全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2010, 36(11): 1902−1909 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2006AA10A109)和国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2004CB117306)资助。
*
通讯作者(Corresponding author): 王坤波, E-mail: wkbcri@cricaas.com.cn; wkbcri@hotmail.com
第一作者联系方式: E-mail: gaowei03@126.com
Received(收稿日期): 2010-03-04; Accepted(接受日期): 2010-05-23.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2010.01902
利用 SSR 分析四倍体棉种多态性
高 伟 1,2 刘 方 2 黎绍惠 2 王春英 2 张香娣 2 王玉红 2 王坤波 1,2,*
1 华中农业大学植物科技学院, 湖北武汉 430070; 2 中国农业科学院棉花研究所 / 农业部棉花遗传改良重点实验室, 河南安阳
455000
摘 要: 利用 SSR标记对 60份四倍体棉种材料进行遗传多样性分析, 其中包括 42份陆地棉野生种系。结果显示, 从
1 050对 SSR引物筛选出的 95对 SSR引物均能在 60份材料间扩增出稳定明显的多态性条带, 共检测出 660个片段,
其中多态性片段 584个, 占 88.5%。每个位点的等位基因为 2~12个, 平均每对引物 6.1个。UPGMA聚类分析显示, 42
份材料的相似性系数(GS)在 0.306~1.000之间, 平均成对相似系数为 0.493。95对引物的多态信息含量(PIC)的变幅为
0.278~0.905, 基因多样性(H′)的变幅为 0.451~2.451, 有效等位基因数(Ne)在 1.385~10.490之间变动。SSR标记在陆地
棉野生种系及四倍体棉种间均可反映丰富的遗传多样性信息, 其中陆地棉与陆地棉野生种系中阔叶棉的亲缘关系最
近, 海岛棉和达尔文棉的亲缘关系非常相近, 黄褐棉和毛棉相对较近, 陆地棉与其他 4个棉种的亲缘关系最远。
关键词: 野生种系; 四倍体棉种; 遗传多样性; SSR标记
Genetic Diversity of Allotetraploid Cotton Based on SSR Markers
GAO Wei1,2, LIU Fang2, LI Shao-Hui2, WANG Chun-Ying2, ZHANG Xiang-Di2, WANG Yu-Hong2, and
WANG Kun-Bo1,2,*
1 College of Plant Science＆Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China; 2 Cotton Research Institute, Chinese Academy of
Agricultural Sciences / Key Laboratory of Cotton Genetic Improvement, Ministry of Agriculture, Anyang 455000, China
Abstract: There are five allotetraploid cotton species including two cultivated varieties, G. hirsutum and G. barbadense, and three
wild species, G. darwinii Watt, G. mustelinum Miers ex Watt, and G. tomentosum. Wild cotton contains not only wild species but
also wild types of cultivated varieties, such as G. hirsutum L. races. Research on genetic diversity relationships among cultivated
and wild cotton species is necessary for better understanding of cotton evolution and good use of wild resources. The aim of this
study was to evaluate the genetic diversity of five allotetraploid cotton species and 42 wild types of upland cotton using SSR
markers. A total of 95 from 1050 pairs of SSR primers were used to amplify the 60 accessions of germplasm, which could pro-
duce steady and clear polymorphic bands. Six hundred and sixty DNA fragments were scored among all materials, 584 polymor-
phic bands were obtained, accounting for 88.5% of the total bands. The allele number (NA) per SSR locus was 2–12, with the
average of 6.1. The UPGMA cluster analysis based on SSR data showed that the genetic similarity (GS) coefficient among 42
accessions of germplasm ranged from 0.306 to 1.000, the mean genetic similarity (GS) coefficient was 0.493. For 95 primers, the
polymorphism information content (PIC) was from 0.278 to 0.905. The Shannon-Weaver diversity index (H′) ranged from 0.451
to 2.451, and effective number of alleles (Ne) varied from 1.385 to 10.490. The results showed that there is a wide genetic varia-
tion in wild types of upland cotton and allotetraploid cotton tested by SSR markers. The genetic relationship is nearest between
upland cotton and G. hirsutum var. latifolium, very close Gossypium barbadense L. and G. darwinii Watt, G. mustelinum Miers ex
Watt and G. tomentosum L. Nuttall ex Seeman a bit close and farthest between upland cotton and others.
