全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2010, 36(9): 1490−1497 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由北京市农业育种基础研究创新平台项目(D08070500690801), 国家科技支撑计划项目(2006BAD01A02-4)和国家高技术研究与发展计
划(863计划)项目(2009AA101102)资助。
*
通讯作者(Corresponding author): 赵昌平, E-mail: bjhwc2003@yahoo.com.cn, Tel: 010-51503968
第一作者联系方式: E-mail: wanglx53@263.net, Tel: 010-51503966
Received(收稿日期): 2010-01-08; Accepted(接受日期): 2010-04-17.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2010.01490
利用分子标记筛查小麦相似品种(系)
王立新 1 李宏博 1 廖 琴 2 邱 军 2 常利芳 1 刘丽华 1 任立平 1
高新欢 1 赵昌平 1,*
1北京市农林科学院 / 北京杂交小麦工程技术研究中心, 北京 100097; 2农业部全国农业技术推广服务中心, 北京 100026
摘 要: 在每年的小麦区域试验中均发现一些参试品系高度相像或与审定品种高度相像, 为此需建立从大量品种中
筛查相似品种的方法。本文比较了 547 个国家冬小麦区域试验品系及 134 个国审品种的分子标记遗传相似系数(GS)
和主要农艺性状及表型, 发现绝大多数相似品种(系)间的 GS 大于 0.90, 依此确立了用分子标记筛查相似品种的方法
体系, 解决了无法从大量品种中查找相似品种(系)的问题。
关键词: 小麦品种; 分子标记; 遗传相似系数
Screening Wheat Varieties with Genetic Similarity Using Molecular Markers
WANG Li-Xin1, LI Hong-Bo1, LIAO Qin2, QIU Jun2, CHANG Li-Fang1, LIU Li-Hua1, REN Li-Ping1, GAO
Xin-Huan1, and ZHAO Chang-Ping1,*
1 Beijing Engineering and Technique Research Center for Hybrid Wheat, Beijing Academy of Agricultural and Forestry Sciences, Beijing 100097, China;
2 National Agriculture Technology Extension Center, Agriculture Ministry of China, Beijing 100026, China
Abstract: Lines with similar traits are often found in the national winter wheat (Triticum aestivum L.) regional trials. Molecular
markers have been introduced to identify such lines efficiently and accurately in screening wheat varieties (lines) with genetic
similarity. In this study, 681 wheat varieties and lines were assessed using 105 pairs of primers for 63 genome-SSRs, 21
EST-SSRs, and 21 AFLP-SCARs. These primers were classified into core primer (21 pairs), first-grade standby primer (29 pairs),
and second-grade standby primer (55 pairs). The 681 varieties and lines consisted of 134 released varieties and 547 lines evaluated
in the national winter wheat regional trials from 2005 to 2009. Varieties and lines were primarily screened with the core primers,
and those with similar fingerprint in 19–21 loci were further tested with the first-grade standby primers, and only the varieties (GS
> 0.90) were conduced the final detection by the second-grade standby primers. Finally, the varieties (lines) with total GS value
higher than 0.90 (at least 100 loci) were considered as the suspects of similar ones. These suspects of similar varieties (lines) were
continuously identified on the basis of main agronomic traits. The results showed that GS of the vast majority similar varieties
(lines) detected by molecular markers was higher than 0.90. Thus, suggesting that these molecular markers are effective in bulk
screening similar varieties (lines) in wheat regional trials.
Keywords: Wheat variety; Molecular marker; Genomic similarity coefficient
由于每年在小麦区域试验中均发现参试品系之
间或参试品系与审定品种高度相似的现象, 有关部
门提出将相似性检测作为区域试验中的重要检测项
目。但是各年度参试品系数量很大, 国家级区试品
系约 130个, 省市级区试品系少则 30左右多则约 90,
难以在田间进行相似性准确鉴定。比较品种间 DNA
指纹或 DNA 位点基因型, 不受地域、年度限制, 可
以对大量品种进行相似性分析。自 2002年以来, 农
业部全国农业技术推广服务中心品种管理处相继委
托北京市农林科学院玉米中心、中国水稻研究所、
华中农业大学和本中心, 采用分子标记对玉米、水
稻、油菜、小麦区试品系构建 DNA指纹, 检测参试
品系之间或参试品系与审定品种间的相似程度, 为
防止雷同品种进入审定程序起到至关重要的作用。
构建小麦DNA指纹的研究已有很多报道, 多数
为分析小麦品种资源的遗传多样性 [1-4]或鉴别品种
第 9期 王立新等: 利用分子标记筛查小麦相似品种 1491


