全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2012, 38(2): 223230 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由北京市自然科学基金项目(6103025), 国家食用豆产业技术体系建设项目(nycytx-18), 食用豆行业科技专项(nyhyzx07-017)和农业
部作物种质资源保护项目资助(NB10-2130135-25-09)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 程须珍, E-mail: chengxz@caas.net.cn, Tel: 010-62180535
第一作者联系方式: E-mail: zhongmin1987@126.com
Received(收稿日期): 2011-07-07; Accepted(接受日期): 2011-10-12; Published online(网络出版日期): 2011-12-01.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20111201.0922.015.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2012.00223
绿豆基因组 SSR 引物在豇豆属作物中的通用性
钟 敏 程须珍* 王丽侠 王素华 王小宝
中国农业科学院作物科学研究所, 北京 100081
摘 要: 分子标记的种间通用性可降低其开发成本, 提高利用效率, 也有助于促进遗传研究较薄弱物种的分子遗传
学研究。本文选取绿豆、小豆、豇豆及饭豆材料各 3份, 分析 1 205对新开发的绿豆基因组 SSR引物在这些材料中的
扩增效果, 结果显示绿豆基因组 SSR引物在豇豆、小豆和饭豆中的通用性比率分别为 50.0%、73.3%和 81.6%; 多态
性比率分别为 4.1%、1.7%和 1.5%; 在 4 个种间均通用的引物 469 对。这些通用性 SSR 引物将有助于这 4 种食用豆
类在多样性评价、连锁图谱的构建、基因定位及比较基因组学等方面的研究。
关键词: 豇豆属; SSR; 通用性
Transferability of Mungbean Genomic-SSR Markers in Other Vigna Species
ZHONG Min, CHENG Xu-Zhen, WANG Li-Xia, WANG Su-Hua, and WANG Xiao-Bao
Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China
Abstract: Cowpea (Vigna unguiculata L. Walp.), mungbean (V. radiata L. Wilczek), rice bean [V. umbellate (Thunb.) Ohwi &
Ohashi], and adzuki bean (V. angularis Willd. Ohwi and Ohashi) are major food legumes in China. At present, SSR markers for
genetic analysis of these legumes are much limited. Transferability analysis of primers has the vital significance to reduce their
development cost and improve their development efficiency. In this study, 1 205 SSR primers were tested for their transferability
and polymorphism by PCR amplification with the genomic DNA of four Vigna species, cowpea, adzuki bean, mungbean and rice
bean. The results indicated that the transferability rate of mungbean genomic-SSR in cowpea, adzuki bean and rice bean was
50.0%, 73.3%, and 81.6%, and the ratio of polymorphism SSR primers in these crops was 4.1%, 1.7%, and 1.5%, whereas 32.0%
in mungbean. A total of 469 mungbean genomic-SSR primers were detected to be highly transferable among different species of
