全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2008, 34(8): 1330−1338 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

基金项目: 国家“十一五”科技支撑计划项目(2006BAD13B05, 2006BAD02B08); 农业行业专项(nyhyzx07-017); 中澳政府间大型双边国际合作
项目(ACIAR: CS1/2000/035)
作者简介: 宗绪晓(1964−), 男, 山东莱州, 研究员, 研究方向为食用豆类种质资源。Tel: 010-62186651; E-mail: zongxx@mail.caas.net.cn
*
通讯作者(Corresponding author): 刘庆昌。Tel: 010-62733710; E-mail: liuqc@cau.edu.cn
Received(收稿日期): 2007-12-12; Accepted(接受日期): 2008-03-14.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2008.01330
中国豌豆地方品种 SSR标记遗传多样性分析
宗绪晓 1,2 关建平 2 王述民 2 刘庆昌 1,∗
(1 中国农业大学农学与生物技术学院, 北京 100094; 2中国农业科学院作物科学研究所 / 国家农作物基因资源与基因改良重大科学工
程, 北京 100081)
摘 要: 利用 21 对豌豆多态性 SSR 引物, 对来自全国春、秋播区 19 省区市的 1 221份豌豆地方品种进行遗传多样
性分析, 共扩增出 104条多态性带, 每对引物平均扩增出 4.95个等位变异, 其中有效等位变异占 62.52%。省份间 SSR
等位变异分布均匀, 但是省份间有效等位变异数、Shannon’s 信息指数(I)差异明显, 省籍资源群间遗传多样性差异显
著。遗传多样性以内蒙古资源群最高, 甘肃、四川、云南和西藏等资源群其次, 辽宁资源群最低。PCA 三维空间聚
类图揭示, 我国豌豆地方品种资源分化成 3个基因库, 基因库 I主要由春播区的内蒙古、陕西资源构成, 基因库 II主
要由秋播区最北端的河南资源构成, 基因库 III主要由除上述省份之外的其他省区市的资源构成。UPGMA聚类分析
表明, 不同省份资源群间的遗传距离变化范围为 5.159~27.586, 中国豌豆地方资源据此聚类成 2 个组群 8 个亚组群,
与 3个基因库的聚类结果相呼应。聚类结果显示, 我国豌豆地方品种资源群间遗传距离与其来源地生态环境相关联。
关键词: 豌豆栽培种(Pisum sativum L.); SSR; 遗传多样性; 中国地方品种资源
Genetic Diversity among Chinese Pea (Pisum sativum L.) Landraces Re-
vealed by SSR Markers
ZONG Xu-Xiao1,2, GUAN Jian-Ping2, WANG Shu-Min2, and LIU Qing-Chang1,∗
(1 Department of Plant Genetics and Breeding, College of Agriculture and Biotechnology, China Agricultural University, Beijing 100094; 2 Institute of
Crop Sciences / The National Key Facility for Crop Gene Resources and Genetic Improvement, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing
100081, China)
Abstract: A total of 1 221 pea (Pisum sativum L.) landraces from 19 provinces in spring sowing and winter sowing areas in
China were employed for SSR analysis. One hundred and four polymorphic bands were detected by using 21 SSR primer pairs.
4.95 alleles were detected by each SSR primer pair on average, of which, 62.52% were effective alleles for diversity. SSR alleles
were uniformly distributed in the landraces among provinces, while the number of effective alleles and Shannons information
index (I) varied much among provincial based groups of genetic resources. Significant difference appeared in the majority of
pairwise comparisons for genetic diversity between provincial based groups of genetic resources. Inner Mongolia possessed the
highest level of genetic diversity (I = 1.066), followed by Gansu (I = 1.041), Sichuan (I = 1.026), Yunnan (I = 1.017) and Tibet (I
= 0.996); Liaoning was the lowest (I = 0.515) in genetic diversity. Three gene pools were detected in Chinese pea landraces,
which were polarized during its adaptation and cultivation in thousands years. Gene Pool I mainly consisted of the pea landraces
from Inner Mongolia and Shaanxi provinces, Gene Pool II mainly consisted of the pea landraces from Henan province, and Gene
Pool III mainly consisted of the pea landraces from other provinces except Shaanxi, Inner Mongolia and Henan. Pairwise Nei78
genetic distance among provincial based groups of pea landraces ranged from 5.159 to 27.586, 2 large cluster groups and 8 cluster
sub-groups were identified based on the dendrogram interacting with the three gene pools. The clustering results of Chinese land-
races reveal ecologically and geographically close correlation to their genetic diversity.
