全 文 :作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2011, 37(12): 2277−2284 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn
本研究由国家自然科学基金项目(31000734), 国家麻类产业技术体系(CARS-19-E06)和南方麻类种质资源平台建设项目(2010N2002)资
助。
∗ 通讯作者(Corresponding author): 祁建民, E-mail: qijm863@163.com, Tel:0591-87644898
第一作者联系方式: E-mail: 281770126@qq.com
Received(收稿日期): 2011-04-02; Accepted(接受日期): 2011-09-17; Published online(网络出版日期): 2011-09-30.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20110930.1725.003.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2011.02277
SRAP 和 ISSR 及两种方法结合在分析黄麻属起源与演化上的比较
陶爱芬 1 祁建民 1,* 粟建光 2 李爱青 3 李木兰 1 方平平 1 林荔辉 1
徐建堂 1 吴建梅 1 林培清 1
1 作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室 / 福建农林大学, 福建福州 350002; 2 中国农业科学院麻类研究所, 湖南长沙 410205;
3 安徽省种子管理总站, 安徽合肥 230001
摘 要: 选用 96 份黄麻属种质资源, 比较了 SRAP、ISSR 及二者结合的方法在黄麻属起源与演化研究上的可行性。
结果表明: (1)SRAP 方法的多态性条带比率为 100%, 高于 ISSR 方法的 98.1%, 平均每条引物扩增出的多态性条带亦
高于 ISSR 方法。(2)SRAP 方法构建的进化树可大致将各类型种质资源区别开来, 可较明确、清晰地展现黄麻属的起
源与演化趋势。但无法区分开个别种质; ISSR 方法构建的进化树将很多圆果黄麻品种聚在一起, 无法区别开来, 且分
支长度短, 无法确定进化时间; (3)SRAP 与 ISSR 结合构建的进化树将不同类型的黄麻种质资源有序排列, 可清晰地
明确其进化趋势及演化关系。比较而言, SRAP 与 ISSR 分子标记结合的方法优于 SRAP 方法, 而 SRAP 方法又优于
ISSR 方法, 在进行相关研究时, 应优先考虑采用 SRAP 与 ISSR 分子标记结合的方法。
关键词: 黄麻; 起源; 演化; SRAP; ISSR
Method Comparison of Using SRAP and ISSR and Combination of Both in
Origin and Evolution of Jute
TAO Ai-Fen1, QI Jian-Min1,∗, SU Jian-Guang2, LI Ai-Qing3, LI Mu-Lan1, FANG Ping-Ping1, LIN Li-Hui1,
XU Jian-Tang1, WU Jian-Mei1, and LIN Pei-Qing1
1 Key Laboratory of Ministry of Education for Genetics, Breeding and Multiple Utilization of Crops, Fujian Agriculture and Forestry University,
Fuzhou 350002, China; 2 Institute of Bast Fiber Crops of Chinese Academy of Agriculture Sciences, Changsha 410205, China; 3 Anhui Seed Admini-
stration Station, Hefei 230001, China
Abstract: The objective of this study was to compare the feasibility of using SRAP, ISSR and combination of the both in origin and
evolution of jute (Corchorus L.). Ninety-six jute genotypes were tested by these three methods. The results were as follows: (1) The
percentage of polymorphic bands of SRAP was 100%, which was higher than that of 98.1% of ISSR, and the polymorphic bands
amplified per primer by SRAP were also higher than these of ISSR. (2) On the dendrogram based on SRAP data, jute genotypes were
close to be classified. The trend of origin and evolution of jute could be clarified. However, a few genotypes were misled to other
taxonomic groups, which affected the accuracy of analysis on origin and evolution of jute. On the dendrogram based on ISSR data,
many capsularis cultivars were found to be clustered together and could not be identified clearly, and also the time of origin was dif-
ficult to confirm. (3) Based on the dendrogram derived from SRAP and ISSR data, different taxonomic groups of jute were found to
be clustered orderly, and the relationship of origin and the trend of evolution within jute genus manifested clearly. (4) The strategy of
SRAP and ISSR combination was better than that of SRAP alone, and then followed by ISSR. Hence, the strategy of SRAP and ISSR
combination should have priority in studies on the origin and evolution of jute.