Keywords: Wild races; Allotetraploid cotton species; Genetic diversity; SSR marker
现在公认的棉属包括 5个四倍体种, 其中陆地棉
和海岛棉是栽培种, 达尔文棉、黄褐棉以及毛棉属
于野生种。从种质资源角度来讲, 野生棉除了包括
棉属野生种外还包括栽培种的野生类型 [1], 如陆地
棉野生种系, 野生海岛棉等等。我国从 20 世纪 80
年代开始引入陆地棉野生种系, 但是先后引入的材
料并不完整, 直到 2006 年, 宋国立研究员从美国国
家棉花种质库引进陆地棉野生种系 418 份, 是我国
第 11期 高 伟等: 利用 SSR分析四倍体棉种多态性 1903


引进份数最多的一次 [2], 后来经过自交提纯 , 现在
大部分材料性状已趋于稳定一致。由于现有栽培棉
品种大多是种内杂交产生, 遗传基础相对狭窄, 产
量以及品质较难获得重大突破。在种间杂交很难实
现品种改良的情况下, 陆地棉野生种系越来越受到
人们的重视, 这不仅因为这些种系有栽培品种所缺
乏的抗性及某些优良品质特性, 而且主要在于半野
生资源比野生资源更容易导入栽培品种[3]。
遗传多样性是指种内不同群体间或一个群体内
不同个体的遗传变异的总和 [4], 包括遗传变异高低
和遗传变异分布格局, 其中最直接的表达形式就是
遗传变异的高低[5]。目前作物遗传多样性研究中应
用较广的分子标记技术有 RAPD、RFLP、AFLP 和
SSR 等, 其中 SSR 标记具有较高的多态性、共显性
分离、位点专化性、标记覆盖整个基因组且分布均
匀、DNA 样本用量少等优点[6], 已经有不少学者利
用 SSR分子标记技术对一些棉花品种进行过遗传多
样性分析[6-9]。本试验的目的是利用 SSR标记进一步
验证前人所得的棉花种属关系结果; 通过对陆地棉
野生种系的遗传多样性分析, 为今后有效利用野生
种系材料提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
选取性状相对稳定和具有代表性的陆地棉野生
种系材料 42份、野生海岛棉 6份, 野生四倍体种达
尔文棉 2 份、黄褐棉 4 份、毛棉 1 份以及陆地棉和
海岛棉共 5个品种(表 1)。所有试验材料由本实验室

表 1 试验材料编号和名称
Table 1 Codes and the name of the experimental materials
编号 材料名称 编号 材料名称
Code Accession Code Accession
1 尖斑棉 9 G. hirsutum race punctatum 9 31 阔叶棉 7 G. hirsutum race latifolium 7
2 尖斑棉 15 G. hirsutum race punctatum 15 32 阔叶棉 20 G. hirsutum race latifolium 20
3 尖斑棉 16 G. hirsutum race punctatum 16 33 阔叶棉 35 G. hirsutum race latifolium 35
4 尖斑棉 18 G. hirsutum race punctatum 18 34 阔叶棉 81 G. hirsutum race latifolium 81
5 尖斑棉 20 G. hirsutum race punctatum 20 35 阔叶棉 133 G. hirsutum race latifolium 133
6 尖斑棉 23 G. hirsutum race punctatum 23 36 阔叶棉 147 G. hirsutum race latifolium 147
7 尖斑棉 31 G. hirsutum race punctatum 31 37 阔叶棉 173 G. hirsutum race latifolium 173
8 尖斑棉 32 G. hirsutum race punctatum 32 38 阔叶棉 185 G. hirsutum race latifolium 185
