点与中心柱长/球高性状相
关联，其中 2 个位点同时与两个性状相关联。GLM 和 MLM 两种模型同时检测到了与中心柱长/球高相关
联的 1 个标记的 2 个位点以及与中心柱长相关联的 3 个标记的 4 个位点。
关键词：甘蓝；EST-SSR；遗传多样性；群体结构；关联分析
中图分类号：S 635.1 文献标志码：A 文章编号：0513-353X（2014）07-1344-11

Analysis on EST-SSR Markers Associated with Core Length in Cabbage
SUN Peng-peng1,2，LIU Ji-sheng2，ZHANG Yang-yong2，FANG Zhi-yuan2，LIU Yu-mei2，YANG Li-mei2，
GONG Yi-qin1,*，LIU Li-wang1，LI Zhan-sheng2，and ZHUANG Mu2,*
（1College of Horticulture，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China；2Institute of Vegetables and Flowers，
Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081，China）
Abstract：Forty EST-SSR markers were applied for the genetic structure analysis of a natural
population comprised 100 cabbage inbred lines，and association analysis between markers and two
agronomic traits on core length were subsequently performed using GLM（general linear model）and MLM
（mixed linear model）programs of TASSEL3.0 software in this study. Population genetic structure
analysis showed that 100 cabbage accessions were composed of 3 subpopulations，and high polymorphism
and various degree of linkage disequilibrium were detected among EST-SSR loci. There were 7 alleles of 5
markers associated with core length，and 3 alleles of 2 markers associated with core length/vertical
diameter of head，and 2 alleles associated simultaneously with two observed traits under GLM program.
There were 4 alleles of 3 markers associated with core length，and 2 alleles of 1 marker associated with
core length/vertical diameter of head，and 2 alleles associated simultaneously with two observed traits
under MLM program. Furthermore，2 alleles of 1 marker associated with core length/vertical diameter of

7 期 孙朋朋等：与甘蓝中心柱长相关联的 EST-SSR 标记分析 1345

head and 4 alleles of 3 markers associated with core length were determined under GLM and MLM
programs.
Key words：cabbage；EST-SSR；genetic diversity；population structure；association analysis

