全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2009, 35(2): 262−269 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由云南省重点基金项目(2006C0013Z), 国家科技基础条件平台项目(2007DKA21002-11), 国家财政部行业专项(nyhyzx07-019), 科技部
广西省部会商项目(2007BAD30B02)资助。
*
通讯作者(Corresponding author): 蔡青, E-mail: caiqingysri@163.com
第一作者联系方式: E-mail: lxlgood868@163.com
Received(收稿日期): 2008-06-16; Accepted(接受日期): 2008-09-04.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2009.00262
中国滇蔗茅种质资源遗传多样性的 AFLP分析
刘新龙 1 蔡 青 2,* 毕 艳 1 陆 鑫 1 马 丽 1 应雄美 1
1 云南省农业科学院甘蔗研究所, 云南开远 661600; 2 云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所, 云南昆明 650223
摘 要: 利用 10对 AFLP引物对来自国家甘蔗资源圃的 41份滇蔗茅(Erianthus rockii)无性系进行扩增, 获得 860个
片段, 多态性条带 629 个, 多态性条带比率 0.73, 特异片段 54 个。遗传相似性系数、UPGMA 聚类和主效应分析表
明, 在相似系数 0.52处做切割线, 毛轴野古草、斑茅和滇蔗茅无性系分为 3个类群; 在相似系数 0.715处做切割线时,
又将 41份滇蔗茅无性系划分为 3个大类群, 云滇 07/23独自形成 A类群, 鉴于其叶鞘背毛, 有待作进一步的分析; B
类群 3份无性系, 主要来自云南西南部高海拔地区; C类群 37份无性系, 其中 30份来自云南西南方向的保山、德宏
地区, 其他地区 7份; 在相似系数 0.738处做切割时, 将 C类群 37份无性系划分为 4个亚类群, 亚类群的划分反映出
明显的地域分布规律, 来自同一地区的无性系多聚为一类; 在相似系数 0.765 处做切割可将 C4 亚类群划分为 4个亚
类群(C4-1, C4-2, C4-3, C4-4), 其中 C4-3亚类群中云滇 07/9/1与云滇 99/4分子聚类最为相似, 可作为复份材料保存;
C4-3 亚类群在相似系数 0.773 处切割又可以分为 3 个分支类群, 以上分析反映出同一地区无性系之间具有丰富的遗
传变异; 主效应分析反映的属间、种间、无性系之间的亲缘关系与分子聚类分析结果一致; 由此可见, 丰富的地理生
态条件造就了滇蔗茅丰富的遗传多样性和明显的地域性分布规律。
关键词: 滇蔗茅; AFLP; 遗传多样性
Genetic Diversity Analysis for Germplasm of Erianthus rockii in China
LIU Xin-Long1, CAI Qing2,*, BI Yan1, LU Xin1, MA Li1, and YING Xiong-Mei1
1 Sugarcane Research institute, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Kaiyuan 661600, China; 2 Biotechnology & Genetic Germplasm institute,
Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Kunming 650223, China
Abstract: Erianthus rockii is the most important wild resource in sugarcane germplasm, which mainly distributes in Yunnan
province. To well utilize the germplasm in breeding program, it is necessary to understand its genetic background. In this research,
41 clones from national nursery of sugarcane germ were amplified with 10 informative AFLP primers. In total, 860 bands were
detected, 629 of which were polymorphic, 36 of which were specific bands, and rate of polymorphic bands was 0.73. The results
of genetic similarity coefficients, UPGMA cluster, and principal component analysis showed that 41 sugarcane clones were di-
vided into three groups at 0.715 of genetic similarity coefficient: Yundian 07/23 was only grouped into group A and should be
further identified due to its back hair on the sheath different from others, group B included three sugarcane clones from high alti-
tude area, group C included 37 sugarcane clones, containing of 30 from southwest of Yunnan, and 7 from other region. Groups C
was divided into 4 sub-groups at 0.738 of genetic similarity coefficient, and the cluster relation was obviously reflected the geo-
graphic distribution of the clones. Sub-group C4 was divided into 4 sub-sub-groups at 0.765 of genetic similarity coefficient. Yun-
dian 07/9/1 and Yundian 99/4 in sub-sub-group C4-3 were the most similar, indicating that two clones were duplicate.
