免费文献传递   相关文献

Using the SSR Fluorescent Labeling to Establish SSR Fingerprints for 92 Cultivars in Pyrus

利用SSR荧光标记构建92个梨品种指纹图谱



全 文 :园 艺 学 报 2012,39(8):1437–1446 http: // www. ahs. ac. cn
Acta Horticulturae Sinica E-mail: yuanyixuebao@126.com
收稿日期:2012–03–23;修回日期:2012–07–17
基金项目:现代农业产业技术体系建设专项(CARS-29-1);中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(201106)
* 通信作者 Author for correspondence(E-mail:yfcaas@263.net;Tel:0429-3598125)
利用 SSR 荧光标记构建 92 个梨品种指纹图谱
高 源,田路明,刘凤之,曹玉芬*
(中国农业科学院果树研究所,农业部园艺作物种质资源利用重点实验室,辽宁兴城 125100)
摘 要:利用 SSR 荧光标记技术筛选出的 10 对 SSR 荧光标记引物,构建中国建国以后选育的 92 个
梨品种的 SSR 指纹图谱。10 对 SSR 引物共扩增出 132 个等位基因,位点的杂合度在 0.2421 ~ 0.8632 之间。
10 对引物的扩增带型为 8 ~ 44 个,平均为 29.7 个。利用其中 5 对引物 KA16、NH009b、NH013a、CH02b121
和 CH05d04 可区分所有供试品种。92 个梨品种 10 个 SSR 位点的遗传多样性和多态性信息含量的变化范
围分别为 0.4886 ~ 0.8810 和 0.4537 ~ 0.8707,平均值分别为 0.7920 和 0.7732。92 个梨品种的 SSR 指纹图
谱互不相同,可以作为各品种特定的图谱,为品种鉴别提供依据。
关键词:梨;品种;SSR 荧光标记;指纹图谱
中图分类号:S 661.2 文献标识码:A 文章编号:0513-353X(2012)08-1437-10

Using the SSR Fluorescent Labeling to Establish SSR Fingerprints for 92
Cultivars in Pyrus
GAO Yuan,TIAN Lu-ming,LIU Feng-zhi,and CAO Yu-fen*
(Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops(Germplasm Resources Utilization),Ministry
of Agriculture,P. R. China,Research Institute of Pomology,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Xingcheng,Liaoning
125100,China)
Abstract:The fluorescent labeling of simple sequence repeat(SSR)detection was used to establish
SSR fingerprints of 92 pear cultivars. Ten pairs of SSR primers screened amplified 132 alleles,with an
average of 13.2 alleles per locus. The range of locus heterozygosity was 0.2421–0.8632. The amplified
bands of 10 pairs of primers were 8–44 with an average of 29.7. KA16,NH009b,NH013a,CH02b121
and CH05d04 can distinguish all of the pear cultivars. The ranges of gene diversity and PIC at 10 SSR loci
of 92 cultivars were 0.4886–0.8810 and 0.4537–0.8707 respectively,with an average of 0.7930 and
0.7732 respectively. Ninety-two pear cultivars with different SSR fingerprints of each other can serve as
the cultivars-specific patterns and as an important basis for cultivars identification.
Key words:pear;cultivar;SSR detection;fingerprint

梨属种质资源丰富,品种类型复杂多样,各地交流频繁,同名异物或同物异名现象十分普遍。
DNA 指纹图谱是鉴别不同品种、不同品系和无性系,以及子代与亲本遗传相关方面的有力工具
(Kopp et al.,2002)。SSR 标记呈共显性遗传,多态性丰富,技术简单,稳定性好,是目前构建指
纹图谱比较理想的分子标记(全志武 等,2008;段艳凤 等,2009;雷天刚 等,2009;王通强 等,

1438 园 艺 学 报 39 卷
2009;姚全胜 等,2009;陈琛 等,2011;麻丽颖 等,2012),因此被广泛应用于梨种质资源的品
种鉴定以及遗传多样性的研究(Kimura et al.,2002,2003;韩宏伟 等,2006;曹玉芬 等,2007;
张东 等,2007;张妤艳 等,2008;莫文娟 等,2009;Cao et al.,2011,2012;路娟 等,2011)。
常规的 SSR 检测方法主要利用放射性标记或银染技术,其缺点是难以读取扩增片段大小,尤其
是在大规模、多批次的数据收集和分析时仍存在相当大的难度,如不同等位变异的准确识别及不同
批次反映数据的统一。本研究中将荧光测序技术(Smith et al.,1986)与 SSR 检测技术相结合,旨
在实现数据收集和处理的自动化,克服银染法的不足,从而为梨 DNA 指纹图谱的构建和品种鉴定
提供一种更加快速、准确的检测方法,为梨种质资源的收集和鉴定评价提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
2010 年,92 个梨品种(表 1)为中国建国以后选育的品种,均取自中国农业科学院果树研究所
国家果树种质兴城梨、苹果圃。
表 1 92 个供试梨品种
Table 1 Ninety-two cultivars of pear for SSR analysis
编号
Code
品种名称
Cultivar
亲本
Parentage
选育单位
Breeding unit
1 桔蜜 Jumi 京白 × 秋白 Jingbai × Qiubai A
2 兴城 1 号 Xingcheng 1 京白 × 拉法兰斯 Jingbai × La France A
3 柠檬黄 Ningmenghuang 京白 × 洋梨 Jingbai × P. communis A
4 五九香 Wujiuxiang 鸭梨 × 巴梨 Yali × Bartlett A
5 黄晶 Huangjing 红梨 × 安梨 Hongli × Anli A
6 早翠 Zaocui 跃进 × 二宫白 Yuejin × Ninomiyahuri B
7 红秀 2 号 Hongxiu 2 延边大香水 × 苹果梨 Yanbian Daxiangshui × Pingguoli C
8 早酥香 Zaosuxiang 苹果梨 × 身不知 Pingguoli × Mishirazu A