的特异性[5-8]。筛查相似品种的研究, 就其理论与以
上研究相同, 但目的有所不同。利用分子标记进行
品种遗传多样性分析, 主要以比较品种间DNA位点
的异同进行品种聚类。只要采用足以反映品种间
DNA 位点基因型差异的分子标记, 聚类分析的结果
均与品种间亲缘关系显著相关, 能够获得品种间比
较稳定的聚类图 [10]。在鉴别品种特异性的研究中 ,
研究者重点探讨利用分子标记区分不同品种的可行
性。此类研究多采用 Genomic-SSR 标记 , 由于
Genomic-SSR 具有多态性高的优点, 利用数十个标
记就可将绝大多数具有特异性的品种区分开[7-9]。在
以上两项研究中, 利用分子标记均获得了理想的结
果。我国冬小麦区试中的绝大多数品系均具有特异
性, 少数品系相互相似或与审定品种高度相似, 凡
此品系将于下一年度送往农业部小麦DUS (特异性、
一致性、稳定性)测试中心进行特异性测试, 其中无
特异性品系将被淘汰。筛查相似品种的目的是在区
试品系中或区试品系与审定品种间查找相似品系 ,
因其关系到一个品系的命运和育种者信誉, 必须以
严谨、科学的方法给予正确判断。然而区试品系数
量众多 , 检测单位慑于工作量和检测成本的压力 ,
只能选取一定数量的分子标记进行检测, 有限的分
子标记远远不能覆盖整个基因组, 在检测中难免出
现“分子标记基因型完全相同的品种之间并非全无
特异性, 分子标记基因型不同的品种之间并非全有
特异性”的情况。为此, 如何提高 DNA 指纹比对结
果与田间比较结果的吻合度是本研究之重点, 有关
研究至今未见报道。本文作者围绕这一课题进行了
多年研究, 筛选了包含 Genomic-SSR、EST-SSR、
AFLP-SCAR 3种分子标记的 105对引物[11], 确立了
构建小麦DNA指纹的方法[12-13], 本文将介绍筛查相
似品种的研究结果及其在区域试验中的应用。
1 材料与方法
1.1 试验材料
小麦品种(系)共 681个, 其中国审品种 134个,
2005—2006、2006—2007、2007—2008和 2008—2009
年度国家冬小麦区试品系 547 个。采用简化 CTAB
法[14]提取小麦品种的基因组 DNA。
1.2 引物分级及其检测方法
共使用 Genomic-SSR 引物 63 对、EST-SSR 引
物 21 对、AFLP-SCAR 引物 21 对[11](均由北京赛百
盛基因技术有限公司合成), 可以检测基因内外以及
重复和非重复序列的 122个 DNA位点, 平均每条染
色体上被检测位点 5.8个, 共检测到 754个等位变异,
平均每对引物扩增 7.2个等位变异。这些引物含核心
