全 文 ：Vol. 31 , No. 7
pp. 952 - 955 　July , 2005
作 　物 　学 　报
ACTA AGRONOMICA SINICA
第 31 卷 第 7 期
2005 年 7 月 　952～955 页
研究
简报 辽宁不同株型水稻品种的 RAPD 分析
贾宝艳1 　王伯伦1 　关荣霞2 　王　术1 　赵新华1
(1 沈阳农业大学 ,辽宁沈阳 110161 ; 2 中国农业科学院作物品种资源研究所 , 北京 100081)
RARD Analysis of Rice Cultivars with Different Plant Types in Liaoning
J IA Bao2Yan1 , WANG Bo2Lun1 , GUAN Rong2Xia2 , WANG Shu1 , ZHAO Xin2Hua1
(1 Shenyang Agricultural University , Shenyang 110161 , Liaoning; 2 Institute of Crop Germplasm Resources , Chinese Academy of Agricultural Sciences , Beijing
100081 , China)
　　自从 20 世纪 80 年代初杂交粳稻黎优 57 和直立穗型的
辽粳 5 号育成以来 ,由于杂交稻、直立穗和半直立穗型品种
产量高于弯穗型品种 ,而半直立穗品种的品质优于弯穗型品
种、直立穗型品种和杂交稻[1 ] ,辽宁省直立穗、半直立穗型的
常规品种和杂交粳稻组合增多 ,并在生产中占据主导地位 ,
品种的更新换代促进了产量的提高或品质的改善 ,水稻育种
正向理想株型和优势利用相结合的方向发展[2 ] 。有关研究
虽然较多[1 ,3 ] ,但大部分都集中在形态结构及遗传学表观性
状上 ,在分子水平上的研究较少。由于许多品种衍生于辽粳
5 号 ,品种遗传背景狭窄的问题日渐突出。近年来 ,以分子
标记技术为重点的植物分子生物学研究迅速发展 ,为研究亲
本之间的遗传差异提供了新的方法和手段[4～7 ] 。RAPD
(Random Amplified Polymorphic DNA ,随机扩增多态性 DNA) 技
术具有快速、简便、通用性好、多态性高、对 DNA 的需求量小
等优点 ,被成功地应用于动、植物和微生物的遗传多样性检
测、基因定位、品系鉴定、遗传图谱构建、系统学研究
等[8～11 ] 。因此 ,有必要利用 RAPD 标记技术 ,研究辽宁省水
稻的分子遗传特性 ,比较品种之间的亲缘关系 ,挖掘新的种
质资源 ,扩大遗传多样性。
1 　材料与方法
111 　供试材料及试验设计
　　沈农 8718、沈 98220 等 32 份材料 (见表 1) ,是辽宁省近年
来的主栽品种和有特异性状的品系。田间试验在沈阳农业
大学进行 ,随机区组设计 ,2 次重复 ,3 行区 ,单株插秧 ,以中
间行植株进行株高、穗弯曲度等性状调查和分析。RAPD 标
记在中国农业科学院作物品种资源研究所进行。
112 　DNA提取
总 DNA 提取按修改后的 SDS法进行。取水稻幼嫩叶片
100 mg ,加液氮 ,研磨成粉 ,置于 115 mL 的 Eppendrof 离心管
中 ,加 600μL 预热的 SDS 提取液 (100 mmol/ L Tris2HCl、500
mmol/ L NaCl、50 mmol/ L EDTA、2 % SDS) ,在 65 ℃水浴锅中保
温 45 min ,加等体积的酚/ 氯仿 (1∶1) ,轻轻颠倒混匀 10 min ,
静置 10 min ,10 000 ×g 离心 10 min ,取上清液加等体积氯仿/
异戊醇 (24∶1) ,混匀静置 10 min ,10 000 ×g 离心 10 min ,取上
清液加 2 倍体积的无水乙醇沉淀 ,10 000 ×g 离心 5 min ,倒
掉上清液 ,用 70 %乙醇洗 2 次 ,风干后加 200μL 灭菌蒸馏水
溶解保存备用。用 018 %琼脂糖凝胶电泳鉴定 DNA 质量 ,用
Biospec21601 微量荧光计测定 DNA 含量 ,将用于 RAPD2PCR
扩增的 DNA 样品稀释至 20 ng/μL ,并保存在 - 20 ℃冰箱中
待用。
113 　RAPD2PCR扩增及数据分析
RAPD2PCR 扩增的 10 碱基随机引物由 OPERON 公司提
供 ,DNA 扩增的总反应体积为 20μL ,其中含 60 ng 模板 DNA、
1 ×buffer (含 MgCl2) 、200μL/ L dNTP、012μmol/ L 随机引物、
0175 U Taq 酶 ,用无菌纯水补足体积 ,反应混合液混匀后覆
