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Studies on Germplasm of Juglans by EST-SSR Markers

核桃属种质资源的EST-SSR标记研究



全 文 :园 艺 学 报 2011,38(3):441–448 http: // www. ahs. ac. cn
Acta Horticulturae Sinica E-mail: yuanyixuebao@126.com
收稿日期:2010–10–26;修回日期:2010–12–20
基金项目:北京市科技新星人才培养项目(2004B21);‘十一五’国家科技支撑计划课题(2008BAD92B03-09);北京市科技项目
(Z09090501040902)
通信作者 Author for correspondence(E-mail:leng.p@263.net;jinhetaojht@263.net)
核桃属种质资源的 EST-SSR 标记研究
齐建勋 1,2,郝艳宾 2,*,朱 艳 2,吴春林 2,王维霞 2,冷 平 1,*
(1 中国农业大学农学与生物技术学院,北京 100193;2 北京市农林科学院林业果树研究所,北京 100093)
摘 要:用 18 对 EST-SSR 引物对核桃属(Juglans L.)中的 6 个黑核桃组(Sect. Rhysocayon)样品、
14 个核桃楸组(Sect. Cardiocaryon)样品、28 个核桃组(Sect. Juglans)样品和山核桃属(Carya Nutt)中
的 4 个长山核桃(C. illinoinensis Koch.)样品进行了 PCR 扩增。在 18 个 EST-SSR 位点上共获得 110 个等
位基因,每个位点扩增等位基因 3 ~ 10 个,平均 6.1 个;各位点的观察杂合度为 0.057 ~ 0.574,平均为 0.323;
各位点 PIC 值在 0.3723 ~ 0.8795 之间,平均为 0.6890。18 对 EST-SSR 引物在长山核桃、黑核桃组、核桃
楸组、铁核桃和核桃样品中,EST-SSR 位点平均有效扩增率分别为 87.5%、96.3%、98.8%、100%和 99.8%,
说明核桃 EST-SSR 在种、属间具有良好的通用性。聚类分析表明:在属间和核桃属内组间的聚类清晰,
结果与传统分类一致。在核桃种内,参试样品可分为新疆、华北和西藏 3 个地理生态型,来自陕西的核
桃样品与来自北京、山东、河南的样品混聚在一起,表明陕西核桃与华北核桃应属于同一地理生态型。
在铁核桃种内,‘金沙江铁核桃 1’、‘金沙江铁核桃 2’与‘永平铁核桃 1’聚为铁核桃种。‘三台’和‘丽
江铁核桃 1’铁核桃样品,还有‘丽江核桃 1’与西藏核桃聚在一起,说明‘丽江核桃 1’应属于西藏核
桃地理生态型,并且部分铁核桃与西藏核桃的亲缘关系较近。这可能是由于铁核桃与核桃混生,自然杂
交使一些铁核桃后代含有了核桃基因。
关键词:核桃;EST-SSR;亲缘关系;地理生态型
中图分类号:S 664.1 文献标识码:A 文章编号:0513-353X(2011)03-0441-08

Studies on Germplasm of Juglans by EST-SSR Markers
QI Jian-xun1,2,HAO Yan-bin2,*,ZHU Yan2,WU Chun-lin2,WANG Wei-xia2,and LENG Ping1,*
(1College of Agriculture and Biotechnology,China Agricultural University,Beijing 100193,China;2Institute of Forestry
and Pomology,Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences,Beijing 100093,China)
Abstract:Eighteen EST-SSR primer pairs were used to amplify SSR fragments for 8 Sect.
Rhysocayon samples,14 Sect. Cardiocaryon samples,28 Sect. Juglans samples in Juglans L. and 4 C.
