全 文 ：第 16 卷
第 3 期

Vol. 16
No . 3
草
地
学
报
ACTA AGRESTIA SINICA



2008 年
5 月

May

2008
河西走廊 14种锦鸡儿遗传多样性 SSR分析
郭
强1 , 时永杰2* , 魏臻武1 , 杨占花1 , 卢
娟1 , 贾艳琼3
( 1. 甘肃农业大学草业学院, 兰州
730070; 2. 中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所, 兰州
730010;
3.易三仓大学商学院, 曼谷
10240)
摘要: 选用 9 对细胞核 SSR( nSSR)和 10 对叶绿体 SSR( cpSSR)标记, 对来源于甘肃省民勤沙生植物园的 14 种锦
鸡儿(Caragana Fabr. )进行遗传多样性分析。9 对 nSSR引物共检测到 109 个多态位点,引物的多态性信息量( PIC)变
动在 0. 320~ 0. 921 之间, 平均 0. 738; 10 对 cpSSR 引物共检测到 92 个多态性位点, PIC 变动在 0. 512~ 0. 865 之
间,平均 0. 671; 14 种锦鸡儿种间遗传相似系数在 0. 60~ 0. 92 之间, 平均 0. 76;聚类分析将 14 种锦鸡儿划分为 5
大类群 6个亚类, nSSR 和 cpSSR 所分析的种间遗传关系与传统的分类结果基本一致; 分子标记结果表明,锦鸡儿
属植物具有丰富的遗传多样性,为锦鸡儿属植物种质资源及育种利用提供理论依据。
关键词: 锦鸡儿属; SSR ; PIC; 遗传多样性; 亲缘关系
中图分类号: S812; Q943




文献标识码: A




文章编号: 1007-0435( 2008) 03-0227-07
Genetic Diversity Analysis by SSR Marker of Fourteen Species of
Caragana Fabr. in He-Xi Corridor Area of Gansu
GUO Qiang 1 , SH I Yong- jie2* , WEI Zhen-wu1 , YANG Zhan-hua1 , LU Juan1 , JIA Yan-qiong3
( 1. Pratacul tu ral College, Gan su Agricultu ral University, Lan zhou, Gansu Province 730070, China;
2. Lanzhou In st itu te of Animal Hu sban dry and Medicine, Chin ese Academy of Agricul tu ral Science, Lan zhou, Gansu Province 730050, Chin a;
3. Busin ess S chool, Assum pt ion U nivers ity, Ban gkok 10240, T hailan d)
Abstract: T he genetic diversity and relationship w ere investig ated using 9 pairs of nSSR ( nuclear simple se-
quence repeat ) and 10 pairs of cpSSR ( chlor oplast simple sequence repeat ) markers among 14 Species of
Caragana Fabr. co llected from M inqin Desert Bo tanical Garden of Gansu Province. T otal 109 polymorphic
loci w er e detected by 9 pairs of nSSR primers and the value of allelic PIC ( po lymo rphism information con-
tent) ranged from 0. 320 to 0. 920, averaged 0. 738 per primer. T otal 92 po lymor phic lo ci w ere detected by
10 pairs of cpSSR primers and the value o f allelic PIC ranged from 0. 512 to 0. 865, averaged 0. 671 per
primer. T he value o f genet ic similarity ( GS) indexes among those 14 species varied fr om 0. 60 to 0. 92 and
aver aged 0. 76. Cluster analysis classified those 14 Species into 5 g roups and 6 sub-groups. T he interspecif-
ic g enetic relat ionship analy zed by nSSR and cpSSR was almost consistent w ith the result by t radit ional
classificat ion method. The results of molecular markers assay indicated that the Caragana Fabr. had a
high level of genet ic div er sity w hich could be theoret ical basis for the germplasm utilizat ion and breeding of
Caragana Fabr.