盖 15μL 矿物油 ,在 PTC2225 型 PCR 仪上进行 DNA 扩增。反
应程序为 94 ℃5 min 一个循环 ;94 ℃20 s ,34 ℃45 s 和 72 ℃
90 s 45 个循环 ;及 72 ℃5 min 一个循环。扩增产物用带有
EtBr 的 114 %( W/ V)琼脂糖凝胶电泳分离 ,电压为 150 V ,电
泳缓冲液为 1 ×TAE ,电泳 115 h。在 UV 光下检测 PCR 扩增
产物。分别用 1 和 0 记录 RAPD 片段的有和无 ,数据输入
NTSYS2PC软件包中[12 ] 。以此为基础 ,按 Nei [13 ]的方法计算
品种间的相似系数 GS , GS = 2 Nij/ ( Ni + Nj) ,其中 Nij为两品
种共同具有的带数 , Ni 、Nj 分别表示各品种各自所扩增出的
带数。
基金项目 : 国家 863 项目 (2001AA241015) 、国家留学回国启动基金 (010144)和辽宁省博士启动基金 (2001102060)资助。
作者简介 : 贾宝艳 (1975 - ) ,女 ,沈阳农业大学农学院博士研究生 ,从事水稻生理研究。
Received(收稿日期) : 2004202211 , Accepted(接受日期) : 20042082111

表 1 供试水稻品种的名称
Table 1 The name of the rice materials tested
序号
Serial No1 品种名称Cultivar 株高Plantheight
(cm)
穗弯曲度
Panicle
angle
(°)
序号
Serial
No1 品种名称Cultivar 株高Plantheight(cm) 穗弯曲度Panicleangle(°)
1 沈农 8718 Shennong 8718 10214 7512 17 辽粳 5 号 Liaojing 5 9016 1916
2 沈 98220 Shen 98220 10211 1119 18 辽优 7 号 Liaoyou 7 10418 7911
3 盐粳 36 Yanjing 36 10018 6914 19 辽粳 371 Liaojing 371 10914 9514
4 沈农 9712 Shennong 9712 10611 6317 20 沈农 558 Shennong 558 11614 1813
5 丰锦 Toyonishiki 9414 11617 21 沈农 9208 Shennong 9208 10118 8613
6 沈稻 3 号 Shendao 3 10416 6810 22 沈农 606 Shennong 606 10311 7314
7 辽粳 135 Liaojing 135 10016 5712 23 辽粳 326 Liaojing 326 9416 4319
8 辽粳 244 Liaojing 244 10414 6214 24 辽粳 454 Liaojing 454 9912 5514
9 沈稻 4 号 Shendao 4 9112 2018 25 辽农 20 Liaonong 20 11519 8615
10 d654 d654 6713 919 26 营 8433 Ying 8433 10418 7118
11 沈农 654 Shennong 654 8618 717 27 辽盐 40 Liaoyan 40 10413 6511
12 辽粳 207 Liaojing 207 10016 3711 28 辽粳 294 Liaojing 294 10211 5314
13 辽粳 931 Liaojing 931 10211 6619 29 辽粳 9 号 Liaojing 9 10910 7311
14 盐粳 68 Yanjing 68 10116 4612 30 珍优 2 号 Zhenyou 2 11219 10919
15 沈农 8801 Shennong 8801 10110 3015 31 农林 313 Norin 313 11013 12017
16 沈稻 2 号 Shendao 2 10216 5913 32 黎明 Leimei 10013 11518
2 　结果与分析
211 　品种间的多态性
　　用 4个已知遗传关系较远材料的基因组 DNA 以 OPERON
公司提供的 460 个 102mer 引物进行筛选 ,从中筛选出了 59 个
扩增稳定、多态性丰富的引物对所有的品种进行扩增 (图 1) ,
共扩增出 218 条带 ,其中 106 条 (占 4816 %) 在品种间表现出
多态性 ,而 112 条为所有品种共有。不同引物所扩增条带数
和多态性条带数不同 (表 2) 。根据各品种株型性状和多态性
同时表达的现象推断 ,至少有 2 个位点的多态性与株高有
关 ,有 3 个位点的多态性与穗弯曲度有关。