9 武巴 Wuba 巴梨实生 Bartlett Seedling D
10 武香 Wuxiang 冬香梨实生 Dongxiangli Seedling D
11 香茌 Xiangchi 茌梨 × 栖霞大香水 Chili × Qixia Daxiangshui E
12 苹香 Pingxiang 苹果梨 × 延边谢花甜 Pingguoli × Yanbian Xiehuatian F
13 龙香 Longxiang 磙子梨实生 Gunzili Seedling G
14 早白 Zaobai 二十世纪实生 Nijisseiki Seedling A
15 脆丰 Cuifeng 苹果梨 × 身不知 Pingguoli × Mishirazu A
16 秦丰 Qinfeng 茌梨 × 象牙 Chili × Xiangya H
17 杭青 Hangqing 茌梨实生 Chili Seedling I
18 早香 1 号 Zaoxiang 1 香水梨 × 二十世纪 Xiangshuili × Nijisseiki A
19 早酥 Zaosu 苹果梨 × 身不知 Pingguoli × Mishirazu A
20 秦酥 Qinsu 砀山酥梨 × 黄县长把 Dangshan Suli × Huangxian Changba H
21 早香 2 号 Zaoxiang 2 香水梨 × 二十世纪 Xiangshuili × Nijisseiki A
22 秋甜 Qiutian 苹果梨实生 Pingguoli Seedling F
23 大梨 Dali 苹果梨 × 延边谢花甜 Pingguoli × Yanbian Xiehuatian F
24 北丰 Beifeng 乔玛 × 早酥 T ma × Zaosu J
25 翠伏 Cuifu 长十郎 × 江岛 Choujuurou × Ejima B
26 伏香 Fuxiang 龙香 × 155 Longxiang × 155 G
27 秋香 Qiuxiang 59-89-1 × 56-11-155(身不知 × 混合花粉 Mishirazu × Mixed pollen) G
28 沙 01 Sha 01 库尔勒香梨芽变 Ku’erlexiangli Mutant K
29 锦香 Jinxiang 南果梨 × 巴梨 Nanguoli × Bartlett A
30 雪青 Xueqing 雪花 × 新世纪 Xuehua × Shinseiki I
31 大慈梨 Dacili 大梨 × 茌梨 Dali × Chili F
32 黄花 Huanghua 黄蜜 × 三花 Huangmi × Sanhua I
33 青魁 Qingkui (八云 × 哀家)× 杭青(Yakumo × Aijia)× Hangqing I
34 青松 Qingsong (八云 × 哀家)× 杭青(Yakumo × Aijia)× Hangqing I
8 期 高 源等:利用 SSR 荧光标记构建 92 个梨品种指纹图谱 1439

续表 1
编号
Code
品种名称
Cultivar
亲本
Parentage
选育单位
Breeding unit
35 雪芳 Xuefang 雪花 × 新世纪 Xuehua × Shinseiki I
36 脆香 Cuixiang 龙香 × 155(身不知 × 混合花粉)Longxiang × 155(Mishirazu × Mixed pollen) G
37 玉酥梨 Yusuli 砀山酥梨 × 猪嘴梨 Dangshan Suli × Zhuzuili L
38 新雅 Xinya 新世纪 × 鸭梨 Shinseiki × Yali I
39 西子绿 Xizilü 新世纪 ×(八云 × 杭青)Shinseiki ×(Yakumo × Hangqing) I
40 绿云 Lüyun 八云 × 哀家 Yakumo × Aijia I
41 桂冠 Guiguan 雪花 × 黄花 Xuehua × Huanghua I
42 八月红 Bayuehong 早巴梨 × 早酥 Clapp’s Favorite × Zaosu H
43 甘梨早 8 Ganlizao 8 早酥 × 四百目 Zaosu × Shihyakume M
44 早黄 Zaohuang 乔玛 × 早酥 T ma × Zaosu J
45 冬蜜 Dongmi 龙香梨 ×(园月、库尔勒香梨、冬果混合花粉)
Longxiangli ×(Mixed pollen of Yuanye,Ku’erlexiangli and Dongguo)
G
46 华金 Huajin 早酥 × 早白 Zaosu × Zaobai A
47 雪英 Xueying 雪花 × 新世纪 Xuehua × Shinseiki I
48 玉露香 Yuluxiang 库尔勒香梨 × 雪花 Ku’erlexiangli × Xuehua L
49 雪峰 Xuefeng 雪花 × 新世纪 Xuehua × Shinseiki I
50 中翠 Zhongcui 跃进 × 二宫白 Yuejin × Ninomiyahuri B
51 蔗梨 Zheli 苹果梨 × 杭青 Pingguoli × Hangqing F
52 南苹优系 Nanping Youxi 南果梨 × 苹果梨 Nangguoli × Pingguoli N
53 新苹梨 Xinpingli 实生(亲本不详)Seedling(Unknown parents) O
54 龙园洋梨 Longyuan Yangli 龙香梨 × 混合花粉 Longxiangli × Mixed pollen G
55 早美酥 Zaomeisu 新世纪 × 早酥 Shinseiki × Zaosu A
56 硕丰 Shuofeng 苹果梨 × 砀山酥梨 Pingguoli × Dangshan Suli P
57 早香脆 Zaoxiangcui 早酥 × 早白 Zaosu × Zaobai H
58 中梨 1 号 Zhongli 1 新世纪 × 早酥 Shinseiki × Zaosu P
59 红太阳 Hongtaiyang 不详 Unknown P
60 寒红 Hanhong 南果 × 晋酥 Nanguo × Jinsu F
61 蜜雪 Mixue 不详 Unknown Q
62 寒香 Hanxiang 延边大香水 × 苹香梨 Yanbian Daxiangshui × Pingguoli F
63 满天红 Mantianhong 幸水 × 火把梨 Kousui × Huobali P
64 黄冠 Huangguan 雪花 × 新世纪 Xuehua × Shinseiki R
65 鄂梨 1 号 Eli 1 伏梨 × 金水酥 Fuli × Jinshuisu B
66 中矮 2 号 Zhong’ai 2 (香水梨 × 巴梨)实生 (Xiangshuili × Bartlett)Seedling A
67 翠冠 Cuiguan 幸水 ×(杭青 × 新世纪)Kousui ×(Hangqing × Shinseiki) S
68 晚香 Wanxiang 乔玛 × 大冬果 T ma × Dadongguo G
69 八月酥 Bayuesu 栖霞大香水 × 郑州鹅梨 Qixia Daxiangshui × Zhengzhou Eli P
70 牡育 683 Muyu 683 不详 Unknown T
71 清香 Qingxiang 新世纪 × 三花 Shinseiki × Sanhua S
72 中香 Zhongxiang 栖霞大香水 × 茌梨 Qixia Daxiangshui × Chili E
73 红香酥 Hongxiangsu 库尔勒香梨 × 郑州鹅梨 Ku’erlexiangli × Zhengzhou Eli P
74 丰香 Fengxiang 苹果梨实生 Pingguoli Seedling U
75 早酥蜜 Zaosumi 早酥 × 早白 Zaosu × Zaobai H
76 重阳红 Chongyanghong 库尔勒香梨 × 砀山酥梨 Ku’erlexiangli × Dangshan Suli H