illinoinensis samples in Carya Nutt. The 18 pairs of EST-SSR primers generated a total of 110 alleles. The
number of alleles per locus ranged from 3 to 10,and averaged 6.1. The observed heterozygosity(Ho)of 18
EST-SSR loci ranged from 0.057 to 0.574,and averaged 0.323. The value of allelic polymorphism
information content(PIC)ranged from 0.3723 to 0.8795,and averaged 0.6890. The average percentage of
available loci amplified in C. illinoinensis,Sect. Rhysocayon,Sect. Cardiocaryon,J. regia and J. sigillata
samples are 87.5%,96.3%,98.8%,100% and 99.8%,respectively. It showed that the EST-SSR had good

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transferability among species in Juglans L. and Carya Nutt. In the dendrogram,the samples clustered
clearly among species or sect. in Juglans L. and Carya Nutt,and the result accorded with the conventional
taxonomy. In J. regia,the samples could be clustered into 3 ecological types,namely Xinjiang walnut,
Huabei walnut and Tibet walnut. The walnut samples from Shaanxi clustered together with those from
Beijing,Shandong and Henan. It indicated that Shaanxi walnuts and Huabei walnuts probably belonged to
the same ecological type. In J. sigillata,‘Jinshajiang 1’,‘Jinshajiang 2’and‘Yongping Tie-walnut 1’
clustered together as the group of J. sigillata. But the other two samples of J. sigillata,named‘Santai’and
‘Lijiang tie-walnut 1’,clustered together with‘Lijiang walnut 1’and Tibet walnuts. It indicated that,
‘Lijiang walnut 1’should belong to Tibet walnut ecological type,and some samples of J. sigillata have
closely relationship with Tibet walnuts. J. sigillata and J. regia live together,which possibly lead to some
offspring of J. sigillata coming from J. Sigillata × J. regia.
Key words:walnut;EST-SSR;relatedness;ecological type

核桃属(Juglans L.)是一个在欧洲、亚洲和美洲间断分布的属,有 23 个种,分 4 组。核桃组
(Sect. Juglans)和核桃楸组(Sect. Cardiocaryon)分布于欧亚,黑核桃组(Sect. Rhysocayon)和灰
核桃组(Sect. Trachycaryon)分布于北美到南美(路安民,1982)。原产中国的核桃属植物有 5 个
种,其中核桃(J. regia L.)和铁核桃(J. sigillata Dode)属于核桃组,核桃楸(J. mandshurica Max.)、
麻核桃(J. hopeiensis Hu)和野核桃(J. cathayensis Dode)属于核桃楸组。
以往对核桃种质资源多进行形态学、细胞学(穆英林 等,1990)和酶学(奚声珂,1987;杨自
湘和奚声珂,1989)等的研究。奚声珂(1987)用过氧化物同工酶对核桃属内各种及种间杂种进行
