全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2010, 36(5): 744−753 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家高技术研究发展计划 (863 计划 )项目 (2006AA10Z171), 国家农业 (茶叶 )产业技术体系建设专项，国家自然科学基金项目
(30901159)，国家公益性行业(农业)科研专项(3-35)和浙江省科技计划项目(2006C12129)资助。
*
通讯作者(Corresponding author): 陈亮, E-mail: liangchen@mail.tricaas.com; Tel: 0571-86652835
第一作者联系方式: E-mail: qiao.tingting123@163.com ** 共同第一作者
Received(收稿日期): 2009-09-25; Accepted(接受日期): 2010-01-10.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2010.00744
浙江省茶树地方品种与选育品种遗传多样性和群体结构的 EST-SSR
分析
乔婷婷 马春雷** 周炎花 姚明哲 刘 饶 陈 亮*
中国农业科学院茶叶研究所茶树资源与改良研究中心 / 国家茶树改良中心, 浙江杭州 310008
摘 要: 以茶树品种龙井 43幼根为材料, 构建 cDNA文库并测序, 获得 4 833条 EST序列, 拼接后得到 3 482条无冗
余 EST, 总长 2 290 kb。对其进行 SSR搜索, 共检测到 577个 SSR位点, 分布于 500条茶树幼根 EST中, 其中含有
EST-SSR的序列占 14.36%, 平均每 3.97 kb出现一个 SSR。利用 Primer premier 5.0, 对含有 SSR的 EST设计引物 416
对, 通过退火温度和多态性筛选, 确定可用的引物及其最佳退火温度, 并从筛到的引物中选取 63 对及 1 对已发表引
物作为核心引物, 对浙江省茶树地方品种和选育品种进行遗传多样性和遗传结构分析。结果显示, 64对引物均在供试
材料中表现出多态性, 共检测到 232 个等位位点, 平均每对引物 3.6 个; 每对引物可鉴定的基因型为 2~13 个, 平均
4.3个。供试材料多态性信息量(PIC)介于 0.02~0.84, 平均 0.44; 扩增位点的观测杂合度平均为 0.44, 期望杂合度平均
为 0.48。地方品种的遗传多样性水平略高于选育品种(系)。不同地方资源群体多态性信息量为 0.24~0.36, 举岩群体
的多样性最高, 惠明群体的多样性最低。浙江各地区以杭州资源的多态性最高, PIC达 0.41; 丽水的多态性最低, PIC
为 0.24。Structure 2.2群体结构分析和 UPGMA聚类分析表明, 地方品种、选育品种(系)具有相对独立的群体结构, 选
育品种(系)根据亲缘关系的不同形成不同的类群。
关键词: 茶树; 遗传多样性; 遗传结构; EST-SSR
EST-SSR Genetic Diversity and Population Structure of Tea Landraces and
Developed Cultivars (Lines) in Zhejiang Province, China
QIAO Ting-Ting, MA Chun-Lei**, ZHOU Yan-Hua, YAO Ming-Zhe, LIU Rao, and CHEN Liang*
Research Center for Tea Germplasm and Improvement, Tea Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences / National Center for Tea
Improvement, Hangzhou 310008, China
Abstract: Tea [Camellia sinensis (L.) O. Kuntze] has a long history in production and consumption in Zhejiang province, China.
Improvement of tea variety, therefore, is of great importance and a good understanding of the genetic diversity and population
structure of tea germplasm is a prerequisite to the improvement. In spite of great advances on the use of molecular markers in tea
plant, achievement is still gotton very slowly compared with in other cereal crops and woody species. Expressed sequence tag
derived simple sequence repeat (EST-SSR) is a less costly alternative way of developing new markers for genetic diversity analy-
sis, functional markers development, and marker-assisted breeding of tea plant. A total of 4 833 ESTs generated from a cDNA
library of tea young root were subjected to SSR mining using DNAstar 5.0 software, 577 EST-SSRs were identified and 416
primer pairs were designed by Primer premier 5.0. After the determination of annealing temperatures and polymorphism of all the
primers, 64 core primers were selected and used for genetic diversity and population structure analyses of tea landraces and im-
proved cultivars in Zhejiang province. All selected primers were polymorphic and 232 alleles were amplified with 3.6 alleles per
primer pair on an average. Each primer pair identified 2 to 13 genotypes, with an average of 4.3. The mean of polymorphism in-
formation content (PIC) was 0.44, ranging from 0.02 to 0.84. Observed heterozygosity (Ho) was 0.44, while expected heterozy-
gosity (He) was 0.48. The level of genetic diversity among landraces was slightly higher than that among improved cultivars and
breeding lines. There were 226 alleles amplified in 22 landraces with 14 of them that were special. In the thirty-seven improved
cultivars, however, two hundred and eighteen alleles were amplified but only six were special. The PIC of the landrace groups
第 5期 乔婷婷等: 浙江省茶树地方品种与选育品种遗传多样性和群体结构的 EST-SSR分析 745