77 秋水晶 Qiushuijing 砀山酥梨 × 栖霞大香水 Dangshan Suli × Qixia Daxiangshui H
78 鄂梨 2 号 Eli 2 中香 ×(伏梨 × 启发)Zhongxiang ×(Fuli × Qifa) B
79 杭红 Hanghong 菊水实生 Kikusui Seedling I
80 华酥 Huasu 早酥 × 八云 Zaosu × Yakumo A
81 向阳红 Xiangyanghong 京白 × 洋梨 Jingbai × P. Communis A
82 新杭 Xinhang 新世纪 × 杭青 Shinseiki × Hangqing I
83 珍珠梨 Zhenzhuli 八云 × 伏茄 Yakumo × Beurre Giffard V
84 金水梨 Jinshuili 长十郎 × 江岛 Choujuurou × Ejima B
85 锦丰 Jinfeng 苹果梨 × 茌梨 Pingguoli × Chili P
86 金水 3 号 Jinshui 3 江岛 × 麻壳 Ejima × Make B
87 七月酥 Qiyuesu 幸水 × 早酥 Kousui × Zaosu P
88 晋蜜 Jinmi 砀山酥梨 × 猪嘴梨 Dangshan Suli × Zhuzuili L
89 晋酥 Jinsu 鸭梨 × 金梨 Yali × Jinli L
1440 园 艺 学 报 39 卷
表 2 10 对 SSR 引物序列及其荧光标记
Table 2 Sequences and labelled fluorescent of 10 SSR primers
引物名称
Primer
name
引物序列(5′–3′)
Primer sequence
5′端标记
荧光
Fluorescent
labelled
KA14 F:TCA TTG TAG CAT TTT TAT TTT T NED
R:ATG GCA AGG GAG ATT ATT AG
KA16 F:GCC AGC GAA CTC AAA TCT NED
R:AAC GAG AAC GAC GAG CG
NH009b F:CCG AGC ACT ACC ATT GA 6-FAM
R:CGT CTG TTT ACC GCT TCT
NH013a F:GGT TTG AAG AGG AAT GAG GAG 6-FAM
R:CAT TGA CTT TAG GGC ACA TTT C
NH007b F:TAC CTT GAT GGG AAC TGA AC VIC
R:AAT AGT AGA TTG CAA TTA CTC
NH008b F:GGA AAA GAG AAG GAA GAA GAG
AAG G
VIC
R:TGA TAG GGG CAT TTC GGT AA
CH01f03b F:GAG AAG CAA ATG CAA AAC CC NED
R:CTC CCC GGC TCC TAT TCT AC
CH02b121 F:GGC AGG CTT TAC GAT TAT GC 6-FAM
R:CCC ACT AAA AGT TCA CAG GC
CH04h02 F:GGA AGC TGC ATG ATG AGA CC VIC
R:CTC AAG GAT TTC ATG CCC AC
CH05d04 F:ACT TGT GAG CCG TGA GAG GT VIC
R:TCC GAA GGT ATG CTT CGA TT
续表 1
编号
Code
品种名称
Cultivar
亲本
Parentage
选育单位
Breeding unit
90 东宁 5 号 Dongning 5 苹果梨 × 青梅实生 Pingguoli × Qingmei Seedling T
91 早黄梨 Zaohuangli 乔玛 × 早酥 T ma × Zaosu J
92 呼苹梨 Hupingli 麻香梨 × 苹果梨 Maxiangli × Pingguoli J
注:A. 中国农业科学院果树研究所;B. 湖北省农业科学院果树茶叶研究所;C. 新疆生产建设兵团农七师果树研究所;D. 甘肃省武威
地区农业科学研究所;E. 山东莱阳农校;F. 吉林省农业科学院果树研究所;G. 黑龙江省农业科学院园艺分院;H. 西北农林科技大学;I. 浙
江大学;J. 内蒙古呼伦贝尔盟农业科学研究所;K 巴州沙依东园艺场;L. 山西省农业科学院果树研究所;M. 甘肃省农业科学院果树研究所;
N. 辽宁省辽阳县河栏镇林业站 O. 辽宁省果树科学研究所;P. 中国农业科学院郑州果树研究所;Q. 台湾;R. 河北石家庄;S. 浙江省农业
科学院园艺研究所;T. 黑龙江省农业科学院牡丹江农业科学研究所;U. 吉林省通化市园艺研究所;V. 上海市农业科学院园艺研究所。
Note:A. Pomology Research Institute,Chinese Academy of Agricultural Sciences;B. Fruit Tea Research Institute,Hubei Academy of
Agricultural Sciences;C. Xinjiang Production and Construction Corps Division Fruit Research Institute;D. Agricultural Science Institute in Wuwei
Region of Gansu Province;E. Laiyang Agricultural University in Shandong Province;F. Fruit Tree Research Institute of Jilin Academy of
Agricultural Sciences;G. Horticulture Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences;H. Northwest Sci-Tech University of Agriculture
and Forestry;I. Zhejiang University;J. Fulfilling Ways Inner Mongolia Agricultural Research Institute;K. Gardening by the East Sand Field Bazhou;
L. Fruit Tree Research Institute of Shanxi Academy of Agricultural Sciences;M. Pomology Institute of Gansu Academy of Agricultural Sciences;
N. Helan Town Forestry Station in Liaoyang County,Liaoning Province;O. Fruit Tree Research Institute of Liaoning;P. Zhengzhou Fruit Research
Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences;Q. Taiwan;R. Shijiazhuang of Hebei Province;S. Institute of Horticulture,Zhejiang Academy
of Agricultural Sciences;T. Mudanjiang Institute of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences;U. Tonghua Horticulture Institute of Jilin
Province;V. Horticulture Research Institute of Shanghai Academy of Agricultural Sciences.
