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Vol.34，Issue 4
February，2009
第 34 卷第 4 期
2009 年 2 月
不同产地蒙古黄芪遗传关系的 SRAP 分析
钱 丹，黄璐琦，崔光红，陈 敏*
(中国中医科学院 中药研究所，北京 100700)
[摘要] 目的：采用 SRAP（sequence related amplified polymorphism）分子标记技术对不同产地蒙古黄芪进行遗传关系研
究，为蒙古黄芪的种质资源评价提供一定的依据。方法：对来源于 12 个产地的蒙古黄芪的样品进行了 SRAP 多态性研究。
结果：从 80 个引物组合中筛选出扩增产物条带信号强，重现性好，特征性好的 16 个引物组合，扩增得到 141 条条带，聚类
分析结果显示，12 份材料可以分为 2 个大类。结论：蒙古黄芪居群间遗传分化明显，SRAP 技术可以有效用于蒙古黄芪的亲
缘关系分析。
[关键词] 蒙古黄芪；SRAP 标记；遗传关系

黄芪是常用的中药材之一，其性微温，味甘，
具补气固表，利尿，托毒排脓，敛疮生肌作用。《中
国药典》2005 年版规定，黄芪为豆科植物蒙古黄芪
Astragalus membranaceus (Fisch.) Bge .var. mongho-
licus (Bge.)Hsiao.或膜荚黄芪 A. membranaceus
(Fisch.)Bge.的干燥根。由于膜荚黄芪在栽培过程中
根部形态变异大，易产生鸡爪根，蒙古黄芪相对稳
定，近几年栽培品及商品黄芪的主流多为蒙古黄
芪。目前，广泛栽培的蒙古黄芪品种良莠不齐、混
杂退化严重，还未形成稳定的栽培品，新品种选育
工作有待加强。因此，有必要对不同产地主要居群
的蒙古黄芪的遗传关系进行分析，为蒙古黄芪种质
资源的评价和创新提供一定的依据。
SRAP（sequence related amplified polymorph-
ism）是一种基于 PCR 标记技术的相关序列扩增多
态性。此技术由加州大学蔬菜作物系 Li 等[1]在 2001
年提出。该标记具有简便、稳定、中等产率等特点。
目前，在分子水平对不同居群蒙古黄芪的遗传背
景、亲缘关系尚无研究报道。本研究将 SRAP 技术
应用于药材蒙古黄芪的亲缘关系研究，探讨 SRAP
在蒙古黄芪种质资源评价研究中的可行性，为黄芪
的引种栽培、资源保护和选种育种提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 供试黄芪 样品均于 2007 年 8 月分别从各药

[收稿日期] 2008-07-07
[基金项目] 国家“十一五”科技支撑计划项目（2006BAI08B05-03）
[通信作者] ∗陈敏，Tel：(010)64014411-2955，E-mail：cm315keke@163.
com
材产地采集，经硅胶快速干燥。所有材料经中国中
医科学院中药研究所冯学锋副研究员鉴定为蒙古
黄芪，见表 1，2。
表 1 样品编号及来源
No. 类型 产地来源
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
栽培
栽培
栽培
野生
栽培
栽培
栽培
栽培
野生
半野生
野生
甘肃陇西县西关村
甘肃陇西县首阳镇小堡子村
甘肃漳县三岔镇吴家门村
内蒙古固阳县银号镇圪臭脑包村
内蒙古固阳县银号镇
内蒙古武川县哈拉哈少乡杨树坝村
内蒙古乌拉特前旗朝阳乡新农村
山西浑源县千佛岭乡油坊沟
山西浑源县千佛岭乡温庄村
山西浑源县青磁窑乡大川岭村
山西应县白马石乡北辛庄鱼儿沟

