全 文 ：武汉植物学研究 2008，26(3)：240～244
Journal of Wuhan Botanical Research
用 ISSR标记分析红麻种质资源的遗传多样性
林荔辉，汪 斌，陶爱芬，吴建梅，孙志强，方平平，祁建民
(福建农林大学生命科学学院／作物科学学院，福州 350002)
摘 要：为明确红麻种质资源的遗传多样性和亲缘关系，以20个国家的32份红麻(Hibiscus cannabinus L)种质资
源为材料，从90个ISSR引物中筛选出22个多态性引物对供试材料进行 PCR扩增，最终选用条带最清晰、多态性
明显的 13个引物的扩增数据进行统计分析。结果表明：(1)13条 ISSR多态性引物共扩增出谱带总数 59条 ，多态
性条带总数为47条，多态性条带比率达79．66％，其遗传多样性较丰富；(2)在切割线L 取值为0．73时，可将供试
材料分为一个由22份栽培品种构成的L 大类群，以及由8份野生材料和 2份古老地方品种构成的3个独立的个
类和 3个不同小类群。(3)当切割线 取值为0．77时，又可将第 1个大类群 L 中22份栽培品种根据其亲缘关
系，重新划分为I 、I 、I 、I 4个不同的亚类群，各亚类群表现出明显的地域性特点。(4)聚类结果显示，红麻多数栽
培品种之间的遗传差异较小，亲缘关系较近，其遗传多样性比野生材料明显狭窄。
关键词：红麻；种质资源；ISSR；遗传多样性 ；聚类分析
中图分类号：Q75；563文献标识码：A文章编号：1000—470X(2008)03—0240—05TheAnalysisofGeneticDiversityofKenafGermplasmBasedonInter−simpleSequenceRepeatsLINLi—Hui，WANGBin，TAOAi—Fen，wUJian—Mei，SUNZhi—Qiang，FANGPing—Ping，QIJian—Min(ColegeofLifeorCropScience，FufianAgricultureandForestryUniversity，Fuzhou350002，China)Abstract：Inordertoprobetherelationshipandgeneticdiversityofthekenaf(胁biscuscannabinus)germplasm，32kenafvarietiesfrom20countfieswerestudied，and22primersscreenedfrom90ISSRprimerswereusedtoamplifytheDNA，fromwhich13primerswithpolymorphieandclearbandswereanalysized．Theresultswereasfollows：(1)59bandswereamplifiedbasedon13primers，amongwhich47bandswerepolymoqohic。andthepercentageofpolymorphicbandswas79．66％．whichindicatedthegeneticdiversitywascorrespondinglyrich．(2)The32kenafaccessionscouldbeclassifedintotwogroupsatthelevelofD=0．73：onelargegroupnamedL1．constitutedof22eultivars，thereantiquekindsandtheresubgroupincluding8wildvarietiesand2antiquelocalspecies．(3)The22cuhivarsinthefirstgroupL1—1couldbedividedinto4subclases(I1，I2，I，I4)atthelevelofD=0．77，whichhadvisibleregionalcharacter．(4)Theclusterresultindicatedthatmostofthecuhivarshadsmallgeneticdiversityandrelationship．Itwasobviousthatthebasisoftheinheritanceofkenafcuhivarswerecomparativelynar—rowerthanthewildspecies．Keywords：Kenaf(HibiscuscannabinusL．)