全 文 ：园 艺 学 报 2013，40（7）：1298–1308 http: // www. ahs. ac. cn
Acta Horticulturae Sinica E-mail: yuanyixuebao@126.com
收稿日期：2013–04–08；修回日期：2013–06–17
基金项目：国家现代农业产业技术体系项目（CARS-8）；江苏省农业科技自主创新基金项目[CX(10)(1002)，CX(11)1001]
* 通信作者 Author for correspondence（E-mail：hxl@njau.edu.cn）
西瓜核心种质枯萎病抗性与 SRAP 分子标记的
关联分析
羊杏平 1,2，刘 广 2，侯喜林 1,*，徐锦华 2，张 曼 2
（1 南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室，农业部华东地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室，南
京 210095；2 江苏省农业科学院蔬菜研究所，南京 210014）
摘 要：对 35 份西瓜核心种质进行了抗枯萎病鉴定，再采用 SRAP 分子标记技术对 35 份核心种质
进行多态性分析。从 63 对引物组合中筛选出 46 对多态性引物。SRAP 扩增共产生 445 个条带，其中 262
条为多态性条带，多态率为 58.88%。平均每对引物产生 9.67 个条带。在对供试材料进行群体结构分析的
基础上，利用 TASSEL 软件对多态性标记与枯萎病抗性进行关联分析。群体遗传结构分析将 35 份西瓜核
心种质分为 3 大群体：1 个野生西瓜群体和 2 个栽培种群体。分析发现在 2 个栽培种群体中存在基因渗透。
聚类分析结果与群体遗传结构分析结果一致，分为 4 个类群，其中第 2 类群又细分为 5 个小类群。聚类
分析结果说明具有相同抗性水平的材料倾向于聚在一起。关联分析发现有 1 个标记位点与枯萎病抗性显
著关联（P < 0.01），该位点对表型性状的解释率为 0.2035。本研究结果表明利用 SRAP 标记可以有效地对
西瓜种质资源进行群体结构的划分，且关联分析能够找到与西瓜枯萎病抗性相关联的 SRAP 标记，为西
瓜抗病育种和分子标记辅助选择奠定了基础。
关键词：西瓜；枯萎病抗性；SRAP；聚类分析；关联分析
中图分类号：S 651 文献标志码：A 文章编号：0513-353X（2013）07-1298-11

Association Analysis of Fusarium wilt Resistance of Core Collection of
Watermelon Germplasms Based on SRAP Markers
YANG Xing-ping1,2，LIU Guang2，HOU Xi-lin1,*，XU Jin-hua2，and ZHANG Man2
（1State Key Laboratory of Crop Genetics and Germplasm Enhancement/Key Laboratory of Biology and Germplasm
Enhancement of Horticultural Crops in East China，Ministry of Agriculture，Nanjing Agricultural University，Nanjing
210095，China；2Institute of Vegetable Crops，Jiangsu Academy of Agricultural Sciences，Nanjing 210014，China）
Abstract：SRAP technique was applied to analyze the genetic variation and relationships of 35 core
collection watermelon germplasms whose Fusarium wilt resistance were evaluated. 46 of 63 SRAP
primers generated a total of 445 reproducible bands，262（58.88%）of which were polymorphic，with an
average of 9.67 for each pair of primers. Based on the population structure analysis，the association
analysis between SRAP markers and Fusarium wilt resistance was performed by using of TASSEL GLM.
The population structure analysis showed that 35 watermelon genetic resources were clustered into 3
groups including 1 group of wild-type and 2 groups of cultivar-type. The gene introgression was also

7 期 羊杏平等：西瓜核心种质枯萎病抗性与 SRAP 分子标记的关联分析 1299

discovered in the 2 cultivar-TYPES. The dendrogram result which was constructed by using UPGMA
method was consistent with the population structure analysis，with 4 clusters and 5 classes in cluster 2. The
dendrogram result indicated that the genetic resources of watermelon with similar resistant level tend to
gather together. 1 SRAP loci associated with Fusarium wilt resistance character（P < 0.01）was found
based on the association analysis，and the explanation rate was 0.2035. The research indicated that SRAP
markers was effective to differentiate the population structure of watermelon germplasms，and SRAP loci
association with Fusarium wilt resistance could be identified by associated analysis. The outcomes of this
study will help us to accelerate the watermelon breeding for disease resistance and molecular
marker-assisted breeding.
Key words：watermelon；Fusarium wilt resistance；SRAP；cluster analysis；association analysis

