全 文 ：长白山地区主要槭属植物遗传亲缘关系研究
刘 旭 1 ,郭太君 1＊ , 王 刚2　(1.吉林农业大学园艺学院 ,吉林长春 130118;2.吉林省白河林业局两江林场 ,吉林白山 133600)
摘要　[目的 ]为槭属植物的分类与利用提供科学依据。 [方法]利用ISSR标记对长白山地区 9种主要槭属植物进行遗传多样性分析。
[结果]从 58条引物中筛选出 37条 ,用于东北地区槭属植物的ISSR分析 ,共扩增出 632条带 ,其中多态性带 604条 ,多态性为 95.57%。
将 9份材料分为 4类:第 1类包括白牛槭、拧筋槭;第 2类包括花楷槭、簇毛槭;第 3类包括糖槭、色木槭、元宝槭;第 4类包括茶条槭、假
色槭。 [结论 ]长白山地区主要槭属植物ISSR标记结果与叶片形态学有一定的相似性 ,但多数试材的亲缘关系与形态特征关系不大。
关键词　槭属植物;ISSR;聚类分析;遗传多样性
中图分类号　Q949.755.3　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2010)20-10580-02
TheStudyontheRelationshipofMajorAcerLinninChangbaiMountainAreaofChina
LIUXuetal　(CollegeofHorticulture, JilinAgriculturalUniversity, Changchun, Jinlin130118)
Abstract　[ Objective] TheaimwastoprovidethescientificbasisforAcerLinnsclassificationandtheresourcesutilization.[Method] Ninema-
jorAcerLinn.inChangbaiMountainareaofChinawereusedasmaterialsforanalyzingtheirgenomepolymorphismbyISSRmarker.[ Result] 37
pimersselectedfrom58primerwereusedforISSRamplification.Atotalof632bandsweregenerated, ofwhich604bandswerepolymorphicbands
(thepercentageofpolymorphicband, PPB=95.57%).the9AcerLinn.weredividedinto4groups.thefirstgroupcontentedA.mandshuricum
Maxim.andA.triflorumkom;ThesecondgroupcontentedA.ukurunduenseTrautv.etMey.andA.barbinerveMaxim.;ThethirdgroupcontentedA.
NegundoLinn., A.monoMaxim.andA.truncatumBunge.ThefourthgroupcontentedA.ginnalaMaxim.andA.pseudo-sieboldianum(Pax)Kom.
[ Conclusion] Fromtheclusteringresult, TheclassificationsystemofAcerLinn.inChangbaiMountainbasedonleveshadalitlesignificantcor-
relation, therewasnoobviousdiferenceinAcerLinn.amongtheclusteringresult.
Keywords　AcerLinn;ISSR;Clusteranalysis;Geneticdiversity
　　槭属(AcerLinn.)属于槭树科(Aceraceae),约 200余种 ,
主要分布于北温带地区。我国是槭属植物种类最多的国家 ,
约 151种 ,全国各地均有分布 ,主产长江流域及以南各省
区 [ 1] 。目前相关研究主要集中在引种 、栽培技术 、生理 、形态
学以及分类等方面 ,利用分子水平对多种槭属树种进行系统
研究较少 [ 2] 。因此 ,笔者应用简单重复间序列标记(ISSR)[ 3]
的方法 ,建立长白山地区主要槭属植物的 ISSR-PCR稳定
反应体系 ,并探讨其亲缘关系 ,为槭属植物的分类与利用提
供科学依据。
1　材料与方法
1.1　材料　供试的 9种材料取自吉林农业大学校园和沈阳
园林植物研究院。 2008年 4月末 ,从刚萌发的新梢取幼嫩叶
片 ,液氮速冻后置于 -70℃冰箱保存备用。试材编号和名称
见表 1。
表 1　9种槭属植物的编号和名称
Table1　Nameandserialnumberof9kindsofAcerLinn.plants
编号
No.
