全 文 ：扁桃属植物种质资源鉴定的 SSR分析研究
曾 斌1 ,李 疆1 ,罗淑萍2 ,程运江3
(1.新疆农业大学园艺学院 ,乌鲁木齐　830052;2.新疆农业大学农学院 ,乌鲁木齐　830052;3.华中农业大学作物遗传改良国家重点
实验室 ,武汉　430070)
摘　要:利用 SSR分子标记技术对国内外55份扁桃属植物材料的亲缘关系进行了鉴定 , 使用 12 对 SSR引物
组合共扩增出 75条扩增条带 , 并对其进行聚类分析 ,结果表明:扁桃属植物不同种以及不同品种间的遗传距
离不同 ,在相似系数小于 0.68时 , 大多数栽培扁桃品种聚为一类 , 栽培品种中同一种源区的大多数栽培品种
能聚类在一起。从聚类图上看 ,普通栽培扁桃与新疆野扁桃间的亲缘关系比长柄扁桃 、蒙古扁桃 、西康扁桃以
及榆叶梅间的亲缘关系更近。进一步证明利用分子指纹图谱能够对扁桃属种质资源进行科学系统的遗传分
类。
关键词:扁桃属植物;SSR;亲缘关系
中图分类号:S662.9　　　文献标识码:A　　　文章编号:1001-4330(2009)01-0018-05
Identification of Genetic Relationship of Amygdalus Plants by SSR
ZENG Bin1 , LI Jiang1 ,LUO Shu-pin2 , CHENG Yun-jiang3
(1.College of Forestry and Horticulture , Xinjiang Agricultural University , Urumqi 830052 , China;2.College of
Agronomy ,Xinjiang Agricultural University , Urumqi 830052 , China;3.National key Laboratory of Crop Genetic
Improvement , Huazhong Agricultural University ,Wuhan 430070 , China)
Abstract:The genetic relationship among 55 Amygdalus plants(Almond plants)collections , belonging to 6
species.collected from China and abroad were identified by via SSR molecular marker technique.Tweive pairs of
primers were selected to amplify 75 polymorphism bands.The genetic distance between these collections were
analyzed with cluster analysis based on these bands.The result showed that the genetic distance between them
were different.And most of the cultivars were classified in the same group when the genetic similarity
coefficient was less than 0.68.The cultivars from the same area were clustered in the same group , compared
with A .communis L., A.ledebouriana Schlecht had closer relationship with A .pedunculata Pall., A.
mongolica Moxim., A .tangutica Batal.and A .triloba(Lindl)Ricker.It is further testified that molecular