1.2 基因组 DNA 的提取与引物合成
采用德国 QIAGEN 的 DNeasy Plant Mini Kit 提取供试材料的基因组 DNA。
选用的 10 对 SSR 引物来源于已报道的序
列(Liebhard et al.,2002;Yamamoto et al.,
2002a,2002b),将其中一条带的 5′端分别用
NED、6-FAM 和 VIC 荧光标记(表 2)。普通
引物由上海 Sangon 公司合成,5′端带有荧光标
记的引物由美国 ABI 公司合成。
1.3 试验程序
每对引物的其中一条链标记荧光后反应体
系和退火温度较常规的 SSR 引物有所变化,各
引物的退火温度通过梯度 PCR 方法来确定。其
方法参照巢式 PCR(Schuelke,2000),经优化
后的反应体系与程序如下。PCR 反应体系:模
板 DNA(20 ng · μL-1)2 μL,F-primer(2
μmol · L-1)1.0 μL,R-primer(2 μmol · L-1)1.0
μL,10 × PCR buffer(不含 Mg2+)1.0 μL,Mg2+
(25 mmol · L-1)0.6 μL,dNTP(25 mmol · L-1)
0.08 μL,Taq 酶(5 U · μL-1)0.08 μL,ddH2O 4.24
μL,总计 10.0 μL。
除引物 NH008b,其余 9 对引物采用普通 PCR 程序:94 ℃预变性 5 min;94 ℃变性 1 min,退
火温度退火 1 min,72 ℃延伸 2 min,32 个循环;72 ℃延伸 10 min;4 ℃保存。
引物 NH008b 经优化采用降落 PCR 程序:94 ℃预变性 5 min;94 ℃变性 45 s,起始退火温度
退火 45 s,72 ℃ 45 s,10 个循环,其中每个循环降 0.5 ℃;94 ℃ 45 s,降落至最后的温度退火
8 期 高 源等:利用 SSR 荧光标记构建 92 个梨品种指纹图谱 1441

45 s,72 ℃延伸 45 s,30 个循环;72 ℃延伸 10 min;4 ℃保存。
1.4 扩增产物的纯化及自动荧光检测
毛细管电泳对 DNA 的纯度要求非常严格,必须对扩增产物进行纯化,尽量去净残留的盐分、
蛋白质,残留的去污剂(SDS 等)及残留的 RNA。在 96 孔板的每个孔中分别加 1 μL 纯化的 PCR
产物,8.5 μL 甲酰胺(含 0.17%的分子内标),离心,然后 95 ℃变性 5 min,置冰上 10 min,用美国
ABI3730 进行自动荧光检测。待电泳结束后,对样品的原始数据用 GeneMapper3.0 软件进行分析,
获得不同样品扩增片段的长度。利用软件 PopGen32 分析数据获得引物扩增的等位基因数、扩增带
型、位点杂合度、样品在不同 SSR 位点的基因多样性和多态性信息含量。
2 结果与分析
2.1 筛选引物扩增的条件优化及 SSR 多态性
筛选的 10 对 SSR 荧光引物,经过优化后,退火温度见表 3。
10 对 SSR 引物对 92 个梨品种进行扩增,共获得 132 个等位基因。不同引物扩增的等位基因数
差异较大,为 5 ~ 17 个,平均每个位点 13.2 个等位基因,位点的杂合度在 0.2421 ~ 0.8632 之间(表
3)。6 对梨引物(KA14、KA16、NH009b、NH013a、NH007b、NH008b)扩增片段大小范围包含文
献发表的扩增片段大小。CH01f03b、CH02b121、CH04h02 和 CH05d04 为苹果引物,扩增片段略大
于文献报道的扩增片段大小范围。引物 CH01f03b 扩增片段大小范围最大,为 136 ~ 248 bp,引物
KA14 扩增片段大小范围最小,为 177 ~ 192 bp(表 3)。引物 CH02b121 扩增品种龙园洋梨(54 号)
和华酥(80 号)获得的重复序列差异最大,为 58 个碱基(表 4)。苹果引物 CH01f03b 和 CH02b121
的多态性最高,均获 17 个等位基因,位点杂合度也较高(表 3)。

表 3 10 对 SSR 荧光引物对 92 个选育梨品种扩增结果
Table 3 Amplified results of 92 pear cultivars with 10 fluorescent-labelled SSR primers
引物名称
Primer
name
退火温度/℃
Annealing
temperature
等位基因数
Number of
alleles detected
扩增带型
Amplified
bands
位点杂合度
Locus
heterozygosity
扩增片段大小/ bp
Size of bands
amplified
文献报道的扩增片段大小/ bp
Size of bands amplified in
references
KA14 53 5 8 0.5368 177 ~ 192 180
KA16 52 12 44 0.6421 125 ~ 157 137
NH009b 55 11 27 0.8632 137 ~ 159 159
NH013a 53 15 30 0.8526 121 ~ 229 219
NH007b 52 13 29 0.2421 121 ~ 157 150
NH008b 58 ~ 53 13 29 0.6421 178 ~ 212 205
CH01f03b 52 17 28 0.5000 136 ~ 248 139 ~ 183
CH02b121 53 17 36 0.8205 99 ~ 157 101 ~ 143
CH04h02 52 14 32 0.7979 157 ~ 203 162 ~ 262
CH05d04 53 15 34 0.8085 161 ~ 209 174 ~ 214
平均值
Average
13.2 29.7 0.6706

2.2 梨品种的指纹图谱构建与品种鉴定
利用筛选出的 10 对 SSR 荧光引物对 92 个梨品种进行扩增,准确获得不同材料在不同位点的等
位基因的片段大小(表 4)及相应的毛细管电泳图(部分材料见图 1)。例如:桔蜜(1 号)在 SSR
位点 KA16 的扩增片段大小为 135 和 157 bp。苹果引物 CH01f03b 和 CH02b121经过反复实验验证
在供试品种中出现多个扩增失败,说明供试品种中没有此位点。每对引物的扩增带型为 8 ~ 44 个,
1442 园 艺 学 报 39 卷
表 4 92 个选育梨品种在 10 个 SSR 位点的指纹数据
Table 4 Fingerprint data at 10 SSR loci of 92 pear cultivars
SSR 位点 品种编号
Code KA14 KA16 NH009b NH013a NH007b NH008b CH01f03b CH02b121 CH04h02 CH05d04
1 179 135/157 153/157 203/219 133/137 180 168 - 185 167/189
2 179/185 117/157 153 163/203 121/137 186 168/202 111/125 159/183 167/199
3 177/179 131/157 153 163/209 121/133/139 186 202 111/121 159/183 167/195
4 177/179 117/141 153 229 139/151 180 202 149/157 183/185 183/199
5 179 125/139 153/157 121 121/151 202 230 131 173/185 181/189
6 179 131/141 147/157 203/211 139/151 202 - 109 183/185 173/183
7 177/179 125/143 137/159 219 137/145 178/198 242/248 111/131 167/183 169/177
8 179 141/157 139/153 209 133/151 180/186 224/248 121/149 159/185 167/183
9 177/179 131/141 153 163/209 121/139 180 202 - 183/185 177/195
10 179/185 121/125 139 219 139/151 202 202 109/131 173/183 169/173
11 179 141/145 153/157 203/209 121 202 224/228 131 173/185 183
12 179/192 125/135 139 219 125/137 184 152 - 185/187 169/181
