全 文 ：中国农业科学 2010,43(1):215-222
Scientia Agricultura Sinica doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2010.01.026

收稿日期：2009-04-27；接受日期：2009-08-12
基金项目：国家“863”计划项目（2007AA10Z189）
作者简介：曾 丽，副教授。Tel：021-34206932；E-mail：zljs@sjtu.edu.cn。通信作者赵梁军，教授。E-mail：zhaolj5073@163.com


万寿菊属品种资源遗传关系的 ISSR 分析
曾 丽 1，2，赵梁军 1，孙 佳 2，赵子刚 2，杨 帆 2
（1 中国农业大学观赏园艺与园林系，北京 100193；2 上海交通大学农业与生物学院，上海 200240）

摘要：【目的】通过 ISSR 分子标记研究品种资源遗传关系，探讨其种群遗传多样性水平和遗传结构，为了解
品种间遗传多样性、品种间亲缘关系、育种及科学合理保存和利用现有万寿菊属种质资源提供理论依据和技术支
持。【方法】对 29 份万寿菊材料及 2份孔雀草材料利用 ISSR 分子标记进行遗传关系分析。【结果】用 11 个引物对
31 份万寿菊属材料进行 PCR 扩增，每个引物扩增的 ISSR 条带数在 5—11 条，平均每条引物能扩增出 6.8 条带，
多态位点百分率为 40%—100%。聚类分析结果表明，ISSR 分类结果与传统分类的结果基本一致，31 份材料按照万
寿菊及孔雀草分为两大类，并且同系列万寿菊品种被划为同一亚组。【结论】利用 ISSR 标记技术可较准确分析万
寿菊属材料间的亲缘关系及遗传多样性。
关键词：万寿菊属；ISSR；品种资源；遗传关系

Analysis of Genetic Relatedness of Genetic Resources
of Tagetes as Revealed by ISSR
ZENG Li1,2, ZHAO Liang-jun1, SUN Jia2, ZHAO Zi-gang2, YANG-fan1
(1Department of Ornamental Horticulture and Landscape Architecture, China Agricultural University, Beijing100193;
2Agricultural and Biological College of Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240)

Abstract: 【Objective】 ISSR markers were used to study the genetic relationship and investigate the genetic diversity and
genetic structure for providing a theoretical basis and technical support for appropriate conservation and application of existing
genetic resources of Tagetes. 【Method】 Genetic relationship of 29 accessions of Tagetes erecta and 2 accessions of T. patula were
analyzed using ISSR markers. 【Result】 The genomic DNA of 31 accessions of genus Tagetes was amplified with 11 primers, the
bands produced by each primer ranged from 5 to 11, and 6.8 bands were obtained on average, the polymorphic loci ranged from
40%-100%. The cluster analysis of ISSR data indicated that the resources classified by ISSR was basically in accordance with that by
traditional method, the accessions were generally classified into 2 groups of different species, and cultivars of same lines were
clustered into a subgroup. 【Conclusion】 The genetic relationship and genetic diversity of genus Tagetes could be assessed
efficiently by ISSR markers.
Key words: Tagetes; ISSR; genetic resources; genetic relationship

