全 文 ：第 9 卷
V o l
.
9
第 3 期
N o
.
3
草 地 学 报
A C I
、八 A G R E S T IA S IN IC A
2 0 0 1 年
S e P t
.
9 月
2 0 0 1
文t 给号 : 10 0 7 一 0 4 3 5 (2 0 0 1 ) 0 3 一 0 1 7 1一 0 5
沙打旺种质资源遗传多样性 R A P D 分析 ‘
李瑞芬, , 李 聪 2 , 苏加楷2
(l
. 北京市农林科学 院生物技术研究中心 , 北 京 10 0 0 8 9 ; 2 . 中国农业科学院畜牧研 究所 , 北 京 1 0 0 0 9 4)
摘要 : 利用 R A P D 技术对我国沙打旺育成品种 、地方材料和野生材料的遗传多样性进行研究 。 结果表明 , 沙打旺野
生材料的多态性明显高于育成 品种和地方材料 , 在 13 份品种 (材料 )中 , 山西沁水野生 沙打旺 基因多样性最大 , 山
西五台山野生沙打旺多态位点 比例最高 。 沙打旺野生材料总基因多样性 和平均基因多样性均大 于 育成品种和地方
材料 , 其遗传变 异幅度最大 , 而育成品种最小 。 沙打旺野生材料间遗传分化 明显 , 其基因分化系数比育成品种 间和
地方 材料 间大 。
关健词 : 沙打旺 ; 栽培型 ; 野生 型 ; 遗传多样性 ; R A PD
中圈分类号 : Q 9 4 3 ; 5 5 41 . 9 文献标识码 : A
G e n e tie D iv e r s ity o f A stra g a lu s a d su
r g e n s Pa ll
.
G e rm Pla sm by R A P D A n a lysis
L 1 R u i
一
fe n
l , I
J
I C o n g Z
,
S U Jia
一
k a i
Z
( 1
.
Be iji
n g A g r o
一
b lo t e e h n o lo g y R e s e a r e h C e n t e r
,
Be
ljin 只 A ea d e m y 。, f A只r ie u lt u r a l a n d
F o r e s t r y S c ie n ee s
,
Be iii
n g 10 0 0 8 9
,
C h in a ; 2
.
In s t : t u te o f A n im a l S e ie n e e
,
C A A S
,
B e ijin g 10 0 ()9 4
,
C h in a )
A b s t r a c t : G e n e t ie d iv e r s it y o f A s tra g a lu s a d
、u 研e n 、 Pa ll. G e r m p la s m (b re d v a r ie t ie s , lo e a l m a te r ia ls a n d
w ild m a te r ia l
s )w a s fir s t ly a n a ly s
e d by R A PD
.
T h
e r e s u lt s in d ie a te d t h a t D N A p o ly n 一o r p h is m o f w ild m a t e
-
r ia ls w a s la r g e r th a n o f b r e d v a r ie t ie s a n d lo e a l m a t e r ia ls
.
A m o n g 13 v a r ie t ie
s
(rn a t e
r ia l
s )
,
g e n e d iv
e r s it y o f
S h a n x i Q in
s
h
u i w a s t he l
a r g e s t
,
p r o p o r tio n o f p o lym o r p h i
e
lo e i o f S ha n x iw u ta i
s
ha n w a
s t he h ig he
s t
.
T h e
to t a l g e n e d iv e r s it y a n d a v e r a g e o f in t r a m a t e r ia l g e n e d iv e r s it y o f w ild m a t e r ia l、 w e re a ll la r g e r tha n o f b re d
v a r ie t ie s a n d lo e a l m a t e r ia ls
.
T he r
a n g e o f g
e n e tie v a r ia t io n w ith in w ild m a t
e r ia ls w a s t he la r g e s t
, t he
r a n g e
o f g e n e tie v a r ia t io n w ithin b r e d v a r ie t ie
、 w a s the s m a lle s t
.
