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Molecular Homozygosity Analysis of Soybean Varieties in Regional Test of China by Using SSR Markers

国家大豆区域试验品种(系) SSR位点纯合度分析



全 文 :作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2012, 38(10): 1760−1765 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家自然科学基金项目(30971801)和国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2009CB118400)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 邱丽娟, E-mail: qiu_lijuan@263.net, Tel: 010-82105843
第一作者联系方式: E-mail: rx_guan@sina.com, Tel/Fax: 010-82105840
Received(收稿日期): 2012-01-06; Accepted(接受日期): 2012-06-10; Published online(网络出版日期): 2012-07-27.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20120727.0847.019.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2012.01760
国家大豆区域试验品种(系) SSR位点纯合度分析
关荣霞 1 方宏亮 2 何艳琴 3 常汝镇 1 邱丽娟 1,*
1 中国农业科学院作物科学研究所 / 农作物基因资源与遗传改良国家重大科学工程 / 农业部北京大豆生物学重点实验室, 北京
100081; 2 蚌埠医学院, 安徽蚌埠 233030; 3 农业部全国农业技术推广服务中心, 北京 100026
摘 要: 利用 30对 SSR引物, 检测 2005—2009年参加国家区域试验的 1 068份大豆品种(系)的位点纯合度。每年区
试品种(系)的平均纯合度为 94.9%~97.6%, 纯合度高于 85%和 90%的品种(系)所占比例分别为 95.0%和 91.4%, 纯合
度低于 85%的品种(系)有 42 份(占 3.93%), 主要为北方春大豆和黄淮夏大豆。位点纯合度低于 85%的参试品种(系)
的产量分析结果表明, 只有 11份品种(系)比对照增产 5%以上, 20份比对照减产 0.04%~13.08%; 与纯合度为 100%的
品种(系)比较发现, 位点纯合度较低的品种(系)在区试中产量也较低。建议国家区试品种(系)纯合度标准不低于 90%,
以保证审定品种的特征特性, 为大豆新品种的持续推广利用提供科技支撑。
关键词: 区域试验; 大豆; SSR位点; 纯合度
Molecular Homozygosity of Soybean Varieties (Lines) in Regional Test of China
by Using SSR Markers
GUAN Rong-Xia1, FANG Hong-Liang2, HE Yan-Qin3, CHANG Ru-Zhen1, and QIU Li-Juan1,*
1 National Key Facility for Crop Gene Resources and Genetic Improvement / Key Laboratory of Soybean Biology / Institute of Crop Sciences, Chi-
nese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China; 2 Bengbu Medical College, Bengbu 233030, China; 3 National Agriculture Techno-
logy Extension Center, Agriculture Ministry, Beijing 100026, China
Abstract: Genomic homozygosity of seeds is very important for protection of breeder’s right and sustainable production of agri-
culture. Highly informative microsatellite (SSR) markers, widely used in soybean genetic mapping and genetic diversity research,
are useful for soybean genomic analysis. Thirty pairs of SSR primers were used to test the DNA of 1 068 soybean varieties (lines)
from regional trials of China. The average SSR locus homozygosity for each year ranged from 94.9% to 97.6% each year. Among
the 1 068 varieties (lines) in China regional test identified in five years, the soybean varieties (lines) with homozygosity higher
than 85% and 90% accounted for 95.0% and 91.4%, respectively. Only 42 (3.93%) of the varieties (lines) had homozygosity less
than 85%, which were mostly from North spring and Huanghuai summer soybean planting areas. Among the 42 varieties (lines)
with homozygosity less than 85% only 11 had the yield 5% more than the controls, 20 had a yield reduction of 0.04% to 13.08%.
Compared with those with 100% homozygosity, varieties with lower SSR loci homozygosity also had lower yield in regional trials.
It is suggested that criterion of soybean homozygosity in the national regional test should not be less than 90% so as to insure the
protection and sustainable utilization of new soybean varieties (lines) in production.
