全 文 ：© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
园 　艺 　学 　报 　2003 , 30 (1) : 47～50
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2002 - 01 - 23 ; 修回日期 : 2002 - 06 - 03
基金项目 : 国家自然科学基金项目 (30170644) ; 国家高技术研究发展计划项目 (2001AA241123 , 2002AA241251 , 2002AA207012) ;
教育部跨世纪优秀人才培养计划项目 ; 教育部科学技术研究重点项目 (重点 01097) ; 教育部留学回国人员科研启动基金项目3 通讯作者 (Author for correspondence)
黄瓜栽培种、近缘野生种、种间杂种及其回交后代
的 RAPD 分析
庄飞云　陈劲枫 3
(作物遗传与种质创新国家重点实验室 , 南京农业大学蔬菜研究所 , 南京 210095)
摘 　要 : 以黄瓜栽培种、黄瓜野生变种、近缘野生种、种间杂交种及其与黄瓜回交自交的后代以及甜
瓜为试材 , 采用 RAPD 方法探讨其亲缘关系。对 23 份试材进行扩增 , 筛选出 31 条随机引物的扩增产物进行
结果分析 , 共产生 375 个位点 , 具多态性位点占 90. 0 % , 平均每条扩增出 6. 3 条。通过 UPGMA 聚类分析 ,
以遗传距离 0. 37 为阀值 , 可将 23 份试材归为黄瓜、近缘野生种、种间杂交种及甜瓜亚属种 4 类。
关键词 : 黄瓜 ; 种间杂交 ; 亲缘关系 ; RAPD
中图分类号 : S 642. 2 　　文献标识码 : A 　　文章编号 : 05132353X (2003) 0120047204
在现行分类系统下 , Cucumis 属被分为甜瓜亚属 (subgen. Melo) 和黄瓜亚属 (subgen. Cucumis) ,
主要是依据地理起源和染色体基数关系理论〔1〕。根据这一理论 , 甜瓜亚属由起源于非洲 , 并且染色体
基数为 x = 12 的 29 个种组成 ; 而黄瓜亚属仅由起源于亚洲 , 并且染色体基数为 x = 7 的一个种组
成〔2〕。对于 Cucumis 属物种亲缘关系及分类研究已有较多报道 , 但对野生种 C. hystrix Chakr. 研究较
少。Kirkbride 只是依据其 (植物干标本) 形态与黄瓜很相似 , 将其归入黄瓜亚属中〔2〕。陈劲枫等通过
染色体计数发现 C. hystrix 染色体数与甜瓜亚属物种相同 , 2n = 24 , 而不是黄瓜亚属的 2n = 14 ; 然而
进一步的同工酶及杂交亲和性研究却证明其与栽培黄瓜 ( C. sativus L. , 2n = 14) 有较近的亲缘关系 ,
与甜瓜 ( C. melo L. , 2n = 24) 较远〔3 ,4〕。这些研究无疑对 Jeffery 的染色体基数理论〔1〕及 Kirkbride 的
Cucumis 属分类系统〔2〕提出了质疑。作者在上述研究基础上进行本研究 , 旨在以不同类型栽培黄瓜、
黄瓜野生变种 ( C. sativus var. hardwickii) 、近缘野生种、种间杂种 ( C. ×hytivus Chen & Kirkbride , 2n
= 38) 及其后代 , 以及甜瓜为试材 , 通过 RAPD 分析探讨各种试材间的亲缘关系 , 为 C. hystrix 及种
间杂种 C. ×hytivus 在分类系统中精确定位提供理论依据。
1 　材料与方法
参试材料及其代号见表 1。H122、H324 和 H6 来自于原始种间杂种 3 个不同株系的自交后代 , C12
1214 , C123215 , C121217 为种间杂种与栽培黄瓜回交一代 (BC1 ) 后 , 再自交二代获得的不同单株
(BC1S2) 。M1 和 M3 为两种栽培甜瓜 , 作为外源群体。各试材于 2001 年 2 月 20 日在南京农业大学蔬
菜试验地育苗 , 3 月 25 月定植于大田 , 5 月底取材。
各种类型植株分别选取 15 株 , 取刚展开叶 5 g , 采用 CTAB 法提取总基因组 DNA , 用氯化锂 (终
浓度为 2. 5 mol/ L) 沉淀 RNA 进行初步纯化 , 加入 RNase A (至终浓度为 100μg/ mL , 37 ℃温育
20 min) 进行再纯化 , 将 DNA 浓度稀释至 20 ng/μL 进行 PCR 扩增。
选用上海生工产的 11 组随机引物 (A , B , C , D , E , F , G, H , I , K, 和 N) 。每个反应体系为
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20μL , 包括 Tris2HCl (pH 9. 0) 10 mmol/ L , KCl 50 mmol/ L , MgCl2 2. 5 mmol/ L , 4 种核苷酸各为
150μmol/ L (大连宝生物产品) , 引物 0. 4μmol/ L , 模板 DNA 40 ng , 1. 0 U 的 Tag DNA 聚合酶 (上海
生工产品) 。在 PTC2100 PCR 仪 (MJ , 美国) 中进行 , 反应程序参照 Staub〔6〕的条件进行。