关联分析（Association analysis）又称连锁不平衡作图（Linkage disequilibrium mapping）或关联
作图（Association mapping），是一种以连锁不平衡为基础，鉴定某一群体内目标性状与遗传标记或
候选基因关系的分析方法（Flint-Garcia et al.，2003；Myles et al.，2009）。Thornsberry 等（2001）首
次将关联分析方法引入植物研究领域，以 92 份玉米自交系作为试材，经过关联分析发现 dwarf8 基
因序列多态性与花期性状呈显著相关。随后关联分析相继应用在玉米（Wilson et al.，2004；Szalma et
al.，2005；Tracy et al.，2006；Salvi et al.，2007；Belo et al.，2008）、水稻（Bao et al.，2006；Agrama
et al.，2007）、大豆（Jun et al.，2008；文自翔 等，2008；张军 等，2008）、小麦（Breseghello & Sorrells，
2006；Tommasini et al.，2007）、棉花（Abdurakhmonov et al.，2008；Kantartzi & Stewart，2008）、
马铃薯（Gebhardt et al.，2004；Simko et al.，2006）、甜菜（Hansen et al.，2001）等重要作物中。在
蔬菜中，Zhao 等（2007）运用 AFLP 技术，通过关联分析获得与白菜类作物开花时间相关的 11 个
分子标记；翟文等（2011）利用 207 个 InDel 标记，对 160 份白菜类作物通过关联分析，获得了 4
个与氮利用效率相关的标记；高颖等（2012）利用 57 个 SSR 和 InDel 标记对 80 份大白菜自交系及
110 份 F1 杂交种的抽薹开花时间进行关联分析，获得了 13 个标记的 17 个位点与抽薹开花时间相
关。
甘蓝（Brassica oleracea var. capitata L.）的中心柱长度是其重要的品质性状之一，国内外的相
关研究主要集中在遗传方面（Dickson & Carruth，1967；Chiang，1969；雷建军 等，1994；张恩慧
等，1998；陈锦秀 等，2007；方荣 等，2011）。本试验中利用 40 个 EST-SSR 标记对 100 份甘蓝自
交系的中心柱长及中心柱长/球高性状进行关联分析，明确群体不同基因型所携带等位基因的种类及
不同等位基因对目标性状的贡献率。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料为不同球形、不同成熟期、不同原始来源的甘蓝高代自交系共 100 份（表 1），定植于
中国农业科学院蔬菜花卉研究所试验农场。
1.2 田间试验及性状调查
田间试验在中国农业科学院蔬菜花卉研究所北京南口实验农场进行。采用间比法试验设计，每
份参试自交系种在 1 个小区，每小区种植 30 株。在甘蓝成熟期将叶球纵剖后测量中心柱长及球高（李
锡香和方智远，2008），每小区随机选 5 株，计算平均值。
1.3 SSR 标记分析
利用改良的 CTAB 法提取幼嫩叶片基因组 DNA，用 1%的琼脂糖凝胶电泳检测其纯度及浓度。
基于 NCBI 数据库（http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/dbEST）公开报道的 62 567 条（截止 2008 年 6 月）
甘蓝的 EST，开发出分布于甘蓝 9 条染色体上的 978 对引物（陈琛 等，2010），以及补充合成的 35
对 EST-SSR 引物，从 1 013 对引物中选出相对均匀分布的标记 300 个，随机抽取 8 份材料筛选出多
态性好、稳定性高的 40 个标记（表 2）用于关联分析。
1346 园 艺 学 报 41 卷
PCR 反应总体积 20 μL，含 10 × Buffer（25 mmol · L-1 MgCl2）2.0 μL，dNTPs（2.5 mmol · L-1）
1.6 μL，2.5 U · mL-1 Taq DNA 聚合酶 0.6 μL，Primer F（5 mmol · mL-1）和 Primer R（5 mmol · mL-1）
引物各 0.8 μL，30 ng · μL-1 模板 DNA 4 μL，高压灭菌 ddH2O 10.2 μL。PCR 扩增先在 94 ℃下预变
性 4 min，再进行 35 个循环的变性（94 ℃，30 s）、退火（58 ℃，30 s）、延伸（72 ℃，60 s）步骤，
然后在 72 ℃下继续延伸 7 min，最后慢慢冷却至 10 ℃。PCR 扩增产物在 8%聚丙烯酰胺凝胶上电
泳，银染显色。
1.4 数据处理与统计分析
1.4.1 SSR位点遗传多样性
多态信息含量（polymorphism information content，PIC）是表示微卫星 DNA 变异程度高低的指
标。利用 EST-SSR 位点的分子标记数据，计算多态信息含量，PIC = 1–ΣPi2，其中 Pi 表示第 i 个标
记的等位位点频率。用 40 个标记的平均值表示每条染色体或整个基因组的遗传多样性。标记的
PIC ≥ 0.5，为高度多态性信息标记；0.25 ≤ PIC < 0.5，为中度多态性信息标记；PIC < 0.25，为
低度多态性信息标记（Botstein et al.，1980）。
1.4.2 群体结构分析
使用 STRUCTURE 2.2（Pritchard & Wen，2003）软件进行群体结构的分析，即基于数学模型对
群体划分亚群，计算材料相应的 Q 值（材料归属某 1 个群体的概率）。首先假定群体存在 K 个等位
变异频率特征类型数（即服从 Hardy-Weinberger 平衡的亚群，K 未知），每一类群 SSR 位点由一套
等位变异频率表征，将样本中的各材料归为第 K 个亚群，使得位点频率都遵循同一 Hardy-Weinberger
平衡（文自翔 等，2008）。把 K 的取值范围设为 1 ~ 10，将 MCMC（Markov Chain Monte Carlo）
开始时的不作数迭代（length of burn-in period）设为 10 000 次，再将不作数迭代后的 MCMC 设为
100 000 次，其它选项为软件默认值，若发现 lnP（D）的值（MCMC 不作数迭代后所得的对数似然
值）持续增大，没有拐点，则用 ΔK 来确定 K 值，ΔK 取得最大值时 K 值所对应的模型后验概率最
大（Evanno et al.，2005），因此 ΔK 取得最大值时对应的 K 值即为群体的亚群数。以 SPAGeDi-1.3d
处理基因型数据获得个体间亲缘关系 Kinship 矩阵。
1.4.3 LD的衡量
连锁不平衡（Linkage disequilibrium，LD），又称等位基因关联，是指同一条染色体上两个等
位基因的非随机相关。即当位于同一条染色体的两个等位基因同时存在的概率大于群体中因随机分
布而同时出现的概率时，就称这两个位点处于 LD 状态。所有 LD 统计的是实际观测到的位点间的
单倍型频率与期望单倍型频率之间的差异（D）。LD 的度量是对 D 进行归一化后，用 LD 系数 D’
和 r2 进行检验（Flint-Garcia et al.，2003）。
D’是一个与频率无关的量，完全 LD 或两位点间无重组时 D’= 1；无 LD 或连锁平衡时 D’= 0。
r2 是与频率有关的量，r2 = 1 时说明两位点无重组；r2 = 0 与 D’= 0 意义相同。使用 TASSEL3.0 软件
估算所用样本内成对 SSR 位点的 D’，用该统计量度量位点间 LD 的大小（Zhu et al.，2008）。
1.4.4 关联分析
利用 TASSEL3.0 软件一般线性模型（general linear model，GLM）和混合线性模型（mixed linear
model，MLM），分别把群体结构矩阵（Q 值和 Q + K 值）作为协变量，对所有标记位点与中心柱长
和中心柱长/球高两个农艺性状进行回归分析和关联作图，并计算标记对表型变异的贡献率。贡献率
表示标记位点对关联性状变异的解释程度，关联效应大的位点具有较高的贡献率。