名称
Name
学名
Scientificname
编号
No.
名称
Name
学名
Scientificname
1 元宝槭 A.truncatumBunge. 6 假色槭 A.pseudo-sieboldianum(Pax)Kom.
2 色木槭 A.monoMaxim. 7 花楷槭 A.ukurunduenseTrautv.etMey.
3 糖槭 A.NegundoLinn. 8 茶条槭 A.ginnalaMaxim.
4 簇毛槭 A.barbinerveMaxim. 9 白牛槭 A.mandshuricumMaxim.
5 拧筋槭 A.triflorumKom.
1.2　试剂　TaqDNA聚合酶 、dNTP、10倍 PCRbufer(含
Mg2+)、标准分子量 D2000购自北京 TIANGEN试剂公司;引
物来自加拿大哥伦比亚大学(UBC)提供的 ISSR引物序列 ,
由上海生物工程有限公司合成。
1.3　方法
1.3.1　DNA提取。采用植物基因组 DNA试剂盒 (北京
TIANGEN试剂公司)提取 DNA。
1.3.2　DNA扩增及电泳。在 20 μl反应体系中 , 10倍 Bufer
缓冲液 (含 Mg2+ 1.5 mmol/L)2 μl, 模板 DNA用量为 8
ng/μl, Taq酶 0.2 U, dNTP浓度为 0.3 mmol/L,引物浓度为
0.4 μmol/L。扩增程序:94 ℃预变性 300s;94 ℃变性 45 s,
作者简介　刘旭(1983-),女,山东潍坊人,硕士研究生 ,研究方向:植物
生理与景观生态。 ＊通讯作者。
收稿日期　 2010-04-09
53 ℃复性(退火)60 s, 72 ℃延伸 120 s, 35个循环;72 ℃延
伸 420 s[ 2 , 4] 。扩增后 4 ℃保存。用 1.5%的琼脂糖凝胶电
泳检测 , GenefinderTM核酸染料染 色 , 采用 Bio-Rad
DOC1000凝胶成像系统记录电泳结果 。
1.4　数据处理与分析　根据各分子标记在相同电泳迁移
率(相同分子量片段)的有无统计得到所有位点的二元数
据 ,有 DNA扩增带记为 1, 无带记为 0。利用 NTSYSpc
-2.11a软件进行聚类分析 ,建立亲缘关系图 。
2　结果与分析
2.1　多态性　从 58条引物中选出适宜试材的 37条引物
对所有样品进行 PCR扩增 ,扩增的带谱清晰 ,且多态性好
(图 1)。由表 2可知 ,供试的 9种材料具有丰富的遗传多样
性 ,共在 632个位点上扩增出条带 ,其中多态性条带 604
条 ,多态性为 95.57%。每个引物扩增出的 DNA条带数为
8 ～ 24条 ,平均每个引物扩增 17.08条 ,其中具有多态性的
责任编辑　李占东　责任校对　卢瑶安徽农业科学 , JournalofAnhuiAgri.Sci.2010, 38(20):10580-10581, 10583
条带为 16.32个 。以引物 UBC854进行 ISSR分析获得的总
条带数最丰富 ,共 24个扩增位点 ,检测效率也较高 , 24个位
点全部具有多态性 , 多态性达 100%。引物 UBC808、
UBC811、 UBC812、 UBC813、 UBC814、 UBC816、 UBC819、
UBC824、 UBC825、 UBC827、 UBC834、 UBC852、 UBC853、
UBC854、UBC855、UBC874、UBC876、 UBC877多态性百分率
均为 100%,多态性位点分别为 13、21、10、15、22、8、13、17、
23、21、20、18、17、24、21、15、20、15个。多态性百分率最低
的引物是 UBC810,总位点数为 17个 ,多态性位点为 14个 ,
多态性为 82.35%。
2.2　聚类分析　利用 NTSYSpc-2.11a对 9种槭属植物进
行聚类分析 ,结果见图 2。由图 2可知 ,以 0.592为阈值 ,将
　注:M为 D2000, 1～ 9为 9种槭属植物 ,引物为 UBC853。
　Note:M, D2000;1 ～ 9, 9 kindsofAcerLinn.plants;Primer,
UBC853.