varied from 0.24 to 0.36, in which Juyan Qunti was the highest and Huiming Qunti was the lowest. Deqing Qunti was closest to
Juyan Qunti in genetic relationship, but farthest from Huiming Qunti. The genetic diversity of tea cultivars from Hangzhou was
the highest with PIC of 0.41, while those from Lishui recorded the lowest PIC of 0.24. Population structure revealed by software
Structure 2.2 and UPGMA cluster analysis showed that landraces and improved cultivars were relatively independent. The im-
proved cultivars were further clustered into smaller groups according to their pedigree. Hybrid offspring from Fuding Dabaicha
and Yunnan Dayezhong from different breeding organizations fell into similar groups.
Keywords: Tea; Genetic diversity; Genetic structure; EST-SSR
浙江省地处中国东南沿海 , 位于北纬 27°01′~
31°10′, 东经 118°01′~123°08′; 全省属亚热带季风气
候, 年均日照时数在 1 710~2 100 h之间, 年平均气
温 15~18 , ℃ 属于茶树生态适宜性生长区, 尤其适宜
绿茶生产。浙江茶产业历史悠久, 经过长期的栽培
驯化 , 形成了很多优良的地方品种 , 如龙井群体
种、紫笋群体、日铸群体等。目前浙江省通过国家
审(认)定的茶树品种共有 14个, 如龙井 43、浙农 12、
迎霜等; 通过省级审(认)定品种有 20个, 如嘉茗 1
号、黄叶早、霜峰、白叶 1 号等, 这些优良品种资
源是茶树新品种选育的重要亲本材料, 对其遗传多
样性和亲缘关系进行分析具有重要的理论价值及指
导意义。
DNA 分子标记克服了形态和生化标记易受生长
环境、发育阶段和组织器官影响等缺点, 是比较理
想的遗传标记。近年来, RAPD、RFLP、AFLP和 ISSR
等分子标记已广泛应用于茶树的遗传多样性分析等
研究[1]。简单序列重复又称微卫星标记, 包括基因组
SSR 和 EST-SSR 两种, 与其他分子标记相比, 因其
具有多态性高、操作技术简单、重现性好等特点, 已
成为目前最重要的分子标记之一[2]。其中基因组 SSR
标记的开发需要构建基因组文库, 费用较高且效率
较低 , 且茶树也还没有大规模的基因组测序计划 ,
所以目前茶树可用的基因组 SSR 标记甚少[1]。而利
用测序获得的 EST数据开发功能性的 EST-SSR标记,
不仅可降低引物开发的成本, 而且能大大提高现有
测序数据的利用效率, 使得标记开发更加经济、有
效。茶树 EST-SSR标记的发展将影响遗传多样性分
析、功能标记开发、基因作图、关联分析、标记辅
助育种等各方面, 目前已应用于茶树遗传多样性及
群体结构分析。金基强等[3]首先建立了茶树 EST-SSR
体系, 后又采用 16 对引物对 42 份茶树资源进行分
析并确定其有效性。之后又有一系列报道表明 EST-
SSR 是茶树遗传分析的有效标记[4-6], 但到现在为止
可用的茶树 EST-SSR 标记数量并不多, 这限制了它
的进一步应用。本文利用自行开发的茶树幼根 EST-
SSR 分子标记, 对浙江省的选育茶树品种和地方品
种进行比较分析, 以期揭示浙江省茶树种质资源的
遗传多样性和遗传结构, 为茶树种质资源保存、核心
种质构建和育种利用等提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
从国家种质杭州茶树圃保存的浙江茶树资源中
选取 59个浙江省茶树品种(表1), 其中包括选育品种
(系 ) 37 个 , 地方品种 22 个 , 均属于山茶属茶组
[Camellia L. Sect. Thea (L.) Dyer]中的茶[C. sinensis
(L.) O. Kuntze]。无性系品种按单株取样, 有性系品
种随机选取 2~8 个单株作为群体代表, 采集一芽二
叶经液氮迅速冷冻后, 保存于–70℃冰箱备用。
1.2 DNA提取
采用改进的 SDS法[7]分别提取 59个品种资源的
基因组 DNA, 以 0.8%琼脂糖凝胶电泳检测 DNA 质
量 , 用 ND-1000 UV-Vis 分光光度计 (Nanodrop
Technologies, Inc., Wilmington, DE, USA)检测 DNA
浓度后, 将其稀释到 10 ng µL–1的工作浓度, 用于
PCR扩增。
1.3 引物设计及筛选
利用 DNAStar 5.0软件(DNAStar, Inc., Madison,
WI, USA)对茶树幼根 cDNA 文库测序获得的 4 833
条有效 EST 序列[8]进行拼接, 对拼接得到的所有非
冗余序列进行 SSR 搜索 (http://www.gramene.org/
db/markers/ssrtool), 然后应用 Primer premier 5.0软
件(Premier Biosoft International, Palo Alto, CA, USA)
对包含 SSR 的序列设计引物, 共设计引物 416 对。
参照引物的理论 Tm值, 采用温度梯度 PCR, 选择杂
带较少、条带清晰的温度作为相应引物的最终退火
温度; 再选用 12 份资源进行引物多态性筛选, 选择
条带清晰、多态性高、重现性好的 63对茶树幼根引
物为核心引物对所有供试样品进行扩增, 另外选用
Freeman等[9]已发表的 1对引物, 标记为 Camsin M5,
作为参照引物。
746 作 物 学 报 第 36卷