Keywords: Pisum sativum L.; SSR; Genetic diversity; Chinese landraces
第 8期 宗绪晓等: 中国豌豆地方品种 SSR标记遗传多样性分析 1331


豌豆(Pisum sativum L.)是世界第四大食用豆类
作物[1]。据 FAO统计资料[2], 2005年全世界有 88个
国家生产干豌豆, 栽培面积约 658万公顷, 总产约 1
126万吨; 72个国家生产青豌豆, 栽培面积约 112万
公顷, 总产约 910 万吨。2000—2005 年平均, 全世
界干豌豆栽培面积最大的 5个国家依次是加拿大(约
126 万公顷), 中国(约 91 万公顷), 印度(约 73 万公
顷), 俄罗斯联邦(约 71万公顷)和法国(约 35万公顷);
青豌豆栽培面积最大的 5 个国家依次是印度(约 33
万公顷), 中国(约 22万公顷), 美国(约 8万公顷), 英
国(约 3万公顷)和法国(约 3万公顷) [2]。我国已收集
豌豆种质资源 5 000 余份, 经过近 30 年的研究, 已
长期安全保存国内外豌豆种质资源 4 000 多份, 其
中 80%是国内地方品种、育成品种和遗传稳定的品
系, 20%资源来自澳大利亚、法国、英国、前苏联、
匈牙利、美国、德国、尼泊尔、印度和日本等国[3]。
我国收集保存的国内豌豆资源数量较多、来源广泛,
但对其遗传多样性及不同资源群间和群内的异同点
缺乏基本了解, 无法满足育种家对拓宽品种遗传基
础的要求。研究我国豌豆地方品种的遗传多样性 ,
掌握其分布特点及规律, 对于充分发掘、利用现有
国内地方豌豆种质, 合理选配亲本、拓宽育成品种
遗传基础等具有十分重要的意义。
国外曾有过豌豆遗传多样性研究的报道。Hoey
等[4]利用同工酶和 RAPD 标记方法, 发现豌豆野生
种和栽培种间有明显差别 , Ellis 等 [5]利用来源于
Ty1-copia 逆转录转座子的 SSAP 标记方法, 得到了
相同的结果。在豌豆栽培种遗传多样性研究中, 单
独利用RAPD标记[6]或与AFLP标记方法结合使用[7],
结果都发现栽培豌豆类型间存在明显差别。Burstin
等[8]根据豌豆简单重复序列信息合成了 43对 SSR标
记引物, 对 12个豌豆品系进行分析, 检测到 31个等
位变异, 显示 SSR 标记可用于豌豆遗传多样性研
究。Ford 等[9]利用 12 对位点专一性 SSR 标记(即序
列标签 SSR)引物和 RAMS 标记, 对 15 份来自澳大
利亚育种项目的豌豆栽培资源和 5 份野生资源, 进
行了遗传多样性分析, 聚类结果显示栽培种与野生
种区别明显。Tar’an[10]等曾利用 RAPD、SSR和 ISSR
标记, 对 65 份豌豆栽培资源和 21 份野生资源进行
了遗传多样性分析, UPGMA聚类分析结果以及主成
分分析(PCA)结果均显示 , 豌豆栽培种明显区别于
野生亚种和野生变种, 野生亚种和野生变种间也有
较为明显的区别。Baranger 等[11]在前人工作的基础
上, 利用同工酶、贮藏蛋白、RAPD、ISSR、SSR和
STS 标记, 对主要来自于西欧的 148 份豌豆栽培资
源和育成品种进行遗传多样性分析, 发现按用途区
分的栽培豌豆类型间存在明显差别, 相同系谱来源
的育成品种基本聚为一类; 除此之外, Baranger等[11]
比较不同分子标记在揭示遗传多样性时发现 SSR与
RAPD 的效果较好, 接近于多种标记综合运用的效
果。综上所述, SSR标记对于豌豆资源鉴别、遗传多
样性分析十分可靠和有效。
以往研究使用的豌豆资源材料均在 150份以下,
无法对豌豆资源的遗传多样性及其相互之间的遗传
关系进行系统、可靠的分析, 因而难以对亲本选配、
尤其是豌豆育种中如何充分利用不同豌豆种质类型
的遗传多样性提供有效指导。而且, 至今尚无有关
我国栽培豌豆资源遗传多样性的研究报道。本研究
拟利用 STMS标记, 对来自我国春、秋播区 19个省
区市的 1 221份豌豆地方品种(Pisum sativum L.)进行
SSR 遗传多样性分析, 揭示春、秋播区不同省籍来
源栽培豌豆资源群间的遗传关系, 以期为豌豆育种
亲本合理选配、国内地方资源的充分发掘利用提供
依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
全国春播区地方豌豆栽培种参试资源共 764份,
分别来自内蒙古(261 份)、陕西(208 份)、青海(189
份)、西藏(45 份)、甘肃(32 份)、山西(19 份)、北京
(15份)、新疆(8份)和辽宁(7份)共 9个省区市; 全国
秋播区地方豌豆栽培种参试资源共 437 份, 分别来
