全 文 ：中国农业科学 2010,43(3):542-551
Scientia Agricultura Sinica doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2010.03.014

收稿日期：2009-05-19；接受日期：2009-07-20
基金项目：国家发改委中药材扶持项目[国发 018(2006)]、山东省科技攻关项目（2004GGA13707）
作者简介：王明明，硕士研究生。E-mail：aolai1211@163.com。通信作者王建华，教授。Tel：0538-8248226；E-mail：jhwangjh@163.com


木瓜属品种亲缘关系的 SRAP 分析
王明明 1，陈化榜 1，王建华 1，宋振巧 1，李圣波 2
（1 山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室，山东泰安 271018；2 山东亚特生态技术有限公司，山东临沂 266071）

摘要：【目的】探讨木瓜属品种的种源、亲缘关系以及遗传多样性，旨在为木瓜属品种的分类提供科学依据。
【方法】利用 22 个 SRAP（sequence-related amplified polymorphism）引物组合对 27 份品种和 5 份野生种进
行聚类分析、主坐标分析及遗传多样性的评价。【结果】共检测到 152 个多态性位点，平均每个引物组合 6.91 个
多态性位点，多态性位点百分数为 73.08%。聚类分析显示，32 份材料可划分为毛叶木瓜种系、西藏木瓜、皱皮木
瓜种系、日本木瓜种系 4 个类群。西藏木瓜与毛叶木瓜种系聚为一支，亲缘关系密切；日本木瓜种系和皱皮木瓜
种系聚为另一支，日本木瓜种系与毛叶木瓜种系亲缘关系最远，皱皮木瓜种系位于日本木瓜种系与毛叶木瓜种系
之间。遗传多样性分析显示，日本木瓜种系和皱皮木瓜种系的遗传多样性指数高于毛叶木瓜种系，可能与交配、
繁殖方式有关。属的水平上，种系间的遗传分化系数 GST =0.4969。【结论】SRAP 分子标记是研究木瓜属栽培品种
遗传关系的有效工具。结合形态特征和 SRAP 分析结果，花柱基部被毛的状态是鉴定木瓜属栽培品种种源的准确指
标之一。C.×superba 与皱皮木瓜亲缘关系较近，可作为皱皮木瓜种下的品种群。
关键词：木瓜属；品种；SRAP；遗传多样性

Genetic Relationship of Chaenomeles Cultivars Revealed
by SRAP Analysis
WANG Ming-ming1, CHEN Hua-bang1, WANG Jian-hua1, SONG Zhen-qiao1, LI Sheng-bo2
（1College of Agronomy, Shandong Agricultural University/State Key Laboratory of Crop Biology, Tai’an 271018, Shandong;
2 Shandong Yate Eco-tech Co. LTD., Linyi 266071, Shandong）