；Germplasm；ISSR；Geneticdiversity：C1usteranalysis红麻(HibiscuscannabinusL．，kenaf)为锦葵科木槿属一年生韧皮纤维作物，是麻纺与造纸的优质原料，具有生长速度快、丰产性高、适应性广、抗逆性强等特性。红麻公认起源于非洲口，1908年引入我国种植，已有百年的历史。1980年以来，我国红麻种质资源搜集、保存、鉴定和育种利用研究工作取得了较大的进展，使我国红麻育种和单产居国际领先水平。随着生物技术的发展，进一步深化红麻种质资源遗传多样性及有利基因的发掘与利用研究，是育种取得突破性进展的关键。我国学者程舟]，郭安平，祁建民，陶爱芬等虽利用RAPD、ISSR、AFLP分子标记技术已作了一些初步的研究。但总体上，我国黄红麻类种质资源的遗传多样性及亲缘关系的分子标记研究仍比较滞后]。已收稿日期：2007−09．13，修回日期：2008．05．14。基金项目：国家自然科学基金资助项目(30571188)；国家948项目(2006G18)；国家麻类种质资源保护及基础条件平台项目(NBDK054)1)。作者简介：林荔辉(1970一)，男，副研究员，在职博士，主要从事作物遗传育种与分子育种研究。祁建民(1948一)，男，研究员，博导，主要从事作物遗传育种与种质资源研究、生化与分子生物学研究。 通讯作者(Author for cmTespondence．E-mail：qijm863@163．COI][1)。
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第3期 林荔辉等：用ISSR标记分析红麻种质资源的遗传多样性 241
有的研究表明，AFLP和 ISSR分子标记是一种研究
种质资源遗传多样性的有效技术 ’“ ，而 ISSR具
有操作简便、稳定性好、费用低等优点。以往红麻分
子标记研究存在的问题是选用的资源生态类型的代
表性和来源的区域性有一定局限性。因此，本研究
从 20个国家引进的种质资源中，选择较有代表性的
32份红麻野生种、半野生种和栽培品种为材料 ，采
用 ISSR标记，进一步探讨其遗传多样性及亲缘关
系，以期为红麻遗传改 良、分子辅助育种、分类及起
源演化等研究奠定基础。
1 材料与方法
1．1 供试材料
供试红麻(Hibiscus cannabinus L．)遗传资源共
32份，其中 26份为栽培品种，8份为野生或半野生
种类型。分别引自20个国家和地区，其中国外 19
份、国内13份(表 1)。所有材料种植于福建农林大
学教学农场。
1．2 实验方法
1．2．1 红麻基因组 DNA的提取 供试材料基因
组 DNA提取采用 CTAB法并加以改进 H 。
1．2．2 红麻ISSR引物筛选与 PCR扩增 本研究
所用 ISSR引物购 自加拿大 British Columbia大学，编
号为 U 800—890，共 90个引物。以 ‘福红 2号’、
‘古巴8号’、‘阿联红麻’、‘UG93’、‘ZM412’等 5
份品种基因组 DNA为模版，筛选出多态性引物 22
个 ，继而对 32份供试材料进行 PCR扩增，PCR扩增
采用笔者建立的红麻 ISSR标记技术体系进行 ¨。
表 1 供试红麻种质资源来源及代码
Table 1 Kenaf varieties and there origins
代码 品种名称 来源 品种类型 代码 品种名称 来源 品种类型
Code Name Origin Type Code Name Origin Type
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第 3期 林荔辉等：用 ISSR标记分析红麻种质资源的遗传多样性
图中序号对应的品种名见表 1
Varietal numbers correspond to these in Table 1
图 2 基于 ISSR数据绘制的32份
红麻材料之间的聚类图
Fig．2 Dendrogram of cluster of 32 kenaf accessions
based on ISSR markers
2．3 栽培种内遗传多样性与亲缘关系分析
L 类群 22个栽培品种 问的遗传相似系数
(GS)在0．62～0．88之间，说明第 L 大类群中22
个栽培品种间亲缘关系较近。为进一步解读供试材
料第L 类群中22个栽培品种间基因型的遗传差
异和亲缘关系，在相似系数为77％处作切割线 L，
又可分为 I ～I 等4个亚类群。各个不同的亚类均
由其基因型遗传相似性较高的品种聚在同一亚类
