全 文 ：园 艺 学 报 ， （ ）： – 2010 37 5 811 816
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期：2010–01–22；修回日期：2010–05–04
基金项目：江西省教育厅项目（GJJ08059）；江西省高校教改项目（JXJG-07-1-40）

江西省龙牙百合种质资源遗传多样性研究
李恩香1，黄玉琴1，蒋满英2，方 明1，付晨熙1，杨柏云1,*
（1南昌大学生命科学与食品工程学院，南昌 330031；2南昌大学理学院，南昌 330031）
摘 要：利用 14 个ISSR引物对江西省 4 个主要产地的 100 个龙牙百合（Lilium brownii var.
viridulum Baker）个体进行了遗传多样性研究，共扩增出 213 条清晰谱带，其中多样性谱带 165 条。ISSR
分析结果显示：（1）龙牙百合的遗传多样性水平较高，其居群平均水平为PPF = 31.69%，Ne = 1.198，I =
0.168，Hpop = 0.113；物种水平为PPF = 77.46%，Ne = 1.438，I = 0.392，Hpop = 0.260；（2）不同产地的
种质间出现明显的遗传分化（AMOVA：ST = 0.632, P < 0.001）；（3）聚类分析和主成分分析表明，来
自同一产地的个体聚在一起，丰城市罗山居群（LS）与其他居群间的分化最大，藤田居群（TT）与苏溪
居群（SX）的关系最近。
关键词：百合；龙牙百合；ISSR；遗传多样性
中图分类号：S 644.1 文献标识码：A 文章编号：0513-353X（2010）05-0811-06

ISSR Analysis of Genetic Diversity of Lilium brownii var. viridulum Baker
in Jiangxi Province
LI En-xiang1，HUANG Yu-qin1，JIANG Man-ying2，FANG Ming1，FU Chen-xi1，and YANG Bo-yun1,*
（1College of Life Science and Food Engineering，Nanchang University，Nanchang 330031，China； 2College of Science，
Nanchang University，Nanchang 330031，China）
Abstract：Lilium brownii var. viridulum Baker is an important medicinal plant species. Here we
employed inter-simple sequence repeat (ISSR) markers to explore genetic diversity and patterns of genetic
variation in 100 individuals from four cultivated populations in Jiangxi Province. Using 14 ISSR primers,
213 discernible DNA fragments were scored with 165（77.5%）being polymorphic. High levels of genetic
variation were revealed both at the population level（mean PPF = 31.69%，Ne = 1.198，I = 0.168，Hpop =
0.113）and the species level（PPF = 77.46%，Ne = 1.438，I = 0.392，Hpop = 0.260）. Strong genetic
differentiation among populations（AMOVA：ST = 0.632，P < 0.001）was also detected, which may result
from artifical selection and long-term cultivation. The UPGMA cluster analysis and principal components
analysis (PCA) revealed that individuals from the same population formed a distinct group，and LS
population was clearly separated from other populations. On the basis of these observations, some
suggestions for efficient management of the genetic resources of this important medicinal herb are
proposed.
Key words：lily；Lilium brownii var. viridulum Baker；ISSR；genetic diversity