表 2 居群的自然概况
居群 经度 纬度 海拔
/m
年平均
降水量
/mm
年平
均气
温/℃
年
日照
/h
相对
湿度
/％
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
35°01′044″
35°04′359″
34°52′961″
41°11′548″
41°06′733″
40°54′693″
40°52′598″
39°26′834″
39°27′393″
39°34′673″
39°28′704″
39°25′708″
104°37′170″
104°26′542″
104°21′004″
110°36′323″
110°18′738″
110°45′156″
109°45′422″
113°42′930″
113°44′917″
113°43′926″
113°24′981″
113°25′073″
1 767
1 894
2 065
1 839
1 538
1 667
1 230
2 018
1 772
1 807
1 759
1 758
515
515
538
290
290
349
249
547
547
547
515
515
8.5
8.5
8.3
5.7
5.7
5.1
6.6
7.2
7.2
7.2
7.6
7.6
1 979
1 979
1 891
2 497
2 497
2 441
2 557
2 273
2 273
2 273
2 286
2 286
68
68
68
50
50
52
48
58
58
58
58
58

1.2 仪器和试剂 PCR仪为 eppendorf Mastercycler


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personal；离心机为 eppendorf centrifuge 5415D；rTaq
DNA 聚合酶、DNA marker 2000，dNTPs 等均购自
Takara 公司；引物由上海生工生物工程技术服务有
限公司合成。
1.3 DNA 提取 各居群取 20 个单株的叶片混合，
采用改进的 CTAB 提取法[2]提取叶片总 DNA，存于
-20 ℃冰箱备用。
1.4 引物设计 根据 Li 等[1]发表的引物，设计了 8
个上游引物（ME1～ME8）和 10 个下游引物（EM1～
EM10），见表 3。
表 3 实验中应用的 SRAP 引物序列
No 上游引物 ME 下游引物 EM
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
TGAGTCCAAACCGGATA
TGAGTCCAAACCGGAGC
TGAGTCCAAACCGGAAT
TGAGTCCAAACCGGACC
TGAGTCCAAACCGGAAG
TGAGTCCAAACCGGTTG
TGAGTCCAAACCGGTGT
TGAGTCCAAACCGGTGC


GACTGCGTACGAATTCAA
GACTGCGTACGAATTCTG
GACTGCGTACGAATTCGA
GACTGCGTACGAATTCCA
GACTGCGTACGAATTAAT
GACTGCGTACGAATTAAC
GACTGCGTACGAATTTGC
GACTGCGTACGAATTTGA
GACTGCGTACGAATTGAC
GACTGCGTACGAATTGCA

1.5 PCR 反应及电泳分析检测 20 μL 体系：
DNA50 ng，10×PCR buffer 2 μL，25 mmoL·L-1 MgCl2
2 μL，dNTP 2 μL，10 μmoL·L-1 上游引物 2 μL，10
μmoL·L-1 下游引物 2 μL，rTaq DNA 酶 1 U，ddH2O
补足总体积 20 μL。
热循环程序为 94 ℃预变性 5 min；94 ℃变性 1
min，35 ℃复性 1 min，72 ℃延伸 1 min 共 5 个循环；
94 ℃变性 1 min，50 ℃复性 1 min，72 ℃延伸 1 min，
共 35 个循环；72 ℃延伸 7 min，4 ℃保存。扩增的
产物用 1.8%的琼脂糖凝胶（含 EB）在 1×TBE 缓冲
液电泳，SYNGENE 型凝胶成像系统下观察、拍照。
1.6 数据统计及分析 根据扩增产物电泳图谱，仅
统计有差异、易于识别的多态性条带。在大于 800 bp
的区域，扩增带少且不易辨认，故不予记录。在 100～
800 bp，扩增带易于辨认记录，故多态条带多来自这
一部分。小于 100 bp 的扩增带多数较弱，不易辨认，
所以也不予记录。在相同迁移位置有谱带记为 1，无
谱带记为 0，制成 0-1 表，建立数据表格。利用 SPSS
分析软件，对结果以 UPGMA 进行聚类分析。
2 结果与分析
2.1 居群的多态性条带比率 用 1号和 9号样品对
80 对引物进行筛选，选取出扩增产物条带信号强、
重复性好、特征性好的 16 个引物对，见表 4。用
16 个引物组合对 12 个产地的蒙古黄芪材料进行扩
增，电泳后，共得到 141 条条带，多态性条带数 69，
多态性比率为 48.9%，平均每个引物组合产生多态
性条带 4.31 条，多态性比率范围为 14.2%～80%。
引物组合的 SRAP 扩增反应图见图 1。
表 4 筛选的引物对及多态性带数
序号 引物组合 总带数 多态性带数 多态性比率/%
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
ME1-EM10
ME2-EM3
ME3-EM1
ME4-EM1
ME4-EM4
ME4-EM5
ME4-EM10
ME5-EM3
ME5-EM4
ME6-EM10
ME7-EM1
ME7-EM6
ME7-EM7
ME7-EM10
ME8-EM6
ME8-EM10
10
8
15
6
13
4
6
11
10
9
8
6
8
8
14
5
8
4
6
1
7
1
4
7
6
8
4
5
2
2
2
2
80
50
40
16.7
53.8
25
66.7
63.6
60
88.9
50
83.3
25
25
14.2
40