Keywords: Jute; Origin; Evolution; SRAP; ISSR
黄麻是世界上最重要的长纤维作物之一 , 其纤维具
有透气性好、吸湿性强、天然环保等诸多优点[1]。近十多
年来 , 分子标记技术取得了很大进展 , 在各个领域的应
用日显成熟。与其他遗传标记相比, 分子标记具有不受组
2278 作 物 学 报 第 37 卷
织特异性、发育阶段和环境的影响, 也不受基因表达与否
的限制, 标记数量多、变异丰富等优点[2], 被广泛应用于
植物种群的系统进化、构建系统树、物种地理起源及分布
格局、迁移等研究[3-6]。前人利用分子标记方法分别对白
菜型油菜、花生、大豆、红麻等作物进行了起源与演化研
究[7-11]。
ISSR 具有 DNA 样品用量少、操作简单、实验成本低
等优点, 被广泛应用于植物的遗传多样性、品种鉴定、进
化等研究[12-15]。相关序列扩增多态性(SRAP)是一种新型
的基于 PCR 的分子标记方法 , 由美国加州大学 Li 和
Quiros[16]于 2001 年开发。该标记目前已被成功应用于遗
传多样性分析、遗传图谱的构建、重要性状的标记以及相
关基因的克隆等方面的研究[17-22]。
关于黄麻属的起源与演化 , 多数学者认为中国南部
地区是圆果种黄麻的起源中心, 而关于长果种黄麻的起
源中心观点不一, 包括非洲、印度和中国起源中心等多种
看法[23-25]。前人关于黄麻起源与演化, 主要从形态学和地
理分布等角度研究, 未见应用分子标记方法报道的相关
研究[26-28]。
为明确 SRAP、ISSR 及二者结合的方法在研究黄麻
属起源与演化上的可行性和科学性, 本研究从其条带多
态性、所构建进化树的科学性方面进行了比较, 以期为采
用分子标记方法研究黄麻属起源与演化提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
96 份黄麻种质资源来自 13 个国家的黄麻近缘种、野
生种、长果和圆果栽培种(表 1)。所用 23 对 SRAP 引物和
14 条 ISSR 引物分别由 260 对 SRAP 引物和 100 条 ISSR
引物筛选而来, 由上海生工生物技术有限公司合成, Taq
酶、dNTP 等试剂购自上海生工生物技术有限公司。
1.2 基因组 DNA提取
采用经本研究室改良的 CTAB 法提取黄麻基因组
DNA [29]。
1.3 SRAP的 PCR及电泳
PCR 体系 20 μL, 含 50 ng μL−1 DNA 2 μL、4 μmol L–1
引物组合 3 μL、0.5 U Taq 酶 0.5 μL、10 mmol L–1 dNTPs 0.4
μL、10×buffer 2 μL、50 mmol L–1 Mg2+ 1.2 μL、dd H2O 10.9
μL。PCR 程序为 94℃预变性 5 min; 94℃变性 1 min, 33℃
退火 1 min, 72℃延伸 1 min 的条件下循环 5 次; 随后的 34
个循环复性温度提高到 55 , ℃ 最后 72℃延伸 5 min, 10℃
保存 10 min。采用 6%聚丙烯酰胺凝胶电泳。
1.4 ISSR的 PCR及电泳
PCR 体系 20 μL, 含 50 ng μL–1 DNA 2 μL、4 μmol L–1
引物组合 2 μL、0.5 U Taq 酶 0.4 μL、10 mmol L–1 dNTPs 0.4
μL、10×buffer (Mg2+) 2 μL、ddH2O 13.2 μL。ISSR 的 PCR
程序为 94℃预变性 5 min, 94℃变性 45 s, 52℃退火 1.5 min,
72℃延伸 1.5 min, 41 个循环; 最后 72℃延伸 7 min, 10℃
保存 10 min。采用 6%聚丙烯酰胺凝胶电泳。
1.5 进化时间计算及进化树绘制
清晰可辩的电泳条带全部用于统计分析, 按扩增条
带有无记数, 当某一扩增带出现时, 赋值为 1, 不存在赋
值为 0, 从而把图形资料转换成数据。参照李亚玲等 [30]
的方法计算进化时间和绘制进化树。
2 结果与分析
2.1 SRAP和 ISSR扩增情况的比较
23 对 SRAP 引物共扩增出 350 条带, 全部为多态性条
带, 平均每对引物扩增的多态性条带为 15.2, 多态性比率
为 100%。而 14 条 ISSR 共扩增出 161 条带, 其中 158 条
具有多态性, 平均每条引物扩增的多态性条带数为 11.3,
多态性条带比率为 98.1%。由上可知, SRAP 方法的多态
性条带比率和每条引物扩增的多态性条带数均高于 ISSR
方法。
2.2 以 SRAP方法构建进化树
根据 SRAP 数据构建的进化树, 可将供试黄麻种质
资源按由远而近的演化顺序分为 4 部分, 分别为 8 个近缘
野生种组成的第 I 部分, 29 份长果黄麻组成的第Ⅱ部分, 9
份野生圆果黄麻组成的第 III 部分 , 48 份圆果黄麻组成