表 1 供试浙江茶树品种资源的名称及来源
Table 1 Name and origin of tea germplasm in Zhejiang province, China
No. 名称
Name
类型
Type
原产地
Origin
1 龙井 43 Longjing 43 选育品种 Developed cultivar 杭州 Hangzhou
2 龙井长叶 Longjing Changye 选育品种 Developed cultivar 杭州 Hangzhou
3 龙井圆叶 Longjing Yuanye 品系 Breeding line 杭州 Hangzhou
4 菊花春 Juhuachun 选育品种 Developed cultivar 杭州 Hangzhou
5 寒绿 Hanlü 选育品种 Developed cultivar 杭州 Hangzhou
6 中茶 102 Zhongcha 102 选育品种 Developed cultivar 杭州 Hangzhou
7 茂红 Maohong 品系 Breeding line 杭州 Hangzhou
8 霜峰 Shuangfeng 选育品种 Developed cultivar 杭州 Hangzhou
9 劲峰 Jinfeng 选育品种 Developed cultivar 杭州 Hangzhou
10 垂绿 Chuilü 品系 Breeding line 杭州 Hangzhou
11 迎霜 Yingshuang 选育品种 Developed cultivar 杭州 Hangzhou
12 翠峰 Cuifeng 选育品种 Developed cultivar 杭州 Hangzhou
13 青峰 Qingfeng 选育品种 Developed cultivar 杭州 Hangzhou
14 茂绿 Maolü 选育品种 Developed cultivar 杭州 Hangzhou
15 浙农 12 Zhenong 12 选育品种 Developed cultivar 杭州 Hangzhou
16 浙农 138 Zhenong 138 品系 Breeding line 杭州 Hangzhou
17 浙农 113 Zhenong 113 选育品种 Developed cultivar 杭州 Hangzhou
18 浙农 121 Zhenong 121 选育品种 Developed cultivar 杭州 Hangzhou
19 浙农 117 Zhenong 117 选育品种 Developed cultivar 杭州 Hangzhou
20 嘉茗 1号 Jiaming 1 地方品种 Landrace 温州 Wenzhou
21 黄叶早 Huangyezao 地方品种 Landrace 温州 Wenzhou
22 平阳特早 Pingyang Tezao 地方品种 Landrace 温州 Wenzhou
23 a德清群体 8 aDeqing group8 地方品种 Landrace 湖州 Huzhou
24 a建德群体 7 aJiande group7 地方品种 Landrace 杭州 Hangzhou
25 a举岩群体 8 aJuyan group8 地方品种 Landrace 金华 Jinhua
26 a紫笋群体 6 aZisun group6 地方品种 Landrace 湖州 Huzhou
27 a日铸群体 4 aRizhu group4 地方品种 Landrace 绍兴 Shaoxing
28 a天台群体 6 aTiantai group6 地方品种 Landrace 台州 Taizhou
29 a开化种 aKaihuazhong 地方品种 Landrace 衢州 Quzhou
30 a余姚种 aYuyaozhong 地方品种 Landrace 宁波 Ningbo
31 a诸暨种 3 aZhujizhong3 地方品种 Landrace 绍兴 Shaoxing
32 a嵊县种 2 aShengxianzhong2 地方品种 Landrace 绍兴 Shaoxing
33 藤茶 Tengcha 地方品种 Landrace 台州 Taizhou
34 早青茶 Zaoqingcha 地方品种 Landrace 台州 Taizhou
35 水古茶 Shuigucha 地方品种 Landrace 台州 Taizhou
36 香菇寮白毫 Xiangguliao Baihao 地方品种 Landrace 温州 Wenzhou
37 黑蹋蹋 Heitata 地方品种 Landrace 温州 Wenzhou
38 福云 10-27 Fuyun 10-27 品系 Breeding line 杭州 Hangzhou
39 福云 9-11 Fuyun 9-11 品系 Breeding line 杭州 Hangzhou
40 福云 9-6 Fuyun 9-6 品系 Breeding line 杭州 Hangzhou
41 福云 8-16 Fuyun 8-16 品系 Breeding line 杭州 Hangzhou
42 福云 9-22 Fuyun 9-22 品系 Breeding line 杭州 Hangzhou
43 福云 0-3 Fuyun 0-3 品系 Breeding line 杭州 Hangzhou
44 红魁 Hongkui 品系 Breeding line 杭州 Hangzhou
第 5期 乔婷婷等: 浙江省茶树地方品种与选育品种遗传多样性和群体结构的 EST-SSR分析 747


(续表 1)
No. 名称
Name
类型
Type
原产地
Origin
45 福云 11-35 Fuyun 11-35 品系 Breeding line 杭州 Hangzhou
46 红云 Hongyun 品系 Breeding line 杭州 Hangzhou
47 蓝海 Lanhai 株系 Breeding line 杭州 Hangzhou
48 杭州大叶 Hangzhou Daye 株系 Breeding line 杭州 Hangzhou
49 a平阳种 2 aPingyangzhong2 地方品种 Landrace 温州 Wenzhou
50 大叶乌皮 Daye Wupi 地方品种 Landrace 台州 Taizhou
51 a惠明群体 4 aHuiming group4 地方品种 Landrace 丽水 Lishui
52 中茶 108 Zhongcha 108 品系 Breeding line 杭州 Hangzhou
53 狗牿脑 F1-1 Gougunao F1-1 株系 Breeding line 杭州 Hangzhou
54 狗牿脑 F1-2 Gougunao F1-2 株系 Breeding line 杭州 Hangzhou
55 狗牿脑 F1-3 Gougunao F1-3 株系 Breeding line 杭州 Hangzhou
56 白叶 1号 Baiye 1 地方品种 Landrace 湖州 Huzhou
57 横山早 Hengshanzao 选育品种 Developed cultivar 湖州 Huzhou
58 洛舍 Luoshe 选育品种 Developed cultivar 湖州 Huzhou
59 报福 1号 Baofu 1 选育品种 Developed cultivar 湖州 Huzhou
带 a的品种资源属于有性系, 其余为无性系, 上标为有性品种个体数。
The germplasm marked with a are the sexual lines, and the rest are clone. The superscripts are individual number of the sexual lines.