fingerprint could supply scientific genetic classification for Amygdalus germplasm.
Key words:Amygdalus Plants;SSR;genetic ralationship
扁桃属于蔷薇科(Rosaceae),李亚科(Prunoideae),桃属(Prunus persica)扁桃属(Amygdalus),扁桃在新
疆维吾尔语中俗称巴旦杏 ,是世界著名的坚果树种 ,也是木本油料植物。扁桃属植物资源主要分布在中
国 、俄罗斯 、美国 、西班牙 、意大利 、葡萄牙 、法国 、土耳其及伊朗等国家 ,世界上共约有 52 ～ 53个种[ 1～ 3] 。
我国现有分布的扁桃属植物中包括扁桃野生和栽培种共 6种 ,主要分布在新疆天山以南的喀什地
区;新疆准噶尔盆地西部的巴尔鲁克山 、塔尔巴哈台山和阿尔泰山地;内蒙古乌拉山 、大青山;宁夏贺兰
山;青藏高原东端等地 。分别是普通扁桃 A.communis L.、野扁桃 A.ledebouriana Schlecht.、蒙古扁桃
A.mongolica Moxim.、长柄扁桃 A.pedunculata Pall.、西康扁桃 A.tangutica Batal .、榆叶梅 A.triloba
(Lindl)Ricker.。
扁桃作为栽培种的历史十分悠久 ,我国栽培普通扁桃已有 1 300多年的历史 ,主要分布在新疆天山
收稿日期:2008-08-25
基金项目:国家自然科学基金项目“新疆野扁桃种质资源综合评价的研究”(30760205);新疆维吾尔自治区教育厅高校科研计划重点项目
“新疆野巴旦杏种质资源的研究”(XJEDU2006I26)
作者简介:曾斌(1970-),男 ,湖北松滋人 , 副教授 , 在读博士生 ,研究方向为果树栽培 、果树种质资源及园艺作物生物技术 , (E-mail)
zbxnd@163.com
通讯作者:罗淑萍(1962-),女 ,甘肃武威人 ,教授 ,硕士生导师 ,研究方向为生物化学与分子生物学 ,(E-mail)luoshuping2008@163.com
新疆农业科学　2009 ,46(1):18-22
Xinjiang Agricultural Sciences
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
以南的喀什地区的英吉沙及莎车等地 。由于长期的实生繁殖和自然演化 ,形成了丰富的资源 ,栽培品
种 、品系 、优良单株有近百个 ,这些资源形态各异 ,关系复杂 ,多数品种谱系不清 ,同名异物或同物异名的
现象普遍 ,这给扁桃的分类 、栽培以及品种选育带来很大困难。
国外在开展本国普通扁桃品种的杂交育种 、同工酶分析 、化学分类和分子标记等方面作了较多的工
作 ,近几年 ,国内学者马艳等[ 4]及谢华(Hua Xie)等[ 5]利用AFLP及 SSR分子标记对我国及部分国外栽培
扁桃品种的遗传多样性做了有益的探索研究 。研究重点立足于新疆的扁桃资源 ,包括分布在新疆天山
以南的喀什地区的英吉沙及莎车等地的栽培扁桃品种以及分布于新疆北疆地区的 5个不同群体的野扁
桃的种下类型 ,同时也对引进栽培的美国扁桃资源及分布于我国的其他扁桃属植物种进行了 SSR分子
标记研究 ,并做了聚类分析 ,旨在探讨我国扁桃属植物 ,尤其是新疆的扁桃资源之间的亲缘关系 ,希望通
过研究 ,为我国扁桃优良品种选育 、杂交育种提供理论依据和遗传学背景资料 ,特别是为进一步对该种
资源的遗传图谱的构建和功能基因定位奠定基础 。
1　材料与方法
1.1　材料
试验所用扁桃属大部分材料在新疆喀什地区的英吉沙 、莎车县及塔城裕民县等地采集 ,部分材料采
自新疆南疆喀什地区莎车县从美国加利弗尼亚州地区引进的优良栽培扁桃品种 ,还有采自新疆林业科
学院林果资源圃 。表 1
表 1　试验材料
Table 1　Test materials
编号 No. 名称 Name 来源 Source 编号No. 名称 Name 来源 Source
