全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2011, 37(5): 811−819 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家“十一五”科技支撑计划重点项目(2006BAD01A06)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 王华忠, E-mail: wwhhzz0451@sohu.com, Tel: 0451-86609494
第一作者联系方式: E-mail: wmq_2010@hotmail.com, Tel: 0451-86608495
Received(收稿日期): 2010-10-08; Accepted(接受日期): 2011-01-06.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2011.00811
利用 SRAP标记分析我国甜菜三大产区骨干材料的遗传多样性
王茂芊 1,2,3 吴则东 1,2,3 王华忠 1,2,3,*
1黑龙江省普通高校甜菜遗传育种重点实验室 / 黑龙江大学, 黑龙江哈尔滨 150080; 2中国农业科学院北方糖料作物资源与利用重点
开放实验室, 黑龙江哈尔滨 150080; 3中国农业科学院甜菜研究所 / 黑龙江大学农作物研究院, 黑龙江哈尔滨 150080
摘 要: 利用 SRAP分子标记, 选用甜菜中 SRAP的 88对引物组合分别对 4个经济性状差异较大的代表性品系(高产
型、高产低糖抗丛根病型、标准型、中产高糖抗褐斑病型)进行扩增, 筛选出有效引物组合 33对。采用筛选的 33对
引物检测我国三大产区的 241份甜菜材料及 9份外国材料, 扩增到 719条带, 其中多态性条带 459条, 多态性条带的
比率平均为 63.8%。利用 MEGA3.1软件中的 Compute over-all mean计算, 组内品种间平均遗传距离为 0.4165, 平均
遗传相似系数为 0.6593。遗传相似系数平均值为外国品种(0.7528)>单胚品系(0.6945)>多胚四倍体品系(0.6816)>多胚
二倍体品系(0.6612)。利用 MEGA3.1 软件, 在遗传距离 0.20 处将供试材料分为 4 大类群。结果表明, 我国三大产区
供试材料遗传多样性丰富, 其中东北产区优于华北与西北产区。利用 POPGEN32软件将供试材料与外国品种分为两
类, 表明我国材料与外国品种的遗传基础存在较大差异。
关键词: 甜菜; SRAP标记; 种质资源; 遗传多样性
Genetic Diversity of Major Sugar Beet Varieties from Three Regions of China
with SRAP Markers
WANG Mao-Qian1,2,3, WU Ze-Dong1,2,3, and WANG Hua-Zhong1,2,3,*
1 Key Laboratory of Sugar Beet Genetic Breeding / Heilongjiang University, Harbin 150080, China; 2 Key Laboratory of North Sugar Crop Resource
and Utilization, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Harbin 150080, China; 3 Sugar Beet Research Institute Chinese Academy of Agricultural Sci-
ences / Crop Academy of Heilongjiang University, Harbin 150080, China
Abstract: Shortage of sugar beet germlasm resources results in the lag in researches of breeding and molecular biology. It is nece-
ssary to analyze the major varieties from three major production regions of China. Eighty-eight primer pairs were used to amplify
the genomic DNA from leaves of four types of sugar beet varieties with different economic traits, which contain high yield type;
high yield, low sugar and Rhizomania resistant type; standard type; medium yield, high sugar and anti-brown spot type, and 33 of
which were obtained to be with availability. Two hundred and forty-one varieties from three major regions of China and nine va-
rieties from abroad were detected with 33 primer pairs of SRAP markers. A total of 719 unambiguous bands were obtained, 459 of
which were polymorphic. The average ratio of polymorphic bands was 63.8%. Compute over-all mean showed that genetic dis-
tance was 0.4165, genetic similarity among varieties was 0.6593, the genetic similarities were 0.7528 among foreign varieties,
0.6945 among monogerm varieties, 0.6816 among polygerm tetraploid varieties, and 0.6612 among polygerm diploid varieties. A
total of 250 varieties were divided into four cluster groups based on cluster analysis by MEGA3.1 (at intercept of 0.2). Each
genepool from three major regions of sugar beet production in China showed high level of genetic diversity, of which the North-
east genepool showed the highest. The varieties from China and abroad were classified into two different groups by POPGEN32.
This indicated definite difference in the genetic background between foreign and native varieties.