引物 21对、一级备用引物 29对和二级备用引物 55
对[11]。为最大限度减少工作量, 在筛查相似品种时,
分为 3个步骤。第一步, 用 21对核心引物为每个品
种(系)构建 21个位点的DNA指纹, 在本中心构建的
小麦 DNA指纹数据库中进行对比, 视 19~21个位点
带型相同的品种(系)为指纹近似品种(系); 第二步,
采用 29对一级备用引物比对指纹近似品种(系) 29 个
位点的基因型, 根据每对品种(系) 50个位点(含核心
标记位点)的比对结果计算两品种(系)的遗传相似系
数(GS), GS>0.90 的品种(系)为需进一步检测的品种
(系); 第三步, 采用 55 对二级备用引物对 GS>0.90
的品种(系)进行不少于 50 个位点的比对, 综合前两步
检测结果, 若两品种(系)在不少于100个位点上的GS>
0.90, 则判其中的区试品系为疑似品系。
1.3 PCR反应体系及 DNA扩增结果分析
PCR 体系为 10 μL, 含 10×buffer 1.0 μL、10
mmol L−1 dNTP 0.2 μL、1.25 μmol L−1引物 2.0 μL、
2 U µL−1 Taq DNA聚合酶 0.25 μL、10 ng µL−1模板
DNA 3.0 μL、超纯水 3.55 μL。10×buffer、dNTP和
Taq DNA聚合酶均购自北京鼎国生物技术有限责任
公司。PCR反应程序为 94℃预变性 5 min, 94℃变性
30 s, 50~68℃(因引物而异[11])退火 1 min, 72℃延伸
30 s, 35个或 45个循环, 72℃延伸 5 min, 10℃保存。
PCR产物于 2 000 V电压下, 在 6%聚丙烯酰胺变性
凝胶中电泳分离 1.5~3.0 h, 采用简化硝酸银染色法[14]
显色, 人工读带。
扩增产物的各种带型按Wang等的方法赋值, 以
1A至 7D染色体的顺序组合 21个核心标记带型编号,
构建 42位数的小麦品种 DNA指纹[11-13]。
1.4 品种间 DNA位点 GS的计算
GSij =2Nij /(Ni+Nj)。式中, Nij为两品种相同带型
的 DNA位点数目, Ni、Nj分别为 i和 j两品种相比对
的 DNA位点总数。当 1个品种的单株之间在某位点
上分别呈现两种不同的等位变异和两种等位变异的
杂合型时, 可判定该位点为非纯位点[15]。如一个品
种的某位点为非纯位点, 另一品种此位点为纯合位
点, 当统计两品种的相同基因型位点数目时, 此位
点记作 0.5, 如两品种此位点为带型相同的非纯位点,
记作 1, 如两品种此位点为带型不同的非纯位点, 记
作 0。
1492 作 物 学 报 第 36卷