了鉴定,但不能进行种内资源鉴定。
近年来,DNA 分子标记快速发展,吴燕民等(2000a,2000b)用 RAPD 对核桃属种间亲缘关系
及核桃种内不同地理生态型进行了研究,结果与经典分类学的结果基本一致。
SSR 标记具有多态性高、呈共显性遗传、重复性好等优点,越来越多地应用于核桃种质资源研
究。Woeste 等(2002)最早通过构建微卫星文库,从黑核桃中开发出 30 对 SSR 引物。Dangl 等(2005)
应用 SSR 标记对主要来自欧美的 48 份资源进行了遗传多样性分析和品种的 SSR 鉴定。郝艳宾等
(2007)、王滑等(2007)应用 SSR 标记分别对核桃组、8 个核桃天然居群的遗传多样性进行了分
析。
EST-SSR 是根据含有 SSR 的 EST 序列开发的 SSR 标记。由于 EST 来源于编码 DNA,其序列
保守性较高,其通用性比来源于非表达的标记更高,适用于远缘物种间比较基因组研究。
本研究中应用开发的核桃 EST-SSR 标记(齐建勋 等,2009)来分析核桃属种间及核桃组组内
的亲缘关系,并对核桃 EST-SSR 标记的跨种、属的通用性进行分析,为核桃属种间及核桃组组内种
质资源的分类及核桃 EST-SSR 标记更广泛应用于其它近缘种、属的可行性提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 植物材料
试验于 2008 年 8—12 月在北京市农林科学院林业果树研究所进行。
试材及其种源来源详见表 1。

3 期 齐建勋等:核桃属种质资源的 EST-SSR 标记研究 443

表 1 实验材料一览表
Table 1 The samples in the experiment
代 号
Code
名称
Accession

Species
来源
Origin
1 长山核桃 99-7 Peacan 99-7 Carya illinoinensis Koch. 美国 USA
2 长山核桃 99-9 Peacan 99-9 Carya illinoinensis Koch. 美国 USA
3 长山核桃 99-10 Peacan 99-10 Carya illinoinensis Koch. 美国 USA
4 长山核桃 99-11 Peacan 99-11 Carya illinoinensis Koch. 美国 USA
5 东部黑核桃 96-3 Black Walnut 96-3 Juglans nigra L. 美国 USA
6 东部黑核桃 93-5 Black Walnut 93-5 J. nigra L. 美国 USA
7 东部黑核桃 99-1 Black Walnut 99-1 J. nigra L. 美国 USA
8 东部黑核桃 1 Black Walnut 1 J. nigra L. 美国 USA
9 北加洲黑核桃 Northern California Black J. hindsii Jeps. 美国 USA
10 小果黑核桃 Texas Black Walnut J. microcarpa Berlander 美国 USA
11 奇异核桃 1 Paradox 1 J. hindsii Rehd × J. regia L. 美国 USA
12 奇异核桃 2 Paradox 2 J. hindsii Rehd × J. regia L. 美国 USA
13 吉宝核桃 1 Jibao Walnut 1 J. sieboldiana Max. 日本 Japan
14 心形核桃 1 Heart Walnut 1 J. cordiformis Max. 日本 Japan
15 心形核桃 2 Heart Walnut 2 J. cordiformis Max. 日本 Japan
16 陕西楸子 1 Shanxi Qiuzi 1 J. mandshurica Max. 中国陕西黄龙 Huanglong,Shaanxi,China
17 陕西楸子 2 Shanxi Qiuzi 2 J. mandshurica Max. 中国陕西黄龙 Huanglong,Shaanxi,China
18 大庄科楸子 2 Dazhuangke Hetaoqiu 2 J. mandshurica Max. 中国北京延庆 Yanqing,Beijing,China
19 凤凰岭楸子 2 Fenghuangling Hetaoqiu 2 J. mandshurica Max. 中国北京海淀 Haidian,Beijing,China
20 小庄科楸子 Xiaozhuangke Hetaoqiu J. mandshurica Max. 中国北京延庆 Yanqing,Beijing,China
21 盘道梁楸子 Pandaoliang Hetaoqiu J. mandshurica Max. 中国北京延庆 Yanqing,Beijing,China
22 上口麻核桃 Shangkou Matetao J. hopeiensis Hu 中国北京延庆 Yanqing,Beijing,China