Key words: Car ag ana Fabr. ; SSR; PIC; Genet ic div ersity ; Relat ive r elat ionship


锦鸡儿属( Car agana Fabr. )植物全世界约有
100余种,主要分布于亚洲和欧洲的干旱和半干旱
地区。在中国分布于黄河以北的干旱、半干旱地区
和以青藏高原为中心的西南、西北地区,现已查明的
有 62种, 9变种, 12变型[ 1] , 已查明甘肃有 24种 [ 2]。


目前国内从DNA分子水平对锦鸡儿属植物的
收稿日期: 2007-08-08; 修回日期: 2007-09-11
基金项目: 世界银行贷款甘肃牧业发展项目- 全球环境基金赠款( GEF)项目( 052456-CHA)
作者简介: 郭强( 1981-) ,男,甘肃天水人,硕士研究生,研究方向为牧草栽培育种及种质资源评价, Email: guoyanbai@ 163. com ; * 通讯作
者 Au thor for corresponden ce, Email: sh iyj55@ sina. com
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部分种已有过一些研究, 魏伟等用 RAPD 标记对
柠条群体遗传多样性进行分析, 确定了柠条群体
及种间存在基因流动 [ 3] ; 马成仓等用 RAPD技术
对柠条锦鸡儿、中间锦鸡儿和小叶锦鸡儿种群遗
传结构进行了分析, 发现 3 个种在内蒙古高原自
东向西形成一个地理连续渐变群 [ 4] ; 盛红梅用
RAPD分析了 11种锦鸡儿的多样性, 发现锦鸡儿属
种间具有丰富的遗传多样性[ 5]。宋俊双用 ISSR 分
析了 3种锦鸡儿(小叶锦鸡儿,中间锦鸡儿, 柠条锦
鸡儿)遗传多样性, 发现他们的亲缘关系很近, 种间
的差异不大[ 6]。
SSR( simple sequence repeat )以基因组中简单
重复序列两侧的保守序列为引物, 对基因组总 DNA
进行 PCR 扩增, 利用电泳可以便捷地检测多态
性[ 7]。与 RAPD等其它 DNA 分子标记相比, SSR
数量更为丰富, 覆盖整个基因组, 呈多基因特点, 共
显性遗传,重复性好,对 DNA 质量要求不高。叶绿
体微卫星 ( chlor oplast simple sequence r epeat ,
cpSSR)是近年来发展起来的一种新型高效的分子
标记技术, 由于具有微卫星标记共显性、高多态
性、分布广泛性等优点,又兼顾到叶绿体基因组结
构简单、相对保守、单亲遗传等特点, 目前广泛用
于植物群体遗传分析及系统发育分析研究, 在更
高分类水平和自然植物群体间基因漂移研究上特
别有用 [ 8]。
本试验利用简单重复序列和叶绿体 SSR 两种
分子标记,分析锦鸡儿属 14个种的种间遗传多样性
和亲缘关系,构建聚类分析树状图,研究他们在锦鸡
儿属间的分类地位, 以期为锦鸡儿属植物种质资源
及育种利用提供依据。
1
材料与方法
1. 1
采样地自然概况
甘肃省民勤治沙综合试验站( E 38
34, N 102

58)设在巴丹吉林大沙漠东南缘的民勤西沙窝,海拔
为 1375 m,年平均气温 7. 6
, 极端最高气温 41. 0
,
极端最低气温- 30. 8
。年降水量 113. 8 mm, 且
多集中在 6- 9月, 空气相对湿度 45%, 年蒸发量
2604 mm,干燥度 5. 15。
10
积温 3036. 4
, 平
均日照时数 2545. 5 h,无霜期平均 175 d。
1. 2
材料
供试的 14种锦鸡儿材料于 2007年 5月采集于
甘肃省民勤沙生植物园(表 1)。对 14种锦鸡儿材
料的形态特征进行统计, 发现其在形态上都存在较
大差异(表 2)。株高用卷尺测量。叶长、叶宽、托叶
长、荚果长、荚果宽,均用游标卡尺测量。千粒重用
分析天平称量。
1. 3
DNA的提取与检测
每种材料取 3个单株的嫩叶混合用 CTAB 法
提取叶片的总DNA [ 9]。将提取出来的 DNA, 点样
3
l,用 1%的琼脂糖电泳检测其质量。
表 1
供试材料及其来源
Table 1
T est ed mater ials and their sources
编号
No.
