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Study on the Methods of Constructing Chinese Cabbage Core Germplasm Based on the Morphological Data

基于形态数据的大白菜核心种质构建方法的研究


以国家蔬菜种质资源中期库收集保存的1 651份大白菜种质为试材,按照大白菜分类系统和生态型,采用分层分组法,将所有种质分为6组。基于43个形态性状的数据,比较了4种组内取样比例法、6种总体取样规模和2种取样方法在构建大白菜核心种质中的作用和效果。结果表明:组内以多样性比例法更能使各组的取样份数或比例趋于平衡,并较好地保持原始收集品的变异度。当总体取样规模为15%时,多样性比例法所构建的核心种质的遗传多样性指数达到最大,表型保留比例亦能达到98%左右;而当总体取样规模增加到20%以上时,虽然表型保留比例接近100%,但核心种质遗传多样性指数迅速降低。因此,认为15%总体取样规模较为合适。在一定的组内取样比例法和总体取样规模下,聚类取样构建的核心种质的遗传多样性指数(I)、表型保留比例(RPR)和变异系数(CV)均比随机取样的高。根据获得的优化方案最终在表型水平建立了包含248份种质的中国大白菜核心种质。

The method to construct Chinese Cabbage core germplasm based on four types of sampling proportion methods in group, six overall sampling scales and two sampling methods were studied in light of 1 651 accessions of Chinese cabbage germplasm and their data of 43 morphological characters in the national medium-term genebank of vegetable germplasm resources. The main results were as follows: The best proper sampling proportion within group was based on index of genetic diversity which enabled the sampled number or proportion from different groups tend to balance, and better maintained the variability of original collection .The index of genetic diversity of the core germplasm established according to the method of genetic diversity index proportion reached maximum and the ratio of phenotypic retained reached 98% when the overall sampling scale increased to 15%. Although the proportion of phenotypes retained nearly 100% and phenotypic variability changed little, the genetic diversity index of the core germplasm decreased accordingly when the overall sampling scale increased to over 20%. So 15% of the overall sampling sizes were more appropriate. In certain sampling proportion method and sampling scale, I, RPR and CV of the core germplasm constructed by cluster sampling was much higher than that by random sampling. Based on the optimized sampling scheme, the Chinese cabbage core gernplasm of 248 accessions of Chinese cabbage gernplasm were established.


全 文 :园  艺  学  报  2008, 35 (12) : 1759 - 1766
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2008 - 04 - 22; 修回日期 : 2008 - 10 - 14
基金项目 : 国家自然科学基金项目 (306714)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: lee0612@ sina1com)
基于形态数据的大白菜核心种质构建方法的研究
李国强 , 李锡香 3 , 沈 镝 , 王海平 , 宋江萍 , 邱 杨
(中国农业科学院蔬菜花卉研究所 , 北京 100081)
摘  要 : 以国家蔬菜种质资源中期库收集保存的 1 651份大白菜种质为试材 , 按照大白菜分类系统和