Vigna. The transferability of mungbean genomic-SSR was higher in adzuki bean and rice bean than in cowpea. These transferable
markers are useful for further genetic and breeding studies in these species.
Keywords: Genus Vigna; SSR; Transferability
绿豆(Vigna radiate)、小豆(Vigna angularis)、豇
豆(Vigna unguiculata)和饭豆(Vigna umbellate)均属
于豆科(Leguminosae)蝶形花亚科(Papilionaceae) 菜
豆族(Phaseoleae)豇豆属(Vigna)[1], 是我国的主要栽
培食用豆类, 其资源丰富、种类繁多, 在增加我国农
产品出口、改善饮食以及调整种植结构等方面发挥
了重要作用[2]。然而, 由于一直被视为小作物, 它们
的基础研究起步晚、起点低, 尤其是在分子遗传研究
方面与水稻、玉米、大豆等大作物相比仍非常薄弱。
微卫星 DNA (microsatellite DNA, 又称 SSR)是
一类由几个(多为 1~6 个)碱基组成的串联重复序列,
基于微卫星序列的微卫星引物, 是一种基于DNA长
度多态性的分子标记技术, 具有共显性、可重复性、
多态性丰富等优点, 是构建遗传连锁图谱[3]、基因定
位[4]、种质资源的多样性分析[5]和分子标记辅助育种
(MAS) [6]等的理想工具。
近年来, 众多研究表明 SSR 引物在近缘植物乃
至远缘植物基因组间有一定的通用性, 并基于这些
通用性引物进行了比较基因组学方面的研究 [2,7]。
Sharma等[8]分析发现 98对水稻 SSR引物和 20对甘
224 作 物 学 报 第 38卷

蔗 EST-SSR 引物在 23 份竹子中的通用性分别为
44.9%和 75%; 王小国等[9]分析发现小麦基因组 SSR
引物在大麦、燕麦、小黑麦和三芒草等早熟禾亚科
植物的通用性分别为 73.2%、82.9%、87.8%和 85.4%;
李楠等[10]分析发现 940对 SSR引物在甜瓜、黄瓜和
西瓜中的通用性均超过 24%。可见, 在近缘植物间
进行 SSR引物的通用性分析是有效可行的。目前公
开发表的绿豆[11-14]、小豆[3]、豇豆[15]和饭豆的 SSR
引物均有限, 且多态性水平较低[2,16-17], 限制了豇豆
属各栽培种的深入研究。新标记的开发与利用必将
有力促进这些近缘作物的遗传育种研究。
磁珠富集法是探针杂交法的一种[18], 用生物素
标记重复序列特异探针与基因组酶切片段杂交, 利
用生物素与链亲和素亲和性强的特性, 用包被链亲
和素的磁珠进行磁力吸附完成重复序列目标片段的
富集, 富集的片段经洗脱、测序后, 根据 SSR 两端
的保守序列设计引物[19], 以其快速、高效和经济等特
点而在众多动植物 SSR引物的开发中广泛应用[20]。
因而磁珠富集法可作为从绿豆基因组中分离 SSR的
一种简单而又高效的方法。
本文分析了 1 205对磁珠富集法开发的绿豆 SSR
引物在小豆、豇豆和饭豆中的通用性, 将有效节约
豇豆属 SSR 引物的开发成本, 为绿豆、小豆、豇豆
和饭豆等豇豆属作物的种质资源保护、遗传多样性
及比较基因组学研究提供一个强有力的、高效的检
测手段。
1 材料与方法
1.1 试验材料
从国家种质库选取绿豆、小豆、豇豆及饭豆材
料各 3份。绿豆材料分别为澳大利亚野生绿豆ACC41、
栽培种 Berken和 ATF3640; 豇豆材料分别为俄罗斯
引进种 1344、1345和 1347; 小豆材料为分别 B0134、
B0139 和 B0153; 饭豆材料分别为中国江西地方种
2010- 3-16、2010-3-18和中国云南地方种 2009-7-26。
1.2 SSR引物来源
利用磁珠富集法开发的绿豆 SSR引物 2 240对,
包括单核苷酸单元重复序列引物(P1) 1 090对, 二核
苷酸单元重复序列引物(P2) 350 对, 三核苷酸单元
重复序列引物(P3) 800对。引物均由北京博迈德生物
技术有限公司合成。
1.3 DNA提取
分别取各材料的 5 粒种子种植于温室, 出苗后约
15 d取其幼嫩叶片, 采用改良的CTAB法提取DNA[21]。
1.4 PCR扩增
PCR 扩增反应总体积 10 μL, 含 30 ng 基因组
DNA, 1×Taq buffer (20 mmol L–1 Tris-HCl, pH 8.8; 10
mmol L–1 KCl; 10 mmol L–1 (NH4)2SO4; 1.5 mmol L–1
MgCl2; 0.1% Triton X-100), 1 mmol L–1 dNTPs, 上下
游引物各 0.25 μmol L–1和 1 U Taq DNA polymerase。
反应程序为 95℃预变性 5 min, 95℃变性 30 s,
51~55℃退火 45 s, 72℃延伸 45 s, 进行 35 个循环,
最后 72℃延伸 5 min。整个反应在东胜 EDC-810 PCR
扩增仪上进行。
1.5 扩增产物的检测