Keywords: Regional test; Soybean [Glycine max (L.) Merr.]; SSR loci; Homozygosity
大豆是重要的粮食和油料作物, 在育种和种子
生产过程中监测种子纯度, 对确保我国大豆产业发
展、市场稳定以及大豆种植者和消费者的利益具有
重要的社会和经济意义。研究表明, 杂交水稻的种子
纯度每下降 1%, 将会造成每公顷产量降低 100 kg [1]。
玉米纯度每降低 1%, 会导致产量下降 0.6%~0.7% [2]。
目前生产上种植的大部分大豆品种是纯系, 除少数
品种是通过诱变、花粉管导入或系选方法培育外 ,
多数品种是通过 2 个或多个品种杂交, 在后代中选
择表现优异的单株, 经连续自交、选择综合性状优
良的品种(系), 性状稳定后参加国家、省或自治区组
织的区域试验和生产试验, 通过品种审定后方可在
第 10期 关荣霞等: 国家大豆区域试验品种(系) SSR位点纯合度分析 1761


生产上种植。理论上通过 6~7 代自交后, 品种(系)
的纯度可达到 98%以上。但生产上或品种展示田中
经常看到品种混杂现象。关荣霞等[3]曾用 11个 SSR
标记检测 3 个大豆品种纯度, 除一个品种只有一个
杂合位点外, 其他 2 个品种的杂合位点数分别为 9
个和 10个, 说明这 2个品种存在严重的混杂。李英
慧等[4]在我国 2 794 份大豆资源中检测出纯度较低
资源 277份, 其中 16份为育成品种。低纯度资源根
据表型分离情况可进一步分离出不同的纯系[5]。同
样 , 在我国国家大豆区域试验的参试品种(系)中也
观察到混杂现象。2004年应农业部农业技术推广服
务中心品种管理处要求, 我们在国家大豆区域试验
品种(系)中, 随机抽取 23份, 用 SSR标记检测发现,
有 2 个品种(系)的杂合位点比例高于 20%, 于 2005
年再次在田间对 2个品种(系)进行表型观测, 发现
其纯度不达标(数据未发表)。为在品种审定源头控
制新品种的纯度, 从 2005年开始, 农业部农业技术
推广服务中心品种管理处将品种(系)的纯度作为大
豆区域试验中一项必须检验的指标予以实施。本研
究将自设立品种纯度指标以来 5 年的检测结果进
行了系统总结 , 旨在明确我国参试大豆品种 (系 )
SSR 位点纯合度状况 , 为品种选育及审定提供理
论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
本研究共检测了 2005—2009 年参加国家区域
试验的 1 068份大豆品种(系), 其种子由承担国家区
域试验的 18个试验点提供。
1.2 大豆基因组 DNA提取
从每个品种(系)中取 50 粒种子, 每粒种子反胚
方向用刻刀切取两片 , 在研钵中混合研磨成粉末 ,
取 0.05 g混合均匀的粉末作为 50粒种子的混合样本,
用 SDS方法提取种子 DNA[6]。
1.3 SSR标记检测与统计分析
从 20个大豆遗传连锁群上选择 30对 SSR引物
检测试验材料, 所选取引物来自大豆资源分析的核
心引物[7]。PCR 体系含 1×PCR buffer、2 mmol L–1
MgCl2、150 µmol L–1 dNTPs、150 nmol L–1引物、1 U
Taq酶(全式金公司 EasyTaq)、30 ng DNA, 加 ddH2O
补足 20 µL。PCR程序为 94℃预变性 5 min; 94℃
变性 30 s, 55℃退火 30 s, 72℃延伸 30 s, 运行 35个
循环; 最后 72℃延伸 5 min。在扩增产物中加入 6
µL上样缓冲液, 94℃变性 5 min, 于冰水中迅速冷却,
用 6%变性聚丙烯酰胺凝胶电泳, 银染检测。
每个品种(系)在各位点的条带单一表示该位点纯合,
如果在某位点出现 2个及以上条带, 表示该位点杂合。
品种(系)的 SSR 位点纯合度=(检测 SSR 位点总
数–杂合位点总数)/检测 SSR位点总数×100%
2 结果与分析
2.1 不同年度品种位点纯合度变化
2005—2009年共检测 1 068份大豆品种(系), 每
年检测 174~250份, 每年品种(系)纯合度低于 85%的
品种(系)数为 3~15 份。2005 年和 2008 年分别检测
了 178 份和 174 份, 各有 3 份的位点纯合度低于
85%。2006年和 2007年分别检测了 250份和 238份,
各有 15份位点纯合度低于 85%。2009年检测了 228
份品种(系)中有 10份位点纯合度低于 85%。不同年
度品种(系)纯合度分布不同, 2006年和 2007年检测
品种(系)中位点纯合度最低的分别为 58.1%和 60.0%,