23 堂上麻核桃 Tangshang Mahetao J. hopeiensis Hu 中国北京房山 Fangshan,Beijing,China
24 小庄科麻核桃 Xiaozhuangke Mahetao J. hopeiensis Hu 中国北京延庆 Yanqing,Beijing,China
25 大庄科麻核桃–1 Dazhuangke Mahetao-1 J. hopeiensis Hu 中国北京延庆 Yanqing,Beijing,China
26 八达岭麻核桃–1 Badaling Mahetao-1 J. hopeiensis Hu 中国北京延庆 Yanqing,Beijing,China
27 三台 Santai J. sigillata Dode 中国云南 Yunnan,China
28 永平铁核桃 1 Yongping Tiehetao 1 J. sigillata Dode 中国云南永平 Yongping,Yunnan,China
29 金沙江铁核桃 1 Jinshajiang Tiehetao 1 J. sigillata Dode 中国云南丽江 Lijiang,Yunnan,China
30 金沙江铁核桃 2 Jinshajiang Tiehetao 2 J. sigillata Dode 中国云南丽江 Lijiang,Yunnan,China
31 丽江铁核桃 1 Lijiang Tiehetao 1 J. sigillata Dode 中国云南丽江 Lijiang,Yunnan,China
32 丽江核桃 1 Lijiang Hetao 1 J. regia L. 中国云南丽江 Lijiang,Yunnan,China
33 西藏 X 号 Xizang X J. regia L. 中国西藏 Tibet,China
34 西藏 57 号 Xizang 57 J. regia L. 中国西藏林芝 Linzhi,Tibet,China
35 西藏 77 号–1 Xizang 77-1 J. regia L. 中国西藏朗县 Langxian,Tibet,China
36 西藏 77 号–2 Xizang 77-2 J. regia L. 中国西藏朗县 Langxian,Tibet,China
37 平谷 1 号 Pinggu 1 J. regia L. 中国北京平谷 Pinggu,Beijing,China
38 北京 746 Beijing 746 J. regia L. 中国北京门头沟 Mentougou,Beijing,China
39 泰安–1 Tai’an-1 J. regia L. 中国山东泰安 Tai’an,Shandong,China
40 泰安–2 Tai’an-2 J. regia L. 中国山东泰安 Tai’an,Shandong,China
41 河南–1 Henan-1 J. regia L. 中国河南三门峡 Sanmenxia,Henan,China
42 河南–2 Henan-2 J. regia L. 中国河南三门峡 Sanmenxia,Henan,China
43 陕 1 Shan 1 J. regia L. 中国陕西扶风 Fufeng,Shaanxi,China
44 西扶 1 Xifu 1 J. regia L. 中国陕西扶风 Fufeng,Shaanxi,China
45 西扶 2 Xifu 2 J. regia L. 中国陕西扶风 Fufeng,Shaanxi,China
46 商洛核桃王 Shangluo Hetaowang J. regia L. 中国陕西商洛 Shangluo,Shaanxi,China
47 西洛 3 号 Xiluo 3 J. regia L. 中国陕西商洛 Shangluo,Shaanxi,China
48 新早丰 Xinzaofeng J. regia L. 中国新疆 Xinjiang,China
49 温 179 Wen 179 J. regia L. 中国新疆 Xinjiang,China
50 薄壳香 Baokexiang J. regia L. 中国新疆 Xinjiang,China
51 北京 861 Beijing 861 J. regia L. 中国新疆 Xinjiang,China
52 元丰 Yuanfeng J. regia L. 中国新疆 Xinjiang,China
53 香玲 Xiangling J. regia L. 中国新疆 Xinjiang,China
54 早 4-30 Zao 4-30 J. regia L. 中国新疆 Xinjiang,China
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1.2 DNA 提取及引物来源
叶片总 DNA 的提取采用 CTAB 法(郝艳宾 等,2007)。引物采用从核桃种皮 EST 序列(齐
建勋 等,2009)和从黑核桃根尖 EST 序列(代号 AY)中开发的 EST-SSR 引物,引物序列及目标
片段特征见表 2。引物由上海生工生物工程技术服务有限公司合成。
表 2 18对EST-SSR引物信息