9 莫利尔棉 1 G. hirsutum race morrlli 1 39 阔叶棉 195 G. hirsutum race latifolium 195
10 莫利尔棉 4 G. hirsutum race morrlli 4 40 阔叶棉 208 G. hirsutum race latifolium 208
11 莫利尔棉 5 G. hirsutum race morrlli 5 41 帕默尔棉 1 G. hirsutum race palmeri 1
12 莫利尔棉 8 G. hirsutum race morrlli 8 42 帕默尔棉 12 G. hirsutum race palmeri 12
13 莫利尔棉 9 G. hirsutum race morrlli 9 43 元谋木棉 Yuanmoumumian
14 莫利尔棉 17 G. hirsutum race morrlli 17 44 弥勒木棉 Milemumian
15 莫利尔棉 32 G .hirsutum race morrlli 32 45 开元联核木棉 Kaiyuanlianhemumian
16 莫利尔棉 47 G. hirsutum race morrlli 47 46 开元离核木棉 Kaiyuanlihemumian
17 尤卡坦棉 5 G. hirsutum race yucatanense 5 47 车里木棉 Chelimumian
18 尤卡坦棉 8 G. hirsutum race yucatanense 8 48 阿拉伯联核木棉 Alabolianhemumian
19 雷奇蒙地棉 1 G. hirsutum race richmondi 1 49 达尔文棉 1 G. darwinii Watt 1
20 雷奇蒙地棉 8 G. hirsutum race richmondi 8 50 达尔文棉 2 G. darwinii Watt 2
21 雷奇蒙地棉 9 G. hirsutum race richmondi 9 51 黄褐棉 1 G. mustelinum Miers ex Watt 1
22 玛利加郎特棉 20 G. hirsutum race marie-galante 20 52 黄褐棉 2 G. mustelinum Miers ex Watt 2
23 玛利加郎特棉 27 G. hirsutum race marie-galante 27 53 黄褐棉 3 G. mustelinum Miers ex Watt 3
24 玛利加郎特棉 32 G. hirsutum race marie-galante 32 54 黄褐棉 4 G. mustelinum Miers ex Watt 4
25 玛利加郎特棉 39 G. hirsutum race marie-galante 39 55 毛棉 G. tomentosum L. Nuttall ex Seeman
26 玛利加郎特棉 42 G. hirsutum race marie-galante 42 56 中棉所 12 CCRI 12
27 玛利加郎特棉 73 G. hirsutum race marie-galante 73 57 中棉所 16 CCRI 16
28 玛利加郎特棉 78 G. hirsutum race marie-galante 78 58 TM-1
29 玛利加郎特棉 87 G. hirsutum race marie-galante 87 59 新海 7号 Xinhai 7
30 玛利加郎特棉 114 G. hirsutum race marie-galante 114 60 海 7124 Hai 7124
1904 作 物 学 报 第 36卷

提供, 野生棉材料均保存在位于海南三亚的国家棉
花种质资源圃。其中陆地棉野生种系以及部分栽培
品种按照单行种植, 每行 10~15株, 行距 40 cm, 株
距 25 cm。棉花 SSR引物序列来自 CMD (http://www.
