全 文 ：园 艺 学 报 2010，37（8）：1345–1350
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期：2009–12–23；修回日期：2010–06–23
基金项目：国家自然科学基金项目（30871724）
* 通信作者 Author for correspondence（E-mail：chenfd@njau.edu.cn）
菊花营养生长期观赏性状的RAPD和 ISSR标记
张 飞，陈发棣*，房伟民，陈素梅
（南京农业大学园艺学院，南京 210095）
摘 要：以菊花‘雨花落英’和‘奥运含笑’及其 142株 F1群体为材料，采用单因素方差分析方法，
检测了与 F1群体营养生长期 6个观赏性状关联的 RAPD和 ISSR遗传标记。结果表明，6个性状的观测值
在 F1群体中显著分离（变异系数大于 20%），且均基本服从正态分布。单因素方差分析检测出与株高、株
幅、株高/株幅比、节间长度、叶长和叶宽相关联遗传标记分别为 15、9、9、11、7 和 8 个，这些标记的
累积贡献率均在 30%以上，单个标记对目标性状的贡献率却较低（2.77% ~ 8.50%），说明这些标记位点可
能为微效多基因。与目标性状显著关联的标记位点的正确利用将进一步加速菊花选择育种的效率。
关键词：菊花；营养生长期；数量性状；RAPD；ISSR；方差分析
中图分类号：S 682.1+1 文献标识码：A 文章编号：0513-353X（2010）08-1345-06

Detection of RAPD and ISSR Markers Associated with Ornamental Traits
of Chrysanthemum in Vegetative Stage
ZHANG Fei，CHEN Fa-di*，FANG Wei-min，and CHEN Su-mei
（College of Horticulture，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China）
Abstract：Association analysis were undertaken to detect the genetic markers significantly related to
the 6 ornamental traits（i.e. plant height，plant width，the ratio of plant height to plant width，internode
length，leaf length and leaf width）in vegetative stage by the method of One-Way ANOVA based on a F1
population derived from chrysanthemum cultivars，‘Yuhualuoying’and ‘Aoyunhanxiao’. The result
showed that the 6 traits segregated significantly in the F1 population（coefficient of variation > 20%），
basically fitting in a normal distribution. The One-Way ANOVA analysis revealed that the number of
genetic markers significantly associated with plant height，plant width，the ratio of plant height to plant
width，internode length，leaf length and leaf width was 15，9，9，11，7 and 8，respectively. Of these genetic
markers，the cumulative contribution ratio for each trait was above 30%，whereas the contribution ratio of
each single genetic marker ranged from 2.77% to 8.50%，revealing that these markers were polygene with
little effect. We anticipated that the proper utilization of these genetic markers significantly associated with
these target traits would effectively improve selection breeding in chrysanthemum.
Key words：chrysanthemum；vegetative stage；quantitative trait；RAPD；ISSR；association analysis

菊花（Chrysanthemum morifolium）系菊科菊属多年生宿根花卉，在生产中常以扦插方式进行无
性繁殖。栽培菊花的遗传背景复杂，存在高度杂合、自交不亲和、近交衰退等现象，与多年生林木