G e n e tie d iffe r
e n t ia tio n a m o n g w ild m a t e
r ia ls w a s
o b v io u s a n d g e n e d iffe r e n t ia t io n e o e ffi
e ie n t o f it w a s la r g e r th a n o f b r
e d v a r ie t ie s a n d lo
e a l m a t
e r ia l
s
.
K ey w o r d s : A 、tra g a lu s a d s u研‘n s Pa ll; C u lt iv a te d ty p e ; W ild ty p e ; G e n e t ie d iv e r s ity ; R A PD
沙打旺 (A st r a g a lu 、 a d s u r g e n s P a ll. )是豆科黄
蔑属短寿型多年生草本植物 , 原产于黄河故道地区 ,
是我国特有的牧草 、绿肥和水土保持等兼用型草种 。
以抗逆性强 、适应性广和产草量高而著称 , 尤其在北
方干早 、痔薄地区可发挥重要作用川 。 目前对沙打旺
种群的遗传变异 了解甚少 , 急待对其种质资源多样
性开展研究 。
R A P D (R a n d o m
a
m p lifi
e
d p o lym o
r Ph ie D N A )
技术与其它分子标记技术如 R FI J P 、 ssR 、A FL P 等
相 比 , 具有操作简单 、费用低 、 实验周期短 、 D N A 用
量少 、 检测 位点 多 等优 点 , 已广 泛应 用 于 品种 鉴
定 [=, 3 ’、 种群基因组分析 [ ‘}及遗传 图谱构建等方面 ,
尤其在植物种质资源多样性和品种鉴定研究中 , 品
种 (材料 )特别多的情况下 , R A P D 技术以其快速 、
收稿日期 : 2 0 00 一 1 1 16 、修回 日期 : 2 0 0 1 一 0 1 1 1
国家“ 九五”科技攻关专题 ( 9 6 一 0 16 一0 1 0 7 )
作者简介 : 李瑞芬 , ( 197 1一 ) , 女 , 助研 、博士 , 主要从事植物远缘杂交 、分子细胞遗传学和分子标记和育种工作
1 7 2 草 地 学 报 第 9 卷
低价和较为理想的结果而受到高度重视 。
本研究 旨在利用 R A PD 技术分析沙打旺育成
品种 、 地方材料和野生材料的遗传变异大小和遗传
结构 , 为沙打旺种质资源的开发 、保护 、 育种和有效
利用提供依据 。
选用有代表性的沙打旺野生材料 、 地方材料和
育成 品种共 13 份 (见表 1 ) , 进行基 因组 R A PD 分
析 , 通过培养皿发芽后 , 取健康植株的幼嫩叶片 , 每
份取 10 个单株 , 共 1 30 个样品 。
1 材料和方法
1
.
1 试验材料
1
.
2 试验方法
1
.
2
.
1 D N A 提取
采用 C T A B 法提取沙打旺总基因组 D N A rs] , 检
测其纯度和浓度后稀释成 25 n g / 尸L ,用于 PC R 反应 。
表 l 供试沙打旺材料
T a ble 1 V a r ie tie s (m a te ria ls )fo r R A PD a n a lys is
编号
N O
.
品种 (材料 )
V a r i
e t ie s (m
a te r 一a l)
来源
S 〕u re e s
产地
O r ig in
备 注
N o te
1 内蒙早熟沙打旺
A
. “d s u r g r 月 5 Pa ll
.
e v
.
N
e
im
e n g
Z
a o s
h u
内蒙古畜牧科学院
In n
e r M o n g o lia A e a d
e
m y o f A n im a lS e ie n e e
彭阳早熟沙打旺
A
.
a d s u啥尸 n s P a ll. e v . Pe n g y a n g Z a o sh u
龙牧二号沙打旺
A
.
a山u馆尸 n s P a ll. e v . I o n g m u N o . 2
辽 宁早熟沙打旺
乃 . a d s u r g 亡 r之, P all. e v . I la o n in g Z a o shu
中国农业科学院畜牧所
In s t it u te o f A n im a l Sc ie n e e
,
(二A A S
中国农业科学 院畜牧所
In s rit u t
e o f A n im al Sc ie n e e
.