西瓜枯萎病是西瓜生产中的主要病害之一，为害严重的可造成减产 80%以上甚至绝产（羊杏平
等，2008）。培育西瓜抗枯萎病新品种尤为重要。在抗病育种方面，种质资源是进行新品种选育和生
物学研究的基础材料，关键性种质资源的发掘和利用是育种成功的关键。国内外西瓜抗病育种实践
表明，优异抗病种质创新上的突破，均会带来抗病育种的突破（宋荣浩 等，2009）。
利用不同的分子标记，如 RAPD（Levi et al.，2001a，2001b）、AFLP（Che et al.，2003）、ISSR
（Levi et al.，2004）、和 SSR（Jarret et al.，1997）研究西瓜遗传多样性已有报道，但是尚未见全面
系统地对不同来源不同抗性的西瓜种质资源评价的报道。新型 SRAP（Sequence-related amplified
polymorphism）分子标记技术，具有简便快捷、多态性高、稳定等的特点（Li ＆ Quiros，2001），
是进行遗传多样性研究（Li et al.，2001）、种质鉴定（Ferriol et al.，2003）、遗传连锁图的构建（Riaz
et al.，2004）、基因连锁标记的寻找与基因定位（Li et al.，2003；Xu et al.，2004）和比较基因组学
研究（Li ＆ Quiros，2003）等的有效工具，现已被广泛应用于西瓜（李严和张春庆，2005）、甜瓜
（陈芸 等，2010）、西葫芦（Ferriol et al.，2003）、黄瓜（钱文成 等，2006；王惠哲 等，2009）等
多种作物的遗传多样性分析。研究证明，应用 SRAP 标记能更有效地区分遗传关系很近的品种
（Ahmad et al.，2004；Phothipan et al.，2005），是进行遗传多样性分析的理想工具。
江苏省农业科学院蔬菜研究所收集并选育了一批不同来源不同抗性的西瓜核心种质资源，应用
于育种研究，先后育成‘抗病苏蜜’、‘抗病苏红宝’、‘苏蜜 5 号’、‘早抗京欣’等主栽品种。但是
西瓜本身遗传基础狭窄（Levi et al.，2001b），有必要对其资源的遗传多样性和遗传基础进行分析。
本研究中采用 SRAP 分子标记技术，对 35 份不同抗性水平的西瓜核心种质资源进行了多态性
分析，并在群体遗传结构分析的基础上，对这些核心资源的枯萎病抗性进行关联分析，以期鉴定
出与抗病性相关联的标记位点，为西瓜种质资源的利用、分子标记辅助育种以及抗病品种鉴定提
供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料（表 1）为江苏省农业科学院蔬菜研究所多年收集、选育的西瓜育种核心种质，共计
35 份，该套材料是以该所 521 份种质资源为基础构建的高代纯合自交系，为国内外不同时期西瓜生
产上的抗枯萎病主栽品种或其亲本材料。其中包括 2 个日本材料，3 个澳大利亚材料，8 个美国材料，
1 个韩国材料和 21 个中国材料。
1300 园 艺 学 报 40 卷
表 1 西瓜核心种质资源及来源
Table 1 Core collection of watermelon germplasms and origin
序号
No.
材料
Cultivar
来源
Origin
序号
No.
材料
Cultivar
来源
Origin
1 红 5-2 Hong 5-2 中国台湾 Taiwan，China 19 8712 日本 Japan
2 SW043 中国台湾 Taiwan，China 20 P5 中国北京 Beijing，China
3 8829 中国台湾 Taiwan，China 21 8166 中国北京 Beijing，China
4 T5-1 中国新疆 Xinjiang，China 22 SG Sugarlee 美国 USA
5 MW095 中国新疆 Xinjiang，China 23 9 久 9 Jiu 美国 USA
6 硬皮 2 号 Yingpi 2 中国新疆 Xinjiang，China 24 苏蜜 5 号♂ Sumi 5 ♂ 美国 USA
7 野生西瓜 G10
Wild watermelon G10
中国新疆 Xinjiang，China 25 蜜宝 Sugar Baby 美国 USA
8 抗病苏红宝♀
Kangbingsuhongbao♀
中国江苏 Jiangsu，China 26 DSS Dixilee small seed 美国 USA
9 K3 中国江苏 Jiangsu，China 27 查理斯顿 Charleston Gray 美国 USA
10 J2 中国江苏 Jiangsu，China 28 卡红 Calhoun Gray 美国 USA
11 欣抗♀ Xinkang♀ 中国江苏 Jiangsu，China 29 SM Smokylee 美国 USA
12 苏蜜 1 号 Sumi 1 中国江苏 Jiangsu，China 30 MW089 日本 Japan
13 R-1-2 中国江苏 Jiangsu，China 31 芙蓉 F8 Furong F8 日本 Japan
14 R-1-3 中国江苏 Jiangsu，China 32 SW067-2 韩国 Korea
15 R-2-1-2 中国江苏 Jiangsu，China 33 SW055-1 澳大利亚 Australia
16 华东 26 Huadong 26 中国江苏 Jiangsu，China 34 SW056 澳大利亚 Australia
17 苏蜜 5 号♀ Sumi 5 ♀ 中国江苏 Jiangsu，China 35 SW057 澳大利亚 Australia
18 P3 中国北京 Beijing，China
1.2 方法
1.2.1 枯萎病菌接种鉴定及田间病圃鉴定方法
西瓜枯萎病菌接种鉴定以国际公认的枯萎病生理小种 race 1 为供试菌株。挑取 2 ~ 3 块 0.5 cm2
的枯萎病菌块加入马铃薯培养基（PDA）中，于 25 ℃，150 r · min-1 摇床上培养 5 ~ 7 d 后，用灭菌
的 4 层纱布过滤，用适量的无菌水稀释孢子液，采用血球计数板计数，调整孢子浓度为 5  106
个 · mL-1 待用（耿丽华 等，2010）。西瓜种子用 0.1%高锰酸钾消毒 30 min 后，自来水冲洗 10 min，
再转入 55 ℃水中搅拌至 45 ℃，浸种 4 h 后置于 28 ~ 30 ℃培养箱中催芽，待出芽后播于装有泥炭 +
蛭石（3︰1，体积比）基质的穴盘中，西瓜幼苗长至一叶一心时，采用伤根灌菌液法接种。用小刀
对幼苗根部进行伤根处理，然后用移液器在受伤根部注入 5 mL 孢子悬浮液（浓度为 5  106
个 · mL-1）。接种在空调温室内进行，室内温度保持在 18 ~ 28 ℃。随机区组设计，3 次重复，每个
重复 10 个单株。约 1 周后开始发病，每隔 2 d 调查 1 次发病率及病情指数。
田间病圃鉴定在江苏省农业科学院蔬菜研究所病圃棚中进行，病圃棚为塑料大棚，西瓜重茬 15
年，高感品种出苗后 1 个月内死亡率为 100%。西瓜种子温汤浸种和催芽方法同上，待露白后播种
于病圃棚中，采用随机区组设计，每个品种 3 次重复，每个重复 10 个单株。出苗后每隔 2 d 统计各
品种的发病率及病情指数。以高感枯萎病品种‘蜜宝’、中抗品种‘查理斯顿’和高抗品种‘卡红’
为对照，待到‘蜜宝’全部死亡，‘查理斯顿’达到中抗水平时结束试验，统计各处理的病株率。
抗性分级标准参考 Martyn 和 Bruton（1989）的方法，以病株率进行评价：高抗病株率≤20%；
中抗病株率为 21% ~ 50%；轻抗病株率为 51% ~ 80%；感病病株率 > 80%。
1.2.2 西瓜基因组 DNA 的提取
西瓜幼苗长至一叶一心时取第一片真叶用于基因组 DNA 的提取。采用改良的 CTAB 法（Liu et
al.，2007）分别提取 35 份西瓜样品的叶片 DNA，并经 0.8%琼脂糖凝胶电泳检测、紫外分光光度计
测定 DNA 浓度和纯度后，置于–20 ℃备用。
1.2.3 SRAP 标记分析
SRAP 引物参考 Ferriol 等（2003）的引物，从中选取 7 条正向引物和 9 条反向引物（表 2），两
7 期 羊杏平等：西瓜核心种质枯萎病抗性与 SRAP 分子标记的关联分析 1301

