全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2011, 37(4): 635640 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由黑龙江省博士后留省工作启动基金(LBH-Q05035)资助。
作者联系方式: E-mail: liming@neau.edu.cn
Received(收稿日期): 2010-07-21 Accepted(接受日期): 2010-11-26.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2011.00635
亚麻种质资源遗传多样性与亲缘关系的 AFLP分析
李 明
东北农业大学农学院, 黑龙江哈尔滨 150030
摘 要: 选取 18个中国品种和 67份来自世界各地的亚麻材料(包括油用亚麻、农家种和野生种), 采用 7对引物通过
扩增片段长度多态性(AFLP)分子标记分析, 获得 168个具有多态性位点, 平均每对引物可扩增出 24条带。利用NTSYS 2.1
采用非加权配对算术平均法(UPGMA)聚类分析, 计算遗传距离和构建遗传系统进化树。结果显示, 85 份材料在遗传
相似系数 0.53处分为 4类, 可以将栽培种和 3个野生种区分开来; 在遗传相似系数 0.67处可以将纤维亚麻划为 1类,
而绝大多数油用亚麻分成 4 类, 油用亚麻的遗传多样性远高于纤维亚麻; 国产纤维亚麻中黑字号品种相似度极高,
遗传背景狭窄, 而双字号品种多样性稍好。还证明 Linum bienne与亚麻栽培种(Linum usitatissimum L.)关系密切, 并
支持纤维亚麻来自油用亚麻的假说。
关键词: 亚麻种质资源; 遗传多样性; 亲缘关系; AFLP
Genetic Diversity and Relationship of Flax Germplasm as Revealed by AFLP
Analysis
LI Ming
Flax Laboratory of Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China
Abstract: Flax (linum usitatissimum) is one of the major fibre and oil yielding crops. AFLP is very useful molecular marker for a
number of plant species. To reveal the genetic diversity and find ways to broaden the genetic background of Chinese fibre flax
varieties, we analyzed 18 Chinese fibre flax cultivars and other 67 accessions (including linseed, landrace and wild species) from
different countries in the world by using AFLP marker. In total, 168 polymorphic alleles were detected with seven pairs of AFLP
primer. For each pair of primer, 24 alleles on the average was detected in all accessions. Unweighted pair-group method with
arithmetical averages (UPGMA) cluster analysis was used to estimate the genetic distances and to construct a dendrogram by
NTSYS 2.1. The results showed that all 85 accessions were classified into four groups at 0.53 of similarity coefficient, which dis-
tinguish the varieties of flax (Linum usitatissimum) from three wild flax species. All varieties of flax were classified into five
sub-groups (all fibre flax accessions were in one sub-group and the most of linseed accessions divided into other four sub-groups)
at 0.67, indicating linseed possessed genetic basis broader than the fibre flax. In Chinese fibre flax varieties, Heiya cultivars had
high genetic similarity, and its genetic basis was narrower than that of Shuangya variety. The results also showed that there were
close relationship between Linum bienne and Linum usitatissinum, and sustained the hypothesis that fibre flax has evolved from
linseed.