其他年度检测品种 (系 )的最低位点纯合度均高于
70%。各年度纯合度平均值均高于 90%, 其中 2008
年品种(系)纯合度最高, 为 97.6% (表 1)。每年位点
纯合度>95%的品种(系)占 62%~85%; 除 2005年和
2007 年外, 其他 3 年位点纯合度高于 90%的品种所
占比例都超过 90%。建议区试大豆品种(系)的位点纯
合度不低于 90%, 以进一步提高新育成品种的纯度,
促进新品种在生产上的稳定及其持续利用。
表 1 2005–2009年度的检测品种数及其位点纯合度
Table 1 Soybean varieties (lines) number and testing results in 2005–2009
纯合度范围 Range of homozygosity 年份
Year
品种(系)数
Number of varieties
(lines) <85.0% 85.0–90.0% 90.1–95.0% >95.0%
平均纯合度
Average homozygosity
(%)
2005 178 3 34 32 110 94.9
2006 250 14 11 26 199 96.4
2007 238 15 31 39 153 94.8
2008 174 3 10 13 148 97.6
2009 228 10 10 22 186 97.2
1762 作 物 学 报 第 38卷

在 5 年国家大豆区域试验材料中, 共检测出42
份大豆纯合度低于或等于 85%, 其中 17份为北方春
大豆, 14份为黄淮夏大豆, 其他区域不合格品种(系)
数目均较低(1~4份)。每年来自不同生态区域的品种
(系)数不同(表 2), 但每年北方春大豆和黄淮夏大豆
中低于或等于 85%的品种(系)都比较多, 这可能与
这 2个区试组的参试材料数较多有关。
2.2 位点纯度较低品种(系)的区试产量
为探索纯度对大豆产量的可能影响 , 分析了
2005—2009 年国家区域试验中 42 份材料位点纯合
度低于 85%的品种(系)产量。其中包括 2 个对照品
种九农 21 和辽豆 11, 辽豆 11 在 2007 年的北方春
大豆晚熟 A、B两组纯合度均不达标(低于 85%), 且
在 2 个组的产量排名分别是第 9 和第 7。7 个区试
分组中共有 42份低纯合度品种(系), 各分组品种(系)
数为 5~30 份, 除苏早 1 号因种子活力问题未出苗
外, 其他 41份品种(系)中 15份品种的产量排于前 5
位, 排于 10名或 10名以后的品种有 19份。与对照
相比, 41份品种(系)中只有 11份增产幅度≥5%, 比
对照减产的有 20 份 , 减产幅度为 0.04%~13.08%
(表 3), 平均增产 0.64%, 平均排名 8.5。驻豆502在
2006 年和 2007 年分别参加了黄淮夏大豆和西南山
区春大豆的区试, 两年纯合度都低于 85%, 分别比
对照减产 5.16%和 9.30%,在所属组 30份和 12份品
种(系)中分别排名第 24 和第 11 名。5 年区试中有
311 份品种(系)纯合度为 100%, 从中随机抽取 10
次,每次取 41份, 分析高纯合度品种(系)在区试中
的排名和平均增产率, 发现高纯合度品种(系)平均
增产 2.36%, 平均排名第 6.7。说明品种纯度可能在
一定程度上影响品种的产量。如果不注意提纯复壮,
新品种在使用过程中将会不断退化并影响进推广
利用。
3 讨论
3.1 SSR标记在大豆种子纯度检测中的作用
随着分子生物学的发展, 种子纯度的检测也由
传统的形态学和同工酶分析, 向分子水平的遗传物
质纯度检测过渡。但相关研究主要集中在玉米[8]、
水稻[9-10]、油菜[11]等作物的杂交种纯度检测。研究
表明, 杂交种的纯度降低会在很大程度上影响品种
的产量, 对自交作物的纯度与产量的报道较少。本
研究对 5年区试中位点纯合度较低的 42份品种(系)
分析发现, 除 1 份未统计产量外, 只有 10 份比其相
应的对照品种增产大于 5%, 11份增产幅度小于 5%,
其余 20 份均表现为不同程度的减产。从纯合度为
100%的材料中随机抽样 10 次, 每次抽取 41 份品种
(系), 发现高纯度的品种(系)无论在排名还是增产幅
度上都高于纯合度较低的 41 份品种(系)。说明纯合
度较低的品种(系)在区试中产量表现也较差。
虽然本研究使用的 SSR标记并非位于大豆的基
因编码区, 但最新研究发现, 将每个染色体划为 20 个
等距的区间, 分析 2 188 个 SSR 标记分布与基因分布
的关系, 发现离着丝粒最远的 25%区段 SSR和基因的
