全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2009, 35(5): 816−820 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由农业部行业专项(nyhyzx07-017, 3-32), 中央级科研院所社会公益研究专项(082060302-14), 国家自然科学基金项目(30871565)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 程须珍, E-mail: chengxz@caas.net.cn; Tel: 010-62189159
Received(收稿日期): 2008-08-08; Accepted(接受日期): 2008-12-15.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2009.00816
小豆 SSR引物在绿豆基因组中的通用性分析
王丽侠 程须珍* 王素华 刘长友 梁 辉
中国农业科学院作物科学研究所资源中心, 北京 100081
摘 要: 分析了 187 对小豆 SSR 引物在绿豆基因组中的可转移性, 以期为绿豆分子遗传育种研究提供分析工具。结
果表明, 约 75%的小豆 SSR引物可在绿豆中有效扩增, 但不同小豆连锁群 SSR引物的可转移率存在差异。多态性分
析发现 80对引物中有 28对在 60份绿豆种质中可以检测到多态性, 等位变异数从 2~7不等, 平均为 2.9, PIC指数从
0.02~0.69, 平均为 0.36。UPGMA聚类及主坐标分析表明, 尽管同一省份的种质不能紧密聚在一起, 但大多在聚类图
上成簇状分布, 说明相同来源的绿豆种质具有相似的遗传背景; 此外, 国外及我国边远地区的绿豆种质在遗传背景
上与内部省份间存在明显差异。这些多态性 SSR 不仅可以有效用于绿豆分子遗传学研究, 还可以用于不同来源绿豆
种质资源的辅助鉴别。
关键词: 小豆; 绿豆; SSR; 可转移性
Transferability of SSR from Adzuki Bean to Mungbean
WANG Li-Xia, CHENG Xu-Zhen*, WANG Su-Hua, LIU Chang-You, and LIANG Hui
Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China
Abstract: Simple sequence repeat (SSR) is a popular tool in genetic studies. Currently, only a few SSR markers are available in
mungbean (Vigna radiata L.), whereas plenty of SSR markers have been developed in its close relative adzuki bean (V. angularis
L.). In this study, 187 SSR primer pairs from adzuki bean were tested in mungbean. Approximately 75% of them generated re-
peatable and clear products in mungbean, indicating a high homology between genomes of the two species. Of the transferable
SSR markers, 28 primer pairs generated polymorphic products in 60 mungbean genotypes with a total of 81 alleles. The average
polymorphic information content (PIC) value is 0.36. Based on the SSR fingerprints, the 60 accessions can be divided into differ-
ent groups in agreement with their geographical origins. The exotic accessions were notably separated from the domestic geno-
types, indicating the importance of exotic accessions in broadening the Chinese mungbean gene pool. The polymorphic SSR
markers identified in this study are effective in genetic study and germplasm resource screening in mungbean.
Keywords: Adzuki bean; Mungbean; SSR; Transferability
绿豆(Vigna radiata)为豆科(Leguminosae)蝶形花
亚科(Papilionaceae)菜豆族(Phaseoleae)豇豆属(Vigna)
的一个栽培豆种。绿豆除富含蛋白质、维生素、矿
质元素等营养物质外, 还具清热解毒等药用价值[1]。
随着人们生活水平、健康意识的提高和膳食结构的
改变, 国内外对绿豆的需求量也逐渐增加。加强绿
豆的遗传育种研究, 发掘新基因、创造新种质, 培育
高产、优质、适应性广的绿豆品种尤显重要。然而
绿豆遗传研究落后, 表型分析在新基因发掘、种质
创新及育种研究中仍起主导地位, 导致这些工作的
效率大大降低。因此, 开展绿豆 DNA分子标记研究,
不仅可以提高上述研究工作的效率, 还可以促进绿
豆现代基因组学等深层次研究。
SSR(simple sequence repeat)因其共显性、多态性
高、易操作、耗费低等优点, 在多样性分析[2]、基因
标记[3]、辅助育种[4]等方面的应用越来越广泛。然而,
目前公开发表的绿豆 SSR标记数目非常有限[5-8], 且
研究表明这些 SSR 引物的多态性较低, 进一步利用
受到限制[9]。由于同属于豇豆属的小豆中已经开发
了大量 SSR引物[10], 而且有研究报道 SSR标记在近
缘和非近缘植物基因组间均有一定的通用性[9,11-12]。
因此, 本文拟通过 187 对小豆 SSR 引物在绿豆基因
第 5期 王丽侠等: 小豆 SSR引物在绿豆基因组中的通用性分析 817