Table 2 Information of 18 pairs of EST-SSR primers
位点
Locus
重复基元
Repeat motif
引物序列(5′–3′)
Primer sequence(5′–3′)
长度/ bp
Length
等位基因数
No. of Alleles
观察杂合度
Ho
多态性信息含量
PIC
ZMZ3 (AGA)7 F:GAGTATGTCAGTTTCAGGGCA
R:AGTAAAATAGGTACAGGGTCG
289 3 0.057 0.5413
ZMZ5 (AACGCC)4 F:GGCTTCCTTCCCTTCTAT
R:GCTGCTTCTGCTTGTCTT
155 5 0.226 0.6969
ZMZ6 (TC)22 F:TTCTTCGTCCATACCCACC
R:ACCCCATTAGCGACCTTTA
227 6 0.358 0.7504
ZMZ11 (CTG)7 F:CCAGAACCAGGAGCCAGCAA
R:GACCATCGGCCCGAAAGTAA
149 7 0.407 0.7514
ZMZ13 (TTA)6 F:TTCTGGGACTTCTCTCTCTA
R:CACACTGGCTTGTTCTTCAT
345 6 0.480 0.7400
ZMZ14 (CAGCAC)4 F:AACACAAGGAAAGCCGAATG
R:CAGGACGCCCAAGAAATACA
218 5 0.278 0.3723
ZMZ22 (CT)17 F:TAGTCTCTCTATCACCCCCT
R:CAACACAATACAAACATCCC
159 9 0.491 0.8795
ZMZ26 (GA)12 F:GGGGACACCTAAACCGAGAG
R:CGAGAAAGGAGAAGGCGAAT
285 7 0.185 0.7711
ZMZ27 (GA)13 F:GGAAGGATGAGTGGGTGA
R:TGAGAAGGTCGGAATTGG
235 4 0.037 0.4947
ZMZ30 (CCT)7 F:AAATCCCAAACCCCCGAA
R:AGGCACCAACCCCAGACC
251 3 0.537 0.5976
ZMZ31 (AG)9 F:GGGGGGTGGAGAGAAAGAGC
R:GTAGACGAGGATGGGGACGG
217 10 0.352 0.6963
ZMZ34 (AG)20 F:TTTCTACCTCTGCCCCCCG
R:GCTTCCCCAACAACGCTTC
175 6 0.434 0.5963
ZMZ35 (AT)13 F:GTGTTGGGAGGTTGCAGAAA
R:ACAGCCACGCCACATAGAGA
157 7 0.220 0.7848
ZMZ44 (AT)11 F:GTACCATGCAGCAGCGACA
R:TCAGCCAAGCGAGACAAAC
327 7 0.130 0.7457
ZMZ45 (AGAC)5 F:CCGTCATGGTTTCCACGTCCTT
R:TGTTTGGCTGGCATCCTAGTTT
130 6 0.423 0.6429
ZMZ46 (AT)9 F:AACAAACCACACGCAGATGG
R:GAGTGAAGACGGCGACAGAT
160 6 0.574 0.7975
ZY1 (CT)12 F:GATGATTATGACTCGCACAG
R:TGATTGATAGTCTGGTAGCG
275 7 0.377 0.7585
ZY16 (CT)13 F:GGCATCAGAACCAAGCAC
R:GACCCACAACAGCAAGGA
271 6 0.255 0.7868
平均 Average 6.1 0.323 0.6890
1.3 SSR-PCR 扩增、产物检测与数据分析
PCR 扩增及产物检测参见文献(郝艳宾 等,2007)。读取电泳图谱上等位基因的“有”和“无”
分别记为“1”和“0”,获得矩阵。用 NTSYSpc2.0 计算样品间的 Dice 遗传相似系数,用 UPGMA
方法进行聚类分析。
2 结果与分析
2.1 SSR 位点的多态性分析
18 对 EST-SSR 引物对 4 个长山核桃和 50 个核桃属样品进行扩增,共获得 110 个等位基因。各
3 期 齐建勋等:核桃属种质资源的 EST-SSR 标记研究 445

样品在 ZMZ45 位点上的扩增图谱见图 1。
每对引物扩增等位基因 3 ~ 10个,平均 6.1个。18个EST-SSR位点的观察杂合度为 0.057 ~ 0.574,
平均为 0.323;各位点 PIC 值在 0.3723 ~ 0.8795 之间,平均为 0.6890(表 2)。

图 1 引物 ZMZ45 的扩增图谱
M:Marker;1 ~ 54:样品编号见表 1。
Fig. 1 SSR patterns amplified by primer ZMZ45
M:Marker;1–54:Samples available in Table 1.

2.2 EST-SSR 引物在长山核桃及核桃属种(组)间的通用性分析
18 对 EST-SSR 引物在属内各种(组)间均有扩增,有效扩增率达 100%;在跨属的长山核桃中