1.5 农艺性状的考察
每个品种(系)以 30~50 个单株为样本, 按国标
“植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南——
普通小麦” (GB/T19557.2-2004)的方法, 考察株高、
株型、旗叶角度、旗叶长宽、茎叶蜡质、抽穗期、
单株有效穗数、穗型、穗部蜡质、芒性、穗长、每
穗小穗数、不孕小穗数、每穗粒数、粒色、粒型、粒
质和千粒重。
2 结果与分析
2.1 相似品种(系)的分子标记筛查结果
2005—2006 年度, 比对了国家区域试验品系和
国审品种的 98个DNA位点, 发现分子标记的遗传相
似系数(GS)>0.95的品种, 其农艺性状均表现高度相
像。据此, 凡此品种(系)将于下一年度送往农业部小
麦 DUS测试中心进行特异性测试, 淘汰其中的无特
异性品系。该年度筛查出 GS>0.95的品种(系) 8对,
其中区试品系与审定品种相似的 4对, 不同区试组间
相似的 3对。2006—2007和 2007—2008年度, 比对
了国家区域试验品系和国审品种的 122个DNA位点,
筛查出 GS>0.95的品种 12对, 11对为区试品系与审
定品种相似, 不同区试组间相似品系 1对。
2.2 相似品种(系)的主要农艺性状比较
2006—2007和 2007—2008年度检测出 42对品
种(系)的 GS 值较高, 品种(系)间主要农艺性状的相
似程度随分子标记 GS 的提高而增大。GS≤0.90 的
品种(系), 其性状互为特异; GS为 0.91~0.95的一部
分品种(系)比较相像甚至高度相似; 而 GS>0.95 的
大多数品种间高度相似或无显著差异(表 2)。
2005—2006 年度检测出的 8 对相似品种(系)在
第二年相邻种植, 每对相似品种的表现型高度相似
(表 3)。2006—2007和 2007—2008年度筛查出 GS>
0.95并高度相像的品种(系) 12对, 其中 7对品种(系)
由农业部小麦 DUS测试中心于 2007—2008和 2008—
2009 年度进行特异性测试, 3 对被判定为无特异性,
另 4对均检出 3个特异性性状(表 4), 结论为具有特
异性。因其余 5 对中的参试品系 2007-130、2007-
104、2007-120、2008-52、2008-104、2008-56 被淘
汰, 未送农业部小麦 DUS 测试中心进行特异性测
试, 仅在本中心的田间进行了比较, 结果显示每对
品种(系)高度相像(表 5、表 6 和表 7)。在 4 个年度
的检测中, 大多数 GS>0.95 的品种(系)间高度相像,
少数品种(系)间具有显著差异。GS为 0.91~0.95的多
数品种(系)间具有显著差异, 少数高度相似。为了严
格控制区域试验中相似品系通过审定, 2009 年国家
区试年会决定, GS 大于 0.90 的品种(系)均需进行田
间鉴定。
2.3 相似品种的来源
品种间分子标记的GS高于 0.90, 表明两品种具
有较高的遗传相似性。在 2005—2006、2006—2007、
2007—2008、2008—2009 年度的国家冬小麦区域试
验中, 大多数 GS>0.90 的品种(系)来自同一育种单
位或同省的育种单位(表 8)。如 2008—2009 年度比
对的 452个品种(系)中, 筛查出两个相似群, 第 1个
相似群含 7个山东品种(系)和 2个河北品种, 第 2个
相似群含 8个河北品种(系)。2个相似群中均有来自