7 期 孙朋朋等：与甘蓝中心柱长相关联的 EST-SSR 标记分析 1347


表 1 100 份甘蓝自交系
Table 1 100 inbred lines of cabbage
代号
Code
田间编号
Field No.
球形
Head shape
成熟期
Mature time
来源
Source
代号
Code
田间编号
Field No.
球形
Head shape
成熟期
Mature time
来源
Source
1 12-408 圆 Round 早熟 Early 印度 India

51 12-372 扁圆 Plat 晚熟 Late 日本 Japan
2 12-409 圆 Round 中早熟 Mid-early 印度 India 52 12-375 圆 Round 早熟 Early 中国 China
3 12-412 圆 Round 早熟 Early 印度 India 53 12-388 圆 Round 早熟 Early 加拿大 Canada
4 12-420 圆 Round 中早熟 Mid-early 印度 India 54 12-396 圆 Round 早熟 Early 荷兰 Netherlands
5 12-428 圆 Round 中早熟 Mid-early 印度 India 55 12-403 圆 Round 早熟 Early 德国 Germany
6 12-515 圆 Round 早熟 Early 韩国 South Korea 56 12-473 扁圆 Plat 中熟 Mid 日本 Japan
7 12-522 圆 Round 早熟 Early 韩国 South Korea 57 12-482 扁圆 Plat 中晚熟 Mid-late 日本 Japan
8 12-523 圆 Round 早熟 Early 韩国 South Korea 58 12-519 扁圆 Plat 极晚熟 Very late 日本 Japan
9 12-200 扁圆 Plat 晚熟 Late 中国 China 59 12-524 扁圆 Plat 极晚熟 Very late 日本 Japan
10 12-201 扁圆 Plat 晚熟 Late 中国 China 60 12-533 圆 Round 中熟 Mid 俄罗斯 Russia
11 12-203 扁圆 Plat 中晚熟 Mid-late 中国 China 61 12-534 圆 Round 晚熟 Late 俄罗斯 Russia
12 12-204 扁圆 Plat 中熟 Mid 日本 Japan 62 12-537 圆 Round 极晚熟 Very late 俄罗斯 Russia
13 12-205 扁圆 Plat 中熟 Mid 中国 China 63 12-543 圆 Round 中熟 Mid 荷兰 Netherlands
14 12-209 扁圆 Plat 中熟 Mid 中国 China 64 12-570 近圆 Nearly round 晚熟 Late 荷兰 Netherlands
15 12-210 扁圆 Plat 晚熟 Late 中国 China 65 12-580 近圆 Nearly round 晚熟 Late 荷兰 Netherlands
16 12-211 扁圆 Plat 中熟 Mid 泰国 Thailand 66 12-587 近圆 Nearly round 晚熟 Late 日本 Japan
17 12-212 扁圆 Plat 中熟 Mid 日本 Japan 67 12-621 近圆 Nearly round 中晚熟 Mid-late 荷兰 Netherlands
18 12-217 扁圆 Plat 中晚熟 Mid-late 中国 China 68 12-730 圆 Round 早熟 Early 日本 Japan
19 12-222 扁圆 Plat 晚熟 Late 日本 Japan 69 12-731 圆 Round 早熟 Early 日本 Japan
20 12-226 扁圆 Plat 晚熟 Late 日本 Japan 70 12-733 圆 Round 早熟 Early 日本 Japan
21 12-227 扁圆 Plat 晚熟 Late 日本 Japan 71 12-737 圆 Round 早熟 Early 日本 Japan
22 12-228 尖 Pointed 中早熟 Mid-early 中国 China 72 12-738 圆 Round 早熟 Early 日本 Japan
23 12-229 尖 Pointed 中早熟 Mid-early 中国 China 73 12-741 圆 Round 早熟 Early 日本 Japan
24 12-230 扁圆 Plat 中晚熟 Mid-late 日本 Japan 74 12-746 圆 Round 早熟 Early 日本 Japan
25 12-235 扁圆 Plat 中熟 Mid 日本 Japan 75 12-750 圆 Round 早熟 Early 日本 Japan
26 12-236 扁圆 Plat 中熟 Mid 日本 Japan 76 12-752 圆 Round 早熟 Early 日本 Japan
27 12-237 扁圆 Plat 中晚熟 Mid-late 日本 Japan 77 12-754 圆 Round 早熟 Early 日本 Japan
28 12-240 扁圆 Plat 中熟 Mid 日本 Japan 78 12-756 圆 Round 早熟 Early 日本 Japan
29 12-241 尖 Pointed 中早熟 Mid-early 荷兰 Netherlands 79 12-760 圆 Round 早熟 Early 日本 Japan