分布比例分别为 47.4%和 50.2%, 而距着丝粒最近的
25%区段, SSR 标记和基因分布的比例分别为 7.4%和
6.7%, 标记分布与基因分布极显著相关(R2=0.83)[12]。
可见,SSR 标记的变化能够在一定程度上反映基因的
变异情况。因此, SSR标记能够反映出各连锁群基因组
的纯合或杂合程度。实际上,SSR标记在大豆多样性
和指纹图谱构建过程中已广泛利用, 因其与大豆基
因分布比例的高度一致性及其较高的等位变异多样
性, SSR标记也同样适用于大豆基因组纯合度的分析。
3.2 品种纯度对新品种保护和资源保存的影响
石海波等[13]曾对自交作物小麦的纯度研究认为,
SSR 标记检测的杂合位点来自两种情况, 一是品种

表 2 2005–2009年检测位点纯合度低于 85%的品种(系)分布
Table 2 Distribution of varieties (lines) with homozygosity less than 85% in 2005–2009
年份 Year 分组
Group 2005 2006 2007 2008 2009
合计
Total
比例
Ratio (%)
北方春大豆 North spring soybean 2 3 7 5 17 4.71
西北春大豆 Northwest spring soybean 2 2 2.44
黄淮夏大豆 Huanghuai summer soybean 1 5 3 1 4 14 5.76
长江流域春大豆 Changjiang valley soybean 1 1 2.56
西南山区春大豆 Southwest plateau spring soybean 1 1 2 8.33
热带亚热带大豆 Tropical and subtropical soybean 2 2 2.06
鲜食大豆 Vegetable soybean 3 1 4 5.80
第 10期 关荣霞等: 国家大豆区域试验品种(系) SSR位点纯合度分析 1763


表 3 2005–2009年纯合度低于 85%的大豆在区试中的产量及排名
Table 3 Yield and its rank of varieties (lines) with homozygosity less than 85% from regional trials in 2005–2009
材料名称
Material name
区试分组
Group
纯度
Homozygosity
(%)
年份
Year
对照
Control
增产比例
Yield increase
(%)
品种数
Variety
number
排名
Rank
中作 00-484
Zhongzuo 00-484
黄淮海夏大豆北片
Huanghuai summer (North)
82.10 2005 冀豆 12
Jidou 12
–2.98 18 12
公交 20193-17
Gongjiao 20193-17
北方春中晚熟组
North spring (mid-late mature)
82.10 2005 吉林 30
Jilin 30
5.67 10 1
吉农 2001-14
Jinong 2001-14
北方春中晚熟组
North spring (mid-late mature)
82.10 2005 吉林 30
Jilin 30
0.01 10 4
长 B2003-54
Chang B2003-54
北方春大豆中早熟组
North spring (mid-early mature)
74.19 2006 绥农 14
Suinong 14
1.39 16 10
吉利豆 2号
Jilidou 2
北方春大豆中早熟组
North spring (mid-early mature)
74.19 2006 绥农 14
Suinong 14
8.62 16 2
公交 00120-12
Gongjiao 00120-12
北方春大豆中熟组
North spring (middle mature)
83.87 2006 九农 21
Jiunong 21
2.89 15 6
中作 H6001
Zhongzuo H6001
黄淮夏大豆北片
Huanghuai Summer (North)
83.33 2006 冀豆 12
Jidou 12
–1.66 13 7
中黄 25
Zhonghuang 25
黄淮夏大豆中片 A组
Huanghuai summer (Middle A)
58.06 2006 齐黄 28
Qihuang 28
5.83 26 4
驻豆 502
Zhudou 502
黄淮夏大豆南片 A组
Huanghuai summer (South A)
80.00 2006 徐豆 9号
Xudou 9