用 8%的聚丙烯酰胺非变性凝胶电泳分离扩增
产物, 在 200 V 恒压下电泳, 根据 SSR 分子量大小
及差异带型的可辨程度调整电泳时间。将凝胶用蒸
馏水洗涤 2次后, 用 0.2%的 AgNO3溶液染色 10 min,
蒸馏水洗涤 2 次后用 1.5% NaOH 加 0.5%甲醛溶液
显影至条带清晰, 蒸馏水洗涤 2 次后读带。在每个
物种一份或一份以上材料中能扩增出清晰条带, 即
认为该引物在该物种中能够有效扩增。
2 结果与分析
2.1 绿豆基因组 SSR引物的筛选
2 240对绿豆基因组 SSR引物中有 1 205对在绿
豆材料中能有效扩增(图 1), 有效扩增率为 53.8% (表
1)。其中 P1有效扩增 633对, 有效扩增率为 58.1%;
P2 有效扩增 135 对, 有效扩增率为 38.6%; P3 有效
扩增 437对, 有效扩增率为 54.6%。表明在绿豆基因
组 SSR引物中, 不同核心单元重复类型的 SSR引物
的有效扩增率有明显差别, 单核苷酸重复类型和三
核苷酸重复类型引物的扩增成功率高于二核苷酸重
复类型的 SSR引物。
2.2 绿豆基因组 SSR引物的通用性分析
分析得到的 1 205对成功扩增的绿豆基因组 SSR
引物在豇豆属其他作物中的通用性, 其中, P1 在豇
豆中成功扩增 288对(表 2), 小豆中成功扩增 442对,
饭豆成功扩增 490 对, 在饭豆中的扩增成功率最高,
为 77.4%; P2在豇豆中成功扩增 87对, 小豆中成功
扩增 109 对, 饭豆成功扩增 91 对, 在小豆扩增成功
率最高, 为 80.7%; P3在豇豆中成功扩增 228对, 小
豆中成功扩增 332对, 饭豆成功扩增 402对, 在饭豆
中扩增成功率最高, 为 92.0%。
在豇豆属其他物种的通用性比率 P1 引物平均
为 64.2%, P2引物平均为70.9%, P3引物平均为73.4%。
第 2期 钟 敏等: 绿豆基因组 SSR引物在豇豆属作物中的通用性 225





图 1 部分绿豆基因组 SSR 引物(P1、P2 和 P3)在豇豆属 4 个物种中的扩增图
Fig. 1 Amplification of some mungbean genomic-SSR markers with different repeats (P1, P2, and P3) in four Vigna species
1~3: 豇豆材料; 4~6: 小豆材料; 7~9: 绿豆材料; 10~12: 饭豆材料。
1–3: cowpea; 4–6: adzuki bean; 7–9: mungbean; 10–12: rice bean.

表 1 不同核心单元重复类型的绿豆基因组 SSR 引物在绿豆中的扩增
Table 1 Amplification of mungbean genomic-SSR markers
with different nucleiotide repeats in mungbean
SSR类型
Core motif of
SSR
引物数目
No. of
primer pairs
扩增引物数
No. of amp-
lification
primers
有效扩
增率
Ratio (%)
Mono-nucleiotide
repeat (P1) 1090 633 58.1
Di-nucleiotide
repeat (P2) 350 135 38.6
Tri-nucleiotide
repeat (P3) 800 437 54.6
Total 2240 1205 53.8

表明不同核心单元重复类型的绿豆基因组 SSR引物
的通用性有差异, 三核苷酸重复类型 SSR 引物的通
用性比率高于二核苷酸重复类型和单核苷酸重复类
型 SSR引物。
绿豆基因组 SSR 引物在豇豆中共成功扩增 603
对, 在小豆中共成功扩增 883 对, 在饭豆中共成功
扩增 983对。比较这些 SSR引物在豇豆(50.0%)、小
豆(73.8%)和饭豆(81.6%)中的通用性比率 , 发现绿
豆基因组 SSR 引物在饭豆中的通用性比率最高, 小
豆中次之, 豇豆中最低, 绿豆基因组 SSR 引物在小
豆和饭豆的通用性比率相近且都远高于在豇豆中的
通用性比率。
在分析的 1 205 对绿豆基因组 SSR 引物中, 共
有 469 对引物在豇豆属其他 3 个种中具有通用性, 占
226 作 物 学 报 第 38卷

表 2 不同核心单元重复类型的绿豆基因组 SSR 引物在豇豆、小豆和饭豆中的通用性比率
Table 2 Transferability rate of mungbean genomic-SSR with different nucleiotide repeats in cowpea, adzuki bean, and rice bean
通用引物数(比率) No. of transferable primers (ratio) SSR类型
Core motif of SSR
引物数目
No. of primer pairs 豇豆 Cowpea 小豆 Adzuki bean 饭豆 Rice bean
Mono-nucleiotide repeat (P1) 633 288 (45.5%) 442 (69.8%) 490 (77.4%)