反应产物在含有 EB 的 1. 2 %琼脂糖凝胶中电泳分离 , 紫外灯下检测拍照 , 并用 SX2100 图像摄像
系统 (上海四星) 进行扫描 , 估算条带的分子量。以“0”和“1”统计各位点条带 , 应用 Jaccard 公
式 〔J ij = a/ (a + b) , a 为两种共同拥有的条带数 , b 为仅在一个种中出现的条带数总和〕计算各试材
间的相似系数 , 遗传距离为 D = 1 - J ij , 采用 PHYLIP 3. 5c 版本软件对群体进行 UPGMA 聚类分析。
表 1 　不同参试材料及其编号
Table 1 　Cucumis species and varieties in the study
代　号
Assigned code
品种或类型
Name
类　型
Type
来源 3
Source
染色体数
Chromosome number
AC1 A309 美国盐渍型 American pickling 1 2n = 2x = 14
AC2 GY14 美国雌性系 American gynoecious 1 2n = 2x = 14
AC3 PI22289 美国盐渍型 American pickling 1 2n = 2x = 14
CC1 二早子 Erzhaozi 华南型 Southern China 2 2n = 2x = 14
CC2 白丝条 Baisitiao 华南型 Southern China 2 2n = 2x = 14
CC3 北京截头 Beijing jietou 华北型 Northern China 2 2n = 2x = 14
CC4 津研 4 号 Jinyan No. 4 华北型 Northern China 2 2n = 2x = 14
CC5 西双版纳黄瓜 1 var. xishuangbannesis sample 1 西南型 Southwestern China 2 2n = 2x = 14
CC6 西双版纳黄瓜 2 var. xishuangbannesis sample 2 西南型 Southwestern China 2 2n = 2x = 14
CC7 西双版纳黄瓜 3 var. xishuangbannesis sample 3 西南型 Southwestern China 2 2n = 2x = 14
EC1 戴多星 Deltastar 欧洲温室型 European greenhouse 3 2n = 2x = 14
EC2 荷蒙 Harmonie 欧洲盐渍型 European pickling 3 2n = 2x = 14
EC3 康德 Condesa 欧洲温室型 European greenhouse 3 2n = 2x = 14
WC1 var. hardwichii 野生黄瓜变种 Wild cucumber variety 1 2n = 2x = 14
C121214 回交自交株系 1 C. ×hytivus ×C. sativus line 1 遗传改良型 Genetically2improved cucumber 4 2n = 2x = 14
C123215 回交自交株系 2 C. ×hytivus ×C. sativus line 2 遗传改良型 Genetically2improved cucumber 4 2n = 2x = 14
C121217 回交自交株系 3 C. ×hytivus ×C. sativus line 3 遗传改良型 Genetically2improved cucumber 4 2n = 2x = 14
H122 种间杂交种株系 1 C. ×hytivus line 1 种间杂交种 Interspecific hybrid 4 2n = 4x = 38
H324 种间杂交种株系 2 C. ×hytivus line 2 种间杂交种 Interspecific hybrid 4 2n = 4x = 38
H6 种间杂交种株系 3 C. ×hytivus line 3 种间杂交种 Interspecific hybrid 4 2n = 4x = 38
S1 野生种酸黄瓜 C. hystrix 近缘野生种 Wild species 4 2n = 2x = 24
M1 灯瓜 Denggua 甜瓜变种 Melo variety 4 2n = 2x = 24
M3 黄河蜜 Huanghe mi 栽培甜瓜 Cultivated melon 2 2n = 2x = 24
　　3 1. 美国威斯康辛大学园艺系 ; 2. 中国农科院蔬菜花卉所 ; 3. 荷兰瑞克斯旺种子公司 ; 4. 南京农业大学蔬菜研究所。3 1. Department of Horticulture , University of Wisconsin2Madison , USA ; 2. Institute of Vegetable Crops and Flowers , the Chinese Academy of
Agricultural Sciences ; 3. Rijkzwaan Seed Company , Holland ; 4. Vegetable Research Institute , Nanjing Agricultural University.