13 179 125/133 141/153 209 121/151 186 136 109/131 159/177 169/173
14 179 135 139/157 207/219 121/151 206 224/228 131 175/185 183/189
15 177/185 131/149 139 203/219 137 202 202 - 167/203 169
16 179 139 139/145 219/223 137/151 182 224 131/149 173/185 177/183
17 179 123/135 145/157 203/223 135/151 182/202 224/228 131/149 185 177/183
18 179 135 149/157 197/203 121/131 184/206 152 103/131 185/187 161/183
19 185/192 131/149 159 203/219 137 178 136 111/147 173/185 169
20 179 125/139 153 219/223 121/137 182 224 109/125 163/179 177/181
21 179 135 149/157 197/207 121/131 202/206 224/228 129/131 185/187 181/183
22 177/192 125/135 153/159 209/219 137 178 152/186 105/111 167/179 169/181
23 177/179 125/141 139/153 203/209 137/145 180 186 111/125 167/185 169/181
24 179/185 135/141 157 203 133/151 184/190 202 - 187 167/183
25 179 141/145 153/157 207/209 151 202 224/228 131 185 183
26 179/192 133/149 141/159 203 137/151 186 136 109/111 177/185 169/173
27 179/192 131/141 141 197/219 131/137 180 136/152 103/111 167/173 163/169
28 177/179 137 139 219 121/139 196 248 117/125 163/175 169/177
29 177/179 125/131 145 163/209 125/139 198 168/202 109/121/129 187/195 161/195
30 179 143/145 139/157 203 121/151 182/186 228/248 109/131 179/185 177/183
31 179 139/141 145/153 203/219 135/145 182 224/248 125/149 185 181/183
32 179 135/145 153/157 207/217 121/151 202 228 129/131 173/185 183
33 179 123/125 145/157 203/223 135/151 182 224 147/149 169/185 177/183
34 177/179 135/139 157 203/223 135/151 182 224 131/139 169/185 171/183
35 179 135/141 153/157 203 151 202 224/228 149 173/185 183
36 179/192 133/149 153 219 125/137/153 186 136 - 159/173 169/173
37 179 125/135 145/153 219 145/153 182 224/248 129/149 185 177/181
38 179 143/145 139/157 203 121/151 186/202 228/248 131 173/185 177/183
39 179 123/145 157 203/207 151 182 - - 185 183
40 177/179 139/145 139/157 203/219 135/151 186/202 220/224 131/139 173 171/183
41 179 139/145 153 217/223 137/151 186 224/228 131 173/179 183
42 177/185 131/149 143/159 219 137/139 178 138 - 173/183 169
43 179/185 135/149 157 207/219 137/151 206 136 131/147 173/185 169/183
44 179/185 135 151/157 197 133/151 190/206 160 115/131 187 167/183
45 179 133/135 141/157 207 121/125 186 136 109/131 177/185 173/189
46 179/192 135/149 139 207/219 121/137 178/206 228/248 - 173/185 169/183
47 179 143/145 139/157 203/223 121/137 182 228/248 - 179/185 183
48 179 123/125 153/159 203/219 137/151 182 246/248 125/131 185 169/177
49 179 135/143 139/157 203/207 121/137 186 228/248 109/131 - -
50 179/185 135/141 139/153 209/217 137/151 182 224/228 119/131 175/185 173/183
51 177/179 125/135 157/159 219/223 137/151 178/182 152 111/149 167/185 169/177
52 177/179 125 139/153 197/203 133/137 178/202 224/248 111/129 157/167 169/171
53 177/179 135/149 139 203/209 121/137 188 152/204 131/133 167/187 169/173
54 179/185 125/131 141 163 125/137 196 202 99/131/157 159/183 169/195
55 179/192 131/135 157 207/219 121 186 228/248 131/147 185 169/183
56 177/179 123/149 139/153 203/219 137/151 178/202 248 125/131 163/185 169/177
57 177/192 131/135 139/159 203/207 137/151 182 224/248 111/131 175/185 169/189
58 179/192 131/135 157 207/219 121/137/157 186 228/248 131/147 185 169/183
59 177/179 133/135 157 219/229 121/139/157 204 220 109/129/147 175/203 189
60 179 123/125 145/153 197/219 133/151 182 168 121/149 185/187 171/177
61 179 141/143 139/153 209 121/151 180 224/248 131/149 173/185 177/183
62 179 135/143 149/153 167 125/151 184/198 152 103/131 183/187 177/181
8 期 高 源等:利用 SSR 荧光标记构建 92 个梨品种指纹图谱 1443

续表 4
SSR 位点 品种编号
Code KA14 KA16 NH009b NH013a NH007b NH008b CH01f03b CH02b121 CH04h02 CH05d04
63 177/179 135/137 139/157 219 151 188 228/242 105/131 173/185 177/183
64 179 139/145 153/157 203/223 137/151 186 224/228 109/131 179/185 183