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相似，在杂交 F1代就开始高度分离。根据 Grattapaglia和 Sederoff（1994）提出的“双拟测交作图策
略”，可以利用 F1代构建长期无性繁殖植物的遗传图谱，从而克服了必须构建 F2、RIL、DH和回交
等作图群体，简化和推动了该类植物遗传图谱的构建工作，相关研究已经在杜鹃（Dunemann et al.，
1999）、月季（Crespel et al.，2002；Oyant et al.，2008）、百合（Abe et al.，2002）和康乃馨（Yagi et
al.，2006）等观赏植物中得到很好应用，但是在菊花上尚无遗传图谱与基因定位的相关报道。本研
究中利用菊花杂交 F1代的 RAPD和 ISSR标记数据，采用单因素方差分析方法初步探索与株型和叶
形等数量性状相关联的遗传标记或 QTLs，以期为进一步开展菊花的分子育种提供参考。
1 材料与方法
供试材料为保存于南京农业大学中国菊花品种保存中心的夏菊品种‘奥运含笑’和秋菊品种‘雨
花落英’及其 142个杂交 F1后代单株。
Lambda DNA、Taq DNA聚合酶、dNTPs以及 100 bp DNA marker（100、300、500、700、1 000、
1 500、2 000 bp）购自宝生物工程（大连）有限公司，RAPD和 ISSR引物由上海英骏生物技术有限
公司合成。
基因组 DNA的提取与检测：参照Murray和 Thompson方法（1980），以嫩叶为材料，采用 CTAB
微量法提取基因组 DNA，以 Lambda DNA为分子量标准，利用 1.0％琼脂糖凝胶电泳检测 DNA质
量和浓度，并用 ddH2O稀释至 25 ng · µL-1，–20 ℃保存备用。
PCR反应与电泳检测：RAPD 和 ISSR反应体系与程序分别参照缪恒彬等（2007）和赵静媛等
（2009）的方法。扩增反应结束后，每管各加入 6 × 溴酚蓝 0.5 µL，离心混匀后，取 2 ~ 3 µL扩增
产物经 8%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳后银染，电极缓冲液为 0.5 × TBE。 银染步骤为：（1）在含
10%乙醇、0.5%冰乙酸的固定液中固定 12 min；（2）0.2%硝酸银溶液染色 12 min；（3）10%的硫代
硫酸钠脱色 30 s左右；（4）在显色液（1.5%氢氧化钠、0.4%甲醛及 0.025%硫代硫酸钠）中显色 8 ~
10 min。最后在胶片观察灯上拍照，保存。
与数量性状相关联的遗传标记检测：2007 年，于盛花期统计 F1群体的 142 个后代单株营养生
长期的 6个观赏性状，包括株高、株幅、株高/冠幅比、植株中上部（顶始第 10 ~ 12节间）的节间
长度及叶长和叶宽等 6个性状，单株重复 3次，具体测量方法参见李鸿渐（1993）的方法。采用以
标记为基础的Marker-based方法（Singh et al.，1991），即根据标记基因型的种类将分离群体划分两
组：有带位点记为 1，无带记为 0，对每一个位点按 0、1将其分成两个组，对各位点中的两组进行
性状差异的单因素方差分析，确定与不同数量性状相关的标记位点。用组间方差与总方差的比值求
得该遗传标记位点产生的性状变异占性状总变异的百分率，即标记对该性状变异的贡献率。
所有数据整理分析均在 SPSS 11.5软件中进行。
2 结果与分析
2.1 菊花营养生长期观赏性状在 F1代的分离情况
菊花营养生长期的 6个观赏性状表型值在 F1代群体中分布的描述性统计结果见表 1。由表 1可
以看出，6个性状均表现出程度相似的变异情况，变异系数在 23.56% ~ 32.68%之间，说明 6个性状
在该 F1代群体中个体间差异较大，表现出显著的分离情况，适合进行性状相关分子标记的筛选。从
表 1中的偏度和峰度可知，6个性状在 F1代群体中的分离情况均基本服从正态分布，适用于进一步
8期 张 飞等：菊花营养生长期观赏性状的 RAPD和 ISSR标记 1347

作遗传分析。

表 1 菊花营养生长期 6个观赏性状在 F1代群体中的描述性数据
Table 1 Descriptive statistics for the 6 ornamental traits in vegetative stage of the F1 population of chrysanthemum
性状
Trait
平均值
Mean
极差
Range
标准差
SD
变异系数/%
CV
偏度
Skewness
峰度
Kurtosis
株高/cm Plant height 35.14 64.60 11.48 32.68 0.69 1.15
株幅/cm Plant width 76.46 85.00 19.40 25.37 0.05 –0.36
株高/株幅 Ratio of plant height to width 0.46 0.76 0.11 23.56 1.00 2.66
节间长度/cm Internode length 1.63 3.07 0.45 27.63 1.19 3.31
叶长/cm Leaf length 3.63 5.93 0.96 26.50 0.40 0.55
叶宽/cm Leaf width 2.81 5.03 0.77 27.56 0.68 1.49