Abstract: 【Objective】 The botanical source, genetic relationship, and genetic diversity of Chaenomeles cultivars were probed.
The aim is to provide a scientific basis for Chaenomeles cultivars classification. 【Method】 The cluster analysis, principal coordinate
analysis and genetic diversity of 27 cultivars of Chaenomeles and 5 wild species were analyzed using 22 SRAP primer combinations.
【Result】 A total of 152 polymorphic loci were detected among these materials with average 6.91 polymorphic loci per SRAP
primer combination, and the percentage of polymorphic loci was 73.08%. The result of cluster analysis revealed that 32 materials
could be divided into 4 groups, namely C. cathayensis system, C. thibetica, C. speciosa system and C. japonica system. C. thibetica
appeared to be rather closely related to C. cathayensis system. C. japonica system and C. speciosa system clustered into together. C.
japonica system and C. cathayensis system were the most distantly related systems. C. speciosa system took an intermediate position
between C. japonica system and C. cathayensis system. Genetic diversity analysis showed that C. japonica system and C. speciosa
system were more diverse than C. cathayensis system. Differences in mating and breeding systems among the species can be
suggested as a possible explanation of the results. At the genus level, the coefficient of genetic differentiation among species (GST)
was 0.4969. 【Conclusion】 SRAP molecular markers was an effective research tool for genetic relationship of Chaenomeles
cultivars. Integrated morphological characters and SRAP analysis, the state of basal style hairiness was one of the accurate indicators
for identification of botanical source of Chaenomeles cultivars. C. × superba was closely related to C. speciosa, and could be used as
a cultivar group in C. speciosa.
Key words: Chaenomeles; cultivar; SRAP; genetic diversity
3 期 王明明等：木瓜属品种亲缘关系的 SRAP 分析 543
0 引言
【研究意义】木瓜属（Chaenomeles Lindley）植
物早春花繁色艳，秋天果实芳香，是重要的观赏花木、
药材和果品，世界各地广泛栽培。本属植物表型具有
很强的可塑性，种间杂交容易，变异类型和品种资源
十分丰富，虽然对园艺利用有很高的价值，但对种质
资源的鉴别和分类带来很大麻烦。若要更好地开发和
利用木瓜属植物资源，一方面要通过表型鉴定不断挖
掘丰富的优异种质，另一方面要利用分子标记技术，
揭示木瓜属品种间遗传关系，明晰品种的种源，建立
科学的品种分类体系，为进一步的育种研究奠定基础。
【前人研究进展】木瓜属属蔷薇科（Rosaceae）苹果
亚科（Maloideae），约有 4 种，即皱皮木瓜[C. speciosa
（Sweet）Nakai]、毛叶木瓜[C. cathayensis（Hemsl.）
Schneider]、日本木瓜[C. japonica（Thunb.）Lindley]
和西藏木瓜（C.thibetica Yü） [1] 。 Pseudocydonia
Schneider 首先作为木瓜属的一个组建立，后提升为以
木瓜[C. sinensis（Thouin）Koehne]为模式植物的单型
属，现已被大多数学者所承认[2-4]，本文采用这种观点。
Weber[5]通过对标本和活体材料的形态观察整理了
550 多个栽培品种，并把品种的来源划分为毛叶木瓜、
日本木瓜、皱皮木瓜、C .×californica Clarke ex Weber
（C. cathayensis × C. × superba）、C. × clarkiana Weber
（C. cathayensis × C. japonica）、C. × superba（Frahm）
Rehder（C. japonica × C. speciosa）、C. × vilmoriniana
Weber（C. cathayensis × C. speciosa）7 个类群，又按
花色将这些品种划分为白色（white）、白色和粉色
（white-and-pink）、粉色（pink）、橙色（orange）
和红色（red）5 大类群，再结合单瓣（single）、半重
瓣（semidouble）、重瓣（double）划分为 22 个小类
群。日本木瓜协会（ www.world-plants.com/boke/
hinsyu/index2.htm）从实用角度出发，将观赏品种分为
复色品种、颜色变化品种、瓣缘异色品种、单色单瓣
品种、单色重瓣品种、变化开放品种和外国品种等 7
类。Kaneko 等[6]对日本 31 个木瓜属观赏品种进行
RAPD 研究，并探讨了品种的种源和亲缘关系。在中
国，木瓜属植物种质资源和品种的调查与分类起步较
晚。邵则夏等[7]、王嘉祥等[8]、郑林等[9]先后对中国木
瓜属栽培品种进行了调查和初步分类。王嘉祥[10]采用
“二元分类法”对山东主产区木瓜属品种进行分类研
究，划分为 2 类 6 群 15 型的“2 元 3 级分类系统”，
但该分类系统未充分考虑品种的种源问题，其科学性
需要进一步验证。赵红霞等[11]对部分木瓜属观赏品种
进行数量分类学研究，但未就品种的种源进行说明。
臧德奎等[12]介绍了调查到的 20 个木瓜属品种，探讨
了这些品种种源的问题，对今后的研究具有一定的指
导意义。郑林等[13]研究了 17 个木瓜属品种和 2 个木
瓜品种的花粉亚显微形态，结果显示皱皮木瓜、日本
木瓜和 C.× superba 的亲缘关系最近，木瓜与其它分类
群关系疏远。王明明等[14]对 29 个木瓜属品种和 2 个
野生种进行数量分类学研究，将木瓜属栽培品种划分
为毛叶木瓜种系、西藏木瓜、皱皮木瓜种系和日本木
瓜种系 4 个表征群。日本木瓜种系独自聚为一支，与
毛叶木瓜种系的亲缘关系最远；毛叶木瓜种系、西藏
木瓜和皱皮木瓜种系聚为另一支，西藏木瓜与毛叶木瓜
的表型亲缘关系密切，皱皮木瓜种系位于日本木瓜种系
和毛叶木瓜种系之间与 C. × superba 和 C. × vilmoriniana
聚在一起。【本研究切入点】中国是木瓜属植物起源
中心[15]，变异类型和品种资源十分丰富，然而目前对
木瓜属植物品种资源的研究主要集中在形态学、孢粉
学领域。至今所开展的分子标记研究，也仅限于国外
品种，未能代表中国木瓜属植物品种资源的复杂性和
多样性。此外，随着新品种的选育和变异类型的调查
发现，出现同物异名、同名异物现象，品种种源和品
种间的亲缘关系模糊不清，缺乏完善的品种分类系统
等一系列问题，亟待对木瓜属植物品种进行进一步的