自四川(177份)、云南(55份)、河南(49份)、湖北(46
份)、贵州(37 份)、安徽(35 份)、广西(13 份)、上海
(12份)、广东(7份)和湖南(6份)。以上参试资源, 按
比例取样, 包括粒用和菜用类型, 涵盖我国豌豆传
统分布区 , 代表了中国绝大部分省区的生态资源 ,
由中国农业科学院作物科学研究所提供。
1.2 DNA提取与 SSR分析
1.2.1 DNA 提取 每份参试材料在 20 个随机选
取的单株上取 200~300 叶样, 在液氮中冻干研磨成
细粉。参照 Dellaporta 等[12]和 Doyle 等[13]的 CTAB
法, 提取 DNA。提取到的基因组总 DNA, 采用 1.4%
琼脂胶电泳 , 溴化已锭 (EB)显影 , 以已知浓度的
λDNA 做对照, 稀释标定到 25 ng μL−1, 放–20℃冰
箱备用。
1332 作 物 学 报 第 34卷

1.2.2 STMS 引物 21 对, 代号分别为 PB14、
PSAA18、PSAA175、PSAC58、PSAC75、PSAA219、
PSAD83、PSAD270、PSAA456、PSAB23、PSAB47、
PSAA497、PSAD280、PSAB72、PSAB109、PSAB141、
PSAB161、AD100、AD134、AA303 和 AA315, 来自
澳大利亚墨尔本大学(源自 Pisum microsatellite consor-
tium, Agrogène®, France) [8-9,14], 由 Sigma 公司合成;
Taq DNA Polymerase、dNTPs购自 New England公司;
10 bp DNA ladder marker购自 Invitrogen公司。
1.2.3 SSR反应条件 PCR反应总体积为 10 μL,
含 1×PCR buffer, 2.5 mmol μL−1 MgCl2, 4种 dNTP各
0.168 mmol μL−1, 0.5 U Taq DNA polymersae 酶,
Primer F和 Primer R引物各 0.4 μmol μL−1, 25 ng模
板 DNA。PCR扩增在 PTC-220型(MJ Research)PCR
仪上进行, 盖温控制在 105 , ℃ 先在 94℃下预变性 3
min; 再进行 38个循环的变性(94 30 s)℃ 、退火(温
度随引物而不同 30 s)、延伸(72 120 s)℃ 步骤; 然后
在 72℃下继续延伸 5.5 min; 最后慢慢冷却至 10℃。
1.2.4 产物检测 扩增产物加 1/5 体积的上样缓
冲液(40%蔗糖, 0.025%溴酚蓝), 取 3.5 μL利用 6%非
变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分离, 银染检测[15]。
1.3 数据统计与分析
记载同一对 SSR 引物扩增条带(等位变异)在各
参试资源中有或无。如果无, 记为 0; 如果有, 则按
其分子量从大到小的顺序 , 分别记录为 1、2、
3、⋯⋯。此种转换方式是根据 SSR 标记长于揭示
等位基因的特点, 配合相应统计软件对 SSR 原始数
据格式特殊要求确定的[16-18]。不同群体间和不同群
体内某一位点的等位变异数及等位变异频率, 有效
等位基因数[19], Shannon’s信息指数[20]统计计算, 在
Popgen 1.32软件包[18]中完成; 在 Fstat 2.9.3.2 软件
包 [16]中完成资源群体遗传多样性差异显著性比较;
在 Popgen 1.32软件包[18]和MEGA 3.1软件包[21]中完
成参试材料间 Nei78 遗传距离计算及群体间遗传距
离聚类图绘制; 在 NTSYS-pc 2.20d软件包[17]中完成
参试材料间欧氏距离计算 , 主成分分析(PCA)及三
维作图; 通过 Microsoft Excel计算相关系数。
2 结果与分析
2.1 SSR位点多样性
21对 SSR引物在 1 221份参试材料中共扩增出
104 条多态性带(等位变异); 每对引物平均扩增出
4.95 个等位变异, 其中有效等位变异数 3.10, 有效
等位变异所占比重为 62.52%; 21对 SSR引物平均的
Shannon’s信息指数为 1.23。不同指标从不同角度揭
示了豌豆 SSR引物对在揭示遗传多样性方面存在的
巨大差异。其中, Shannon’s信息指数 1.5以上, 等位
变异数 8 且有效变异数 4.0 以上, 最有效的 SSR 引
物为 PSAC75, PSAD270和 PSAC58 (表 1)。
2.2 种质群省际间的遗传多样性差异
各省份栽培豌豆资源群的参试材料份数, 所含
的等位变异数, 有效等位变异数和 Shannon’s 信息