种名
Species
拉丁名
Lat in name
材料来源
Source
1 荒漠锦鸡儿 C. roborov skyi Kom. 甘肃民勤沙生园 Minqin Desert Botanical Gar den of Gansu
2 绢毛锦鸡儿 C. holol euca Bge. ex Kom. 甘肃民勤沙生园 Minqin Desert Botanical Gar den of Gansu
3 刺叶锦鸡儿 C. acanthop hy lla Kom . 甘肃民勤沙生园 Minqin Desert Botanical Gar den of Gansu
4 红花锦鸡儿 C. rosea Tur cz. ex Maxim. 甘肃民勤沙生园 Minqin Desert Botanical Gar den of Gansu
5 柠条锦鸡儿 C. kor shinski i Kom. 甘肃民勤沙生园 Minqin Desert Botanical Gar den of Gansu
6 黄刺条 C. f r ut ex ( L. ) C. Koch 甘肃民勤沙生园 Minqin Desert Botanical Gar den of Gansu
7 秦晋锦鸡儿 C. p urd omi Rehd. 甘肃民勤沙生园 Minqin Desert Botanical Gar den of Gansu
8 狭叶锦鸡儿 C. ste nop hy lla Pojark. 甘肃民勤沙生园 Minqin Desert Botanical Gar den of Gansu
9 甘蒙锦鸡儿 C. op ulens Kom. 甘肃民勤沙生园 Minqin Desert Botanical Gar den of Gansu
10 小叶锦鸡儿 C. mic roph yl la Lam. 甘肃民勤沙生园 Minqin Desert Botanical Gar den of Gansu
11 粉刺锦鸡儿 C. p ruinosa Kom. 甘肃民勤沙生园 Minqin Desert Botanical Gar den of Gansu
12 中间锦鸡儿 C. in ter med ia K uang et H . C. Fu 甘肃民勤沙生园 Minqin Desert Botanical Gar den of Gansu
13 树锦鸡儿 C. arbor escens Lam . 甘肃民勤沙生园 Minqin Desert Botanical Gar den of Gansu
14 邦卡锦鸡儿 C. bongard iana ( Fisch. et. Mey. ) Pojark. 甘肃民勤沙生园 Minqin Desert Botanical Gar den of Gansu
228
第 3期 郭强等:河西走廊 14种锦鸡儿遗传多样性 SSR分析
表 2
供试材料的形态特征
Table 2
M orpholog ical t raits of the mater ials tested
编号
No.
株高
Culm heigh t
( m)
叶长
Leaf length
( mm)
叶宽
Leaf w idth
( mm)
托叶长
Stipule length
( mm)
叶形
Leaf
shape
荚果长
Pod length
( mm)
荚果宽
Pod w idth
( mm)
荚果形
Pod shape
小叶对数
Numbers of pair leaves
千粒重
1000-seed
weight ( g)
1
1~ 1. 5 8~ 10 4. 8~ 6 4. 7~ 7 长倒卵形
Long and obovate
30~ 50 4~ 6
宽、稍扁
Width andflat
3~ 4对羽状排列
3~ 4 pairs of pinnate arrangement
14
2
1~ 1. 5 9~ 12
4~ 5 4~ 6 长倒卵形
Long and obovate
30~ 40 3~ 5
宽、短、稍扁
Width, shor t, and flat
2~ 3对羽状排列
2~ 3 pairs of pinnate arrangement
16. 2
3 1~ 2 11~ 18
5~ 8. 7 4~ 8 长椭圆形
Long and ellipse
20~ 30 3~ 4
线形,狭窄
Lin earityand narrow
4对羽状排列
4 pairs of pinnate arrangement
27. 7
4
1~ 1. 3 11~ 17
4~ 5. 8
1~ 3. 1
长椭圆状倒卵形
Obovate long
ellipse
60 5~ 7
圆筒形具针尖头
Cylindrical and
needlepoint
2对假掌状排列
2 pairs of palmate arrangement