组中的扩增, 为绿豆遗传多样性分析、基因型鉴定、
分子标记辅助育种等研究提供手段, 其次为两种作
物比较基因组学研究提供一定信息。
1 材料与方法
1.1 材料
随机从国家种质库中选取 4 份绿豆种质用于
PCR条件的优化与扩增分析, 4份小豆种质作对照。
从绿豆初选核心样本中随机选取 60 份评价 SSR 引
物的多态性水平。这 60份种质分别来自中国广西(10
份)、中国山西(15 份)、中国山东(11 份)、中国吉林
(7 份)、中国新疆(3 份)、中国内蒙古(3 份)、泰国(7
份)、印度(2份)和菲律宾(2份)。
1.2 SSR分析
每份参试种质取 3~4 粒种子, 室内发芽, 取刚
展开的新鲜叶片提 DNA, 提取方法、PCR条件优化
及凝胶检测程序均参考刘长友等[9]的方法。采用小
豆 187对 SSR引物, 分布于小豆的 11个连锁群[10]。
PCR反应体积为 20 μL, 含 1×PCR缓冲液, 2 mol L−1
MgCl2, 100 μmol L−1 dNTP, 0.4 mmol L−1引物, 20 ng
DNA, 1 U Taq DNA聚合酶。
1.3 数据统计与分析
将 SSR等位变异按照电泳谱带的“有”、“无”
转换为“1”、“0”数据, 利用 NTSYSpc-2.1 以非加
权平均法(UPMGA)计算种质间 Nei-Li 遗传相似系数,
并进行聚类及主坐标分析[13], 以评价所获 SSR 数据
对不同来源绿豆种质的鉴别能力。
2 结果与分析
2.1 SSR引物的可转移性分析
通过不同退火温度试验 , 共有 134对引物可以
在绿豆基因组中产生稳定的扩增产物, 占引物总数
的 75%左右, 这些通用性引物分布在小豆不同连锁
群上(表 1)。其中以第 7连锁群(LG7)上 SSR的可转
移率最高(100%), 第 8连锁群 LG8上 SSR的可转移
率较低(57%)。

表 1 小豆不同连锁群 SSR标记数目及其可转移性分析
Table 1 Linkage distribution, number of detected and transferable SSRs
连锁群
Linkage group
总引物数
Number of SSRs
可扩增引物数
Number of transferable SSRs
LG1 27 24
LG2 19 14
LG3 15 12
LG4 24 21
LG5 13 10
LG6 11 7
LG7 8 8
LG8 23 13
LG9 14 10
LG10 13 8
LG11 11 7

2.2 多态性分析
随机选取 80 对引物分析 60 份绿豆种质, 有 28
对引物可以检测到 2 个以上的等位变异, 多态性引
物比率占 35%(表 2)。这些多态性引物的等位变异数
变化范围 2~7不等, 平均为 2.9个, 其中检测到等位
变异数最多的位点是第 1连锁群的 X31; PIC多样性
指数的变化从 0.02 到 0.69, 平均 PIC 值是 0.36, 其
中多态性指数最低和最高的分别是位于第 1 连锁群
的 X11(0.02)和 X31(0.69)。
2.3 种质间的遗传距离分析
基于 UPGMA 聚类分析, 60 份绿豆种质可分为 2
大类(图 1), 第 I 类包括我国华北及其以北地区的种质,
虽然山西、山东、吉林、内蒙古等省份的绿豆种质不能
完全分开, 但是同一省份的种质多成簇聚在一起。第 II
类包括国外以及我国广西、新疆的绿豆种质, 但是广
西、新疆绿豆种质的遗传背景和国外种质也有较明显差
异。上述结果与二维主坐标分析的结果基本一致(图 2),
说明这些 SSR数据可以用于绿豆资源的鉴别。
不同群体间的遗传关系则更能反映出绿豆种质
资源遗传背景与其地理分布的相关性(图 3)。群体间
的平均遗传分化系数(Fst=0.40)也揭示了不同来源绿
豆种质资源间较高的遗传背景上的差异。