30 12-242 尖 Pointed 中早熟 Mid-early 赞比亚 Zambia 80 12-762 圆 Round 中早熟 Mid-early 韩国 South Korea
31 12-243 圆 Round 中早熟 Mid-early 保加利亚Bulgaria 81 12-773 圆 Round 早熟 Early 日本 Japan
32 12-258 扁圆 Plat 中晚熟 Mid-late 日本 Japan 82 12-775 圆 Round 早熟 Early 日本 Japan
33 12-264 扁圆 Plat 中晚熟 Mid-late 日本 Japan 83 12-777 圆 Round 早熟 Early 日本 Japan
34 12-279 扁圆 Plat 中熟 Mid 中国 China 84 12-780 圆 Round 早熟 Early 日本 Japan
35 12-280 扁圆 Plat 中早熟 Mid-early 中国 China 85 12-786 圆 Round 中早熟 Mid-early 韩国 South Korea
36 12-285 扁圆 Plat 晚熟 Late 日本 Japan 86 12-790 圆 Round 中早熟 Mid-early 韩国 South Korea
37 12-292 扁圆 Plat 晚熟 Late 中国 China 87 12-794 近圆 Nearly round 晚熟 Late 荷兰 Netherlands
38 12-293 扁圆 Plat 中熟 Mid 日本 Japan 88 12-795 扁圆 Plat 晚熟 Late 荷兰 Netherlands
39 12-298 扁圆 Plat 晚熟 Late 日本 Japan 89 12-796 近圆 Nearly round 中熟 Mid 丹麦 Denmark
40 12-300 扁圆 Plat 晚熟 Late 日本 Japan 90 12-797 近圆 Nearly round 中早熟 Mid-early 日本 Japan
41 12-303 扁圆 Plat 中晚熟 Mid-late 日本 Japan 91 12-800 近圆 Nearly round 中熟 Mid 日本 Japan
42 12-320 扁圆 Plat 晚熟 Late 荷兰 Netherlands 92 12-805 圆 Round 中早熟 Mid-early 韩国 South Korea
43 12-328 扁圆 Plat 晚熟 Late 日本 Japan 93 12-808 圆 Round 早熟 Early 意大利 Italy
44 12-343 扁圆 Plat 中晚熟 Mid-late 日本 Japan 94 12-832 圆 Round 早熟 Early 韩国 South Korea
45 12-347 扁圆 Plat 中晚熟 Mid-late 日本 Japan 95 12-845 圆 Round 早熟 Early 日本 Japan
46 12-352 扁圆 Plat 晚熟 Late 日本 Japan 96 12-872 圆 Round 早熟 Early 丹麦 Denmark
47 12-356 扁圆 Plat 晚熟 Late 日本 Japan 97 12-873 圆 Round 中早熟 Mid-early 荷兰 Netherlands
48 12-364 扁圆 Plat 中晚熟 Mid-late 日本 Japan 98 12-874 近圆 Nearly round 早熟 Early 荷兰 Netherlands
49 12-365 扁圆 Plat 极晚熟 Very late 日本 Japan 99 12-875 圆 Round 中早熟 Mid-early 中国 China
50 12-370 扁圆 Plat 中晚熟 Mid-late 日本 Japan 100 12-878 圆 Round 中早熟 Mid-early 荷兰 Netherlands


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2 结果与分析
2.1 SSR 标记分析
用 40 个 EST-SSR 标记对 100 份甘蓝自交系进行多样性分析，共检测到了 111 个等位变异。表 2
表明，多态性标记变幅为 2 ~ 9 个，平均每个标记为 2.775 个，多态性信息含量（PIC）值变化范围
为 0.0274 ~ 0.9172，均值为 0.351058。其中，7 个标记 PIC ≥ 0.5，为高度多态性信息标记，21 个
标记 0.25 ≤ PIC < 0.5，为中度多态性信息标记，12 个标记 PIC < 0.25，为低度多态性信息标记。
标记 BoE590 检测到的等位变异最多为 9 个，其 PIC 为 0.9172。等位变异数为 2 的标记最多，占总
标记的 55%。综合分析各个参数，说明获得的 SSR 标记遗传多样性丰富，为与表型性状关联分析提
供了良好基础。
表 2 试验选用的 40 个 EST-SSR 标记及其遗传多样性
Table 2 Forty EST-SSR markers selected for this research and genetic diversity of them
染色体
Chr ID
SSR 标记
Marker
物理距离/bp
Physical position
等位基
因数
Alleles
number
多态信
息含量
PIC
染色体
Chr ID
SSR 标记
Marker
物理距离/bp
Physical position
等位基
因数
Alleles
number
多态信息
含量
PIC
C01 BoE016 9 398 104 ~ 9 398 586 3 0.1458