表 1 2005–2008年小麦区试品系遗传相似性的分子标记检测
Table 1 Genetic similarity of wheat lines in regional trials detected by molecular markers (2005–2008)
年度
Year
检测总份数
Total lines tested
GS>0.95品种(系)对数
Cultivar (line) pairs with GS>0.95
检测位点数
DNA loci tested
基因型相同位点数
No. of loci with the same genotype
2005–2006 140 8 98 >93
2006–2007 139 4 122 >116
2007–2008 127 8 122 >116

表 2 品种间 GS与品种相似程度的关系
Table 2 Relationship between genetic similarity coefficient and trait similarity of compared varieties
品种数(对) Cultivar pairs 遗传相似系数
Genetic
similarity
总数
Total
无显著差异性状
No different traits
1个性状显著差异
One different trait
2个性状显著差异
Two different traits
3个性状显著差异
Three different
traits
至少 4个性状显著差异
At least 4 different traits
≤0.90 15 0 0 1 4 10
0.91–0.95 13 2 4 3 2 2
>0.95 14 9 0 3 2 0

表 3 2005–2006年度 8对相似品种的主要表型和农艺性状
Table 3 Phenotypes and major agronomic traits of eight pairs of similar cultivars identified by molecular markers in 2005–2006 national region trail
序号
No.
品系
Line tested
株高
Plant
height
单株穗数
Spike num-
ber per plant
穗长
Spike length
(cm)
每穗小穗数
Spikelet number
per spike
每穗穗粒数
Grain num-
ber per spike
千粒重
1000-grain
weight (g)
粒质
Grain
texture
粒色
Grain color
粒型
Grain type
苗期株型
Plant type of
seedling
叶型(长/宽)
Leaf type
(Length/width)
抽穗期(日/月)
Heading date
(day/month)
2006-13 66.5 9.3 10.0 20.4 34.2 37.2 Hard Red Olivary Semi-erect Middle/middle 2/5 1
2006-33 68.2 8.1 9.8 19.6 41.8 40.0 Hard Red Olivary Semi-erect Middle/middle 2/5
2006-50 74.3 9.0 9.9 18.6 38.2 40.0 Hard Red Olivary Erect Middle/wide 30/4
2006-55 74.3 8.1 9.4 18.3 40.1 35.0 Hard Red Olivary Erect Middle/wide 30/4
2, 3, 4
Han 5316 80.8 10.9 9.4 19.3 41.2 35.6 Hard Light red Olivary Erect Middle/middle 30/4
2006-127 56.0 5.3 8.8 18.0 48.8 34.6 Semi-hard Light red Olivary Semi-erect Middle/middle 1/5 5
Neimai 8 60.1 7.6 8.3 19.7 58.7 38.4 Semi-hard Light red Olivary Semi-erect Middle/wide 1/5
2006-119 66.6 4.8 11.6 19.8 43.5 37.6 Hard Red Olivary — — 30/4 6
2006-123 69.4 4.8 11.6 22.3 47.5 32.6 Hard Red Olivary — — 30/4
2006-103 74.0 9.0 9.3 19.3 40.5 38.8 Hard Red Long circularity Semi-erect Long/wide 30/4 7
Changwu 134 74.8 9.6 9.4 20.2 42.3 35.6 Hard Red Long circularity Semi-erect Long/wide 30/4
2006-38 73.1 9.4 8.6 18.2 36.8 36.6 Hard Red Olivary Semi-prostrate Middle/middle 1/5 8
2006-48 65.0 8.1 8.1 18.7 40.8 39.8 Hard Red Olivary Semi-prostrate Middle/middle 2/5
—：无数据。 —: Data were not available.

表 4 2007–2008年度 4对相似品种的特异性性状
Table 4 Distinct traits of four pairs of similar cultivars in 2007–2008 national regional trail
特异性性状 Distinct trait 序号
No.
品系
Line tested 1 2 3
2008-103 每穗小穗数 17.35个 17.35 spikelets per spike 穗形状为长方形 Oblong spike 籽粒质地为半硬质 Semi-hard grain 1
中优 9507 Zhongyou 9507 每穗小穗数 16.40个 16.40 spikelets per spike 穗形状为纺锤形 Spindly spike 籽粒质地为硬质 Semi-grain
2008-32 株高 80.2 cm Plant high of 80.2 cm 护颖肩宽为无或极窄
Glume with very narrow shoulder or none
护颖肩形状为无肩 Glume without shoulder 2
淮麦 20 Huaimai 20 株高 76.75 cm Plant high of 76.75 cm 护颖肩宽为极窄 Glume with very narrow shoulder 护颖肩形状为丘肩 Glume with hillock shoulder
2008-92 幼苗习性为中间型 Middle type of seedling plant 籽粒形状为椭圆形 Ellipse grain 籽粒质地为半硬质 Semi-hard grain 3
洛旱 7号 Luohan 7 幼苗习性为半直立 Semi-endlong type of seedling
plant
籽粒形状为卵圆形 Olivary grain 籽粒质地为硬质 Hard grain
2008-71 穗长度为 8.68 cm Spike length of 8.68 cm 护颖肩宽为中 Glume with middle wide shoulder 护颖喙弯曲 Glume with flexurose beak 4
邯 6172 Han 6172 穗长度为 9.43 cm Spike length of 9.43 cm 护颖肩宽为窄 Glume with narrow shoulder 护颖喙中度弯曲 Glume with middle flexurose beak
数据来源：农业部小麦 DUS测试中心 2008—2009年度测试报告。
Source of data: Test Reports of the DUS Test Center of the Ministry of Agriculture of China (2008–2009).