Sub-sub-group C4-3 included three branches according to 0.773 of genetic similarity coefficient. Principal component analysis for
all clones indicated same result obtained from genetic similarity coefficients analysis. Therefore, complex geographical ecological
environment is important factor to the genetic diversity and geographical distribution of E. rockii clones.
Keywords: Erianthus rockii; AFLP marker; Genetic diversity
甘蔗近缘属植物滇蔗茅(Erianthus rockii Keng
in Sinensia)属蔗茅属(Erianthus Michaux.), 主要分
布于四川、云南、西藏, 海拔在 500~2 700 m的[1]干
燥山坡草地, 具有较强的抗病性、抗旱性、耐贫瘠
第 2期 刘新龙等: 中国滇蔗茅种质资源遗传多样性的 AFLP分析 263


等特点, 属于较珍贵的甘蔗种质资源。近年来, 甘蔗
育种家对常用的亲本材料进行亲缘关系分析, 发现
现有亲本主要来自常用的原始祖先热带种
(Saccharum officinarum)、印度种(S. barberi)、割手
密(S. spontaneum)和大茎野生种(S. robustum), 目前,
全世界甘蔗栽培种十之八九均含有这几个亲本血缘[2],
亲本之间血缘关系较近, 遗传基础狭窄, 品种杂交
难以育出具有优势的突破性品种。因此, 开始加大
对甘蔗野生资源的利用, 将具有优异抗性的滇蔗茅
材料列为甘蔗亲本创新的重要亲本材料。云南省农
业科学院甘蔗研究所依托国家甘蔗资源圃的资源优
势, 通过光周期诱导等技术, 陆续获得了杂交一代
和二代材料, 为后续亲本体系的创新奠定了基础[3]。
目前有关滇蔗茅的研究主要集中在属间种间分类层
次上 [4-6], 关于其无性系遗传变异情况尚未见报道 ,
为了解决这个问题, 有必要开展滇蔗茅种质资源的
遗传多样性研究。
扩增片段长度多态性(AFLP), 用少量的引物就
能获得大量的多态信息, 标记可以覆盖整个基因组,
同时具有可靠性好 , 重复性强 , 可信度高等优点 ,
因此被广泛应用于农作物的遗传多样性、遗传图谱、
基因定位、指纹图谱等方面的研究[7]。本研究针对
国家甘蔗资源圃内保存的滇蔗茅资源进行多样性分
析, 旨在为我国滇蔗茅种质资源的保存与杂交及更
深入的分子遗传研究提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料及来源
41份滇蔗茅无性系分别来自云南省农业科学院
甘蔗研究所的国家甘蔗资源圃(表 1)。以蔗茅属斑茅
(E. arundinaceus)和野古草属毛轴野古草 (Arundi-
nella pilaxilis)作为对照。
1.2 DNA的提取和纯化
参照蔡青等[8]方法并略加改进提取基因组 DNA,
2008 年 3 月初取新鲜叶片迅速剪碎并在−20℃冰箱
中冷冻, 于次日加入预冷的 CTAB 抽提液在 RECH
Mix Mills301 DNA研磨机上研磨成浆, 其他步骤同
常规 CTAB法。
1.3 AFLP扩增及其产物检测
根据 Vos 等[9]的方法进行适当调整。经 EcoR I
和 Mse I酶切后的 DNA与 EcoR I和 Mse I特定接头
连接, 通过 EcoR I和 Mse I引物(含 1个选择性核苷
酸)进行预扩增 , 其反应程序为预变性 94 30 s, ℃
56 60 s, 72 60 s, 20℃ ℃ 个循环。稀释预扩增产物作
为选择性扩增反应的模板, 以含 3 个选择性核苷酸
的 EcoR I和Mse I引物进行第 2阶段扩增, PCR反应
程序为预变性 94 30 s, 65 30 s,℃ ℃ 72 60 s, 1℃ 个循
环, 然后以每循环复性温度逐级降低 0.7℃的梯度进
行 12个循环, 变性和延伸条件同上; 最后以 94 30 ℃
s, 56 30 s, 72 60 s, 23℃ ℃ 个循环。全部反应在德国
产的 Eppendorf Master Cycle Gradient上进行。扩增
产物经 95℃变性后在 5%的变性聚丙烯酰胺凝胶上
电泳分离, 采用本实验室建立的快速银染法染色。
1.4 数据分析
AFLP 扩增条带在相同迁移位置的, 有带记为
“1”, 无带记为“0”, 缺失或不清楚记为“−”。标
记位点的多态性条带比率 PPB [percentage of poly-