分类研究。【拟解决的关键问题】SRAP（sequence-
related amplified polymorphism）标记技术现已广泛应
用于植物种质资源鉴定和亲缘关系分析的研究[16-17]。
本研究拟利用 SRAP 标记技术对 27 份木瓜属品种和 5
份野生种进行亲缘关系研究和遗传多样性评价，探讨
品种种源问题，建立科学的木瓜属品种分类系统，以
期改善目前混乱的现状。
1 材料与方法
1.1 试验材料
本研究的试验材料（表 1）主要收集于山东临沂、
泰安以及北京等地区，活体材料于 2006—2007 年引种
到山东农业大学药用植物标本园，凭证标本保存于山
东农业大学药用植物研究室。每个品种选取 5 个单株
的幼叶，硅胶干燥后置于-20℃贮存备用。
1.2 基因组 DNA 提取
每个品种的 5 个单株幼叶为一个总 DNA 池，采
用简化的 SDS 法[18]提取植物材料总 DNA。DNA 浓度
和纯度用核酸浓度仪（Drop ND-1000）检测，用前每
544 中 国 农 业 科 学 43 卷
表 1 本研究所用的木瓜属品种（野生种）名称、花部主要特征及来源
Table 1 Names, main characters of flower morphology and source of Chaenomeles cultivars (wild species) used in the present
study
编号
No.
栽培品种或种
Cultivars or species
花色和花瓣数
Color and number of petal
花柱基部被毛
Style hairiness basally
来源
Source
1 a 长寿冠 C. japonica ‘Chojukan’ 猩红色，重瓣 Scarlet-red, double 无毛 Glabrous 日本新泻 Niigata, Japan
2 东洋锦 C. speciosa ‘Toyo-Nishiki’ 复色，单瓣 Multi-color, single 微毛 Slightly pubescent 日本关东 Kanto, Japan
3 世界一 C. speciosa ‘Sekaiichi’ 橙色，重瓣 Orange, double 无毛 Glabrous 日本新泻 Niigata, Japan
4 银长寿 C. × superba ‘Ginchoju’ 纯白色，重瓣 Pure white, double 微毛 Slightly pubescent 日本新泻 Niigata, Japan
5 长寿乐 C. × superba ‘Chojuraku’ 橙色，重瓣 Orange, double 微毛 Slightly pubescent 日本新泻 Niigata, Japan
6 单橙 C. × superba ‘Dancheng’ 橙色，重瓣 Orange, semidouble 微毛 Slightly pubescent 中国山东 Shandong, China
7 红娇 C. × vilmoriniana ‘Hongjiao’ 红色，单瓣 Red, single 有毛 Pubescent 中国山东 Shandong, China
8 罗扶 C. cathayensis ‘Luofu’ b 白色和粉色，单瓣 White-and-pink, single 有毛 Pubescent 中国山东 Shandong, China
9 长俊 C. cathayensis ‘Changjun’ 白色和粉色，单瓣 White-and-pink, single 有毛 Pubescent 中国山东 Shandong, China
10 红霞 C. cathayensis ‘Hongxia’ 白色和粉色，单瓣 White-and-pink, single 有毛 Pubescent 山东 Shandong, China
11 绿玉 C. cathayensis ‘Luyu’ 白色和粉色，单瓣 White-and-pink, single 有毛 Pubescent 中国山东 Shandong, China
12 沂锦 C. cathayensis ‘Yijin’ 白色和粉色，单瓣 White-and-pink, single 有毛 Pubescent 中国山东 Shandong, China
13 一品香 C. cathayensis ‘Yipinxiang’ 白色和粉色，单瓣 White-and-pink, single 有毛 Pubescent 中国山东 Shandong, China
14 沂州 2 号 C. cathayensis ‘Yizhou 2’ 白色和粉色，单瓣 White-and-pink, single 有毛 Pubescent 中国山东 Shandong, China
15 红花 C. cathayensis ‘Honghua’ 深红色，单瓣 Deep red, single 有毛 Pubescent 中国山东 Shandong, China
16 蜀红 C. speciosa ‘Shuhong’ 深红色，单瓣 Deep red, single 有毛 Pubescent 中国四川 Sichuan, China
17 白雪 C. speciosa ‘Snow’ 白色，单瓣 White, single 无毛 Glabrous 中国山东 Shandong, China
18 红艳 C. speciosa ‘Hongyan’ 红色，单瓣 Red, single 微毛 Slightly pubescent 中国山东 Shandong, China
19 云锦 C. speciosa ‘Yunjin’ 白色和粉色，单瓣 White-and-pink, single 微毛 Slightly pubescent 中国山东 Shandong, China
20 红星 C. speciosa ‘Hongxing’ 红色，单瓣 Red, single 微毛 Slightly pubescent 中国山东 Shandong, China
21 单白 C. japonica ‘Chujubai White’ 纯白色，单瓣 Pure white, single 无毛 Glabrous 中国山东 Shandong, China
22 碧雪 C. japonica ‘Bixue’ 淡绿，复瓣 Light green, semidouble 微毛 Slightly pubescent 中国山东 Shandong, China
23 猩红与金黄 C. × superba ‘Crimson and Gold’ 猩红色，单瓣 Scarlet-red, single 无毛 Glabrous 中国北京 Beijing, China
24 红粉女士 C. × superba ‘Pink Lady’ 粉红色，单瓣 Pink, single 微毛 Slightly pubescent 中国北京 Beijing, China
25 矮橙 C. japonica ‘Pygmaea’ 橙色，单瓣 Orange, single 无毛 Glabrous 中国北京 Beijing, China
26 毛雷 C. japonica ‘Maolei’ 橘红色，单瓣 Reddish orange, single 无毛 Glabrous 中国北京 Beijing, China
27 矮红 C. japonica ‘Aihong’ 红色，单瓣 Red, single 无毛 Glabrous 中国北京 Beijing, China
28 日本木瓜 C. japonica 橙色，单瓣 Orange, single 无毛 Glabrous 中国北京 Beijing, China
29 毛叶木瓜 1 C. cathayensis 1 白色和粉色，单瓣 White-and-pink, single 有毛 Pubescent 中国北京 Beijing, China
30 毛叶木瓜 2 C. cathayensis 2 白色和粉色，单瓣 White-and-pink, single 有毛 Pubescent 中国北京 Beijing, China
31 毛叶木瓜 3 C. cathayensis 3 白色和粉色，单瓣 White-and-pink, single 有毛 Pubescent 中国陕西 Shaanxi, China
32 西藏木瓜 C. thibetica 白色和粉色，单瓣 White-and-pink, single 有毛 Pubescent 中国西藏 Xizang, China
a 木瓜属品种的种源按王明明等[14]的划分；b 白色和粉色为花白色，花瓣边缘和背面带红晕
a The botanical source of Chaenomeles cultivars made reference to Wang Ming-ming et al.[14]; b White-and-pink to white flowers, petals edge and back with
flush

