全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2007, 34 (4) : 871 - 876
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2007 - 01 - 15; 修回日期 : 2007 - 04 - 17
基金项目 : 山东省农业科学院青年基金项目 ( 2005YQ013 ) ; 科技部国际合作项目 ( 2006DFA33130) ; 国家 ‘863’计划项目
(2006AA100108)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: qzliu@ sdip1cn)
樱桃主栽品种的遗传多样性分析
艾呈祥1 , 辛　力1 , 余贤美2 , 张力思1 , 魏海蓉1 , 苑克俊1 , 孙清荣1 , 刘庆忠13
(1 山东省果树研究所 , 山东省果树生物技术育种重点实验室 , 山东泰安 271000; 2 中国热带农业科学院环境与植物保
护研究所 , 海南儋州 571737)
摘 　要 : 利用 24对 SSR引物对 30个樱桃主栽品种进行遗传多样性分析 , 以了解樱桃产区的资源多样
性状况 , 为种质资源的开发和利用提供帮助。结果表明 : 樱桃产区具有丰富的遗传变异。SSR的遗传多样
性指数的分布范围为 113647～219964, Simp son指数分布范围为 016111～019326。30个品种的分子数据聚
类结果均呈现一定的地理分布规律。根据系统聚类分析将 30个樱桃品种分为两大类 : 欧洲甜樱桃和中国樱
桃 , 与传统分类学的结果相符。同时在两大类内又将品种进行细分 , 第 Ⅰ类分为 3组 , 第 Ⅱ类分为 2组 ,
其结果与地理分布有一定的相关性 , 能够反映樱桃的遗传特点及区域特性。
关键词 : 樱桃 ; 品种 ; 遗传多样性 ; SSR
中图分类号 : S 66215　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2007) 0420871206
Ana lysis of Genetic D iversity in C erasus by SSR M arkers
A I Cheng2xiang1 , X IN L i1 , YU Xian2mei2 , ZHANG L i2si1 , W E I Hai2rong1 , YUAN Ke2jun1 , SUN Q ing2
rong1 , and L IU Q ing2zhong13
(1 Shandong Institu te of Pom ology, Key L abora tory for Fru it B iotechnology B reeding of Shandong, Ta ipian, Shandong 271000,
China; 2 Institu te of Environm ent and Plan t Protection, Chinese A cadem y of Tropical A griculture Sciences, D anzhou, Hainan
571737, Ch ina)
Abstract: The genetic diversity of thirty cultivars of P runus avium L. and P. pseudocerasus L indl. were
evaluated by 24 pairs of SSR p rimers. The aim of the study is to reveal the genetic diversity in Cerasus and
help to exp loit and make use of the germp lasm of Cerasus. The results showed that the Shannon2weaver index
of genetic diversity ranged from 113647 to 219964 and the Simp son index from 016111 to 019326, which indi2
cated that the Cerasus has abundant genetic diversity. The molecular clustering showed some rules in the geo2
graphical distribution. The cultivars used in this study were divided into 2 group s by cluster analysis: P. avi2
um L and P. pseudocerasus L indl. , which was in agreement with the traditional taxonomy on Cerasus. Moreo2
ver, P. avium L. was subdivided into 3 subgroup s, and P. pseudocerasus L indl. into 2 subgroup s respective2
ly. The cluster results showed that the molecular classification of Cerasus in China had some relativity to the
geographic taxonom ic system , which reflected the genetic and territorial character of Cerasus.