20. 2
5 1. 5~ 3
5~ 9 2
2~ 4. 7 倒披针形
Oblanceolate
20~ 30 6~ 7
披针形较短
Lanceolate and short
7~ 8对羽状排列
7~ 8 pairs of pinnate arrangement
60. 3
6 1~ 3 5~ 7 1. 3~ 2 3~ 5 倒卵形 Obovate 40 3~ 4 圆筒形
Cylindrical form
2对假掌状排列
2 pairs of palmate arrangement
28. 1
7 1. 5~ 2
11~ 12 5. 5~ 7. 3 1. 3~ 4 倒卵形 Obovate 30~ 50 6~ 8
扁,狭长椭圆形,两端渐尖
Flat, long, and
narrow ellipse
5~ 8 对羽状排列
5~ 8 pairs of pinnate arrangement
14. 5
8 0. 15~ 0. 7 6~ 7 0. 7~ 1 2. 3~ 5
条状倒 披针形
Oblanceolate str ip
20~ 25 2. 5~ 3
圆筒形
Cylindricalform
2对假掌状排列
2 pairs of palmate leaf ar rangement
12. 2
9 1~ 2 7~ 8
3~ 3. 8
1~ 2. 2
倒卵状披针形
Obovate and
oblanceolate
25~ 40 2~ 3
圆柱形
Cylindricalform
2对假掌状排列
2 pairs of palmate arrangement
15. 6
10 1~ 2 7~ 11
2~ 3. 4 2~ 5 倒卵形 Obovate 40~ 50 5~ 7 条形,略扁
S trip and flat
4~ 10对羽状排列
4~ 10 pairs of pinnate arr angement
41. 3
11 1~ 2 16~ 17 3. 1~ 4. 5 3~ 4
近椭圆形
Resembled ellipse
20~ 30 3~ 5
圆筒状具尖
Cylindrical and needlepoint
2对假掌状排列
2 pairs of palmate arrangement
9. 17
12 0. 3~ 1 8~ 10 3. 1~ 4. 7 3. 8~ 6 椭圆形 Ellipse 0~ 25 4~ 6 披针形较厚
Lanceolate and th ick
3~ 9对羽状排列
3~ 9 pairs of pinnate arrangement
49. 4
13 2~ 5 14~ 20
8~ 11 2. 2~ 4 长椭圆形
Long and obovate
35~ 40 3~ 5
圆筒形
Cylindrical form
4~ 7对羽状排列
4~ 7 pairs of pinnate arrangement
31. 2
14 1~ 2 8~ 11 2. 4~ 3. 8
3~ 5 椭圆形 Ellipse 24~ 30 4~ 6 宽、短、稍扁
Width, shor t, andflat
2~ 3对羽状排列
2~ 3 pairs of pinnate arrangement
9. 63


注:编号所代表种名参照表 1; N ote: The species represen ted by No. 1~ 14 refers to table 1
1. 4
nSSR和 cpSSR的 PCR扩增和检测
通过已发表的文献中获得 SSR序列,根据已知
SSR序列,本试验合成了 66 对 nSSR 大豆( Gly cine
max )引物, 从中筛选出 9对多态性高的 nSSR大豆
引物。合成了 40对 cpSSR大豆和西红柿( L y cop-
ersicon esculentum )引物, 从中筛选出 10对多态性
高 cpSSR 引物 (表 3, 表 4) [ 10, 11]。引物均由上海英
杰生物有限公司合成。
10
L 的PCR反应体系: 模板 DNA 20 ng/
L,
引物浓度为 1. 5
mol/ L, dNTP 浓度为 0. 20 mmol/
L, Mg2+ 浓度为 2. 0 mmol/ L, T aqDNA 聚合酶为
1U。SSR的 PCR扩增条件为: 95
预变性 3 m in,
94
变性 30 s, 53
退火 1 m in, 72
延伸 1 min, 共
30个循环, 72
延伸 10 m in。cpSSR 的 PCR扩增
条件为: 94
预变性 3 min, 94
变性30 s, 54
退
火 110 s, 72
延伸 1 m in,共 30个循环, 72
延伸 8
m in。PCR 反应在 PT C 225 DNA engine thermal
cycler ( Bio-RA D, USA)上进行。
PCR扩增产物经聚丙烯酰胺凝胶电泳后银染,
