全 文 ：江苏农业学报(JiangsuJ.ofAgr.Sci.), 2010, 26(5):1032～ 1036
李倩中 , 刘晓宏 ,苏家乐 , 等.槭属种质遗传多样性及亲缘关系的 SRAP分析 [ J] .江苏农业学报 , 2010, 26(5):1032-1036.
槭属种质遗传多样性及亲缘关系的 SRAP分析
李倩中 1 , 　刘晓宏 1, 2 , 　苏家乐 1 , 　陶　俊 2
(1.江苏省农业科学院园艺研究所 , 江苏 南京 210014;2.扬州大学园艺与植物保护学院 , 江苏 扬州 225009)
收稿日期:2009-12-06
基金项目:江苏省农业科技自主创新项目 [ CX(08)145]
作者简介:李倩中(1968-),男,江苏沛县人 , 硕士 ,副研究员 ,主要从
事园 艺 工 程 技 术 研 究。 (Tel) 025-84390223,
13951004767;(E-mail)lqz20054321@yahoo.com.cn
　　摘要:　采用 SRAP分子标记分析 31份槭属植物材料的遗传多样性及亲缘关系。从 90对 SRAP引物中筛选
出 11对引物分别对供试材料基因组 DNA进行扩增 ,共获得 186条清晰可辨谱带 , 其中 183条为多态性谱带 , 多态
性位点比率为 98.04%, 多态性较高。用NTSYS-pc软件计算得到 31份槭属植物间相似系数介于 0.462和 0.849之
间 , 采用 UPGMA法在相似系数 0.594处将 31份材料划分成 6大类。根据 SRAP聚类结果探讨了供试材料间的亲
缘关系及新品种选育前景。
关键词:　槭属;SRAP标记;遗传多样性;聚类分析
中图分类号:　S686, S687　　　文献标识码:　A　　　文章编号:　1000-4440(2010)05-1032-05
GeneticDiversityofAcerL.GermplasmRevealedbySequence-related
AmplifiedPolymorphism(SRAP)Markers
LIQian-zhong1 , 　LIUXiao-hong1, 2 , 　SUJia-le1 , 　TAOJun2
(1.InstituteofHorticulture, JiangsuAcademyofAgriculturalSciences, Nanjing210014, China;2.ColegeofHorticultureandPlantProtection, Yangzhou
University, Yangzhou225009, China)
　　Abstract:　Thegeneticdiversityandrelationshipof31AcerL.germplasmwerestudiedbysequence-relatedamplified
polymorphism(SRAP)markers.SRAPfingerprintingamplifiedby11pairsofprimersrevealedatotalnumberof186bands,
ofwhich183oneswerepolymorphicandthepolymorphismfrequencywas98.04%.AsanalyzedbyNTSYS-pc, thesimilarity
coeficientrangedfrom0.462to0.849.ClusteranalysiswasperformedbyusingUPGMAmethodbasedonNei-Lisimilarity
coeficients, and31AcerL.germplasmweredividedinto6groupsat0.594levelofsimilaritycoeficient.Inadditiontherela-
tionshipin31 AcerL.germplasmandtheforegroundofbreedingwerediscussedbasedontheresultsofSRAPanalysis.