cottonmarker.org/)数据库 , 由上海生物工程技术服
务有限公司合成, Taq DNA聚合酶和 dNTP均购自北
京鼎国生物公司。
1.2 棉花总 DNA的提取
采用改良的 CTAB[10]法提取各材料基因组 DNA。
1.3 PCR扩增与电泳检测
PCR体系含 0.5 μmol L–1 dNTPs, 0.2 μmol L–1
Primer, 0.2 U Taq polymerase, 1 μmol L–1 10×buffer,
模板 DNA 60 ng, 加 ddH2O至总体积 10 μL。PCR在
Biometra PCR 仪上进行, 反应程序为 95℃预变性 2
min, 94℃变性 30 s, 55℃退火 45 s, 72℃延伸 1.5 min,
循环 28次, 94℃变性 2 min, 55℃退火 45 s, 72℃延伸
3 min。扩增产物经 DYY-6C型稳压稳流电泳仪上的
8%聚丙烯酰胺凝胶检测, 恒定电压 180 V, 电泳 50
min, 银染观察并照相。
1.4 SSR引物筛选
选用 1 050 对 SSR 引物, 对田间形态性状表现
差异较大的 12份陆地棉野生种系进行初步筛选, 得
到 130 对差异性引物, 选取其中扩增效果好、条带
差异明显、重复性好、信号强、背景清晰的 95对引
物在 60份供试材料间进行 SSR-PCR反应。
1.5 谱带记录及数据分析
记录易于辨认的多态性位点, 有带记为 1, 无带
记为 0, 条带模糊不清时记为 2。成对品种相似系数
用 Nei和 Li计算法[11], 计算公式为 Sij=2Nij /(Ni+Nj),
其中 Nij为 2 个品种共有的带数, Ni和 Nj分别为第 i
和第 j品种各自的带数。根据前人研究结果, 等位基
因数、Simpson 和 Shannon 遗传多样性指数是从分
子水平评价大豆群体遗传变异常用的参数[12-15], 实
际上也常被用于评价棉花的遗传多样性 [6-8]。
Simpson 多样性指数即多态信息含量 PIC=1–∑Pi2;
Shannon-Weaver 多样性指数也称基因型多样性 H′=
–∑Pi ln Pi; 每个位点的有效等位基因数为 Ne=1/∑Pi2,
Pi为第 i个等位基因变异出现的频率。采用 Jaccard’s
相似系数, 使用 NTSYS-pc2.20q 数据分析软件, 非
加权组平均法(UPGMA) 聚类。
2 结果与分析
2.1 四倍体棉种的 SSR标记多态性分析
筛选出的 95 对条带清晰的 SSR 引物均能在 60
份四倍体材料的基因组 DNA 中产生明显的扩增差
异带, 共检测出 660个片段, 其中多态性片段 584个,
占 88.5%。每个位点的等位基因数为 2~12 个, 平均
每对引物为 6.1个, 其中引物 NAU4045和 NAU4918
的等位基因数最多, 均为 12个。位点多态性比率为
66.7%~100.0%, 平均为 88.5%, 以引物 NAU1077、
NAU4063 的值最低 (66.7%), 引物 NAU4029、
NAU4045、NAU5490值最高(100%)。多态信息含量
(PIC)为 0.278~0.905, 基因多样性(H′)为 0.451~2.451,
有效等位基因数(Ne)在 1.385~10.490 之间变动。结
果表明, SSR 标记在陆地棉野生种系及四倍体棉种
间均可反映较丰富的遗传多样性信息。
2.2 成对相似系数分析
根据 SSR标记数据采用 Jaccard’s相似系数计算
得到成对相似系数矩阵(表略)。60份材料的成对相似
系数范围为 0.157~1.000, 其中尖斑棉 5 和黄褐棉 2
以及车里木棉和 TM-1 的成对相似系数最小, 均为
0.157; 42份陆地棉野生种系材料的成对相似系数范
围为 0.306~1.000, 平均相似系数为 0.493, 其中尖斑
棉 9(1)和尖斑棉 23(6)的相似系数值为 1.000, 说明



图 1 引物 NAU4918 在部分材料中的扩增
Fig. 1 DNA fragments amplified by SSR primer NAU4918 in some materials
M: 分子量标准; 1~32: 部分供试材料编号。
M: marker; 1–32: codes of some materials.