65 179/185 135/145 147/157 209/211 121/137 206 202 119/131 183/185 175/189
66 179/185 125 139 203 133/137 198 152 109 187 161/169
67 179 135/145 157 209/219 151 202 228 131 185 183/189
68 179 135 153/157 203/217 121/151 180/182 204 - 175/185 183
69 179 135/141 139/157 203 121/151 202 228/248 131 173/187 177/183
70 177/181 141/149 141/159 219 127/137/141 212 152/220 117/131 169/185 169/173
71 179 135/139 139/157 203/217 121/139 182 224/228 121/131 185 179/183
72 179 125/139 141/155 219 135/151 182 164/212 131/149 173/185 167/183
73 177/179 137/139 153 219/223 121/137 182 248 109/125 175/179 177/183
74 177/179 125 149/159 197/219 125/137 184 152 103/131 167/187 161/169
75 179/192 135/149 139 207/219 121/137 206 224/248 111/131 175/185 169/183
76 177/179 123/137 153 219 121/151 202 224/248 - 163/175 177/181
77 179 125 153/159 219 135/137 182/204 - - 163/185 169/181
78 179 133/139 141/157 209/219 121/151 182 164 131/149 173/185 175/183
79 179 135 141/157 203/209 121/133 186/196 224/228 131 175/185 175/183
80 177/185 131/149 143/159 219 137/139 178 136 99/147/157 173/183 169
81 177/179 131/157 147/153 163/209 133/139/153 180 202 111/125 183/185 177/195
82 179 139/145 153/157 207/223 137/151 186 224/228 - 179/185 177/183
83 179/185 145/147 157 219 137/151 202 202 - 183/185 183/209
84 177/179 135/141 139/157 207 135/151 202 224/228 131/139 185/187 183
85 177/179 123/125 139/145 203/219 137/151 178/182 152/212 131/149 167/185 169/177
86 179 125/145 139 211/219 121/151 186/202 224/248 131/149 185 175/183
87 179 125/139 153 219 121/137 182 224 109/125 163/179 177/181
88 177/179 123/135 139/153 203/219 137 182 224/248 129/149 163/185 167/177
89 179 139/143 139/153 219 135/151 202 224/248 129/149 163/173 177/183
90 179 135 157 207/219 121/151 202/206 228 131 185 183/189
91 179/185 135 151/157 197 133/151 190/206 160 - 187 167/183
92 177/179 143/149 137/159 219 137/145 178/196 160 - 177/185 169/177
注:“-”为未获得等位基因的位点。
Note:“-”means non-amplified SSR loci.
图 1 ‘玉酥梨’、‘锦丰’、‘早香脆’、‘蜜雪’、‘柠檬黄’和‘满天红’在位点 KA16 的 SSR 指纹图谱
Fig. 1 SSR fingerprints of Yusuli,Jinfeng,Zaoxiangcui,Mixue,Ningmenghuang and Mantianhong at KA16
1444 园 艺 学 报 39 卷
平均为 29.7 个。利用 5 对引物 KA16、NH009b、NH013a、CH02b121 和 CH05d04 可区分所有供试
品种。具有相同亲本的供试品种获得的指纹图谱差异较大,例如早酥、早酥香和脆丰亲本均为苹果
梨 × 身不知,早酥和脆丰在位点 KA16、NH013a、NH007b 和 CH05d04 指纹图谱相同,而早酥香
在 10 个位点的指纹图谱却与早酥和脆丰完全不同。92 个梨品种的 SSR 指纹图谱互不相同,可以作
为各品种特定的图谱,为品种鉴别提供依据。
2.3 梨品种的遗传多样性分析
92 个梨品种的 10 个 SSR 位点的遗传(基因)多样性指数和多态性信息含量的变化范围分别为
0.4886 ~ 0.8810 和 0.4537 ~ 0.8707,平均值分别为 0.7930 和 0.7732。NH013a 检测到的基因多样性和
多态性信息含量最高,KA14 最低(表 5)。除位点 KA14 外,检测到的 92 个梨品种的基因多样性和
多态性信息含量都较高,说明我国来自不同地域的梨品种遗传基础广泛,基因杂合度较高。

表 5 92 个梨品种在 10 个 SSR 位点上检测到的遗传多样性
Table 5 Genetic diversity of 92 pear cultivars revealed by five SSR primers
标记
Marker
KA14 KA16 NH009b NH013a NH007b NH008b CH01f03b CH02b121 CH04h02 CH05d04
平均
Average
基因多样性
Gene diversity
0.4886 0.8025 0.7977 0.8810 0.8578 0.8102 0.8762 0.8079 0.7890 0.8195 0.7930
多态性信息含
量 PIC 0.4537 0.7755 0.7701 0.8707 0.8426 0.7887 0.8640 0.7932 0.7731 0.8001 0.7732
3 讨论
SSR 自动荧光检测系统快速、高效、精确、灵敏度高,实现了数据收集和处理的自动化,克服
了银染法的不足,能区分大小相差 1 ~ 2 个碱基的片段之间的差异,适宜于梨种质资源的指纹图谱
构建和品种鉴定研究。其缺点即是成本相对较高,当试材量增加,需要增加另外的 SSR 位点时,必
须得重新合成新增位点的荧光引物。
根据检测平台的不同,SSR-PCR 扩增产物的检测方法大致有凝胶电泳检测、测序检测和生物素
标记检测 3 大类。前两类是比较常用的方法,根据凝胶介质的不同,凝胶电泳检测又可分为琼脂糖
凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE);测序检测通常又包括常规荧光 SSR 检测、TP-M13-SSR
检测以及远红外荧光检测法。琼脂糖凝胶电泳检测成本非常低,但其常用于染色的 EB 存在致癌的
可能性,受琼脂糖凝胶的限制,其分辨率相对较低;并且其只能检测扩增条带的有无,而不能确定
其具体大小。PAGE 检测具有分辨率高、操作简便易行、检测成本低廉等特点,但是其也无法确定
扩增产物片段的具体大小,并且在大规模、多批次的数据收集和分析中表现出分析通量较低、数据
记录的工作量过大等缺点。SSR 荧光标记分析技术能够区别仅为 2 bp 之差的差异片段,具有更高的
灵敏性、更经济、数据收集和处理效率高、数据更准确等优点,更适于进行遗传多样性的分析和研
究。在水稻上比较了高密度琼脂糖凝胶电泳、放射性 32P 标记的聚丙烯凝胶电泳以及自动荧光测序