指数, 见表 2。材料份数与等位变异数间的相关系数
为 0.8228, 达 5%显著水平, 说明各省份 SSR等位变
异数与其参试材料份数密切相关, SSR 等位变异在
各省份间分布均匀。然而, 参试材料份数与有效等
位变异数间的相关系数为 0.3188, 参试材料份数与
Shannon’s信息指数间的相关系数为 0.4725, 等位变
异数与有效等位变异数间的相关系数为 0.6666, 均
未达 5%显著水平 , 说明 SSR 有效等位变异数、
Shannon’s信息指数表现明显的省际差异。因此, 等
位变异数、有效等位变异数以及有效等位变异所占
比重等指标, 可从不同侧面揭示各省份资源群的特
点。然而, Shannon’s信息指数则综合反映了各省籍
资源群遗传多样性, 其高低自上而下排列于表 2, 内
蒙古资源群(I = 1.066)最高, 甘肃(I = 1.041)、四川(I
= 1.026)、云南(I = 1.017)和西藏(I = 0.996)等其次,
辽宁最低(I = 0.515)。辽宁资源群主要为蔬菜用资源,
类型单一, 因此多样性程度低。
表 3 表明, 各省份资源群两两之间的遗传多样
性差异多数达到显著水平, 仅广东、湖南、上海、
辽宁和新疆的资源群与其他省份存在遗传多样性差
异不显著的现象。然而, 所有省份的资源群均与陕
西资源群存在显著的遗传多样性差异; 除湖南一省
外, 所有其他省份的资源群均与除内蒙、青海、新
疆之外各资源群间存在显著的遗传多样性差异。说
明陕西、内蒙、青海和新疆资源群的独特性。上述
结论也佐证了以地理来源为基础对豌豆资源群遗传
多样性进行剖析做法的正确性。
2.3 聚类分析
主成分分析获得的前 3个主成分的累积贡献率
为 37.474%, 利用每份参试材料的前 3 个主成分数
据绘三维聚类图(图 1)。春、秋播区 19个省区市来
源的栽培豌豆资源, 在 PCA 三维聚类图上形成 3
个显著的空间结构分化, 表明我国豌豆栽培资源分
化成了 3 个基因库, 分别命名为基因库 I、基因库
第 8期 宗绪晓等: 中国豌豆地方品种 SSR标记遗传多样性分析 1333


表 1 21对 SSR引物扩增的等位变异数、有效变异数与 Shannon’s信息指数
Table 1 The SSR amplified products and their polymorphism in Chinese pea landraces
SSR位点
SSR primer pair
等位变异数
Observed number of
alleles (na)
有效等位变异数
Effective number of
alleles (ne)
有效等位变异所占比重
Ratio of ne/na
Shannon’s信息指数
Shannon’s information
index (I)
PSAC75 8 4.7918 0.5990 1.7245
PSAD270 8 4.2669 0.5334 1.6008
PSAC58 8 4.1211 0.5151 1.5712
PSAB23 5 4.0936 0.8187 1.4696
PSAD280 6 3.8938 0.6490 1.4689
PSAA18 5 3.1818 0.6364 1.3815
PSAA175 5 3.2123 0.6425 1.3136
PSAB109 5 3.1005 0.6201 1.2928
AD134 5 3.2138 0.6428 1.2756
PSAB161 4 3.2219 0.8055 1.2490
PSAA497 4 3.1382 0.7846 1.2439
PSAD83 4 2.9289 0.7322 1.1925
PSAA219 4 2.7943 0.6986 1.1684
PSAB72 4 2.9002 0.7251 1.1547
PSAB47 5 2.4787 0.4957 1.1265
PB14 3 2.9821 0.9940 1.0956
AA303 6 2.4797 0.4133 1.0807
PSAA456 4 2.2596 0.5649 0.9867
AA315 4 2.0450 0.5113 0.8680
AD100 3 2.1455 0.7152 0.8458
PSAB141 4 1.7693 0.4423 0.6916
合计 Total 104 65.0190
平均 Mean 4.9524 3.0961 0.6252 1.2287
标准差 SD 1.4992 0.7868 0.2588

表 2 21对 SSR引物扩增的各省份资源群等位变异数、有效变异数与 Shannon’s信息指数
Table 2 The distribution of SSR amplified products and their polymorphism in groups of Chinese pea landraces