表 5 2006–2007年度相似品种的主要性状
Table 5 Major traits of similar cultivars identified in 2006–2007 national region trail
株型 Plant type 叶型 Leaf shape 序号
No.
品系
Line tested
株高
Plant height
(cm)
穗长
Spike length
(cm)
穗型
Spike shape
芒
Awn
小穗数
Spikelet
Number
穗粒数
Grains per
spike
千粒重
100-grain
weight (g)
粒质
Grain
texture
粒色
Grain color
粒型
Grain shape 苗期
Seedling
成株
Adult
长
Length
宽
Width
抽穗期(日/月)
Heading date
(day/month)
2007-130 66.5 10.0 纺锤
Spindle
长
Long
20.4 34.2 37.2 硬质
Hard
红
Red
卵形
Olivary
半直立
Semi-erect
紧凑
Compact
长
Long
中
Middle
3/5 1
2007-104 69.0 8.9 纺锤
Spindle
长
Long
19.3 38.1 38.8 硬质
Hard
红
Red
卵形
Olivary
半直立
Semi-erect
紧凑
Compact
中
Middle
中
Middle
3/5
2007-120 105.7 9.0 纺锤
Spindle
长
Long
19.6 40.7 37.0 硬质
Hard
浅红
Light red
卵形
Olivary
半匍匐
Semi-prostrate
半松散
Semi-loose
长
Long
宽
Wide
2/5 2
西峰 20
Xifeng 20
107.7 9.4 纺锤
Spindle
长
Long
20.1 43.3 38.0 硬质
Hard
浅红
Light red
卵形
Olivary
半匍匐
Semi-prostrate
半松散
Semi-loose
长
Long
宽
Wide
3/5

表 6 2007–2008年度 3对相似品种的植株主要性状
Table 6 Main plant traits of three pairs of similar cultivars in 2007–2008 national region trail
序号
No.
品系
Line tested
苗期株型
Seedling type
成株株型
Adult plant type
旗叶角度
Leaf angle
旗叶长
Leaf length
(cm)
旗叶宽
Leaf width
(cm)
旗叶蜡质
Waxiness of
flag leaf
茎秆蜡质
Stem
waxiness
穗部蜡质
Spike
waxiness
抽穗期(日/月)
Heading date
(day/month)
株高
Plant
height (cm)
单株穗数
Spikes
per plant
2008-52 半匍伏 Semi-prostrate 半松散 Semi-loose 3 16.1 1.8 无 None 重 Severe 轻 Light 3/5 77.8 10.5 1
邯 4564 Han 4564 半匍伏 Semi-prostrate 半松散 Semi-loose 3 16.0 1.7 无 None 重 Severe 轻 Light 3/5 78.6 8.7
2008-104 半直立 Semi-erect 紧凑 Compact 5 15.5 1.3 无 None 轻 Light 无 None 29/4 86.8 8.4 2
晋麦 47 Jinmai 47 半直立 Semi-erect 紧凑 Compact 5 16.0 1.2 无 None 轻 Light 无 None 29/4 90.1 8.8
2008-56 半直立 Semi-erect 松散 Loose 3 16.1 1.4 无 None 中 Middle 无 None 29/4 72.6 7.1 3
豫麦 70 Yumai 70 半直立 Semi-erect 松散 Loose 3 17.9 1.5 无 None 中 Middle 无 None 29/4 73.1 8.2

表 7 2007–2008年度 3对相似品种的穗部性状
Table 7 Spike traits of three pairs of similar cultivars in 2007–2008 national region trail
序号
No.
品系
Line tested
穗型
Spike type
芒
Awn
穗长
Spike length
(cm)
每穗小穗数
Spikelet number
per spike
每穗粒数
Grain number
per spike
每穗不孕小穗数
Sterile spikelet
per spike
粒色
Gain color
粒质
Grain texture
千粒重
1000-grain weight
(g)
2008-52 纺锤 Spindly 长 Long 9.4 22.8 50.5 1.5 浅红 Light red 半硬 Semi-hard 40.1 1
邯 4564 Han 4564 纺锤 Spindly 长 Long 9.3 22.4 43.7 2.1 浅红 Light red 硬 Hard 37.4
2008-104 纺锤 Spindly 长 Long 8.3 19.6 36.1 2.6 白 White 硬 Hard 46.1 2
晋麦 47 Jinmai 47 纺锤 Spindly 长 Long 8.5 19.6 35.6 2.8 白 White 硬 Hard 45.8
2008-56 纺锤 Spindly 长 Long 8.3 21.5 43.9 2.2 白 White 软 Soft 45.2 3
豫麦 70 Yumai 70 纺锤 Spindly 长 Long 8.8 22.1 46.2 2.3 白 White 软 Soft 44.2