Key words: Cerasus; Cultivar; Genetic diversity; SSR
樱桃属 (Cerasus) 植物有 30 多个种 , 多数分布在亚洲和欧洲 (孔旭 , 1987; 于亚军 等 ,
2003)。目前世界上栽培较普遍的樱桃种类有欧洲甜樱桃 ( P runus avium L. )、欧洲酸樱桃 ( P. cera2
sus L. )、中国樱桃 ( P. pseudocerasus L indl. ) 和毛樱桃 ( P. tom en tosa Thunb. ) , 其中中国生产栽培
的樱桃 , 主要是中国樱桃和欧洲甜樱桃。
园 　　艺 　　学 　　报 34卷
国外曾见用来自桃的 SSR s进行甜樱桃品种指纹及系统分析的研究 (D irlewanger et al. , 2002;
W unsch & Hormaza, 2002)。国内学者对樱桃的遗传多样性研究较少 , 利用分子标记方法鉴定遗传多
样性的更少。RAPD、AFLP技术已被用于樱桃品种鉴定和遗传多样性研究 ( Struss et al. , 2001; 陈晓
流 等 , 2004; 王彩虹 等 , 2005; 蔡宇良 等 , 2006) , 而用 SSR标记分析樱桃品种及其遗传多样性
研究未见报道。
本研究利用 SSR标记对 30个樱桃品种的遗传多样性进行了分析 , 旨在为樱桃种质资源的收集、
保存、鉴定、创新和有效利用提供一定的理论依据。
1　材料与方法
111　试验材料
供试的 30个樱桃品种为欧洲甜樱桃和中国樱桃两个种类 , 有 10个品种采自泰安省庄、司家庄、
肥城大王庄 , 大连旅顺园艺场和大连市农业科学研究院 5个樱桃基地 , 另外的 20个品种为本实验室
历年从美国、加拿大、英国、乌克兰和日本引进的优良品种 (表 1)。
表 1　供试材料及来源
Table 1　The or ig in s of the ma ter ia ls
编号
No.
所属种
Species belonged
品种名称
Cultivar
来源
O rigin
编号
No.
所属种
Species belonged
品种名称
Cultivar
来源
O rigin
1 欧洲甜樱桃
P. avium
萨米脱
Summ it
加拿大
Canada
16 欧洲甜樱桃
P. avium
拉宾斯
Lap ins
加拿大
Canada
2 欧洲甜樱桃
P. avium
红艳
Hongyan
辽宁大连
Dalian, L iaoning
17 欧洲甜樱桃
P. avium
那翁
Napoleon
德国
Germany
3 欧洲甜樱桃
P. avium
红灯
Hongdeng
辽宁大连
Dalian, L iaoning
18 欧洲甜樱桃
P. avium
友谊
Youyi
乌克兰
Ukraine
4 欧洲甜樱桃
P. avium
前寨黄
Q ianzhaihuang
山东泰安
Taipian, Shandong 19 欧洲甜樱桃P. avium 伯兰特Burlat 法国France
5 欧洲甜樱桃
P. avium
红丰
Hongfeng
山东烟台
Yantai, Shandong
20 欧洲甜樱桃
P. avium
布鲁克斯
B rooks
美国
USA
6 欧洲甜樱桃
P. avium
长把红
Changbahong
山东烟台
Yantai, Shandong
21 欧洲甜樱桃
P. avium
甜心
Sweet Heart
加拿大
Canada
7 欧洲甜樱桃
P. avium
Star 加拿大
Canada
22 欧洲甜樱桃
P. avium
红蜜
Hongm i
辽宁大连
Dalian, L iaoning
8 欧洲甜樱桃
P. avium
左藤锦
Satonishiki
日本
Japan
23 欧洲甜樱桃
P. avium
82106 辽宁大连
Dalian, L iaoning
9 欧洲甜樱桃
P. avium
意大利早红
Moreau
法国
France
24 欧洲甜樱桃
P. avium
前寨红