C05 BoE396 5 777 663 ~ 5 778 092 4 0.4835
BoE027 31 981 029 ~ 31 981 234 2 0.2046 BoE741 18 843 232 ~ 18 843 432 4 0.1102
BoE188 10 755 727 ~ 10 755 973 2 0.3630 C06 BoE126 6 802 717 ~ 6 803 220 2 0.0579
BoE213 1 208 929 ~ 1 209 203 2 0.4635 BoE316 1 640 695 ~ 1 640 850 2 0.3599
BoE750 17 790 189 ~ 17 790 430 3 0.0274 BoE445 18 968 573 ~ 18 969 014 2 0.4200
BoE925 5 158 934 ~ 5 159 276 3 0.5224 C07 BoE093 32 417 565 ~ 32 417 737 2 0.4355
C02 BoE020 40 734 894 ~ 40 735 062 3 0.2491 BoE105 35 177 109 ~ 35 177 344 2 0.3078
BoE132 1 167 349 ~ 1 167 516 3 0.4516 BoE676 6 509 752 ~ 6 509 994 2 0.5059
BoE315 2 499 055 ~ 2 499 265 2 0.4094 BoE723 29 104 463 ~ 29 314 230 3 0.5286
BoE372 6 572 050 ~ 6 572 311 3 0.4298 C08 BoE134 8 025 311 ~ 8 025 534 2 0.4382
BoE590 15 985 812 ~ 15 986 031 9 0.9172 BoE390 28 177 112 ~ 28 177 369 3 0.6114
C03 BoE023 19 130 575 ~ 19 130 963 2 0.4475 BoE512 22 919 598 ~ 22 919 876 2 0.0320
BoE088 19 296 584 ~ 19 296 771 2 0.4427 BoE916 1 216 233 ~ 1 216 388 3 0.5802
BoE418 11 546 104 ~ 11 546 419 5 0.1635 BoE974 35 913 297 ~ 35 913 456 3 0.5347
BoE579 43 631 827 ~ 43 632 026 2 0.1347 C09 BoE115 17 504 477 ~ 17 504 712 3 0.3100
BoE718 7 702 627 ~ 7 702 815 4 0.1858 BoE249 23 655 054 ~ 23 655 327 2 0.0748
C04 BoE002 15 679 572 ~ 15 679 855 4 0.2947 BoE389 18 477 115 ~ 18 477 351 4 0.3418
BoE129 16 210 158 ~ 16 210 381 2 0.2998 BoE691 37 680 403 ~ 37 680 630 2 0.4636
BoE142 16 210 112 ~ 16 210 348 2 0.3432 BoE841 30 393 222 ~ 30 393 566 2 0.3699
BoE149 16 210 109 ~ 16 210 348 2 0.3432 BoE1009 30 400 028 ~ 30 400 314 2 0.2375
2.2 群体遗传结构分析
由图 1 可以看出，群体等位变异频率特征类型数 K 持续增大，依据 Evanno 等（2005）通过 ΔK
来确定 K 值的方法，ΔK 在 K = 3 时出现拐点，表明等位变异频率特征类型数 K = 3（即服从
Hardy-Weinberger 平衡的亚群数为 3）时其模型后验概率最大。由此判断 100 份甘蓝可分为 3 个亚群，
分别命名为 POP1、POP2 和 POP3。这 3 个亚群分别包含 18、54 和 28 份材料，其中 POP1 亚群以
圆球早熟材料为主，包含 2 份选自国外引种的尖球材料（12-241 和 12-242）；POP2 亚群以扁球晚熟
材料为主（74%），包含 12 份圆球材料和 2 份国内尖球材料（12-228 和 12-229），POP3 亚群以圆球
中早熟或早熟材料为主。原始地理来源相同的自交系多数聚在一起，例如来源于日本的 50 份材料主
要被划分到 POP2（29 份）和 POP3（19 份）亚群，来源于中国的 18 份材料主要被划分到了 POP2
亚群（14 份），这表明分子水平亚群的划分与原始地理来源具有一定的关联；但来源于荷兰的 12 份
材料分布于 3 个亚群（4 份属 POP1 亚群，6 份属 POP2 亚群，2 份属 POP3 亚群），来源于韩国的 8
7 期 孙朋朋等：与甘蓝中心柱长相关联的 EST-SSR 标记分析 1349