* 通信作者 Author for correspondence（Email：yangboyun@163.com）
致谢：感谢浙江大学植物系统进化和生物多样性实验室在试验上给予的帮助；感谢邱英雄教授的指导。
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龙牙百合（Lilium brownii var. viridulum Baker）是目前中国江西省和湖南省的主栽食用百
合，因其个大，瓣粗，瓣长 5 ~ 6 cm，下部肥厚，上部尖弯，名曰“龙牙百合”（杨柏云 等，
2005）。
目前龙牙百合的研究主要集中在栽培技术、组织培养、脱毒防病、药用价值等方面（罗丽萍 等，
2001，2005；唐春林 等，2002；江洪如 等，2007），也有生理生化方面的研究（管毕财 等，2005，
2006），而其种质资源的遗传特性研究还未见报道。
作者利用 ISSR（inter-simple sequence repeat）分子标记对来自江西省几个具有悠久栽培历史的
重要产区的龙牙百合种质资源进行研究，探讨种质资源的遗传多样性格局，了解其遗传多样性水平
和不同产地种质间的遗传分化，从而为引种栽培提供科学依据。
1 材料与方法
试验于 2009 年 7—8 月在浙江大学植物系统进化和生物多样性实验室完成。采集宜春市万载县
白水乡（BS）、吉安市泰和县苏溪镇（SX）、吉安市永丰县藤田镇（TT）和丰城市罗山乡（LS）4
个居群（各 25 株）共 100 株龙牙百合为研究对象。4 个居群产区均具有悠久栽培龙牙百合历史，有
的产区栽培历史超过 500 年（万勇 等，2000）。
每个产地采集 25 个个体的新鲜幼嫩叶片，迅速放入封口袋中，用硅胶干燥备用。DNA 提取采
用改良的 CTAB 法（Doyle，1991）。
ISSR-PCR扩增反应体系和反应程序参照李恩香等（2008）的报道稍作调整。反应体系为 25 μL，
其中含 60 ng模板DNA，0.4 μmol · L-1 ISSR 引物，2.0 mmol · L-1 Mg2+，1.2 U Taq酶，0. 2 mmol · L-1
dNTPs。
反应程序为：94 ℃预变性 5 min；然后进行 40 个循环：94 ℃变性 50 s，52 ℃复性 45 s，72 ℃
延伸 75 s；循环结束后 72 ℃延伸 8 min。
扩增产物以 DL2000 为标准分子量标记，用含有 EB 的 1.8%琼脂糖凝胶电泳，电泳结果用凝胶
成像系统进行拍照保存。
电泳图谱中迁移率一致的条带被认为具有同源性，按照同一位置上条带的有无进行统计，分别
记录为 1（有）或 0（无），形成数据矩阵。
利用POPGEN （Yeh et al.，1999）软件分析多态性百分数（PPF）、Shannon信息指数（I）、
Nei多样性指数（Hpop）、有效等位基因数（Ne）等遗传多样性参数；利用AMOVA软件（Excoffier，
1993）分析遗传分化水平；利用TFPGA （Miller，1997）进行居群的UPGMA聚类分析；利用MVSP1.3
软件（Kovach，1999）对所有个体进行主成分分析（PCA）。
2 结果与分析
2.1 ISSR多样性
利用 14 个 ISSR 引物对来自 4 个居群的 100 个样品进行扩增，共得到 213 条清晰条带，其中多
样性条带 165 条（77.5%）（表 1）。
扩增片段的大小介于 200 ~ 2 000 bp之间，平均每个引物产生 15.2 条带。在居群水平上，白水
居群（BS）的遗传多样性水平最低（PPF = 25.82，Ne = 1.141，I = 0.126， Hpop = 0.083），而罗山
居群（LS）的遗传多样性水平最高（PPF = 44.60，Ne = 1.278，I = 0.238， Hpop = 0.160）；居群的
5 期 李恩香等：江西省龙牙百合种质资源遗传多样性研究 813
平均遗传多样性水平为PPF = 31.69，Ne = 1.198，I = 0.168，Hpop = 0.113。物种水平的多样性为PPF =
77.46，Ne = 1.438，I = 0.392，Hpop = 0.260（表 2）。

表 1 本研究所用的 ISSR 引物
Table 1 Attributes of ISSR primers used for generating ISSR markers in this study
引物
Primer
引物序列（5′→3′）
Sequence
扩增条带数
Number of bands scored
多样性条带数
Polymorphic band number
多样性条带百分率/%
Polymorphic bands percentage
UBC811 (GA)8A 14 8 57.1
UBC815 (CT)8G 14 7 50.0
UBC823 (TC)8C 11 5 45.5
UBC834 (AG)8YT 15 9 60.0
UBC835 (AG)8YC 20 17 85.0
UBC840 (GA)8YT 14 11 78.6
UBC841 (GA)8YC 21 18 85.7
UBC843 (CT)8RA 15 12 80.0
UBC844 (CT)8RC 20 20 100
UBC852 (TC)8RA 13 9 69.2
UBC868 (GAA) 6 9 8 88.9
UBC892 TAGATCTGATATCTGAATTCCC 20 19 95.0
UBC895 AGAGTTGGTAGCTCTTGATC 8 5 62.5
UBC900 ACTTCCCCACAGGTTAACACA 19 17 89.5
合计 Total 213 165 77.5
表 2 龙牙百合居群的遗传多样性
Table 2 Genetic diversity indices of the four L. brownii var. viridulum Baker populations
居群
Population
条带数
N f
多样性条带数
Np
多样性条带百分率 /%
PPF
有效等位基因数
Ne
Shannon 信息指数
I
Nei 多样性指数
Hpop
BS 170 55 25.82 1.141 0.126 0.083
TT 173 55 25.82 1.171 0.143 0.097
SX 176 65 30.52 1.201 0.167 0.114
LS 175 95 44.60 1.278 0.238 0.160
平均Mean 173 67 31.69 1.198 0.168 0.113
总计Total 213 165 77.46 1.438 0.392 0.260

2.2 居群间的遗传距离与遗传分化
不同产地龙牙百合的遗传距离（表 3）显示，来自吉安市泰和县苏溪镇（SX）和永丰县藤田镇
（TT）的龙牙百合居群间遗传距离最小（0.079），其次是藤田镇（TT）与宜春市万载县白水乡（BS）
间的遗传距离较近（0.104）；丰城市罗山乡（LS）的龙牙百合与其他 3 个产地间的遗传差异明显，
尤其与万载县白水（BS）间的遗传距离最大（0.422）。居群间的遗传一致性指数则与遗传距离恰恰
相反。
利用 AMOVA 软件进行了不同等级水平的遗传变异成分的分析，结果表明各产地的龙牙百合的
遗传分化明显，居群间的遗传变异（63.24%）高于居群内的遗传变异（36.76%），其变异达到极显
著水平（P < 0.001）。