个样品稀释浓度为 50 ng·µL-1。
1.3 PCR 扩增
参照 Li 等[19]发表的引物，从 162 个引物组合中筛
选出 22 个结果稳定、条带清晰的引物组合用于木瓜属
栽培品种的研究（表 2 和表 3）。SRAP 反应体系为
25 µL：1×PCR Buffer，2.0 mmol·L-1 Mg2+，0.2 mmol·L-1
dNTPs，1.0 U Taq 酶，10 pmol 各引物，50 ng 模板
DNA。扩增程序为：94℃预变性 3 min；94℃变性 45 s，
3 期 王明明等：木瓜属品种亲缘关系的 SRAP 分析 545
35℃复性 45 s，72℃延伸 70 s，5 个循环；94℃变性
45 s，50℃复性 45 s，72℃延伸 70 s，30 个循环；72
℃延伸 7 min，4℃保存。PCR 扩增产物经 2%琼脂糖
凝胶（1×TAE）电泳（110 V，40 min）分离，EB 染
色后于凝胶成像系统（Tanon 3500）照相观察。
1.4 数据分析
根据扩增产物的电泳结果，凝胶上在相同迁移率
位置上有 DNA 条带的记为 1，无 DNA 条带的记为 0。
数据分析采用 NTSYS-pc version 2.1 和 POPGENE
version 1.6 软件。SRAP 引物多态性信息用多态位点数
和多态位点百分率估计。品种聚类分析采用 Nei 遗传
距离和 Jaccard 相似系数，采用非加权算术平均聚类
（UPGMA）方法聚类。主坐标分析采用 Nei 遗传距
离。品种的遗传多样性信息用 Shannon 信息指数 I 和
Nei 基因多样度 H 估计。品种的遗传分化采用遗传分
化系数 GST和基因流 Nm [Nm =0.5（1-GST）/GST]来估计。

表 2 用于 SRAP 分析的引物序列
Table 2 Primer sequences used in SRAP analyses
正向引物 Forward primers 序列 Primer sequence (5′→3′) 反向引物 Reverse primers 序列 Primer sequence (5′→3′)
ME1 TGAGTCCAAACCGGATA EM1 GACTGCGTACGAATTAAT
ME2 TGAGTCCAAACCGGAGC EM2 GACTGCGTACGAATTTGC
ME3 TGAGTCCAAACCGGAAT EM5 GACTGCGTACGAATTAAC
ME4 TGAGTCCAAACCGGACC EM6 GACTGCGTACGAATTGCA
ME5 TGAGTCCAAACCGGAAG EM8 GACTGCGTACGAATTAGC
ME6 TGAGTCCAAACCGGTAA EM9 GACTGCGTACGAATTACG
ME8 TGAGTCCAAACCGGTGC EM10 GACTGCGTACGAATTTAG
ME9 TGAGTCCAAACCGGTCA EM13 GACTGCGTACGAATTGGT
EM14 GACTGCGTACGAATTCAG
EM15 GACTGCGTACGAATTCTG
EM17 GACTGCGTACGAATTCCA
EM18 GACTGCGTACGAATTTCC