份材料被均分到 POP1（4 份）和 POP3（4 份）亚群，则表明在这些材料中，与球形、成熟期性状
相比，地理来源这种关联相对较弱。


图 1 K 值与 lnP(D)值、ΔK 值的折线图
Fig. 1 Lines chart of K with lnP(D) and ΔK


图 2 基于 EST-SSR 标记的 100 份甘蓝自交系群体遗传结构
红、绿、蓝色分别表示不同基因型个体占 POP1、POP2、POP3 的比例，所占比例越大，
材料被划分到相应组群的可能性越大。材料代号具体见表 1。
Fig. 2 Population structure of 100 cabbage inbred lines based on EST-SSR markers
Red，green and blue represent the individual’s estimated membership fractions of POP1，POP2 and POP3.
The classification of codes is based on the ratio of different colors. The codes are showed in Table 1.
2.3 中心柱长相关性状在 3 个亚群中的变异分析
在 POP1亚群中心柱长 2.01 ~ 5.00 cm和 5.01 ~ 8.00 cm的材料数量较多，分别为 38.9%和 44.4%；
POP2 亚群中心柱长 5.01 ~ 8.00 cm 的材料所占比例最大（为 66%），其次为 2.01 ~ 5.00 cm 和 8.01 ~
11.00 cm 的材料，分别占 18.9%和 13.2%；POP3 亚群中心柱长 5.01 ~ 8.00 cm 的材料比例最大（为
57.1%），其次为 8.01 ~ 11.00 cm 的材料，占 35.8%，但 11.01 ~ 14.00 cm 的材料为零（图 3，A）。
在甘蓝遗传育种实践中，中心柱长/球高比单一的中心柱长性状更有意义。POP1 亚群中心柱长/
球高为 0.351 ~ 0.500 的材料所占比例为 77.8%，而 0.201 ~ 0.350 和 0.501 ~ 0.650 的材料所占比例均
为 11.1%，不包含 0.651 ~ 0.800 的材料，以短中心柱（中心柱长/球高 < 0.500）材料为主（88.9%）；
POP2亚群中心柱长/球高为 0.201 ~ 0.350、0.351 ~ 0.500和 0.501 ~ 0.650的材料所占比例分别为 13%、
48.1%和 35.2%，结合中心柱长结果，可见此亚群材料中心柱长/球高的变异范围广泛，遗传背景相
对丰富；POP3 亚群中心柱长/球高 0.351 ~ 0.500 和 0.501 ~ 0.650 的材料所占比例分别为 60.7%和
1350 园 艺 学 报 41 卷
32.1%，虽然没有中心柱长 11.01 ~ 14.00 cm 的材料，但长中心柱（中心柱长/球高 ≥ 0.50）材料所
占比例达 39.3%，与 POP1 相比，POP3 亚群材料中心柱长/球高的变异范围比较广泛，遗传背景比
较丰富（图 3，B）。由此可知，甘蓝自交系中心柱长相关性状（尤其是中心柱长/球高）变异特点与
分子水平的分类具有一定的关联。


图 3 不同亚群中心柱长（A）和中心柱长/球高（B）的变异分析
Fig. 3 Variation analysis of core length（A）and core length/vertical diameter of head（B）

2.4 群体 EST-SSR 标记获得的位点间连锁不平衡分析
40 个标记共扩增出的 111 个位点，连锁不平衡程度分析表明，111 个位点的 6 105 种组合中，
统计概率 P < 0.01 支持的不平衡成对位点个数为 347 个，所占比例为 5.68%，其 D’平均值为 0.6628，
并且在 D’= 0.8 ~ 1.0 区间内所含的成对位点最多，其次为 D’= 0.4 ~ 0.6，说明虽然统计概率 P < 0.01
支持 LD 成对组合数所占比例较少，但是这些成对组合具有较高的连锁不平衡程度（D’> 0.5）。
2.5 EST-SSR 标记位点与中心柱长相关性状的关联分析
为减少群体结构对关联分析结果的影响，在 GLM 和 MLM 模型中进行性状与标记位点关联分
析时，把各个个体相应的 Q 值和 Q + K 值作为协变量。GLM 分析结果（表 3）显示，在所检测的
40 个标记所得的 111 个位点中，有 3 个位点（BoE974-2、BoE841-1 和 BoE974-3）与中心柱长/球高