系统(李莉 等,2000),在小麦上详细地分析比较了常规的 SSR 荧光标记分析技术和银染技术(郝
晨阳 等,2005),均得出了上述结论。
品种鉴别和鉴定是生产和科研的基础,而分子指纹图谱构建是将品种间基因差别表型化、可视
化的相对简单而重要的手段。利用 SSR 荧光标记技术可以准确获得梨品种不同 SSR 位点的指纹图
谱,并且互不相同,所获得的指纹图谱可以甄别一个碱基的差别。本试验中构建的指纹图谱的材料
包含了来自不同地域、不同科研院所选育的梨品种,经过反复验证构建的指纹图谱可以应用到生产
8 期 高 源等:利用 SSR 荧光标记构建 92 个梨品种指纹图谱 1445

或科研中,以及同名异物或同物异名的品种鉴别。再有新的选育品种出现时,可以进一步的增加检
测 SSR 位点的数量,增强品种鉴别度和鉴定的可靠性。我国选育梨品种的遗传基础广泛,遗传多样
性较好,基因杂合度较高,构建其指纹图谱对于基因保护也具有重要的意义。此次试验中筛选使用
的苹果 SSR 引物多态性好,稳定性高,适用于梨种质资源的指纹图谱构建和品种鉴定研究。将苹果
上开发的引物应用到梨种质资源的亲本鉴定、亲缘关系等的研究中(Yamamoto,2001;易芍文 等,
2004;姚利华 等,2008),可弥补梨引物量的不足。但是,并非所有的苹果引物均适用,此次选用
的 4 对苹果引物是从 24 对苹果引物中筛选出来的,需对苹果引物经过严格的筛选和反应条件的优化
后,方可应用到梨种质资源品种鉴定和遗传多样性的研究中。

References
Cao Yu-fen,Liu Feng-zhi,Gao Yuan,Jiang Li-jie,Wang Kun,Ma Zhi-yong,Zhang Kai-chun. 2007. SSR analysis of genetic diversity of pear
cultivars. Acta Horticulturae Sinica,34 (2):305–310. (in Chinese)
曹玉芬,刘凤之,高 源,姜立杰,王 昆,马智永,张开春. 2007. 梨栽培品种 SSR 鉴定及遗传多样性. 园艺学报,34 (2):305–310.
Cao Yu-fen,Tian Lu-ming,Gao Yuan,Liu Feng-zhi. 2012. Genetic diversity of cultivated and wild ussurian pear(Pyrus ussuriensis Maxim.)in China
evaluated with M13-tailed SSR markers. Genetic Resources and Crop Evolution,59:9–17.
Cao Yu-fen,Tian Lu-ming,Gao Yuan,Yang Jun,Zhang Shao-ling. 2011. Evaluation of genetic identity and variation in cultivars of Pyrus pyrifolia
(Burm. f.)Nakai from China using microsatellite markers. Journal of Horticultural Science & Biotechnology,86 (4):331–336.
Chen Chen,Zhang Xing-tao,Cheng Fei,Zhuang Mu,Liu Yu-mei,Yang Li-mei,Zhang Yang-yong,Fang Zhi-yuan. 2011. Establishment of SSR
fingerprinting on autumn cabbage hybrids and their parents. Acta Horticulturae Sinica,38 (1):159–164. (in Chinese)
陈 琛,张兴桃,程 斐,庄 木,刘玉梅,杨丽梅,张扬勇,方智远. 2011. 秋甘蓝品种的 SSR 指纹图谱的构建. 园艺学报,38 (1):
159–164.
Duan Yan-feng,Liu Jie,Bian Chun-song,Duan Shao-guang,Xu Jian-fei,Jin Li-ping. 2009. Construction of fingerprinting and analysis of genetic
diversity with SSR markers for eighty-eight approved potato cultivars(Solanum tuberosum L.)in China. Acta Agronomica Sinica,35 (8):1451–
1457. (in Chinese)
段艳凤,刘 杰,卞春松,段绍光,徐建飞,金黎平. 2009. 中国 88 个马铃薯审定品种 SSR 指纹图谱构建与遗传多样性分析. 作物学
报,35 (8):1451–1457.
Hao Chen-yang,Wang Lan-fen,Jia Ji-zeng,Dong Yu-chen,Zhang Xue-yong. 2005. Comparison of fluorescence and silver-staining detection
systems of microsatellite markers. Acta Agronomica Sinica,31 (2):144–149. (in Chinese)
郝晨阳,王兰芬,贾继增,董玉琛,张学勇. 2005. SSR 荧光标记和银染技术的比较分析. 作物学报,31 (2):144–149.
Han Hong-wei,Yang Min-sheng,Xu Xing-xing,Liang Hai-yong. 2006. Identification on the main cultivated varieties of Pyrus using SSR DNA
marker. Chinese Agricultural Science Bulletin,22 (12):383–386. (in Chinese)
韩宏伟,杨敏生,徐兴兴,梁海永. 2006. 利用 SSR 标记鉴定主要梨栽培品种. 中国农学通报,22 (12):383–386.
Kimura T,Sawamura Y,Kotobuki K. 2003. Parentage analysis in pear cultivars characterized by SSR markers. J Jap Soc Hort Sci,72 (3):182–189.
Kimura T,Shi Y Z,Shoda M,Kotobuki K,Matsuta N,Hayashi T,Ban T,Yamamoto T. 2002. Identification of Asian pear varieties by SSR
analysis.Breeding Science,52:115–121.
Kopp R F,Smart L B,Maynard C A,Tuskan G A,Abrahamson L P. 2002. Predicting within-family variability in juvenile height growth of Salix
based upon similarity among parental AFLP fingerprint. Theor Appl Genet,105:106–112.
Lei Tian-gang,He Yong-rui,Wu Xin,Yao Li-xiao,Peng Ai-hong,Xu Lan-zhen,Liu Xiao-feng,Chen Shan-chun. 2009. Construction of DNA
fingerprinting database of citrus cultivars(lines). Scientia Agricultura Sinica,42 (8):2852–2861. (in Chinese)
雷天刚,何永睿,吴 鑫,姚利晓,彭爱红,许兰珍,刘小丰,陈善春. 2009. 柑橘栽培品种(系)DNA 指纹图谱库的构建. 中国农业
科学,42 (8):2852–2861.
Liebhard R,Gianfrancechi L,Koller B,Ryder C D,Tarchini R,van de Weg E,Gessler C. 2002. Development and characterization of 140 new
microsatellites in apple(Malus domestica Borkh.). Molecular Breeding,10:217–241.