两配对形成 63 对引物组合。SRAP 反应体系（10 µL）包括：10 ~ 20 ng 基因组 DNA，3.0 mmol · L-1
MgCl2，0.2 mmol · L-1dNTPs，0.25 µmol · L-1 正向引物和 0.25 µmol · L-1 反向引物，0.75 U Taq DNA
聚合酶。SRAP 扩增程序为：94 ℃预变性 3 min，94 ℃变性 1 min，35 ℃退火 1 min，72 ℃延伸 1.5 min，
5 个循环，94 ℃变性 1 min，50 ℃退火 1 min，72 ℃延伸 1.5 min，33 个循环，72 ℃延伸 7 min，4 ℃
保存。
PCR 扩增产物检测：配制 6%非变性聚丙烯酰胺凝胶进行电泳（Li & Quiros，2001）。电泳恒电
压 120 V，90 min；银染检测参照 Ferriol 等介绍的银染法稍加改进（Ferriol et al.，2003）。10%冰醋
酸固定 5 min；双蒸水漂洗 2 次，每次 5 min，1.5% AgNO3 溶液染色 15 min 显影液（4.5% Na2CO3，
200 µL 1% Na2S2O3，1.5 mL 37%甲醛）显影；10%冰醋酸定影 2 min，双蒸水漂洗 1 min，置于滤纸
上室温晾干并照相。