Keywords: Flax germplasm; Genetic diversity; Relationship; AFLP marker
亚麻(Linum usitatissimum L.)是世界主要韧皮纤
维作物和油料作物之一, 中国是世界主要纤维亚麻
生产国, 连续多年纤维亚麻收获面积占世界第一[1],
但是中国纤维亚麻规模生产仅 70多年, 通过杂交培
育亚麻品种的历史不过 50年。黑龙江省是我国纤维
亚麻的主产区, 曾占国内生产的 90%, 先后培育了
20多个品种(代表中国纤维亚麻育种水平), 尚不能满
足亚麻生产的要求, 生产上仍广泛使用国外品种。
品种资源是作物育种的基础材料, 选择正确的
亲本是获得新品种的必然途径。过去主要通过农艺
性状差异和品种系谱资料来筛选适宜的亲本, 如果
某个性状表现不直观, 或者品种系谱资料缺乏(中国
过去许多引进材料就是如此), 就会影响育种的效率
和效果, 在收集的材料中消除冗余的种质不仅有利
636 作 物 学 报 第 37卷

于基因库管理效率, 更是提高育种效率的重要前提
条件[2]。自 Grodzicker等[3]提出 DNA限制性片段长
度多态性(RFLP 标记)可以成为一种遗传标记以来,
由于分子标记能够直接反映出 DNA 分子在序列上
的遗传多样性, 目前被认为是最准确和应用最广泛
的一种标记方法。随着分子技术的发展, 一系列分
子标记用于亚麻的品种资源、遗传多样性和进化研
究, 包括 RFLP[4]、RAPD[5-6]、ISSR[7]、AFLP[2]、SRAP[8]
等, 目前正在探索亚麻 SSR的应用[9-11]。国内已报道
了利用 RAPD 或 ISSR 对油用亚麻品种资源[12]、引
进品种资源[13]和多胚材料[14]的分类研究, 但尚未见
到从分子标记角度讨论中国纤维亚麻品种遗传多样
性的报道, 本研究将有利于了解国产纤维亚麻遗传
多样性特点, 为今后选择亲本和拓宽遗传背景提供
参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
选用中国培育的 18 个纤维亚麻品种, 欧洲的 9
个品种以及加拿大植物基因资源中心(PGRC)收集
的 49份来自世界各地的纤维、油用、兼用亚麻材料、
6个农家种(landrace)和 3个野生种(表 1)。由于参照
PGRC 亚麻核心种质资源(特别是其中的纤维亚麻)
以及欧洲亚麻资源分类的代表性品种[15], 所选的国
外栽培种材料具有很好的代表性。
1.2 样品采集与制备
2006年在加拿大农业部萨斯卡通(Sasktoon)研究
中心温室内种植每份材料各 10~15 粒, 生长 4~5 周
后取幼嫩分枝, 速冻于–80℃低温冰箱中, 而后用冻
干仪干燥 4~5 d。取每份样品干样 20 mg 放入
effendrof 管并加玻璃球 3 个, 利用振荡仪将样品粉
碎, 用于 DNA提取。
1.3 DNA的提取和 AFLP方法
采用 DNeasy Plant Mini Kit (Qiagen Inc., Mis-
sissauga, ON, Canada)提取 DNA, 利用荧光法
(Bio-Tek Instruments FLX-800荧光仪, KCjunior软件)
将提取的 DNA定量, 并稀释到 25 ng μL–1备用。按
照 Vos 等 [16]介绍的方法, 利用 AFLPTM Analysis
System 1 (Life Technologies, Burlington, ON, Canada)
进行 AFLP 分析。7 个 EcoR I∶Mse I 引物对
(E-AAG∶ M-CAC; E-ACT∶ M-CGC; E-AGG∶
M-CAC; E-AGG ∶ M-CGC; E-AGG ∶ M-CTC;
E-AC∶M-CA; E-AG∶M-CT)用于本研究。
1.4 统计分析
将亚麻基因型谱带分析的电泳结果按照有带记
为“1”, 无带记为“0”变成数据形式统计 90~650 bp谱
带。将原始数据输入 NTSYSpc2.1软件, 进行数据标
准化, 用其中的 Qualitative Data 程序计算简单匹配
系数, 并获得矩阵, 用 SAHN 程序和 UPGMA 方法
进行聚类分析, 并通过 Treeplot模块生成聚类图。
2 结果与分析
以 7 个随机引物获得 276 条带, 其中 168 个位
点具有多态性, 多态率为 60.9%。平均每个引物可扩
增出 24条多态带, 其中最少的 8条, 最多的 43条。
后 2 对引物少 1 个碱基, 其获得的多态性位点更多,
效果更好。通过 NTSYS 软件建立聚类图(图 1), 根
据材料间的相似度进行分类, 其中栽培种分成 5个类
群(A和 B1~B4), A类又可进一步细分成 5组。
2.1 中国纤维亚麻与国外品种的遗传关系
黑亚系列品种(除 H13 外)首先聚成一类(A1-1),
H13与双亚 1号(S1)聚在一起(A1-3), 反映黑亚系列
品种的遗传同源性较大, 差异性较小。而双亚系列
品种相对于前者遗传背景较宽, 其中 S1在 A1-3, S3
在A1-4, S7和 S8在A3, S5和 S6在A5-1, 分布分散。
与黑亚系列品种关系较密切的主要是俄罗斯的材料,
包括 K6、Mogilevskij、Line548-01 等(A1-2), 这与
历史上主要引进苏联品种有一定关系。
以 Belinka(贝林卡)为代表的几个国外品种组成
了 A2, Argos(高斯)与 Fany(范尼)、Hermes(汉姆斯)、
Ilona(伊罗娜)、Opalina(奥巴琳娜)等高纤品种组成
A3。Viking(维京)、Ariane(阿里亚娜)和 Marine(玛丽
娜)等高纤品种组成 A5-2。总体看国内纤维亚麻品种
的遗传背景仍有进一步拓展的空间, 例如没有国内
品种出现在 A2和 A5-2组中。
2.2 纤维亚麻与油用亚麻的遗传关系