2 结果
2.1 SRAP 扩增结果
利用 22 个 SRAP 引物组合对 32 份材料的基因组
DNA 进行扩增（图 1），不同引物组合在木瓜属植物
材料扩增结果及多态性信息列于表 3。共检测到 152
个多态性位点，多态位点百分数为 73.08%，平均每个
引物组合 6.91 个。其中，引物组合 ME1-EM10 和
ME3-EM8 的多态性位点最多，均有 10 个；引物组合
ME5-EM4 多态性位点最少，仅有 2 个。每个 SRAP
引物组合平均有效等位基因数、Nei 基因多样度和
Shannon 信息指数分别为 1.3845、0.2310 和 0.3518；
其中，引物组合 ME9-EM14 的有效等位基因数、Nei
基因多样度和 Shannon 信息指数最高，分别为 1.7160、
0.3873 和 0.5545；引物组合 ME1-EM14、ME3-EM8、
ME2-EM1 和 ME6-EM10 的有效等位基因数、Nei 基
因多样度和 Shannon 信息指数也较大；引物组合
ME5-EM4 的有效等位基因数、Nei 基因多样度和
Shannon 信息指数最低，分别为 1.0780、0.0628 和
0.1118。各引物组合的遗传分化系数范围为 0.2175
（ME1-EM2）—0.6858（ME3-EM6），平均值为 0.4969。
2.2 聚类分析
32 份材料的 Nei 遗传距离范围是 1.0189（毛雷与
日本木瓜）—9.9224（毛叶木瓜 1 与毛叶木瓜 3），
Jaccard 相似系数范围是 0.4917（矮橙与西藏木瓜）
—0.9580（单橙与长寿乐）。UPGMA 聚类结果显示，
两种系数的聚类图完全一致。32 份材料的亲缘关系系
统树图如图 2。
从聚类图（图 2）可以看出，聚类分析将本研究
中的木瓜属栽培品种分为 2 个类群，每个类群又可以
划分为 2 个亚类群。根据栽培品种和野生种的来源将
其划分为 4 个种系，即毛叶木瓜种系（Ⅰ）、西藏木
瓜（Ⅱ）、皱皮木瓜种系（Ⅲ）和日本木瓜种系（Ⅳ），
对这些栽培品种表型性状的数量分类学研究结果也支
持这一划分[14]。
聚类图中（图 2），西藏木瓜（Ⅱ）与毛叶木瓜
546 中 国 农 业 科 学 43 卷


图 1 引物组合 ME1-EM2（A）和 ME1-EM10（B）对木瓜属植物品种的 SRAP 扩增结果
Fig. 1 SRAP patterns of Chaenomeles cultivars amplified with the primer pair ME1-EM2 (A) and ME1-EM10 (B)

表 3 本研究所用 SRAP 引物组合的扩增结果及多态性信息
Table 3 Results and the polymorphism information of SRAP primer combinations used in the present study
引物 Primer Npl Ppl Ne H I GST 引物 Primer Npl Ppl Ne H I GST
ME1-EM2 8 72.73 1.3303 0.2074 0.3229 0.2175 ME5-EM2 5 45.45 1.2168 0.1345 0.2090 0.4773
ME1-EM5 9 75.00 1.3278 0.2004 0.3135 0.6624 ME5-EM4 2 33.33 1.0780 0.0628 0.1118 0.2807
ME1-EM10 10 76.92 1.4684 0.2678 0.3995 0.3787 ME5-EM14 7 58.33 1.3345 0.2050 0.3099 0.3728
ME1-EM14 8 88.89 1.5661 0.3172 0.4673 0.4637 ME5-EM18 6 85.71 1.4049 0.2573 0.4001 0.3817
ME2-EM1 8 88.89 1.5153 0.3119 0.4705 0.5215 ME6-EM2 4 66.67 1.2312 0.1622 0.2668 0.4203
ME2-EM9 6 66.67 1.2998 0.1963 0.3064 0.2713 ME6-EM10 9 90.00 1.4999 0.3020 0.4579 0.3771
ME2-EM17 4 57.14 1.4241 0.2407 0.3491 0.5637 ME6-EM18 7 77.78 1.4316 0.2442 0.3659 0.3783
ME3-EM6 7 63.64 1.2683 0.1739 0.2748 0.6858 ME8-EM18 7 70.00 1.2842 0.1808 0.2859 0.4238
ME3-EM8 10 83.33 1.6239 0.3120 0.4661 0.3041 ME9-EM2 8 80.00 1.2967 0.1962 0.3188 0.2941
ME3-EM15 6 75.00 1.4719 0.2679 0.3957 0.3705 ME9-EM13 6 60.00 1.2811 0.1748 0.2723 0.4517
ME4-EM10 7 100.00 1.4699 0.2796 0.4266 0.4341 ME9-EM14 8 88.89 1.7160 0.3873 0.5545 0.5972
Mean 6.9 73.08 1.3845 0.2310 0.3518 0.4969
Npl：多态位点数；Ppl：多态位点百分率；Ne：有效等位位点数；H：Nei 基因多样度；I：Shannon 信息指数；GST：遗传分化系数
Npl: Number of polymorphic loci; Ppl: Percentage of polymorphic loci; Ne: Effective number of alleles; H: Nei’s gene diversity; I: Shannon’s information index;
GST: Coefficient of gene differentiation