生态型 , 采用分层分组法 , 将所有种质分为 6组。基于 43个形态性状的数据 , 比较了 4种组内取样比例
法、6种总体取样规模和 2种取样方法在构建大白菜核心种质中的作用和效果。结果表明 : 组内以多样性
比例法更能使各组的取样份数或比例趋于平衡 , 并较好地保持原始收集品的变异度。当总体取样规模为
15%时 , 多样性比例法所构建的核心种质的遗传多样性指数达到最大 , 表型保留比例亦能达到 98%左右 ;
而当总体取样规模增加到 20%以上时 , 虽然表型保留比例接近 100% , 但核心种质遗传多样性指数迅速降
低。因此 , 认为 15%总体取样规模较为合适。在一定的组内取样比例法和总体取样规模下 , 聚类取样构建
的核心种质的遗传多样性指数 ( I)、表型保留比例 (R PR ) 和变异系数 (CV ) 均比随机取样的高。根据获
得的优化方案最终在表型水平建立了包含 248份种质的中国大白菜核心种质。
关键词 : 大白菜 ; 形态数据 ; 核心种质 ; 取样规模 ; 取样方法
中图分类号 : S 63411  文献标识码 : A  文章编号 : 05132353X (2008) 1221759208
Stud ies on the M ethods of Con structing Ch inese Cabbage Core Germ pla sm
Ba sed on the M orpholog ica l Da ta
L I Guo2qiang, L I Xi2xiang3 , SHEN D i, WANG Hai2p ing, SONG J iang2p ing, and Q IU Yang
( Institu te of V egetables and Flow ers, Chinese A cadem y of A gricultura l Sciences, B eijing 100081, Ch ina)
Abstract: The method to construct Chinese cabbage core germp lasm based on four types of samp ling p ro2
portion methods in group, six overall samp ling scales and two samp ling methods were studied in light of 1 651
accessions of Chinese cabbage germp lasm and their data of 43 morphological characters in the National
Medium2term Genebank of Vegetable Germp lasm Resources. The main results were as follows: The best
p roper samp ling p roportion within group was based on index of genetic diversity which enabled the samp led
number or p roportion from different group s tend to balance, and better maintained the variability of original
collection. The index of genetic diversity of the core germp lasm established according to the method of genetic
diversity index p roportion reached maximum and the ratio of phenotyp ic retained reached 98% when the over2
all samp ling scale increased to 15%. A lthough the p roportion of phenotypes retained nearly 100% and pheno2
typ ic variability changed little, the genetic diversity index of the core germp lasm decreased accordingly when
the overall samp ling scale increased to over 20%. So 15% of the overall samp ling sizes were more app rop ri2
ate. In certain samp ling p roportion method and samp ling scale, index of genetic diversity, ratio of phenotype
retained and coefficient of variation of the core germp lasm constructed by cluster samp ling was much higher
than that by random samp ling. Based on the op tim ized samp ling scheme, the Chinese cabbage core germp lasm