2 　结果与分析
2. 1 　RAPD 标记结果
从 220 条随机引物中初选出 80 条引物 , 对 23 份供试材料进行再扩增 , 筛选出 31 条引物 (A201 ,
A202 , A203 , A209 , A211 , A215 , B201 , B210 , C205 , D207 , D211 , D220 , E201 , E203 , E207 , E214 ,
E219 , E220 , F204 , G204 , G205 , G208 , G209 , G211 , G215 , G216 , I201 , I217 , K202 , K206 和 N215)
进行结果分析 , 平均每条引物扩增出 6. 3 条。其中 9 条引物 (A211、A215、E203、E219、F204、G205、
G216、I201、和 K206) 产生 11 条 C. hystrix 特征带 , 两条引物 A215 和 N215 产生 3 条 C. ×hytivus 特征
带。图 1 为引物 A215 扩增的图谱 , 2 000 bp 和 480 bp 条带为种间杂种的特征带。
在供试材料中 , 共扩出 375 个 RAPD 位点 , 其中具多态性位点达到 90. 0 %。而以黄瓜栽培种、黄
瓜野生变种及 BC1S2 (种间杂种与栽培黄瓜回交 1 代再自交 2 代) 等 17 份材料统计 , 共有 251 个位
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点 , 其中多态性位点 120 个 , 占 47. 8 % , 高于前人仅以不同类型栽培黄瓜统计的 36. 0 %的结果〔6〕。
图 1 　引物 A215 以部分模板扩增的 RAPD 图谱
2 000 bp 和 480 bp 箭头所指为种间杂种 C. ×hytivus 的两条特征带
Fig. 1 　The primer of A215 RAPD pattern with party of templates
1 : AC1 ; 2 : AC2 ; 3 : CC1 ; 4 : CC2 ; 5 : CC3 ; 6 : CC5 ; 7 : CC6 ; 8 : EC1 ; 9 : EC2 ; 10 : WC1 ; 11 : S1 ; 12 : H122 ; 13 : H324 ;
14 : H6 ; 15 : C121214 ; 16 : C123215 ; 17 : C121217 ; 18 : M1 ; 19 : M3。
The arrows indicate the specific fragments of C. ×hytivus at 2 000 bp and 480 bp
从表 2 可看出 , 野生种 C. hystrix 与黄瓜栽培种及野生黄瓜变种间的平均距离 D 值为 0. 56 (变化
范围为 0. 54～0. 58) , 而与甜瓜栽培种间的平均 D 值 0. 69 , 黄瓜与甜瓜之间的平均 D 值为 0. 71 (范
围为 0. 69～0. 74) , 这说明三者之间遗传距离都较远 , 但 C. hystrix 与 C. sativus 之间的亲缘关系稍近 ,
与以前同工酶研究结果〔3〕一致。种间杂种 C. ×hytivus 与黄瓜栽培种及野生黄瓜变种间的平均 D 值为
0. 35 (0. 31～0. 40) , 比其后代 BC1S2 与黄瓜间的平均 D 值 0. 28 ( 0. 22～0. 34) 相对较大 , 但两者都
显著比黄瓜栽培种内的平均D 值 0. 18 (0. 06～0. 25) 高。
表 2 　不同试材间的遗传距离
Table 2 　The genetic distance among different cultigens
Code AC1 AC2 AC3 CC1 CC2 CC3 CC4 CC5 CC6 CC7 EC1 EC2 EC3 WC1 C121214 C123215 C121217 H122 H324 H6 S1 M1 M3
AC1 0. 00
AC2 0. 19 0. 00
AC3 0. 16 0. 19 0. 00