M. marker；居群编号见表 2。
图 1 引物 ME3-EM1 的 SRAP 扩增图谱

2.2 全部居群的聚类结果 12 个居群的 SRAP 扩
增结果聚类图见图 2。根据各试验材料之间的遗传
距离，以 22 为临界值，可将 12 份材料大概分为 2
大类，甘肃、内蒙古等地居群多归为第一类，第二
类包括山西浑源、应县等地居群。地理位置较远的
居群在聚类图上一般分的比较开，如甘肃的各居群
和山西各居群。同一地区的材料大体上聚在一起。
不同居群间的遗传距离见表 5。
3 讨论
3.1 SRAP 标记的特性 本研究采用 SRAP 分子标
记技术对不同居群的蒙古黄芪的亲缘关系进行分


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图 2 蒙古黄芪 SRAP 结果聚类图

析，结果显示了一定的优越性和可行性。扩增条带
多，易辨别，重复性好，操作简单，引物具有通用
性，正反向引物可以两两搭配，降低引物合成成本。
因此，相较于 ISSR，RAPD 等分子标记，SRAP 标
记技术更适合于黄芪遗传亲缘关系的分析。
SRAP 扩增产物检测多采用聚丙烯酰胺凝胶电
泳，也有用 1.8%或 2.0%琼脂糖凝胶（含 EB）在
1×TAE 缓冲液中电泳。本研究中采用 1.8%的琼脂
糖凝胶（含 EB）在 1×TBE 缓冲液中电泳，电泳时
间为 85 min，TBE 的缓冲容量要比 TAE 高，用 TBE
的琼脂糖凝胶分辨率会比较高，而且适合较长时间
的电泳。较之聚丙烯酰胺凝胶电泳，分离的条带减
少，但是操作简单，经济，省时。

表 5 蒙古黄芪不同居群间的遗传距离（1~12 为居群的编号）
No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
0.000
0.043
0.237
0.377
0.454
0.409
0.544
0.639
0.709
0.759
0.902
1.000