1.4 PCR扩增与产物检测
扩增反应在 PTC-200 型 PCR 仪(MJ Research,
Inc., Waltham, MA, USA)上进行, 反应体系与扩增
程序参照刘振等[4]的方法。扩增产物用 10%的聚丙
烯酰胺凝胶, 在 CBS垂直电泳系统(C.B.S. Scientific
Company, Inc., San Diego, CA, USA)上进行电泳, 电
压 150 V, 时间为 90 min, 电泳后参照 Charters 和
Wilkinson [10]的方法银染显色。用 Bio-Rad Gel Doc
2000 (Bio-Rad Laboratories, Inc., Philadelphia, PA,
USA)凝胶成像仪拍照记录。
1.5 数据处理
利用人工方法读带, 将电泳图上清晰的条带记
为 1, 同一位置无带或不易分辨的弱带记为 0, 建立
0-1 原始数据库, 然后将相同带型的记为一种基因
型。采用 Powermarker 3.25软件[11]计算每对引物扩
增的等位位点数(alleles)、主要等位位点频率(major
allele frequency)和基因型数(genotypes), 根据 Nei[12]
的方法计算等位位点的期望杂合度 (expected het-
erozygosity, He)、观测杂合度(observed heterozygosity,
Ho)和每对引物扩增位点的多态性信息量(polymor-
phism information content, PIC) [13], 然后根据 Nei’s
遗传距离[14-15]绘制 UPGMA 聚类图。采用 Structure
2.2 软件[16]模拟群体遗传结构, 分析的基本原理是,
假设样本存在 K个(K 值未知)等位变异频率特征类
型数, 将供试材料归到 K 个群体, 使得该群体位点
频率都遵循同一个 Hardy-Weinberg平衡。本实验假
定试材的群体数目(K)为 2~10, 并假定 64 个位点相
互独立进行分析, 将 MCMC (Markov chain Monte
Carlo)开始时的不作数迭代后(length of burn-in period)
设为 100 000次, 再将不作数迭代后的 MCMC设为
10 000, 然后根据最大似然值原则选择合适的群体
(K)值。
2 结果与分析
2.1 茶树幼根 EST-SSR分布频率及特点
对幼根文库测序得到的 4 833条序列进行拼接,
获得总长约 2 290 kb的 3 482条非冗余序列, 包括
901个 contigs和 2 581个 singletons。对这些序列进
行 SSR 搜索, 按照二、三、四、五、六和七以上核
苷酸重复数为 8、5、4、3、3 和 3 进行分析, 最后
获得 577 个 SSR, 包含于 500 条 EST 中, 含有
EST-SSR 的序列比例为 14.36%, 每 3.97 kb 出现一
个 SSR, 其中二核苷酸重复和三核苷酸重复类型占
全部 SSR 的比例高达 59.10% (表 2)。所用 64 对核
心引物主要从三核苷酸重复(28.1%)、五核苷酸重复
(25.0%)、六核苷酸重复(28.1%) 3 种 SSR 类型的侧
翼设计引物, 目的片段在 80~330 bp之间(表 3)。
2.2 茶树幼根 EST-SSR引物特征及扩增结果
64 对 EST-SSR 引物在供试茶树品种资源中均
表现出多态性, 多态性位点百分率为 100%, 共检测
748 作 物 学 报 第 36卷

表 2 茶树幼根 EST中 SSR的数量及出现的频率
Table 2 Number and frequency of SSR in tender root EST of tea plant
重复类型
Repeat type
SSR数目
Number of SSRs
占全部 SSR比例
Proportion in all SSRs
(%)
出现频率
Frequency
(%)
平均分布频率
Average distance
(kb/SSR)
二核苷酸 Dinucleotide 213 36.92 6.12 10.75
三核苷酸 Trinucleotide 128 22.18 3.68 17.89
四核苷酸 Tetranucleotide 44 7.63 1.26 52.05
五核苷酸 Pentanucleotide 95 16.46 2.73 24.11
六核苷酸 Hexanucleotide 86 14.90 2.47 26.63
七核苷酸 Heptanucleotide 8 1.39 0.23 286.25
八核苷酸 Octanucleotide 2 0.35 0.06 1145.00
十核苷酸 Decanucleotide 1 0.17 0.03 2290.00
总计 Total 577 100.00 16.57 3.97

到 232 个等位位点, 平均每对引物可检测到 3.6 个,
其中最多为 6, 最少为 2。每个引物可鉴定的基因型
数 2~13 之间, 平均 4.3 个。引物扩增位点的多态性
信息量(PIC)变化范围在 0.02~0.84, 平均值为 0.44。
等位位点的观测杂合度(Ho)平均值为 0.44, 期望杂
合度(He)平均值为 0.48 (表 3)。
2.3 浙江省茶树品种资源的遗传多样性及其比较
地方品种的遗传多样性略高于选育品种, 所检
测的基因型数平均分别为 4.0 和 3.7, 基因多样性指
数平均分别为 0.47 和 0.45, 多态性信息量分别为
0.42和 0.41 (图 1)。22个地方品种共检测到 226个
等位基因, 占总数的 97.4%, 64 个位点上发现 14 个