由于生产目的不同 , 一般将亚麻分为纤维亚
麻、油用亚麻和兼用亚麻。利用 AFLP 分子标记基
本上可以把纤维亚麻和油用亚麻区分开, 兼用亚麻
不能独立聚类而是分散到前两者中。在遗传相似系
数 0.67处可以将纤维亚麻划为 1类(A), 而绝大多数
油用亚麻分成 4类(B1~B4), 纤维亚麻首先聚在一起
构成 A 组, 但是有 4 个油用亚麻被划入 A2(Azur 和
raja)、A4(Flanders)和 A5(Ethiopial)中。油用亚麻中
美国的 Omega和加拿大的 Vimy、Norlin等与 2个农
家种聚成 B1 组; 匈牙利的 Torak11 和美国的 Deep

第 4期 李 明: 亚麻种质资源遗传多样性与亲缘关系的 AFLP分析 637


表 1 试验用品种类型及来源
Table 1 Name, type, and origin of accessions used in the experiment
序号
Code
名称
Name
类型
Type
来源
Origin
序号
Code
名称
Name
类型
Type
来源
Origin
1 S1 F 中国 China 44 Ariane F 法国 France
2 S3 F 中国 China 45 Svetoch D 俄罗斯 Russia
3 S5 F 中国 China 46 Line 93 escalina D 俄罗斯 Russia
4 S6 F 中国 China 47 Evelin F 荷兰 Netherlands
5 S7 F 中国 China 48 Reina F 荷兰 Netherlands
6 S8 F 中国 China 49 Mures F 罗马尼亚 Romania
7 H3 F 中国 China 50 310319 F 美国 USA
8 H4 F 中国 China 51 32001 F 美国 USA
9 H5 F 中国 China 52 Stormont goss. F 加拿大 Canada
10 H6 F 中国 China 53 Y86039-1 D 中国 China
11 H7 F 中国 China 54 Liflora L 法国 France
12 H8 F 中国 China 55 Flanders L 加拿大 Canada
13 H9 F 中国 China 56 Ocean L 法国 France
14 H10 F 中国 China 57 Omega L 美国 USA
15 H11 F 中国 China 58 Deep pink L 美国 USA
16 H12 F 中国 China 59 Armas L 土耳其 Turkey
17 H13 F 中国 China 60 Ethiopial L 埃塞俄比亚 Ethiopia
18 H14 F 中国 China 61 Antares L 法国 France
19 Light pink F 中国 China 62 Azur L 比利时 Belgium
20 Opaline F 法国 France 63 CN101362 L 俄罗斯 Russia
21 Argos F 法国 France 64 CN101363 L 俄罗斯 Russia
22 Armos F 法国 France 65 Blue chip L 匈牙利 Hungary
23 Estelle F 比利时 Belgium 66 Raja L 加拿大 Canada
24 Hermes F 法国 France 67 Norlin L 加拿大 Canada
25 Ilona F 荷兰 Netherlands 68 Vimy L 加拿大 Canada
26 Venus F 法国 France 69 Mikael L 法国 France
27 Aurore F 法国 France 70 Tajag F 法国 France
28 Aorose F 法国 France 71 Line 548-01 F 俄罗斯 Russia
29 Laura F 荷兰 Netherlands 72 Line 629-01 F 俄罗斯 Russia
30 Regina F 荷兰 Netherlands 73 Line 657-01 F 俄罗斯 Russia
31 Nike F 波兰 Poland 74 Pskovski 2976 D 乌克兰 Ukraine
32 Elise F 荷兰 Netherlands 75 L-500004-2-84 F 罗马尼亚 Romania
33 Natasja(eu) F 荷兰 Netherlands 76 Concurent F 荷兰 Netherlands
34 K6 F 俄罗斯 Russia 77 CN19009 Lr 中国 China
35 Nynke F 荷兰 Netherlands 78 CN19011 Lr 突尼斯 Tunis
36 Natasja f 荷兰 Netherlands 79 CN19012 Lr 埃塞俄比亚 Ethiopia
37 Mogilevskij F 俄罗斯 Russia 80 CN19013 Lr 埃塞俄比亚 Ethiopia
38 Torok 11 D 匈牙利 Hungary 81 CN19014 Lr 摩洛哥 Morocco
39 Fany F 法国 France 82 CN19015 Lr 印度 India
40 Viking F 法国 France 83 Yellow flax W
41 Belinka F 荷兰 Netherlands 84 Bienne W
42 Raisa F 荷兰 Netherlands 85 T1235 W
43 Marina F 荷兰 Netherlands
F: 纤维亚麻; L: 油用亚麻; D: 兼用亚麻; Lr: 农家种; W: 野生亚麻。
F: fibre flax; L: linseed; D: dual-purpose flax; Lr: landrace; W: wild flax.