–5.16 30 24
荷 01-13
He 01-13
黄淮夏大豆南片 B组
Huanghuai summer (South B)
78.57 2006 徐豆 9号
Xudou 9
6.77 30 5
科丰 53
Kefeng 53
黄淮夏大豆南片 B组
Huanghuai summer (South B)
77.42 2006 徐豆 9号
Xudou 9
–5.58 30 25
郑 98005
Zheng 98005
西南山区春大豆组
Southwest plateau spring
64.52 2006 滇 86-5
Dian 86-5
11.80 8 1
苏早 1号
Suzao 1
鲜食大豆春播组
Vegetable spring
83.87 2006 AGS292 — 8 —
沪选 23-9
Huxuan 23-9
鲜食大豆春播组
Vegetable spring
77.42 2006 AGS292 5.40 5 4
毛豆 1号
Maodou 1
鲜食大豆夏播组
Vegetable summer
83.33 2006 新绿青
Xinlüqing
7.30 14 8
油 03-68
You 03-68
鲜食大豆夏播组
Vegetable summer
83.33 2007 新绿青
Xinlüqing
8.90 10 5
驻豆 502
Zhudou 502
西南山区春大豆组
Southwest plateau spring
70.00 2007 滇 86-5
Dian 86-5
–9.30 12 11
公交 GS9815-14
Gongjiao GS9815-14
北方春大豆中熟组
North spring (middle mature)
83.3 2007 九农 21
Jiunong 21
–5.22 16 11
公野 06Y-20
Gongye 06Y-20
北方春大豆中熟组
North spring (middle mature)
76.7 2007 九农 21
Jiunong 21
–8.32 16 13
九农 21 (对照)
Jiunong 21 (CK)
北方春大豆中熟组
North spring (middle mature)
80.00 2007 九农 21
Jiunong 21
0 16 4
科 02-17
Ke 02-17
西北春大豆组
Northwest spring
83.33 2007 晋豆 19
Jindou 19
–15.30 12 12
晋大 74
Jinda 74
西北春大豆组
Northwest spring
80.00 2007 晋豆 19
Jindou 19
1.85 12 3
九三 03-20
Jiusan 03-20
北方春大豆早熟组
North spring early mature
83.30 2007 丰收 24
Fengshou 24
9.32 14 5
辽豆 11 (对照 1)
Liaodou 11 (CK1)
北方春大豆晚熟组(A组)
North spring late mature (A)
70.00 2007 辽豆 11
Liaodou 11
0 10 9
K丰 71-1
Kfeng 71-1
北方春大豆晚熟组(B组)
North spring late mature (B)
73.30 2007 辽豆 11
Liaodou 11
–13.08 12 12
辽豆 11 (对照 1)
Liaodou 11 (CK1)
北方春大豆晚熟组(B组)
North spring late mature (B)
60.00 2007 辽豆 11
Liaodou 11
0 12 7
冠豆 1号
Guandou 1
黄淮海夏大豆区(南片 A组)
Huanghuai summer (South A)
80.00 2007 徐豆 9号
Xudou 9
–0.04 12 8
郑 9805
Zheng 9805
黄淮海夏大豆区(南片 B组)
Huanghuai summer (South B)
70.00 2007 徐豆 9号
Xudou 9
3.72 12 5
济 2101
Ji 2101
黄淮海夏大豆区(南片 B组)
Huanghuai summer (South B)
83.30 2007 徐豆 9号
Xudou 9
–2.88 12 12
1764 作 物 学 报 第 38卷

(续表 3)
材料名称
Material name
区试分组
Group
纯度
Homozygosity
(%)
年份
Year
对照
Control
增产比例
Yield increase
(%)
品种数
Variety
number
排名
Rank
合豆 6号
Hedou 6
黄淮南片夏大豆 B组
Huanghuai summer (South B)