的第 IV 部分, 以及由 69(甜麻)和 34(NY/155/Co)组成的个
类。其中第 II 部分既有野生长果黄麻又有栽培长果黄麻,
而第 IV 部分除 44 个圆果栽培黄麻品种外, 还包括 4 份野
生圆果黄麻种质。从图 1 可知, 96 份供试黄麻种质资源大
致按类型被区别开来 , 进化分支长短各异 , 进化时间的
不同较好地体现在进化树上, 黄麻属种的起源早晚和演
化趋势可以较明确、清晰地展现出来。但部分野生圆果黄
麻没有被很好地区分出来, 种间遗传差异不明确。其中云
野 I-5(1)、紫苏麻(2)、廉江黄麻(3)和爱店野黄麻(7)等 4
份野生圆果黄麻与栽培圆果黄麻混杂在一起, 分支长度
亦很短, 无法明确其起源与演化趋势。第 II 部分最下部一
个小分支上聚集了 4 份来自不同国家的种质, 分别为印度
的翠绿(25)、巴基斯坦的巴长 4 号(26)和巴长 71(27)以及
越南的奠边黄麻(28), 其进化时间无从确定, 演化趋势无
法明确。由上可知, 单独用 SRAP 方法分析黄麻属的起源
与演化, 存在较难分析个别种质或类型的问题。
2.3 以 ISSR方法构建进化树
在基于 ISSR 数据所构建的进化树上, 近缘野生种和
长果种较有层次地排列开来, 进化分支长度亦有所差异,
进化时间亦可计算, 其演化趋势可较好地体现。但圆果黄
麻有许多品种聚在一起 , 无法区别开来 , 不易发现品种
间的演化趋势。如进化树最上部一个小分支上聚集了 10
个品种, 分别为来自中国台湾的淡红皮 4 号(74)、桃园青
皮(73)、台湾绿果(72)、台湾 8 号(71)、台湾加利麻(70), 来
自中国贵州的榕江黄麻(79)、贵独 3 号(75), 来自中国广
西的宜山黄麻(84), 来自中国江西的土黄麻(86)以及来自
中国四川的冬不老(77)。这导致无法科学分析来自 3 个不
第 12 期 陶爱芬等: SRAP 和 ISSR 及两种方法结合在分析黄麻属起源与演化上的比较 2279
表 1 供试黄麻种质资源的代码、名称及来源
Table 1 Code, name, and origin of tested jute genotypes
代号
Code
名称
List name
原产地
Origin
类型
Genotype
1 云野 I-5 Yunye I-5 中国云南 Yunnan, China 野生圆果 Wild capsularis
2 紫苏麻 Zisu jute 中国广东 Guangdong, China 野生圆果 Wild capsularis
3 廉江黄麻 Lianjiang jute 中国广东 Guangdong, China 野生圆果 Wild capsularis
4 YA/026Cc 泰国 Thailand 野生圆果 Wild capsularis
5 Y/129Cc 泰国 Thailand 野生圆果 Wild capsularis
6 圆果麻 Capsularis jute 中国四川 Sichuan, China 野生圆果 Wild capsularis
7 爱店野黄麻 Aidian wild capsularis 中国广西 Guangxi, China 野生圆果 Wild capsularis
8 kvc/094Cc 尼泊尔 Nepel 野生圆果 Wild capsularis
9 Y/107 泰国 Thailand 半野生长果 Semi-wild olitorius
10 印度 205 India 205 印度 India 栽培圆果 Cultivated capsularis
11 YA/024 泰国 Thailand 栽培圆果 Cultivated capsularis
12 YA/028 泰国 Thailand 野生圆果 Wild capsularis
13 YA/038 泰国 Thailand 野生圆果 Wild capsularis
14 DS/038c 肯尼亚 Kenya 半野生长果 Semi-wild olitorius
15 XU/057 印度尼西亚 Indonesia 半野生长果 Semi-wild olitorius
16 Y/108 泰国 Thailand 半野生长果 Semi-wild olitorius
17 Y/142 泰国 Thailand 半野生长果 Semi-wild olitorius
18 南阳野生长果 Nanyang wild olitorius 中国河南 Henan, China 野生长果 Wild olitorius
19 马里野生长果 Mali wild olitorius 马里 Mali 野生长果 Wild olitorius
20 Y/110Cc 泰国 Thailand 野生圆果 Wild capsularis
21 Y/126Cc 泰国 Thailand 野生圆果 Wild capsularis
22 X/087 坦桑尼亚 Tanzania 野生长果 Wild olitorius
23 Y/105Co 泰国 Thailand 野生长果 Wild olitorius