0 引言
【研究意义】万寿菊（Tagetes erecta）与孔雀草
（Tagetes patula）同为菊科万寿菊属植物，原产墨西
哥及美洲地区，现世界各地均有栽培，既是重要的园
林花卉，也是提取叶黄素的优质材料，用途极为广泛，
其研究具有重要意义[1]。探讨万寿菊属植物种群遗传
多样性水平和遗传结构，可为了解品种间遗传多样性、
品种间亲缘关系、育种及科学合理保存和利用现有万
寿菊种质资源提供理论依据和技术支持。【前人研究
进展】ISSR 分子标记是在 SSR 标记基础上发展起来
的一种新技术，是一种快速、可靠、可以提供基因组
丰富信息的 DNA 指纹技术，目前已广泛应用于植物
品种鉴定、遗传作图、基因定位、遗传多样性、进化
216 中 国 农 业 科 学 43 卷
及分子生态型研究[2-13]。近年来，国内外许多学者利
用 ISSR 分析技术对植物亲缘关系进行了研究[14-16]。
刘小莉对报春花属 10 个种的种间变异进行了 ISSR 分
析，并将这 10 个种聚为三大类[17]。于恒秀利用 ISSR
引物鉴定芍药栽培品种间的亲缘关系[18]。Varela 等利
用 ISSR 分子标记研究了草莓的遗传距离[19]。缪恒彬
等利用 ISSR 分子标记对 25 份小菊品种及 85 份大菊
品种的遗传多样性进行了分析，并对 25 份小菊品种构
建了指纹图谱[20-21]。齐迎春等对孔雀草自交系的遗传
关系进行了研究，发现当优先考虑花型和材料来源两
个表型性状时，两种分类方法得到的结果基本一
致[22]。【本研究切入点】前人已从形态学、SRAP 分
子标记等角度研究了部分万寿菊品种资源遗传关系，
但应用 ISSR 标记在万寿菊属品种资源研究上报道较
少[23-24]。【拟解决的关键问题】本试验以不同的万寿
菊属品种资源为材料，利用 ISSR 分析万寿菊属品种
资源的亲缘关系，以期为科学利用万寿菊属种质资源
提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
供试材料为 31 份万寿菊属种质资源，其中 2 份为
孔雀草品种， 0140、0130、0120 和 0160 为北京园林
科学研究所选育的品系，‘奇迹’、‘印加人’、‘皇
室’、泛美色素万寿菊和色素万寿菊杂交 F1为北京园
林科研所提供的泛美种子公司万寿菊杂交品种，‘老
印卡’为虹越种子公司提供的万寿菊杂交品种，另外
21 份为中国林木种子公司提供的万寿菊属杂交品种。
‘发现’系列有‘发现-橙色’和‘发现-黄色’品种；
‘奇迹’系列有‘奇迹-橙红色’、‘奇迹-金黄色’
和‘奇迹-黄色’品种；‘安提瓜’系列有‘安提瓜-
金黄色’、‘安提瓜-橙色’和‘安提瓜-黄色’品种；
‘丰收’系列有‘丰收-金黄色’、‘丰收-黄色’和
‘丰收-橙黄色’；‘泰山’系列有‘泰山-橙黄色’
和‘泰山-黄色’品种；‘完美’系列有‘完美-黄色’、
‘完美-橙色’和‘完美-金黄色’（表 1）。

表 1 供试材料
Table 1 List of the experimental materials
编号
No.
品种或品系
Cultivars or lines
颜色
Color
编号
No.
品种或品系
Cultivars or lines
颜色
Color
1 皇室 Royal 黄色 Yellow 17 泛美色素万寿菊 Pigment Marigold of Pan American 猩红色 Scarlet
2 印加人 Inca 橙黄色 Orange 18 色素万寿菊杂交 F1 Pigment Marigold Hybrid F1 橙黄色 Orange
3 迪卡 Deco 黄色 Yellow 19 0160 橙黄色 Orange
4 奇迹 Marvel 橙黄色 Orange 20 丰收 Harvest 金黄色 Gold
5 奇迹 Marvel 金黄色 Gold 21 丰收 Harvest 橙黄色 Orange
6 奇迹 Marvel 黄色 Yellow 22 丰收 Harvest 黄色 Yellow
7 发现 Discovery 橙色 Orange 23 完美 Perfection 黄色 Yellow
8 发现 Discovery 黄色 Yellow 24 泰山 Mount Tai 橙黄色 Orange
9 老印卡 Old Inca 橙色 Orange 25 泰山 Mount Tai 黄色 Yellow
10 0140 黄色 Yellow 26 安提瓜 Antigua 金黄色 Gold
11 0130 黄色 Yellow 27 安提瓜 Antigua 橙黄色 Orange
12 0120 黄色 Yellow 28 安提瓜 Antigua 黄色 Yellow
13 小英雄 Little Hero 橙黄色 Orange 29 新纪元 New Era 黄色 Yellow
14 珍妮 Jenny 淡黄色 Light yellow 30 完美 Perfection 橙黄色 Orange
15 Inca II 黄色 Yellow 31 完美 Perfection 金黄色 Gold
16 Inca I 黄色 Yellow