morphic bands, PPB= a/(a+b)], 标记位点的多态信息
量 PIC(polymorphism information content, PIC = 1 −
∑pi2); 标记系统的有效等位基因数 Ne (effective
number of allele, Ne= 1/∑pi2), pi表示 i位点的基因频
率[10], 使用 POPGEN32软件分析以上数据。同时使
用 NTSYS2.1计算 Jaccard(1908)相似系数, 即 Gsij =
a/(a+b+c), Gsij是个体 i和 j的遗传相似性系数, a为
两个体的共享片段数, b 和 c 为 i 个体和 j 个体各自
拥有的多态片段数。根据相似性系数进行 UPGMA
(unweighted pair group method analysis)聚类分析和
PCA (principal component analysis)主效应分析, 并
构建系统树和主效应图[11]。
2 结果与分析
2.1 AFLP扩增产物的多态性
选用多态性较高的 10 对 AFLP 引物对 41 份滇
蔗茅无性系进行扩增, 所得的扩增产物条带清晰(图
1), 共统计到 860个扩增片段 , 其中多态性条带为
629个, 多态性条带比率为 0.73; 多态信息量为 0.25,
每个位点的有效等位基因数为 1.316; 获得无性系特
异片段 54个; 平均每个引物扩增的多态性条带为 62.9,
扩增片段集中在 50~660 bp之间(表 2)。
2.2 滇蔗茅无性系间的相似性系数
对所有无性系包括对照进行 Jaccard 相似性系
数分析(表略), 相似性系数越大, 亲缘关系越近。结
果表明, 43份无性系间(包括对照)的相似性系数为
0.121~0.827, 其中滇蔗茅无性系之间的相似性系数
为 0.511~0.827, 滇蔗茅无性系与斑茅的相似性系数
为 0.229~0.274, 与毛轴野古草的相似性系数为
264 作 物 学 报 第 35卷

表 1 滇蔗茅无性系名称及来源
Table 1 Name and source of the clones of E. rockii in the study
序号
No.
无性系名称
Clone name
种名
Species
采集地
Source
海拔
Altitude (m)
1 云滇 01-4 Yundian 01-4 E. rockii 云南高黎贡山 Gaoligongshan, Yunnan 2000
2 云滇 83-224 Yundian 83-224 E. rockii 云南六库 Liuku, Yunnan 1120
3 云滇 02-8 Yundian 02-8 E. rockii 云南畹町黑山门 Wandingheishanmen, Yunnan 800
4 云滇 02-11 Yundian 02-11 E. rockii 云南畹町黑山门 Wandingheishanmen, Yunnan 900
5 云滇 01-13 Yundian 01-13 E. rockii 云南腾冲高黎贡山 Gaoligongshan, Yunnan 1987
6 贵滇 95-19 Guidian 95-19 E. rockii 贵州贞峰连环 Zhenfenglianhuan, Guizhou 900
7 云滇 01-14 Yundian 01-14 E. rockii 云南腾冲高黎贡山 Tengchonggaoligongshan, Yunnan 1750
8 云滇 01-12 Yundian 01-12 E. rockii 云南腾冲高黎贡山 Tengchonggaoligongshan, Yunnan 1830
9 川滇 92-40 Chuandian 92-40 E. rockii 不详 Unknow —
10 云滇 82-93 Yundian 82-93 E. rockii 云南澜沧 Lancang, Yunnan 1850
11 云滇 99-4 Yundian 99-4 E. rockii 云南瑞丽 Ruili, Yunnan 829
12 云滇 07-69 Yundian 07-69 E. rockii 云南保山 Baoshan, Yunnan 1785
13 云滇 07-64 Yundian 07-64 E. rockii 云南腾冲 Tengchong, Yunnan 693
14 云滇 07-70 Yundian 07-70 E. rockii 云南大理跃近 Daliyuejin, Yunnan 1395
15 云滇 07-1 Yundian 07-1 E. rockii 云南保山龙陵 Baoshanlongling, Yunnan 1208
16 云滇 07-54 Yundian 07-54 E. rockii 云南腾冲上营 Tengchongshangying, Yunnan 2340