CC1 0. 18 0. 19 0. 20 0. 00
CC2 0. 15 0. 21 0. 18 0. 10 0. 00
CC3 0. 17 0. 21 0. 19 0. 13 0. 09 0. 00
CC4 0. 17 0. 21 0. 20 0. 14 0. 09 0. 07 0. 00
CC5 0. 20 0. 25 0. 19 0. 17 0. 19 0. 20 0. 18 0. 00
CC6 0. 18 0. 25 0. 18 0. 17 0. 19 0. 19 0. 20 0. 09 0. 00
CC7 0. 19 0. 24 0. 19 0. 15 0. 14 0. 16 0. 17 0. 11 0. 06 0. 00
EC1 0. 14 0. 17 0. 14 0. 18 0. 17 0. 18 0. 18 0. 18 0. 17 0. 19 0. 00
EC2 0. 14 0. 14 0. 13 0. 19 0. 17 0. 17 0. 17 0. 21 0. 19 0. 20 0. 05 0. 00
EC3 0. 16 0. 17 0. 15 0. 18 0. 17 0. 16 0. 16 0. 17 0. 20 0. 18 0. 14 0. 13 0. 00
WC1 0. 27 0. 29 0. 25 0. 23 0. 24 0. 24 0. 23 0. 25 0. 26 0. 25 0. 27 0. 25 0. 24 0. 00
C121214 0. 27 0. 28 0. 28 0. 27 0. 25 0. 24 0. 25 0. 28 0. 31 0. 28 0. 27 0. 27 0. 26 0. 31 0. 00
C123215 0. 25 0. 30 0. 27 0. 27 0. 22 0. 22 0. 23 0. 27 0. 29 0. 26 0. 24 0. 24 0. 27 0. 31 0. 08 0. 00
C121217 0. 26 0. 30 0. 26 0. 29 0. 27 0. 27 0. 25 0. 26 0. 30 0. 28 0. 25 0. 24 0. 25 0. 34 0. 17 0. 13 0. 00
H122 0. 33 0. 35 0. 36 0. 35 0. 33 0. 34 0. 31 0. 33 0. 33 0. 34 0. 35 0. 34 0. 35 0. 35 0. 31 0. 30 0. 33 0. 00
H324 0. 34 0. 34 0. 37 0. 35 0. 34 0. 34 0. 31 0. 35 0. 35 0. 34 0. 36 0. 34 0. 37 0. 38 0. 30 0. 30 0. 33 0. 10 0. 00
H6 0. 37 0. 36 0. 38 0. 36 0. 36 0. 37 0. 34 0. 37 0. 36 0. 35 0. 36 0. 36 0. 39 0. 40 0. 31 0. 30 0. 35 0. 17 0. 13 0. 00
S1 0. 56 0. 58 0. 57 0. 56 0. 55 0. 56 0. 56 0. 56 0. 56 0. 56 0. 57 0. 57 0. 57 0. 54 0. 56 0. 56 0. 59 0. 41 0. 40 0. 42 0. 00
M1 0. 70 0. 71 0. 70 0. 71 0. 70 0. 71 0. 70 0. 70 0. 71 0. 72 0. 70 0. 71 0. 69 0. 70 0. 71 0. 71 0. 70 0. 68 0. 68 0. 70 0. 67 0. 00
M3 0. 71 0. 72 0. 73 0. 72 0. 71 0. 71 0. 70 0. 72 0. 73 0. 74 0. 72 0. 72 0. 69 0. 72 0. 73 0. 73 0. 72 0. 70 0. 70 0. 69 0. 71 0. 21 0. 00
　　注 : 材料编号的品种名见表 1。Note : For assigned code see table 1.