814 园 艺 学 报 37 卷
表 3 居群间的遗传距离（下半角）和一致性指数（上半角）
Table 3 Neis genetic identity (above diagonal) and genetic distance (below diagonal) between populations
居群 Population BS TT SX LS
BS 0.901 0.860 0.656
TT 0.104 0.925 0.659
SX 0.151 0.079 0.664
LS 0.422 0.418 0.409

2.3 聚类分析和主成分分析
利用 TFPGA 软件对 4 个龙牙百合居群进行类平均法聚类分析（UPGMA，图 1）显示，4 个居
群分化为两支（支持率 100%），其中丰城市罗山居群（LS）独立为一支；另 3 个居群构成一支，其
中吉安市的 2 个居群（SX 和 TT）关系较近而先聚成一分支（支持率 88%），再与万载县白水居群
（BS）聚在一起（支持率 100%）。这一结果与居群间的遗传距离（或遗传一致性）分析结果（表 3）
是一致的。
利用 MVSP 软件对 ISSR 数据矩阵进行主成分分析，结果显示，来自同一居群的个体都聚在一
起；居群间关系中，罗山居群（LS）与其他居群间的距离较远，而来自吉安市泰和县苏溪镇（SX）
和永丰县藤田镇（TT）居群间的关系最近。主成分分析的结果与 UPGMA 聚类结果是一致的。
图 1 基于 Nei’s（1972）遗传距离的 UPGMA 聚类结果
分支上的值代表基于 5 000 次重复的自展支持率。
Fig. 1 UPGMA phenogram illustrating the genetic relationships among 4 populations of L.brownii var.
viridulum，based on Nei’s（1972）genetic distance calculated from 213 markers
Numbers abve branches indicate bootstrap value from 5 000 replicates.
3 讨论
由于栽培历史悠久，不同产地的龙牙百合会产生变异而逐渐分化，造成不同产地间种质资源的
差异。本研究中的 ISSR 分析结果表明，不同产地龙牙百合种质间存在明显的差异，来自同一产地
的个体在聚类分析和主成分分析时会聚集在一起，而与其他产地的分开。遗传结构分析也表明，居
群间的遗传分化明显。
Hamrick和Godt（1996）研究证实，繁育方式影响物种的遗传多样性水平，自交、近交和无性繁
殖会降低居群的遗传多样性水平。龙牙百合栽培繁殖主要是以无性繁殖的方式来实现的（杨正宇，
2003），从繁育方式的影响来说，龙牙百合应当具有较低的遗传多样性。但与其他植物相比，龙牙百
合在居群水平（平均为PPF = 31.69，Ne = 1.198，I = 0.168，Hpop = 0.113）和物种水平上（PPF = 77.46，
Ne = 1.438，I = 0.392，Hpop = 0.260）遗传多样性均较高。如伞形科明党参（Changium smyrnioides）
5 期 李恩香等：江西省龙牙百合种质资源遗传多样性研究 815
遗传变异水平与龙牙百合相当，其居群水平的多样性为PPF = 32.58，Ne = 1.12，I = 0.17，物种水
平的多样性为PPF =84.69，Ne = 1.40，I = 0.37（Qiu et al.，2004）；而百部科黄精叶钩吻（Croomia
japonica）的遗传变异水平低于龙牙百合，其居群水平的多样性为PPF =21.20，Ne = 1.11，I = 0.10，
物种水平的多样性为PPF =68.54，Ne = 1.38，I = 0.34（Li et al.，2008）。
龙牙百合遗传多样性水平较高的原因可能是，虽然其栽培以无性繁殖进行，但是其传统繁殖方
式是小鳞茎分株繁殖，而每株百合产生小鳞茎的数量非常有限（一般是 3 ~ 4 个），繁殖系数低（丁
永电和于凯然，2005），这使栽培的龙牙百合能够保持较高的遗传多样性。
本研究中，丰城市罗山乡（LS）的龙牙百合与其他 3 个产地的龙牙百合种质间存在较大的差异，
其原因可能有两个方面，一是其本身进化的结果；另一重要原因是引种造成的。龙牙百合在罗山长
期栽培，而病虫害也日益严重，近年来人们常从湖南引种以减少病虫的危害。这种远距离的引种减
少了当地病虫对龙牙百合的危害；同时也造成了当地龙牙百合种质资源多样性的提高，而多样性分
析结果也显示罗山龙牙百合（LS）在 4 个产区中是最高的。可见，遗传多样性的研究在一定程度上
反映了龙牙百合的引种栽培的特点，也为进一步科学引种提供了依据，在引种时应考虑所引种质与
本地种质的差异性。

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