图 1 32 个水稻品种的 OPQ219 扩增产物图谱
Fig11 Amplified products of 32 rice materials with primer OPQ219
品种 1～32 名称见表 1。Cultivar names of lanes 1 to 32 are listed in Table 11
212 　品种间的相似系数与聚类分析
根据各品种的 RAPD数据计算出 32 个品种间的相似系数
(GS) ,其值在 0178～0197 之间。利用 GS 数据矩阵按 UPGMA
法进行聚类分析 ,在阈值 0193 下将 32 个品种进行划分 ,除
d654、盐粳 68、珍优 2 号外 ,其余分为 4 类 (图 2) 。沈 98220、沈
农 654、盐粳 36、丰锦、沈农 558、沈农 8801、辽粳 5 号、辽粳
326、辽盐 40、黎明、农林 313、沈农 606 聚为一类 ,沈农 9712、
辽粳 135、营 8433、辽粳 931、辽粳 454、辽粳 371、辽农 20 聚为
一类 ,沈稻 3 号、辽粳 207、辽优 7 号、辽粳 294、辽粳 9 号、辽
粳 244、沈稻 2 号聚为一类 ,沈农 8718、沈农 9208、沈稻 4 号聚
为一类 ,分别以辽粳 5 号、辽粳 454、辽粳 294、沈稻 4 号代表。
从整体上看 ,辽宁省水稻主栽品种间相似性较大 ,即遗传差
异较小。
穗型和株高是水稻形态研究和分类的重要性状。从表 1
可以看出 ,如果根据性状值间断点出现的位置 ,按抽穗后 10
d 穗弯曲度 418°～811°、1315°～3617°、4413°～10817°,相应抽
穗后 30 d 穗弯曲度 717°～3015°、3711～7911°、8613°～12017°,
把参试品种分为直立穗、半直立穗和弯曲穗型 ,并按株高低
于 80 cm、80～115 cm、高于 115 cm ,把参试品种分为矮秆、半
矮秆、中秆类型 ,则辽粳 5 号组包含品种类型较多 ,辽粳 454
组以半矮秆半直立穗型品种为主 ,沈稻 4 号组包含半矮秆的
3 种穗型 ,辽粳 294 组仅包含半矮秆半直立穗型品种。d654
单划为一类 ,可能与株高明显低于其他品种有关。珍优 2 号
单划为一类 ,可能与谷粒长宽比 3102、糙米长宽比 2169 ,其他
品种谷粒长宽比 1187～2124、糙米长宽比 1167～1192 有关。
盐粳 68 所调查的性状值没有出现极值 ,但另划为一类 ,可能
与调查之外的性状有关。但这些有待进一步研究。
359　第 7 期 贾宝艳等 :辽宁不同株型水稻品种的 RAPD 分析 　　　

表 2 供试引物的碱基序列及扩增结果
Table 2 The sequence of primers and the result of amplification
引物名称
Name of primers
碱基
Sequence
(5′23′) 扩增片段总数Total amplifiedfragment 多态性片段Polymorphicfragment 引物名称Name ofprimers 碱基Sequence(5′- 3′) 扩增片段总数Total amplifiedfragment 多态性片段Polymorphicfragment
Tube AA202 GAGACCAGAC 5 　2 Tube AQ204 GACGGCTATC 4 3
Tube AA209 AGATGGGCAG 2 　1 Tube AQ209 AGTCCCCCTC 4 3
Tube AA211 ACCCGACCTG 3 　1 Tube AQ214 CCCGTGTAGG 5 1
Tube AA213 GAGCGTCGCT 5 　3 Tube AQ218 GGGAGCGAG 3 1
Tube AB207 GTAAACCGCC 3 　2 Tube AQ219 AGTAGGGCCT 5 2
Tube AC211 CCTGGGTCAG 4 　2 Tube AQ220 GTGAACGCTC 4 1
Tube AC215 TGCCGTGAGA 4 　2 Tube AR201 CCATTCCGAG 3 2
Tube AD201 CAAAGGGCGG 3 　1 Tube AR204 CCAGGAGAA 4 2
Tube AD204 GTAGGCCTCA 3 　2 Tube AR217 CCACCACGAC 4 2
Tube AD205 ACCGCATGGG 4 　2 Tube AR219 CTGATCGCGG 3 1
Tube AD212 AAGAGGGCGT 3 　2 Tube AS206 GGCGCGTTAG 3 1
Tube AD215 TTTGCCCCGT 3 　2 Tube AS208 GGCTGCCAGT 3 2