Di-nucleiotide repeat (P2) 135 87 (64.4%) 109 (80.7%) 91 (67.4%)
Tri-nucleiotide repeat (P3) 437 228 (52.2%) 332 (76.0%) 402 (92.0%)
Total 1 205 603 (50.0%) 883 (73.3%) 983 (81.6%)

38.9%。其中, P1引物 229对, 占P1引物总数的 36.2%;
P2引物 43对, 占 P2引物总数的 31.9%; P3引物 197
对, 占 P3 引物总数的 45.1%。表明不同核心单元重
复类型的 SSR引物在豇豆属其他种中均可通用的概
率有差异, P3引物的概率高于 P1引物和 P2引物的
概率, 这与不同类型绿豆基因组 SSR 引物在豇豆属
其他物种中的通用性比率一致。
2.3 SSR引物的多态性分析
绿豆基因组 SSR引物在绿豆中共有 314对表现
出多态; 在豇豆中有 25 对表现出多态; 在小豆中有
15对表现多态; 在饭豆中有 15对表现出多态(表 3)。
在绿豆中的多态性比率为 32.0%, 扩增到豇豆、小豆
和饭豆中的多态性比率分别为 4.1%、1.7%和 1.5%。
部分在豇豆属种间表现多态的 SSR引物见表 4。

表 3 SSR 引物在豇豆属 4 个种内的多态性分析
Table 3 Polymorphism analysis of SSR primers amplification
in four Vigna species
物种
Species
引物总数
No. of
primers
多态性扩增
的引物数目
No. of polymor-
phic primers
比率
Ratio
(%)
豇豆
Cowpea
603 25 4.1
小豆
Adzuki bean
883 15 1.7
绿豆
Mungbean
1205 386 32.0
饭豆
Rice bean
983 15 1.5

3 讨论
3.1 绿豆基因组 SSR引物的通用性
来自绿豆基因组的 SSR引物尚有 1 035对没有
成功扩增, 一方面由于用于筛选 SSR 引物的绿豆材
料较少(3份), 这些材料与用于开发绿豆基因组 SSR
标记的基因组DNA可能有一定的遗传距离; 另一方
面根据基因组 SSR位点设计 SSR引物时不可避免会
遇到GC含量过高, 形成二聚体或发卡结构等, 这些
因素均会影响 PCR使引物不能有效扩增; 再者 PCR
和电泳等技术环节也会对实验结果有一定的影响 ,
如同一引物在不同物种中的 PCR体系和退火温度可
能不一样。
在成功扩增的 1 205对绿豆基因组 SSR引物中,
仅在绿豆种内得到有效扩增而在供试的豇豆属其他
种间不具有通用性的引物有 216对(17.9%)。可能由
于这些 SSR 位点为绿豆基因组特有, 只在绿豆中有
扩增产物。这些品种特异引物有可能在绿豆野生种
和近缘种的分类和鉴别中发挥作用。
SSR 引物的通用性在一定程度上依赖于近缘物
种之间 SSR侧翼序列的保守性和进化过程中 SSR的
稳定性。SSR 两端的侧翼序列在生物的基因组中特
别是在具有高度近亲关系的种间具有不同程度的保
守性, 许多研究都表明微卫星侧翼序列在属内种间
和亲缘关系较近的属间是相当保守的, 并且亲缘关
系越近, 通用性越高。Gaspero 等[22]用葡萄的 11 对
SSR引物对其 3个栽培种、真葡萄亚属和原叶葡萄亚
属内的 14 个种及其近缘属爬山虎属内的五叶地锦扩
增, 10对引物在被检测的葡萄属种中获得条带, 7对
引物在五叶地锦中扩增成功, 说明微卫星侧翼序列
在葡萄属内高度保守。Rossetto 等[23]将 3 个葡萄的
EST-SSR引物用于葡萄科内 4个属 8个种的扩增, 发
现微卫星位点的保守性可使它们在许多近缘种的遗
传学研究中通用, 同时还指出少量位点侧翼序列的
变异性可有效地区别近缘种, 并能用于检测近缘种
间的进化关系。本研究中绿豆基因组 SSR引物在豇
豆中的通用性比率(50.0%)明显低于在小豆(73.3%)和
饭豆(81.6%)中的通用性比率, 且在小豆和饭豆中的
通用性比率差别较小, 可能是由于小豆、饭豆和绿
豆同属于豇豆属 Ceratotropis 亚属(亚洲亚属), 而豇
豆属于 Vigna亚属, 小豆、饭豆同绿豆之间的亲缘关
系较豇豆与绿豆的亲缘关系更近, 因而同源序列更
多, 扩增成功率更高。根据这个结果可以推测在所
分析的豇豆属 3个物种中, 饭豆与绿豆的亲缘关系最
近, 小豆次之, 而豇豆最远。
在豇豆属 4个种间均可通用的 469对引物中, 有
第 2期 钟 敏等: 绿豆基因组 SSR引物在豇豆属作物中的通用性 227


表 4 部分多态性 SSR 引物信息
Table 4 Description of the polymorfhic primers
多态性引
物编号
Code of
primers
多态性材料
Polymorphic
material
重复单元
Repeat motif
引物序列
Primer sequence
(5–3)
退火温度
Annealing
temp.