Keywords: Sugar beet; SRAP marker; Germplasm resource; Genetic diversity
甜菜是我国重要的糖料作物, 种植历史已有百
年之久。但中国不是甜菜起源国, 种质资源缺乏, 遗
传基础狭窄, 而且缺少分子水平的深入研究, 致使
育种水平提高缓慢。为培育出更高产、抗病、高糖
812 作 物 学 报 第 37卷

的甜菜新品种, 避免遗传基础过于狭窄可能造成的
危害, 有必要对我国三大产区的甜菜资源进行亲缘
关系和遗传多样性分析。近年来, 我国有关甜菜的
遗传多样性和分子标记育种的研究已有所进展。路
运才等[1]利用 RAPD分子标记技术对我国的 15个甜
菜多倍体品种进行分析, 于歆等[2]应用 AFLP 技术
分析甜菜双丰系列的 8个品种 , 均表明我国甜菜的
遗传材料基础狭窄。田自华等[3-4]利用 RAPD标记分
析表明, 甜菜细胞质雄性不育系和保持系的叶绿体
DNA 之间不存在差异, 而在线粒体 DNA 之间存在
丰富的多态性。王华忠等[5-6]应用 SRAP分子标记分
析了 49个甜菜材料的遗传多样性, 并对 SRAP引物
组合进行了筛选以及对甜菜 SRAP-PCR反应体系进
行了优化。目前, 分子标记技术主要包括 AFLP、
RFLP、SRAP、SSR、RAPD、ISSR等标记方法[7-9]。
SRAP 标记已成功应用于棉花 [10-11]、西瓜 [12]、甘
蓝[13]、莲藕[14]、甘薯[15]和野牛草[16]等植物。但利用
SRAP 标记分析甜菜的报道并不多, 且选用的样品
数量和引物组合也较少[5-6]。本研究应用 SRAP分子
标记探讨我国甜菜育种骨干材料在地区之间以及与
国外品种之间是否存在遗传上的差异, 为育种材料
创新, 种质资源引进, 杂交组合亲本选配和分子标
记辅助选择育种等提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
采用我国甜菜三大产区科研单位提供的材料
241份, 即东北产区 94份(多胚二倍体品系 48份, 多
胚四倍体品系 35 份, 单胚雄性不育系和保持系 11
份), 为中国农业科学院甜菜研究所选育或引进的代
表性材料; 华北产区 66 份(多胚二倍体品系 56 份,
多胚四倍体品系 5 份, 单胚雄性不育系和保持系 5
份), 为内蒙古农牧业科学院甜菜研究所选育或引进
的代表性材料; 西北产区 81 份(多胚二倍体品系 61
份, 多胚四倍体品系 14 份, 单胚雄性不育系 6 份),
包含来自新疆农业科学院经济作物研究所的 40份、
新疆生产建设兵团石河子甜菜研究所的 21份、甘肃
兰州和恒种业有限公司的 20 份(表 1)。以 9 份外国
品种作统一对照(石河子甜菜所提供)。
1.2 田间鉴定试验与生物学性状调查
2008 年 3~4 月下旬, 分别在材料提供单位试验
地种植不同类型甜菜材料, 随机区组排列, 4次重复,
2 行区, 行长 10 m, 株距 25 cm。利用国际通用的
Beta 属鉴定性状的形态指标及调查褐斑病、丛根病
病情 , 收获后测定根产量 , 调查根腐病株数 , 收获
后 2~3 d检测含糖率。每个材料按常规调查 30株, 计
算平均数。
1.3 基因组 DNA的提取
取各产区供试材料生育中期 10 个单株的幼嫩
叶片混合, 统一在黑龙江大学甜菜育种重点实验室
进行 DNA 提取和检测。采用改良 CTAB 法[17]提取
基因组 DNA。采用 1%琼脂糖凝胶电泳检测提取的
DNA质量和浓度, 样品稀释到 10 ng μL−1, 置−20℃
冰箱中保存。
1.4 引物筛选与 PCR扩增
选用 Li等[18]报道的引物, 选择 4个代表性的材
料(66、x40、x87和 n9)对 88个引物组合进行筛选, 获
得多态性好、条带清析的 33 对用于扩增(表 2 和表
3)。SRAP-PCR体系含 1.6 μL dNTPs (2.5 mmol L–1)、
1 U Taq DNA聚合酶、上下游引物各 60 ng、模板
DNA 40 ng, 以重蒸水调整体系至 20 μL。反应程序
为 94℃预变性 3 min; 94℃ 1 min, 35℃ 1 min, 72℃ 1
min, 5个循环; 94℃ 1 min, 50℃ 1 min, 72℃ 1 min,
35个循环; 72℃延伸 10 min; 4℃保存。PCR产物经
8%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测, 电泳缓冲液为
0.5×TBE。电泳结束后用硝酸银染色观察结果。
1.5 遗传多样性分析
将电泳图谱上清晰出现的条带记为 1, 同一位
置无条带记为 0, 获得 0 和 1 组成的原始矩阵。按