凝胶浓度为 8% ( nSSR)和 12% ( cpSSR) , 电泳缓冲
液为 1
T BE。电泳后, 凝胶在纯乙醇和 10%醋酸
溶液中固定 30 min ,用 0. 2%的硝酸银溶液渗透 15
m in, ddH 2O漂洗两次, 每次 30 s。胶板在显色液
( 1. 6%氢氧化钠, 0. 4%甲醛)中适度显色。用 BIO-
RAD公司的 Gel Doc 3000型凝胶成像系统观察并
照相记录。PCR反应的 dNT P、10
buf fer、Mg2+ 、
T aq酶,均购自上海生工生物工程有限公司。
229
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表 3
试验所用 nSSR引物
T able 3
P rimer s of nSSR used in this experiment
引物名称
Primer
上游引物序列
Forw ard primer sequ ence (5
- 3
)
下游引物序列
Reverse prim er sequ ence ( 5
-3
)
重复单元
Repeat m ot if
Satt195 GT GTAAACGAAAGATGGGATAT TCTC GAAGT GCGACACAAAT T TAT GAGT A ( ATT ) 11
Satt230 CCGT CACCGTT AAT AAAATAGCAT CTCCCCCAAAT T TAACCT T AAAGA ( ATT ) 15
Satt259 T GGGCCAT T TGGGCAGCT CGACT ATT CACACGCATCT GGAATAAT A ( ATT ) 14
Satt295 ACACTAAACT AAT CCGAT GAAAAACA GT ACGTACCAT T GGACAACT CTG ( ATT ) 19
Satt308 GCGT TAAGGTT GGCAGGGTGGAAGTG GCGCAGCTT T ATACAAA AATCAACAA ( ATT ) 21
Satt313 GCGGTAAGT CATGGCT TT TT AAT CTT GCGCGAGGT ATGGAACCT AACTCACA ( ATT ) 14
Satt381 T T TGAAGGGT CT ACACTACT T GT G AAGAAT GAAGGCCT ATGT T AGT T T ( ATT ) 10
Satt398 GT AAGGGCGGGT ATCAACAGT GCT GGT AACCGCGGACT CAGT T AAAC ( ATT ) 29
Satt400 T T GGT CATCAAACTGT TA CATAAGGGGT CCCACT CTA ( ATT ) 11
表 4
试验所用 cpSSR 引物
T able 4
P rimer s of cpSSR used in this exper iment
引物名称
Primer
上游引物序列
Forw ard primer sequ ence (5
- 3
)
下游引物序列
Reverse prim er sequ ence ( 5
-3
)
重复单元
Repeat m ot if
gmcp3 GCT TCAGAAT TGT CCT ATT T A ATCAAAT AACGCCTCAT CT AT ( A) 12CG( T ) 11
gmcp4 T AT CACTGT CAAGATT AAGAG CTT TT AT ATGT ATGGCGCAAC ( A) 11
RD19 CTAAAT ATT ACAAAAT GGAAT T CT ACCAATT CAAAAAAT CGAA TA ( A) 14
NTCP9 CTT CCAAGCTAACGAT GC CTGTCCTAT CCAT TAGACAAT G ( T) 10
NTCP10 T GCTGAAT CGACGACCTA AATAT TCGGAGGACT CT TCT G ( T) 13
NTCP16 CGAT CT AACACGCA TAT TT CCT CTG CTT CCCT AATAT TGGCAACCT CTAT G ( T) 13
NTCP18 T CT AAACT AAAATAAT CGAAAGA TGAAAT TGTCAATAT AATCGA ( T) 11
NTCP19 A ATCGT TGT TT TAGACGATGC GAAACCCAT T CTT ACCACAAG ( T) 17
NTCP28 T CCAAT GGCT T TGGCTA AGAAACGAAGGAACCCAC ( T) 14
NTCP40 T AAT TT GATT CT TCGT CGC GAT GTAGCCAAGTGGATCA ( A) 14
1. 5
数据处理