第 9期 王立新等: 利用分子标记筛查小麦相似品种 1495


表 8 2006–2009年国家区域试验中 GS大于 0.9的品种之来源
Table 8 Origin of similar varieties identified in 2006–2009 national region trail
年度
Year
GS>0.9的品种(对)
Varieties with GS>0.9
(pair)
同一育种单位的品种(对)
Varieties from the same
institute (pair)
同省的品种(对)
Varieties from institutes in the
same province (pair)
相邻省市的品种(对)
Varieties from the institutes
in neighbor provinces (pair)
2005–2006 9 4 4 0
2006–2007 7 3 3 1
2007–2008 25 6 12 5
2008–2009 54 9 32 11

同一个育种单位的品种(系)。
第 1个相似群中的 9个品种(系), 形成 GS>0.90
的 14 对品种(系), 最高 GS 为 0.95。在比对的 120
个位点中, 9个品种(系)之间基因型相同的位点 96个,
占检测位点的 80%。在其余 24个位点上, 每个位点
只有两种基因型(图 1)。第 2个相似群为 8个河北省
品种(系), 形成 GS>0.90的品种(系) 13 对, 最高 GS
为 1.0。在比对的 120个位点中, 8个品种(系)之间基
因型相同的位点 109 个, 占检测位点的 91%。在其
余 11个位点上, 每个位点只有两种基因型。本研究
所采用的每对 PCR引物平均扩增 7.2个等位变异(基
因型), 但是两个相似群中的品种(系)之间大多数位
点只有 1 种基因型, 少数位点上也仅有 2 种基因型,
证明相似群中品种之间的遗传多样性水平很低, 原
因是各品种(系)的亲本之间遗传多样性少[16]。



图 1 第一相似群中 9个品种的 SSR位点 Xbarc17
Fig. 1 SSR locous Xbarc17 of nine Varieties from the first
similar group
1: A2009-71; 2: 良星 99; 3: A2009-116; 4: A2009-109; 5:
A2009-110; 6: 济麦 22; 7: C2009-24; 8: C2009-18; 9: A2009-114。
1: A2009-71; 2: Liangxing 99; 3: A2009-116; 4: A2009-109; 5:
A2009-110; 6: Jimai 22; 7: C2009-24; 8: C2009-18; 9: A2009-114.

在第二相似群中参试品系 2009-107 和 2009-84
的母本和父本均为“邯 6172”和“穗 28”, 本研究比对
了 4 品种(系)的 121 个位点, 母本“邯 6172”和父本
“穗 28”间 64个位点的基因型不同, GS为 0.47。品系
2009-107 与邯 6172 之间 116 个位点的基因型相同,
在其余 5个位点上, 邯 6172的为非纯位点, 2009-107
为纯合位点,与“邯 6172”的GS为 0.98。 品系 2009-84
与邯 6172 之间 118 个位点的基因型相同, 在其余 3
个位点上, 邯 6172的为非纯位点, 2009-84为纯合位
点,与“邯 6172”的GS为 0.99。推测两品系为“邯 6172”
系统选育的产物。
在前 3个年度检测中, 也曾检出参试品系 2006-
50与其母本邯 5316间 GS为 0.98; 2008-103与其母
本中优 9507间 GS为 0.98; 2008-32与其母本淮麦 20
间 GS为 0.98。
3 讨论
利用 DNA 指纹检测区试品系的初衷是查找不
具备特异性的品系, 然而, 育种过程中和生产上评
价两品种的特异性与国家标准有较大差别。小麦育
种者和农民以比较重要农艺性状和表型性状判断两
品种的异同, 但国家标准“植物新品种特异性、一致
性和稳定性测试指南-普通小麦”中规定的比对性状
不仅有主要农艺性状, 还有很多植株表型性状, 如
芽鞘色、幼苗颜色、叶耳色、花药颜色、芒颜色、
护颖颜色、护颖肩形状、护颖嘴性状、护颖脊等, 并
且规定 2 个品种之间 1 个质量性状或 2 个数量性状
有差异即可判定具有特异性。因此即使两品种 DNA
指纹的 GS 为 1.0, 且主要农艺性状无显著差异, 只
要上述性状有差异, 仍认为互为特异。例如, 表 4中
第 2 对相似品种间的 3 个特异性性状中的护颖肩宽
和护颖肩形状均属于此类, 品系 2008-32 与审定品
种淮麦 20 之间的护颖肩宽分别为“无或极窄”和“极
窄”, 护颖肩形状分别为“无肩”和“丘肩”, 加之两品
种(系)间的株高相差 3.4 cm, 为此, 农业部冬小麦
DUS 测试中心判 2008-32 具有特异性。表 5 中第 4
对相似品种中参试品系 2008-71 也是因护颖肩宽和
护颖嘴形状与审定品种邯 6172略有不同, 加之穗长
短 0.75 cm, 被判为具有特异性。所以, 根据分子标
记的遗传相似系数只能推测品种间的相似程度, 不
能以此判定相似品种之间的特异性。
普通小麦是由 3个基因组构成的异源六倍体, 基
因组庞大(16 000 Mb), 105对引物扩增的 122个标记
的DNA长度仅为小麦基因组的数百万分之一, 无法
覆盖整个基因组。采用 DNA 测序或 SNP 标记技术
1496 作 物 学 报 第 36卷