of 248 accessions of Chinese cabbage germp lasm were established.
Key words: Chinese cabbage; morphological data; core germp lasm; samp ling scale; samp ling method
园   艺   学   报 35卷
目前 , 在中国国家蔬菜种质资源中期库中收集保存的有性繁殖蔬菜种质资源 132种 (变种 )
33 280份 (李锡香 等 , 2006)。庞大的资源数量给种质的保存、评价、研究和利用带来了诸多困难
(B rown, 1989a)。自 Frankel和 B rown (1984) 提出 “核心种质 ”的概念以来 , 在短短的 20多年中 ,
世界范围内已在 51个作物种上构建了 63个核心种质 (董玉琛 等 , 2003) , 分布于 15个国家。中国
目前已在芝麻、水稻、大豆、小麦等多种作物上开展了核心种质的研究 (李自超 等 , 1999) , 但在种
类繁多的蔬菜作物上的研究较少。
目前国家蔬菜种质资源中期库收集保存了大白菜 (B rassica cam pestris L. ssp. pekinensis O lsson)
1 651 (包括重复 ) 份种质资源。为了提高大白菜种质资源的利用效率 , 以大白菜种质资源的形态数
据为基础 , 探讨构建核心种质的取样策略 , 构建中国大白菜核心种质。
1 材料与方法
111 试验材料
供试材料为保存于中国国家蔬菜种质资源中期库的 1 651份大白菜种质 , 其来源为安徽 (5份 )、
北京 (35份 )、吉林 (108份 )、福建 (23份 )、甘肃 (23份 )、贵州 (32份 )、河北 ( 186份 )、河
南 (193份 )、黑龙江 (36份 )、湖北 (63份 )、湖南 (22份 )、江苏 ( 42份 )、江西 ( 2份 )、辽宁
(66份 )、内蒙古 (47份 )、宁夏 ( 34份 )、青海 ( 10份 )、山东 ( 265份 )、陕西 ( 37份 )、四川
(171份 )、天津 (28份 )、西藏 (2份 )、新疆 (15份 )、云南 (127份 )、浙江 (21份 )、山西 (19
份 )、重庆 (5份 )、广东 (11份 ) 和国外品种 (23份 )。
112 田间试验
于 2006年 8月将所有供试材料播种于北京市顺义区杨镇试验基地。试验地平整、前茬作物一致 ,
周围无高大植物或建筑物遮挡。采用高垄栽培 , 垄距 40 cm, 株距 30 cm , 垄长 715 m , 垄宽 40 cm,
露地直播 , 每份材料定植 15株 , 周围以 ‘北京新 3号 ’设保护行 , 栽培管理同一般生产。
113 观察记载的性状、方法和标准
调查的时期分为幼苗期、莲座期和结球期。调查的性状包括 25个质量性状 : 子叶颜色、下胚轴
颜色、株型、叶形、叶柄形状、叶子顶端形状、叶缘、外叶裂刻、叶色、叶面、叶面刺毛、叶面蜡
粉、叶尖姿势、叶柄或中肋横切面形状、叶柄色及中肋色、叶球形状、叶球顶形状、短缩茎侧芽萌发
情况、叶球抱合类型、叶球心、叶球外露性、叶球覆盖度、叶球颜色、叶球内叶色和叶翼的有无 ; 18
个数量性状 : 子叶长、子叶宽、株高、株幅、基生叶数、外叶长、外叶宽、中肋长、中肋宽、中肋
厚、叶球短缩茎纵径、叶球短缩茎横径、单株总质量、单株叶球质量、叶球横径、叶球纵径、叶球包
叶数、叶球叶片质量。调查方法和标准以及各质量性状的分级赋值均参照 《大白菜种质资源描述规
范和数据标准 》 (李锡香和孙日飞 , 2008) , 数量性状依均值 ( X
— ) 和标准差 (σ) 分为 10级 , 1级
X i < X

- 2σ, 10级 X i > X

+ 2σ, 中间每级间差 015σ。
114 研究方法
将试验材料按照大白菜分类系统分为 4组 , 即结球变种、花心变种、半结球变种和散叶变种 , 将
其中的结球变种按生态型再分为直筒型、平头型和卵圆型 3组 , 共计 6组。从组内取样比例法、总体
取样规模和组内抽样方法 3个方面筛选构建核心种质的方法。组内取样比例法包括简单比例、对数比
例、平方根比例和多样性比例 , 分别根据已有研究介绍的公式计算 (L i et al. , 2002; Zhang et al. ,
2003)。简单比例 NB = X i / 6
i
X i , 对数比例 NL = LogX i /6
i
LogX i , 平方根比例 N S = sqrtX i /6
i
sqrtX i , 多
样性比例 NH = Hi /6
i
Hi (X i : 第 i组的样品份数 ; Hi : 第 i组的多样性指数 )。
总体取样规模设 5%、10%、15%、20%、25%和 30%。组内取样方法均采用组内聚类取样。因
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 12期 李国强等 : 基于形态数据的大白菜核心种质构建方法的研究  
此 , 共形成 24种取样方案。选择表型保留比例 ( ratio of phenotype retained, R PR ) , 表型频率方差
( variance of phenotyp ic frequency, V PF )、遗传多样性指数 ( index of genetic diversity, I)、变异系数
( coefficient of variation, CV ) 4个指标 (李自超 等 , 2002; 张洪亮 等 , 2003) , 对各种取样方案形成的
预选核心种质进行比较 , 并通过方差分析和多重比较确定适宜的总体取样规模和组内取样比例法。