只分析胶片中清晰的 DNA 条带。利用 Quan-
t ity One 4. 40 软件将有条带的记录为
1
, 无带或
弱带记为
0
。建立 0, 1矩阵计算遗传距离。根据
Nei
s [ 12]相似系数法求得材料 i和 j之间的相似系
数( GS) , GS= 2Nij/ ( N i+ Nj) , 其中 Ni表示材料 i
中的条带数目, N j表示材料 j的条带数目, Nij表示
材料 i、j共有的条带数目。使用 NT SYS 2. 02 软
件,采用类平均聚类方法( UPGMA)进行聚类分析,
建立遗传相似系数聚类图。
分析遗传多样性采用多态性信息量( Polymor-
phism Informat ion Content , PIC) ;它是指 1个标记
依靠其可检测的等位基因数和它们的分布频率, 来
反映某个位点多态性水平和区分群体的能力 [ 13]。
其公式为: PIC= 1-
pi2 , pi为第 i个等位变异出
现的频率。PIC 值的大小在 0~ 1 之间, 0表示无多
态性, l表示具有非常高的多态性。
2
结果与分析
2. 1
14种锦鸡儿 DNA的 nSSR和 cpSSR的多态性
9对 nSSR大豆引物和 cpSSR 大豆和西红柿引
物在 14种锦鸡儿中大多得到有效扩增(图 1、图 2)。
从 66对 nSSR 大豆引物中筛选出 9对多态性
nSSR 引物, 引物多态率为 13. 64%。从 40 对
cpSSR大豆和西红柿引物中筛选出 10对 cpSSR多
态性引物,引物多态率为 25%。
图 1
Satt313 位点指纹图谱
F ig . 1
Fingerprinting of Satt313 loci


从表3可看出, 9对 nSSR引物共检测到 109个
等位变异,引物等位位点数变幅在 5~ 28之间, 平均
每个引物检测到 11 个等位变异。其中 Satt313检
测到的等位变异数最多,为 28 个, Satt259检测到
230
第 3期 郭强等:河西走廊 14种锦鸡儿遗传多样性 SSR分析
的等位变异数最少, 为 5 个。引物等位位点多态
性信息量 PIC变幅在 0. 320~ 0. 921 之间, 平均为
0. 738。10对 cpSSR共检测到 92 个等位变异, 引
物等位位点数变幅在 4~ 20之间, 平均每个引物
检测到 9个等位变异。其中 NTCP18检测到的等
位变异数最多, 为 20。NT CP10 检测到的等位变
异数最少,为 4。引物等位位点多态性信息量 PIC
变幅在 0. 512~ 0. 865 之间, 平均为 0. 671。两种
标记的位点多态信息量与等位变异数都不尽一
致, nSSR大豆引物的多态性比 cpSSR大豆和西红
柿的多态性丰富, 表明锦鸡儿种间核基因组具有
丰富的遗传多样性。
图 2
Rd19 位点指纹图谱
Fig . 2
F ingerpr inting of Rd19 loci
注:数字 1~ 14所代表的种名参照表 1; Note: T he species re-
presented by No. 1- 14 refers to table 1
表 5
9 个 nSSR和 10 个 cpSSR标记检测到的等位变异数及其多态性信息量( PIC)
Table 5
Number of alleles and PIC values of 9 SSR and 10 cpSSR marker s
标记
Marker
等位变异数
Alleles
多态性信息
PIC
标记
Marker
等位变异数
Alleles
多态性信息
PIC
gmcp3 12 0. 56 9 Sat t195 9 0. 76 5
gmcp4 6 0. 61 1 Sat t230 17 0. 81 7
RD19 8 0. 68 8 Sat t259 5 0. 32 0
NT CP9 11 0. 51 2 Sat t295 5 0. 72 0
NT CP10 4 0. 62 5 Sat t308 6 0. 77 8
NT CP16 6 0. 72 2 Sat t313 28 0. 92 1
NT CP17 7 0. 73 5 Sat t381 6 0. 61 1
NT CP18 20 0. 86 5 Sat t398 17 0. 85 8
NT CP28 9 0. 56 8 Sat t400 16 0. 85 2
NT CP40 9 0. 81 5
合计 T otle 92 6. 71 0 合计 Tot le 102 6. 64 2
平均 M ean 9 0. 67 1 平均 Mean 10 0. 73 8
表 6
14 种锦鸡儿的遗传相似系数
Table 6
Genetic similarity of 14 species of Caragana Fabr .
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