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pink与另外 2个农家种聚成 B2组; 还有 2个农家种聚
成 B3组; 以法国的 Ocean为代表的几个品种聚成 B4
组。这个结果表明纤维亚麻的遗传多样性较为狭窄,
而油用亚麻的遗传背景更加复杂, 多样性更丰富。
2.3 栽培种与 3个野生近缘种的遗传关系
在遗传相似系数 0.53 处将所有材料分为 4 类,
可以将栽培种和 3个野生近缘种区分开来, 亚麻栽培
种(Linum usitatissimum) 与 3个野生近缘种中的 Linum



图 1 AFLP分析 85份亚麻材料的聚类图
Fig. 1 Dendrogram generated by AFLP data using UPGMA method among 85 flax accessions
第 4期 李 明: 亚麻种质资源遗传多样性与亲缘关系的 AFLP分析 639


bienne遗传关系最近, 与其他 2个野生近缘种黄亚麻
和 T1235的遗传关系较远(0.24)。
3 讨论
3.1 关于国产纤维亚麻品种的遗传多样性形成
与拓宽途径
从本研究结果看黑亚系列纤维亚麻的遗传关系
密切, 相似程度很高, 这与此前对部分国产纤维亚
麻品种与骨干系的系谱分析得出遗传背景狭窄的结
论相一致[17]。对黑亚品种的亲本调查显示, 除了苏
联品种外, 还涉及多个法国品种, 但是却没有来自
法国的材料与之聚为一组, 其中 H14以 Fany为父本,
其特点(生育期、株高、纤维含量等)与之相距甚远,
这可能与黑亚系列品种育种目标和选择性状上侧重
原茎产量有关。这表明品种的遗传特性与亲本有关,
也与育种目标和后代选择有关。
从不同来源得到奥罗尔(Aurore)和奥柔(Aorose)
两个材料, 二者均来自法国, 结果显示二者相似度
达 0.99, 显然是同一个品种, 这一方面证实了这个
方法的可靠和有效, 另一方面也提示我们删除品种
资源中冗余的必要。从本研究可以看出, 要拓宽亚
麻品种资源 , 一是从不同类群的纤维亚麻中寻找 ,
二可以从油用亚麻中获得, 因为油用亚麻的遗传多
样性远超过纤维亚麻, 三可以从野生近缘种中获取,
像 linum bienne 这样染色体数目相同的可以直接用
于杂交, 而对染色体不同的野生近缘种, 可考虑利
用转基因的办法来拓宽纤维亚麻的遗传背景。
3.2 关于亚麻栽培种种内及野生近缘种的遗传
多样性
Vavilov (1951)根据对欧洲和亚洲的 1 000多个
农家种进行的表型研究, 提出与众不同的假设, 即
前苏地区纤维亚麻可能是印度油用类型向北传播时
自然选择的结果[18-19]。本研究结果表明纤维亚麻的
遗传关系密切, 而油用亚麻的遗传多样性更为丰富,
这与 Fu等[5]利用 RAPD标记得到的结果相同, 且与
李冬梅[8]利用 SRAP 标记的研究结果也相同, 支持
了Vavilov亚麻栽培种首先是油用类型, 再进化到纤
维类型的观点。前人曾提出 Linum bienne是亚麻栽
培种的祖先种, Diederichsen还提出它与亚麻栽培种
均是同一个种的两个亚种 [20], 本研究表明 Linum
bienne与亚麻栽培种的关系最密切, 与利用 RAPD [6]
和 SRAP [8]的研究结果相一致, 也与 McDill等[21]和
Fu等[22]基于叶绿体 DNA的报道相符。
4 结论
纤维亚麻的遗传多样性比油用亚麻明显狭窄 ,
特别是国产纤维亚麻品种中黑字号品种相似度极高,
遗传背景狭窄, 而双字号品种多样性稍好。本研究
还证实 Linum bienne 与亚麻栽培种(Linum usitatis-
simum L.)关系密切, 并支持纤维亚麻来自油用亚麻
的假说。

致谢: 感谢加拿大农业部植物基因资源中心遗传多
样性实验室科学家 Dr. Fu Y B对试验材料选择的建
议, 感谢实验室技术员 S. MD. Peterson G在试验过
程中提供的帮助。
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