数量性状的标准化、各指标的计算、方差分析和多重比较均在 Excel中进行 , 各组材料的聚类分
析在 S2PLUS2000 (附加 GEBE I模块 ) 系统下进行。
2 结果与分析
211 组内取样比例法的确定
按分类系统和生态型将所有种质分为 6组 , 即 Ⅰ组直筒型 , Ⅱ组平头型 , Ⅲ组卵圆型 , Ⅳ组散叶
型 , Ⅴ组花心型 , Ⅵ组半结球型。分别在 5%、10%、15%、20%、25%和 30%总体取样规模之下 ,
按照简单比例、对数比例、平方根比例、多样性比例 , 计算各组的取样比例和份数 (表 1)。
表 1 各组按不同取样方案入选的种质份数及其占各预选核心种质的比例
Table 1 Accession s of selected germ pla sm from each group and the ra tio of the selected germ pla sm from each group to the
correspond ing pre2core collection s under d ifferen t sam pling stra teg ies
取样比例法
Samp ling ratio
method
分组
Group
总体取样规模 Overall samp ling scale
5%
数量
Number %
10%
数量
Number %
15%
数量
Number %
20%
数量
Number %
25%
数量
Number %
30%
数量
Number %
原始收集品
O riginal collection
数量 Number %
简单比例 Ⅰ 6 712 12 713 18 714 24 713 30 712 36 712 119 7121
Simp le ratio Ⅱ 1 112  2 112  2 018  3 019  4 110  5 110   15 0191
Ⅲ 29 3419 58 3512 87 3515 116 3512 146 3512 175 3512 582 35125
Ⅳ 14 1619 28 1710 42 1711 57 1713 71 1711 85 1711 283 17114
Ⅴ 25 3011 49 2917 74 3012 98 2917 123 2916 147 2916 490 29168
Ⅵ 8 916 16 917 24 918 32 917 41 919 49 919 162 9181
合计 Total 83 165 245 330 415 497 1 651
对数比例 Ⅰ 14 1711 28 1712 42 1711 56 1711 70 1711 84 1711 119 7121
Logarithm ratio Ⅱ 1 112  2 112  2 018  3 019  4 110  5 110   15 0191
Ⅲ 19 2312 37 2215 56 2219 74 2216 93 2217 11 2216 582 35125
Ⅳ 16 1915 33 2012 49 2010 66 2012 82 2010 99 2012 283 17114
Ⅴ 18 2210 36 2211 54 2210 72 2210 90 2210 108 2212 490 29168
Ⅵ 15 1811 30 1814 44 1810 59 1810 74 1811 89 1811 162 9181
合计 Total 83 165 247 330 413 496 1 651
平方根比例 Ⅰ 10 1211 21 1218 31 1217 41 1216 52 1217 62 1217 119 7121
Square root ratio Ⅱ 1 112  2 112  2 018  3 019  4 110  5 110   15 0191
Ⅲ 23 2811 45 2714 68 2718 91 2719 114 2719 136 2718 582 35125
Ⅳ 16 1915 32 1915 48 1916 63 1913 79 1913 95 1914 283 17114
Ⅴ 21 2516 42 2516 62 2513 83 2515 104 2514 125 2515 490 29168
Ⅵ 12 1416 24 1416 36 1417 48 1417 60 1417 72 1417 162 9181
合计 Total 83 166 247 329 413 495 1 651
多样性比例 Ⅰ 13 1611 27 1615 40 1613 53 1612 67 1613 80 1613 119 7121
D iversity ratio Ⅱ 1 112  2 112  2 018  3 019  4 110  5 110   15 0191
Ⅲ 18 2212 37 2216 55 2214 73 2213 92 2214 110 2214 582 35125
Ⅳ 17 2110 33 2011 50 2013 67 2015 83 2012 100 2014 283 17114
Ⅴ 18 2212 37 2216 55 22. 4 73 2213 92 2214 110 2214 490 29168
Ⅵ 15 1815 30 1813 46 1817 61 1817 76 1815 91 1815 162 9181
合计 Total 82 166 248 330 414 496 1 651
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以 Ⅲ组为例 , 该组样品数量在总体收集品中占比例为 35125%。在 5%总体取样规模下 , 按简单