Nei和 Li等的方法, 遗传相似系数 GS=2X12/(X1+X2),
遗传距离 GD= –ln GS。其中 X1、X2分别为成对比较
的 2 个品种的扩增带数 , X12 为共有带数。利用
MEGA3.1软件分析, 采用非加权类平均法构建聚类
图。重复运算 1 000次后获得自展值(Boot-strap), 以
百分数表示。利用软件中的 Compute over-all mean
计算组内品种间平均遗传距离。分析数据采用
POPGEN32软件, 用 Shannon信息指数 I和 Nei基因
多样度 H估计品种的遗传多样性信息。采用遗传分
化系数 Gst估计品种的遗传分化。
2 结果与分析
2.1 以生物学性状和经济性状的分类
根据供试单位的多年试验数据, 以田间生物学
性状和经济性状即根产量、含糖率、抗病性为依据,
将供试材料分为 9 大类群, 分别为高产高糖抗褐斑
病型、中产高糖抗褐斑病型、高产中糖中抗褐斑病
第 5期 王茂芊等: 利用 SRAP标记分析我国甜菜三大产区骨干材料的遗传多样性 813


表 1 供试甜菜材料及其倍性
Table 1 Sugar beet varieties used in this study and their ploidy
编号
Code
材料名称
Variety
倍性
Ploidy
编号
Code
材料名称
Variety
倍性
Ploidy
编号
Code
材料名称
Variety
倍性
Ploidy
1 Ebt-1 2N 85 4N204 4N x75 G05 2N
2 Ebt-2 2N 86 4N009 4N x76 G06 2N
3 Ebt-3 2N 87 79411 4N x77 G07 2N
4 Ebt-4 2N 88 4N140 4N x78 G08 2N
5 Ebt-5 2N 89 4N169 4N x79 G09 2N
6 Ebt-6 2N 90 426GEZ 4N x80 G10 2N
7 Ebt-7 2N 91 426EZ 4N x81 G11 2N
8 Ebt-8 2N 92 03408F2 4N x82 G12 2N
9 Ebt-9 2N 93 03409F2 4N x83 G13 2N
10 Ebt-10 2N 94 03410F2 4N x84 G14 2N
11 Ebt-11 2N x1 (R41-2)-3 2N x85 G15 2N
12 Ebt-12 2N x2 A1-9 4N x86 G16 2N
13 Ebt-13 2N x3 T8142 4N x87 G17 2N
14 Ebt-14 2N x4 R27-1-8 2N x88 G18 2N
15 Ebt-15 2N x5 O2343 2N x89 G19 2N
16 Ebt-16 2N x6 R49-1 2N x90 G20 2N
17 Ebt-17 2N x7 L7-1 2N n1 NM-1 2N
18 Ebt-18 2N x8 BK-1-3-4 2N n2 NM-2 2N
19 Ebt-19 2N x9 Y4-2-1 2N n3 NM-3 2N
20 JV14 2N x10 R36-8 2N n4 NM-4 2N
21 JV809-3 2N x11 M25-5-2 2N n5 NM-5 4N
22 JV9-3 2N x12 N-13-3 4N n6 NM-6 2N
23 JV811-2 2N x13 O710 2N n7 NM-7 2N
24 JV11-3 2N x14 M65-3 2N n8 NM-8 2N
25 JV834-2 2N x15 M36-1 2N n9 NM-9 2N
26 JV34-2 2N x16 2-15 2N n10 NM-10 2N
27 JV809-2N 2N x17 R31-4 2N n11 NM-11 2N
28 JV9-2 2N x18 W095 2N n12 NM-12 2N
29 JV819 2N x19 BETA-3-1 2N n13 NM-13 2N
30 JV21 2N x20 R43-4 2N n14 NM-14 2N
31 KWS5075 2N x21 F17 2N n15 NM-15 4N
32 03208F2 2N x22 2E-6-2 4N n16 NM-16 4N
33 03209F2 2N x23 M24-15-2 4N n17 NM-17 2N
34 03210F2 2N x24 M39-8-4 2N n18 NM-18 2N
35 W044/R03 2N x25 R25-2 2N n19 NM-19 2N
36 W860/R02 2N x26 M14-13 4N n20 NM-20 2N
37 202×R080 2N x27 R1 4N n21 NM-21 2N
38 211-z 2N x28 xn13-4 4N n22 NM-22 2N