种系（Ⅰ）聚为一个类群。俞德浚等[20]认为西藏木瓜
近似毛叶木瓜，区别在于本种叶片全缘，叶片下面密
被褐色绒毛。Bartish 等[21]、王明明等[14]也认为西藏木
瓜与毛叶木瓜亲缘关系十分紧密。本研究结果也显示
出二者密切的亲缘关系。
皱皮木瓜种系（Ⅲ）和日本木瓜种系（Ⅳ）聚为
另一个类群。日本木瓜种系与毛叶木瓜种系的亲缘关
系最远，皱皮木瓜种系位于日本木瓜种系和毛叶木瓜
种系之间，与日本木瓜种系亲缘关系较近，与 RAPD[22]
和孢粉学[13]的研究结论一致。同工酶[23]和数量分类研
究[14]则认为日本木瓜是独立的分类群，皱皮木瓜与毛
叶木瓜亲缘关系较近，与本研究结论不同。
2.3 主坐标分析
对32份材料SRAP标记的原始矩阵进行主坐标分
3 期 王明明等：木瓜属品种亲缘关系的 SRAP 分析 547


图 2 木瓜属品种资源的 Nei 遗传距离 UPGMA 聚类图
Fig. 2 Dendrogram of Chaenomeles species and cultivars
resulting from UPGMA analysis based on Nei’s
genetic distance

析，前 3 个主坐标的贡献率分别为 55.52%、10.64%和
8.53%。从第 1、2 主坐标的二维散点图和前 3 个主坐
标的三维散点图（图 3）可以看出，除‘长寿冠’外，
主坐标分析和聚类分析所得结果基本一致。
散点图（图 3）显示，‘长寿冠’与皱皮木瓜的
亲缘关系较近，聚类图则显示‘长寿冠’属于日本木
瓜种系，说明该品种的来源背景复杂。形态观察显示，
‘长寿冠’植株矮小；枝条细弱、广开，有细刺；小
枝粗糙，二年生枝有疣点，具有明显的日本木瓜特征；
叶片椭圆形至椭圆状披针形，叶缘锯齿尖锐或钝；花
色深红，重瓣，与其它日本木瓜品种又有明显不同。
Masuda 认为该品种可能是‘红单白’（Beni-chujubai）
和‘红牡丹’（Beni-botan）的杂交种[6]。RAPD 研
究[6]结果显示，该品种与‘单白’（Shiro-chujubai，
即 Chujubai White）聚为一起，种源是日本木瓜。
本研究聚类结果也显示，‘长寿冠’与‘单白’
（Chujubai White）的亲缘关系较近。主坐标分析与
聚类分析结果的差异，说明‘长寿冠’可能是皱皮
木瓜品种或 C.×superba 与日本木瓜品种回交的结
果。




PC1 为 55.52%，PC2 为 10.64%，PC3 为 8.53%；□毛叶木瓜种系，◆
西藏木瓜，○皱皮木瓜种系，▽日本木瓜种系；品种序号见表 1
PC1 55.52%, PC2 10.64% and PC3 8.53%; □ C. cathayensis system, ◆ C.
thibetica, ○ C. speciosa system, ▽ C. japonica system; Serial numbers of
cultivars referred to Table 1

图 3 木瓜属植物品种主坐标分析的三维散点图
Fig. 3 Three-dimensional representation of principal coordinate
analysis among individual cultivars of Chaenomeles
species

2.4 遗传多样性评价
利用 POPGENE 对试验数据进行各项参数的统计
分析，结果列于表 4（西藏木瓜仅有 1 个材料，未列
表内）。表 4 显示，在种的水平上，皱皮木瓜多态位
点数目最多，为 98 个，多态位点百分数 47.12%。有
效等位位点数、Nei 基因多样度和 Shannon 信息指数
以日本木瓜最高（Ne = 1.3147，H = 0.1777，I = 0.2610）。
毛叶木瓜无论是多态位点数目（Npl = 94）还是观测的
等位位点数（Na = 1.4519）、有效等位位点数（Ne =
1.2483）、Nei 基因多样度（H = 0.1447）和 Shannon
信息指数（I=0.2187）均最低。在属的水平上，总的
多态位点百分数为 73.08%，Nei 基因多样度 H =
0.2310，Shannon 信息指数 I = 0.3518；种系间的遗传
分化系数 GST = 0.4969，比同功酶（Gsp/ge = 0.435）和
RAPD（Gsp/ge = 0.446）[21]研究结果略大，根据 GST计
算得种系间的基因流 Nm = 0.5062。
548 中 国 农 业 科 学 43 卷
表 4 木瓜属植物品种资源的遗传多样性
Table 4 Genetic diversity of Chaenomeles cultivars
分类群 Taxon Npl Ppl Na Ne H I
C. cathayensis 94 45.19 1.4519 (0.4989)1) 1.2483 (0.3585) 0.1447 (0.1918) 0.2187 (0.2742)
C. speciosa 98 47.12 1.4712 (0.5004) 1.2988 (0.3816) 0.1708 (0.2045) 0.2529 (0.2920)
C. japonica 96 46.15 1.4615 (0.4997) 1.3147 (0.3928) 0.1777 (0.2092) 0.2610 (0.2982)
Chaenomeles 152 73.08 1.7308 (0.4446) 1.3845 (0.3531) 0.2310 (0.1870) 0.3518 (0.2631)
1)方差。Npl：多态位点数；Ppl：多态位点百分率；Na：观测的等位位点数；Ne：有效等位位点数；H：Nei 基因多样度；I：Shannon 信息指数
1) Standard error in parenthesis. Npl: Number of polymorphic loci; Ppl: Percentage of polymorphic loci; Na: Observed number of alleles; Ne: Effective number of
alleles; H: Nei’s gene diversity; I: Shannon’s information index