83.33 2008 徐豆 9号
Xudou 9
−0.22 15 11
中黄 41
Zhonghuang 41
热带亚热带春大豆
Tropic and semi-tropical spring
76.67 2008 浙春 3号
Zhechun 3
22.89 7 2
福豆 310
Fudou 310
热带亚热带春大豆
Tropic and semi-tropical spring
83.33 2008 浙春 3号
Zhechun 3
22.89 7 4
皖宿 01-15
Wansu 01-15
黄淮海夏大豆区(南片 B组)
Huanghuai summer (South B)
83.33 2009 中黄 13
Zhonghuang 13
6.61 15 6
驻豆 5号
Zhudou 5
黄淮海夏大豆区(南片 B组)
Huanghuai summer (South B)
83.3 2009 中黄 13
Zhonghuang 13
–4.04 15 14
JN9843-08-36 黄淮海夏大豆区(中片 A组)
Huanghuai summer (Middle A)
83.3 2009 邯豆 5号
Handou 5
-4.54 12 11
汾豆 75
Fendou 75
黄淮海夏大豆区(中片 A组)
Huanghuai summer (Middle A)
83.3 2009 邯豆 5号
Handou 5
–7.23 12 12
吉 03-40
Ji 03-40
长江流域春大豆组
Changjiang valley spring
83.3 2009 湘春 10号
Xiangchun 10
–3.10 13 10
益春 05-187
Yichun 05-187
北方春大豆早熟组
North spring (early mature)
80.0 2009 黑河 43
Heihe 43
–0.92 16 13
北疆 05-38
Beijiang 05-38
北方春大豆早熟组
North spring (early mature)
83.3 2009 黑河 43
Heihe 43
6.60 16 2
东农 08-01
Dongnong 08-01
北方春大豆中熟组
North spring (mid-late mature)
83.3 2009 九农 21
Jiunong 21
–5.00 17 15
公交 0123-35
Gongjiao 0123-35
北方春大豆中晚熟组
North spring (mid-late mature)
83.3 2009 吉育 72
Jiyu 72
–7.93 15 12
LS97-21-3 北方春大豆晚熟组
North spring (late mature)
76.7 2009 铁丰 31
Tiefeng 31
–9.44 11 7

混杂, 二是位点不纯。区分两种情况的最有效方法
即看这些杂合条带是否来源于其亲本。但在大部分
情况下获得一个品种的原始亲本比较困难, 只能根
据检测位点的多少和杂合特点来推断。实际上,无
论是种子混杂还是位点不纯, 都会导致品种纯度降
低, 使种子特性不能稳定保存。我国 1993—2004年
育成的 605 个大豆品种中, 系选品种占 6.1%。系选
品种就是在现有的育成或地方品种中选择优良的变
异单株而育成的新品种。关荣霞等[14]对 19个系选品
种研究发现, 其与亲本的一致性为 27.06%~89.58%,
其变异有可能来自花粉漂移或机械混杂, 部分品种
的变异可能就是由于亲本位点纯度较低, 从其中分
离出差异个体。王俊等[15]对国家资源中期库保存的
2 个大豆地方品种羊眼豆和毛豆的纯度检测表明 ,
其位点杂合率分别为 44.8%和 41.2%, 可能是种质库
中保存的部分地方品种在收集时就是不同类型材料
的混合样本, 单粒种子检测证明这些材料可以被聚
为不同的种类, 也说明 SSR 位点纯合度可以反映大
豆品种的纯度。为防止遗传完整性的破坏, 便于资
源的合理利用, 可根据分子标记检测结果将这些品
种分类, 按照纯系保存。大豆品种选育至少要经过 6
次以上连续自交, 因此, 各品种(系)混合 DNA 位点
杂合主要不是由于个体的基因型杂合, 更多可能是
由于育种过程中在较低世代将基因型分离的、或杂
合基因型的多个株系或单株混合, 后续选择过程中
各位点的随机分离导致了个体间基因型的差异, 同
时也不排除少数品种是在种子繁育等过程中与其他
品种的混杂。这样的品种如果通过审定, 在生产利
用或资源保存、繁殖的过程中会因为取样比例的多
少而发生基因频率的随机变化, 导致品种特性或基
因型的改变。如我国的大豆品种资源 ZDD4572被美
国引进后, 根据种皮色、脐色等性状的变异, 将该品