39 217-z 2N x29 YF104-7-2 4N n23 NM-23 2N
40 W412 2N x30 WZ8KC 4N n24 NM-24 2N
41 W441 2N x31 A99-2 2N n25 NM-25 2N
42 W1200 2N x32 R16-3-2 2N n26 NM-26 2N
43 W400 2N x33 R26-4 2N n27 NM-27 2N
44 KWS0143 2N x34 9103R-1 2N n28 NM-28 2N
814 作 物 学 报 第 37卷

(续表 1)
编号
Code
材料名称
Variety
倍性
Ploidy
编号
Code
材料名称
Variety
倍性
Ploidy
编号
Code
材料名称
Variety
倍性
Ploidy
45 96079 2N x35 XJD141 2N n29 NM-29 2N
46 KWS5075 2N x36 XJD154 2N n30 NM-30 2N
47 2B035 2N x37 XJ033 2N n31 NM-31 4N
48 2B039 2N x38 XJ055 2N n32 NM-32 2N
49 RIMA 2N x39 XJ001A 2N n33 NM-33 2N
50 2B009 2N x40 XJ005B 2N n34 NM-34 2N
51 2B019 2N x41 S01 2N n35 NM-35 2N
52 202-A 2N x42 S02 2N n36 NM-36 2N
53 2B029 2N x43 S03 2N n37 NM-37 2N
54 2B042 2N x44 S04 2N n38 NM-38 2N
55 2B050 2N x45 S05 2N n39 NM-39 2N
56 2B023 2N x46 S06 2N n40 NM-40 2N
57 2B051 2N x47 S07 2N n41 NM-41 2N
58 2B027 2N x48 S08 2N n42 NM-42 2N
59 2B049 2N x49 S09 2N n43 NM-43 2N
60 274/427 4N x50 S10 2N n44 NM-44 2N
61 174/97 4N x51 S11 2N n45 NM-45 2N
62 204/97 4N x52 S12 2N n46 NM-46 4N
63 008HN1-2 4N x53 S13 4N n47 NM-47 2N
64 202I Co4n 4N x54 S14 4N n48 NM-48 2N
65 FA/1-104n 4N x55 S15 4N n49 NM-49 2N
66 83407 4N x56 S16 4N n50 NM-50 2N
67 4N003 4N x57 S17 2N n51 NM-51 2N
68 4N013 4N x58 S18 2N n52 NM-52 2N
69 4N1226 4N x59 S19 2N n53 NM-53 2N
70 4N261 4N x60 S20 2N n54 NM-54 2N
71 4N128 4N x61 Kws2007 2N n55 NM-55 2N
72 4N1242 4N x62 Kws2008 2N n56 NM-56 2N
73 4N047G 4N x63 Kws0023 2N n57 NM-57 2N
74 4N150 4N x64 AVD 8805 2N n58 NM-58 2N
75 4N016 4N x65 AVD8801 2N n59 NM-59 2N
76 4N1205 4N x66 AVD0022 2N n60 NM-60 2N
77 4N1217 4N x67 HI0305 2N n61 NM-61 2N
78 4N189 4N x68 Xt-18 2N n62 NM-62 2N
79 408-A 4N x69 HI0871 2N n63 NM-63 2N
80 4N012 4N x70 HI0732 2N n64 NM-64 2N
81 4N001 4N x71 G01 2N n65 NM-65 2N
82 4N252 4N x72 G02 2N n66 NM-66 2N
83 4N1221 4N x73 G03 2N
84 4N249 4N x74 G04 2N
x、n分别代表新疆和内蒙古材料; x61、x62、x63、x64、x65、x66、x67、x69、x70为外国品种。
x and n represent the varieties from Xinjiang and Inner Mongolia, respectively. x61, x62, x63, x64, x65, x66, x67, x69, and x70 are
foreign varieties.