比例 , 该组入选种质数占其预选核心种质的 3419% , 但按其它 3种比例方法 , 入选种质数在相应预
选核心种质中所占的比例减少为 2312%、2811%和 2212%。其中 , 以多样性指数法的抽样比例减少
最多 , 而平方根法降低比例最少。在其余各总体取样规模下 , 各种取样比例法所显示的结果类似。可
见 , 4种取样比例的修正能力从大到小依次为 : 多样性比例 >对数比例 >平方根比例 >简单比例。在
5%的总体取样规模下 , 以对数比例法构建核心种质时 , 各组材料在核心种质中所占比例在 112% ~
2312%之间 , 相差 22% ; 而多样性比例法为 112% ~2212% , 相差 2110% ; 平方根比例法为 112% ~
2516% , 相差 2414%。由此可见 , 多样性比例和对数比例均可以使各组的取样数量趋于平衡 , 起到
较好的修正作用。
212 总体取样规模的确定
根据表 1所列出的原始收集品中各组种质的份数以及在各种取样方案下各组应入选的种质份数 ,
以 25个质量性状和 18个数量性状的观测鉴定数据为基础 , 进行组内聚类分析和取样 , 构建出 24套
预选核心种质。分别计算各预选核心种质的遗传多样性指数 ( I)、表型保留比例 ( R PR )、表型频率
方差 (V PF) 和变异系数 (CV ) , 并对各指标进行比较。
从图 1可以看出 , 简单比例法取样形成的预选核心种质的 I值较其他 3种比例取样的 I值大。对
于前 3种比例取样 , 当总体取样规模从 5%上升到 10%时 , 各预选核心种质的 I随之增大 , 并达到最
大值 , 当取样规模增加到 15%时 , I值反而降低 , 不过对对数比例取样而言 , 这种下降的幅度较小。
对于多样性比例而言 , 当总体取样规模在 15%时 , 预选核心种质的 I值最大。这表明当总体取样规模
超过 10%或 15%后 , 增大取样规模 , 增大了核心种质的冗余度 , 降低了核心种质内各种性状变异分
布的均一性 , 导致了多样性的降低。
各比例取样法构建的预选核心种质的 R PR值随总体取样规模的增大而增加 , 但当取样规模增大
到一定程度后 , 这种上升趋势逐步降低。但是 , 4种不同的比例取样法的结果变化略有差异。当取样
规模为 15%时 , 只有简单比例取样构建的预选核心种质的 R PR大于 98% , 平方根比例和多样性比例
取样的 R PR接近 98% ; 当取样规模为 20%时 , 4种比例取样法构建的预选核心种质的 R PR均大于或
等于 98%。就对数比例而言 , 只有当取样规模达到 20%时 , 各预选核心种质的 R PR才能达到 98%。
当取样规模为 30%时 , 按 4种比例取样的预选核心种质 R PR均达到 100% , 使得各预选核心种质的
表现型完全能覆盖原始收集品。这说明 , 当取样规模达到一定大小后 , 增大取样规模对提高核心种质
变异丰度的作用大大降低。
简单比例取样构建的各预选核心种质 CV值均较小 , 其他 3种比例取样的 CV值均处于高位。无
论采用哪种比例取样 , 当取样规模从 5%上升到 10%时 , 各 CV值均大幅度上升。对前 3种比例法取
样而言 , 当取样规模达到 10%时 , 预选核心种质的 CV值达到最大 ; 当取样规模从 10%上升到 15%
时 , CV值的变化不明显 , 随着取样规模的进一步上升 , CV值小幅减少。按多样性比例取样时 , 当取
样规模达到 15%和 20%时 , 其 CV值达到最大 , 然后随着取样规模的增加而减小。
而预选核心种质 V PF值与前 3者的变化正好相反 , 随着取样规模的增大而逐步减少 , 表明随取
样规模的增加 , 核心种质变异的均度增大。这种变化与 I, R PR和 CV的变化反映的结果相吻合。
综合比较 4种比例取样法在提高核心种质内各种性状变异分布的均一性 , 降低遗传冗余度 , 保持
群体的表型频率和多样性水平中的作用 , 认为 15%的总体取样规模比较合适。
2671
 12期 李国强等 : 基于形态数据的大白菜核心种质构建方法的研究  
图 1 对按 24种取样方案构建的预选核心种质的 4个检验指标的比较
F ig. 1 Com par ison of 4 test index for 24 sam pling schem es
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213 组内取样方法的确定
在按多样性比例取样和 10%、15%总体取样规模的策略下 , 比较了聚类取样和随机取样两种方
法形成的预选核心种质 (表 2)。结果表明 , 聚类取样构建的预选核心种质的遗传多样性指数 ( I)、
表型保留比例 (R PR ) 和变异系数 (CV ) 值均较随机取样形成的对应预选核心种质的相应指标值大。
而表型频率方差 (V PF) 则反之。这说明以聚类取样法形成的核心种质 , 其变异的丰度和均度均优于
随机取样法。而且 , 在取样规模由 10%上升至 15%时 , I、CV和 R PR值均有所上升。
表 2 组内不同取样方法的比较
Table 2 The com par ison of d ifferen t sam pling m ethods in group
取样规模 /%
Samp ling scale
取样方法
Samp ling method
检测指标 Detection indicator
多样性指数
Index of
genetic diversity
变异系数
Coefficient of
variation