(℃)
目标片段大小
Fragment size
(bp)
P1-24 Cowpea (T)10
F: TGCAAAAATTCACCAAAGCA
R: GGCCTCCATCCATACTTGAA 55 268
P1-32 Cowpea (A)10
F: TGATGTCCCCTCATGGGTAT
R: TACGAAGCGAACAACATTGC 55 232
P1-38 Cowpea (G)11
F: CGTGGTGAGAAGTCCACTGA
R: AGTGTGTTTCGGATCCTTGG 55 248
P1-42 Cowpea (A)10
F: GCCTTCTGCAACTTTTTCCA
R: TTTACCGGTGCACCTTTTTC 55 199
P1-44 Cowpea (A)10
F: TGTTGAAAATACACGGCGAA
R: GCGTAGGATCTTTTTGATCTGA 54 216
P1-49 Cowpea (A)10
F: TCGAGGACAATTGTATTTTGACA
R: CGGTTTGCAGATTTGTCCTT 54 209
P1-52 Rice bean (A)10
F: CAGGCTAGTGATTGAGGACACA
R: TCAAACCCCATCAACAGACA 55 141
P1-64 Cowpea, rice bean (A)10
F: CGACAATGAGAGGGGTTCTC
R: TAGTTTTTGTTGCCGTGCAG 55 159
P1-65 Rice bean (A)10
F: TGGTCCCCTCTCCACTTATG
R: TGGGACTTTGTTGGCTCCTA 55 298
P1-70 Rice bean (A)10
F: CATTAAGGAAGCAGGAAGCG
R: TCAAGTAGCACCCATCCTCA 55 140
P1-79 Rice bean (A)10
F: TGTGAGCTCTATTGTGGCCTT
R: GCCTACTTCATGCCCAGGTA 55 284
P1-80 Cowpea (A)10
F: TGCTTTCTGGGTGATCTCAA
R: TGACAACGCATTCATTTCCT 55 184
P1-93 Cowpea (A)10
F: AGGCCAAAGAATTTGTGCTG
R: TTGTTACTCCAAACTCACATGG 54 104
P1-123 Cowpea, adzuki bean (A)10
F: GGAAGCACGTTTTGTTCCCT
R: GCGCACATATACACGCAGAG 55 209
P1-125 Adzuki bean (A)10
F: CGAATCATTGGTTTAACTGAATAAC
R: AGATCCATCGACCTGAGACG 54 79
P1-137 Cowpea, adzuki bean, rice bean (A)10
F: GCACTTGGAAGAAAAACCGA
R: GTGCGTGATGATGTTTGCTT 54 217
P1-683 Rice bean (A)14
F: CGAGGTGCATTTTGAAGAAA
R: ATTCATTCTCGGTTGGTTGG 54 175
P1-691 Adzuki bean (T)10
F: CTCAGTTTGTGACAGCCGAA
R: TCAATTGGTGCTAGTTCTGTCA 54 153
P1-984 Adzuki bean (T)10
F: CCCGTAAAATCGGGAAAAAT
R: GGTGGTGAGACTTGGCTAGG 55 189
P1-1047 Rice bean (A)11
F: GGAGACGAGACGTGTGACAA
R: AACGATTCATTGTGCCATCA 55 182
P2-6 Cowpea, adzuki bean (AC)6
F: AAAACACACGCACACACACC
R: TGTTTGTGTTTATGTGGCGA 54 155
P2-12 Cowpea, adzuki bean (GA)15
F: AAAAGCATCCAAACGGAACA
R: CACCCTCGTGTTTCTATCTTCTC 55 147
P2-24 Cowpea, adzuki bean (GA)15
F: AAACCATAATGCAGTCAAGCA
R: TCAAGTTGGGTAGTCGGATTC 54 129
P2-26 Cowpea, adzuki bean, rice bean (AC)6
F: AAACGCAAAAACACCCAAAC
R: TGGGTGGGTGTGAGAGTGTA 55 102
P2-27 Cowpea, adzuki bean (TC)14
F: AAACGCAGGTCCCCTAACTT
R: CGGTACGTAACGAACAAACAAA 55 129
P2-38 Cowpea, adzuki bean (GT)10
F: AAATGACTTGGAGAGAGGGCT
R: TTTGCACTAGAGAATAGTTCACAAA 54 113
P2-39 Cowpea, adzuki bean, rice bean (AC)6
F: AAATGCCAAACCGAAATGAG
R: GCGGCCAATTCTTGAAGTTT 55 127
P2-41 Adzuki bean (AC)6
F: AAATTAGGGGATCCGCATGT
R: TGCGTGTGTGTTTGTGTTTG 55 150
P2-44 Cowpea, adzuki bean (GA)9
F: AAATTGGGTTAAAGGCCCAG
R: TTTTCCTATCTTCGCTCCCTC 55 131
P2-45 Cowpea (GA)13
F: AACAAACCAAGTGGGTGGAG
R: GCCATTATCAGGGACACGAG 55 139
P2-48 Cowpea, adzuki bean, rice bean (AC)6
F: AACACACAAACCCCACCC
R: TGTGTTTGTGTATGTATGAGTGTGTG 54 147
P2-55 Adzuki bean (AG)13
F: AACGCCCCAAGTAAAAACAA
R: TTTGTTTGGTGGTGTTGTTCA 55 101

228 作 物 学 报 第 38卷

(续表 4)
多态性引
物编号
Code of
primers
多态性材料
Polymorphic
material
重复单元
Repeat motif
引物序列
Primer sequence
(5–3)
退火温度
Annealing
temp.