24 郁南长果 Yunan olitorius 中国广东 Guangdong, China 栽培长果 Cultivated olitorius
25 翠绿 Cuilü 印度 India 栽培长果 Cultivated olitorius
26 巴长 4 号 Bachang 4 巴基斯坦 Pakistan 栽培长果 Cultivated olitorius
27 巴麻 71 Bama 71 巴基斯坦 Pakistan 栽培长果 Cultivated olitorius
28 奠边黄麻 Dianbian jute 越南 Vietnam 栽培长果 Cultivated olitorius
29 日本长果 Japan olitorius 日本 Japan 栽培长果 Cultivated olitorius
30 古巴长荚 Cuba Changjia 古巴 Cuba 栽培长果 Cultivated olitorius
31 西贡长荚 Saigon Changjia 越南 Vietnam 栽培长果 Cultivated olitorius
32 印度墨绿子 India Molüzi 印度 India 栽培长果 Cultivated olitorius
33 JRO/550 尼泊尔 Nepal 栽培长果 Cultivated olitorius
34 NY/155/Co 坦桑尼亚 Tanzania 栽培长果 Cultivated olitorius
35 JRC/551 尼泊尔 Nepal 栽培长果 Cultivated olitorius
36 JRC/564 尼泊尔 Nepal 栽培长果 Cultivated olitorius
37 JRC/584 尼泊尔 Nepal 栽培长果 Cultivated olitorius
38 DS/015 孟加拉国 Bangladesh 栽培长果 Cultivated olitorius
39 SM/034 肯尼亚 Kenya 栽培长果 Cultivated olitorius
40 BL/106Co 肯尼亚 Kenya 栽培长果 Cultivated olitorius
41 0-1 孟加拉国 Bangladesh 栽培长果 Cultivated olitorius
42 梅峰 2 号 Meifeng 2 中国福建 Fujian, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
43 日本 7 号 Japan 7 日本 Japan 栽培圆果 Cultivated capsularis
44 闽革 3 号 Minge 3 中国福建 Fujian, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
45 粤圆 5 号 Yueyuan 5 中国广东 Guangdong, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
46 闽麻 369 Minma 369 中国福建 Fujian, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
47 尤溪铁尖麻 Youxi Tiejian jute 中国福建 Fujian, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
48 琼粤青 Qiongyueqing 中国湖南 Hunan, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
49 永安淡红皮 Yong’an Danhongpi 中国福建 Fujian, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
2280 作 物 学 报 第 37 卷
(续表 1)
代号
Code
品种名称
List Name
原产地
Origin
类型
Genotype
50 揭阳麻 Jieyang jute 中国广东 Guangdong, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
51 JRC-212 印度 India 栽培圆果 Cultivated capsularis
52 东莞青皮 Dongguan Qingpi 中国广东 Guangdong, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
53 浦城黄麻 Pucheng jute 中国福建 Fujian, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
54 邵武黄麻 Shaowu jute 中国福建 Fujian, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