只有 ZMZ13 位点无扩增,有效扩增率为 94.4%。从各样品在 18 个 EST-SSR 位点的扩增情况来看,
长山核桃样品的平均扩增率为 87.5%;黑核桃组样品的平均扩增率为 96.3%;核桃楸组样品的平均
扩增率为 98.8%;铁核桃的平均扩增率为 100%;核桃的平均扩增率为 99.8%。说明核桃 EST-SSR
在种、属间具有良好的通用性。
2.3 聚类分析
依据 54 个样品在 18 个 EST-SSR 位点检测出的 110 个等位基因,计算样品间的(Dice)遗传相
似系数,并进行聚类分析。结果(图 2)显示,在遗传相似系数约为 0.20 处,山核桃属的长山核桃
与核桃属样品分为 2 组。在核桃属中,黑核桃组、核桃楸组及核桃组组间分类清晰,核桃组在遗传
相似系数约为 0.32 处与核桃楸组聚在一起,二者在遗传相似系数约为 0.26 处与黑核桃组共同聚为
核桃属。由此可见,核桃组与核桃楸组的亲缘关系相对较近,二者与黑核桃组的亲缘关系相对较远,
这与其地理分布一致。
在黑核桃组中,‘东部黑核桃 96-3’、‘东部黑核桃 93-5’和‘东部黑核桃 1’首先聚在一起,然
后依次与小果黑核桃、北加洲黑核桃聚在一起;而‘东部黑核桃 99-1’则与奇异核桃聚在一起,在
遗传相似系数约为 0.49 处与黑核桃组其它样品聚在一起。‘东部黑核桃 99-1’为速生用材型黑核桃
资源,其小叶数量多为 13、15 片,介于东部黑核桃(多为 17、19 片)和核桃(多为 7、9 片)之间,
且叶片大于东部黑核桃小于核桃,推测东部黑核桃 99-1 可能是东部黑核桃与核桃的杂交后代。
在核桃楸组中,‘吉宝核桃 1’、‘心形核桃 2’和‘心形核桃 1’首先聚在一起,再与核桃楸样
品在遗传相似系数约为 0.52 处聚在一起。5 个麻核桃样品在遗传相似系数约为 0.68 处聚在一起,再
与核桃楸其它样品在遗传相似系数约为 0.46 处聚为核桃楸组,表明麻核桃作为核桃楸与核桃的杂交
种,与核桃楸的亲缘关系更近,在分类上应划分为核桃楸组。
在核桃组中,5 个铁核桃样品并未聚在一起,其中‘金沙江铁核桃 1’和‘金沙江铁核桃 2’为
云南丽江金沙江边的 2 株铁核桃实生单株,二者首先聚在一起,与另一铁核桃实生单株‘永平铁核
桃 1’在遗传相似系数约为 0.43 处与核桃组其它样品分开。另外 2 个铁核桃样品‘三台’和‘丽江
铁核桃 1’与采自丽江的核桃实生单株‘丽江核桃 1’聚在一起后与西藏的 4 个核桃样品聚为ⅰ类群。
来自北京、山东泰安、河南三门峡及陕西的核桃样品在遗传相似系数约为 0.60 处聚为ⅱ类群。‘新
446 园 艺 学 报 38 卷
早丰’、‘温 179’、‘薄壳香’、‘北京 861’、‘元丰’、‘香玲’、‘早 4-30’等 7 个新疆核桃样品在遗
传相似系数约为 0.60 处聚为ⅲ类群。
从核桃种各样品的聚类情况来看,在核桃种下若按地理生态型划分可明显分为 3 个地理生态型,
即新疆核桃、华北核桃和西藏核桃。在聚有西藏核桃的ⅰ类群中包含‘三台’和‘丽江铁核桃 1’2
个铁核桃样品和 1 个采自云南丽江的核桃样品‘丽江核桃 1’,说明‘丽江核桃 1’应属于西藏核桃
地理生态型,并且部分铁核桃与西藏核桃的亲缘关系较近。‘丽江铁核桃 1’和‘丽江核桃 1’为采
自云南丽江的 2 个相邻的实生单株,该地铁核桃与核桃混生,自然杂交可能使一些铁核桃后代含有
核桃基因。在ⅱ类群华北核桃的聚类中,来自陕西的‘西扶 1’、‘西扶 2’和‘陕 1’为从陕西扶凤
隔年核桃中选出的早实品种;‘西洛 3’和‘商洛核桃王’分别为从陕西商洛的洛南县选出的地方品
种和高树龄的实生单株,这 5 个样品并未单独聚类,而是与来自北京、山东、河南的样品混聚在一
起,表明来自陕西的核桃样品与华北核桃应属于同一地理生态型。

图 2 核桃属及长山核桃样品的聚类图
1 ~ 54:样品编号见表1。Ⅰ. 长山核桃;Ⅱ. 核桃属;ⅰ. 西藏核桃生态型;ⅱ. 华北核桃生态型;ⅲ. 新疆核桃生态型。
Fig. 2 The dendrogram of Juglans and C. illinoinensis
1–54:Samples available in Table 1. Ⅰ. Carya illinoinensis Koch.;Ⅱ. Juglans L.;ⅰ. Tibet walnut ecological types;
ⅱ. Huabei walnut ecological types;ⅲ. Xinjiang walnut ecological types.
3 期 齐建勋等:核桃属种质资源的 EST-SSR 标记研究 447

3 讨论
SSR 位点在属内种间,甚至科内属间具有保守性。本研究中采用的 18 对 EST-SSR 引物有 16
对来自核桃种皮 EST 序列(齐建勋 等,2009),有两对来自黑核桃根尖 EST 序列。在长山核桃、
黑核桃组、核桃楸组、铁核桃和核桃样品中,EST-SSR 位点平均有效扩增率分别为 87.5%、96.3%、
98.8%、100%和 99.8%,高于黑核桃基因组 SSR 在核桃属内种间 72.78%的有效扩增率(郝艳宾 等,