第 5期 王茂芊等: 利用 SRAP标记分析我国甜菜三大产区骨干材料的遗传多样性 815


表 2 SRAP引物序列与名称
Table 2 Sequences of SRAP primers used in this study
正向引物
Forward primer
序列
Sequence (5′–3′)
反向引物
Reverse primer
序列
Sequence (5′–3′)
me1 TGAGTCCAAACCGGATA em1 GACTGCGTACGAATTAAT
me2 TGAGTCCAAACCGGAGC em2 GACTGCGTACGAATTTGC
me3 TGAGTCCAAACCGGAAT em3 GACTGCGTACGAATTGAC
me4 TGAGTCCAAACCGGACC em4 GACTGCGTACGAATTTGA
me5 TGAGTCCAAACCGGAAG em5 GACTGCGTACGAATTAAC
me6 TGAGTCCAAACCGGTAA em6 GACTGCGTACGAATTGCA
me7 TGAGTCCAAACCGGTCC em7 GACTGCGTACGAATTCAA
me8 TGAGTCCAAACCGGTGC em8 GACTGCGTACGAATTCTG
em9 GACTGCGTACGAATTCGA
em10 GACTGCGTACGAATTCAG
em11 GACTGCGTACGAATTCCA

表 3 SRAP引物组合、扩增带数及多态性带数
Table 3 Number of total and polymorphic fragments per SRAP primer combination
序号
Code
引物组合
Primer combination
扩增带数
No. of fragments
多态性带数
No. of polymorphic fragments
多态性比率
Percentage of polymorphic fragments (%)
1 me1/em11 23 13 56.5
2 me2/em2 23 15 65.2
3 me2/em4 20 11 55.0
4 me2/em8 19 12 63.2
5 me2/em11 17 13 76.5
6 me3em2 19 11 57.9
7 me3/em5 17 10 58.8
8 me3/em8 21 14 66.7
9 me3/em9 22 15 68.2
10 me4/em2 25 15 60.0
11 me4/em3 21 13 61.9
12 me4/em4 21 14 66.7
13 me4/em7 22 13 59.1
14 me4/em9 18 14 77.8
15 me5/em1 23 17 73.9
16 me5/em2 18 12 66.7
17 me5/em6 27 15 55.6
18 me5/em7 19 12 52.6
19 me5/em9 18 11 52.9
20 me5/em11 19 12 63.2
21 me6/em4 24 17 70.8
22 me6/em5 28 18 64.3
23 me6/em6 27 15 55.6
24 me6/em8 21 14 66.7
25 me7/em3 24 15 62.5
26 me7/em6 23 14 60.9
27 me7/em9 26 15 57.7
28 me8/em1 29 21 72.4
29 me8/em2 20 14 70.0
30 me8/em3 24 15 62.5
31 me8/em7 20 13 65.0
32 me8/em8 21 14 66.7
33 me8/em9 20 12 60.0
总数 Total 719 459
平均数 Mean 21.8 13.9 63.8
816 作 物 学 报 第 37卷

型、高产抗丛根病型、标准抗丛根病型、高产型、高
糖型、高产高糖型和标准型。田间生物学性状调查结
果显示, 我国三大产区的供试材料各有特色, 华北供
试材料表现根产量较高、抗丛根病性强的特性; 西北
供试材料表现根产量高、抗丛根病性较强的特性; 东
北供试材料表现含糖率较高、抗褐斑病性强的特性。
2.2 SRAP标记分析
利用 33对引物扩增 250份参试材料, 产生扩增
条带 719条, 其中多态性条带 459条, 平均每对引物
扩增条带 21.8条和多态性条带 13.9条, 多态性条带
比率平均为 63.8%。从 SRAP 扩增条带的数量上来
看, 东北材料(694 条)>华北材料(604 条)>西北材料
(592 条); 从多态性条带比率来看, 东北材料(61%)>
西北材料(54.7%)>华北材料(53.0%)。结果显示, 选
用的 33对引物在 250份甜菜材料上均产生了数量较
多的特异性条带, 多态性丰富, 较好地显示了供试
品种的遗传多样性。
2.3 遗传距离与遗传相似性分析
MEGA3.1软件分析结果显示, 供试材料的平均
遗传距离为 0.4165, 平均遗传相似系数为 0.6593。
其中华北和东北间的平均遗传距离为 0.4057, 平均
遗传相似系数为 0.6665; 西北和东北间的平均遗传
距离为 0.4171, 平均遗传相似系数为 0.6590; 华北