图 1　ISSR扩增结果
Fig.1　ISSRamplificationresults
表 2　不同引物的碱基序列及扩增结果
Table2　Basesequenceandamplificationresultsofdiferentprimers
引物Primer
序列Sequence(5′※3′)
总带数Totalbands
多态性带数Polymorphicbands
多态性百分率∥%Polymorphicbandspercentage
引物Primer
序列Sequence(5′※3′)
总带数Totalbands
多态性带数Polymorphicbands
多态性百分率∥%Polymorphicbandspercentage
UBC807 AGAGAGAGAGAGAGAGT 13 11 84.62 UBC841 GAGAGAGAGAGAGAGAYC 15 14 93.33
UBC808 AGAGAGAGAGAGAGAGC 13 13 100.00 UBC842 GAGAGAGAGAGAGAGAYG 23 21 91.30
UBC809 AGAGAGAGAGAGAGAGG 13 12 92.31 UBC851 GTGTGTGTGTGTGTGTYG 13 12 92.31
UBC810 GAGAGAGAGAGAGAGAT 17 14 82.35 UBC852 TCTCTCTCTCTCTCTCRA 18 18 100.00
UBC811 GAGAGAGAGAGAGAGAC 21 21 100.00 UBC853 TCTCTCTCTCTCTCTCRT 17 17 100.00
UBC812 GAGAGAGAGAGAGAGAA 10 10 100.00 UBC854 TCTCTCTCTCTCTCTCRG 24 24 100.00
UBC813 CTCTCTCTCTCTCTCTT 15 15 100.00 UBC855 ACACACACACACACACYT 21 21 100.00
UBC814 CTCTCTCTCTCTCTCTA 22 22 100.00 UBC857 ACACACACACACACACYG 23 22 95.65
UBC816 CACACACACACACACAT 8 8 100.00 UBC858 TGTGTGTGTGTGTGTGRT 16 15 93.75
UBC817 CACACACACACACACAA 16 14 87.50 UBC860 TGTGTGTGTGTGTGTGRA 15 14 93.33
UBC818 CACACACACACACACAG 18 17 94.44 UBC862 AGCAGCAGCAGCAGCAGC 12 10 83.33
UBC819 GTGTGTGTGTGTGTGTA 13 13 100.00 UBC864 ATGATGATGATGATGATG 12 11 91.67
UBC821 GTGTGTGTGTGTGTGTT 18 17 94.44 UBC868 GAAGAAGAAGAAGAAGAA 19 16 84.21
UBC824 TCTCTCTCTCTCTCTCG 17 17 100.00 UBC873 GACAGACAGACAGACA 21 20 95.24
UBC825 ACACACACACACACACT 23 23 100.00 UBC874 CCCTCCCTCCCTCCCT 15 15 100.00
UBC827 ACACACACACACACACG 21 21 100.00 UBC876 GATAGATAGACAGACA 20 20 100.00
UBC834 AGAGAGAGAGAGAGAGYT 20 20 100.00 UBC877 TGCATGCATGCATGCA 15 15 100.00