能够获得品种间比对的精确结果, 但是, 目前尚无
小麦基因组测序图谱, 又因两项技术实验成本昂贵不
能用于大量品种比对。而基于 PCR 技术的 Genomic-
SSR、EST-SSR、SCAR等标记具有标记数量众多、
实验方法简单、重复性稳定、成本低廉等优点, 能
够满足大量品种跨区域、跨年度比对的要求, 可称
为目前筛查相似品种的最佳分子标记。
在有关小麦遗传多样性或特异性检测的研究中,
多数仅采用 Genomic-SSR 或 AFLP标记。Genomic-
SSR 标记多态性高, 非常容易检测到品种间基因型
不同的 SSR位点, 但是很多 Genomic-SSR标记与农
艺性状或表型的基因无关, 因此, 尽管有些品种之
间存在不同基因型的 SSR 位点, 却没有特异性。遗
传多样性的研究者希望用尽量少的分子标记分析尽
量多的品种(系), 因此所用分子标记的 PIC 值均较
高, 但是已有研究证明, PIC值较低的分子标记很可
能与重要农艺性状的基因连锁, PIC值较高的分子标
记距与重要农艺性状的基因较远[16]。为了提高分子
标记比对结果与田间试验的吻合度, 本研究既采用
了 PIC 值较高的 Genomic-SSR 标记, 还特意选用了
EST-SSR标记。AFLP标记只表示 DNA片段长度的
多态性, 对于长度相同而DNA序列不同的片段则无
法区分,难以准确反映基因型的多态性[17], 且实验成
本较高, DNA 片段密集易引起人为误差。作者曾利
用长度相同而DNA序列不同的AFLP片段开发了数
十个 AFLP-SCAR 标记[17-18], 其中也有基因内片段,
又是非重复序列 DNA, 成为筛选相似品种的理想标
记。在本研究采用的分子标记中 , 既有重复序列
DNA, 又有非重复序列 DNA; 既有基因内标记又有
基因外标记, 能够较好地代表小麦品种基因组。
4 结论
通过比较 4 个年度的分子标记检测结果和田间
试验结果, 证明绝大多数相似品种的 GS>0.90。据此
本研究确立了利用Genomic-SSR、EST-SSR和AFLP-
SCAR 三种分子标记经 3 个步骤筛查相似品种的方
法, 使得从大量品种(系)中筛查遗传相似性较高的品
种(系)成为可能。在此基础上对相似品种(系)进行特异
性测试, 有效地防止了无特异性品系进入审定程序。
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