表 2 SRAP 引物与序列
Table 2 SRAP primers and sequences
引物名称
Primer
引物序列（5′–3′）
Sequences
引物名称
Primer
引物序列（5′–3′）
Sequences
SR1 TGAGTCCAAACCGGATA RS1 GACTGCGTACGAATTAAT
SR2 TGAGTCCAAACCGGAGC RS2 GACTGCGTACGAATTTGC
SR3 TGAGTCCAAACCGGAAT RS3 GACTGCGTACGAATTGAC
SR4 TGAGTCCAAACCGGACC RS4 GACTGCGTACGAATTTGA
SR5 TGAGTCCAAACCGGAAG RS5 GACTGCGTACGAATTAAC
SR6 TGAGTCCAAACCGGTAG RS6 GACTGCGTACGAATTGCA
SR7 TGAGTCCAAACCGGTGT RS7 GACTGCGTACGAATTAGC
RS8 GACTGCGTACGAATTTAG
RS9 GACTGCGTACGAATTGGT

1.2.4 数据统计与分析
对 SRAP 电泳图谱进行条带分析，根据扩增条带的强弱、可重复性及分离清晰度，确定遗传变
异的条带，淘汰假像条带。将每个引物扩增片段由大到小按顺序编号，所有材料在图谱中同一迁移
率处有谱带记为“1”，无谱带记为“0”，所有样品间两两比较，差异带累加后，列出方阵图。采用
Jij = a/（a + b）公式分别计算 Jaccard 相似系数（a 为所有品种共同拥有的条带数，b 为仅在一个品
种中出现的条带总和），遗传距离 D = 1–Jij，运用 NTSYSpc（v2.10）软件统计数据，形成 1/0 矩阵，
按照 UPGMA（Unweighted Pair Group Method and Arithetic Average）进行聚类分析，绘出聚类分析
树状图。
群体结构分析采用 STRUCTURE（v2.3.3）软件。对 262 个多态性位点的分子数据进行分析，
群体数（K）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，然后根据似然值最大的原则，
选择合适的 K 值，绘制群体遗传结构图。关联分析采用 TASSEL 软件 GLM（General Linear Model）
程序，将各个西瓜种质的 Q 值作为协变量进行群体结构矫正，与抗病性状数据对 SRAP 标记变异进
行回归分析，确认表型性状关联位点并计算位点对表型变异的解释率。
2 结果与分析
2.1 西瓜核心种质抗枯萎病鉴定
对 35 份西瓜核心种质进行了枯萎病菌接种鉴定。试验结果表明，有 21 份自交系材料具有不同
程度的抗性：其中 12 份高代自交系材料表现为对枯萎病高抗，‘苏蜜 5 号♂’和‘SM’材料抗性
1302 园 艺 学 报 40 卷
最强，病株率为 0；4 份高代自交系材料表现为中抗，平均病株率在 36% ~ 50%之间；5 份高代自交
系材料表现为轻抗。其余 14 份高代自交系材料对枯萎病菌表现为感病，其中‘T5-1’和‘MW089’
的病株率达到 100%。田间病圃鉴定结果与之高度一致。