来源省份
Origin
资源份数
Number of
accessions
等位变异数
Observed number of
alleles (na)
有效等位变异数
Effective number of
alleles (ne)
有效等位变异所
占比重
Ratio of ne/na
Shannon’s信息指数
Shannon’s information
index (I)
内蒙古 Inner Mongolia 261 97 53.264 0.549 1.066
甘肃 Gansu 32 79 55.182 0.699 1.041
四川 Sichuan 177 94 51.007 0.543 1.026
云南 Yunnan 55 83 54.333 0.655 1.017
西藏 Tibet 45 76 53.306 0.701 0.996
北京 Beijing 15 72 52.893 0.735 0.979
新疆 Xinjiang 8 65 53.338 0.821 0.965
青海 Qinghai 189 87 53.111 0.610 0.963
上海 Shanghai 12 64 49.965 0.781 0.908
陕西 Shaanxi 208 88 46.074 0.524 0.903
河南 Henan 49 72 45.574 0.633 0.880
广东 Guangdong 7 58 48.546 0.837 0.855
湖北 Hubei 46 72 44.780 0.622 0.853
广西 Guangxi 13 64 44.762 0.699 0.830
贵州 Guizhou 37 74 43.779 0.592 0.829
山西 Shanxi 19 58 43.676 0.753 0.759
安徽 Anhui 35 60 44.325 0.739 0.734
湖南 Hunan 6 51 41.000 0.804 0.661
辽宁 Liaoning 7 44 37.678 0.856 0.515
表 3 省籍资源群间遗传多样性差异显著性测验结果
Table 3 Significance test results between groups of Chinese pea landraces
甘肃
Gansu
广西
Guangxi
贵州
Guizhou
河南
Henan
湖北
Hubei
内蒙
Inner Mongolia
青海
Qinghai
山西
Shanxi
陕西
Shaanxi
四川
Sichuan
西藏
Tibet
云南
Yunnan
北京
Beijing
广东
Guangdong
湖南
Hunan
辽宁
Liaoning
上海
Shanghai
新疆
Xinjiang
安徽
Anhui
* * * * * * * * * * * * * NS NS * * *
甘肃
Gansu
* * * * * * * * * * * * NS NS * NS *
广西
Guangxi
* * * * * * * * * * * NS NS NS NS *
贵州
Guizhou
* * * * * * * * * * NS NS * * *
河南
Henan
* * * * * * * * * NS * NS * *
湖北
Hubei
* * * * * * * * NS NS * * *
内蒙
Inner
Mongolia
* * * * * * * * NS * * *
青海
Qinghai
* * * * * * * NS * * *
山西
Shanxi
* * * * * NS NS * * *
陕西
Shaanxi
* * * * * * * * *
四川
Sichuan
* * * NS NS * * *
西藏
Tibet
* * NS NS * * *
云南
Yunnan
* NS NS NS NS *
北京
Beijing
NS NS NS NS *
广东
Guangdong
NS NS NS *
湖南
Hunan
NS NS NS
辽宁
Liaoning
NS *
上海
Shanghai
*
*: 0.05水平上差异显著; NS: 差异不显著。
After multiple comparisons for 3 420 permutations, indicative adjusted nominal level (5%) for multiple comparisons is 0.000292. *: denotes significant difference at the 0.05 probability level;
NS: non-significant difference.