17 云滇 07-9-1 Yundian 07-9-1 E. rockii 云南芒市遮放镇 Mangshizhefangzhen, Yunnan 1059
18 云滇 07-9-2 Yundian 07-9-2 E. rockii 云南芒市遮放镇 Mangshizhefangzhen, Yunnan 1059
19 云滇 07-5 Yundian 07-5 E. rockii 云南保山龙陵 Baoshanlongling, Yunnan 1889
20 云滇 07-36 Yundian 07-36 E. rockii 云南腾冲荷花乡 Tengchonghehuaxiang, Yunnan 1093
21 云滇 07-58 Yundian 07-58 E. rockii 云南腾冲坝湾蒲 Tengchongbawanpu, Yunnan 2016
22 云滇 07-26 Yundian 07-26 E. rockii 云南瑞丽南京里 Ruilinanjingli, Yunnan 903
23 云滇 07-29 Yundian 07-29 E. rockii 云南陇川 Longchuan, Yunnan 1685
24 云滇 07-28 Yundian 07-28 E. rockii 云南陇川 Longchuan, Yunnan 1088
25 云滇 07-75 Yundian 07-75 E. rockii 云南弥勒 Mile, Yunnan 1419
26 云滇 07-34 Yundian 07-34 E. rockii 云南盈江 Yingjiang, Yunnan 980
27 云滇 07-33 Yundian 07-33 E. rockii 云南陇川户撒 longchuanhusa, Yunnan 1389
28 云滇 07-76 Yundian 07-76 E. rockii 云南弥勒 Mile, Yunnan 1263
29 云滇 07-48 Yundian 07-48 E. rockii 云南腾冲高黎贡山 Tengchonggaoligongshan, Yunnan 1953
30 云滇 07-3 Yundian 07-3 E. rockii 云南保山龙陵 Baoshanlongling, Yunnan 1658
31 云滇 07-60 Yundian 07-60 E. rockii 云南腾冲坝湾 Tengchongbawan, Yunnan 1571
32 云滇 07-51 Yundian 07-51 E. rockii 云南腾冲高黎贡山 Tengchonggaoligongshan, Yunnan 1809
33 云滇 07-39 Yundian 07-39 E. rockii 云南腾冲革命烈士陵园
Tengchonggeminglieshilingyuan, Yunnan
1650
34 云滇 07-62 Yundian 07-62 E. rockii 云南腾冲百花岭 Tengchongbaihualingxiang, Yunnan 1409
35 云滇 07-23 Yundian 07-23 E. rockii 云南瑞丽互育乡 Ruilihuyuxiang, Yunnan 869
36 云滇 07-17 Yundian 07-17 E. rockii 云南瑞丽雷允 Ruilileiyun, Yunnan 773
37 云滇 07-46 Yundian 07-46 E. rockii 云南腾冲北海湿地 Tengchongbeihaishidi, Yunnan 1633
38 云滇 07-43 Yundian 07-43 E. rockii 云南腾冲高黎贡山 Tengchonggaoligongshan, Yunnan 1866
39 云滇 07-18 Yundian 07-18 E. rockii 云南瑞丽弄岛 Ruilinongdao, Yunnan 777
40 云滇 07-15 Yundian 07-15 E. rockii 云南瑞丽姐告 Ruilijiegao, Yunnan 763
41 云滇 07-42 Yundian 07-42 E. rockii 云南腾冲高黎贡山 Tengchonggaoligongshan, Yunnan 1562


第 2期 刘新龙等: 中国滇蔗茅种质资源遗传多样性的 AFLP分析 265



图 1 滇蔗茅无性系的 AFLP扩增产物电泳图
Fig. 1 Amplification of AFLP primer for E. rockii clones
图中样品编号同表 1。CK1为毛轴野古草, CK2为斑茅。
The numbers for each lane correspond with the numbers for clone named listed in Table 1. CK1: A. pilaxilis; CK2: E. arundinaceus.