表 3 35 份西瓜核心种质资源枯萎病抗性鉴定结果
Table 3 35 core collection of watermelon germplasms resistant to Fusarium wilt and identification results
序号
No.
材料
Cultivar
平均病株率/%
Mean death ratio
抗性级别
Resistance degree
1 红 5-2 Hong 5-2 75.00 轻抗 Light resistant
2 SW043 91.67 感病 Susceptible
3 8829 18.03 高抗 Highly resistant
4 T5-1 100.00 感病 Susceptible
5 MW095 88.13 感病 Susceptible
6 硬皮 2 号 Yingpi 2 75.00 轻抗 Light resistant
7 野生西瓜 G10 Wild watermelon G10 36.11 中抗 Moderately resistant
8 抗病苏红宝♀ Kangbingsuhongbao ♀ 81.46 感病 Susceptible
9 K3 40.91 中抗 Moderately resistant
10 J2 62.78 轻抗 Light resistant
11 欣抗♀ Xinkang ♀ 91.63 感病 Susceptible
12 苏蜜 1 号 Sumi 1 94.44 感病 Susceptible
13 R-1-2 12.22 高抗 Highly resistant
14 R-1-3 19.44 高抗 Highly resistant
15 R-2-1-2 7.04 高抗 Highly resistant
16 华东 26 Huadong 26 100.00 感病 Susceptible
17 苏蜜 5 号♀ Sumi 5 ♀ 13.89 高抗 Highly resistant
18 P3 79.55 轻抗 Light resistant
19 8712 88.89 感病 Susceptible
20 P5 6.36 高抗 Highly resistant
21 8166 86.11 感病 Susceptible
22 SG Sugarlee 15.56 高抗 Highly resistant
23 9 久 9 Jiu 84.26 感病 Susceptible
24 苏蜜 5 号♂ Sumi 5 ♂ 0 高抗 Highly resistant
25 蜜宝 Sugar Baby 84.19 感病 Susceptible
26 DSS Dixilee small seed 6.67 高抗 Highly resistant
27 查理斯顿 Charleston Gray 38.89 中抗 Moderately resistant
28 卡红 Calhoun Gray 5.56 高抗 Highly resistant
29 SM Smokylee 0 高抗 Highly resistant
30 MW089 100.00 感病 Susceptible
31 芙蓉 F8 Furong F8 85.86 感病 Susceptible
32 SW067-2 89.68 感病 Susceptible
33 SW055-1 65.95 轻抗 Light resistant
34 SW056 50.00 中抗 Moderately resistant
35 SW057 16.67 高抗 Highly resistant
2.2 SRAP 引物筛选及多态性分析
选用‘红 5-2’、‘苏蜜 1 号’、‘卡红’、‘MW089’、‘SW057’和‘野生西瓜 G10’等 6 份不同
抗性的种质材料进行引物筛选，从 63 对引物中筛选出 46 对扩增稳定且具有多态性的引物组合（表
4），46 对引物组合从 35 份西瓜种质中共产生 445 条扩增带，其中多态性带 262 条，多态率为 58.88%。
扩增的 DNA 片段主要集中在 100 ~ 2 000 bp 之间。平均每对引物扩增出 9.67 个条带，其中 5.70 条
具有多态性。单对引物组合的多态性比率在 20% ~ 100%之间。其中引物组合 SR2/RS8 和 SR7/RS8
的多态性达到了 100%，具有很好的品种鉴别能力。28 个引物组合的多态性比率超过了 50%。引物
组合 SR2/RS1 的多态性比率最低，为 20%。每个引物组合产生的扩增条带数为 4 ~ 19 之间，其中引
物组合 SR7/RS6 产生的多态性扩增条带最多，为 16 条；引物组合 SR2/RS1、SR3/RS1、SR3/RS8、
SR7/RS2、SR5/RS8、SR6/RS6、SR6/RS2、SR6/RS9、SR3/RS9、SR1/RS6 产生的多态性扩增条带最
少，仅为 2 条。多态性信息量 PIC 值在 0.05 ~ 0.35 之间，平均在 0.16，说明供试的西瓜材料群体的
遗传差异较小。图 1 为引物组合 SR5/RS4 在供试西瓜材料中扩增产物的 6%聚丙烯酰胺凝胶电泳图。
7 期 羊杏平等：西瓜核心种质枯萎病抗性与 SRAP 分子标记的关联分析 1303

表 4 46 对引物组合产生的多态性
Table 4 The polymorphism of 46 primer combinations produced
引物组合
Primer
combination
总带数
Total
bands
多态性带数
Polymorphsium
bands
多态性比率/%
Polymorphsium
rate
多态性
信息量
PIC