第 11期 高 伟等: 利用 SSR分析四倍体棉种多态性 1905


表 2 部分已定位 SSR 标记的扩增
Table 2 Results of amplification with some primers located in chromosomes
SSR位点
SSR locus
染色体
Chromosome
等位位点数
No. of
alleles
多态性位点数
No. of polymorphic
alleles
多态性比率
Ratio of
polymorphic
alleles (%)
多态信息
含量
PIC
基因型多样性
Shannon-Weaver
diversity index (H′)
有效等位变异数
Effective number of
alleles (Ne)
NAU4045 1,8 12 12 100.00 0.882 2.270 8.447
NAU1072 2 9 8 88.89 0.802 1.747 5.054
NAU5383 2 11 10 90.91 0.836 1.985 6.110
NAU5384 2 9 8 88.89 0.836 1.923 6.088
NAU1081 3 9 8 88.89 0.829 1.854 5.846
NAU1190 3 6 6 100.00 0.685 1.337 3.173
NAU5236 4 12 11 91.67 0.866 2.179 7.455
NAU5273 5 9 9 100.00 0.817 1.904 5.466
NAU4946 6 6 5 83.33 0.601 1.091 2.509
NAU5373 6 11 10 90.91 0.862 2.094 7.262
NAU1209 8 10 9 90.00 0.841 1.958 6.279
NAU1066 10,20 6 5 83.33 0.759 1.495 4.152
NAU1063 11 9 8 88.89 0.740 1.563 3.854
NAU4086 11 7 6 85.71 0.793 1.676 4.821
NAU5428 11 7 6 85.71 0.818 1.747 5.487
NAU5461 11,21 9 8 88.89 0.774 1.708 4.430
NAU1215 13 5 4 80.00 0.681 1.261 3.135
NAU5345 13 7 6 85.71 0.803 1.697 5.069
NAU5490 14 3 3 100.00 0.384 0.703 1.625
NAU2680 16 9 8 88.89 0.864 2.038 7.376
NAU5408 16 3 2 66.67 0.495 0.688 1.980
NAU4052 17 9 8 88.89 0.782 1.708 4.587
NAU5364 18 9 8 88.89 0.780 1.694 4.546
NAU4884 19 4 4 100.00 0.585 1.001 2.407
NAU5330 19 3 3 100.00 0.383 0.624 1.620
NAU5307 20 4 3 75.00 0.667 1.099 3.000
NAU4079 23 9 9 100.00 0.834 1.932 6.037
NAU1197 24 10 8 80.00 0.797 1.749 4.924
NAU4091 24 2 2 100.00 0.464 0.657 1.867
NAU5399 24 8 7 87.50 0.774 1.654 4.420
NAU4089 26 11 11 100.00 0.836 2.113 6.098
NAU4090 26 5 4 80.00 0.637 1.139 2.754
NAU4912 26 10 9 90.00 0.823 1.851 5.638
NAU4925 26 10 9 90.00 0.801 1.820 5.023

其亲缘关系极近, 甚至二者可能是同一种材料; 莫
利尔棉 5(11)和莫利尔棉 32(15)的成对相似系数较大,
为 0.991, 表明其亲缘关系非常相近; 尖斑棉 23(6)
和玛利加郎特棉 87 的成对相似系数最小, 为 0.306,
表明其遗传相似性最低。将材料的成对相似系数分