Q ianzhaihong
山东泰安
Taipian, Shandong
10 欧洲甜樱桃
P. avium
塔顿
Tieton
美国
USA
25 欧洲甜樱桃
P. avium
岱红
Daihong
山东泰安
Taipian, Shandong
11 欧洲甜樱桃
P. avium
艳阳
Yanyang
加拿大
Canada
26 中国樱桃
P. pseudocerasus
莱阳短枝
Laiyang Short
山东莱阳
Laiyang, Shandong
12 欧洲甜樱桃
P. avium
雷尼尔
Rainier
美国
USA
27 欧洲甜樱桃
P. avium
养老
Elton
美国
USA
13 欧洲甜樱桃
P. avium
犹它巨果
U ta Giant
美国
USA
28 欧洲甜樱桃
P. avium
先锋
Van
加拿大
Canada
14 欧洲甜樱桃
P. avium
抉择
Jueze
乌克兰
Ukraine
29 欧洲甜樱桃 ×中国樱桃
P. avium ×P. pseudocerasus
寇尔特
Colt
英国
England
15 欧洲甜樱桃
P. avium
早红宝石
Early Ruby
乌克兰
Ukraine
30 欧洲甜樱桃
P. avium
宇宙
Yuzhou
乌克兰
Ukraine
112　D NA的提取
采用改良的 CTAB法 (艾呈祥和刘庆忠 , 2006) 提取樱桃叶片的基因组 DNA , 并进行 DNA样品
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　4期 艾呈祥等 : 樱桃主栽品种的遗传多样性分析 　
的浓度和纯度的测定。
113　PCR扩增及产物检测
应用选择性扩增微卫星 ( SAM ) 法开发 SSR序列 (A i et al. , 2007) , SSR引物由北京赛百盛基
因技术有限公司合成。SSR扩增反应在 AB I公司 Gene Amp PCR System 9700上进行。反应体系 ( 20
μL) 中含有 10 ×PCR buffer 210μL, 215 mmol·L - 1 dNTPs 115μL, MgCl2 ( 215 mmol·L - 1 ) 115
μL, 1 U Taq DNA聚合酶 , SSR上、下游引物 (5 pmol·μL - 1 ) 各 1μL, 50～100 ng模板 DNA。SSR
扩增热循环参数为 : 94℃预变性 5 m in, 然后 94℃变性 45 s, 52℃退火 45 s, 72℃延伸 1 m in, 共 28
个循环 , 最后 72℃延伸 7 m in。扩增产物用测序胶 ( 6%聚丙烯酰胺凝胶 , 8 mol·L - 1脲素 ) 分离 ,
银染技术检测。
114　数据分析
每个 SSR等位变异的有无分别用 1和 0表示。成对品种相似系数 (pair sim ilarity coefficient) 用
Nei和 L i计算法 , 计算公式为 Sij = 2N ij / (N i + N j ) , 其中 N ij为两个品种共有的等位变异数 , N i、N j
分别为第 i和第 j品种各自的等位变异数 (Nei & L i, 1979)。根据品种相似系数 , 以非加权类平均数
(UPGMA ) 进行聚类分析 , 建立树状聚类图。利用 Cophenetic values对聚类图进行处理 , 计算品种遗
传距离矩阵与类平均法 (UPGMA) 聚类树表型相关系数矩阵的相关系数 , 检测聚类结果的可靠性。
计算每个 SSR位点的 Shannon2weaver多样性指数和 Simp son指数。
Shannon2weaver多样性指数计算公式如下 : H′= - ∑s
i = 1
pi In pi ; Simp son多样性指数 ( Simp son in2
dex, D ) 计算公式如下 : D = 1 - ∑
s
i = 1
pi
2。
其中 pi为某个 SSR位点的第 i个等位变异出现的次数占该位点全部等位变异出现次数的百分比 ;