引物组合
Primer
combination
总带数
Total
bands
多态性带数
Polymorphsium
bands
多态性比率/%
Polymorphsium
rate
多态性
信息量
PIC
SR1/RS1 14 8 57.14 0.1638 SR3/RS8 7 2 28.57 0.2889
SR1/RS3 13 6 46.15 0.1942 SR5/RS2 5 3 60.00 0.2556
SR1/RS2 14 7 50.00 0.2209 SR7/RS2 6 2 33.33 0.2059
SR1/RS6 6 3 50.00 0.0540 SR7/RS8 15 15 100.00 0.1370
SR1/RS9 10 5 50.00 0.2720 SR7/RS6 17 16 94.12 0.0674
SR1/RS7 4 3 75.00 0.1603 SR5/RS4 19 13 68.42 0.1782
SR4/RS2 13 10 76.92 0.2542 SR7/RS4 8 6 75.00 0.1553
SR6/RS6 16 12 75.00 0.1998 SR5/RS7 9 3 33.33 0.0841
SR7/RS8 6 5 83.33 0.1500 SR5/RS8 9 2 22.22 0.3498
SR2/RS5 8 5 62.50 0.0862 SR5/RS5 11 4 36.36 0.0660
SR2/RS6 8 5 62.50 0.1755 SR6/RS6 8 2 25.00 0.0780
SR2/RS4 17 9 52.94 0.1417 SR6/RS2 6 2 33.33 0.1232
SR2/RS7 7 3 42.86 0.2129 SR5/RS6 8 5 62.50 0.0721
SR2/RS8 12 12 100.00 0.1685 SR6/RS3 7 3 42.86 0.2014
SR2/RS1 10 2 20.00 0.2136 SR5/RS9 8 4 50.00 0.0540
SR3/RS2 10 9 90.00 0.1088 SR6/RS9 6 2 33.33 0.0540
SR3/RS4 6 3 50.00 0.2985 SR4/RS6 13 11 84.62 0.1931
SR3/RS1 6 2 33.33 0.1180 SR1/RS7 6 4 66.67 0.1232
SR3/RS7 10 8 80.00 0.1028 SE4/RS9 9 4 44.44 0.2195
SR3/RS5 8 4 50.00 0.1619 SR3/RS9 8 2 25.00 0.0780
SR4/RS2 7 5 71.43 0.1207 SR1/RS6 6 2 33.33 0.0540
SR3/RS6 16 11 68.75 0.1208 SR7/RS9 11 5 45.45 0.1474
SR4/RS3 11 9 81.82 0.2136 总计 Total 445 262 58.88
SR4/RS1 11 4 36.36 0.1539


图 1 引物组合 SR5/RS4 的扩增结果
M：DL2000 marker；1 ~ 35：样品编号见表 1。箭头所示为多态性标记。
Fig. 1 SRAP patterns amplified by primer SR5/RS4
M：DL2000 marker；1–35：sample number，shown in Table 1. Arrows show polymorphic markers.

2.3 西瓜核心种质遗传相似性分析
根据 SRAP 扩增所得的多态性条带，采用 NTSYS-pc2.10e 软件对 35 份西瓜核心种质的遗传相
似系数进行分析，得到供试材料遗传相似性（GS）矩阵。结果表明，35 份西瓜核心种质的遗传相
似系数为 0.69 ~ 0.95，平均为 0.91。其中‘野生西瓜 G10’与‘红 5-2’的相似系数最小，为 0.69，
说明二者亲缘关系最远；而‘T5-1’与‘硬皮 2 号’相似系数最大，为 0.95，表明二者亲缘关系最近。
总体来看，除去遗传差异较大的‘野生西瓜 G10’，其它西瓜种质间遗传相似系数为 0.87 ~ 0.95，
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图 2 K 值与 lnP(D)值分布图
Fig. 2 The distribution chart of K and lnP(D)
这也说明供试西瓜种质资源之间的亲缘关系较
近，遗传分化较小，遗传基础非常狭窄。
2.4 西瓜核心种质群体遗传结构分析
利用 SRAP 标记，基于数学模型的群体结
构分析表明，样本的等位变异频率特征类型数
K = 3（即服从 Hardy-Weinberg 平衡的亚群数为
3）时，其模型的后验概率[lnP(D)]最大（图 2）。
由此可以将 35 份西瓜种质分为 3 个群体。
根据上述K值绘制西瓜核心种质的群体遗
传结构图（图 3）。在划分的 3 个群体中，个体
数依次为 1、27 和 7。各群体存在明显的差异，
具有一定的独立性，说明供试西瓜种质存在明显的群体结构。POP1 群体‘野生西瓜 G10’独立性
最强；POP2 和 POP3 群体均为栽培种自交系，且基因间有一定渗透性。