1 1. 00
2 0. 83 1. 00
3 0. 73 0. 75 1. 00
4 0. 73 0. 65 0. 69 1 . 00
5 0. 75 0. 63 0. 63 0 . 65 1. 00
6 0. 72 0. 60 0. 66 0 . 83 0. 66 1. 0 0
7 0. 76 0. 62 0. 64 0 . 68 0. 68 0. 7 1 1. 00
8 0. 71 0. 65 0. 71 0 . 67 0. 63 0. 7 4 0. 76 1. 00
9 0. 86 0. 73 0. 77 0 . 79 0. 75 0. 8 2 0. 82 0. 77 1. 00
10 0. 77 0. 65 0. 67 0 . 69 0. 69 0. 7 2 0. 82 0. 69 0. 86 1 . 00
11 0. 88 0. 77 0. 79 0 . 81 0. 75 0. 8 0 0. 82 0. 79 0. 92 0 . 86 1. 00
12 0. 83 0. 72 0. 76 0 . 78 0. 76 0. 7 9 0. 84 0. 78 0. 91 0 . 87 0. 91 1. 0 0
13 0. 78 0. 68 0. 72 0 . 68 0. 68 0. 7 3 0. 81 0. 72 0. 83 0 . 83 0. 83 0. 8 8 1. 00
14 0. 80 0. 70 0. 78 0 . 76 0. 74 0. 8 1 0. 81 0. 76 0. 89 0 . 80 0. 87 0. 8 6 0. 83 1. 00


注:编号所代表种名参照表 1
Note: T he species represented by No. 1- 14 refers to table 1
231
草
地
学
报 第 16卷
2. 2
遗传差异
根据 nSSR和 cpSSR标记的多态性来计算 14
种锦鸡儿间的 Nei
s 遗传相似系数( GS) , 发现遗
传相似系数在 0. 60~ 0. 92之间, 平均遗传相似系
数为 0. 76。从表4可以看出, 14种锦鸡儿GS主要集
中在 4个区域: 即 0. 90~ 0. 92、0. 80~ 0. 90、0. 70~
0. 80和 0. 60~ 0. 70。其中甘蒙锦鸡儿与粉刺锦鸡儿
的遗传相似性最高, 为 0. 92。绢毛锦鸡儿与黄荆条
锦鸡儿的遗传相似性最低, 为 0. 60(表 4)。这表明
14种锦鸡儿的遗传相似性系数变幅大, 种间的遗传
相似依物种的变化而各异, 存在着不同程度的遗传
差异。
2. 3
14种锦鸡儿的聚类分析与亲缘关系
利用筛选出的 9 对 nSSR 引物和 10对 cpSSR
引物,对 14种锦鸡儿的 DNA 进行 PCR扩增共获
得了 201个多态性位点, 给予 0, 1赋值后构成矩阵。
采用类平均法 ( U PGMA )进行聚类分析(图 3) , 以
GS 0. 73为阈值将 14种锦鸡儿划分为 5大类群 6
个亚类。第一大类群分成两个亚类:
为荒漠锦鸡
儿与绢毛锦鸡儿聚为一类,
为甘蒙锦鸡儿和粉刺
锦鸡儿先聚在一起再和中间锦鸡儿,邦卡锦鸡儿, 小
叶锦鸡儿,树锦鸡儿聚为一起,最后再与秦晋锦鸡儿
聚为一类; 第二大类群分成1个亚类:
为红花锦
鸡儿与黄刺条锦鸡儿聚为一类;第三大类群分成 1个
亚类:
为狭叶锦鸡儿单独聚为一类;第四大类群分
成 1个亚类:
为刺叶锦鸡儿单独聚为一类; 第五大
类群分成 1个亚类:
柠条锦鸡儿单独聚为一类。
从图 4更能清楚的看出 14种锦鸡儿亲缘关系分布
的情况。如秦晋锦鸡儿与树锦鸡儿,小叶锦鸡儿与
中间锦鸡儿的遗传距离小亲缘关系较近。如刺叶锦
图 3
基于 nSSR 和 cpSSR标记的 14份锦鸡儿的聚类图
F ig . 3
Cluster analysis dendro gr am of 14 species o f
Caragana Fabr . based on nSSR and cpSSR marker s
注:种名参照表 1; Note: The species represented refers to table 1
鸡儿与甘蒙锦鸡儿, 柠条锦鸡儿与粉刺锦鸡儿的遗
传距离大,亲缘关系较远。
3
讨
论
3. 1
由于来源于数据库的微卫星序列不能代表整
个基因组微卫星的分布情况,而且数据库中的 DNA
序列也仅局限于一些模式植物及经济作物。同时,
通过基因组文库筛选获得微卫星序列既耗时又耗
资[ 1 4]。故本试验采用豆科大豆属的 SSR 引物, 共
使用 66对引物。其中多态引物 9对,占 13. 36%。
Peakall等调查了 31对大豆的微卫星引物在大豆的
野生种和豆科其它属植物中的通用性, 发现有 65%
以上的引物在Glycine属内产生扩增产物,只有 3% ~