表 3 茶树幼根 EST-SSR引物特征及其扩增结果
Table 3 Characterization of EST-SSRs in tea young root and amplification results
引物编号
Primer code
重复位点
Repeat motif
目的片段长度
Fragment
length
(bp)
熔解温度
Tm
(℃)
退火温度
Ta
(℃)
等位
位点数
Allele
主要等位
位点频率
Main allele
frequency
基因型数
Genotype
观测
杂合度
Ho
期望
杂合度
He
多态性
信息量
PIC
CamsinM5 (GT)15(GA)13 170–205 55.0 55 5 0.31 5 1.00 0.76 0.72
TM125 (GA)9 150–220 48.7 55 5 0.34 6 0.86 0.77 0.74
TM126 (TAT)7 260–295 45.7 55 4 0.31 5 0.64 0.76 0.72
TM127 (AATG)6 240–300 44.9 42 3 0.38 5 0.76 0.73 0.68
TM128 (AAATA)5 160–200 43.7 45 3 0.28 7 0.60 0.79 0.76
TM129 (GTG)5 175–215 50.0 51 4 0.78 4 0.87 0.36 0.34
TM130 (CCA)7 145–170 50.9 58 3 0.79 6 0.38 0.36 0.34
TM131 (GAGTGT)4 160–200 45.4 54 3 0.90 3 0.24 0.18 0.17
TM132 (TTGTG)3 95–125 43.1 51 5 0.25 13 0.68 0.85 0.84
TM133 (CCT)5 145–180 48.2 56 3 0.60 5 0.42 0.56 0.50
TM134 (CAT)8 230–260 47.8 56 3 0.46 4 0.55 0.58 0.49
TM135 (TAT)6 110–160 42.4 51 3 0.55 6 0.53 0.60 0.55
TM136 (TTTTG)5 220–270 45.7 54 4 0.50 6 0.5 0.66 0.61
TM137 (AGAGA)3 195–330 50.5 58 3 0.72 3 0.43 0.43 0.38
TM138 (AT)11 180–205 42.4 51 6 0.60 3 0.48 0.55 0.48
TM139 (ATTTTA)3 145–160 45.3 48 3 0.71 4 0.38 0.46 0.43
TM140 (GCACCA)3 250–290 54.5 58 3 0.52 3 0.50 0.55 0.45
TM141 (AAAAT)3 140–175 41.0 51 4 0.84 5 0.21 0.29 0.28
TM142 (TCCGAT)3 230–250 50.8 58 2 0.95 2 0.21 0.09 0.09
TM143 (TAC)6 200–250 44.8 54 5 0.33 8 0.95 0.74 0.70
TM144 (TAT)5 190–205 46.3 51 2 0.91 2 0.22 0.17 0.16
第 5期 乔婷婷等: 浙江省茶树地方品种与选育品种遗传多样性和群体结构的 EST-SSR分析 749


(续表 3)
引物编号
Primer code
重复位点
Repeat motif
目的片段长度
Fragment
length
(bp)
熔解温度
Tm
(℃)
退火温度
Ta
(℃)
等位
位点数
Allele
主要等位
位点频率
Main allele
frequency
基因型数
Genotype
观测
杂合度
Ho
期望
杂合度
He
多态性
信息量
PIC
TM145 (TTC)7 175–200 42.5 48 6 0.56 7 0.98 0.63 0.60
TM146 (TTTCT)3 155–210 47.2 56 4 0.99 2 0.10 0.02 0.02
TM147 (GTG)5 150–170 49.1 48 3 0.95 2 0.19 0.09 0.09
TM148 (ACC)8 135–155 55.2 58 2 0.71 3 0.31 0.43 0.37
TM149 (TTTGC)3 120–130 44.5 51 2 0.49 3 0.35 0.62 0.55
TM150 (TTTTTA)3 220–250 46.2 51 3 0.57 4 0.64 0.52 0.43
TM151 (CATATG)4 140–205 45.2 51 4 0.65 4 1.00 0.52 0.46
TM152 (TTTTA)4 150–180 43.1 48 5 0.54 4 0.49 0.61 0.55
TM153 (ATTTTT)4 220–260 45.9 56 4 0.92 3 0.13 0.14 0.13
TM154 (TCA)6 200–250 47.9 56 4 0.67 5 0.73 0.47 0.40
TM155 (TTTTTC)4 200–225 46.3 56 3 0.39 4 0.52 0.70 0.65
TM156 (ATTTTT)5 220–255 45.5 54 4 0.36 8 0.59 0.77 0.73
TM157 (TTTTTA)5 80–120 43.3 51 6 0.27 8 0.43 0.80 0.77
TM158 (TCT)6 235–265 44.1 54 4 0.52 6 0.45 0.64 0.59
TM159 (AT)9 175–215 43.1 51 5 0.74 6 0.37 0.43 0.40
TM160 (GAT)6 240–295 41.3 51 3 0.67 3 0.34 0.46 0.37
TM161 (GCACCT)3 140–155 52.5 58 4 0.80 3 0.77 0.34 0.31
TM162 (CTCA)5 100–160 48.0 58 3 0.36 4 0.61 0.73 0.68
TM163 (ATCAGA)3 145–160 49.4 58 3 0.79 3 0.18 0.35 0.32
TM164 (GCTA)5 160–170 46.6 54 2 0.60 3 0.17 0.56 0.49
TM165 (ATAA)4 220–250 46.9 56 3 0.71 4 0.51 0.43 0.37
TM166 (AAGGTAC)3 180–250 44.4 51 3 0.91 3 0.07 0.16 0.15
TM167 (TGTATT)3 105–110 41.8 48 2 1.00 2 0.00 0.06 0.05
TM168 (ATATG)3 130–150 43.5 51 2 0.79 3 0.18 0.34 0.30
TM169 (TTTTTG)4 160–210 42.8 51 4 0.56 3 0.32 0.56 0.48
TM170 (CAG)5 175–195 49.6 56 3 0.84 4 0.11 0.27 0.25
TM171 (AAGGAG)3 275–305 50.8 51 3 0.55 3 0.40 0.51 0.40
TM172 (TTTTC)3 200–300 47.9 56 6 0.93 2 0.00 0.14 0.13
TM173 (TGAG)4 240–300 46.8 51 3 0.99 2 0.01 0.02 0.02
TM174 (TTTAT)5 180–200 47.9 56 3 0.66 3 0.06 0.48 0.41
TM175 (TCTCTG)3 90–145 46.4 54 5 0.38 6 0.56 0.76 0.72
TM176 (ACTCT)3 175–210 43.9 48 5 0.42 6 0.57 0.68 0.63
TM177 (TATTT)3 185–230 44.5 51 4 0.41 5 0.44 0.65 0.59
TM178 (ATC)5 178–220 51.6 58 4 0.66 3 1.00 0.48 0.40
TM179 (TGA)8 148–170 46.8 56 3 0.41 5 0.39 0.73 0.68
TM180 (GAAAG)3 160–175 47.6 56 2 0.46 3 0.45 0.63 0.56
TM181 (TCTTT)3 200–250 43.8 54 5 0.83 2 0.17 0.29 0.25
TM182 (TTCTT)3 240–255 46.9 54 4 0.89 3 0.12 0.20 0.19
TM183 (TA)10 110–145 41.4 48 5 0.42 7 0.27 0.73 0.70
TM184 (TTTC)4 120–140 44.7 54 3 0.94 2 0.60 0.12 0.11
TM185 (TTTATT)3 120–135 41.7 48 3 0.98 2 0.02 0.04 0.04
TM186 (CACCAA)3 280–300 50.6 51 4 0.43 7 0.54 0.64 0.58
TM187 (TTG)5 140–155 43.4 54 3 0.58 6 0.31 0.61 0.58
Mean — — — — 3.6 0.63 4.3 0.44 0.48 0.44