图 3 35 份西瓜核心种质群体结构图
Fig. 3 The population structure of 35 watermelon cultivars

2.5 西瓜核心种质资源聚类分析
为了明确各群体内亚群的分类情况，采用 UPGMA 方法对 35 份西瓜核心种质进行了进一步的
聚类分析，构建了基于遗传距离的进化树（图 4）。聚类结果显示，以相似系数 0.89 为截值时，所
有供试材料被分为Ⅳ个类群，第Ⅰ类包括 7 份材料，除‘抗病苏红宝♀’为江苏的材料外，其余 6
份材料中 3 份来自中国台湾，3 份来自中国新疆，说明台湾和新疆的材料亲缘关系很近。第Ⅱ类包
括 27 份材料，这些材料进一步细分又可以分为 5 个小类。第 1 小类包括 7 份材料，主要来自中国江
苏，有 1 份日本的种质也包括在此类中；第 2 小类包括 4 份材料，其中 1 份来自北京，其余 3 份均
来自江苏；第 3 小类包括 6 份材料，其中 2 份来自北京，其余 4 份为来自美国的国外种质；第 4 小
类包括 4 份材料，均为美国种质；第 5 小类包括 5 份材料，分别为来自日本、韩国和澳大利亚的种
质。第Ⅲ类包括 1 份材料，为来自于中国江苏的‘R-1-2’。第Ⅳ类包括 1 份材料，为来自于新疆的
‘野生西瓜 G10’。上述分类结果表明，各个种质之间的亲缘关系与品种特性和来源有关，野生材
料和栽培材料分别聚类，同一来源的材料倾向于聚在一起。
从枯萎病抗性水平来看，感病材料主要集中在第Ⅰ类和第Ⅱ类第 1 小类中；而抗病材料（包括
高抗和中抗）则主要聚在第Ⅱ类第 2、3、4、5 小类和第Ⅲ类和第Ⅳ类中。表明这些西瓜资源的聚类
也与抗病性相关，具有相同抗性水平的材料也倾向于聚在一起。综上发现，虽然聚类图在一定程度
7 期 羊杏平等：西瓜核心种质枯萎病抗性与 SRAP 分子标记的关联分析 1305

表 5 与枯萎病抗性显著相关的 SRAP 标记位点及其
对表型变异的解释率
Table 5 Marker loci associated with Fusarium wilt resistance
and explanation of phenotypic variation
枯萎病抗性 Fusarium wilt resistance SRAP 位点
SRAP locus R2 P < 0.05
SR1/RS1 0.1755 0.0107
SR3/RS2 0.2053 0.0053
SR3/RS6 0.1481 0.0202
SR5/RS4 0.1116 0.0462
SR5/RS8 0.1226 0.0361
SR5/RS6 0.176 0.0106

上反映了受试西瓜材料在品种特性、地理来源和抗性水平上的分类情况，但并不完全依赖于品种的
地理来源或抗病性。

图 4 基于 SRAP 标记的 35 份西瓜抗性资源的 UPGMA 聚类图
Fig. 4 Dendrogram of genetic similarities in 35 watermelon accessions using SRAP-UPGMA cluster analysis