种分为 9个纯系分别保存[5]。由于个别性状的改变或
指纹图谱的差异也可能导致品种保护权丧失, 从而
影响育种家的利益。为了确保参试品种(系)的高纯度,
建议育种家在高世代进行单株选择和繁殖, 确保品
种的基因组纯合度和稳定性。
本研究中也发现几个纯合度低于 85%, 但产量
在区试组别中表现较好的品种(系), 建议将这些材
料重新提纯后再申请参加国家区域试验。李英慧等[4]
用 59个 SSR标记对我国 2 794份大豆资源的分析也
发现, 位点纯合率占 92%的品种 2 517份(占 90.1%),
其中 1 099份为纯系。本研究所检测的 1 068份育成
品种(系)中, 位点纯合率达到或超过 90%的品种(系)
第 10期 关荣霞等: 国家大豆区域试验品种(系) SSR位点纯合度分析 1765


占 91.4%。区域试验检测的大豆位点纯合率的标准
高于 90%。这样不仅可以提高审定品种的纯度, 同
时还可以使一些位点相似性为 85%~90%但各具特
性的姊妹系或系选材料进行分别审定。
4 结论
2005—2009 年国家大豆区域试验品种(系)SSR
位点纯合度>85%和≥90%的品种(系)分别占 95%和
91.4%。大部分 SSR位点纯合度较低的品种(系)在区
试中产量表现也较差。建议设定区试品种(系)SSR
位点的纯合度标准高于 90%, 以引导选育高纯度品
种, 延长新品种在生产中的应用年限。

致谢:感谢农业部全国农业技术推广中心提供实验
方案, 感谢中国农业科学院作物科学研究所吴存祥
博士和各区试点承担单位提供产量数据。
References
[1] Mao C X, Virmani S S, Kumar I. Technological innovations to
lower the costs of hybrid rice seed production. In: Virmani S S,
Siddiq E A, Muralidharam K, eds. Advances in Hybrid Rice
Technology. Proceedings of the 3rd International Symposium on
Hybrid Rice, Hyderabad, India, 14–16 November 1996. pp
111–128
[2] Bai O(白鸥), Huang R-D(黄瑞冬). Comparison of plant height,
light distributing and yield in different purity populations of
maize. J Maize Sci (玉米科学), 2007, 15(3): 59–61 (in Chi-
nese with English abstract)
[3] Guan R-X(关荣霞), Liu Y(刘燕), Liu Z-X(刘章雄), Chang
R-Z(常汝镇), Qiu L-J(邱丽娟). Purity identification of soy-
bean varieties with SSR technique. Mol Plant Breed (分子植
物育种), 2003, 1(3): 357–360 (in Chinese with English ab-
stract)
[4] Li Y-H(李英慧), Chang R-Z(常汝镇), Qiu L-J(邱丽娟). The
strategy for maintaining genetic integrity of soybean germ-
plasms—selecting pure lines based on SSR markers. Sci Agric
Sin (中国农业科学), 2010, 43(19): 3930–3936 (in Chinese
with English abstract)
[5] Yan L(闫龙), Nelson R L, Chang R-Z(常汝镇), Qiu L-J(邱丽
娟). The strategy for keeping soybean germplasm genetic in-
tegrity: I. Re-evaluate genebank accessions based on opti-
mizing the phenotype descriptor. J Plant Genet Resour (植物
遗传资源学报), 2010, 11(6): 678–682 (in Chinese with Eng-
lish abstract)
[6] Guan R-X(关荣霞), Chang R-Z(常汝镇), Qiu L-J(邱丽娟).