表 2 滇蔗茅无性系 AFLP标记的多态性分析
Table 2 Genetic diversity analysis for amplified bands of E. rockii clones by AFLP primers
引物
Primer
总带数
Number of
total band
多态性带数目
Number of poly-
morphic band
条带大小
Band size
(bp)
特异带
Specific
band
多态性条
带比率
Polymorphic
bands (%)
多态信息量
Polymorphism
information content
有效等位基因数
Number of effec-
tive allele per
locus
E-ACC/M-CTC 91 71 120–530 4 78 0.27 1.368
E-AAC/M-CTA 86 58 80–500 6 67 0.20 1.253
E-ACA/M-CAT 99 71 70–540 5 72 0.22 1.288
E-ACC/M-CTA 75 58 120–620 0 77 0.29 1.417
E-ACC/M-CAG 115 92 80–660 9 80 0.25 1.329
E-ACG/M-CTG 34 25 90–460 6 74 0.17 1.207
E-AGC/M-CTA 104 79 100–620 6 76 0.26 1.352
E-AAC/M-CAT 101 66 70–533 9 65 0.28 1.310
E-ACA/M-CTA 70 54 100–520 5 77 0.36 1.399
E-ACC/M-CTG 85 55 50–520 4 65 0.24 1.240
平均Mean 86 62.9 5.4 73 0.25 1.316
合计 Total 860 629 54

0.176~0.213, 说明两个对照材料与滇蔗茅无性系亲
缘关系较远。其中斑茅与同属的滇蔗茅无性系的亲
缘关系较野古草属的毛轴野古草近。
2.3 聚类分析
2.3.1 属间种间关系 采用非加权类平均法
(UPGMA)聚类分析, 以 860 个位点的谱带数据为原
266 作 物 学 报 第 35卷

始矩阵构建 AFLP分子系统树图(图 2), 可以看出 ,
对照跟滇蔗茅无性系被十分明显地分开, 其中在相
似系数 0.52 处做切割线时, 可以分为 3 大类, 毛轴
野古草、斑茅、所有滇蔗茅无性系各自聚为一类(I, II,
III), 其中斑茅相对于毛轴野古草与滇蔗茅的亲缘关
系更进, 符合属间种间的分类地位。

图 2 Jaccard相似性系数和 UPGMA构建的滇蔗茅无性系 AFLP分子系统树
Fig. 2 Dendrogram obtained using Jaccard similarity coefficient and UPGMA based on AFLP data

2.3.2 滇蔗茅无性系间的聚类关系 根据属种间
的聚类分析结果所有滇蔗茅无性系聚为一个大类群
(I), 在相似系数 0.715 处做切割线时, 可以将 41 份
滇蔗茅无性系划分为 3个大类群 , A 类群仅云滇
07/23 一份无性系, 与其他无性系亲缘关系较远, 根
据对该无性系的田间性状观察, 发现其茎叶性状与
其他滇蔗茅无性系相似, 但叶鞘有散生毛群(其他无
性系叶鞘无毛群), 无法确定是自身突变引起还是分
类鉴定不准确所致, 因此有必要开花后做进一步分
类鉴定; B类群 3份无性系(云滇 07/5、云滇 07/29、
云滇 07/43), 分别采自云南保山龙陵、云南陇川、云
南腾冲高黎贡山高海拔地区, 在分子聚类图上与其
他无性系较早分开; C 类群包含 37 份无性系, 采自
云南保山地区的 18份, 主要分布于腾冲、龙陵等地,
采自云南德宏地区的 12份, 主要分布于瑞丽、陇川、
芒市、畹町、盈江等地, 采自云南红河地区的 2 份,
主要分布于弥勒 , 其他采自云南怒江六库地区的 1
份、大理跃进地区的 1份, 思茅澜沧地区的 1份, 贵
州贞峰的 1份, 四川的 1份。
在相似系数 0. 738处做切割时, 可将 C类群 37
份无性系划分为 4 个亚类群, C1 类群由采自云南红
河地区、贵州贞峰连环地区、云南六库地区的云滇
07/75、云滇 07/76、贵滇 95/19、云滇 83/224组成, 在
聚类图上较早与其他无性系分开; 采自云南腾冲革
命烈士陵园(云滇 07/39)的无性系独自形成 C2 类群,
采自云南澜沧 (云滇 82/93)和云南保山地区 (云滇
07/69)的无性系聚为 C3 类群, 逐渐与 C4 类群分开;
C4 类群主要由采自云南西南方向的保山和德宏地
区的 30份无性系组成, 亲缘关系表现较紧密。
在相似系数 0.765处做切割, 可以将 C4类群划
分为 4 个亚类群, 其中云滇 07/70、川滇 92/40 聚为
C4-1 亚类群, 云滇 07/64 独自形成 C4-2 亚类群; 云
第 2期 刘新龙等: 中国滇蔗茅种质资源遗传多样性的 AFLP分析 267