13%的引物在其它属中获得扩增 [ 15]。这与本试验
的结果 13. 36%大致一样,表明大豆属的 SSR引物
在锦鸡儿属植物中具有通用性。
3. 2
利用 nSSR和 cpSSR分析的 14种锦鸡儿的遗
传多样性结果与盛红梅用 RAPD分析的 11 种锦鸡
儿的多样性的结果相一致[ 5] , 同样也发现锦鸡儿属
种间具有丰富的遗传多样性。
3. 3
根据 nSSR和 cpSSR标记的多态性来计算 14
种锦鸡儿间的 Nel氏遗传相似系数( GS) ,发现小叶
锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿的 GS 分别为
0. 87、0. 84和 0. 69, 说明小叶锦鸡儿与中间锦鸡儿
的亲缘关系较近,与柠条的亲缘关系较远。侯鑫通
过 ITS 序列和 t rnL-F 序列分析小叶锦鸡儿、中间锦
鸡儿和柠条锦鸡儿的种间关系, 研究显示中间锦鸡
儿的 t rnL-F 序列与小叶锦鸡儿完全一致, 而与柠
条锦鸡儿有明显差异[ 16] ,与本试验的结论相一致。
但宋俊双用 ISSR分析了 3种锦鸡儿(小叶锦鸡儿,
中间锦鸡儿,柠条锦鸡儿)遗传多样性, 发现他们的
亲缘关系很近,种间的差异不大[ 6] ,与本试验的结论
不一致。此点尚需进一步的研究。
3. 4
赵一之提出了分布于中国的锦鸡儿属植物的
分类学标准,将锦鸡儿属划分为 3个亚属,分别为落
轴亚属和宿轴亚属以及宿落轴亚属。其中落轴亚属
包括一组三系(锦鸡儿组;柄夹系、大叶系、小叶系) ,
宿轴亚属包括一组两系(鬼箭组; 光夹系、毛夹系) ,
宿落轴亚属包括三组五系(刺叶组;短齿系、长齿系,
针刺组;针刺系,掌叶组; 宽叶系、狭叶系) [ 17] 。按照
赵一之划分的锦鸡儿属分类系统,本文中的 14种锦
鸡儿分别被包括在落轴亚属的有: 锦鸡儿组的秦晋
锦鸡儿、小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿、树锦鸡儿,柠条锦
232
第 3期 郭强等:河西走廊 14种锦鸡儿遗传多样性 SSR分析
鸡儿;被包括在宿轴亚属的有: 鬼箭组的荒漠锦鸡
儿。被包括在宿落轴亚属的有: 刺叶组的刺叶锦鸡
儿、针刺组的绢毛锦鸡儿、粉刺锦鸡儿、邦卡锦鸡儿,
掌叶组的红花锦鸡儿、黄刺条、甘蒙锦鸡儿、狭叶锦
鸡儿。利用类平均法( UPGMA)对 14种锦鸡儿进
行聚类分析,可以从聚类分析树状图上清楚看出它
们之间的关系, 结果表明与传统的分类结果大体上
基本一致,如宿轴亚属掌叶组的红花锦鸡儿与黄刺
条聚在一起。但也有个别的从属地位稍有变化, 如
宿轴亚属鬼箭组的荒漠锦鸡儿与宿落轴亚属针刺组
的绢毛锦鸡儿聚在一起, 宿落轴亚属掌叶组的甘蒙
锦鸡儿与针刺组的粉刺锦鸡儿再和落轴亚属鬼箭组
的中间锦鸡儿聚在一起, 表明它们之间有相同的遗
传物质,但在形态上差异很大,这可能与它们的起源
有一定的关系, 也可能与不同分类标准有关。赵一
之曾指出,前人在锦鸡儿属植物的分类过程中,往往
仅以一些性状的差别作为分种或种以上类群的标
准,如花萼、子房和荚果被毛与否被作为划分种及种
以上分类群的标准, 但事实上这些特征只是种内的
居群变异式样, 只能作为种下等级的分类学性
状[ 18]。因此依据形态差异做为分类的指标有一定
的局限性。要得到全面可靠的锦鸡儿属植物的遗传
多样性和种系发生关系, 还需要将更多的分子标记
研究结果与形态学结合起来进一步研究分析。
4
结
论
4. 1
本试验筛选出 9对 nSSR和 10对 cpSSR引物
建立 DNA 指纹图谱,可以清楚的鉴别 14种锦鸡儿
的亲缘关系。
4. 2
利用 nSSR和 cpSSR标记,对 14种锦鸡儿的
遗传多样性进行检测获得了 109个和 92个多态性
位点,变幅分别在 5~ 28和 4~ 20之间。引物等位
位点多态性信息量 PIC变幅分别在 0. 320~ 0. 920
和 0. 512~ 0. 865之间, 平均为 0. 738和 0. 671; nS-
SR 的多态性较 cpSSR高, 14 种锦鸡儿种间具有丰
富的遗传多样性。
4. 3
根据 nSSR和 cpSSR标记的多态性计算 14种
锦鸡儿间的 Nel s 遗传相似系数( GS) 在 0. 60 ~
0. 92之间,平均 GS为 0. 76。14种锦鸡儿的遗传相
似性变幅大,种间的遗传相似性依物种的变化而各
异,存在着不同程度的遗传差异。
4. 4
以 GS 0. 73为阈值将 14种锦鸡儿划分为 5大
类群 6个亚类。划分结果基本上与传统的分类结果
一致。
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(责任编辑
梁艳萍)
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