3 讨论
3.1 基于 SRAP 标记的品种间亲缘关系分析
本研究的目的之一是明确木瓜属植物栽培品种的
种源问题，探讨品种间的遗传关系，因此在 32 份材料
中，除 27 份栽培品种外，还选用了 1 份日本木瓜、1
份西藏木瓜和 3 份毛叶木瓜野生种。通过 Nei 遗传距
离和 Jaccard 相似系数的聚类分析，将这些栽培品种划
分到不同的种系下，基本上明确了这些品种的种源问
题。
聚类分析显示（图 2），‘沂州 2 号’、‘长俊’、
‘绿玉’、‘罗扶’、‘红霞’、‘一品香’、‘沂
锦’等山东产区的主要果用品种的种源是毛叶木瓜。
不同意王嘉祥[10]将其划分为皱皮木瓜，支持臧德奎
等[12]将其划分为毛叶木瓜。在这些果用品种中，‘长
俊’、‘绿玉’、‘罗扶’、‘沂州 2 号’等品种与
‘红霞’、‘一品香’、‘沂锦’等品种分化明显，
支持王明明等[14]将其划分为两个不同的种下品种类
群。‘红娇’和‘蜀红’在数量分类学研究[14]中划分
在皱皮木瓜种系中，但 SRAP 分析表明它们均属于毛
叶木瓜种系。形态观察发现，‘红娇’花红色，叶片
卵形或椭圆形，叶缘锯齿尖锐而阔，与皱皮木瓜十分
相似，但花柱基部被绵毛，又与毛叶木瓜十分相似。
数量分类研究[14]认为‘蜀红’属于皱皮木瓜种系，臧
德奎等 [12]则认为‘蜀红’的种源是毛叶木瓜，与
SRAP 分析一致。形态观察发现，‘蜀红’叶片椭圆
形，叶缘锯齿尖锐密集，叶片下面无毛，幼时仅中脉
具毛，花深红色，但花柱基部有毛。
在皱皮木瓜种系中，‘单橙’（‘长寿乐’的单
瓣变型，花瓣 5—8）、‘长寿乐’、‘世界一’和‘银
长寿’聚为一支，表现出较近的亲缘关系；‘东洋
锦’、‘白雪’、‘红星’、‘红艳’、‘云锦’等
品种则与 C.×superba 品种‘猩红与金黄’和‘红粉
女士’聚为另一支。数量分类研究[14]认为‘碧雪’的
种源是日本木瓜，臧德奎等 [12]则认为‘碧雪’是
C.×superba，本研究聚类分析认为‘碧雪’属皱皮木
瓜种系，与‘红艳’亲缘关系最近。
聚类图（图 2）中，日本木瓜种系栽培品种间的
亲缘关系较疏远，‘长寿冠’、‘单白’、‘矮橙’
等品种与‘毛雷’、‘矮红’、日本木瓜野生种分化
为不同的两支。
Weber[5,15]认为 C.×superba（C. japonica × C.
speciosa）的表型特征倾向于日本木瓜，相比皱皮木瓜，
与日本木瓜的亲缘关系更近。RAPD[22]、同工酶[23]、
孢粉学[13]、数量分类学[14]以及本研究结果均表明，
C.×superba 与皱皮木瓜的亲缘关系较日本木瓜更近，
并且 C.×superba 分散在皱皮木瓜中，未表现出独立的
系统位置。因此认为 C.×superba 可用于皱皮木瓜种
下的一个品种类群。
本研究中，皱皮木瓜种系与日本木瓜种系聚为一
大类群，说明两者的亲缘关系较近。RAPD[22]和孢粉
学[13]研究支持这一结论。同工酶[23]和数量分类研究[14]
则认为皱皮木瓜与毛叶木瓜亲缘关系较近。形态观察
发现，毛叶木瓜和皱皮木瓜在叶长、株高、株形、叶
形等性状较接近，日本木瓜则表现出明显的差异。数
量分类[14]的主成分分析也发现，第 1 主成分中叶长、
株高、株形、幼叶被毛、叶形等性状的特征向量绝对
值较大，这可能是导致表型性状聚类结果与本研究结
果不一致的原因。这说明表型性状与遗传背景存在不
一致性，也说明若要全面了解和分析研究材料，需要
将分子生物学和表型形态兼顾起来，不能过分强调某
一类性状。
3.2 品种遗传多样性分析
遗传多样性分析表明，日本木瓜种系和皱皮木瓜
3 期 王明明等：木瓜属品种亲缘关系的 SRAP 分析 549
种系的遗传多样性比毛叶木瓜种系丰富，造成这种结
果的原因可能是不同种系在交配体系和繁殖方式上存
在差异[21]。
对受精过程的研究[24]表明，日本木瓜具有很强的
自交不亲和现象，自花授粉的柱头上只有很少花粉粒
能够萌发，萌发的花粉管生长十分缓慢，经常在花柱
中受阻。这说明日本木瓜存在较高的异交率，从而使
其表型和基因型上表现出较高的多样性。
自交不亲和现象同样也发生在皱皮木瓜中。在 18
世纪末（1796 年）引种到欧洲后，皱皮木瓜一直未能
结果，直到把不同类型的植株种植在相邻的地方时，
才获得果实[15]。笔者在调查过程中也发现，皱皮木瓜
的一些品种，如‘红艳’在单独种植时不结果，将它
引种到山东农业大学药用植物标本园后就能够正常结
果。
毛叶木瓜可能存在多种交配方式。Weber[15]认为
自交不亲和现象也出现在毛叶木瓜中。Bartish 等[21]
认为双亲近交（biparental inbreeding）是毛叶木瓜主要
的交配体系。笔者在调查过程中发现不少品种如‘罗
扶’、‘长俊’、‘绿玉’等果用品种，存在自交或
无融合生殖现象，但需进一步研究证明。此外，本研
究中的果用品种主要是通过对形态特征和芽变的选择
而来，遗传背景较窄，也可能是造成遗传多样性较低
的原因。
与 Bartish 等[21]的遗传多样性研究相比，本研究中
各种系的遗传多样性均较低，说明本研究中搜集的品
种的遗传背景较窄，未能充分代表中国木瓜属种质资
源的多样性和复杂性，若要全面评估中国木瓜属种质
资源的遗传多样性，还需要进一步收集全国不同产区
的栽培材料，扩大种质资源圃的规模，为更好开发和
利用木瓜属种质资源奠定坚实的基础。
3.3 皱皮木瓜来源问题
Weber[15]研究发现，C.×clarkiana（C. cathayensis
×C. japonica）与皱皮木瓜表型很难区分，皱皮木瓜
的形态特征和变异范围介于日本木瓜和毛叶木瓜之
间，认为皱皮木瓜可能来源于二者的杂交种。Bartish
等[21]也支持这一观点。基于表型的数量分类研究发
现[14]，木瓜属植物的形态特征表现出两个相反倾向，
即日本木瓜和毛叶木瓜处于多数形态性状的两个极
端，皱皮木瓜位于中间。
本研究聚类分析显示，皱皮木瓜种系位于日本木
瓜种系和毛叶木瓜种系之间，与 C.×superba 聚在一
起，对这些栽培品种的表型聚类[14]也得到相似的结
果，支持皱皮木瓜来源于日本木瓜和毛叶木瓜的杂交
种这一假设。这也许可以解释毛叶木瓜、日本木瓜、
皱皮木瓜三者之间杂交十分容易的原因，也可以解释
为什么种间杂种 C.×superba 与皱皮木瓜聚在一起不
表现出单独的系统位置。
3.4 木瓜属品种种源的鉴别依据
栽培植物起源于野生植物，品种分类标准应首先
放在种的分类基础之上，同一种起源的品种，不论是
一个种的变种或一个种的染色体加倍所成的多倍体，
均应列为一个种系[25]。
Weber[15]认为叶片特征是非常好的木瓜属植物鉴
别性状：日本木瓜叶片倒卵形至匙形，叶缘锯齿圆钝，
幼时无毛；毛叶木瓜叶片椭圆形或披针形，叶缘芒状
细尖锯齿，幼时背面密被褐色绒毛；皱皮木瓜叶片卵
形至椭圆形，锯齿尖锐，无毛或幼时沿背面叶脉有短
柔毛。本研究聚类图显示（图 2），‘红娇’、‘蜀
红’、‘红霞’、‘一品香’、‘沂锦’等品种的种
源是毛叶木瓜，但形态观察发现这些品种的叶片特征
与其它毛叶木瓜品种存在较大的差异：‘红娇’成叶
卵形或椭圆形，叶缘锯齿尖锐稀疏，与皱皮木瓜十分
相似；‘蜀红’、‘红霞’、‘一品香’、‘沂锦’
叶片长椭圆形，叶缘锯齿尖锐密集，无刺芒状特征，
与毛叶木瓜迥异。毛叶木瓜幼叶背面密被绒毛，但除
毛叶木瓜 2 和毛叶木瓜 3 外，其它毛叶木瓜材料幼叶
背面仅被少量柔毛或沿叶脉有短柔毛。在日本木瓜种
系中，‘长寿冠’叶片椭圆形至椭圆状披针形，也表
现出皱皮木瓜的特征。这说明由于种间杂交的频繁，
叶片特征与种系之间存在着不一致性。
Nakai 认为花柱基部是否被毛是鉴定木瓜属植物
重要的性状[15]：毛叶木瓜花柱基部被柔毛或绵毛，日
本木瓜花柱基部无毛，皱皮木瓜无毛或稍有毛。尽管
‘红娇’、‘蜀红’、‘红霞’、‘一品香’、‘沂
锦’等品种的叶片特征与毛叶木瓜存在差异，但这些
品种的花柱基部均被柔毛或绵毛，与毛叶木瓜一致。
基于 SRAP 分析的聚类结果显示，32 份材料被划分为
2 个类群，其中毛叶木瓜种系和西藏木瓜组成一个类
群，皱皮木瓜种系和日本木瓜种系组成另一类群，这
与根据花柱基部被毛的状态的划分是一致的。因此，
本研究认为花柱基部被毛的状态相比叶片特征更不易
受环境条件的影响，在不同木瓜种系中表现更为稳定，
与种系的一致性更高，是鉴定木瓜属植物品种种源的
准确指标之一。
结合形态特征和 SRAP 研究结果，木瓜属品种种
550 中 国 农 业 科 学 43 卷
源的分种检索表如下：
1. 花柱基部被柔毛或绵毛。
2. 叶 边 有 锯 齿 。 …1. 毛 叶 木 瓜 种 系 C.
cathayensis
2. 叶边全缘或仅叶尖有少量刺芒状细锯
齿。…………………… 2.西藏木瓜 C. thibetica
1. 花柱基部被无毛或稍有毛。
3. 灌木，枝条直立，具短刺；叶边有尖锐锯齿，
齿尖开展；果实中型，直径 4—6 cm。………………
…………………………… 3. 皱 皮 木 瓜 种 系 C.
speciosa
3. 矮灌木，枝条广开，有细刺；叶边有圆钝锯齿，
齿尖向内合拢；果实小型，直径 3—4 cm。………………
…………………………… 4. 日 本 木 瓜 种 系 C.
japonica
4 结论
（1）本研究中，SRAP 分析将 32 份木瓜属栽培品
种划分为毛叶木瓜种系、西藏木瓜、皱皮木瓜种系和
日本木瓜种系等 4 个种系，基本上明确了这些品种的
种源问题；遗传多样性分析显示出这些品种具有较高
的遗传分化，说明 SRAP 标记技术适宜于木瓜属植物
品种的鉴定和遗传多样分析。
（2）皱皮木瓜具有毛叶木瓜和日本木瓜种间杂种
的特征。本研究聚类结果显示 C. × superba 与皱皮木
瓜种系亲缘关系紧密，其品种分散在皱皮木瓜种系中，
可作为皱皮木瓜种下的分类群。
（3）结合 SRAP 分析结果和形态学性状比较，相
比叶部形状，花柱基部被毛状态在不同种系中表现更
稳定，与分子标记的聚类结果一致，可作为木瓜属栽
培品种种源鉴定的准确指标之一。