UBC835 AGA GAG AGA GAG AGAGYC 14 13 92.86 UBC880 GGAGAGGAGAGGAGA 21 19 90.48UBC840 GAGAGAGAGAGAGAGAYT 20 19 95.00
9种材料分为 4类:第 1类包括白牛槭 、拧筋槭;第 2类包括
花楷槭 、簇毛槭;第 3类包括糖槭 、色木槭 、元宝槭;第 4类
包括茶条槭 、假色槭。
图 2　基于 ISSR标记构建的槭属植物的聚类树状图
Fig.2　TheconstructeddendrogramofAcerLinn.plantsbased
onISSRmarkers
3　结论与讨论
关于槭属的形态分类学研究 ,方文培 [ 1]根据植物学形
态特征将槭属植物划分为 15组 ,该研究的 9种试验材料分
别属于桐状槭组(元宝槭和色木槭)、梣叶槭组(糖槭)、尖
齿槭组(簇毛槭)、三小叶组(拧筋槭和白牛槭)、鸡爪槭组
(假色槭)、穗状槭组(花楷槭)和茶条槭组(茶条槭)7个
组 。傅沛云 [ 5]按叶片类型将东北地区的槭属植物分为单叶
和复叶两大类群 ,色木槭 、元宝槭 、茶条槭 、花楷槭 、簇毛槭 、
假色槭等属于单叶类 ,白牛槭 、拧筋槭 、糖槭等为复叶类。
该研究结果将 9种槭属植物亲缘关系分为 4组:第 1组包
括白牛槭 、拧筋槭;第 2组包括花楷槭 、簇毛槭;第 3组包括
糖槭 、色木槭 、元宝槭;第 4组包括茶条槭 、假色槭。
第 1组白牛槭与拧筋槭聚到一起 ,与文献 [ 1, 5]的分组
相一致 ,说明两者亲缘关系较近。第 2组花楷槭与簇毛槭
聚到一起 ,亲缘关系较近 , ISSR相似系数达 0.70,傅沛云 [ 5]
也认为两者的形态学特征相似。但方文培 [ 1]将两者分别划
分在穗状槭组(花楷槭)和尖齿槭组(簇毛槭)。第 3组包
括元宝槭 、色木槭和糖槭 ,元宝槭和色木槭先聚到一起后再
与糖槭聚为一组 ,亲缘关系较近 ,进一步证明元宝槭和色木
槭确属桐状槭组 [ 1 , 6] ,与刘海学等 [ 7]认为五角枫(色木槭)
与复叶槭(糖槭)亲缘关系较远 ,与平基槭(元宝槭)的亲缘
关系较近相一致 。因此 ,笔者认为桐状槭组与梣叶槭组可
能有较近的亲缘关系 。第 4组茶条槭与假色槭聚为一组 ,
且两者与花楷槭和簇毛槭亲缘关系较远。这与以往研究结
果略有不同 。方文培 [ 1]将茶条槭划分为茶条槭组鞑靼槭
(下转第 10583页)
1058138卷 20期　　　　　　　　　　　　　刘 旭等　长白山地区主要槭属植物遗传亲缘关系研究
表 3　绿敏S/L24和Ⅱ优 838主要品质指标比较
Table3　ThemainqualityindicescomparisonbetweenLuminS/L24
andⅡYou838
品种Cultivar
糙米率%Brownriceratio
精米率%Polishedriceratio
整精米率∥%Headricerate
胶稠度mmGelconsistency
直链淀粉含量∥%Amylosecontent
绿敏 S/L24 80.9 73.4 72.1 72 15.2
Ⅱ优 838(CK) 79.8 73.4 42.6 55 22.8
1.5　抗逆性强　经过 2年示范种植 ,绿敏 S/L24表现出较
强的抗倒能力和抗病能力 。经检测 ,绿敏 S/L24高抗条纹叶
枯病(0级),中抗白叶枯病(3级),抗稻瘟病(1 ～ 5级),中感
纹枯病(5级)。Ⅱ优 838白叶枯病病级为 5级 ,比绿敏 S/L24
高 2级 ,表现中感 ,对白叶枯病的抗性较绿敏 S/L24差。
2　高产栽培技术
绿敏 S/L24具有穗大粒多 ,结实率高 ,丰产性好 ,生育期