Keywords:　AcerL.;SRAPmarker;geneticdiversity;clusteranalysis
　　槭树科(Aceraceae)共 2属(金钱槭属和槭属),
全世界有 200余种。金钱槭属(DipteroniaOliv.)仅
有 2种 。槭属(AcerL.)是该科的一个大属 ,相对金
钱槭属较为进化 [ 1] 。中国已知槭属植物占世界种
类的 75%以上 ,全国各地均有分布 ,长江流域及其
以南各省区是槭树分布中心。因其具有优美的树
姿 、观叶和观果等观赏价值 ,被广泛应用于各种园林
景观中[ 2-4] 。关于槭树种质资源遗传多样性的分子
生物学研究国内仅有少数报道 [ 5] 。李珊 [ 6]用 RAPD
标记对庙台槭 3个居群共 39个个体进行了遗传多
样性检测 ,发现庙台槭的遗传多样性水平较低。杨
娟等 [ 7]建立了金钱槭属的 AFLP反应体系 。钱永生
等[ 8]采用 AFLP技术分析了槭属 11种植物的遗传
多样性。 Tian等 [ 9]通过 ITS与 trnL-F序列探讨了槭
树科的系统发育。
本研究以 31份槭树植物材料为研究对象 ,通过
SRAP标记在分子水平上探讨槭树种质资源遗传多
样性 ,从中找出种质资源的亲缘关系 ,为槭树种质资
1032
源保护及提高新品种选育效率提供理论依据。
1　材料与方法
供试槭属植物材料 31份 ,分别采于南京栖霞山 、
南京中山植物园和江苏省农业科学院苗圃(表 1)。
DNA提取方法 、SRAP-PCR扩增反应体系及程
序参照参考文献 [ 10] 。
根据 PCR扩增产物的电泳结果 ,在凝胶的某个
相同迁移位置上有 DNA条带的记为 1,无 DNA条
带的记为 0。用 NTSYS-pcVersion2.1统计分析软
件 ,根据 Nei-Li遗传相似系数(GS,即 Dice系数),
按非加权配对算术平均法 UPGMA(Unweightpair-
groupmethodusingarithmeticaverage)进行 SAHN聚
类分析 ,再用 TreePlot功能绘出聚类图[ 11] 。
表 1　供试槭属植物种质材料
Table1　Acer.Lgermplasmusedinthisstudy
编号 中文名 　　　　　　　　　学　名 采样地点
1 杈叶槭 A.robustumPax 南京栖霞山
2 羽毛枫 A.palmatumvar.dissectum(Thunb.)K.Koch 南京中山植物园
3 五角枫 A.monoMaxim. 南京中山植物园
4 三峡槭 A.wilsoniRend.ExVeiteh 南京中山植物园
5 血皮槭 A.griseum(Franch)Pax 南京中山植物园
6 天台阔叶槭 A.amplumRehd.var.tientaiense(Schneid.)Rehd. 南京中山植物园
7 天目槭 A.sinopurpurascensCheng 南京中山植物园
8 羊角槭 A.yanjuechiFangetP.L.Chiu 南京中山植物园
9 三角槭 A.buergerinumMiq. 江苏省农科院苗圃
10 茶条槭 A.ginnalaMaxim. 江苏省农科院苗圃
11 青榨槭 A.davidiFr. 江苏省农科院苗圃
12 鸡爪槭 A.palmatumThunb. 江苏省农科院苗圃
13 糖槭 A.saccharumMarsh 江苏省农科院苗圃
14 樟叶槭 A.cinnamomifoliumHayata 江苏省农科院苗圃
15 红翅槭 A.fabriHance 江苏省农科院苗圃
16 青枫 A.serrulatumHayata 江苏省农科院苗圃
17 秀丽槭 A.elegantulumFang 江苏省农科院苗圃
18 建始槭 A.heryiPax 江苏省农科院苗圃
19 赤枫 A.palmatum`Sangokaku 江苏省农科院苗圃
20 红枝垂直羽毛枫 A.palmatum`ornatum 江苏省农科院苗圃
21 日本红枫 A.palmatum`atropurpureum 江苏省农科院苗圃
22 美国红枫 A.rubrum 江苏省农科院苗圃
23 荷兰红枫 A.palmatum`amoenum 江苏省农科院苗圃
24 荷兰黄枫 A.palmatum`Orangedream 江苏省农科院苗圃
25 葡萄槭 A.japonicumThunberg 江苏省农科院苗圃
26 花叶槭 A.palmatum`Hanatsukasa 江苏省农科院苗圃
27 蝴蝶槭 A.palmatum`Butterfly 江苏省农科院苗圃
28 金边复叶槭 A.negundo` variegatum 江苏省农科院苗圃
29 挪威枫 A.platanoidesL. 江苏省农科院苗圃
30 银槭 A.saccharinumL. 江苏省农科院苗圃
31 银边复叶槭 A.negundo` Elegans 江苏省农科院苗圃
1033李倩中等:槭属种质遗传多样性及亲缘关系的 SRAP分析
2　结 果
2.1　SRAP扩增产物的引物筛选和多态性分析