和西北间的平均遗传距离为 0.3941, 平均遗传相似
系数为 0.6743。具有相近亲缘关系的材料聚到一起,
如东北材料中同型的单胚不育系和保持系 25
(JV834-2)和 26 (JV34-2), 二者遗传距离在单胚品系
中最小, 为 0.1121, 遗传相似系数最大, 为 0.8940,
同型的单胚不育系和保持系 23 和 24 聚合到一起,
遗传距离为 0.1466, 遗传相似系数为 0.8636。结果
显示, 华北与西北材料间的遗传距离最小, 相似系
数最大 , 而东北与西北材料之间的遗传距离最大 ,
相似系数最小。表明华北与西北产区的材料亲缘关
系较近, 而东北与西北产区材料的遗传基础有一定
差异。遗传相似系数平均值为外国品种(0.7528)>单
胚品系(0.6945)>多胚四倍体品系(0.6816)>多胚二倍
体品系(0.6612), 说明外国品种与国产各类型材料
之间的遗传基础有一定差异。
2.4 聚类分析
应用 MEGA3.1 软件得到 250 份甜菜材料的遗
传关系聚类图(图 1)。按照 UPGMA方法进行聚类分
析, 在遗传距离 0.20 处, 可将供试材料分为 4 大类
群, 第 I类群有 47个材料, 包括 32个多胚二倍体品
系, 2个多胚四倍体品系, 13个单胚品系, 其中东北
材料占该类群的 79%, 81%的材料属于高产型。第 II
类群有 47个材料, 包括 13个多胚二倍体品系, 34个
多胚四倍体品系, 东北材料占该类群的 96%, 其中
40%属于高产高糖高抗褐斑病型, 43%属于中产高糖
高抗褐斑病型。第 III类群有 66个材料, 包括 54个
多胚二倍体品系, 8 个多胚四倍体品系, 4 个单胚品
系, 西北材料占 64%。此类群又分两个亚类, 第 I亚
类有 3 个材料, 都是华北材料。第 II 亚类又包括 2
个小类群, 其中第 1 小类群有 18 个材料(西北材料
13个, 华北材料 5个), 89%属于高产型; 第 2小类群
有 45 个材料(东北材料 8 个, 西北材料 29 个, 外国
品种 8 个), 76%的材料属于高产抗丛根病型。我国
的 37个材料与 8个外国品种聚到一起, 说明它们遗
传基础相近。第Ⅳ类群有 90 个材料, 包括 75个多
胚二倍体品系、10 个多胚四倍体品系、5 个单胚品
系, 华北材料占 64%, 属于高产抗丛根病型的材料
占 51%。聚类结果表明, 供试材料具有丰富的遗传
多样性。材料的聚类与其经济性状存在相关性, 但
有一定差异。我国多数供试材料与外国品种的遗传
基础存在明显差异。
2.5 遗传多样性评价
表 4 表明, 东北供试材料的有效等位位点数、
Nei 基因多样度和 Shannon 多样性指数均最高
(Ne=1.4629, H=0.2882, I=0.4482), 华北供试材料的
有效等位位点数 (Ne=1.4499)、Nei 基因多样度
(H=0.2809)和 Shannon 信息指数(I=0.4443)均最低。
表明我国三大产区的供试甜菜遗传多样性非常丰富,
其中东北材料遗传多样性较好于其他两区。物种水
平上, Shannon 多样性指数 I=0.4799, Nei 基因多样
度 H=0.3083, 种内总遗传变异量 Ht=0.3120, 居群
内遗传变异量 Hs=0.2784, 遗传分化系数 Gst=
0.1078, 表明甜菜的遗传变异主要存在于居群之间,
且遗传分化不大。利用 POPGEN32得到的群体聚类
图(图 2)可见, 我国三大产区供试材料与外国品种
分为两类, 进一步表明我国材料与外国品种遗传基
础有较大差异。各产区之间遗传多样性差异不明显,
华北与西北材料亲缘关系较近。
3 讨论
3.1 以 SRAP标记分析甜菜遗传多样性的有效性
近年来, 利用 SRAP标记对棉花[10-11]、西瓜[12]、
甘蓝 [13]等许多作物的遗传多样性研究表明, SRAP
第 5期 王茂芊等: 利用 SRAP标记分析我国甜菜三大产区骨干材料的遗传多样性 817



图 1 中国甜菜三大产区 250份材料遗传多样性聚类图
Fig. 1 UPGMA dendrogram of 250 sugar beet varieties based on SRAP data
818 作 物 学 报 第 37卷

表 4 各产区供试甜菜材料的遗传多样性
Table 4 Indices for genetic diversity of sugar beets in this study
编号
Code
分类群
Taxon
Ne H I
Pop1 东北 Northeast China 1.4629 0.2882 0.4482
Pop2 西北 Northwest China 1.4502 0.2816 0.4450
Pop3 华北 North China 1.4499 0.2809 0.4443
Pop4 国外 Foreign 1.4310 0.2580 0.3931
Ne: 有效等位位点数; H: Nei基因多样度; I: Shannon多样性指数。
Ne: effective number of alleles; H: Nei’s gene diversity; I: Shannon’s information index.