适中的特性 ,根据该组合的增产潜力确定用种量 、施肥量 、基
本苗和田间群体等群体量化指标和农艺措施 ,提高土壤 、光 、
温 、水 、热 、肥等资源利用效率 ,全面提高绿敏 S/L24的生产
能力和种植效益 [ 3] 。
2.1　适期播种 ,培育壮秧　绿敏 S/L24播种期一般为 5月
上旬 ～中旬 ,最适播期为 5月 1 ～ 5日。 1 hm2大田备足发芽
率 80%以上的种子 200 kg。播前精选种子 ,并用 402、强氯精
或施保克等种子处理剂浸种杀菌后用清水洗净 ,催芽待种子
露白后拌吡虫啉(防稻蓟马等害虫 , 1 kg种子用量 10 g)播
种 [ 4] 。采取湿润育秧 ,播前翻耕苗床 ,除去杂草 ,苗床施尿素
30～ 50 kg/hm2和三元复合肥 200 ～ 250 kg/hm2 ,灌水养田 。
播种前 1天精做畦面 ,畦宽 1.5 m,沟深 15 cm左右 ,便于排
水 。遇高温时 ,应及时排水以避免煮芽。播种时 ,要求床面
平细 ,种子均匀撒在苗床上 ,用铁锨轻压床面 ,以不露种为
度 ,使种子与泥土紧密接触 ,利于出苗。出苗后苗床保持湿
润 ,以利齐苗。在 2叶 1心时 ,施尿素 75 kg/hm2作断奶肥;
移苗前 5d施尿素 75kg/hm2作送嫁肥 ,做到 4叶 1蘖 、5叶 2
蘖 ,并防治秧苗病虫害 ,保证带肥带药下田。
2.2　合理密植 ,培育高产群体　绿敏 S/L24分蘖能力强 ,应
控制移栽密度 ,宽行稀植 ,定量控苗。秧龄 25 ～ 28 d,最长不
超过 35d,叶龄 4～ 5叶 ,栽插密度 20.0cm×20.0cm或 16.7
cm×26.7cm,每穴插 1本 ,栽插 22万 ～ 25万穴 /hm2 。基本
苗达 40.0万 ～ 60.0万 /hm2 ,有效穗达 270万 ～ 330万 /hm2。
早栽早发 ,利用主穗和低位分蘖成穗 ,提高成穗率和单位面
积颖花数 ,实现多穗 、大穗。
2.3　科学运筹肥料 ,加强水浆管理　由于大田前茬为空闲
田 ,故应加大基肥用量。 1 hm2施混合肥 525 kg,并犁田 、翻
耕 、旋耕 ,移栽前 2 ～ 3 d灌浅水 、耖平 ,做到田面无杂草 、寸水
不露泥 ,并保持薄水 ,沉实后待种。移栽后应早施追肥 ,一般
移栽活棵后 5 ～ 7d施尿素 60kg/hm2 ,钾肥 150kg/hm2 ,肥田
适当少施 ,瘦田适当增施。适量施穗肥 ,以保证籽粒充实饱
满 ,提高结实率。分蘖期浅水促分蘖 ,达到 320万株 /hm2时 ,
及时落水晒田;孕穗期以湿润为主 ,保持田间有水层 ,后期干
湿交替灌浆结实 ,必须坚持湿润灌溉 ,养根保叶 ,延长功能叶
寿命 ,提高功能叶光合作用 ,保证活熟到老 ,以提高结实率和
千粒重 ,达到增产增收的目的。收割前 5 ～ 7d断水。
2.4　综合防治病虫草害 　插秧后 5 ～ 7 d结合追肥 ,施
3.36%杀虫双大粒剂 15 kg/hm2 ,防治螟虫危害。根据螟虫
危害情况 ,可喷施 “杀单 ·毒死蜱 ”3 kg/hm2 ,主治稻纵卷叶
螟 ,兼治二化螟。根据田间杂草种类 ,选用高效低毒除草剂
除草。在破口期 1 hm2大田用 20%三环唑 1.5 kg对水 600
kg喷施 ,防治穗颈瘟。同时 ,注意对易发生稻苞虫 、稻纵卷叶
螟的田块重点施药防治 ,尽量把病虫害损失降到最低限度 ,
确保丰产丰收。
3　推广前景
绿敏 S/L24分蘖力强 ,株型松紧适中 ,茎秆粗壮 ,耐肥抗
倒 ,作为一季中稻种植不仅高产 、稳产而且米质优 、抗性强 ,
适宜在霍山县作单季稻种植 ,推广前景好。
参考文献
[ 1] 霍山县地方志编纂委员会.霍山县志[ M] .合肥:黄山书社, 1993.