1.2 方法
1.2.1 基因组 DNA 提取 采集供试材料的幼嫩叶片，
用天根基因组 DNA 提取试剂盒提取其 DNA。
1.2.2 ISSR-PCR 反应体系的建立 试验采用 25 µL
的 PCR 反应体系，反应混合物成分为 2 µL，10×
Buffer、1.5 mmol·L-1 的氯化镁、0.2 mmol·L-1dNTP、
1 期 曾 丽等：万寿菊属品种资源遗传关系的 ISSR 分析 217
1U Taq 酶、0.5 µmol·L-1 引物、20 ng 模板 DNA。扩
增反应程序为 94℃预变性 2 min，94℃变性 30 s，
58℃复性 45 s，72℃ 2 min，接着梯度降温进行复性，
5 个循环后稳定在 53℃复性，进行 39 个循环，最后
72℃延伸 5 min。
1.2.3 电泳及检测 扩增产物在含有 EB 的 1.5%琼
脂糖凝胶上电泳检测，电压 100 V，20 min，并以 100
—2 000 bp 标准分子质量进行对照。
1.2.4 数据分析 ISSR 电泳结果采取 0/1 赋值记
带，有带记为 1，无带记为 0。用 NTSYSpc2.1 软件计
算相似系数及遗传距离，并进行聚类分析，绘制树状
聚类图。
2 结果
2.1 万寿菊的 ISSR 遗传多态性
根据 British Columbia 大学公布的序列，从 100
个 ISSR 引物中初步筛选出 57 条 ISSR 引物用于试验
材料的扩增，引物由上海生工有限公司合成。从 57 条
引物中筛选出 11 条条带清晰、重复性好的引物用于
31 份材料的 PCR 扩增。每个引物扩增的 ISSR 条带
数在 5—11 条，平均每条引物能扩增出 6.8 条条带，
其中引物 P48 最多扩增出 8 条多态性条带，引物 P39
和 P45 最少只扩出 2 条多态性条带（表 2）。引物 P34
扩增的 ISSR 产物电泳图见图 1。ISSR 检测到较高的



1—31 同表 1 编号；M：DNA 标准分子量 1-31: Material code listed in Table 1; M: DNA ladder

图 1 引物 P34 对 31 份万寿菊属材料的 ISSR-PCR 扩增结果
Fig. 1 ISSR-PCR profiles of 31 accessions of Tagetes with primer P34

表 2 所用引物扩增结果
Table 2 The amplification result with used primers
引物
Primer
序列
Sequence
扩增条带数
No. of amplified bands
多态性带数
No. of polymorphic bands
多态位点百分率
Percentage of polymorphic bands (%)
P9 AGA GAG AGA GAG AGA GC 7 3 42.9
P11 AGA GAG AGA GAG AGA GG 7 4 56.1
P34 GAC AGA CAG ACA GAC A 7 7 100.0
P37 ACA CAC ACA CAC ACA CT 5 4 80.0
P38 ACA CAC ACA CAC ACA CC 6 4 66.7
P39 ACA CAC ACA CAC ACA CG 5 2 40.0
P45 GGG TGG GGT GGG GTG 5 2 40.0
P47 AGA GAG AGA GAG AGA GYC 10 6 60.0
P48 AGA GAG AGA GAG AGA GYA 9 8 88.9
P49 GAG AGA GAG AGA GAG AYT 10 7 70.0
P55 CAC ACA CAC ACA CAC ARG 11 6 54.5
218 中 国 农 业 科 学 43 卷
多态性条带的比率，11 条引物扩增产物的多态位点百
分率在 40%—100%，表明 ISSR 技术可以用于 31 个万
寿菊属材料的遗传多样性分析。
2.2 聚类分析
31 份万寿菊属品种间的遗传距离在 0.044—0.452
（表 3、表 4），其中‘奇迹-金黄色’和‘奇迹-黄色’；
‘安提瓜-金黄色’和‘安提瓜-橙色’；‘安提瓜-橙
色’和‘安提瓜-黄色’之间的距离最小为 0. 004，与
它们为同系列品种的划分相符。‘发现’和‘老印卡’
之间的遗传距离最大（0.452）。
利用 ISSR 标记数据计算材料间的遗传相似性系
数矩阵，采用 UPGMA 法构建了万寿菊属材料间的遗
传关系聚类图（图 2）。31 份材料可分为两大组，第
一大组包括：‘皇室’、‘迪卡’、‘印加人’、‘0140’、
‘0120’、‘发现-橙色’、‘发现-黄色’、‘泛美
色素万寿菊’、‘色素万寿菊杂交 F1 代’、‘奇迹-
橙红色’、‘奇迹-金黄色’、‘奇迹-黄色’、‘0160’、
‘安提瓜-金黄色’、‘安提瓜-橙色’、‘安提瓜-黄
色’、‘丰收-金黄色’、‘丰收-黄色’、‘丰收-橙
黄色’、‘泰山-橙黄色’、‘泰山-黄色’、‘新纪
元-黄色’、‘老印卡-橙色’、‘ Inca II-黄色’、‘Inca
I-黄色’、‘0130’、‘完美-黄色’、‘完美-橙色’、
‘完美-金黄色’；第二大组为两个孔雀草品种： ‘小
英雄’和‘珍妮’。第一大组又分为两个亚组，第一
亚组包括：‘皇室’、‘迪卡’、‘印加人’、‘0140’
和‘0120’，第二亚组包括：‘发现-橙色’、‘发现
-黄色’、‘ 泛美色素万寿菊’、‘色素万寿菊杂交
F1 代’、‘奇迹-橙红色’、‘奇迹-金黄色’、‘奇
迹-黄色’、‘0160’、‘安提瓜-金黄色’、‘安提
瓜-橙色’、‘安提瓜-黄色’、‘丰收-金黄色’、‘丰
收-黄色’、‘丰收-橙黄色’、‘泰山-橙黄色’、‘泰
山-黄色’、‘新纪元-黄色’、‘老印卡-橙色’、‘Inca
II-黄色’、‘Inca I-黄色’、‘0130’、‘完美-黄色’、
‘完美-橙色’和‘完美-金黄色’。
3 讨论
ISSR 通常为显性标记式遗传，具有很好的多态
性、稳定性和可重复性，不受样品形态、基因表达与
否及环境因子的限制。本研究应用 ISSR 分子标记分
析了万寿菊属 31 份材料的遗传关系，ISSR 分类结果