利用表型差异较大的材料 ,从 90对 SRAP引物
组合中筛选出条带清晰 、多态性高的引物组合作为
核心引物进行多态性分析 ,淘汰扩增效果差 、带型不
易辨认的引物组合。最终确定 11对引物组合 (表
2)用于研究 31份槭属植物的遗传多样性。
　　11对引物组合扩增长度多集中在 250 bp至
2 000 bp之间。从表 2可以看出 ,共获得 186条扩
增条带 , 183个多态性位点 , 多态性位点比率为
98.04%,平均每对引物扩增 16.91条带 、16.64个
多态性位点 ,其中 9对引物组合的多态性位点比率
为 100.00%。表明槭属植物具有丰富的遗传多样
性 , SRAP分子标记能检测出较多的遗传位点 ,并获
得多态性较好的 PCR扩增反应 。部分引物扩增结
果见图 1、图 2。
表 2　用于槭属植物遗传关系分析的SRAP引物及其扩增结果
Table2　SRAPprimersusedintheanalysisofgeneticrelationship
ofAcer.Landtheiramplificationresults
序号 引物组合 扩增总条带数
多态性位
点总数
多态性位
点比率(%)
1 me2/em1 20 20 100.00
2 me2/em6 17 17 100.00
3 me2/em9 20 20 100.00
4 me4/em1 14 14 100.00
5 me4/em6 16 14 87.50
6 me6/em1 15 15 100.00
7 me8/em1 11 10 90.91
8 me9/em1 20 20 100.00
9 me9/em6 20 20 100.00
10 me9/em9 20 20 100.00
11 me9 /em10 13 13 100.00
M:MarkerDL2000;1～ 31:槭属种质材料见表 1。
图 1　SRAP引物组合 me4/em6对槭属种质的扩增
Fig.1　AmplificationofAcerL.germplasmwithSRAPprimerpairme4/em6
2.2　遗传相似性分析
对扩增结果采用 Nei-Li相似系数(GS)的计算
方法 ,得到供试材料相似性矩阵 。 31份槭树材料
GS值变化范围为 0.462 ～ 0.849 ,变幅为 0.387。花
叶槭与蝴蝶槭的 GS值最大(0.849);樟叶槭和红翅
槭与羊角槭间的 GS值最小(0.462)。相似系数大 ,
遗传距离就小 ,其间的亲缘关系越近;反之亦然 。说
明所选的材料间差异明显 ,具有较为丰富的遗传多
样性 ,这也是槭树种质资源多样性的分子基础 。
2.3　基于遗传相似系数的聚类分析
基于遗传相似系数 ,利用 UPGMA法对 31份供
试材料进行聚类分析(图 3)。从聚类图中可以得
出 ,在阈值 0.594处 ,可以把 31份槭树材料分成 6
大类:第 Ⅰ类共 14份材料 ,有杈叶槭 、秀丽槭 、三峡
槭 、青枫 、羽毛枫 、红枝垂直羽毛枫 、荷兰红枫 、鸡
爪槭 、赤枫 、日本红枫 、荷兰黄枫 、花叶槭 、蝴蝶
槭 、葡萄槭;第 Ⅱ类包括美国红枫和银槭;第 Ⅲ类
共 8份材料 ,有五角枫 、糖槭 、天台阔叶槭 、挪威
枫 、血皮槭 、三角槭 、樟叶槭 、红翅槭;第Ⅳ类有建
始槭 、金边复叶槭 、银边复叶槭 3份材料;第Ⅴ类
有天目槭 、茶条槭 、青榨槭 3份材料;第 Ⅵ 类仅有
羊角槭 ,单独聚为一类 。
1034 江 苏 农 业 学 报 　2010年 第 26 卷 第 5期
M:MarkerDL2000;1～ 31:槭属种质材料见表 1。
图 2　SRAP引物组合 me9/em9对槭属种质的扩增
Fig.2　AmplificationofAcerL.germplasmwithSRAPprimerpairme9/em9
1 ～ 31:槭属种质材料见表 1。
图 3　基于SRAP分析的 31份槭属植物 UPGMA聚类图
Fig.3　TheUPGMAphylogenetictreeof31AcerL.basedonSRAPanalysis
3　讨 论
通过显示外观形状的形态学标记检测槭属植物
遗传多样性是传统的方法。但表型性状易受环境 、
基因型 ×环境互作 、基因 ×基因互作的影响 [ 12] ,而
且槭树表型极为复杂 ,所有这些都会导致度量遗传
相似性的偏差。本研究应用 SRAP分子标记技术对
31份槭树材料的遗传多样性进行分析 ,使植物种质
资源研究从表型深入到基因型水平 ,从基因组 DNA
水平上反映种质间的遗传差异 ,具有较高的个体特
异性和对环境的稳定性。在 31份槭属植物材料内
共扩增出 183 个多态性位点 , 多态性比率为
98.04%,材料间遗传相似系数变幅较大 ,为 0.387。
研究结果表明槭属植物间分化明显 ,在 DNA水平上
存在较高的遗传多样性 ,与前人通过同工酶[ 13-14] 、
AFLP技术 [ 8] 、ITS序列 [ 15] 分析槭属植物亲缘关系
聚类结果基本一致 。
广义鸡爪槭组 Sect.Palmata包括中华槭系 Ser.