图 2 中国甜菜三大产区和外国材料群体聚类图
Fig. 2 Dendrogram of sugar beet based on UPGMA cluster
analysis generated from SRAP data

是一种经济、有效、可靠的分子标记技术。本研究
利用 SRAP 分子标记对我国甜菜三大产区的 241 份
材料进行遗传多样性分析, SRAP标记表现出较高的
多态性, 说明 SRAP 标记对甜菜的扩增具有较高的
效率, 适合对大规模甜菜种质的遗传变异检测。本
试验聚类图看出, 已知亲缘关系相近的 9 份国外供
试材料有 8 份聚在一起, 表明 SRAP 标记在甜菜资
源材料类群划分上较为有效, 可作为甜菜新品种选
育及分子标记辅助育种的有力工具。
3.2 甜菜种质遗传多样性相关分析
目前, 利用分子标记技术对我国甜菜进行研究
的报道已有很多。路运才等[1-6]应用不同分子标记分
析若干甜菜品种和材料的遗传多样性, 但其材料数
量较少, 缺乏代表性。本研究材料来自我国甜菜三
大产区 , 数量较多 , 引物组合数量也多 , 并利用不
同的遗传多样性分析软件比较与分析, 比较客观真
实地揭示了我国的甜菜资源情况。遗传距离结合生
物学性状和经济性状调查结果分析可见, 华北产区
与西北产区的材料在遗传基础或基因来源上较近 ,
东北与西北供试材料遗传基础有一定差异, 可能是
由于东北供试材料主要以高糖及抗褐斑病为主, 缺
少抗丛根病基因, 而华北和西北供试材料表现高产
及抗丛根病。聚类结果显示, 我国有 37 个材料与 8
个外国品种聚到一起, 可能这些国内材料是由国外
品种杂交而来, 遗传基础相近。聚类时有些二倍体
品系和四倍体品系聚到一类, 可能是由于这些四倍
体材料的来源与这些二倍体材料具有一定的亲缘关
系, 这些四倍体是由二倍体诱变而来。有个别已知
遗传基础相近的材料没有聚到一起, 可能是由于它
们经选择后产生不同程度的变异。有些来自不同产
区的供试材料聚到一类, 可能是由于多年来各产区
育种家之间互相引进交换资源, 经杂交和选择, 遗
传基础相近。田间生物学性状调查分类与 SRAP 标
记聚类结果有一定的差异, 可能是所用 SRAP 引物
标记的性状与调查性状联锁不强所致, 在今后的研
究中应增加与甜菜产量或含糖率等育种选择性状紧
密联锁的引物筛选工作, 为甜菜分子标记辅助选择
育种提供理论指导。外国品种丰产性状较为突出 ,
而我国甜菜产量一直落后于外国品种, 说明我国甜
菜材料需进一步进行高产性状改良筛选或导入外国
品种的高产基因。
4 结论
我国材料与外国品种的遗传基础存在较大差
异。华北产区与西北产区的供试材料亲缘关系较近,
东北产区的供试材料的遗传基础较为丰富。东北产
区供试材料表现含糖率较高、抗褐斑病性较强, 华
北和西北产区供试材料表现根产量较高、抗丛根病
性中等, 外国材料表现根产量高、抗丛根病性强, 但
含糖率偏低。说明我国甜菜材料缺少外国品种的高
产和抗丛根病基因。
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