818 作 物 学 报 第 35卷

表 2 在 60份绿豆种质中检测到多态性的小豆 SSR引物
Table 2 LG distribution and primer sequence of the polymorphic SSRs detected in 60 mungbean accessions
SSR引物
SSR primer
连锁群
(LG)
引物序列
Primer sequence(5′–3′)
SSR引物
SSR primer
连锁群
(LG)
引物序列
Primer sequence (5′–3′)
X11 1 CACACTCATTTATTCTCACC
CTTTACTCTCAACATTTCGC
X60 3 GGAGGAGAAGTCTCGGACC
GAGCGTTTTGCACAGTGTTCAC
X12 1 ACTGGATGAGGGTTTAGTGCG
CTGTCTTGTCTTGTGGGTTCGTTC
X62 3 TGGGCTACCAACTTTTCCTC
TGAGCGACATCTTCAACACG
X20 1 TCTCTTCCTCTATGGCTTGG
GCTCCTCTTTTTGCTGCATC
X65 3 CAACATTTCAACCTTGGGACAG
X21 1 AAACATACCCCTGGCAGTTCC
TTCTGACCTAAGAAAGAGCCTGG
X81 4 TCTTGTCATTTAGCACTTAGCACG
TTGTTGTTTACTAAGAGCCCGTGT
X31 1 CAGTTACGAGTCTTGAACTTCAGC
CAGCTCTGTACAAAGCTGTAACTG
X87 4 GTCCTTGTTTTCCTCTCCATGG
CATCAGCTGTTCAACACCCTGTG
X33 1 GGCTGAAGGTGATGACAGAAG
GGCACTGGTTTTCTAAGGTTGTTG
X88 4 GCTCTGTCAGTTCCCACTAC
GGTCCTGAACCCAGATGAAC
X34 1 CGGAAGAAGAACGCAGAGTG
GCATCAACAAGGACTTCTGC
X101 5 GGCTCATTGTACCACTGGATAT
ATGCCTCCTTTCAGGTGATTGT
X39 1 CGATGTCTCTTGCTTCAAGG
GTGAAGGACTAGCCAAGTTTG
X102 5 AGCAAATTATTGGATGAAAG
TTATTTGGAATACGGATTGT
X40 1 GATTGGGAATCTGCTGTTG
GTGATCCACACACAGTAC
X109 5 GATTCCCTTCCTAGCTATGG
CTGCTGGACATGAAGATTCAG
X46 2 AATTGCTCTCGAACCAGCTC
GGTGTACAAGTGTGTGCAAG
X113 6 GAAGAAGAACCCTACCACAG
CACCAAAAACGTTCCCTCAG
X49 2 GGCAGAATCGTACAAGTG
GTCAGATTCTCGCTTGCATG
X148 8 CGCGTATTGGTGACTAGGTATG
CTTAGTGTTGGGTTGGTCGTAAGG
X54 2 GAGGAAGTGTTGCAGCACC
GTAGACTCTGCAGAGGGATG
X152 8 GTAGACACTGATCATCACC
GACCATCATCGATACGATTC
X55 2 GCATATAAGAAAAGCTTATCC
CTCTTGGAGTGATTTGATC
X166 9 GCTGACGTAGGTGACAACC
CGGCTTGTGCTTCATTGTCTG
X56 2 GGTCCCAAAATCACCCAG
GGTTCATTTGGAGCACTGAG
X168 9 GTCGTTTCCGGAAACTGTTC
GATCCGAACCTCTTTCTGC


图 1 60份绿豆种质的 UPGMA聚类图
Fig. 1 Dendrogram of 60 mungbean accessions based on UPGMA
第 5期 王丽侠等: 小豆 SSR引物在绿豆基因组中的通用性分析 819



图 2 基于 SSR数据对 60个绿豆种质的两维主坐标分析
Fig. 2 PCOA analysis for 60 mungbean accessions based on the SSR fingerprints
Sx: Shanxi, China; Sd: Shandong, China; Jl: Jilin, China; Gx : Guangxi, China; T: Taiwan, China; Xj: Xinjiang, China; P: Philippines;
IM: Inner Mongolia, China; I: India.


图 3 不同地理来源绿豆群体间遗传关系
Fig. 3 Relationships among mungbean populations from dif-
ferent geographical regions