2.6 枯萎病抗性与 SRAP 标记回归关联分析
为避免群体结构的存在影响位点 LD，进
而影响关联分析的准确性，将 35 份西瓜核心种
质相应的 Q 值作为协变量，进行抗性变异对
SRAP 标记变异的回归分析，以寻找与抗病性
相关联的标记及其等位变异。结果显示，在所
检测的 262 个 SRAP 标记位点中，有 6 个 SRAP
标记位点与抗枯萎病性状显著关联（P < 0.05，
表 5）。其中 SR3/RS2 位点的相关性达到极显著
水平（P < 0.01），SR1/RS1 和 SR5/RS6 两个
位点的相关性接近于极显著。各位点对抗病性
1306 园 艺 学 报 40 卷
变异的解释率变幅为 0.1116 ~ 0.2053，解释率最大（0.2053）的 SRAP 位点是 SR3/RS2，而解释率最
小（0.1116）的位点是 SR5/RS4。
3 讨论
适当的群体材料是关联作图成功与否的关键。栽培种、育种高代材料、种质资源、野生材料等
都是关联作图的理想样品（Malosetti et al.，2007），利用核心种质作为群体材料进行目标性状的关
联分析已广泛应用于多个作物，表明核心种质是进行有利基因（标记）挖掘及关联作图的重要基础
材料（危文亮 等，2012）。本研究中所用 35 份供试材料均为具有不同枯萎病抗性的高代自交系，
为西瓜抗病育种的核心种质资源。遗传多样性及关联分析结果表明，供试的资源群体适合于开展西
瓜抗病性状关联分析。将本研究使用的资源群体用于西瓜抗病性状的关联分析，有助于深入发掘并
充分利用有育种价值的基因资源，加速相关基础研究和育种改良。
本研究中利用 46 对 SRAP 引物组合对 35 份西瓜核心种质进行了分析，共产生了 262 条多态性
扩增带，多态率为 58.88%，平均每对引物扩增出 9.67 个条带，其中 5.70 条具有多态性。陈芸等（2010）
采用 SRAP 标记分析遗传关系比较近的甜瓜种质资源的多态性比率为 58.63%，赵胜杰等（2010）研
究表明西瓜野生种间的 SRAP 多态性比率为 34.11%。同时，本研究中的多态性比率与 Solmaz 等
（2010）采用 RAPD 技术对土耳其西瓜种质资源（60.6%）的研究结果相近。表明 SRAP 分子标记
多态性丰富，信息量大，适于基因型狭窄或遗传关系比较近的种质资源的鉴定。
多态性信息量（PIC）值常用于衡量多态性位点的效率，进而揭示种质资源的遗传多样性。位
点多态性高、中、低的判断依据依次为 PIC > 0.5，0.5 > PIC > 0.25 和 PIC < 0.25（Vaiman et al.，1994；
Xie et al.，2010）。本研究中有 6 个标记位点 0.5 > PIC > 0.25，其余均 PIC < 0.25，平均为 0.16，表
明西瓜种质间多态性位点较低。
遗传距离是研究物种遗传多样性的基础，它反映了群体的系统进化，基于遗传距离构建的聚类
图被广泛用以描述群体的遗传结构和品种间的差异。本研究中，35 份西瓜核心种质根据材料特性分
为野生材料和栽培种质 2 大类，其中栽培种质又被聚为 3 大类，其中第 2 大类又被分成了 5 小类。
同一来源的材料聚在一起，如来源于中国台湾的材料聚在栽培种第 1 大类，而来源于美国、日本、
韩国、澳大利亚的国外种质则分别聚在栽培种第 2 大类的第 4 和第 5 小类中。从聚类图中还发现，
遗传距离相同的材料来源地并不相同，如栽培种第 1 大类包含了中国台湾和新疆两个地域的种质，
栽培种第 2 大类的第 2 小类包含了来源于江苏和北京的种质，表明这些资源亲缘关系非常接近。
研究中也使用了 STRUCTURE 软件对供试西瓜种质资源进行了基于数学模型的类群划分（图
3），将供试材料划分为 3 个群体：1 个野生西瓜群体和 2 个栽培材料群体。该结果和基于遗传距离
的 UPGMA 聚类分析划分的群体大小和资源组成相一致。由于 Structure 程序不需要预先了解群体的
起源、地理分布或表型特征等信息，因此，该结果能够真实地反映材料间在遗传上的差异，也表明
所划分的 3 个群体的材料各具遗传特征。有些材料在各地区相互引种过程中，由于栽培生态环境的
不同，在分子水平上可能会积累一定的遗传变异。这一现象在 Structure 聚类图中也有体现，即 3 个
栽培材料类群的基因渗透现象。
试验结果表明栽培种与野生种相似系数为 0.69，而栽培种之间相似系数达 0.91，说明西瓜是遗
传基础狭窄的作物，其栽培品种间基因组差异非常小，而与野生种间的多态性较丰富，这与前人的
研究结果一致（Zhang & Rhodes，1993；Hashizume et al.，1996；Jarret et al.，1997；Levi et al.，2001a，
2001b；Zehra et al.，2011）。因此，在西瓜育种材料选择过程中，应拓宽材料的来源或引入野生资
源材料，只有种质研究取得突破，新品种的综合优良性状才能有所突破。
7 期 羊杏平等：西瓜核心种质枯萎病抗性与 SRAP 分子标记的关联分析 1307

本研究中在 262 个 SRAP 标记位点中仅检测到 SR3/RS2 位点与西瓜枯萎病抗性显著相关（P <
0.01），该位点的发掘为西瓜抗病育种提供了依据。检测到的标记数量少，可能与供试群体大小有
关，本研究中共检测了 35 份西瓜核心种质，再加上西瓜遗传距离狭窄，也增加了鉴别多态性标记的
难度。因此，需要在进一步的关联分析中增加标记密度，加大群体规模。
总之，本试验研究了西瓜核心种质资源的枯萎病抗性、群体的遗传结构及与抗病性状的关联分
析。使用 46 对 SRAP 引物组合对 35 份西瓜核心种质进行了多态性筛选，在群体结构分析的基础上，
将枯萎病抗性这一重要性状与 SRAP 多态标记进行回归分析，检测到 1 个与抗病性显著关联的 SRAP
位点。研究结果为西瓜抗病新品种选育和分子标记辅助育种奠定了基础。

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