s表示每个 SSR位点有 s个等位变异 ; i = 1时 , 第 1个等位变异出现的次数占该位点全部等位变异出
现次数的百分比。
2　结果与分析
211　SSR引物的遗传多样性指数
利用 24对 SSR引物分析 30个中国樱桃和欧洲甜樱桃品种的遗传多样性 , 利用这 24对引物进行
SSR扩增 , 获得了较好的扩增效果 (图 1)。30个品种共检测到 205个位点 , 每个 SSR位点的等位变
异范围为 3～14个 , 平均每对引物有 815个扩增位点。SC6的等位变异数最少 , 仅 3个 ; SC11的等位
变异数最多 , 为 14个。每个 SSR的 Shannon2weaver指数的分布范围为 113647～219964, 平均值为
119963; Simp son指数分布范围为 016111～019326, 平均值为 018148 (表 2)。
图 1　特异性 SSR引物 SC37的多态性电泳图谱
M. 25 bp DNA marker; 1～27. 不同材料编号 , 详见表 1。
F ig. 1　Polym orph ic electroporesis pa ttern of spec ia l SSR pr im er SC37
M. 25 bp DNA marker; 1 - 27. The number of materials, see the Table 1.
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园 　　艺 　　学 　　报 34卷
表 2　24对 SSR引物遗传多样性指数
Table 2　Genetic d iversity index of 24 loc i
位点
Locus
等位变异数
A lleles D H′
位点
Locus
等位变异数
A lleles D H′
SC1 11 019004 119901 SC17 7 017494 213781
SC2 9 018455 210126 SC19 6 017878 210007
SC3 6 019326 210022 SC20 12 018772 219964
SC4 13 018511 115439 SC22 9 017999 118452
SC6 3 017964 113647 SC23 13 017968 117474
SC7 5 018324 119845 SC24 9 018322 212554
SC9 10 016907 115420 SC26 5 018105 210442
SC10 7 018620 119425 SC29 7 017456 211551
SC11 14 017952 118459 SC30 10 016111 119067
SC13 4 018624 118993 SC32 6 019023 214908
SC14 8 018029 115458 SC36 9 018053 118542
SC16 11 018327 211066 SC37 11 018438 214565
平均值 Mean value 815 018148 119963
212　SSR标记遗传多样性分析
品种间的相似系数总体平均值为 015249, 变化范围为 014800～018654, 平均值从 014978到
016841。品种早红宝石和宇宙的相似系数最高 , 达 019512, 它们都取自乌克兰 , 地理间隔较近。分
别来自加拿大的萨米脱和先锋的相似系数为 018916, 山东泰安的前寨黄和前寨红的相似系数为
018705, 其分布特点具有一定的地理相似性。
利用 SSR数据对 30个品种聚类。品种相似系数矩阵与类平均法 (UPGMA ) 聚类树表型相关系数
矩阵的相关系数为 018042, 达极显著水平。聚类将品种分为欧洲甜樱桃和中国樱桃两大类。 SSR分
子标记的聚类结果与品种的地理分布具有一定相关性 (图 2)。
图 2　30份材料 SSR数据聚类图
1～30. 不同材料编号 , 详见表 1。
F ig. 2　D endrogram of cluster ana lysis ba sed on SSR da ta of 30 cultivars
1 - 30. The number of materials, see the Table 1.
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　4期 艾呈祥等 : 樱桃主栽品种的遗传多样性分析 　
　　第 Ⅰ类大多为欧洲地区的品种 , 包括 20个品种 , 加拿大 6个 , 美国 5个 , 乌克兰 4个 , 法国 2
个 , 日、英、德各 1个 ; 第 Ⅱ类为中国泰安、烟台、大连地区的品种 , 包括 10个品种 , 辽宁大连 4
个 , 山东泰安 3个、烟台 2个、莱阳 1个。