滇 01/12、云滇 07/18等 20份无性系聚为 C4-3大亚
类群, 云南 01/4、云滇 07/15等 7份无性系聚为 C4-4
亚类群, 两个较大亚类群各自形成独立的遗传分化
群体, 在 C4-3亚类群中云滇 07/9/1与云滇 99/4虽然
采自不同地区 , 但从聚类分析来看 , 最为相似 , 因
此可判定为遗传上未完全分化的复份材料; C4-3 亚
类群在相似系数 0.773 处又可以分为 3 个分支类群,
其中云滇 07/17、云滇 07/18等 3份无性系聚为另一
类(C4-3A), 云滇 07/1、云滇 07/33 等 8 份无性系聚
为 C4-3B 亚类群, 云滇 01/12、云滇 07/3 等 9 份无
性系聚为 C4-3C 亚类群, 以上分析充分表明滇蔗茅
无性系间明显的遗传分化现象。
2.4 滇蔗茅无性系主效应分析
基于 Jaccard 系数, 应用 PCA (principal com-
ponent analysis) 对 AFLP标记数据结果进行主效应
分析(图 3), 所构建的分子主效应图清楚地显示了不
同属间、不同种间、不同无性系的位置及亲缘关系,
与分子聚类结果一致。从图 3 可以看出对照材料斑
茅和毛轴野古草与滇蔗茅无性系集中区域相隔较远,
各自处于较远位置, 充分说明蔗茅属与野古草属的
属间关系较远, 斑茅虽然也处于较远位置, 但相对
于野古草属更接近于滇蔗茅集中区域, 因此亲缘关
系相对较近; 对于滇蔗茅无性系, 云滇 07/23与其他
无性系相隔一定距离, 而其他无性系都十分紧密地
集中在一个区域, 因此对于云滇 07/23 的分类地位
有待于进一步分析。专门针对无性系间进行主效应
分析可以看出除了云滇 07/23, 采自云南西南方向的
无性系较紧密的集中在一起, 而采自云南东南(贵滇
95/19、云滇 07/76、云滇 07/75)、西部(云滇 83/224)、
南部(云滇 82/93)及来自云南西南高海拔地区(云滇
07/5、云滇 07/29、云滇 07/43)的无性系较为疏松地
分布于四周, 反映出无性系之间采自同一地区的亲
缘关系更近, 不同地区亲缘关系较疏远。而滇蔗茅
无性系相对集中的区域内部分布也不是非常紧密 ,
说明采自同一地区的无性系内部存在大量遗传变
异。

图 3 滇蔗茅无性系的 AFLP主效应分析图
Fig. 3 Principal components analysis using AFLP data for E. rockii clones
268 作 物 学 报 第 35卷

2.5 滇蔗茅无性系间的地域分布规律
根据滇蔗茅无性系的分子聚类图、主效应图和
采集地情况, 可以发现滇蔗茅无性系呈现明显的地
域性分布规律, 分子聚类关系同采集地存在明显的
相关性。采自云南西南地区的无性系大多聚为一类,
仅有少部分无性系(云滇 07/5、云滇 07/29、云滇 07/43、
云滇 07/23)较早与大类群分开, 表现为较远的亲缘关
系; 而采自云南东南方向的贵滇 95/19、云滇 07/76、
云滇 07/75聚为一类; 采自云南南面的云滇 82/93也较
早同其他无性系分开, 采自云南西部的云滇 83/224
虽然与采自云南东南部的无性系聚为一类, 但内部
也存在明显的分化。
3 讨论
3.1 AFLP 标记在滇蔗茅遗传多样性研究中的可
靠性
目前, AFLP已广泛应用于农作物的遗传多样性
研究, 大量的研究表明 AFLP 是研究农作物遗传多
样性非常有效的分子标记系统[12-17], 虽然其多态信
息量不高, 但具有高的多态性检出效率, 少量引物
就能获得大量多态性标记数据, 同时具有可靠性高,
重复性高等特点, 因此在作物的遗传多样性、分子
指纹图谱、品种鉴定等方面得到越来越广泛的应用。
本研究使用 10对 AFLP引物对国家资源圃内保存的
41 份滇蔗茅无性系进行遗传多样性分析 , 共获得
860个扩增片段, 其中多态性条带数目为 629个, 多
态性条带比率为 0.73, 显现出高的多态性检出率 ,
表明滇蔗茅无性系具有丰富的遗传多样性; 通过对
AFLP分子标记数据的相似性分析、主效应分析, 有
效准确地反映出不同属间、种间、无性系间的亲缘
关系, 与实际的植物分类鉴定相符; 同时反映出无
性系间的遗传分化与地理分布的远近呈明显相关性,
因此AFLP标记是研究滇蔗茅遗传多样性非常有效、
可靠的分子标记。
3.2 分子聚类、主效应分析在滇蔗茅遗传多样性
研究中的优势
在种质资源的采集和评价中, 尤其对无性系的
评价上, 仅依靠形态性状, 不能准确反映不同无性
系间的遗传差别和亲缘关系[16-17], 因为形态性状极
易受到环境的影响而发生变化, 而且无性系间常因
形态相似, 而难于区分。现代分子标记技术从 DNA
水平上揭示遗传变异, 反映遗传背景差异, 因此能
够有效、真实地反映种质资源的遗传变异和亲缘关
系。通过对 AFLP 标记数据做分子聚类和主效应分
析, 充分显示出滇蔗茅无性系之间的亲缘关系和遗
传分化状况, 基于不同相似系数, 可将滇蔗茅无性
划分为不同的类群, 在反映无性系间遗传分化的同