750 作 物 学 报 第 36卷

特异等位基因, 仅出现在地方品种中; 37 个选育品
种共检测到 218个等位基因, 较地方品种减少 3.5%,
检测到特异等位基因 6个。
对地方资源群体的多样性分析结果表明, 基因
多样性指数在 0.29~0.41 之间 , 多态性信息量在
0.24~0.36 之间, 其中举岩群体的多样性最高, 惠明
群体的多样性最低(图 2)。聚类分析表明, 惠明群体
与其他群体的亲缘关系最远, 德清群体与举岩群体
的亲缘关系最近; 同属湖州的德清群体和紫笋群体
在亲缘关系上稍远(图 3)。
对浙江省不同地区茶树资源的遗传多样性分析
结果显示杭州资源的多态性最高, 在 64个位点上共
检测到 197 个等位基因, 平均基因型数 4.0, PIC 达
0.41; 丽水的多态性最低, 共检测到 97 个等位基因,
基因型数 1.8, PIC为 0.24 (图 4)。
2.4 浙江茶树品种资源的遗传结构
利用 Structure 2.2 软件对浙江茶树品种资源进
行遗传结构分析, 当 K=2时, 能够取得最大的 ln P(D)
值和比较稳定的 α 值。即浙江省选育品种和地方品
种的遗传结构可分为两大群体, 群体 I 主要包括大
多地方品种和少数选育品种(系), 其中地方品种占
89.6%, 选育品种占 10.4%, 地方品种主要有德清



图 1 地方品种和选育品种的遗传多样性比较
Fig. 1 Comparison of genetic diversity between landraces and
developed cultivars



图 2 地方群体的遗传多样性水平比较
Fig. 2 Genetic diversity among land race groups


图 3 地方群体的亲缘关系图
Fig. 3 Dendrogram of landrace populations in tea germplasm



图 4 浙江省不同地区茶树种质资源的遗传多样性
Fig. 4 Genetic diversity of tea germplasms in different regions
in Zhejiang province

群体、建德群体、举岩群体、紫笋群体和余姚种等;
群体 II主要包括各地选育品种, 占 75.0%, 以及少量
地方品种(占 25.0%), 其中选育品种中由福鼎大白茶
与云南大叶茶后代单株育成的占 50%。从地理位置
看, 浙江省不同地区茶树资源在两个群体里呈穿插
分布, 未表现出明显的区域分化。
基于 Nei’s遗传距离构建 UPGMA聚类图, 可以
看出各个地方群体聚在一个小类群里 , 如惠明群
体、建德群体、举岩群体、德清群体、天台群体、
紫笋群体等。大多选育品种根据遗传背景聚类, 不
同选育单位的选育品种聚在不同的小类群中, 比如
由浙江大学茶学系(原浙江农业大学茶学系)选育的
浙农 12、浙农 113、浙农 138聚在一个小类群里; 由
杭州市农业科学研究院茶叶研究所(原浙江省余杭
茶叶试验场)选育的劲峰、青峰、迎霜聚在一个小类
群里。上述品种中由福鼎大白茶与云南大叶茶自然
杂交后代单株育成又与福云系列同属同一类群。中
国农业科学院茶叶研究所选育的品种龙井 43、龙井
长叶、龙井圆叶、菊花春、寒绿在聚类群中呈分散
分布(图 5)。基于 Structure模型和遗传距离的分析结
果可以看出, 浙江省的地方品种和选育品种具有相
对独立的遗传结构。
第 5期 乔婷婷等: 浙江省茶树地方品种与选育品种遗传多样性和群体结构的 EST-SSR分析 751




图 5 基于 Nei’s遗传距离的浙江省茶树种质资源聚类图
Fig. 5 Dendrogram of tea germplasm from Zhejiang province based on Nei’s genetic distance
图中编号与表 1同。The codes used in the dendrogram correspond with the number for germplasm given in Table 1.