群，而且亚类群中的品种表现出明显的亲缘关系或
地域性分布聚合的特点。如 I 亚类系由美国和古
巴‘83—20’和‘古巴8号’品种为美国和古巴两个品
种构成，源于 1942年美国在古巴开展红麻育种，因
此，两国红麻品种有较相近的亲缘关系。I，亚类由
‘83—15’、‘H316’、‘LC0301’、‘H318’和 ‘红 引
135’、‘福红 9913’、‘ZH01’7个品种聚在同一小亚
类中，多数品种为中国农业科学院麻类研究所新选
育，如‘H316’和‘H318’都用同一亲本 k 分别与
P2、P91杂交，有相同的血缘关系；又如‘红引 135’、
‘福红 9913’和‘ZH01’等 3个品种，都有共同的非
洲和福红系列品种亲本的血缘关系，因而都聚在相
近的亚类中。I 亚类群 由福建农林大学新育成的
‘福红02／51’、‘福红02／11’、‘福红 02／31’、‘福红
02／29’和福建农业科学所育成的‘闽红321’、‘闽红
964’聚在同一亚类中，一是它们血缘中多数有非洲
裂叶的血缘，二是可能与杂交所用的亲本较狭窄及
所在育种单位的材料之问长期的异交和基因交流有
关，使之基因逐渐渗透，渐趋一致。因此所育成的品
种基因型遗传基础较为接近，表现出明显的地域性
和遗传相似性。有些品种虽然有相同的地理来源，
但相互之问亲缘关系相对较远，基因型差异较大；反
之，有些品种虽然有不同的地理来源，但其基因型差
异较小，亲缘关系较近而聚在一起，这与其所使用的
杂交亲本的来源有较大的关系。
3 讨论
3．1 关于红麻种质资源遗传多样性的不同分子标记
近年来，我 国麻 类科技工作者 利用 RAPD、
AFLP、ISSR标记技术对红麻种质资源遗传多样性与
亲缘关系进行了分析，初步揭示了红麻种质资源的
遗传多样性和亲缘关系，探讨了麻和红麻的起源与
进化问题。由于选用供试材料的地区分布或野生
种、栽培种的生态类型有一定局限性，因此研究起源
与进化关系及遗传多样性与亲缘关系，仍有待增加
更多国家和地区的不同类型的红麻野生种、半野生
种及栽培品种。我们采用 20个国家的 32份材料
(包括 8份野生种和半野生种)的研究结果进一步
表明，新型 ISSR分子标记可以解决种质资源形态分
类、亲缘关系难以辨别的困难，是红麻种质资源遗传
多样性与亲缘关系分析的一种快速、可行、有效的新
技术，它比 RAPD标记稳定 ，又比AFLP标记更
方便快捷，成本更低。所获结果为杂交育种亲本组
配、微型核心种质建立和种质资源指纹图谱绘制提
供了有价值的生物信息学资料。本研究表明，红麻
野生种遗传基础较丰富，与栽培种相比遗传差异明
显，遗传相似性较低 ；在栽培种内品种问遗传相似性
较高，遗传基础较狭窄，遗传多样性匮乏。
3．2 关于不同标记方法PCR扩增多态性条带的效率
研究表明ISSR分子标记具有很好的稳定性和
多态性，同时克服了 RFLP技术的局限性和 RAPD
的假阳性，在发现基因多态性方面非常有用，因而是
非常理想的分子标记 J。同一标记对不同材料
所扩增的多态性条带存在较大的差异，与供试的材
料遗传基础差异有密切的关联。祁建民等 I9 报道
以黄麻种问 10个种 27份品种资源为材料，分别用
25个 RAPD和 ISSR引物扩增出 329条和283条谱
带，多态性 比率分别为 89．31％和 92．5％，ISSR检
测出多态性条带能力优于 RAPD。程舟等 对 23
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244 武 汉 植 物 学 研 究 第 26卷
份国内外红麻野生种及栽培品种材料进行 AFLP标
记分析，多态性条带比率为83％，陶爱芬等_1。。对3O
份国内外红麻栽培品种为材料进行 ISSR标记分析，
多态性比率为 65．1％，以含有野生种的材料扩增的
多态性比单纯用栽培品种多态性比率高，本研究用
32份国内外红麻种间材料进行ISSR标记分析，多
态性比率为79．66％。AFLP是一种很好的标记方
法，但操作较复杂、成本较高，而 ISSR标记 又比
RAPD稳定性高。本研究表明不同标记方法，因所
用材料和引物不同，其扩增出的多态性条带 比率虽
难以绝对横向比较，但笔者在黄麻和红麻上，对同一
材料用两种不同标记方法，则可以进行比较；发现在
黄麻上，ISSR标记可比RAPD标记多检测出2．19％
多态性条带效率，因此认为，ISSR标记在检测多态
性条带上有一定的优势。
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