2. 2 　聚类结果分析
941 期 　　　　　　　庄飞云等 : 黄瓜栽培种、近缘野生种、种间杂种及其回交后代的 RAPD 分析 　　　　　　　
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　　通过聚类分析 , 以 0. 37 为阀值 , 可将 23 份
试材分为 4 类 (图 2) : 两个栽培甜瓜品种归为
第 1 类 ; 野生种 C. hystrix 为第 2 类 ; 种间杂种
C. ×hytivus 为第 3 类 ; 黄瓜栽培种、黄瓜野生
变种 hardwichii 及杂种后代均为第 4 类。
3 　讨论
C. hystrix 是在我国云南省首次发现的具有
24 条染色体的甜瓜属野生种。根据研究我们认
为 , 在分类上 ,由于 C. hystrix 染色体基数与甜瓜
相同 (x = 12) , 不应将其归入黄瓜亚属 (x = 7) ,
又因其在形态学、同工酶、DNA 及杂交亲和性
等方面表现出与甜瓜亚属植物更远的距离 , 也不
能归入甜瓜亚属 , 而将其作为 Cucumis 属中的一
个独立亚属更为准确。如果这一假说成立 , 由
图 2 　23 份甜瓜属试材的 RAPD 聚类分析树状图
材料编号的品种名见表 1。
Fig. 2 　The cluster dendrogram of RAPD in 23 Cucumis species
For assigned code see table 1.
subgen. Cucumis 的黄瓜和 subgen. Hystrix 的 C. hystrix 所形成的杂交新种将成为新的亚属。这样 , 甜
瓜属植物就由四个亚属构成 , 即 subgen. Cucumis , subgen. Hytivus , subgen. Hystrix , subgen. Melo。
当然 , 要构建一个完整的甜瓜属新的分类体系 , 需要采用更多的材料 , 做更多的实验。
种间杂交种 C. ×hytivus 以及与黄瓜回交的后代拥有野生种 C. hystrix 的抗根结线虫〔7〕、高营养价
值〔5〕、耐低温和耐弱光等优良性状 , 对甜瓜属作物品种改良具有重要价值。通过与 C. ×hytivus 回交
扩大了普通栽培黄瓜的遗传基础。
参考文献 :
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and C. melo L. ) based on isozyme analysis. Euphytica , 1997 , 97 : 139～141
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7 　陈劲枫 , 林茂松 , 钱春桃. 甜瓜属野生种及其与黄瓜种间杂交后代抗根结线虫初步研究. 南京农业大学学报 ,2001 ,24 (1) :21～24
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RAPD Analysis of Cultivated Cucumber , Wild Cucumis Species , Interspecif ic
Hybrid and Its Progenies from Backcrossing
Zhuang Feiyun and Chen Jinfeng
( National Key Laboratory of Plant Genetics and Breeding , Vegetable Research Institute , Nanjing Agricultural University , Nanjing
210095 , China)
Abstract : Cultivated cucumber and its wild varieties , wild Cucumis species ( C. hystrix Chakr. ) ,
interspecific hybrids and the BC1S2 , and melon cultivars were used to study the relationship by RAPD markers. 31
arbitrary primers were screened to detected polymorphism among the total 23 cultigens used. Of the 375 sites
produced , 90. 0 % were polymorphic. Each primer amplified an average of 6. 3 fragments. The results from
UPGMA cluster analysis suggested that 23 cultigens could be classified into four groups , they are : cultivated
cucumber and its wild variety , C. hystrix , C. ×hytivus , and melons.
Key words : Cucumis ; Interspecific hybridization ; Phylogeny ; RAPD
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