Sinensia[ 16] 。 Gelderen等[ 17]根据相似的叶形态 、相
同的芽鳞数将中华槭组作为鸡爪槭组下一个系。在
1035李倩中等:槭属种质遗传多样性及亲缘关系的 SRAP分析
徐廷志 [ 18]关于槭树演化图中可以发现二者的关系
很近 ,处于同一分支线上相邻的 2个组。本研究结
果中秀丽槭 、三峡槭(小果槭组中华槭系)与鸡爪槭
(鸡爪槭组)[ 19]同聚在第 I大类 ,也说明它们之间的
亲缘关系较近。 9份栽培种质也聚在第 I大类 ,表
明该大类中的鸡爪槭可能参与了供试材料中除复叶
槭以外的栽培类型的形成;花叶槭和蝴蝶槭最早聚
在一起 , GS值最大(0.849),二者形态学上表现相
似 ,叶裂片扭曲 ,其他材料无此性状 ,可能由于共同
的亲本参与了二者的形成。周正廷等 [ 20]将性状优
异的鸡爪槭品种嫁接到秀丽槭砧木上 ,成活率高达
98%,嫁接亲和力高 。二者较高的嫁接亲和力可能
源于较近的亲缘关系 。
羊角槭是濒危种 ,仅分布于浙江省西天目山狭
窄的范围 ,该植物种子不孕率高 ,天然更新能力很
弱 ,已经陷入灭绝的险境 ,被列为国家二级保护植
物 [ 21] 。本研究中羊角槭单独聚为一类 ,未与同为桐
状槭组的天台阔叶槭 、五角枫及其他槭属植物聚在
一起 ,推测可能与其分布范围狭窄 ,地理隔离严重 ,
天然更新能力弱 ,与其他槭属植物基因交流较少有
关 。因此 ,需采取合理有效的措施保护濒危物种 ,保
存大量的遗传多样性 。
本研究聚类结果基本反映了槭树种质资源间的
亲缘关系。少数种(栽培类型)没有优先聚在一起 ,
如荷兰黄枫和荷兰红枫 、羊角槭等 ,可能由于所用材
料因自然选择和人工选择 ,随着时间的推移 ,在引种
过程中与其他槭属植物发生了基因的交流 、渗透 ,逐
渐产生了地域性种(栽培类型)变异;也可能与槭树
各个组在历史系统发育中是相对独立的有关 [ 22] 。
研究清楚槭树种质资源遗传多样性关系 ,就可
以根据品种(系)间遗传距离选配强优势杂交组合 ,
以减少亲本选配的盲目性 ,提高育种效率 。在一定
范围内 ,双亲的基因差异越大 ,亲缘关系越远 ,杂种
优势就越强 [ 23] 。本研究结果为槭树新品种繁育奠
定了基础 ,也为利用槭树优异的性状与丰富的遗传
多样性进行品种遗传改良提供了可能 。今后应加强
槭树资源的收集 、整理 、研究和利用 ,充分发挥这些
资源的潜力 ,培育更多高观赏价值的槭树新品种。
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