1★ 纸皮 新疆英吉沙 29★ 苦仁巴旦 新疆英吉沙
2★ 寒丰 新疆莎车 30★ 甜仁桃巴旦 新疆英吉沙
3★ 双软 新疆莎车 31◇ Rubi 美国加利福尼亚州
4★ 叶尔羌 新疆莎车 32◇ Nepulus 美国加利福尼亚州
5★ 瓜子巴旦 新疆英吉沙 33◇ Sorano 美国加利福尼亚州
6★ 开心果巴旦 新疆英吉沙 34◇ Butte 美国加利福尼亚州
7★ 尖嘴黄 新疆莎车 35◇ TiTang 美国加利福尼亚州
8★ 麻壳 新疆英吉沙 36◇ Pilais 美国加利福尼亚州
9★ 鹰嘴 新疆英吉沙 37◇ Norpril 美国加利福尼亚州
10★ 开西 新疆英吉沙 38◇ Mentler 美国加利福尼亚州
11★ 白皮巴旦 新疆英吉沙 39◇ Sonora 美国加利福尼亚州
12★ 晚丰 新疆莎车 40◇ Mission 美国加利福尼亚州
13★ 矮丰 新疆莎车 41◇ Camel 美国加利福尼亚州
14★ 多果 新疆莎车 42◇ Kaperiel 美国加利福尼亚州
15★ 双果 新疆英吉沙 43◇ Late maturing
Norpril
美国加利福尼亚州
16★ 阿曼尼沙 新疆莎车 44◇ Thompson 美国加利福尼亚州
17★ 巴旦王 新疆莎车 45◇ Fritz 美国加利福尼亚州
18★ 小双仁 新疆莎车 46◇ Ligleder 美国加利福尼亚州
19★ 白长巴旦 新疆莎车 47○ 榆叶梅(重瓣) 新疆乌鲁木齐
20★ 白薄壳 新疆莎车 48○ 长柄扁桃 新疆乌鲁木齐
21★ 双薄 新疆莎车 49○ 蒙古扁桃 新疆乌鲁木齐
22★ 大巴旦 新疆莎车 50○ 西康扁桃 新疆乌鲁木齐
23★ 小石头巴旦 新疆英吉沙 51○ 野扁桃 1号 新疆布尔津
24★ 园石头巴旦 新疆英吉沙 52○ 野扁桃 2号 新疆哈巴河
25★ 扁石头巴旦 新疆英吉沙 53○ 野扁桃 3号 新疆塔城
26★ 大石头巴旦 新疆英吉沙 54○ 野扁桃 4号 新疆托里
27★ 长石头巴旦 新疆英吉沙 55○ 野扁桃 5号 新疆裕民
28★ 厚壳巴旦 新疆英吉沙
　　注:★中国品种 , ◇国外品种 , ○种。
Note:★ Varieties in china , ◇ Varieties f rom oversea , ○ Species.
1.2　基因组总 DNA的提取
取硅胶干燥的扁桃属植物叶片材料 ,在适量的液氮中迅速研磨成粉末后 ,为更好除去扁桃属植物叶
片内富含多糖 、多酚 、色素以及其他次生代谢物质 ,试验中基因组总DNA提取参考采用了 CTAB法[ 6～ 8] ,
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并加以适当改进 ,提取到的 DNA经 1%的琼脂糖凝胶电泳检测模板质量 ,检测是否降解 ,并根据Markr
(DNA/EcoRI ,0.5 g/ l ,MBI)与样品 DNA亮度的比较 ,估测模板浓度 ,在紫外凝胶成像系统(UVP GDS -
8000)上观察并记录电泳结果 ,用紫外分光光度计(Eppendorf ,Germany)测定其在230 、260和 280 nm的 OD
值 ,并结合 1%琼脂糖凝胶电泳判断DNA的数量和质量 。
1.3　SSR分析
SSR初始反应体系参照相关类果树的SSR-PCR的反应体系 ,对 SSR反应条件逐一进行筛选 , 建立
优化反应体系 ,并从来源于核果类果树作物的 100对 SSR引物中筛选出了 12对有产物 、主带明显的引
物对扁桃属植物进行PCR-SSR扩增 。试验的试剂:MgCl2 、dN TPS 、Taq DNA聚合酶 、dNTPS 、DNAmarker
(100 ～ 1 500 bp)均购自 MBI(Fermentas)科技有限公司 , SSR引物由上海生工生物公司合成 。
1.4　聚丙烯酰胺凝胶电泳成像
扩增反应结束后 ,在扩增产物中加入 0.5倍体积的上样缓冲液(0.25%溴酚兰 ,15%聚蔗糖),94℃
变性 5 ～ 10 min后立即置于冰水混合物中待用。