表型保留比例
Ratio of
phenotype retained
表型频率方差
Variance of
phenotyp ic frequency
10 随机取样 Random samp ling 016795 114659 019221 010310
聚类取样 Cluster samp ling 017076 210195 019595 010240
15 随机取样 Random samp ling 016817 117884 019564 010301
聚类取样 Cluster samp ling 017115 210245 019782 010263
通过对按 4种组内取样比例和 6种总体取样规模以及聚类分析构建的预选核心种质的各检验指标
进行方差分析 (表 3)。结果表明 , I和 CV值在 4种取样比例间的差异均达到极显著 , 而 R PR和 V PF
的差异则表现不显著。在 6种取样规模间 , I、CV和 R PR值的差异均达到了极显著 ; 而 V PR达到显
著水平。由此可见 , 取样比例主要通过影响核心种质的 I和 CV, 取样规模则通过影响群体的 I、CV、
R PR和 V PF , 使得以不同的总体取样规模和组内取样比例法构建的预选核心种质的遗传变异的丰度
和均度表现出显著的不同 , 这一结果与图 1所示各指标的变化趋势一致。
表 3 各预选核心种质 4个检验指标的方差分析
Table 3 Var iance ana lysis of 4 test index of a ll pre2core germ pla sm
检验指标
Testing index
变异来源
Variation sources
自由度
f
平方和
SS
均方
M S
F值
F value
多样性指数 取样比例 Samp ling ratios 3 01001694 010005647 2821353 3
Index of 取样规模 Samp ling size 5 01000175 01000035 171503 3
genetic diversity 误差 E Error 15 0100003 01000002
变异系数 取样比例 Samp ling ratios 3 0105866 0101955 3421983 3
Coefficient of 取样规模 Samp ling size 5 0101389 01002777 481723 3
variation 误差 E Error 15 0100085 01000057
表型保留比例 取样比例 Samp ling ratios 3 010003006 010001002  4108
Ratio of phenotype 取样规模 Samp ling size 5 01009841 01001968 801133 3
retained 误差 E Error 15 010003684 0100002456
表型频率方差 取样比例 Samp ling ratios 3 01000003564 01000001188  1189
Variance of 取样规模 Samp ling size 5 0100003785 0100000757 121023
phenotyp ic frequency 误差 E Error 15 01000009522 0100000063
3 讨论
311 大白菜核心种质构建中组内取样比例的确定
刘三才等 (2001) 报道 , 来源地百分比例法较好地代表了小麦性状类别的分布 , 来源地平方根
法和对数比例法则较明显地增加了优良类别的频率。李自超等 (2002) 在研究中国地方稻种资源的
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 12期 李国强等 : 基于形态数据的大白菜核心种质构建方法的研究  
初级核心种质取样策略时 , 认为平方根或对数比例在组内随机取样的策略为中国地方稻种核心种质初
级样品的可行策略。本研究对简单比例、对数比例、平方根比例及多样性比例与聚类取样相结合的各
取样策略的比较表明 , 在同样的总体取样规模下 , 简单比例能提高核心种质的多样性和表型保留比
例 , 但是降低了核心种质的变异度 , 而且对各组取样数量的修正能力最低。这与刘三才等 ( 2001)
的研究结果相仿。对本研究进一步的比较显示 , 多样性比例对各组取样数量的修正能力高于平方根法
和对数比例法 , 这与李自超等 (2002) 的结果不太一致 , 主要原因可能在于后者将各种比例取样与
组内随机取样相结合。因此 , 对于具体作物的核心种质构建 , 组内比例法的确定还得取决于取样策略
中其他因子的组合优化。
312 大白菜核心种质构建中总体取样规模的确定
B rown (1989b) 根据 Evens的中性等位基因抽样理论认为 , 从一个有效群体中用 10%的总体抽
样比率抽取的子集能以 95%的确信度保存原群体至少 70%的等位基因。 van Raam sdonk和 W ijnker
(2000) 比较了 10%、15%和 20%取样比率所得的郁金香核心种质 , 认为 20%是最好的取样比率。
魏兴华等 (1999) 在构建浙江地方籼型稻种资源核心种质时 , 认为以 1215%的总体取样比例代表了
原种质库 90%以上的遗传变异。其实核心库的取样规模与该作物整个收集品的规模大小和遗传多样
性有关 , 如果基础群体较小 , 但遗传多样性较高 , 则需采用较高的取样规模 , 反之则需采用较低的取
样规模 (徐海明 , 2005) ; 另外 , 总体取样规模的高低还需要考虑种质资源核心样品的管理的可操作