(℃)
目标片段大小
Fragment size
(bp)
P2-86 Adzuki bean (AC)7
F: ACACACACATGCACCGAAAC
R: TGTGTTGTGTTTGTATAATTACGTGTG 55 117
P3-125 Adzuki bean (TGC)5
F: CGAGAGGCTGTTGTTGTTGA
R: CTTCACCTTCCGCTCCCT 55 109
P3-435 Rice bean (TTG)5
F: GGGTTGGTTGTGGAAAACAT
R: ACGCACCATAGCTTCTGCTT 55 141
P3-581 Rice bean (TTC)10
F: CCTCCACACCCTCCCTTTAT
R: GGTGGTGTTTCATGCTGTGT 55 167
P3-687 Adzuki bean (CAA)6
F: TAGCAACAGCAGGAAAAGCA
R: CTGGTGTTGTGTTGTGTTGTG 54 182
P3-697 Cowpea (GAA)5
F: TTACCCGTTGGAGGAAACAG
R: CTCCATCGTCCAGACAAACA 54 176
P3-724 Rice bean (GAG)6
F: ATCATTGATCCCCCTCATCA
R: CCATCGCAAAATCACAAGAA 55 183
P3-750 Rice bean (TGC)5
F: GAAAGTCTGATCCAGCTCCG
R: TATGGAGGGTCCGTCATCTC 55 190
P3-753 Cowpea (GAA)5
F: GATCTGAAGGGTGATCGGAA
R: CGTTGGATTGGAGGCAGTAT 55 184
P3-754 Rice bean (GAT)6
F: GATGACGATGAGGATGAGGG
R: CTGGACTGCAAGGTTGTCCT 55 184
P3-776 Rice bean (TTG)6
F: GTTGCTGTTGTTGTTGCGTT
R: CTCACCTACGCTCTGTGACG 54 195

220对在这 4个种中扩增出一致的带型, 表明豇豆属
这 4个物种在进化过程中 SSR侧翼序列在属内高度
保守, 并且进化非常稳定; 有 249 对引物扩增出的产
物在种间表现差异 , 片段的大小和数目差异较大 ,
表明这些 SSR引物在绿豆的近缘种间具丰富的多态
性。这个结果说明豇豆属的这 4 个种在进化过程中
仍保留了大量同源序列, 这些序列在进化过程中部
分发生了变异, 部分极为保守。
很多研究表明, 在植物中三核苷酸单元重复类
型的 EST-SSR 引物的通用性最高[24-26]。本研究中,
三核苷酸单元重复类型的基因组 SSR引物通用性比
率(73.4%)高于二核苷酸单元重复类型的基因组 SSR
引物通用性比率(70.9%)和单核苷酸单元重复类型
的基因组 SSR引物通用性比率(64.2%), 表明在绿豆
中, 三核苷酸单元重复类型的基因组 SSR 引物通用
性也最高。
目前, 豇豆属作物中可用的 SSR 标记还非常有
限, 因而利用在近缘种中已开发的大量 SSR 标记进
行本物种的遗传分析是非常便捷和经济的。赵丹等[4]
研究发现小豆、黑吉豆、菜豆和豇豆 SSR引物在绿
豆中有效扩增率分别为 65%、72%、42%和 30%; 王
丽侠等[27]在分析小豆 SSR引物在绿豆基因组中的通
用性时, 发现 75%的小豆 SSR 引物可在绿豆中有效
扩增。本实验中绿豆基因组 SSR引物在饭豆、小豆
和豇豆中的通用性比率分别为 81.6%、73.3%和
50.0%, 与上述数据相比, 开发的绿豆基因组 SSR引
物在豇豆属种间具有较高的通用性, 也说明在豇豆
属近缘种间筛选通用性 SSR引物是高效可行的。
3.2 绿豆基因组 SSR引物的多态性
本研究得到的绿豆 SSR 引物多态性比率(32.0%)
较赵丹等[4]得到的绿豆 SSR 引物多态性比率(5.8%)
以及刘长友等[28]筛选到的绿豆 SSR引物多态性比率
(14.6%)都高出许多。表明所筛选的绿豆基因组 SSR
引物的多态性较好, 这可能与选取的 3份绿豆材料的
地理来源及材料差异性有关, 1份为澳大利亚野生种,
2 份为栽培种, 差异较大。绿豆 SSR 引物在豇豆属
其他作物中的多态性较低, 主要可能由于所用筛选
材料的有限, 每个种内仅选取了 3份材料, 且 3份材
料均为随机挑选的栽培种, 材料间的差异较小。若
要进一步分析这些引物在豇豆属其他种中的多态性,
可一方面增加筛选材料的数量, 另一方面选择品种
间性状差异较大的材料, 如国外和国内材料, 野生
和栽培材料。
当前对豇豆、小豆、绿豆和饭豆等食用豆类作
物基因组信息了解和研究较少, 整个豇豆属的研究
还处于较落后的水平, 本研究获得的通用性引物将
为继续深入开展豇豆属作物研究提供帮助, 尤其是
在种质资源的收集、保存、多样性分析和评价鉴定
以及高密度遗传连锁图谱的构建中具有重要意义。
鉴于豆科比较基因组学的研究结果认为豆科植物中
亲缘关系较近的物种间广泛存在染色体同线性[29-30],
可以利用这些 SSR 标记在各种图谱上的锚定作用,
第 2期 钟 敏等: 绿豆基因组 SSR引物在豇豆属作物中的通用性 229


在不同物种的遗传图谱和连锁群间比较研究, 从而
揭示不同基因组的结构特征及相互之间的关系。并
可以进一步将这些通用性引物转移至其他豇豆属乃
至豇豆属外的作物中, 促进不同作物之间的比较基
因组学研究。
4 结论
筛选出 1 205对可在绿豆种内或种间有效扩增的
绿豆基因组 SSR 引物, 其在豇豆属饭豆、小豆和豇
豆中的通用性比率分别为 81.6%、73.3%和 50.0%,
多态性比率分别为 1.5%、1.7%和 4.1%, 在绿豆中的
多态性比率达 32.0%。这些 SSR 引物将有助于豇豆
属作物的遗传变异分析、多样性分析、遗传图谱构
建及比较基因组学等研究。
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: Chinese Agricul-