Tube AE218 CTGGTGCTGA 3 　1 Tube AS210 CCCGTCTACC 4 2
Tube AE219 GACAGTCCCT 3 　1 Tube AS216 AACCCTTCCC 3 2
Tube AK210 CAAGCGTCAC 3 　1 Tube AS217 AGTTCCGCGA 4 2
Tube AK212 AGTGTAGCCC 3 　1 Tube AS218 GTTGCGCAGT 2 1
Tube AK213 TCCCACGAGT 5 　2 Tube AT203 GACTGGGAG 4 1
Tube AK220 TGATGGCGTC 3 　1 Tube AT207 ACTGCGACCA 3 2
Tube AL202 ACCCTGTGGG 3 　2 Tube AT209 CCGTTAGCGT 3 1
Tube AL204 ACAACGGTCC 4 　3 Tube AT213 CTGGTGGAAG 4 3
Tube AM213 CACGGCACAA 4 　3 Tube AT219 ACCAAGGCA 4 1
Tube AM215 GATGCGATGG 5 　2 Tube AZ207 CACGAGTCTC 5 4
Tube AM216 TGGCGGTTTG 3 　1 TubeOPQ219 CCCCCTATCA 5 4
Tube AM220 ACCAACCAGG 3 　3 TubeOPU201 ACGGACGTCA 5 4
Tube AN205 GGGTGCAGTT 4 　2 TubeOPU208 GGCGAAGGTT 4 2
Tube AN207 TCGCTGCGGA 3 　1 TubeOPU211 AGACCCAGA 3 2
Tube AP201 AACTGGCCCC 4 　2 TubeOPX206 ACGCCAGAG 4 2
Tube AP205 GACTTCAGGG 4 　2 TubeOPW203 GTCCGGAGTG 3 2
Tube AP208 ACCCCCACAC 6 　3 TubeOPX213 ACGGGAGCA 4 3
Tube AP218 GTCGTCGACA 4 　1
图 2 32 个水稻品种 UPGMA聚类图
Fig12 Dendrogram for 32 cultivars according to UPGMA
Cluster of genetic similarity derived from RAPD marker scores1
459 　　　　作 　　物 　　学 　　报 第 31 卷 　

3 　讨论
在研究种内、种间的遗传多样性和确定品种之间的相互
关系中较常用的分子标记有同工酶、RFLP、AFLP、RAPD
等[14 ] 。RAPD 是利用寡聚核苷酸对基因组 DNA 进行多态性
检测 ,检测区域几乎覆盖了整个基因组 ,因而可以检测不同
品种间的微小差异[15 ] 。本研究根据 RAPD 标记划分的结果
与育种和生产实际吻合 ,即辽粳 5 号组的材料中 ,大部分是
1994 年以前成型并在生产中应用的品种 ,黎明、丰锦、农林
313 引于日本 ,辽粳 5 号、辽粳 326 是审定较早的直立穗或半
直立穗品种 ,沈农 558 是一个中秆直立穗品系。辽粳 454 组
中多数材料是 1995 - 2000 年审定并在生产中应用的品种 ,分
蘖力中等 ,每穗粒数较多 ,除辽粳 371 外 ,生产或区域试验中
曾发生过稻瘟病。辽粳 294 组的品种多数是 792227 与辽粳
326 的杂交后代及其衍生系 ,沈农 8714 组的品种是沈农 91 的
衍生系。这两组品种是目前生产中的主栽品种 ,分蘖力普遍
较强 ,产量较高 ,品质很好。
本研究所用的 32 份水稻材料尽管按穗弯曲度、株高划
分 ,形态性状差异较大 ,但利用 59 个随机引物对进行 RAPD
分析结果与以往的研究相比 ,多态性频率并不高。原因一是
参试材料都是粳稻 ,二是很多聚为一类的品种亲本基本相
同 ,丰锦又是大多数品种的亲本 ,因此 ,遗传背景必然狭窄 ,
品种间的相似性较高。参试材料的株高、穗型性状值分布较
分散 ,但有明显的间断点 ,说明这两个性状的基因表达包括
质量2数量性状作用方式。可见 ,不断引入新的种质资源进
行水稻株型改良是必要的。
References
[1 ] 　Wang B2L (王伯伦) ,Wang S(王术) ,Li Q2D (李钦德) , Yao F (姚
丰) ,Han C2F (韩春凤) , Wang H2S (王洪山) , Zhang H (张红) ,
Wang J (王佳) 1 The state of Liaoning rice breeding from 1949 to 2000.