10个区间分别统计(表 3), 在成对相似性程度较高的
0.401~0.500区间内有 264个系数, 占总数的 30.66%;
在区间 0~0.600 的系数个数占总数的 78.16%, 将范
围扩大到 0~0.700 区间系数所占比例已达 92.56%。
表明陆地棉野生种系的遗传相似性较低, 从反面说
明其遗传多样性相对丰富。
2.3 SSR标记的聚类分析
以 SSR分子标记在 60个材料间多态性数据计算
的成对相似系数, 采用类平均法(UPGMA)聚类分析,
1906 作 物 学 报 第 36卷

表 3 42 个材料间的相似系数统计分析
Table 3 Analysis of similarity coefficient among the 42
materials
区间
Range
个数
Number
所占比例
Proportion (%)
0–0.100 0 0
0.101–0.200 0 0
0.201–0.300 0 0
0.301–0.400 195 22.65
0.401–0.500 264 30.66
0.501–0.600 214 24.85
0.601–0.700 124 14.40
0.701–0.800 43 4.99
0.801–0.900 17 1.97
0.901–1.000 4 0.46

结果如图 2所示。在阈值约为 0.46时, 将 60份材料
分为 6个类群。
第一类(I)为尖斑棉, 共包括 8 份材料, 其亲缘
关系远近不一, 其中尖斑棉 15(2)和尖斑棉 31(7)与
其他 6 份尖斑棉的相似系数分别为 0.619 和 0.555,
亲缘关系较远。
第二类(II)包括 5 个野生种系, 其中莫利尔棉和
雷奇蒙地棉首先在相似系数为 0.589 处相聚; 阔叶
棉与帕默尔棉在相似系数为 0.606 处聚合; 最后尤
卡坦棉在 0.532 处与上述 4 个种系相聚。其中陆地
棉与部分阔叶棉在较高水平(相似系数为 0.747)聚为
一类, 说明二者的亲缘关系很近。这一结果支持陆地
棉栽培材料是由陆地棉野生种系进化而来的论点。
其中玛利加郎特棉 78(28)和阔叶棉 208(40)与帕
默尔棉聚为一类, 根据叶片形状, 帕默尔棉分为鸡
脚叶和超鸡脚叶 [3], 田间调查结果显示该材料确实
为超鸡脚叶, 所以由此判定其属于帕默尔棉。
第三类(III)为玛利加郎特棉 , 由下图可以看出
其种系内部遗传多样性程度比较丰富。
第四类(IV)为海岛棉和达尔文棉 , 它们在相似
系数为 0.814处聚在一起。
第五类(V)为4份黄褐棉, 其相似系数平均为0.872,
说明其种内变异相对较小。
第六类(VI)为毛棉, 它与黄褐棉在 0.396 处聚在
一起, 证明二者亲缘关系最近。



图 2 60 个四倍体棉种材料基于 SSR 的聚类图
Fig. 2 Dendrogram of 60 different varieties from allotetraploid cotton based on SSR
第 11期 高 伟等: 利用 SSR分析四倍体棉种多态性 1907


3 讨论
3.1 陆地棉野生种系的分类与陆地棉起源关系
陆地棉野生种系是未被驯化的陆地棉原始类型,
已有很多学者对其进行过研究[16-18], 以前人们按照
地理分布和形态特征将其分为 8个种系, 后来经过逐
渐整理归类确定为 7个种系, 每个种系又包含多个变
异类型。大量变异材料存在的原因可能是陆地棉起
源于加勒比海和墨西哥湾的高原地带, 该地区地理
条件复杂、气候多变, 棉花的常异花授粉特性使得
自然群体很容易相互杂交或者变异分化。而栽培陆
地棉是人们早期从野生种类中选择部分材料进行驯
化和选育, 从而形成相对稳定的遗传群体。本文研
究结果显示, 栽培陆地棉与野生种系中的阔叶棉最
先聚类, 进一步从分子方面验证了二者亲缘关系最
近[18]的结论, 可以推测栽培陆地棉就是阔叶棉被人
工驯化所得的产物。
3.2 帕默尔棉、达尔文棉、黄褐棉以及毛棉的分
类问题
帕默尔棉本为陆地棉的一个野生种系[19], 后升
至种的位置[20], 并定名为“茅叶棉”, 主要依据 Johnson
等[21]的种子蛋白质电泳结果。但是从本试验结果来
看, 帕默尔棉与陆地棉标准系 TM-1 的平均相似系
数是 0.605, 聚类结果显示帕默尔棉首先与阔叶棉和