ture Press, 1997. pp 3–6 (in Chinese)
[2] Cheng X-Z(程须珍), Wang S-H(王素华). The Development and
Technology Application in Chinese Mungbean Industry (中国绿
豆产业发展及科技应用). Beijing: Chinese Science and Tech-
nology Agriculture Press, 2002. pp 3–8 (in Chinese)
[3] Han O K, Kaga A, Isemura T, Wang X W, Tomooka N, Vaughan
D A. A genetic linkage map for adzuki bean [Vigna angularis
(Willd.) Ohwi and Ohashi]. Theor Appl Genet, 2005, 111: 1278–
1287
[4] Zhao D(赵丹), Cheng X-Z(程须珍), Wang L-X(王丽侠), Wang
S-H(王素华), Ma Y-L(马燕玲). Integration of mungbean (Vigna
radiata) genetic linkage map. Acta Agron Sin (作物学报), 2010,
36(6): 932–939 (in Chinese with English abstract)
[5] Wang L-X(王丽侠), Cheng X-Z(程须珍), Wang S-H(王素华),
Liang H(梁辉), Zhao D(赵丹), Xu L(徐宁). Genetic diversity of
adzuki bean germplasm resources revealed by SSR markers. Acta
Agron Sin (作物学报), 2009, 35(10): 1858–1865 (in Chinese
with English abstract)
[6] Fazio G, Chung S M, Staub J E. Comparative analysis of response
to phenotypic and marker-assisted selection for multiple lateral
branching in cucumber (Cucumis sativus L.). Theor Appl Genet,
2003, 107: 875–883
[7] Lim G A, Jewell E G, Li X, Erwin T A, Love C, Batley J, Span-
genberg G, Edwards D. A comparative map viewer integrating
genetic maps for Brassica and Brabidopsis. Plant Biol, 2007, 7:
40–45
[8] Sharma R K, Gupta P, Sharma V, Sood A, Mohapatra T, Ahuja P
S. Evaluation of rice and sugarcane SSR markers for phyloge-
netic and genetic diversity analyses in bamboo. Genome, 2008,
51: 91–103
[9] Wang X-G(王小国), Liang H-Y(梁红艳), Zhang W(张薇). Ge-
neral use analysis in pooideae of SSR marking coming from the
wheat gene set. Acta Agric Boreali-Sin (华北农学报), 2007,
22(4):155–157 (in Chinese with English abstract)
[10] Li N(李楠), Zhang H-Y(张海英), Chen N-L(陈年来), Wang
Y-J(王永健), Xu Y(许勇), Gong G-Y(宫国义), Guo S-G(郭绍
贵). Comparison of versatility and polymorphism of SSRs in
three cucurbitaceae. Acta Agric Boreali-Sin (华北农学报), 2008,
23(4): 110–114 (in Chinese with English abstract)
[11] Kumar S V, Tan S G, Quah S C, Yusoff K. Isolation and charac-
terization of seven tetranucleotide microsatellite loci in mung-
bean (Vigna radiate). Mol Ecol Notes, 2002, 2: 293–295
[12] Kumar S V, Tan S G, Quah S C, Yusoff K. Isolation of microsatel-
lite markers in mungbean, Vigna radiata. Mol Ecol Notes, 2002, 2:
96–98
[13] 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
[14] 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
[15] Xu Y-H(徐雁鸿), Guan J-P(关建平), Zong X-X(宗绪晓). Ge-
netic diversity analysis of cowpea germplasm resources by SSR.