第 Ⅰ类 , 可划分为 3个亚类。Ⅰ - 1亚类 , 包括萨米脱、先锋、艳阳、Star、拉宾斯和甜心 , 共 6
个品种 , 全部为加拿大的品种 ; Ⅰ - 2亚类 , 包括日本的左藤锦 , 法国的意大利早红 , 英国的寇尔
特 , 美国的塔顿、犹它巨果、抉择、布鲁克斯、养老 , 德国的那翁 , 法国的伯兰特 , 共 10个品种 ;
Ⅰ - 3亚类 , 包括抉择、早红宝石、宇宙和友谊 , 共 4个品种 , 全部为乌克兰品种。
第 Ⅱ类 , 可划分为 2个亚类。Ⅱ - 1亚类 , 全部辽宁大连地区的品种 , 包括红艳、红蜜、红灯和
82106, 共 4个品种 ; Ⅱ - 2亚类全部为山东的品种 , 包括泰安的前寨黄、前寨红和岱红 , 莱阳的莱阳
短枝和烟台的红丰、长把红 , 共 6个品种。可见 , 分子标记数据在一定程度上反映了品种的地理分布
特点。
3　讨论
从分子水平来说 , 遗传距离的变幅越大 , 说明其遗传分化越大 ; 遗传多样性高 , 表明遗传背景的
复杂及该物种存在历史的长远。
从本研究的结果来看 , 来源不同的 30个品种的遗传多样性 Shannon2weaver指数高达 219964,
Simp son指数高达 019326, 品种间的相似系数最大的为 019512, 最小的为 013425, 表明樱桃在遗传进
化过程中 , 随着时空的变化 , 其基因组 DNA发生变异 , 从而构成了丰富的樱桃品种资源基因库 , 这
与樱桃栽培历史悠久 , 种植范围辽阔有关。
本研究利用 24对 SSR引物分析 30个主栽樱桃品种资源的遗传多样性 , 根据聚类结果在一定程度
上反映了品种的地理分布情况 , 说明地理因素对品种有很大影响。但是 , 也有少部分来自不同地区甚
至地理距离很远的品种遗传距离表现非常相近 , 这可能与品种具有相似的环境条件和相近的人工选择
标准有关。
前人利用同工酶、RAPD、AFLP、RFLP等技术 , 分析樱桃品种 , 表明分子标记在一定程度上 ,
能够反映品种的地理分布特点 ( Granger et al. , 1993; 蔡宇良 等 , 2006)。利用 RAPD、AFLP技术对
欧洲甜樱桃品种进行遗传多样性分析 , 发现该品种群具有较高的遗传多样性 ( Gerlach & Stosser,
1997; Struss et al. , 2001) , 这些地区共有的特点就是栽培历史悠久 , 樱桃生产量大 , 品种资源丰富 ,
过去长期采用实生繁殖 , 群体庞大 , 单株性状纷杂多样 ( Granger et al. , 1993) ; 其次 , 品种类型变
异较大 , 该品种群中大量为实生单株人工选优产物 , 归根结底是性状各异的天然杂种 , 还有极少数人
工杂种 (Christensen, 1986) 造成了其遗传多样性。
本研究发现中国樱桃的遗传多样性更为丰富 , 中国樱桃的遗传相似系数普遍低于欧洲甜樱桃 , 中
国樱桃的相似系数为 015224～017116, 而欧洲甜樱桃的相似系数为 015887～018654, 这说明了中国
樱桃品种间的遗传相似性都很小。
寇尔特为中国樱桃和甜樱桃的种间杂交种 , 首先和中国樱桃聚在一起 , 然后再和欧洲甜樱桃聚在
一起 , 说明寇尔特的遗传基因分别来自双亲 , 与前人对樱桃的研究结果 ( Granger et al. , 1993) 相一
致 , 也进一步说明了中国樱桃与欧洲甜樱桃具有较密切的亲缘关系 (蔡宇良 等 , 2006)。红灯 (那
翁 ×黄玉 ) 和岱红 (大紫 ×?) 的亲本来自欧洲甜樱桃 , 在本研究结果中 , 红灯和岱红与中国樱桃聚
为一类 , 并且遗传距离也有较大的差异 , 但相似系数较大 , 可能是遗传漂变对基因频率产生了较大的
影响 , 因而由基因频率所得的遗传距离仍有可能产生偏差。
本研究根据 SSR分子数据分析 , 聚类结果与地理来源也具有一定相关性。地理来源相近的材料
聚为一类 , 如前寨黄 (山东泰安 )、前寨红 (山东泰安 )、红丰 (山东烟台 )、岱红 (山东泰安 )、莱
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园 　　艺 　　学 　　报 34卷
阳短枝 (山东莱阳 ) 和长把红 (山东烟台 )。这进一步证实 SSR分子标记在一定程度上 , 能够揭示材
料的地理分布情况。但是 , 也有地理分布较远的材料聚在一起 , 如英国的寇尔特和法国的意大利早红
聚在一起。因而应在多个水平 , 借助多种研究手段 , 对材料进行综合评价 , 才能更为准确地评价品种
资源 , 从而为樱桃品种鉴定、选配杂交组合、配置授粉树及遗传育种提供更多的信息。
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