时也显现出无性系的聚类呈明显的地域性分布规
律。在研究中, 发现云滇 07/23在分子聚类和主效应
图上与其他无性系表现出明显的差异, 因此有必要
做进一步的分类鉴定; 云滇 07/9/1 与云滇 99/4 在分
子聚类上最为相似, 因此作为复份材料保存。实验
证明, 使用分子聚类和主效应分析更能充分显现无
性系间的亲缘关系, 有利于发现新的遗传变异, 有
助于无性系之间的区分。
3.3 滇蔗茅种质资源的采集
世界甘蔗野生种质资源的采集始于 20世纪 60
年代, 而我国甘蔗资源采集始于 80年代, 采集资源
的重点在甘蔗原种、大茎野生种、细茎野生种[18], 而
滇蔗茅资源的采集一直处于空白。近年来随着国家
对甘蔗野生种质资源的重视, 国家甘蔗资源圃陆续
开展了滇蔗茅种质资源的收集, 目前该资源的收集
主要集中于滇西南亚热带湿润地区, 采集海拔高度
从云南瑞丽的 600 m到高黎贡山的 2 000 m左右, 气
候类型从湿热到暖温, 立体气候十分明显、土壤类
型多样化, 因此采集的滇蔗茅资源具有广泛的适应
性, 可为甘蔗育种提供丰富的野生血缘基础。鉴于
野生资源的珍贵性和极易丢失等特点, 有必要在未
采集的适生地开展更大规模的收集工作。
4 结论
AFLP 标记具有高的多态性检出率 , 能够客观
准确地区分属间和种间差异, 是研究滇蔗茅遗传多
样性有效的分子标记。聚类、主效应分析表明滇蔗
茅具有丰富的遗传多样性和明显的地域分布规律 ,
其中一些特殊的材料值得关注, 如云滇 07/23, 在聚
类上与其他无性系较早分开, 其形态与其他滇蔗茅
相似 , 但叶鞘背毛 , 因此有待进一步鉴定分析; 云
滇 07/9/1 与云滇 99/4 分子聚类最为相似, 可作为复
份材料保存。同时无性系间亲缘关系的揭示, 为特
异材料的筛选和后续的深入研究奠定了基础。
References
[1] Editorial Board of the Flora of China (中国植物志编辑部委员
会). Flora of China, Vol. 9 (中国植物志·第 9卷). Beijing: Sci-
ence Press, 2002. pp 48−49(in Chinese)
[2] Chen R-K(陈如凯). Theory and Practice in Modern Sugarcane
第 2期 刘新龙等: 中国滇蔗茅种质资源遗传多样性的 AFLP分析 269


Breeding (现代甘蔗育种的理论与实践). Beijing: China Agri-
culture Press, 2003. pp 2−7(in Chinese)
[3] Wang L-P(王丽萍), Cai Q(蔡青), Lu X(陆鑫), Ma L(马丽), Liu
X-L(刘新龙), Li W-F(李文凤), Xia H-M(夏红明). Study of wild
species Erianthus rockii germplasm innovation and use. Sugar
Crops China (中国糖料), 2008, (2): 8−11(in Chinese with Eng-
lish abstract)
[4] Xiao F-H(肖凤回). Comparison between E. arundinaceus and
some species under Saccharum and Erianthus on the plant mor-
phology and isozyme. Sugarcane (甘蔗), 1994, 1(1): 22−27(in
Chinese with English abstract)
[5] Cai Q(蔡青), Fan Y-H(范源洪), Aitken K, Piperidis G, Mcintyre
C L, Jackson P. Assessment of the phylogenetic relationships
within the “Saccharum complex” using AFLP markers. Acta
Agron Sin (作物学报), 2005, 31(5): 551−559(in Chinese with
English abstract)
[6] Cai Q, Aitken K, Fan Y H, Piperidis G, Jackson P, Mcintyre C L. A
preliminary assessment of the genetic relationship between Erian-
thus rockii and the ‘‘Saccharum complex’’ using micro-satellite
(SSR) and AFLP markers. Plant Sci, 2005, 169: 976−984
[7] Guo X-M(郭雄明), Xue X(薛霞), Chen H(陈华). Progress in re-
search on amplified fragment length polymorphism (AFLP).