2006),说明核桃 EST-SSR 在核桃属内种间及核桃与山核桃属间具有良好的通用性。
18 对 EST-SSR 引物在对 4 个长山核桃和 50 个核桃属样品进行扩增时,平均每个位点扩增等位
基因 6.1 个,PIC 值平均为 0.6890;而在对 28 份核桃组样品扩增时,平均每个位点扩增等位基因仅
有 3.5 个,PIC 值平均为 0.5450。可见,样品亲缘关系越近,位点的多态性越低,如 ZMZ3 在属种
间有 3 个等位基因,而在核桃组内仅有 1 个,因此在应用这些引物进行种内,尤其是群体内的遗传
分析时仍需要进一步筛选。
麻核桃作为核桃与核桃楸的杂交种,其形态特征与核桃相近,但在坚果特性上与核桃秋相近。
本研究聚类分析表明麻核桃与核桃楸的亲缘关系更近,在分类上应划分为核桃楸组,这与吴燕民等
(2000b)用 RAPD 标记和 Aradhya 等(2007)用 cpDNA 序列分析的结果一致。
中国核桃种质资源分布范围广、遗传类型多样。奚声珂(1987)研究认为,中国核桃栽培实生
群可划分为新疆、华北山地、秦巴山地、西藏高地等 4 个地理生态型。本研究结果表明,新疆核桃
和西藏核桃各自聚为一类,可以看作相互独立的地理生态型,而陕西的 5 个样品均源自秦岭山脉南
北两地,并未单独聚类,而是与来自北京、山东、河南的样品混聚在一起,表明陕西核桃与华北核
桃应属于同一地理生态型。郝艳宾等(2007)在用 9 对黑核桃 SSR 引物分析核桃组的分类时,从陕
西洛南选出的‘西洛 2 号’和华北核桃聚在一起;而从陕西扶风隔年核桃后代中选出的‘西扶 1 号’
和‘西扶 2 号’聚在一起后,在遗传相似系数约为 0.43 处与新疆核桃聚为一组。我国早实核桃主要
分布在新疆,陕西的扶风和周至等地也有少量的早实核桃分布。本试验中‘陕 1’、‘西扶 1 号’
和‘西扶 2 号’均为从陕西扶风隔年核桃后代中选出的早实核桃品种。据《博物志》(西晋 · 张华,
公元 3 世纪)记载,“张骞使西域还,乃得胡桃种”。陕西是汉代政治、经济活动中心区域,由此
推测,陕西扶风和周至等地的早实核桃可能自汉代从新疆地区传入后,经过多代演化(尤其是与当
地核桃多代杂交)而形成特定的早实类型,但尚无确凿的证据。陕西扶风和周至等地的隔年核桃是
当地原产还是从新疆引入?其与新疆早实核桃有着怎样的遗传关系,仍需要深入研究。吴燕民等
(2000a)用 RAPD 标记分析认为,华北核桃和秦巴山地核桃应属于一个地理生态型的两个不同亚
群。本试验中没有大巴山地区的核桃样品,认为秦巴山地核桃中至少秦岭山地的核桃与华北核桃应
属于同一地理生态型。
关于铁核桃分类,1906 年 Dode 根据其形态差异将其定为新种。杨自湘和奚声珂(1989)通过
过氧化物同工酶分析,认为铁核桃与核桃种下的生态型平行,不宜划为另一个种。吴燕民等(2000b)
用 RAPD 分析核桃属种间亲缘关系时认为,铁核桃可作为一个独立的种。在本研究中,‘金沙江铁
核桃 1’、‘金沙江铁核桃 2’和‘永平铁核桃 1’等 3 个铁核桃样品聚为一类,与核桃样品的遗传相
似系数较低,约为 0.43,明显小于核桃种内地理生态型间的遗传相似系数 0.52,因此认为铁核桃可
以作为与核桃种平行的一个种。在铁核桃样品中,‘三台’和‘丽江铁核桃 1’两个铁核桃样品与云
南丽江核桃样品和西藏核桃样品聚在一起,说明部分铁核桃与西藏核桃的亲缘关系较近。西藏的地
形和气候条件复杂,区域内核桃的遗传类型较多,段盛烺等(1984)在考察西藏核桃时,先后在喜
马拉雅山南坡的吉隆县吉隆区、错那县勒布区、林芝县东九区都发现了铁核桃和核桃的野生类型。
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云南地处青藏高原东南,有铁核桃和核桃的天然分布。王滑等(2007)在用 SSR 标记研究核桃和铁
核桃天然居群的遗传结构时,发现居群间的遗传距离与地理距离有一定相关性,云南的核桃居群与
铁核桃居群的亲缘关系较近,而与山西等地核桃居群的亲缘关系较远。由此推测,地处云南的铁核
桃和核桃长期自然杂交使彼此间有较广泛的基因交流,这可能是一些铁核桃和西藏核桃亲缘关系较
近重要原因。关于西藏核桃和铁核桃的分类学地位,仍需要在深入调查的基础上作进一步的研究。

References
Aradhya M K,Potter D,Gao F,Cimon C J. 2007. Molecular phylogency of Juglans(Juglandaceae):A biogeographic perspective. Tree Genetics
& Genomes,3:363–378.
Dangl G S,Woeste K,Aradhya M K,Koehmstedt A,Simon C. 2005. Characterization of 14 microsatellite markers for genetic analysis and cultivar
identification of walnut. J Amer Soc Hort Sci,130 (3):348–354.