表 3 与农艺性状相关的 EST-SSR 标记的贡献率
Table 3 EST-SSR markers associated with agronomic traits and their explained phenotypic variation
P 值 P value 贡献率/% Explained phenotypic variation 分析模型
Analysis
modle
标记
Marker
染色体
Chr ID
位点
Alleles 中心柱长
Core length
中心柱长/球高
Core length/
vertical diameter of head
中心柱长
Core length
中心柱长/球高
Core length/
vertical diameter of head
BoE974-2 0.0067* 3.56E–05** 6.96 14.18 BoE974 C08
BoE974-3 0.0035* 0.0052* 8.00 6.83
BoE841 C09 BoE841-1 0.0080* 8.51
BoE691-1 4.24E–04** 11.45 BoE691 C09
BoE691-2 0.0011* 9.90
BoE723 C07 BoE723-3 0.0020* 9.00
BoE579 C03 BoE579-2 0.0055* 7.05
GLM
BoE396 C05 BoE396-2 0.0083* 6.39
MLM BoE974 C08 BoE974-2 0.0068* 6.20E–05** 7.48 13.92
BoE974-3 0.0020* 0.0073* 9.75 7.73
BoE691 C09 BoE691-1 0.0085* 7.44
BoE579 C03 BoE579-2 0.0083* 7.30
注：**代表 P 值小于 0.001，* P 值大于 0.001 且小于 0.01。
Note：The P value that less than 0.001 is indicated with“**”. The P value that less than 0.01 and more than 0.001 is indicated with“*”.
7 期 孙朋朋等：与甘蓝中心柱长相关联的 EST-SSR 标记分析 1351

在 P < 0.01 水平上相关，其贡献率分别为 14.18%、8.51%和 6.83%，其中关联程度最高的是 BoE974-2，
P 值等于 3.56E–05；有 7 个位点与中心柱长在 P < 0.01 水平上相关，其中 BoE691-1 的关联程度最
高，P 值等于 4.24E–04，其贡献率为 11.45%。
MLM 分析结果（表 3）显示，共有 2 个和 4 个位点分别与中心柱长/球高和中心柱长在 P < 0.01
水平上相关，且 5 个位点的贡献率大小也与 GLM 分析的近似，其中与中心柱/球高关联程度最高的
是 BoE974-2，P 值等于 6.20E–05，其贡献率为 13.92%。
2.6 自交系中 GLM 和 MLM 共有关联标记位点的分布及其与中心柱长相关性状的一致性分析
GLM和MLM共有的与中心柱长关联标记的位点为BoE974-2、BoE974-3、BoE691-1和BoE579-2
（表 3）。由表 4 可知：在 100 份甘蓝自交系中，中心柱长 ≤ 5.00 cm 和 ≥ 8.01 cm 的自交系分别
为 19 个和 21 个；在含有 BoE974-2 位点的 48 个自交系中，中心柱长 ≤ 5.00 cm 的自交系为 5 个，
≥ 8.01 cm 的为 17 个，这表明中心柱较长的自交系多含有 BoE974-2 位点；近似地，中心柱较长的
自交系也多含有 BoE579-2 位点；含有 BoE974-3 位点的 45 个自交系中，中心柱长 ≤ 5.00 cm 的自
交系为 16 个，≥ 8.01 cm 的为 3 个，这表明中心柱较短的自交系多含有 BoE974-3 位点；类似地，
中心柱较短的自交系也多含有 BoE691-1 位点。
GLM 和 MLM 共有的与中心柱长/球高关联标记的位点为 BoE974-2 和 BoE974-3（表 3）。由表
4 可知：在 100 份甘蓝自交系中，中心柱长/球高 ≤ 0.350 和 ≥ 0.651 的自交系分别为 9 个和 4 个；
在含有 BoE974-2 位点的 48 个自交系中，中心柱长/球高 ≤ 0.350 的自交系为 1 个，≥ 0.651 的为
4 个，这表明长中心柱自交系多含有 BoE974-2 位点；含有 BoE974-3 位点的 45 自交系中，中心柱/
球高 ≤ 0.350 的自交系 8 个，≥ 0.651 的为 1 个，这表明短中心柱自交系多含有 BoE974-3 位点。