灌制 10%变性聚丙烯酰胺凝胶 。取 5μL混合液点在凝胶梳孔里 ,65A恒电流电泳 2 h左右 ,直到溴
酚兰跑至 2/3凝胶处。取下胶银染 ,拍照。
1.5　数据处理和分析
基于不加权配对组算术方法(unweighted pair groupmethod with arithmetic mean ,UPGMA)算法的聚类分
析用 NTSYS-pc 2.10e(numerical taxonomy and multivariate analysis system ,NTSYS)软件进行数据分析[ 9] ,选
择清晰可辨的电泳带 ,样品有带则记为 1 ,无带则记为 0 ,构建二态数据矩阵 ,为了进一步比较和研究扁
桃属植物不同种间及不同品种的遗传差异 ,对原始矩阵用 SimQual程序求 SSM相似系数及遗传距离矩
阵 ,并用SAHN程序中的 UPGMA方法进行聚类分析 。
2　结果与分析
2.1　野扁桃基因组 DNA的提取及检测
应用改进的 CTAB法提取了扁桃属植物样品的基因组总 DNA ,质量均较好 ,样品 DNA含量在 0.28
～ 1.00 g/L;OD260/OD280值在 1.7 ～ 1.9 ,DNA纯度较高。1%琼脂糖凝胶电泳检测质量较高。图 1
图 1　扁桃属植物基因组 DNA在 1%琼脂糖上检测结果
编号对应表 1
Fig.1　The detection of Amygdalus plants genomic DNA in 1% of agarose gel
The code showed the corresponding toble 1
2.2　SSR-PCR扩增结果
使用选自核果类的 100对 SSR引物中的 12对多态性强的引物对扁桃属植物的包括国内外栽培品
种及不同种的 55个个体基因组DNA进行 SSR-PCR扩增 ,获得了较好的扩增结果(SSR引物 BPPCT036
的扩增结果 , M 为分子量标准 ,)。12 对引物共扩增出 75条扩增条带 ,其中多态带 71 条 ,多态率为
94.7%。图 2
2.3　聚类分析
以55个样品间的相似性系数构成矩阵进行聚类分析构建聚类图 ,基于UPGMA法结果表明:受试的
所有国内外扁桃栽培品种在相似系数小于 0.68时聚为一个大类 ,表明扁桃栽培品种具有相似的遗传背
景。图3
同时与扁桃栽培品种相近的扁桃属植物种在该相似系数(0.68)下被划分为扁桃栽培品种组(国内
外栽培品种)、野扁桃组(野扁桃1号 、2号 、3号 、4号和5号)、扁桃种组(长柄扁桃 、蒙古扁桃 、西康扁桃)
·20·　　　　　　　　　　　　　　　新疆农业科学　　　　　　　　　　　　　　　　　46卷
以及榆叶梅。该结果基本说明了各个扁桃种或品种的基因型遗传背景的共同性和变异多样性 。
在栽培品种群中 ,来自美国加利福尼亚种源区的品种大部分可归为一类 ,此外主要为亚洲种源区的
来源于同一地区(新疆英吉沙和莎车县)的品种比较容易归类在一起 ,但也有部分的交叉情况 ,该结果基
本表明了扁桃各品种之间的亲缘关系及遗传变异情况 。
图 2　引物 BPPCT036扩增扁桃属植物的 SSR指纹图谱
Fig.2　SSR fingerprint of Amygdalus plants amplified by primer BPPCT036
2.4　遗传差异及亲缘关系分析
遗传相似度及遗传距离的计算结果表明:扁桃属植物不同种以及不同品种间的基因型差异不同:
在所有供试的扁桃栽培品种中 ,各基因型之间的遗传相似度较种间的普遍较大 ,而且变异也较大 ,其中
晚丰品种与矮丰品种的遗传相似系数最大(0.960 0),说明这二者间亲缘关系最近 ,而尖嘴黄巴旦品种
和Thompson品种的遗传相似系数最小(0.450 0)。反映这二者间亲缘关系最远 。
对包括47个扁桃栽培品种 ,野扁桃 1号 、2号 、3号 、4号和 5号 ,长柄扁桃 、蒙古扁桃及西康扁桃等
在内的扁桃属植物种间进行遗传多样性分析 ,发现扁桃栽培品种与野扁桃 1号 、2号 、3号 、4号和5号之