CA A S
中国农业科学 院畜牧所
In s t一t u t e o f A n im al Sc ie n e e
,
CA A S
内蒙古呼市
H u hh o t
e 〔)u n t y , In n e r
M o n g o lla
甘肃彭阳
P
e n g y a n g e o u n t y
,
G
a n s u
黑龙江
H e llo n g jia n g
辽宁
I 一a o n in g
育成品种
B r e d v
a r 一e ty
育成品种
B r e d v
a r ie ty
育成品种
B r
e
d v a r i
e ty
育成品种
B r e d v
a r i
e ty
5 内蒙伊盟 沙打旺
A
. “
d ‘u r g 尸n , (fr o m N e im e n g Yim e n g )
内蒙古农业大学
In n e r Mo n g o li
a
U n i
v e r s iry o f A R r i
e u ltu r
e
内蒙古宁城县草原站
G r a
s s
la n d
s t a t lo n
,
In n e r M o n g o lla N in g
e
h e n g
e o u n t y
中国农业科学 院畜牧所
In
s t zt u t e o f A n lm a l sc
一e n e e , C A A S
中国农业科学 院畜牧所
In s t it u t e o f A n lm al Sc ie n e
e .
C A A S
中国农业科学 院畜牧所
In
s t工t u t e o f A n im a l Sc ie n e
e .
C A A S
中国农业科学 院畜牧所
In s t lt u t e o f A n 盆m a l Sc l
e n e e
,
C A A S
地方材料
I o e a l m a t
e r ia l
6 内蒙宁城沙打旺
A
. a
d s
u明尸n ‘ (fr o m N e lm e n g N 一n 只c he n g )
内蒙伊盟
Y im e n g
.
In n e r M o n g o l
一a
内象宁城
N in g ehe n g e o u n ty
,
In n e r
M o n g o li
a
山西 吕梁
I
一。lia n g e o u n t y , S h a n x i
山西永济
Y o n g ji e o u n ty
.
S ha n x i
河南民权
M in q u
a n c o u n ty
,
H e n a n
河北大名
D a m in g
e o u n t y
,
H
e
b
e
i
地方材料
I o e a l m a t e r ia l
山西吕梁沙打旺
A
.
a d s
u r g 尸n s (fr o m sh a n x l I O lia n g )
山西永济沙打旺
月 . “ d s u r g 己n s (fr o m S ha n x i Yo n g ] 1 )
河南民权沙打旺
A
. a
d
s u r g 尸n s (fr o m H e n a n M in q u a n )
河北 大名沙打旺
A
. u d s u r g 巴n s (fr o m H e b e 一 D a m in g )
山西五 台山沙打旺
八. a d su 叹尸n ‘ (fr o m Sh a n x l W u ta l M o u n
t a rn )
地方材料
I o e a l m
a t e r ia l
地方材料
I o e a l m a t e r ia l
地方材料
I o e a l m
a t e r ia !
野生材料
W ild m
a t e r ia l
中国农业科学 院畜牧所
In s tit u t
e o f A n im a l Sc ie n e e
,
C A A S
山西五台山
W u ta i m o u n ta in
,
Sh a n x i
野生材料
W ild m a t e r ia l
12 山西沁水沙打旺
A
.
a d
、u r g , n 、 (fr o m S h a n x iQ
ln s h u i)
13 宁夏固原沙打旺
八. a d s u r g e n s (fr o m N 一n g x la (奋u y u a n )
中国农业科学院畜牧所
In s t it u t
e o f A n im a l Sc ie n
e e .
C A A S
中国农业科学院畜牧所
In s t it u t
e o f A n im a l Sc i
e n e e , C A A S
山西沁水 野生材料
Q in
s
h u i e o u n ty
,
S h a n x i W ild m a t e r ia l
宁夏 固原 野生材料
G u y u a n e o u n ty
.