3 讨论
3.1 茶树幼根 EST-SSR分布频率及特征
一般 EST中 SSR序列统计结果表明, 三核苷酸
重复含量最高[17], 其次为二核苷酸重复与四核苷酸
重复[18]。但在本研究中, 茶树幼根 EST中的 SSR以
二核苷酸重复和三核苷酸重复为主, 且以二核苷酸
重复分布频率最高, 这与茶树新梢 EST中 SSR的搜
索结果大致相同 [4,19], 这种差异产生的原因可能是
不同学者所采用的搜索标准不同。另外, 在大麦、
玉米、燕麦和小麦等禾谷类作物 EST 中, SSR 出现
频率一般在 7%~10%之间[18]。Sharma等[20]对在NCBI
上登录的茶树 EST 进行 SSR 搜索表明 , 茶树中
EST-SSR的出现频率为 8.9%, 而本研究中幼根文库
的 SSR频率却达到了 14.36%。不管是同其他作物相
比, 还是与已有的茶树 EST 相比, 幼根构建的文库
中 SSR 的出现频率都较高, 究其原因, 可能是前期
所建的根文库质量较高, 测序获得的 EST 平均长度
较长, 说明 cDNA 文库的质量可能直接影响 SSR 分
布频率。
3.2 浙江省茶树品种资源的遗传多样性
从分子水平上看, PIC越高, 物种遗传差异越大,
遗传多样性越高, 同时也就证明此物种的遗传背景
越复杂。当 PIC＞0.5 时, 该基因座为高度多态性;
0.25＜PIC＜0.5时, 为中度多态性; PIC＜0.25时, 为
低度多态性[21]。本研究采用的 64对引物扩增的 PIC
平均为 0.44, 扩增结果显示浙江省茶树品种资源多
态性属于中度偏高 , 低于福建种质 PIC 平均值
0.56[22]和云南种质的 0.50[23]。研究发现, 选育品种
的多态信息含量和基因多样性均低于地方品种。这
一现象在水稻中也有过报道, 在对中国普通野生稻
与栽培稻 SSR 多样性的比较分析中发现, 地方品种
等位基因数显著高于选育品种, 选育品种基因数仅
占地方品种的 81.1%, 在品种改良过程中导致等位
基因数下降, 多态性降低[24]。这些结果都表明在选
育品种及大力推广过程中, 长期的栽培驯化使得多
样性有所降低, 部分等位基因损失, 因此应引起茶
树育种者的重视, 增加亲本来源的多样性, 提高选
育品种的遗传多样性。对各地方群体分析结果显示
其多样性水平均低于地方品种的总体水平, 说明对
752 作 物 学 报 第 36卷