3 讨论
种质资源的遗传多样性分析对新基因发掘、制
定育种策略以及提高种质资源的收集、保存和利用
效率均具重要意义。我国作为绿豆起源地, 收集和
保存了丰富的绿豆种质资源。然而由于绿豆遗传研
究相对落后, 可用的特异性 DNA分子标记有限, 遗
传多样性评价、遗传关系分析、新基因发掘、种质
创新等工作还主要依靠表型性状[14-18]和一些通用型
DNA 标记的分析[19-25], 极大降低了上述工作的效率,
限制了我国绿豆种质资源的充分利用。本研究根据
基因组进化的保守性, 利用绿豆近缘种小豆的 SSR
标记开展绿豆的研究, 发现在所分析的小豆 SSR 引
物中, 75%以上的标记在绿豆基因组可以有效扩增,
说明在绿豆遗传研究比较落后的情况下, 引用近缘
种 SSR标记进行绿豆遗传分析是便捷可行的方法。
进一步分析发现 35%的引物可以检测到多态性, 虽
然平均等位变异数(2.9)和 PIC值(0.36)比较低, 这可
能是所分析种质数量有限所致, 增加样本大小, 多
态性信息含量可能会增加 [26]。因此 , 本研究所获
SSR 标记的利用不仅对绿豆种质资源遗传多样性分
析、基因发掘、鉴定、标记辅助选择育种等研究能
起极大促进作用, 对于绿豆、小豆的比较基因组学
等研究也将提供有用的工具。
聚类分析中来源相同的绿豆种质间遗传背景比
较相近, 说明这些 SSR 标记对绿豆种质资源有一定
的鉴别能力。本研究也表明我国华北中部如山西、
山东、吉林等省份的绿豆种质遗传背景比较相近 ,
省际间的资源难以完全分开; 而我国广西及新疆的
种质与其他地方的遗传背景差距比较大, 几乎可以
单独列为一类; 可见我国边远省份绿豆种质资源的
收集和利用有待加强。此外, 国外材料与我国绿豆
种质间存在较大的遗传差异, 说明从国外引种对于
820 作 物 学 报 第 35卷