N in g x ia W ild m
a t e r ia l
1
.
2
.
2 PC R 反应条件
反应液总体积为 25
T r is
一
H C I PH g
.
O
,
SOm m o l
C 1
2 , 10 0 拼m o l/ L d N T Ps ,
拌IJ , 其中包括 10 m m o l/ L
/ I
,
K C I
,
1
.
sm m o l/ I
J
M g
-
0
.
3 拼m ol / L 引物 , 1 个单
位 T a g 酶 (Sa n g o n 公司 ) , 2 5 n g 模板 D N A 。 反应液
表面筱盖 2 5 拼L 石蜡油后 , 在 Pe r k in E lm e r C e t u s
4 8 0 (U S A
一
PE 4 8 0 )型 D N A 扩增仪上进行 PCR 反
应 。 反应程序如下 :


第 3 期 李瑞芬等 : 沙打旺种质资源遗传多样性 R A PD 分析 1 7 5
衰 3 R AP D 标记遗传参致
T a ble 3 G e n e tie p a r a m e t e r s o f b a s e d o n R A PD m a r ke r s
品种 (材料〕
V a r i
e t le s (m
a t e r ia l)
全部位点数
T o t a l lo c
-
多态位点 比例 %
Po lym o
r p hi
e
lo e i(% )
基因一致性
G e n e 一d e n t ity
基因多样性
G
e n e d
lv e r s ity
内蒙早熟沙打旺
A
.
a d s
u r g 己n s Pa ll
. e v
.
N
e
im e n g Z a o
s
h u
彭阳早熟沙打旺
A
.
a d
su r g 尸月 : Pa ll
. e v
.
P e n g y a n g Z a o s hu
龙牧二号沙打旺
A
.
a ds u rg
尸n s Pa ll
. e v
.
I o n g m
u
N o
.
2
辽宁早熟沙打旺
月. a ds u r g 亡n s P a ll、 e v . I ia o n 一n g Z a o s h u
平均
Me
a n
58
5 8
69
.
0
55
.
2
0
.
50 3 6
0
.
6 14 5
0
.
4 9 64
0
.
3 8 5 5
72
.
4 0
.
4 3 5 7 0
.
5 64 3
75
.
9 0
.
4 8 7 1 0
.
5 1 29
0
.
5 10 2 H s一 0 . 4 8 9 8
Jr一 0 . 4 5 8 6 H T 一~ 0 . 5 4 1 4 G sT 一 0 . 0 9 5 3
内蒙伊盟沙打旺
A
.
a d s u
r g 亡 月s (fr o rn N e im e n g Y im e n g )
内象宁城沙打旺 )
A
.
a d s“啥尸 n s (fr o m N e lm e n g N in g e h e n g )
山西 吕梁沙打旺
A
.
ads u
r g 巴n s (fr o m S h a n x 人 I二d lia n g )
山西永济沙打旺
月 . a ds u r g 尸n s (fr o m Sh a n x i Y o n g 一)
河南民权沙打旺
八 . a ds u r g 亡陀 s (fr o m H e n a n M 一n q u a n )
平均
M e
a n
8 1
.
0 0
.
4 2 2 2 0
.
5 7 7 8
7 5
.
9 0 4 5 0 0 0
.
5 5 0 0
7 9
.
3 0
.
4 1 2 8 0
.
5 8 7 2
5 8
5 8
8 4
.
4
8 6
.
2
0
.
4 5 0 2 0
.
5 4 9 8
0
.
3 9 1 4 0
.
6 0 8 6
8 1
.
4 0
.
4 2 5 3
JT
Z
= 0
.
3 6 7 9 H T Z = 0
.
6 3 2 1
H s
Z
= 0
.
5 7 3 6
G s T Z = 0
.