间的遗传相似性系数在 0.506 7 ～ 0.706 7 , 平均值为 0.606 7 ,大于扁桃栽培品种与长柄扁桃 、蒙古扁桃
及西康扁桃之间的相似性(0.440 0 ～ 0.613 3 ,均值为0.526 6)。也就是说扁桃栽培品种与新疆野扁桃之
间的亲缘关系比长柄扁桃 、蒙古扁桃及西康扁桃之间的亲缘关系更近 。
榆叶梅种与扁桃属 5种植物之间的遗传相似系数在 0.413 3 ～ 0.543 3 ,均值为 0.478 3 ,亲缘关系更
远 ,因此 ,聚类时被聚在了最外缘。
3　结论与讨论
3.1　扁桃品种分类方法 ,大体可以以种仁的风味 、种壳的硬度 、厚度及用途作为分类的依据 ,其分类原
则 ,均是利用一个经济性状作依据 ,看不出品种彼此的亲缘关系 ,在应用上存在很多问题。从研究的聚
类图可以看出 ,扁桃栽培种与扁桃属其他种及野生种可以被明显划分 ,基本符合形态学分类和扁桃演化
历史 。这与国内学者马艳等[ 4]及谢华(Hua Xie)等[ 5]利用AFLP及 SSR分子标记做出的结果基本一致。
3.2　同一种源区 ,如新疆英吉沙及莎车县品种 ,美国加利福尼亚州品种的大多数栽培品种能聚类在一
起 ,也表明了同一种源区的地方品种有较好的一致性 ,也即群体遗传差异较小。这种一致性可能是来自
于相似的起源 、相似的生态环境以及基因交流在空间上的局限性等因素。李疆等[ 10]田间试验研究表
明:“鹰嘴” 、“纸皮” 、“双果”花期相遇 , 花粉量大 、质量佳 , 彼此授粉相互亲和 ,在研究中发现 ,以上几个
品种间的遗传相似度相对较小 ,亲缘关系相对较远 ,这也可从聚类图看出。同一种源区亲缘关系很近的
品种在生产中不宜相互作为授粉树 ,这种关系在实验中得到了一定的印证 。
3.3　通过对我国扁桃与国外扁桃的遗传分析 ,可以看出我国的栽培扁桃资源与美国加利福尼亚州的栽培
扁桃资源遗传差异较大 ,亲缘关系较远 ,同时 ,扁桃栽培品种与新疆野扁桃之间的亲缘关系比长柄扁桃 、蒙
古扁桃及西康扁桃之间的亲缘关系更近 ,这些均为今后的育种工作尤其是筛选合适的亲本组合提供了理
论依据 ,有利于扩大杂种的遗传基础 ,同时有利于探索培育新品种和导入外源抗性基因的新途径。
3.4　对包括 47个扁桃栽培品种;野扁桃 、长柄扁桃 、蒙古扁桃及西康扁桃等在内的扁桃属植物种间进
·21·1期　　　　　　　　曾斌等:扁桃属植物种质资源鉴定的SSR分析研究　　　　　　　　　
行遗传多样性分析 ,发现扁桃栽培品种与新疆野扁桃之间的亲缘关系比长柄扁桃 、蒙古扁桃及西康扁桃
之间的亲缘关系更近 。
在果树栽培中 ,影响嫁接亲合性的因素有很多 ,有遗传因素 、形态解剖学的因素和生理生化的因素 ,
但主要是亲缘关系的影响 。一般认为 ,砧木与接穗的亲缘关系越近 ,其形态结构和生理代谢途径就越相
似 ,嫁接面也就越容易愈合。
新疆南疆喀什地区莎车及英吉沙县扁桃主栽地的扁桃砧木常选择桃砧(毛桃 、山桃)、本砧(石头巴
旦等),近几年的几次大降雪天气使南疆栽培扁桃大面积受损 ,研究发现有砧木低温受冻现象。分析认
为选择较好的抗寒砧木会成为一项有力的预防措施。根据研究的结果 ,从遗传学的角度看 ,如在扁桃属
植物种中选择砧木 ,用新疆野扁桃作砧木应该较好 。同时该种抗寒 、抗旱及抗病性很强 ,植株也很矮小 ,
这些特点均可以加以充分利用 。这方面的研究工作新疆林业科学院曾做过 ,近年来 ,新疆农业大学园艺
学院扁桃课题组一直在连续进行相关的研究工作 ,已经作了 3年的野扁桃做砧木的嫁接试验。效果有
待进一步深入研究与探讨 。
图 3　UPGMA法构建 55份扁桃属植物的 SSR聚类图(图中编号对应表1)
Fig.3　SSR cluster map of 55 Amygdalus plant constructed by UPGMA
参考文献:
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·22·　　　　　　　　　　　　　　　新疆农业科学　　　　　　　　　　　　　　　　　46卷