55 莆田青皮 Putian Qingpi 中国福建 Fujian, China 栽培长果 Cultivated olitorius
56 连江黄麻 Lianjiang jute 中国福建 Fujian, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
57 诏安青皮 Zhao’an Qingpi 中国福建 Fujian, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
58 南靖青皮 Nanjing Qingpi 中国福建 Fujian, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
59 广西长果 Guangxi olitorius 中国广西 Guangxi, China 栽培长果 Cultivated olitorius
60 三体 Santi 印度 India 栽培长果 Cultivated olitorius
61 巴圆 6 号 Bayuan 6 巴基斯坦 Pakistan 栽培圆果 Cultivated capsularis
62 越南 54 Viet Nam 54 越南 Vietnam 栽培圆果 Cultivated capsularis
63 越南圆果 Viet Nam capsularis 越南 Vietnam 栽培圆果 Cultivated capsularis
64 大分青皮 Dafen Qingpi 日本 Japan 栽培圆果 Cultivated capsularis
65 牛刷条 Niushuatiao 中国四川 Sichuan, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
66 海南琼山 Hainan Qiongshan 中国广东 Guangdong, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
67 粤引 1 号 Yueyin 1 中国广东 Guangdong, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
68 假黄麻 C. acutangularis 非洲 Africa 近缘野生种 Relative wild species
69 甜麻 Sweet jute 中国云南 Yunnan, China 近缘野生种 Relative wild species
70 台湾伽俐麻 Taiwan Jiali jute 中国台湾 Taiwan, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
71 台湾 8 号 Taiwan 8 中国台湾 Taiwan, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
72 台湾绿果 Taiwan Lüguo 中国台湾 Taiwan, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
73 桃园青皮 Taoyuan Qingpi 中国台湾 Taiwan, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
74 淡红皮 4 号 Danhongpi 4 中国台湾 Taiwan, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
75 贵独 3 号 Guidu 3 中国贵州 Guizhou, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
76 上饶一撮英 Shangrao Yicuoying 中国江西 Jiangxi, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
77 冬不老 Dongbulao 中国四川 Sichuan, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
78 琼粤红 Qiongyuehong 中国湖南 Hunan, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
79 榕江黄麻 Rongjiang jute 中国贵州 Guizhou, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
80 陆丰黄麻 Lufeng jute 中国广东 Guangdong, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
81 荣昌算盘子 Rongchang Suanpanzi 中国四川 Sichuan, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