性及其应用 , 对于规模庞大的原始收集品 , 为了应用及管理的有效性可能不得不采用较低的取样规
模 , 即使导致少部分多样性的丧失。此外 , 取样规模的大小还取决于对原始收集品遗传变异鉴定数据
的有效性 , 如果是性状较少的表型鉴定 , 不能使各种遗传变异得到充分地表现 , 取样规模应该适当放
大 , 以免丢失掉重要的变异类型。本研究通过对 24种取样策略的比较 , 发现以 10%的总体取样规模
来构建国家蔬菜种质资源库的大白菜核心种质 , 无论采用哪种比例取样 , 其表型保留比例均可以达到
95%以上 ; 但是 , 采用组内多样性比例取样时 , 对各组取样数量的修正能力较高。15%的总体取样规
模能使群体 I值达到最大 , 而且能使表型保留频率提高到 98%以上。再者 , 考虑到表型鉴定方法揭示
变异的局限性 , 认为在目前阶段 15%的总体取样规模是比较合适的。随着表型鉴定的深入和分子鉴
定的展开 , 我们可以对现有核心种质实行进一步校正和动态管理。
313 大白菜核心种质构建中的取样方法
核心种质的取样方法有随机取样和聚类取样。由于资源的遗传多样性分布是不均匀的 , 因此采用
随机取样和聚类取样将会获得多样性结构不同的核心种质 ( Spagnoletti & Qualset, 1993)。本研究通
过对原始收集品进行聚类取样和随机取样构建的核心样品的遗传多样性指数及其结构的比较 , 发现在
相同的总体取样规模下 , 随机取样可以获得整个资源的无偏样本 , 从而可以保持原始收集品各表型变
异的相对数量与结构。而对于一些在整个收集品中占比例小而变异性较大的材料 , 随机取样法则容易
产生遗漏 , 使得变异的丰度下降。聚类取样则在较大程度上避免了特殊变异的遗漏 , 从而能保持原始
收集品变异的丰度 , 提高原始收集品变异的均度 , 但不能保持原始样品的结构。鉴于目前核心种质构
建的目的在于有效地保存和利用种质资源 , 因此 , 采用聚类取样的方法更能建立经济、有效、实用的
大白菜核心种质。
References
B rown A H D. 1989a. Core collection: A p ractical app roach to genetic resources management. Genome, 31: 818 - 824.
B rown A H D. 1989b. The case for core collections∥B rown A H D, FrankelO H, MarshallD R, W illiam s J T eds. The use of p lant genetic re2
sources. Cambridge: Cambridge University Press: 136 - 156.
Dong Yu2chen, Cao Yong2sheng, Zhang Xue2yong, L iu San2cai, W ang Lan2fen, You Guang2xia, Pang B in2shuang, L i L i2hui, J ia J i2zeng.
5671
园   艺   学   报 35卷
2003. Establishment of candidate core collections in Chinese common wheat germp lasm. Journal of Plant Genetic Resources, 4 (1) : 1 - 8.
( in Chinese)
董玉琛 , 曹永生 , 张学勇 , 刘三才 , 王兰芬 , 游光霞 , 庞斌双 , 李立会 , 贾继增. 2003. 中国普通小麦初选核心种质的产生. 植
物遗传资源学报 , 4 (1) : 1 - 8.
Frankel O H, B rown A H D. 1984. Current p lant genetic resources—a critical app raisal∥Genetics: New Frontiers ( vol Ⅳ) . New Delhi, In2
dia: Oxford and IBH Publishing.
Frankel O H. 1984. Genetic perspectives of germp lasm conservation∥A rber W , L limensee K, Peacock W J, Starlinger P eds. Genetic manip
ulation: Impact on man and society. Cambridge, U K: Cambridge University Press.
L i Xi2xiang, Shen D i, W ang Hai2p ing, Q i Chun2zhang, W ang Su. 2006. Advances and development strategy of researches on vegetable germ2
p lasm. China Vegetables, 10 ( Supp lement) : 3 - 9. ( in Chinese)
李锡香 , 沈 嫡 , 王海平 , 戚春章 , 王 素. 2006. 我国蔬菜种质资源研究进展与发展策略. 中国蔬菜 , 10 (增刊 ) : 3 - 9.
L i Xi2xiang, Sun R i2fei. 2008. Descrip tors and data standard for Chinese cabbage [ B rassica cam pestris L. ssp. pekinensis (Lour. ) O lsson ].