拓宽我国绿豆品种的遗传基础, 丰富我国绿豆基因
库具有重要意义。
4 结论
小豆 SSR标记在绿豆基因组中具有可转移性。
这些 SSR标记对不同地理来源的绿豆种质具有一定
的鉴别能力, 可以用于遗传多样性评价、遗传关系
分析及标记辅助选择育种等工作。
References
[1] Zheng Z-J(郑卓杰), Wang S-M(王述民), Zong X-X(宗绪晓).
Chinese Legumes (中国食用豆类学). Beijing: China Agriculture
Press, 1997(in Chinese)
[2] Wang L X, Guan R X, Liu Z X, Chang R Z, Qiu L J. Genetic
diversity of Chinese cultivated soybean revealed by SSR markers.
Crop Sci, 2006, 46: 1032−1038
[3] Röder M S, Plaschke J, Konig S U, Borner A, Sorrells M E,
Tanksley S D, Ganal M W. Abundance, variability and chromo-
somal location of microsatellites in wheat. Mol Gen Genet, 1995,
246: 327−333
[4] Sun L, Wang C, Su C, Liu Y, Zhai H, Wan J. Mapping and
marker-assisted selection of a brown plant hopper resistance gene
bph2 in rice (Oryza sativa L.). Acta Genet Sin, 2006, 33: 717−723
[5] Kumar S V, Tan S G, Quah S C, Yusoff K. Isolation and charac-
terization of seven tetranucleotide microsatellite loci in mung-
bean, Vigna radiata. Mol Ecol Notes, 2002, 2: 293−295
[6] Kumar S V, Tan S G, Quah S C, Yusoff K. Isolation of
microsatellite markers in mungbean, Vigna radiata. Mol Ecol
Notes, 2002, 2: 96−98
[7] Miyagi M, Humphry M, Ma Z Y, Lambrides C J, Bateson M, Liu
C J. Construction of bacterial artificial chromosome libraries and
their application in developing PCR-based markers closely linked
to a major locus conditioning bruchid resistance in mungbean.
Theor Appl Genet, 2004, 110: 151−156
[8] Gwag J G, Chung J W, Chung H K, Lee J H, Ma K H, Dixit A,
Park Y J, Cho E G, Kim T S, Lee S H. Characterization of new
microsatellite markers in mungbean (Vigna radiata L.). Mol Ecol
Notes, 2006, 6: 1132−1134
[9] Liu C-Y(刘长友), Cheng X-Z(程须珍), Wang S-H(王素华),
Wang L-X(王丽侠), Sun L(孙蕾), Mei L(梅丽), Xu N(徐宁).
The screening of SSR and STS markers for genetic diversity
analysis of mungbean. J Plant Genet Resour (植物遗传资源学
报), 2007, 8(3): 298−302(in Chinese with English abstract)
[10] Han O K, Kaga A, Isemura T, Wang X W, Tomooka N, Vaughan D
A. A genetic linkage map for azuki bean (Vigna angularis Willd.
Ohwi & Ohashi). Theor Appl Genet, 2005, 111: 1278−1287
[11] Peakall R, Gilmore S, Keys W, Morgante M, Rafalski A.
Cross-species amplification of soybean (Glycine max) simple
sequence repeats (SSRs) within the Genus and other legume
genera: Implications for the transferability of SSRs in plants. Mol
Biol Evol, 1998, 15: 1275−1287
[12] Sharma R K, Gupta P, Sharma V, Sood A, Mohapatra T, Ahuja P
S. Evaluation of rice and sugarcane SSR markers for
phylogenetic and genetic diversity analyses in bamboo. Genome,
2008, 51: 91−103
[13] Rohlf F J. NTSYS-pc2.1 numerical taxonomy and multivariate
analysis system. New York: State University of New York, 1992
[14] Bisht I S, Mahajan R K, Patel D P. The use of characterisation data
to establish the Indian mungbean core collection and assessment of
genetic diversity. Genet Res Crop Evol, 1998, 45: 127−133
[15] Han F-X(韩粉霞), Li G-Y(李桂英). Correlation analysis be-
tween main agronomical traits of mungbean. North China J Agric
Sci (华北农学报), 1998, 13(4): 66−69(in Chinese with English
abstract)
[16] Bhattacharya A, Vijaylaxmi. Genetic diversity in mungbean:
Phenological, physiological and yield forming traits. Legume Res,
2005, 28: 1−6
[17] Chattopadhyay K, Ali M N, Sarkar H K, Mandal N, Bhat-
tacharyya S. Diversity analysis by RAPD and ISSR markers
among the selected mungbean (Vigna radiata L. Wilczek) geno-
types. Indian J Genet Plant Breed, 2005, 65: 173−175
[18] Chen X(陈新), Yan J-Y(严继勇), Gao B(高兵), Zhang Z-M(张
智民), Shrivies P. The evaluation on traits of F1 plants between
diverse parents. Jiangsu Agric Sci (江苏农业科学), 2006, (5):
34−35(in Chinese)
[19] Cheng X-Z(程须珍), Yang C Y. Studies on relationships among
species in mungbean groups using RAPD markers. Sci Agric Sin
(中国农业科学), 2001, 34(2): 216−218(in Chinese with English
abstract)
[20] Afzal M A, Haque M M, Shanmugasundatam S. Random ampli-
fied polymorphic DNA (RAPD) analysis of selected mungbean
(Vigna radiata L. Wilczek) cultivars. Asian J Plant Sci, 2004, 3:
20−24
[21] Ma L-P(马丽萍), Cheng X-Z(程须珍), Zhang H(张辉). Study on
AFLP marker related to bruchid resistance gene in wild mung-
bean germplasm TC1966. Southwest China J Agric Sci (西南农
业学报), 2005, 8(5): 629−633(in Chinese with English abstract)
[22] Cheng X Z, Wang S H, Wu S Y, Zhou J H, Wang S M, Yang C Y.
Tagging and utilization bruchid resistance gene using PCR
markers in mungbean. Agric Sci China, 2005, 4: 579−583
[23] Selvi R, Muthiah A R, Manivannan N, Raveendran T S, Manic-
kam A, Samiyappan R. Tagging of RAPD marker for MYMV
resistance in mungbean (Vigna radiata L. Wilczek). Asian J
Plant Sci, 2006, 5: 277−280
[24] Soehendi R, Chanprame S, Toojinda T, Srinives P. Inheritance
and AFLP tagging of leaflet mutants in mungbean (Vigna radiate
L. Wilczek). Kasetsart J, 2006, 40: 566−572
[25] Sun L(孙蕾), Cheng X-Z(程须珍), Wang S-H(王素华), Wang
L-X(王丽侠), Liu C-Y(刘长友), Mei L(梅丽), Xu N(徐宁). He-
redity analysis and gene mapping of bruchid resistance of a
mungbean cultivar V2709. Sci Agric Sin (中国农业科学), 2008,
41(5): 1297−1307(in Chinese with English abstract)
[26] Wang L X, Guan Y, Guan R X, Li Y H, Ma Y S, Dong Z M, Liu
X, Zhang H Y, Zhang Y Q, Liu Z X, Chang R Z, Xu H M, Li L H,
Lin F Y, Luan W J, Yan Z, Ning X C, Zhu L, Cui Y H, Piao R H,
Liu Y, Chen P Y, Qiu L J. Establishment of Chinese soybean
(Glycine max) core collections with agronomic traits and SSR
markers. Euphytica, 2006, 151: 215−223