第 8期 宗绪晓等: 中国豌豆地方品种 SSR标记遗传多样性分析 1335


II和基因库 III。基因库 I主要由春播区的内蒙古、
陕西资源构成, 基因库 II主要由秋播区最北端的河
南资源构成, 基因库 III 主要由除上述省份之外的
其他省区市的资源构成。3 个基因库间存在少量相
互渗透现象。
采用 POPGENE 1.32计算不同省份豌豆种质间
的Nei78遗传距离[18], 借助MEGA 3.1的绘图功能[21]
获得洲际间聚类图(图 2), 资源群省份间的遗传距离


图 1 基于 1 221份参试种质间欧氏距离绘制的三维 PCA图
Fig. 1 3D-PCA graph of 1 221 pea landraces from China using Euclid distance based on SSR analysis

图 2 基于 SSR标记数据的种质资源省际间遗传距离聚类图
Fig. 2 Dendrogram of provincial groups of pea landraces using UPGMA based on SSR analysis
1336 作 物 学 报 第 34卷

变化范围为 5.159~27.586, 更进一步显示出 19 个省
籍来源的栽培豌豆资源群体间的亲缘关系。从截距
23.673处分割, 形成组群 I、组群 II, 共 2个组群(图
2), 组群 I 基本与基因库 III 相对应, 组群 II 则与基
因库 I和基因库 II相对应。从截距 13.088处进一步
分割, 组群 I下又分成亚组群 I-1、亚组群 I-2、亚组
群 I-3、亚组群 I-4、亚组群 I-5 和亚组群 I-6, 共 6
个亚组群; 而组群 II 以下又分为亚组群 II-1、亚组
群 II-2, 共 2个亚组群(图 2)。组群 I下的亚组群 I-1
由安徽、贵州、云南、湖北、四川、广西 6 个秋播
区省份的资源群组成, 其中 4 个主产省份中云南与
贵州、四川与湖北资源群间的遗传距离最小, 上述 4
省与安徽资源群间的遗传距离也很小, 显示生态气
候条件相似的秋播省份栽培豌豆资源群间的亲缘关
系很近或遗传差异很小; 位于亚热带低海拔的广西
自治区的栽培豌豆资源群与其他 5 省份的遗传距离
较大, 反映了其较为特殊的生境气候条件。亚组群
I-2由青海和山西 2个春播区省份的资源群组成, 期
间的遗传距离很小, 显示生态气候条件相似的春播
省份栽培豌豆资源群间的亲缘关系很近或遗传差异
很小。亚组群 I-3由西藏、广东和湖南的资源群组成,
三者间的遗传距离很小, 原因有待进一步分析; 亚
组群 I-4由甘肃、上海和北京的资源群组成, 三者间
的遗传距离很小, 原因有待进一步分析; 亚组群 I-5
仅由新疆的资源群构成, 该春播省份的气候条件有
别于多数春播省区, 可解释其特殊性。亚组群 I-6仅
包括辽宁资源群, 该省豌豆生产面积小且主要为菜
用资源, 造就了该特殊亚群。组群 II下的亚组群 II-1
仅包含河南资源群, 大体对应基因库 II, 因该资源
群的原生境位于秋播区的最北端, 与亚组群 II-2 春
播类型资源群遗传距离较大, 差异明显; 亚组群 II-2
由内蒙古和陕西资源群组成, 对应着基因库 I。
3 讨论
3.1 SSR标记分析
对来自 19个省份空前规模的 1 221份豌豆地方
品种的 SSR 遗传多样性的系统分析, 揭示存在着 3
个基因库, 且省籍资源群间遗传多样性差异显著。
SSR 标记的成功应用, 使我们对于中国地方豌豆资
源的遗传多样性有了全新认识, 十分有助于我国豌
豆遗传资源的进一步研究挖掘和育种利用。本研究
建立的 SSR 标记系统, 为我国豌豆资源分子标记研
究打下了坚实基础。
3.2 中国豌豆地方品种的 3个基因库
清晰地揭示了春、秋播区地方豌豆资源间的异
同和特点。基因库 I 代表的资源群主要分布于内蒙
古全境和与之毗邻的陕北地区, 涵盖蒙古高原气候
生态条件的雨养农牧交错区, 位于中国北部, 与其