Duan Sheng-liang,Zong Xue-pu,Duan Yu-chun. 1984. On the probability of Xizang as a center of origin of the walnut(Juglans regia L.). Acta
Horticulturae Sinica,11 (4):231–236. (in Chinese)
段盛烺,宗学普,段玉春. 1984. 核桃原产西藏初探. 园艺学报,11 (4):231–236.
Hao Yan-bin,Xiao Yong-qiang,Qi Jian-xun,Qi Shi,Cheng Li-li. 2006. Application of microsatellite DNA on analyzing the homology of related
species in Juglans L. Journal of Beijing Agricultural College,21 (3):1–4. (in Chinese)
郝艳宾,肖永强,齐建勋,齐 实,程丽丽. 2006. 微卫星 DNA 在核桃属近缘种同源性分析上的应用. 北京农学院学报,21 (3):1–4.
Hao Yan-bin,Huang Wu-gang,Wang Ke-jian,Qi Jian-xun,Xu Jiu-ru. 2007. Analysis of Sect. Juglans germplasm in China using SSR marker. Journal
of Fruit Science,24 (5):620–625. (in Chinese)
郝艳宾,黄武刚,王克建,齐建勋,续九如. 2007. 我国核桃组(Sect. Juglans)种质资源的 SSR 标记分析. 果树学报,24 (5):620–625.
Lu An-min. 1982. The geographical dispersal of Juglandaceae. Acta Phytotaxonomica Sinica,20 (3):257–271. (in Chinese)
路安民. 1982. 论胡桃科植物的地理分布. 植物分类学报,20 (3):257–271.
Mu Ying-lin,Xi Rong-ting,Lü Zeng-ren. 1990. Microsporogenesis observation and karyotype analysis of some species in genus Juglans L.. Journal
of Wuhan Botanical Research,8 (4):301–310. (in Chinese)
穆英林,郗荣庭,吕增仁. 1990. 核桃属部分种的小孢子发生及核型研究. 武汉植物学研究,8 (4):301–310.
Qi Jian-xun,Wang Ke-jian,Wu Chun-lin,Wang Wei-xia,Hao Yan-bin,Leng Ping. 2009. Development of EST-SSR markers in Juglans regia. Journal
of Agricultural Biotechnology,17 (5):872–876. (in Chinese)
齐建勋,王克建,吴春林,王维霞,郝艳宾,冷 平. 2009. 核桃 EST-SSR 标记的开发. 农业生物技术学报,17 (5):872–876.
Wang Hua,Hao Jun-min,Wang Bao-qing,Pei Dong. 2007. SSR analysis of genetic diversity of eight natural walnut populations in China. Scientia
Silvae Sinicae,43 (7):120–124. (in Chinese)
王 滑,郝俊民,王宝庆,裴 东. 2007. 中国核桃 8 个天然居群遗传多样性分析. 林业科学,43 (7):120–124.
Woeste K,Rhodes R B O,Michler C. 2002. Thirty polymrophic nuclear microsatellite loci from lack walunt. The Journal of Heredity,93:58–60.
Wu Yan-min,Liu Ying,Dong Feng-xiang,Xi Sheng-ke. 2000a. Study on different ecological types of Chinese walnut(J. regia)using RAPD marker.
Journal of Beijing Forestry University,22 (5):23–27. (in Chinese)
吴燕民,刘 英,董凤祥,奚声珂. 2000a. 应用 RAPD 对我国栽培核桃不同地理生态型的研究. 北京林业大学学报,22 (5):23–27.
Wu Yan-min,Pei Dong,Xi Sheng-ke,Li Jia-rui. 2000b. A study on the genetic relationship among species in Juglans L. using RAPD marker. Acta
Horticulturae Sinica,27 (1):17–22. (in Chinese)
吴燕民,裴 东,奚声珂,李嘉瑞. 2000b. 运用 RAPD 对核桃属种间亲缘关系的研究. 园艺学报,27 (1):17–22.
Xi Sheng-ke. 1987. Gene resources of Juglans and genetic improvement of Juglans regia in China. Scientia Silvae Sinicae,23 (3):342–350. (in
Chinese)
奚声珂. 1987. 我国胡桃属(Juglans L.)种质资源与核桃(Juglans regia L.)育种. 林业科学,23 (3):342–350.
Yang Zi-xiang,Xi Sheng-ke. 1989. A study on isozymes of peroxidase of 10 species in Juglans L. Acta Phytotaxonomica Sinica,27 (1):53–57. (in
Chinese)
杨自湘,奚声珂. 1989. 胡桃属十种植物的过氧化物同工酶分析. 植物分类学报,27 (1):53–57.