0 9 2 5
河北大名沙打旺
A
. a
ds u
r g 亡n s (fr o m H e bo D a m in g )
山西五台山沙打旺
A
.
a d
s u r g 巴n s ( fr o m S h a n x 一 W u t
a i
m o
u n t ain )
山西沁水沙打旺
A
.
a ds “
r g f ” s (fr o m S h a n x i Q in s h u l )
宁夏固原沙打旺
A
.
a ds “
r g胡s(fr o m N in g x 一a G u y u a n )
平均
M
e a n
7 9
.
3 0
.
4 3 1 7 0
.
5 6 8 3
8 9
.
7 0
.
3 7 00 0
.
6 3 0 0
6 9
.
0 0
.
3 1 8 4 0
.
6 8 1 6
6 7
.
2 0
.
3 9 6 6 0
.
6 0 3 4
7 6 3 0
.
3 7 92 H s
3 一 0 . 62 0 8
J r
3
= 0
.
3 0 6 5 H T 3 = 0
.
6 9 35 G sT
3一 0 . 10 4 9
总平均
T o ra l m e
a n
7 5
.
3 0
.
44 8 6 H
s = 0
.
5 6 2 8
Jr = 0
.
3 5 0 9 H T 一 0 . 6 4 9 1 G s T 一 0 . 1 3 30
3 讨论
通过对沙打旺总基因组 D N A 的 R A PD 分析结
果表明 , 沙打旺育成品种的 D N A 分子多态性位点
比例均值 (P 一 68 . 1% )比地方材料 (P 一 81 . 4 % )和
野生材料 (P 一 76 . 3 写 )低 , 而且沙打旺育成 品种 内
平均基因多样性 (H s , 一 0 . 4 8 9 8 ) , 总基因多样性 (H l
= 0
.
5 4 1 4 )也 比 地 方 材 料 (H s : = 0 . 5 7 3 6 , H T Z 二
0
.
6 3 2 1 )和野生材料 (H s3 = 0 . 6 2 0 8 , H T 3 ~ 0 . 6 9 3 5 )
低 。结果表明 , 沙打旺育成品种 由于人为定向选择因
素的影响 , 使育成品种 内遗传组成趋于一致 , 育成品
种内选择的潜力相对较小 , 而野生沙打旺为了适应
复杂多变的自然环境条件形成了群体内高度杂合性 ,
群体内选择的潜力相对较大 。 从遗传结构来分析 , 野
生沙打旺间的基因分化系数 (G sT 3 一 0 . 10 4 9) 比育成
品种 (G sT 、一 0 . 0 9 5 3 )和地方材料(G sT : = 0 . 0 9 2 5 )高 ,
在 D N A 分子水平上揭示出 10 . 5 %的遗传多样性存
在于野生沙打旺材料中 , 大部分 (8 9 . 5 % )的遗传多
(下转 1 90 页 )
19 () 草 地 学 报 第 9 卷
19 8 8
.
1 55 一 16 8
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(上接 1 7 5 页 )
样性存在于野生沙打旺材料内 , 而对沙打旺育成 品
种和地方材料来说 , 遗传多样性相对较多地存在于
沙打旺育成 品种或地方材料 中 , 分别为 90 . 5 %和
90
.
7%
。总之 , 沙打旺种质资源遗传变异的大小和遗
传结构除受繁育体系影响较大外 , 与材料的来源和
地理分布也有直接关系 , 而且人为定向选择压力的
影响比较明显 。
仁3〕
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Bo
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g e n e d i
v e r s ity e
s t im a te s d iv e r
s
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s
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一 , In m o le e u la r s ys te ma tie , [ M ]
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S u n d e r la n d
: s in a u e r
,
M A
,
1 99 0
.
3 18 ~ 3 7 0
N e i M
.
M o le e u la r e v o lu t io n a r y g e n e tie s [ M ]
.
N e w Y o rk
:
C o lu m b i
a
U n 应v e r s it y P r e s s , 19 7 5 . 1 0 6一 10 7
、IJes
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.Lll