China J Comparative Med (中国比较医学杂志), 2006, 16(6):
369−372(in Chinese with English abstract)
[8] Doyle J J, Doyle J I. Isolation of plant DNA from fresh tissue.
Focus, 1990, 12: 149−151
[9] Vos P, Hogers R, Bleeker M, Reijans M, Van Der Lee T, Hornes
M. AFLP: A new concept for DNA fingerprinting. Nucl Acids Res,
1995, 23: 4407−4414
[10] Powell W, Morgante M, Andre C. The comparison RFLP, RAPD,
AFLP and SSR (microsatellite) markers for germplasm analysis.
Mol Breed, 1996, 2: 225−238
[11] Nei M, Kumar S. Molecular Evolution and Phylogenetics. New
York: Oxford University Press, 2000. pp 87−88
[12] Xu A-X(徐爱遐), Ma C-Z(马朝芝), Xiao E-S(肖恩时), Quan
J-C(权景春), Ma C-Z(马长珍), Tian G-W(田广文), Tu J-X(涂金
星), Fu T-D(傅廷栋), Zhang G-S(张改生). Genetic diversity of
Brassica juncea from western China. Acta Agron Sin (作物学报),
2008, 34(5): 754−763(in Chinese with English abstract)
[13] Yan L(闫龙), Guan J-P(关建平), Zong X-X(宗绪晓). Genetic
diversity analysis of pigeonpea germplasm resources by AFLP.
Acta Agron Sin (作物学报), 2007, 33(5): 790−798(in Chinese
with English abstract)
[14] Liu Y(刘勇), Sun Z-H(孙中海), Liu D-C(刘德春), Wu B(吴波),
Tao J-J(陶建军). Assessment of the genetic diversity of pummelo
germplasms using AFLP and SSR markers. Sci Agric Sin (中国农
业科学), 2005, 38(11): 2308−2315(in Chinese with English ab-
stract)
[15] Zhuang N-S(庄南生), Zheng C-M(郑成木), Huang D-Y(黄东益),
Tang Y-Q(唐燕琼), Gao H-Q(高和琼). AFLP analysis for sugar-
cane Germplasms. Acta Agron Sin (作物学报), 2005, 31(4):
444−450(in Chinese with English abstract)
[16] Aitken K S, Li J C, Jackson P, Piperidis G, Mcintyre C L. AFLP
analysis of genetic diversity within Saccharum officinarum and
comparison with sugarcane cultivars. Aust J Agric Res, 2006, 57:
1167−1184
[17] Selvi A, Nair N V, Noyer J L, Singh N K, Balasundaram N,
Bansal K C, Koundal K R, Mohapatra T. AFLP analysis of the
phenetic organization and genetic diversity in the sugarcane com-
plex, Saccharum and Erianthus. Genet Resour Crop Evol, 2006,
53: 831−842
[18] Liu X-L(刘新龙), Cai Q(蔡青), Wang L-P(王丽萍), Ma L(马丽),
Lu X(陆鑫), Ying X-M(应雄美), Mao J(毛钧). The advance of
sugarcane germplasm resource in genetic and crossing diversity
utilization. Sugar Crops China (中国糖料), 2007, (1): 46−49(in
Chinese with English abstract)