陆地棉聚为一类, 然后再与雷奇蒙地棉和莫利尔棉
相聚, 说明帕默尔棉还是与陆地棉种内材料之间的
亲缘关系最近, 应该处在野生种系的位置, 而不能
作为一个独立的种。聚类结果显示, 玛利加郎特棉
78 和阔叶棉 208 确应与帕默尔棉归为一类, 推测可
能因为该材料保存时出现名称混淆或者分类错误。
按照 Hutchinson 的分类[19], 达尔文棉为海岛棉
的变种, 而宋国立[22]研究结果显示海岛棉和陆地棉
首先聚类, 然后二者再与达尔文棉相聚, 认为达尔
文棉是一个独立的种。但是本文聚类结果却与其相
反, 达尔文棉首先与海岛棉聚在一起, 二者相似系
数平均为 0.591, 然后再与黄褐棉和毛棉相聚, 最后
才和陆地棉相聚。虽然并不能说明达尔文棉究竟是
一个变种还是一个独立的种, 但是至少可以证明达
尔文棉确与海岛棉的亲缘关系最近。
黄褐棉曾经被归在海岛棉之下(海岛棉的野生
类型或一个变种)[2]; Wendel 和 Cronn[23]认为黄褐棉
是一个独立的分支 , 毛棉与陆地棉的亲缘关系最
近。但是本试验结果显示, 毛棉与黄褐棉在遗传相
似系数为 0.396 处聚在一起; 而毛棉与陆地棉在仅
为 0.270时相聚, 说明二者亲缘关系较远, 宋国立[22]
利用 RAPD 对四倍体棉种的研究结果支持本文的观
点。导致上述结果的原因可能有以下两点: 一是研
究方法不同, Wendel等[23]是从系统发育方面结合地
理分布及细胞学研究认为毛棉和陆地棉的亲缘关系
更近, 而宋国立和本人均采用分子标记的方法对四
倍体棉种进行研究; 二是各研究所用毛棉材料的差
异, 可能是经过多年的生长进化, 各地选取的毛棉
材料已经发生较大的变异。
3.3 评价遗传多样性参数的选择
大多数学者认为, 遗传丰富度、Shannon指数、
Simpson 指数和对数级数分布参数 α 等是值得推荐
的多样性指数[24]。形态上判定作物品种的遗传多样
性可以参照物种水平的方法测度, 而DNA水平遗传
多样性的测度则很困难, 目前还没有确定很好的测
度公式或指标, 相比之下群体遗传学中等位基因频
率、遗传一致性和遗传距离等的计算方法很有参考
价值[25]。对不同群体遗传多样性的比较, 有基因丰
富度、Shannon指数和 Simpson指数。Simpson指数,
类似于期望杂合度(Nei 基因多样度), 强调等位基因
的频率, 但不同的参数反映的问题不尽相同[26]。本
文使用的参数包括多态信息含量(PIC 值)、Shannon
多样性指数(H′)以及有效等位基因数(Ne), 但是通过
SSR 标记多态性分析发现, 各个参数的最高值和最
低值基本仅出现在两对引物中。多态信息含量(PIC
值)、有效等位基因数(Ne)的最高值均出现在引物
NAU5277中, 分别为 0.905和 10.490, Shannon多样
性指数(H′)的最高值出现在引物 NAU4860(2.451),
而引物 NAU5277的 Shannon多样性指数(H′)也达到
2.415, 位居第二; 三个参数的最低值均出现在引物
NAU1193中, 分别为 0.278、0.451和 1.385。由以上
分析可以看出, 虽然各参数反映的问题不同, 但其
变化趋势基本一致。
3.4 SSR引物的数量与试验的准确性
大量研究表明, 试验选用引物的数量和引物本
身对聚类分析结果影响很大, 肖小余等[27]提出引物
虽然用得越多越好, 但是存在成本和效率的问题。
同时 SSR引物的开发对多样性分析也非常重要[28]。
为了尽可能提高试验结果的准确性, 本试验尽可能
多地使用 SSR引物, 95对引物中有 34对已经定位在
棉花的 20 条染色体上, 覆盖了染色体总数的 77%,
其中包括 3个非特异性标记, 均定位于两条染色体上
1908 作 物 学 报 第 36卷

(表 2)。如果这些引物能够覆盖全部连锁群, 试验结
果将会更加理想。
4 结论
SSR 标记在陆地棉野生种系及四倍体棉种间均
可以反映较多的遗传多样性信息。陆地棉野生种系
的遗传相似程度较低。陆地棉 TM-1 等代表材料与
野生种系中的阔叶棉亲缘关系较近; 达尔文棉与海
岛棉的亲缘关系最近; 陆地棉和其他四倍体棉种之
间的亲缘关系最远。
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