Beijing: China Agricultural Press. ( in Chinese)
李锡香 , 孙日飞. 2008. 大白菜种质资源描述规范和数据标准. 北京 : 中国农业出版社.
L i Zi2chao, Zhang Hong2liang, Sun Chuan2qing, W ang Xiang2kun. 1999. Status and p rospects of core collection in p lant germp lasm resource.
Journal of China Agricultural University, 4 (5) : 51 - 62. ( in Chinese)
李自超 , 张洪亮 , 孙传清 , 王象坤. 1999. 植物遗传资源核心种质研究现状与展望. 中国农业大学学报 , 4 (5) : 51 - 62.
L i Zi2chao, Zhang Hong2liang, Zeng Ya2wen, Yang Zhong2yi, Shen Shi2quan, Sun Chuan2qing, W ang Xiang2kun. 2002. Study on samp ling
schemes of core collection of local varieties of rice in Yunnan, China. Scientia Agricultura Sinica, 33 (5) : 1 - 7. ( in Chinese)
李自超 , 张洪亮 , 曾亚文 , 杨忠义 , 申时全 , 孙传清 , 王象坤. 2002. 云南地方稻种核心种质取样方案研究. 中国农业科学 , 33
(5) : 1 - 7.
L i Z C, Zhang H L, Zeng YW , Yang Z Y, Shen S Q, Sun C Q, W ang X K. 2002. Studies on samp ling schemes for the establishment of core col2
lection of rice landraces in Yunnan. Genet Resour and Crop Evol, 49: 67 - 74.
L iu San2cai, Cao Yong2sheng, Zheng D ian2sheng, Song Chun2hua, Chen Meng2ying. 2001. Comparing of strategies for develop ing core collec2
tion from common wheat. Acta Tritical Crop s, 21 (2) : 42 - 45. ( in Chinese)
刘三才 , 曹永生 , 郑殿升 , 宋春华 , 陈梦英. 2001. 普通小麦核心种质抽样方法的比较. 麦类作物学报 , 21 (2) : 42 - 45.
Spagnoletti Z P L, Qualset C O. 1993. Evaluation of five strategies for obtaining a core subset from a large genetic resource collection of durum
wheat. Theor App l Genet, 87: 295 - 304.
van Raam sdonk L W D, W ijnker J. 2000. The development of a new app roach for establishing a core collection using multivariate analyses with
tulip as case. Genet Resour Crop Evol, 47: 403 - 416.
W ei Xing2hua, Yan Q i2chuan, Ying Cun2shan, Zhang L i2hua, Zhang L in2p ing. 1999. A core collection of Zhejiang traditional indica rice
germp lasm. Chinese Journal of R ice Science, 13 (2) : 81 - 85. ( in Chinese)
魏兴华 , 颜启传 , 应存山 , 张丽华 , 章林平. 1999. 建立浙江地方籼型稻种资源的核心样品的研究. 中国水稻科学 , 13 ( 2) :
81 - 85.
Xu Hai2m ing. 2005. Study on methods of constructing core collection of germp lasm and their app lication in core construction [ Ph. D. D isserta2
tion ]. Hangzhou: Zhejiang University. ( in Chinese)
徐海明. 2005. 种质资源核心库构建方法的研究及其应用 [博士论文 ]. 杭州 : 浙江大学.
Zhang Hong2liang, L i Zi2chao, Cao Yong2sheng, Q iu Zong2en, Yu Ping, W ang Xiang2kun. 2003. Comparison of parameters for testing the
rice core collection in phenotype. Acta Agronom ica Sinica, 29 (2) : 252 - 257. ( in Chinese)
张洪亮 , 李自超 , 曹永生 , 裘宗恩 , 余  萍 , 王象坤. 2003. 表型水平上检验水稻核心种质的参数比较. 作物学报 , 29 ( 2) :
252 - 257.
Zhang Hong2liang, L i Zi2chao, L iao Deng2qun, L iu Xia, Zeng Ya2wen, Shen Shi2quan, Mu Ping, Yang Zhong2yi, W ang Xiang2kun. 2003.
M icrosatellite analysis of landrace rice core collection in Yunnan. Acta Agronom ica Sinica, 11 (2) : 131 - 139.
6671