图 2 31 份万寿菊属品种资源的聚类结果图
Fig. 2 The dendrogram of cluster analysis of 31 accessions of Tagetes
1 期 曾 丽等：万寿菊属品种资源遗传关系的 ISSR 分析 219











































220 中 国 农 业 科 学 43 卷











































1 期 曾 丽等：万寿菊属品种资源遗传关系的 ISSR 分析 221
将试验材料按照万寿菊及孔雀草分为两大类，此结果
与传统分类相吻合。在进一步亚组划分时，同系列万
寿菊品种被划为一组。因此，ISSR 标记技术用于评价
万寿菊属材料间的亲缘关系及遗传多样性分析是较为
准确的。
齐迎春等[22]对 12 份孔雀草自交系和 4 份孔雀草
F1 代及两份万寿菊材料分别用 ISSR 分子标记和形态
学特征进行了遗传分析，发现优先考虑花型和材料来
源两个表型性状时，两种分类方法结果基本一致，从
而得出在孔雀草分类中以花型和材料来源为重要依据
时，能够比较客观地反映其遗传基础上的差异。本试
验结果显示，同属及同系列的万寿菊属材料间遗传距
离较近，这一结果与齐迎春等的研究结果相一致[22]。
张西西等应用 SRAP分子标记对当前市场上推广的 48
个万寿菊杂交一代品种进行遗传多态性研究，结果显
示了较高的多态性比率，大部分相同系列的品种聚在
一起，但同一系列的杂交种没有完全聚为一类，与本
文结果不完全一致，其原因可能是所选材料的样本不
同，也受不同分子标记的影响[23]。叶要妹利用 RAPD
和 ISSR 分析百日草自交系间的种质遗传多样性，指
出不同分子标记之间并不相互排斥，也无法相互取代，
不同标记间的相互补充和利用，能更好地揭示种质之
间的遗传多样性[25]。
4 结论
本文利用 ISSR 技术对 29 份万寿菊材料和 2 份孔
雀草材料进行了亲缘关系及遗传多样性分析。ISSR
分类结果将 31 份材料按照万寿菊及孔雀草分为两大
类，并且同系列万寿菊品种被划为同一亚组，表明
ISSR 标记的分类结果与传统分类结果较一致，利用
ISSR 标记技术可较准确分析万寿菊属材料间的亲缘
关系及其遗传多样性。本研究结果可为科学利用万寿
菊属种质资源提供理论依据。

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（责任编辑 曲来娥）