82 安福黄麻 Anfu jute 中国江西 Jiangxi, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
83 荣昌驼驼麻 Rongchang Tuotuo jute 中国四川 Sichuan, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
84 宜山黄麻 Yishan jute 中国广西 Guangxi, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
85 和字 4 号 Hezi 4 中国江西 Jiangxi, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
86 土黄麻 Local jute 中国江西 Jiangxi, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
87 陆川黄麻 Luchuan jute 中国广西 Guangxi, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
88 球型光果 Qiuxing Guangguo 中国湖南 Hunan, China 栽培圆果 Cultivated capsularis
89 漳浦假黄麻 Zhangpu acutangularis 中国福建 Fujian, China 近缘野生种 Relative wild species
90 南阳假黄麻 Nanyang acutangularis 中国河南 Henan, China 近缘野生种 Relative wild species
91 三室种 C. trilocularis 非洲 Africa 近缘野生种 Relative wild species
92 假长果 Pseudo-olitorius 非洲 Africa 近缘野生种 Relative wild species
93 三室种 21c Trilocularis 21c 非洲 Africa 近缘野生种 Relative wild species
94 三室种 19c Trilocularis 19c 非洲 Africa 近缘野生种 Relative wild species
95 三齿种 Tridens 非洲 Africa 近缘野生种 Relative wild species
96 海南野生圆果 Hainan wild capsularis 中国海南 Hainan, China 野生圆果 Wild capsularis
第 12 期 陶爱芬等: SRAP 和 ISSR 及两种方法结合在分析黄麻属起源与演化上的比较 2281
图 1 基于 SRAP 分子标记方法构建的辐射状进化树
Fig. 1 Dendrogram based on SRAP data
图 2 基于 ISSR 方法绘制的辐射状进化树
Fig. 2 Dendrogram based on ISSR data
同省份的 10 个地方圆果栽培黄麻的起源与演化。此外, 大
部分圆果栽培黄麻在进化树上分布密集, 无从清楚准确
地区分其代码 , 且分支长度很短 , 使得对栽培圆果黄麻
起源与演化的分析比较困难, 不易获得其起源与演化的
较理想和全面的结论。另外, 来自泰国的 2 份野生圆果种
质 Y/110Cc(20)和 Y/126Cc(21)处于同一分支, 无法区别
开来。而来自坦桑尼亚的栽培长果品种 NY/155/Co(34)单
独处于一个分支上, 其位置介于 2 份野生圆果黄麻 YA/038
(13)和 kvc/094Cc(8)之间, 这导致无法正确分析其起源和
演化趋势。综上所述, 单独使用 ISSR 方法对黄麻属起源
与演化进行分析时, 由于大部分栽培圆果黄麻密集聚集、
分支长度短 , 无法准确分析其起源与演化趋势 , 不易获
得关于黄麻属起源与演化的较全面的结论。
2.4 以 SRAP结合 ISSR方法构建进化树
SRAP 与 ISSR 两种方法结合所构建的进化树使供试
材料按类型区别开来, 近缘野生种、野生长果黄麻、半野
生长果黄麻、栽培长果黄麻、野生圆果黄麻和栽培圆果黄
麻排列清楚。这不仅体现出各类型黄麻的起源和进化趋势,
并且有利于各类型黄麻进化时间的计算、进化位置及其进
化地位的判断, 进而能得到关于黄麻起源与演化的较全
面、准确的结论。如我国的 4 个野生圆果黄麻类型, 爱店
野黄麻(7)、云野 I-5(1)、紫苏麻(2)和廉江黄麻(3)与栽培
圆果黄麻明显区分开来, 与同类型的野生圆果黄麻归为
一类 , 位置介于野生圆果黄麻与栽培圆果黄麻之间 , 很
好地体现出这 4 份种质与其他野生圆果黄麻及栽培圆果
黄麻在起源与演化上的递进关系。另外, 各类型种质资源
的演化趋势亦得到很好的体现, 如在供试近缘野生种中,
三室种(91)、三室种(19C)(94)、三室种(21C)(93)、假黄麻