Liaoning Agricultural Sciences (辽宁农业科学) ,2002 , (5) :5 - 8 (in
Chinese)
[2 ] 　Yang S2R(杨守仁) ,Zhang L2B (张龙步) ,Chen W2F(陈温福) ,Xu
Z2J (徐正进) , Wang J2M (王进民) 1 Theories and methods of rice
breeding for maximum yield1 Acta Agronomica Sinica (作物学报) ,
1996 ,22 (3) :295 - 304(in Chinese with English abstract)
[3 ] 　Wang B2L (王伯伦) , Dong Y2H(董玉慧) , Wang S(王术) 1 Studies
on genetic activities of semidwarfism and erect2panicle in rice1 Journal
of Shenyang Agricultural University (沈阳农业大学学报) ,1997 ,28
(2) :83 - 87(in Chinese with English abstract)
[4 ] 　Welsh J , McClelland M. Fingerprinting genomes using PCR with
arbitrary primers1 Nucleic Acids Research ,1990 , 18 :7 213 - 7 218
[5 ] 　Williams J G K, Kubelik A R , Livak KJ ,Rafalski J A , Tingey S V.
DNA polymorphisms amplified by arbitrary primers are useful as genetic
markers. Nucleic Acids Research ,1990 ,18 (2) :1 083 - 1 088
[6 ] 　Li Y(黎裕) ,Jia J2Z(贾继增) ,Wang T2Y(王天宇) . Types of molecu2
lar markers and their development. Biotech Info (生物技术通报) ,
1999 , 15 (4) :19 - 22 (in Chinese)
[7 ] 　Zhang D2S(张德水) ,Chen S2Y(陈受宜) . DNA molecular markers ,
genome mapping and their applications for plant breeding. Heredity (遗
传) ,1998 ,35 (5) :35 - 38(in Chinese)
[8 ] 　Yan W2Z(阎文昭) ,Cai P2Z(蔡平钟) ,Xuan P(宣朴) . Application of
RAPD technique in biological study1 In : Research and Progress of the
World Science and Technology———21 Century Forum of Young Scho2
lar ,Vol12 (世界科学技术研究进展———21 世纪青年学者论坛 ,
第 2 卷) . Beijing :Science Press ,19991 82 - 85 (in Chinese)
[9 ] 　Gai S2P (盖树鹏 ) , Meng X2D (孟祥栋 ) . Application of RAPD
techniques in the tagging of plants traits and marker2assisted selection
(MAS) . Biotech Info (生物技术通报) , 1999 ,15 ( 6) : 33 - 36 ( in
Chinese)
[10 ] 　Kong X2Y(孔秀英) , Ge C2M(葛春民) ,Jia J2Z(贾继增) ,Dong Y2C
(董玉琛) ,Richard R2C Wang1 RAPD analysis of phylogeny for five
basic genomes in Aegilops1 Acta Bot Sin (植物学报) ,1999 ,41 (4) :
393 - 397(in Chinese with English abstract)
[11 ] 　Li Y2H(李云海) ,Qian Q(钱前) ,Zeng D2L (曾大力) ,Sun Z2X(孙
宗修 ) 1 Identification by RAPD analysis and studies on genetic
relationship of main parents of hybrid rice in China1 Acta Agronomica
Sinica (作物学报) ,2000 , 26 (2) :171 - 176(in Chinese with English
abstract)
[12 ] 　Rohlf F J . Numerical taxonomy and multivariate analysis system ,
version 1181 Applied Biostatistics Inc1 Setauket , New York ,1993
[13 ] 　根井正利著 ,王家玉译. 分子群体遗传学. 北京 :农业出版社 ,
19831 143 - 172(in Chinese)
[14 ] 　Li R2G(李汝刚) . Application of molecular diagnostics to plant genetic
resources conservation1 Chinese Biodiversity (中国生物多样性) ,
1953 , 3 :22 - 29(in Chinese)
[15 ] 　Welsh J ,Peterson C ,Moclell M1 Polymorphisms generated by arbitrary
PCR in the mouse —Application to strain identification and genetic
mapping1 Nucleic Acids Research , 1991 , 19 : 303 - 306
559　第 7 期 贾宝艳等 :辽宁不同株型水稻品种的 RAPD 分析