他春、秋播省份明显不同; 河南位于我国豌豆春、
秋播区的交汇处, 以秋播豌豆为主, 基因库 II 代表
的资源群分布于有灌溉条件且冬季最为寒冷的秋播
豌豆区, 位于中国中部; 以秋播豌豆主产区四川、云
南、贵州和春播豌豆主产区青海、甘肃等 16个省区
地方豌豆为主构成的基因库 III, 包括了中国地方豌
豆资源的大多数, 是中国地方豌豆种质的主体, 上
述省区相连成片, 主要位于中国西部和南部。3个基
因库的分化与其地理分布密切关联。中国豌豆栽培
历史已超过 2000 年[1,3], 地方品种在其漫长的自然
和人工选择压力下, 已经分化成了 3 个相对独立的
基因库。与此相关的抗逆性鉴定初步结果显示, 基
因库 I 的资源耐盐、耐旱性较好, 基因库 II 的资源
耐寒性较强(研究结果尚未发表)。上述研究结果, 为
抗逆基因充分挖掘和拓宽豌豆育成品种的遗传基础,
指明了方向。
3.3 基因库分化与起源进化
中国地方豌豆资源 3 个基因库的分化, 具有非
同一般的特点, 可能隐含进化学意义。通常认为豌
豆栽培种(Pisum sativum L.)起源于土耳其和伊朗一
带 [22], 然而从其有限的染色体变异证据而言, 豌豆
在这一地区发生过的驯化事件很少[23-24]。但是, 中
国豌豆地方品种资源群间的显著差异, 却可能隐含
着自然和人工选择压力、野生资源的基因渗透, 甚
或公认起源地之外的独立驯化过程。作为全世界广
泛栽培的豆类作物, 栽培环境的自然气候条件千差
万别, 在世界的其他地方也有可能形成相对独特的
基因库[25]。在其他作物遗传多样性的研究中, 也发
现同一个栽培种的资源在不同的地区形成了不同
的基因库 [26-27], 可能是长期地理隔离引起的生殖
隔离造成的。中国地方豌豆资源的基因库分化现象,
应起因于历史上南北交通不便曾经形成长期相互
隔离的农业生产系统, 山区雨养农业生态系统更是
如此。
3.4 基因库分化与资源改良和育种
中国地方豌豆资源 3 个基因库的发现, 对于豌
豆资源改良和育种意义重大。通过人工杂交, 实现
春性小麦基因库与冬性小麦基因库间相互渗透, 曾
第 8期 宗绪晓等: 中国豌豆地方品种 SSR标记遗传多样性分析 1337


拓宽了小麦抗病育种和品质改良的遗传基础, 育成
品种的适应性得到加强, 单产得到提高[26-27]。普通
菜豆的安第斯基因库遗传背景狭窄, 应与南美基因
库相互渗透才能获得重大育种进展[28]。对中国地方
豌豆资源遗传多样性的重新认识和在此基础上的有
效利用, 将有效拓宽豌豆育种的遗传背景, 为我国
豌豆资源改良和育种的重大突破打下基础。
4 结论
21对 SSR引物平均 Shannon’s信息指数为 1.23,
其中 Shannon’s信息指数 1.5以上, 等位变异数 8且
有效变异数 4.0以上, 最有效的 SSR引物为 PSAC75,
PSAD270和 PSAC58。21对 SSR引物在 1 221份参
试材料中共扩增出 104 个等位变异, 每对引物平均
扩增出 4.95个等位变异, 其中有效等位变异数 3.10,
有效等位变异所占比重为 62.52%。
SSR 等位变异在各省份间分布均匀, 但是 SSR
有效等位变异数、Shannon’s信息指数(I)省份间差异
明显。各省份资源群间的遗传多样性多数情况下差
异显著。遗传多样性以内蒙古资源群最高, 甘肃、
四川、云南和西藏等其次, 辽宁最低。
我国豌豆地方品种资源分化成 3 个基因库, 基因
库 I 主要由春播区的内蒙古、陕西资源构成, 基因库
II主要由秋播区最北端的河南资源构成, 基因库 III主
要由除上述省份之外的其他省区市的资源构成。
资 源 群 省 份 间 的 遗 传 距 离 变 化 范 围 为
5.159~27.586。据此, 中国豌豆地方资源聚类成 2个
组群 8 个亚组群, 与 3 个基因库的聚类结果相呼应,
与其原生境省区市的地理、气候生态条件密切相关。
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