表 4 GLM 和 MLM 共有关联标记位点与相应中心柱长相关性状的自交系的分布
Table 4 The distribution of cabbage inbred lines with two traits of core length and associated alleles
detected simultaneously using GLM and MLM
含标记位点的自交系株数
Number of inbred lines with associated alleles
性状名称
Trait name
性状分级
Ranks of trait
各级自交系株数
Number of inbred
lines BoE974-2 BoE974-3 BoE691-1 BoE579-2
≤ 5.00 19 5 16 15 13
5.01 ~ 8.00 60 26 26 23 55
8.01 ~ 11.00 19 16 3 4 16
中心柱长/cm
Core length/cm
≥ 11.01 2 1 0 0 0
≤ 0.350 9 1 8
0.351 ~ 0.500 57 26 23
中心柱长/球高
Core length/
vertical diameter of head 0.501 ~ 0.650 30 17 13
≥ 0.651 4 4 1
3 讨论
3.1 关联分析与群体结构
群体结构是影响关联分析结果的重要因素，亚群的混合使得整个群体的连锁不平衡程度增强，
从而造成伪关联，然而在现实群体中，很难找到无亚群混合的理想群体。因此，在绝大多数情况下，
在统计分析时都要将群体结构造成的伪关联考虑进去，并尽量予以消除。本研究中采用的不同球形、
不同成熟期与不同原始来源的 100 份自交系，在叶色、球色、蜡粉数量、抗逆性与抗病性等方面各
有差异，经分析分为 3 个亚群，并计算出各个体归入各亚群的概率（Q 值）。为了减少由于群体结构
或 kinship 造成的伪关联标记，首先是把各个体的 Q 值作为协变量纳入回归分析，矫正亚群混合造
1352 园 艺 学 报 41 卷
成的伪关联；其次在 P 值的选择中，把 P < 0.01 作为显著水平，P < 0.001 作为极显著水平，以提高
关联分析标记的准确性。
本研究中以 GLM 和 MLM 两种模型进行关联分析，MLM 检测到的标记位点同样在 GLM 分析
中检测到，其中 5 个位点的贡献率大小也与 GLM 分析的近似。因此 GLM 和 MLM 两种模型都可以
用来对甘蓝中心柱长及中心柱长/球高性状进行关联分析。Zhang 等（2010）和 Price 等（2010）认
为 MLM 比 GLM 分析更适合于全基因组关联分析，主要是因为 MLM 分析中不但考虑了群体结构 Q
的影响，而且分析了亲缘关系 K 对关联分析的影响，MLM 分析获得结果更准确。本研究中与中心
柱长/球高相关联的位点 BoE841-1 以及与中心柱长相关联的标记位点 BoE691-2、BoE396-2 和
BoE723-3 只在 GLM 分析中检测到，这些位点可能是由于 GLM 分析没有考虑到亲缘关系 K 而获得
的伪关联标记位点，也可能是因为供试材料均为自交系，由于育种选择方向的有限性导致的遗传变
异不够丰富引起的。
3.2 关联标记位点分析
本研究中利用 GLM 和 MLM 两种模型分析，得到了与中心柱长相关性状显著关联的 3 个标记：
BoE974、BoE691 和 BoE579。将这 3 个标记所对应的 EST 比对到拟南芥或甘蓝全基因组的编码序
列上，结果显示：BoE974 标记来源于编号为 95856839 的 EST，该 EST 比对到了 AT2G20990（SYT1）
基因上，此基因编码膜转运蛋白；BoE691 标记来源于编号为 contig9594-11 的 EST，此 EST 没有对
应的拟南芥基因，但是比对到了 Bol043777 基因上，此基因控制蛋白激酶的活性以及蛋白质氨基酸的
磷酸化；BoE579 标记来源于编号为 contig3353-1 的 EST，没有比对上已注释基因。由此推断，BoE974
标记来源的 EST 可能通过编码膜转运蛋白来调节甘蓝中心柱的生长，BoE691 标记来源的 EST 可能
在甘蓝感受外界信号后，通过控制蛋白激酶的活性以及蛋白氨基酸的磷酸化来调节中心柱的生长。
张军等（2008）利用 GLM 模型对大豆育成品种农艺性状 QTL 与 SSR 标记进行关联分析时，在
P < 0.01 水平上，获得与荚粒数、百粒质量、倒伏性相关联的标记最高贡献率分别为 7%、13%、12%。
赖勇等（2013）利用 GLM 和 MLM 两种模型对大麦 SSR 标记与农艺性状进行关联分析时，在 P < 0.01
水平上，获得与株高、穗长、芒长、穗粒数性状相关联标记的最高贡献率分别为 6.95%、5.89%、10.97%、
6.94%。黎冬华等（2013）在对芝麻耐旱性与分子标记进行关联分析时，获得与芝麻耐旱性显著相
关（P < 0.05）的标记位点最高贡献率为 4.96%。本研究获得与中心柱长相关联的位点中，在 GLM
模型分析中 BoE691-1 的贡献率最高（为 11.45%，且 P < 0.001），在 MLM 模型分析中贡献率最高
的为 BoE974-3（9.75%）；在两个模型分析中与中心柱长/球高相关联的位点中贡献率最高均是
BoE974-2（均达 0.13 以上，且 P 值均小于 0.001）。与由此可见，本研究获得了与中心柱长相关性状
相关联且贡献率相对较高的标记位点，为标记辅助选择获得短中心柱长的甘蓝材料奠定了基础。

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