Rapid isolation of soybean DNA used for SSR analysis. Soy-
bean Sci (大豆科学), 2003, 22(1): 73–74 (in Chinese with
English abstract)
[7] Xie H(谢华), Chang R-Z(常汝镇), Cao Y-S(曹永生), Zhang
M-H(张明辉), Feng Z-F(冯中孚), Qiu L-J(邱丽娟). Selection
of core SSR loci by using Chinese autumn soybean. Sci Agric
Sin (中国农业科学), 2003, 36(4): 360–366 (in Chinese with
English abstract)
[8] Zhang X-Y(张雪原), Zhao P-F(赵攀峰), Wang F-G(王凤格),
Sun S-X(孙世贤), Wang S-C(王守才). Comparison between
the results of uniformity using SSR molecular technique and
morphological traits with maize varieties. J Maize Sci (玉米
科学), 2009, 17(1):40–45 (in Chinese with English abstract)
[9] Yashitolaa J, Thirumuruganb T, Sundaramb R M, Naseerullahc M
K, Rameshab M S, Sarmab N P, Sonti R V. Assessment of purity
of rice hybrids using microsatellite and STS markers. Crop Sci,
2002, 42: 1369–1373
[10] Sundaram R M, Naveenkumar B, Biradar S K, Balachandran S M,
Mishra B, IlyasAhmed M, Viraktamath B C, Ramesha M S,
Sarma N P. Identification of informative SSR markers capable of
distinguishing hybrid rice parental lines and their utilization in
seed purity assessment. Euphytica, 2008, 163: 215–224
[11] Song X-Y(宋贤勇), Bao Y-H(包月红), Yang J-T(杨俊涛),
Guan R-Z(管荣展), Liu G-C(刘桂超). Purity identification of
Brassica Qinyou No. 11 using SSR markers. Mol Plant Breed
(分子植物育种), 2010, 8(3): 497–500 (in Chinese with Eng-
lish abstract)
[12] Ott A J, Trautschold B, Sandhu D. Using microsatellites to under-
stand the physical distribution of recombination on soybean.
PLoS One, 2011, 6(7): e22306.
[13] Shi H-B(石海波), Wang L-X(王立新), Li H-B(李宏博), Zhang
F-T(张风廷), Ma Q(马庆), Zhao C-P(赵昌平). Division of
seeds motley and SSR loci impurity in wheat cultivar using
SSR markers. Mol Plant Breed (分子植物育种), 2006, 4(4):
513–519 (in Chinese with English abstract)
[14] Guan R-X(关荣霞), Zhang L(张磊), Liu Z-X(刘章雄), Chang
R-Z(常汝镇 ), Qiu L-J(邱丽娟 ). Relationship analysis of
soybean cultivars breeded by intra-cultivar selection or pollen
tube pathway and parents by simple sequence repeat markers.
Chin Bull Bot (植物学报), 2010, 45(1): 36–43 (in Chinese
with English abstract)
[15] Wang J(王俊), Wang L-L(王林林), Liu Z-X(刘章雄), Guan
R-X(关荣霞 ), Jin L-G(金龙国 ), Li Y-H(李英慧 ), Chang
R-Z(常汝镇 ), Luo S-P(罗淑萍 ), Qiu L-J(邱丽娟 ). Genetic
structure and conservation of soybean landraces. Soybean Sci (大
豆科学), 2008, 27(3): 361–365 (in Chinese with English ab-
stract)