2.2 与菊花营养生长期观赏性状相关联的分子标记
2.2.1 与株型性状关联的遗传标记
在菊花株型性状中，与株高显著关联的遗传标记有 15个，其中极显著的有 4个，这些标记位点
对株高变异的贡献率在 3.11% ~ 8.50%，累积贡献率为 70.92%；与株幅显著关联的遗传标记有 9个，
其中极显著的有 3个，这些标记对株幅变异的贡献率在 2.77% ~ 6.17%，累积贡献率为 36.77%；与
株高/株幅比显著关联的遗传标记有 9 个，其中极显著的有 1 个，单个标记的贡献率变异范围在
3.11% ~ 4.68%，累积贡献率为 34.38%；与节间长度显著关联的遗传标记有 11个，其中极显著的有
2个，单个标记位点对节间长度变异的贡献率为 2.93% ~ 5.24%，累积贡献率为 41.81%（表 2）。
2.2.2 与叶形性状关联的遗传标记
在叶形性状中，与叶长显著关联的遗传标记有 7个，其中极显著的有 3个，单个标记位点对叶
长变异的贡献率为 2.99% ~ 7.84%，累积贡献率为 31.61%；与叶宽显著关联的遗传标记有 8个，单
个标记的贡献率为 3.11% ~ 4.40%，累积贡献率为 30.45%（表 2）。

表 2 单因素方差分析方法检测菊花 F1群体营养生长期 6个观赏性状关联的 RAPD和 ISSR标记及其贡献率
Table 2 RAPD and ISSR markers significantly associated with the 6 ornamental traits in vegetative stage of the F1 population of
chrysanthemum by One-Way Variance Method and their contribution ratio
性状 标记名称 组间平方和 组内平方和 F值 贡献率/%
Trait Marker name Sum of squares between groups Sum of squares within groups F value Contribution ratio
株高 Y-AI18-3 578.92 18 010.54 4.50* 3.11
Plant height Y-AS10-1 1 281.13 17 308.33 10.36** 6.89
Y-BH19-1 689.52 17 899.94 5.39* 3.71
Y-T09-2 735.11 17 854.35 5.76* 3.96
A-A18-4 646.10 17 943.36 5.04* 3.48
A-B10-5 780.69 17 808.77 6.14* 4.20
A-BH12-1 1 580.40 17 009.06 13.01** 8.50
A-C08-2 795.45 17 794.01 6.26* 4.28
A-Q08-1 615.60 17 973.86 4.80* 3.31
Y-I32-1 649.75 17 939.71 5.07* 3.50
Y-I35-1 1 102.77 17 486.69 8.83** 5.93
Y-I35-2 661.27 17 928.19 5.16* 3.56
Y-I58-1 1 461.47 17 127.99 11.95** 7.86
Y-I58-2 940.79 17 648.67 7.46** 5.06
A-I17-5 663.74 17 925.72 5.18* 3.57

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续表 2
性状 标记名称 组间平方和 组内平方和 F值 贡献率/%
Trait Marker name Sum of squares between groups Sum of squares within groups F value Contribution ratio
株幅 Y-AI19-1 1 963.27 51 104.58 5.37* 3.70
Plant width Y-BH09-2 2 529.72 50 538.13 7.01** 4.77
Y-BH10-1 1 627.85 51 440.00 4.43* 3.07
A-A18-1 2 318.16 50 749.69 6.39* 4.37
A-BH12-1 1 726.68 51 341.17 4.71* 3.25
A-C08-2 3 274.70 49 793.15 9.21** 6.17
Y-I35-1 1 471.80 51 596.05 3.99* 2.77
Y-I35-2 1 476.16 51 591.69 4.01* 2.78
Y-I58-1 3 124.43 49 943.42 8.76** 5.89
株高/株幅 Y-AS10-1 0.06 1.62 4.97* 3.42
The ratio of plant A-A18-4 0.07 1.61 5.60* 3.85
height to plant width A-B01-2 0.06 1.62 4.70* 3.25
A-BC15-4 0.08 1.60 6.51* 4.44
A-BF12-2 0.07 1.61 6.31* 4.31
A-BH10-3 0.05 1.63 4.50* 3.11
A-BH12-1 0.08 1.60 6.87** 4.68
Y-I36-1 0.06 1.62 5.59* 3.84
A-I17-5 0.06 1.62 5.04* 3.48
节间长度 Y-AI18-3 0.83 27.30 4.18* 2.93
Internode length Y-AY03-1 0.90 27.23 4.57* 3.21
Y-B06-1 1.14 26.99 5.83* 4.06
Y-B10-1 0.96 27.17 4.88* 3.42
Y-B10-4 1.10 27.03 5.61* 3.91
Y-B15-4 1.15 26.98 8.88* 4.09
A-B06-3 1.47 26.66 7.63** 5.24
A-B10-5 0.89 27.24 4.50* 3.16
A-BE13-1 0.87 27.26 4.41* 3.10
A-T12-1 1.36 26.77 7.01** 4.83
A-I76-2 1.09 27.04 5.55* 3.86
叶长 Y-B10-7 4.46 123.97 4.97* 3.47
Leaf length Y-B15-4 3.83 124.60 4.25* 2.99
Y-BH01-4 6.77 121.66 6.17* 4.28
Y-BH10-1 3.94 124.49 4.37* 3.07
A-BF12-5 10.07 118.36 11.70** 7.84
Y-I32-1 6.32 122.11 7.14** 4.92
Y-I65-3 6.48 121.95 7.33** 5.04
叶宽 Y-B10-7 2.75 80.43 4.71* 3.30
Leaf width Y-B15-4 2.63 80.55 4.51* 3.17
Y-BH01-4 3.56 79.62 6.18* 4.28
Y-BH19-1 3.54 79.64 6.13* 4.26
A-B10-5 3.66 79.52 6.34* 4.40
A-BF12-5 3.61 79.57 6.26* 4.34
Y-I32-1 2.98 80.20 5.13* 3.59
Y-I35-1 2.59 80.59 4.43* 3.11
注：*，**分别表示在 0.05和 0.01水平差异显著。
Note：* and ** indicate significant difference at 0.05 and 0.01，respectively.
3 讨论
株型和叶形是菊花观赏特性的重要构成因子，也是菊花育种中需要改良的重要数量性状（Chen
et al.，1995；陈发棣 等，2005；赵洪波，2007）。由单因素方差分析结果来看，共有 37个分子标记
（其中 RAPD标记 30个，ISSR标记 7个）与 6个数量性状相关联。从关联分析结果可以看出，不
8期 张 飞等：菊花营养生长期观赏性状的 RAPD和 ISSR标记 1349