0.000
0.165
0.336
0.353
0.336
0.468
0.570
0.596
0.651
0.775
0.883


0.000
0.154
0.197
0.154
0.301
0.377
0.454
0.570
0.633
0.796



0.000
0.000
0.256
0.319
0.328
0.377
0.503
0.583
0.720




0.000
0.197
0.284
0.274
0.310
0.385
0.446
0.614





0.000
0.143
0.176
0.256
0.301
0.369
0.524






0.000
0.246
0.119
0.256
0.344
0.489







0.000
0.176
0.186
0.207
0.344








0.000
0.143
0.165
0.237









0.000
0.083
0.227










0.000
0.119











0.000

3.2 蒙古黄芪居群的遗传变异分析 由于样本来
源的限制，本研究所涉及的是蒙古黄芪的主要居
群，尚不能完全反映蒙古黄芪居群关系，但本研究
可得出一些初步结果。从 SRAP 指纹图谱可以看出，
不同居群蒙古黄芪的主谱带基本一致，说明它们的
遗传背景具有很大的相似性，但不同的居群次谱带
之间有着不同程度上的差异，说明不同居群黄芪之
间具有丰富的遗传多样性。本实验所选黄芪材料之
间的多态性为 48.89%，其遗传多样性较高，表明各
居群黄芪之间存在一定的遗传差异。同一地区的栽
培居群和野生居群的遗传距离很近，如陇西的 2 个
居群间遗传距离为 0.043，浑源 2 个居群间遗传为
0.083，均是本研究中遗传距离较近的居群。
本研究通过试验得出的聚类结果显示，蒙古黄
芪资源遗传关系大体上符合地域差异，但也不能完
全按照地理位置来判定它们的亲缘关系。内蒙古乌
拉特前旗居群与山西浑源居群遗传距离为 0.119，
聚类在一起，出现地理距离和遗传距离的不一致。
考察了乌拉特前旗和浑源的年平均气温、年日照、
年平均降雨量和相对湿度等气候因子，发现两地生
境相近。生态小环境的相似可能是导致地理距离远
而遗传距离近的主要原因。进化理论认为，植物的
遗传变异水平越高，居群分布范围越大。本实验对
分布于 3 个省的 12 个居群进行 SRAP 的研究，结
果说明居群间发生了明显的遗传分化。形成遗传分
化的主要原因是植物长期适应了光照时间、辐射强
度、气温、降水、等方面都有明显差异的分布区环
境的结果。
分析聚类结果，主要为山西和甘肃两大类，内
蒙古各居群属于过渡类型。这一结果很好地反映蒙
古黄芪的用药历史。本草文献记载，唐代以前以西
北地区主产，特别是甘肃产者为道地，宋代以后则
以山西产者为良，至清代除山西产之外，又加内蒙
古黄芪为道地药材[3]。至近代，主要认为山西浑源、
应县和甘肃陇西等地为黄芪优良产区和主产区。现
代研究表明，相较于其他产地的蒙古黄芪药材中黄


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芪甲苷含量，山西浑源、甘肃陇西所产的药材的含
量高，并且质量稳定[4]。其中山西所产药材中的毛
蕊异黄酮葡萄糖苷的含量最高，甘肃所产药材中的
芒柄花素含量最高[5]。本研究结果是对本草考证和
现代化学成分研究的很好佐证，说明蒙古黄芪传统
的道地药材和真正的优质药材是一致的。
[参考文献]
[1] Li G，Quiros C E．Sequence related amplified polymorphism
(SRAP)，a new marker system based on asimple PCR reaction:Its
application to mapping and genetagging in Brassica[J]．Theor Appl
Genet，2001，103：455．
[2] 王 珍，方宣钧. 植物 DNA 分离[J]. 分子植物育种，2003，1(2)：
281.
[3] 国家中医药管理局中华本草编委会. 中华本草. 第 19 卷[M]. 上
海：上海科学技术出版社，1999：814.
[4] 刘亚明，牛燕珍，冯前进，等. 三种黄芪质量比较及山西道地黄
芪的产业化发展分析[J]. 中国医药学报，2001，16（4）：263.
[5] 姜 勇，金 芳，鲍 忠，等. 不同来源黄芪药材中黄芪甲苷的
定量分析[J]. 中国中药杂志，2006，31（11）：930.
[6] 石子仪，鲍 忠，姜 勇，等. 不同来源黄芪药材中毛蕊异黄酮
葡萄糖苷和芒柄花素的定量分析[J]. 中国中药杂志，2007，32（9）：
779.



Study on genetic relationship of Astragalus membranaceus var mongholicus in
different producing area using SRAP

QIAN Dan，HUANG Luqi，CUI Guanghong，CHEN Min*
(Institute of Chinese Materia Medica, China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing 100700, China)

[Abstract] Objective：To study the genetic relationship of Astragalus membranaceus var. mongholicus in different producing
area and provide theoretical basis for the evaluation of Astragalus germplasm resources. Method: Through quence-related amplified
polymorphism (SRAP) analysis, the systematic diagram of genetic relationship was constructed by UPGMA method. Result: A total
of 141 SRAP markers were scored. By the use of UPGMA cluster analysis with genetic distance, Astragalus could be divided into
two provenance plots of Gansu and Shanxi. Conclusion：The genetic differentiation among populations of A. membranaceus var.
mongholicus is remarkable. SRAP marker could be efficiently used for the study of the genetic relationship of Astragalus.
[Key words] Astragalus membranaceus var mongholicus；SRAP；genetic relationship
[责任编辑 吕冬梅]