(68)、漳浦假黄麻(89)、南阳假黄麻(90)位于同一分支上,
但分支长短不同, 其中三室种(21C)、漳浦假黄麻、南阳
假黄麻的分支短于另外 3 个种, 说明这几个种既有共同的
原始祖先, 又存在进化上的递进关系, 即三室种(21C)由
三室种演化而来, 漳浦假黄麻和南阳假黄麻由假黄麻演
化而来。综上所述, 用 SRAP 与 ISSR 标记结合的方法, 可
图 3 基于 SRAP 和 ISSR 结合方法绘制的辐射状进化树
Fig. 3 Dendrogram based on SRAP and ISSR data
2282 作 物 学 报 第 37 卷
得到较理想、较全面、较科学的关于黄麻属起源与演化趋
势的结论, 比单独使用 SRAP 或 ISSR 方法更理想。
3 讨论
3.1 ISSR标记方法
本研究认为, 单独采用 ISSR 方法对黄麻属进行起源
与演化的研究时 , 所构建的进化树存在一些问题 , 部分
种质聚在一起或不同类型混杂在一起, 不易明确和揭示
黄麻属的起源与演化趋势。我们推测其原因: (1)可能与
ISSR 标记在黄麻基因组中的分布有关, ISSR 扩增的是重
复序列间隔区 , 当植物中有较高的重复序列比例时 , 会
产生较多的多态性条带和较高的多态性比例 [31], 反之则
不易产生多态性, 黄麻基因组中重复序列比例可能较低,
因此影响了 ISSR 的扩增效果。(2)可能与采用的 ISSR 引
物数目不够多有关。理论上, 在生物种群的分类中, 作为
分类指标的 DNA 分子标记种类与位点使用越多, 分类结
果越接近种群关系的实际状况[32]。当引物数目不够多时,
将导致基因组覆盖程度不够高、揭示多态性位点数目不够
多等现象, 从而影响研究结果的全面性。(3)可能与 ISSR
技术本身的局限性有关, 在用 ISSR 进行相关研究时, 来
自非同源区域的具有相同迁移率的片段, 会导致遗传相
似性估计的失真和误差[13]。
3.2 SRAP标记方法
从各方面综合考虑 , 在分析黄麻属起源与演化时 ,
SRAP 标记方法优于 ISSR 方法。这与郭起荣[33]等和 Fu
等[34]在其他作物上的研究结果一致。这可能与 SRAP 引
物的扩增特点有关。SRAP 扩增的是 ORF 区域, 而 ORF
区域是基因序列的重要组成部分, ORF 的识别决定或基
本决定了基因对应的蛋白序列, 是证明一个 DNA 序列为
特定的蛋白质编码基因的部分或全部的先决条件, 亦是
在不同品种之间呈现差别的重要因素[22]。而且 SRAP 标
记正向引物设计的目的是为了特异结合开放阅读框区域
的外显子 , 外显子是转录序列 , 与其他标记相比提供的
信息更准确 , 其可分析的位点覆盖整个基因组 , 并且不
受季节和环境条件的影响 , 结果可靠 , 可提供完整的遗
传信息[35]。前人研究认为, SRAP 技术在生态型进化史上
比 AFLP 更具有一致性, 在对育种目标性状的评价方面明
显优于 RAPD 标记, 有较高的多态性标记比率, 是评价遗
传多样性、品种鉴定和系统发生的有效工具[36]。同时推
测与 SRAP 多态性引物数多于 ISSR 引物数有关。从理论
上说, 引物数目越多, 所覆盖的基因组信息越全面, 多态
性位点数越多, 获得的结果越可靠[37]。
但单独使用 SRAP 分子标记方法分析黄麻的起源与
演化也存在局限性。如在基于 SRAP 分子标记方法构建的
进化树状图上, 虽然大多数黄麻种质资源能按经典分类
类型排列 , 但个别种质则无法区分开来 , 导致无法明确
其进化趋势及体现与其他黄麻的演化关系。这可能与使用
的 SRAP 多态性引物数目不够多有一定关系。因此, 在进
行类似研究时 , 应采用尽量多的引物 , 扩增出尽量多的
多态性位点以覆盖整个基因组, 从而得到可靠的研究结
果。
3.3 SRAP与 ISSR结合的科学性
本研究认为, 采用 SRAP 与 ISSR 标记结合的方法,
能解决单独采用一种方法时难以分析的问题, 可以根据
所构建的进化树对黄麻属的起源与演化进行清晰、明确的
分析, 从而得到关于黄麻属起源时间、起源地点及演化趋
势比较理想的结论。我们推测 SRAP 与 ISSR 标记结合后
结果较理想的原因有二。一是两种方法的优缺点互补 ,
SRAP 为共显性标记, 而 ISSR 是显性标记, 二者原理不同,
扩增的序列也不同, 分别揭示了基因序列和基因组 DNA
序列的多态性 , 当二者结合使用时 , 可克服各自存在的
缺点, 达到优缺点互补的效果。虽然分子标记具有其独特
的优点 , 但不同的分子标记又有各自的缺陷 , 选择合适
的分子标记或将不同标记结合使用是进行相关研究时应
考虑的首要问题[38]。二是两种方法结合后引物数目增多,
揭示的多态性位点数更多, 因此所覆盖的基因组信息更
全面, 从而使分析结果更合理更可靠。
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