致谢：本研究由山东省沂州木瓜研究所管兆国先生提供
选育品种，在此表示感谢。

References
[1] Phipps J B, Smith P G, Rohrer J R. A checklist of the subfamily
Maloideae (Rosaceae). Canadian Journal of Botany, 1990, 68:
2209-2269.
[2] Robertson R K, Phipps J B, Rohrer J R, Smith P G. A synopsis of
genera in Maloideae (Rosaceae). Systematic Botany, 1991, 16(2):
376-394.
[3] 吴征镒, 路安民, 汤彦承, 陈之端, 李德铢. 中国被子植物科属综
论. 北京: 科学出版社, 2003: 649.
Wu Z Y, Lu A M, Tang Y C, Chen Z D, Li D Z. The Families and
Genera of Angiosperms in China: A Comprehensive Analysis. Beijing:
Science Press, 2003: 649. (in Chinese)
[4] Potter D, Eriksson T, Evans R C, Oh S, Smedmark J E E, Morgan D R,
Kerr M, Robertson K R, Arsenault M, Dickinson T A, Campbell C S.
Phylogeny and classification of Rosaceae. Plant Systematics and
Evolution, 2007, 266: 5-43.
[5] Weber C. Cultivars in the genus Chaenomeles. Arnoldia, 1963, 23:
17-75.
[6] Kaneko Y, Nagaho I, Bang S W, Matsuzawa Y. Classification of
flowering quince cultivars (genus Chaenomeles) using random
amplified polymorphic DNA markers. Breeding Science, 2000, 50:
139-142.
[7] 邵则夏, 陆 斌, 刘爱群, 姚京洲. 云南的木瓜种质资源. 云南林
业科技, 1993(3): 32-36, 43.
Shao Z X, Lu B, Liu A Q, Yao J Z. Germplasm resource of
Chaenomeles in Yunnan. Yunnan Forestry Science and Technology,
1993(3): 32-36, 43. (in Chinese)
[8] 王嘉祥, 王侠礼, 管兆国, 滕照青. 木瓜品种调查与分类初探. 北
京林业大学学报, 1998, 20(2): 123-125.
Wang J X, Wang X L, Guan Z G, Teng Z Q. Preliminary investigation
and classification of Chaenomeles cultivars. Journal of Beijing
Forestry University, 1998, 20(2): 123-125. (in Chinese)
[9] 郑 林, 王关祥, 陈 红, 臧德奎. 临沂市木瓜属品种资源调查与
分类研究. 山东林业科技, 2007(1): 45-47.
Zheng L, Wang G X, Chen H, Zang D K. Studies on the cultivar
classification of the genus Chaenomeles in the city of Linyi. Shandong
Forestry Science and Technology, 2007(1): 45-47. (in Chinese)
[10] 王嘉祥 . 山东皱皮木瓜品种分类探讨 . 园艺学报 , 2004, 31(4):
520-522.
Wang J X. Classification of flowering quince resource. Acta
Holticulturae Sinica, 2004, 31(4): 520-522. (in Chinese)
[11] 赵红霞, 郭 帅, 赵兰勇. 沂州海棠数量分类学研究. 山东农业大
学学报: 自然科学版, 2003, 34(3): 379-382.
Zhao H X, Guo S, Zhao L Y. The numerical taxonomy of
Chaenomeles ‘Yizhou’. Journal of Shandong Agricultural University:
Natural Science, 2003, 34(3): 379-382. (in Chinese)
[12] 臧德奎, 王关祥, 郑 林, 陈 红. 我国木瓜属观赏品种的调查与
分类. 林业科学, 2007, 43(6): 72-76.
Zang D K, Wang G X, Zheng L, Chen H. Cultivar classification of
Chaenomeles in China. Scientia Silvae Sinicae, 2007, 43(6): 72-76. (in
Chinese)
3 期 王明明等：木瓜属品种亲缘关系的 SRAP 分析 551
[13] 郑 林, 陈 红, 张 雷, 臧德奎. 木瓜属植物的花粉形态及品种
分类. 林业科学, 2008, 44(5): 53-57.
Zheng L, Chen H, Zhang L, Zang D K. Pollen morphology and
cultivar classification of the genus Chaenomeles. Scientia Silvae
Sinicae, 2008, 44(5): 53-57. (in Chinese)
[14] 王明明, 王建华, 宋振巧, 李圣波, 曲 燕, 刘 静. 木瓜属植物
品种资源的数量分类研究. 园艺学报, 2009, 36(5): 701-710.
Wang M M, Wang J H, Song Z Q, Li S B, Qu Y, Liu J. Study on
numerical classification of Chaenomeles cultivar. Acta Holticulturae
Sinica, 2009, 36(5): 701-710. (in Chinese)
[15] Weber C. The genus Chaenomeles (Rosaceae). Journal of the Arnold
Arboretum, 1964, 45: 161-205.
[16] Zhao L P, Liu L W, Gong Y Q, Wang M X, Yu F M, Wang L Z.
Cultivar fingerprinting in radish (Raphanus sativus) with SRAP and
AFLP marker. Bulletin of Botanical Research, 2007, 27(6): 687-693.
[17] 李 莉, 彭建营, 百瑞霞. 中国枣属植物亲缘关系的 SRAP 分析.
中国农业科学, 2009, 42(5): 1713-1719.
Li L, Peng J Y, Bai R X. Analysis on the genetic relationship of
Chinese Ziziphus with SRAP markers. Scientia Agricultura Sinica,
2009, 42(5): 1713-1719. (in Chinese)
[18] Dellaporta S L, Wood J, Hicks J B. A plant DNA minipreparation:
Version II. Plant Molecular Biology Reporter, 1983, 1(4): 19-21.
[19] Li G, Quiros C F. Sequence-related amplified polymorphism (SRAP),
a new marker system based on a simple PCR reaction: its application
to mapping and gene tagging in Brassica. Theoretical and Applied
Genetics, 2001, 103: 455-461.
[20] 俞德浚, 关克俭, 陆玲娣, 谷粹芝, 江万福. 中国植物志. 第 36 卷.
北京: 科学出版社, 1974: 348-354.
Yü T T, Kuau K C, Lu L T, Ku T C, Chiang W F. China Botanical
Biography. Vol. 36. Beijing: Science Press, 1974: 348-354. (in
Chinese)
[21] Bartish I V, Garkava L P, Rumpunen K, Nybom H. Phylogenetic
relationships and differentiation among and within populations of
Chaenomeles Lindl. (Rosaceae) estimated with RAPDs and isozymes.
Theoretical and Applied Genetics, 2000, 101: 554-563.
[22] Bartish I V, Rumpunen K, Nybom H. Genetic diversity in
Chaenomeles (Rosaceae) revealed by RAPD analysis. Plant
Systematics and Evolution, 1999, 214: 131-145.
[23] Garkava L P, Rumpunen K, Bartish I V. Genetic diversity in
Chaenomeles (Rosaceae) revealed by isozyme analysis. Scientia
Holtieulturae, 2000, 85: 21-35.
[24] Kaufmane E, Rumpunen K. Pollination, pollen tube growth and
fertilization in Chaenomeles japonica (Japanese quince). Scientia
Horticulturae, 2002, 94: 257-271.
[25] 俞德浚. 关于园艺植物品种分类和命名问题. 园艺学报, 1963, 2(2):
225-232.
Yü T T. Problems on the classification and nomination of garden
plants. Acta Holticulturalia, 1963, 2(2): 225-232. (in Chinese)

（责任编辑 曲来娥）