1446 园 艺 学 报 39 卷
Li Li,Yang Jian-bo,Mackill D J,Colowit P M . 2000. Comparison of different detection methods for rice SSR analysis. Chinese J Rice Sci,14 (3):
185–188. (in Chinese)
李 莉,杨剑波,Mackill D J,Colowit P M. 2000. 水稻 SSR 不同检测和分析方法的比较研究. 中国水稻科学,14 (3):185–188.
Lu Juan,Wu Jun,Zhang Shao-ling,Wu Hua-qing,Zhang Yu-yan. 2011. Genetic diversity and polygentic relationship among pears reveled by SSR
analysis. Journal of Nanjing Agricultural University,34 (2):38–46. (in Chinese)
路 娟,吴 俊,张绍铃,吴华清,张妤艳. 2011. 不同系统梨种质遗传多样性与分类关系的 SSR 分析.南京农业大学学报,34 (2):38–46.
Ma Li-ying,Kong De-cang,Liu Hua-bo,Wang Si-qi,Li Ying-yue,Pang Xiao-ming. 2012. Construction of SSR fingerprint on 36 Chinese jujube
cultivars. Acta Horticulturae Sinica,39 (4):647–654. (in Chinese)
麻丽颖,孔德仓,刘华波,王斯琪,李颖岳,庞晓明. 2012. 36 份枣品种 SSR 指纹图谱的构建. 园艺学报,39 (4):647–654.
Mo Wen-juan,Yuan De-yi,Duan Jing-hua,Zou Feng. 2009. Simple sequence repeat analysis on pear cultivars in Niitaka line. Journal of Zhejiang
Forestry College,26 (5):639–643. (in Chinese)
莫文娟,袁德义,段经华,邹 锋. 2009. 新高系梨 9 个品种 SSR 标记分析.浙江林学院学报,26 (5):639–643.
Quan Zhi-wu,Wang Jing,Pan Lei,Zheng Peng,Li Shuang-mei,Ke Wei-dong,Ding Yi. 2008. Construction of fingerprinting map and identification
of cultivars for ten rhizome lotus cultivars by SSR markers. China Vegetables,(3):15–17. (in Chinese)
全志武,汪 静,潘 磊,郑 鹏,李双梅,柯卫东,丁 毅. 2008. 10 个藕莲品种 SSR 指纹图谱的构建与品种鉴别. 中国蔬菜,(3):15–17.
Schuelke M. 2000. An economic method for the fluorescent labeling of PCR fragments. Nature Biotechnology,18:233–234.
Smith L M,Sanders J Z,Kaicer R J. 1986. Fluosecence detection in automated DNA sequence analysis. Nature,321:674–679.
Wang Tong-qiang,Ma Xiao-feng,Wu You-xiang. 2009. Fingerprints construction of hybrid parents in Brassica napus of the series of Guiza and its
utilization in hybrid purity test. Journal of Food Science and Biotechnology,28 (3):377–384. (in Chinese)
王通强,马晓峰,吴有祥. 2009. 油菜杂种及亲本指纹图谱构建和杂种纯度鉴定. 食品与生物技术学报,28 (3):377–384.
Yamamoto T,Kimura T,Sawamura Y,Kotobuki K,Ban Y,Hayashi T,Matsuta N. 2001. SSRs isolated from apple can identify polymerphism and
genetic diversity in pear. Theor Appl Genet,102:865–870.
Yamamoto T,Kimura T,Sawamura Y,Manabe T,Kotobuki K,Hayashi T,Ban Y,Matsuta N. 2002a. Simple sequence repeats for genetic analysis
in pear. Euphytica,124:129–137.
Yamamoto T,Kimura T,ShodAa M,Ban Y,Hayashi T,Ban Y,Matsuta N. 2002b. Development of microsatellite markers in the Japanese pear
(P. pyrifolia Nakai). Molecular Ecology Notes,2:14–16.
Yao Li-hua. 2008. Development of EST-SSR markers from Malus and their transferability to Pyrus[M. D. Dissertation]. Hangzhou:Zhejiang
University. (in Chinese)
姚利华. 2008. 苹果属 EST-SSR 标记开发及其在梨属上的转移性[硕士论文]. 杭州:浙江大学.
Yao Quan-sheng,Zhan Ru-lin,Huang Li-fang,Wang Song-biao,Wu Hong-xia,Ma Xiao-wei,Xing Shan-shan,Lei Xin-tao. 2009. Construction
of fingerprinting map and identification of cultivars for 11 mango cultivars by SSR markers. Chinese Journal of Tropical Crops,30 (11):
1573–1576. (in Chinese)
姚全胜,詹儒林,黄丽芳,王松标,武红霞,马小卫,邢珊珊,雷新涛. 2009. 11 个芒果品种指纹图谱的构建与品种鉴别. 热带作物学
报,30 (11):1573–1576.
Yi Shao-wen,Li Jin-bin,Zhou Xiao-gang,Yuan Yuan,Hu Zhong-rong. 2004. Microsatellite analysis of pear(Pyrus pyrifolia)collected in Yunnan
Province. Southwest China Journal of Agricultural Sciences,17 (2):192–196. (in Chinese)
易芍文,李进斌,周小罡,袁 媛,胡忠荣. 2004. 云南省梨属植物资源的微卫星分析研究. 西南农业学报,17 (2):192–196.
Zhang Dong,Shu Qun,Teng Yuan-wen,Qiu Ming-hua,Bao Lu,Hu Hong-ju. 2007. Simple sequence repeat analysis on genetic assessment of
Chinese red skinned sand pear cultivars. Acta Horticulturae Sinica,34 (1):47–52. (in Chinese)
张 东,舒 群,滕元文,仇明华,鲍 露,胡红菊. 2007. 中国红皮砂梨品种的 SSR 标记分析. 园艺学报,34 (1):47–52.
Zhang Yu-yan,Wu Jun,Zhang Shao-ling. 2008. Genetic diversity of germplasm resources of Pyrus based on SSR marker. Journal of Agricultural
Biotechnology,16 (6):983–989. (in Chinese)
张妤艳,吴 俊,张绍铃. 2008. 基于 SSR 标记的梨资源遗传多样性分析.农业生物技术学报,16 (6):983–989.