同数量性状与标记关联有两种情况：一是同一个数量性状与多个标记相关联，在研究的 7个性状中，
与某一个性状相关联的标记至少有 7个（如叶长），最多的有 15个（如株高）；二是同一标记与多个
数量性状显著相关联，如 B10-5与株高、节间长度和叶宽显著相关联，BH12-1与株高、株幅和株
高/株幅比显著相关联，I32-1与株高、叶长和叶宽以及 I35-1与株高、株幅和节间长度同时显著相关
联等。尹伟伦和胡建军（2005）、邹林林等（2008）研究也得出相似的结果。上述研究结果说明，性
状间相关的原因存在一因多效或者是由于紧密连锁的处于同一染色体区间的不同 QTLs 控制所引
起。一般地，数量性状的连续变异是由于微效多基因的累加作用再加上环境条件的影响而产生的。
本研究中检测出与各个性状关联标记的累积贡献率都比较高（大于 30%），但是单个标记位点对性
状变异的贡献率都较小（2.77% ~ 8.50%），表明这些标记位点很可能为微效多基因。
与其它作物相比较（李金花 等，1999；尹伟伦和胡建军，2005），本研究中检测到的单个遗传
标记对目标性状的贡献率普遍较低，尽管如此，仍获得了一些比较有意义的遗传标记位点，如
A-BH12-1 和 Y-I58-1可以解释菊花株高变异的贡献率分别高达 8.50%和 7.86%；A-C08-2可以解释
菊花株幅变异的贡献率为 6.17%，且这些标记位点与目标性状极显著相关。借助于这些紧密连锁的
分子标记，可以在菊花育种中对有关 QTLs 的遗传行为进行动态跟踪，从而加强对数量性状的遗传
操纵能力，提高育种中对数量性状优良基因型选择的准确性和预见性（黄秦军 等，2004）。
目前，尚无关于菊花观赏性状基因定位方面的报道，作者采用方差分析方法利用 RAPD和 ISSR
初次检测了与菊花株型和叶形相关 6个性状关联的遗传标记。该方法已经在很多作物中报道（李春
丽和郑康乐，1998；李金花 等，1999；何祯祥 等，2000；黄烈健 等，2004），虽然该方法不能与
以遗传图谱为基础的区间作图法一样定位 QTLs 在基因组上的位置，但是能检测到与目标性状紧密
连锁的标记位点，与以遗传图谱为基础的 QTL定位研究也具有同一性（苏晓华 等，2000；尹伟伦
和胡建军，2005）。所以，这些与目标性状紧密连锁的标记位点或 QTLs对开展菊花分子标记辅助育
种、进一步提高选择育种效率具有重要意义。

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