[ 2] 陶茂聪 ,高清德 ,罗志祥 ,等.杂交中籼新组合Ⅱ优 838主要特征特性及
高产栽培技术[ J].安徽农业科学, 2001, 29(5):596-597.
[ 3] 汪方送.早稻高产栽培技术探讨 [ J].安徽农业科学, 2007, 35(20):
6069, 6071.
[ 4] 朱贵平 ,吴增琪 ,万宜珍 ,等.超级稻两优 0293在浙江仙居示范表现及
高产栽培技术[ J].杂交水稻, 2007, 22(5):49-51.
(上接第 10581页)
系 ,将假色槭划分为鸡爪槭组鸡爪槭系。傅沛云 [ 5]研究表
明 ,茶条槭与花楷槭和簇毛槭形态学特征较近 ,与假色槭形
态学特征较远 。综合以上分析 ,该研究结果表明长白山地区
主要槭属植物 ISSR标记结果与叶片形态学有一定的相关
性 ,但多数试材的亲缘关系与形态特征关系不大。
参考文献
[ 1] 方文培,槭树科.中国植物志[ M].北京:科学出版社, 1981:66-273.
[ 2] 张冬梅,魏华丽 ,苏金乐,等.槭属树种 ISSR-PCR反应体系的确立
[ J].上海农业学报 , 2008, 24(1):51-54.
[ 3] ZIETKIEWICZE, RAHHA, LABUDAD.Genomefingerprintingbysimplesequencerepeat(SSR)anchoredpolymerasechainreactionamplification
[J].Genomics, 1994, 20:176-183.
[ 4] 韩晓颖,梁英海,王亚军,等.基于 ISSR标记的伏山楂起源及分类地位
研究 [ J].吉林农业大学学报 , 2009, 31(2):164-167.
[ 5] 傅沛云.东北植物检索表(槭树科)[ M].北京:科学出版社, 1995:395
-399.
[ 6] 李家湘 ,赵丽娟 ,林亲众.湖南槭属植物分类修订—Ⅰ分类系统[ J] .中南
林业科技大学学报, 2007, 27(6):130-134.
[ 7] 刘海学 ,范冰,孙振雷,等.不同种槭树过氧化物酶同工酶分析[ J].内
蒙古民族大学学报:自然科学版, 2001, 16(3):265-268.
[ 8] 肖海峻 ,孟利前 ,李玉冰.ISSR分子标记及其在植物遗传育种中的应用
[ J].内蒙古农业科技 , 2006(4):31-33.[ 9]李国鹏,尼章光,张林辉,等.怒江干热河谷芒果种质资源叶片形态多样
性的模糊聚类分析[ J].江西农业学报, 2009, 21(2):80-81, 85.
[ 10] 韩文革,于晓春.聚类分析在鹰嘴豆农艺性状分类上的应用 [ J].内蒙
古农业科技, 2006(6):40-41.
[ 11] 肖松华刘剑光吴巧娟,等.棉花黄萎病菌的遗传多样性 [ J].江西农
业学报, 2009, 21(9):68-71.
[ 12] 张谊寒.模糊聚类分析法在烤烟新引品种上的综合比较研究 [ J].内
蒙古农业科技 , 2007(5):36-38.
1058338卷 20期　　　　　　　　　　　　　　　　王冉　两系杂交稻绿敏 S/L24在安徽霍山示范表现及高产栽培技术