各个地方群体都要适当保护以保持浙江省茶树品种
资源的多样性。对浙江省不同地区茶树资源的分析
显示杭州的多态性最高, 可能是因为杭州的茶树资
源是比较特殊的群体, 很多选育品种在品种改良过
程中引入了外源基因或由不同群体选育、辐照而成,
遗传背景和育种手段的不同导致多态性丰富, 而其
他地区大多是当地的地方群体, 由于地理起源一致,
来源于少量个体, 经过繁衍形成了不同群体, 导致
遗传多样性较低。
3.3 浙江省茶树品种资源群体遗传结构的比较
对浙江省茶树资源遗传结构的分析发现, 地方
品种和选育品种具有相对独立的群体遗传结构, 选
育品种又形成几个小群体, 由浙江大学茶学系和杭
州市农业科学研究院茶叶研究所选育的品种聚在一
个小类群里, 而由中国农业科学院茶叶研究所选育
的品种则分散在整个聚类群内, 主要是因为亲本的
关系导致遗传距离不同。前两者是由福鼎大白茶与
云南大叶茶自然杂交后代单株选育的, 亲本一致导
致遗传距离较近而聚成一个小类群; 而后者是由不
同亲本选育的, 如菊花春由平阳群体种和云南大叶
茶自然杂交后代采用单株育种法育成, 寒绿由格鲁
吉亚 8号有性后代中采用单株育种法育成, 而龙井 43
等是从龙井群体采用单株育种法育成, 导致遗传距
离较远。因此在育种过程中应该适当考虑外源基因,
这样有助于保留优异等位基因和品种的多样化, 形
成丰富多彩的茶树品种。
4 结论
用茶树幼根 EST-SSR引物很好地揭示了浙江省
茶树种质资源的遗传多样性和遗传结构, 属于中度
多态性。与地方品种相比, 选育品种损失了部分等
位基因, 基因多样性下降, 表明对地方品种的开发
和利用相当重要。在选育过程中, 要适当引入外源
基因, 丰富亲本以提高选育品种的多样性。
References
[1] Ni S, Yao M Z, Chen L, Zhao L P, Wang X C. Germplasm and
breeding research of tea plant based on DNA marker approaches.
Front Agric China, 2008, 2: 200–207
[2] Gupta P K, Rustgi S, Sharma S, Singh R, Kumar N, Balyan H S.
Transferable EST-SSR markers for the study of polymorphism
and genetic diversity in bread wheat. Mol Genet Genomics, 2003,
270: 315–323
[3] Jin J-Q(金基强), Cui H-R(崔海瑞), Chen W-Y(陈文岳), Lu
M-Z(卢美贞), Yao Y-L(姚艳玲), Xin Y(忻雅), Gong X-C(龚晓
春). Data mining for SSRs in ESTs and development of EST-SSR
marker in tea plant (Camellia sinensis). J Tea Sci (茶叶科学),
2006, 26(1): 17–23 (in Chinese with English abstract)
[4] Liu Z(刘振), Wang X-C(王新超), Zhao L-P(赵丽萍), Yao
M-Z(姚明哲), Wang P-S(王平盛), Xu M(许玫), Tang Y-C(唐一
春), Chen L(陈亮). Genetic diversity and relationship analysis of
tea germplasms originated from south western China based on
EST-SSR. Mol Plant Breed (分子植物育种 ), 2008, 6(1):
100–110 (in Chinese with English abstract)
[5] Yang Y(杨阳), Liu Z(刘振), Zhao Y(赵洋), Liang G-Q(梁国强),
Zhao X(赵熙). Genetic diversity and relationship of Huangjincha
cultivar based on EST-SSR markers. J Tea Sci (茶叶科学), 2009,
29(3): 236–242 (in Chinese with English abstract)
[6] Yao M-Z(姚明哲), Liu Z(刘振), Chen L(陈亮), Wang X-C(王新
超), Ma C-L(马春雷), Liang Y-R(梁月荣). Genetic diversity and
structure of tea germplasm originated from region of north Yang-
tze River based on EST-SSR markers. J Tea Sci (茶叶科学), 2009,
29(3): 243–250 (in Chinese with English abstract)
[7] Chen L(陈亮), Chen D-M(陈大明), Gao Q-K(高其康), Yang
Y-J(杨亚军), Yu F-L(虞富莲). Isolation and appraisal of genomic
DNA from tea plant [Camellia sinensis (L.) O. Kuntze]. J Tea Sci
(茶叶科学), 1997, 17(2): 177–181 (in Chinese with English ab-
stract)
[8] Zhao L-P(赵丽萍), Ma C-L(马春雷), Chen L(陈亮). Construc-
tion and expressed sequence tags analysis of young roots cDNA
library of tea plant. Mol Plant Breed (分子植物育种), 2008, 6(5):
893–898 (in Chinese with English abstract)
[9] Freeman S, West J, James C, Lea V, Mayes S. Isolation and char-
acterization of highly polymorphic microsatellites in tea (Camel-
lia sinensis). Mol Ecol Notes, 2004, 4: 324–326
[10] Charters Y M, Wilkinson M J. The use of self-pollinated proge-
nies as ‘in-groups’ for the genetic characterization of cocoa
germplasm. Theor Appl Genet, 2000, 100: 160–166
[11] Liu K, Muse S V. Powermarker: an integrated analysis environ-
ment for genetic marker analysis. Bioinformatics, 2005, 21:
2128–2129
[12] Nei M. Estimation of average heterozygosity and genetic distance
from a small number of individuals. Genetics, 1978, 89: 583–590
[13] Anderson J A, Churchill G A, Autrique J E, Tanksley S D, Sor-
rells M E. Optimizing parental selection for genetic linkage maps.
Genome, 1993, 36: 181–186
[14] Nei M, Tajima F A, Tateno Y. Accuracy of estimated phylogenetic
trees from molecular data. J Mol Evol, 1982, 18: 387–404
[15] Takezaki N, Nei M. Genetic distances and reconstruction of phy-
logenetic trees from microsatellite DNA. Genetics, 1996, 144:
389–399
[16] Prichard J K, Stepphen M, Donnelly P. Inference of population
structure using multilocus genotype data. Genetics, 2000, 155:
945–959
[17] Cardle L, Ramsay L, Milbourne D, Macaulay M, Marshall D,
Waugh R. Computational and experimental characterization of
physically clustered simple sequence repeats in plants. Genetics,
2000, 156: 847–854
第 5期 乔婷婷等: 浙江省茶树地方品种与选育品种遗传多样性和群体结构的 EST-SSR分析 753


[18] Kantety R V, La Rota M, Matthews D E, Sorrells M E. Data
mining for simple sequence repeats in expressed sequence tags
from barley, maize, rice, sorghum and wheat. Plant Mol Biol,
2002, 48: 501–510
[19] Chen L, Zhao L P, Gao Q K. Generation and analysis of ex-
pressed sequence tags from the tender shoots cDNA library of tea
plant (Camellia sinensis). Plant Sci, 2005, 168: 359–363
[20] Sharma R K, Bhardwaj P, Negi R, Mohapatra T, Ahuja P S.
Identification, characterization and utilization of unigene derived
microsatellite markers in tea (Camellia sinensis L.). BMC Plant
Biol, 2009, 9: 53
[21] Botstein D, White R L, Skolnick M, Davis R W. Construction of
a genetic linkage map in man using restriction fragment length
polymorphisms. Am J Human Genet, 1980, 32: 314–331
[22] Liu Z(刘振), Yao M-Z(姚明哲), Wang X-C(王新超), Chen L(陈
亮). Analysis of genetic diversity and relationship of tea germ-
plasms originated from Fujian province based on EST-SSR
markers. Sci Agric Sin (中国农业科学), 2009, 42(5): 1720–1727
(in Chinese with English abstract)
[23] Liu B-Y(刘本英). Application Studies of EST-SSR and ISSR
Markers in Tea Germplasm (Camellia spp.) of Yunnan. PhD Dis-
sertation of Chinese Academy of Agricultural Sciences, 2009. pp
49–50 (in Chinese with English abstract)
[24] Zhang X-L(张晓丽), Guo H(郭辉), Wang H-G(王海岗), Lü
J-Z(吕建珍), Yuan X-P(袁筱萍), Peng S-T(彭锁堂), Wei X-H(魏
兴华). Comparative assessment of SSR allelic diversity in wild
and cultivated rice in China. Acta Agron Sin (作物学报), 2008,
34(4): 591–597 (in Chinese with English abstract)