Acta Agron Sin (作物学报), 2007, 33(7): 1206–1209 (in Chinese
with English abstract)
[16] Xu N(徐宁), Cheng X-Z(程须珍), Wang S-H(王素华), Wang
L-X(王丽侠), Zhao D(赵丹). Advances in research on germ-
plasm resources of adzuki bean (Vigna angularis). J Plant Genet
Res (植物遗传资源学报), 2008, 9(3): 392–396 (in Chinese with
English abstract)
[17] Gupta S K, Gopalakrishna T. Devolopment of unigene-derived
SSR markers in cowpea (Vigna unguiculate) and their transfer-
ability to other Vigna species. Genome, 2010, 53: 508–523
[18] Kandpal R P, Kandpal G, Weissman S M. Construction of librar-
ies enriched for sequence repeats and jumping clones, and hy-
bridization selection for region-specific markers. Proc Natl Acad
Sci USA, 1994, 91: 88–92
[19] Zane L, Bargelloni L, Patarnello T. Strategies for microsatellite
isolation: a review. Mol Ecol, 2002, 11: 1–16
[20] Chen H-Q(陈怀琼), Sui C(隋春), Wei J-H(魏建和). Summary of
strategies for developing SSR primer. Mol Plant Breed (分子植
物育种), 2009, 7(4): 845–85l (in Chinese with English abstract)
[21] Doyle J J, Doyle J L. A rapid DNA isolation procedure for small
quantities of fresh leaf tissue. Phytochem Bull, 1987, 19: 11–15
[22] Di Gaspero G, Peterlunger E, Testolin R, Ewards K J, Cipriani G.
Conservation of microsatellite loci within the genus Vitis. Theor
Appl Genet, 2000, 101: 301–308
[23] Rossetto M, Mcnally J, Henry R J. Evaluating the potential of
SSR flanking regions for examining taxonomic relationships in
Vitaceae. Theor Appl Genet, 2002, 104: 61–66
230 作 物 学 报 第 38卷

[24] Wen M-F(文明富), Chen X(陈新), Wang H-Y(王海燕), Lu C(卢
诚), Wang W-Q(王文泉). Transferability analysis of cassava
EST-SSR and genomic-SSR markers in jatropha and rubber tree.
Acta Agron Sin (作物学报), 2011, 37(1): 74–78 (in Chinese with
English abstract)
[25] Chen H M, Li L Z, Wei X Y, Li S S, Lei T D, Hu H Z, Wang H G,
Zhang X S. Development, chromosome location and genetic
mapping of EST-SSR markers in wheat. Chin Sci Bull, 2005, 50:
2328–2336
[26] Li L Z, Wang J J, Guo Y, Jiang F S, Xu Y F, Wang Y Y, Pan H T,
Han G Z, Li R J, Li S S. Development of SSR markers from
ESTs of gramineous species and their chromosome location on
wheat. Prog Nat Sci, 2008, 18: 1485–1490
[27] Wang L-X(王丽侠), Cheng X-Z(程须珍), Wang S-H(王素华),
Liu C-Y(刘长友), Liang H(梁辉). Transferability of SSR from
adzuki bean to mungbean. Acta Agron Sin (作物学报), 2009,
35(5): 816–820 (in Chinese with English abstract)
[28] 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 Res (植物遗传资源学报),
2007, 8(3): 298–302 (in Chinese with English abstract)
[29] Humphry M E, Konduri V, Lambrides C J, Magner T, McIntyre C
L, Aitken E A B, Liu C J. Development of a mungbean [(Vigna
radiate L.) Wilczek] RFLP linkage map and its comparison with
lablab (Lablab purpureus) reveal a high level of colinearity be-
tween the two genomes. Theor Appl Genet, 2002, 105: 160–166
[30] Boutin S R, Young N D, Olsen T C, Yu Z H, Shoemaker R C,
Vallejos C E. Genome conservation among three legume genera
detected with DNA markers. Genome, 1995, 38: 928–937