麻核桃遺傳多樣性的SSR分析

賈建云等

摘要：本試驗利用SSR標記技術對20個麻核桃品種的遺傳多樣性進行研究。從12對引物中篩選出6對用于正式PCR擴增，共檢測到52個遺傳位點，其中多態性遺傳位點50個，多態位點百分率為96%。遺傳相似性分析結果顯示麻核桃種質間具有豐富的遺傳多樣性，遺傳相似系數變幅為0.17～0.90，說明SSR標記能將20份種質完全區分開。UPGMA聚類結果顯示，供試材料在相似系數為0.61處聚為4類。

關鍵詞：麻核桃；SSR；遺傳多樣性

中圖分類號：Q754文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2014）01-0015-04

麻核桃（JuglanshopeiensisHu）又稱河北核桃[1]，原產于河北北部和北京昌平縣南口，主要分布于北京西南山區、南口和夏口，河北北部等地。木材優質堅硬，堅果大，殼厚不易開裂，內隔壁發達、骨質，是制作工藝雕刻核桃的主要原料。麻核桃自然群體類型較多，堅果的大小、形狀、紋理的起伏及變化等存在較大差異，其種質資源十分豐富，存在許多特異種質。麻核桃與核桃楸的親緣關系較近，而與普通核桃、黑核桃的親緣關系較遠[2]。

隨著分子生物學的發展，分子標記技術逐步應用于多種植物的研究中。其中SSR標記由于具有穩定性好、多態性高、引物特異性強等優點，應用較廣泛。在過去的十幾年內，SSR標記已用于多種植物分子多樣性和親緣關系的研究，如梨[3]、椰子[4]、桃[5]、甜櫻桃[6]和核桃[7]等。我國是世界上核桃屬遺傳多樣性最為豐富的國家之一[8]，但目前對我國麻核桃遺傳多樣性的研究、特異基因的發掘和利用等研究報道較少。本試驗利用SSR標記對我國部分麻核桃種質資源進行研究，探討這些品種間的遺傳多樣性及親緣關系，以期為麻核桃種質資源的評價、利用和遺傳育種研究提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗所用20份材料采集于國家果樹種質泰安核桃板栗資源圃（表1），按照隨機取樣、均勻分布的原則采集新鮮幼葉。

3結論與討論

核桃在我國栽培歷史悠久，屬同株異花植物，雌雄異熟[12]，長期的自然演變和相互授粉，使核桃群體高度雜合、遺傳背景復雜，形成了后代豐富的多樣性[13]。本研究通過對供試20個麻核桃樣品進行SSR標記分析，結果發現樣品之間的相似系數均低于0.90，表明SSR標記能將供試樣品完全區分開。從分子水平來說，遺傳相似系數的變幅越大，說明其遺傳分化越大；遺傳多樣性高，表明遺傳背景的復雜及該物種存在的歷史長遠[14]。供試麻核桃樣品間的相似系數在0.17～0.90之間，相似系數的變幅較大，表明這些品種間具有豐富的遺傳多樣性，遺傳背景亦存在很大差異。

聚類結果顯示，野核桃和核桃楸類群的W1、W2、W3、W4、W5和W6聚為一類；W7（代號12-46）為新疆核桃的實生后代優系，單獨聚為一類；W13樣品“陜西官帽”，原產于陜西秦嶺山地，既不和核桃分在一組，也不和核桃楸聚在一起，單獨聚為一類，對于陜西官帽的分類地位還需要進一步研究；其他12個麻核桃品種均屬于麻核桃居群。這一研究結果和Aradhya等[15]采用葉綠體DNA對核桃屬植物的進化分析結果基本一致。

參考文獻：

[1]

郗榮庭，張毅萍.中國果樹志·核桃卷[M].北京：中國林業出版社，1996.

[2]雷玲.河北核桃ISSR分子標記的遺傳多樣性研究[D].保定：河北農業大學，2010.

[3]YamamotoT，KimuraT，SawamuraY，etal.Simplesequencerepeatsforgeneticanalysisinpear[J].Euphytica，2002，124：129-137.

[4]MeerowAW，WisserRJ，BrownJS，etal.AnalysisofgeneticdiversityandpopulationstructurewithinFloridacoconut（CocosnuciferaL.）germplasmusingmicrosatelliteDNA，withspecialemphasisontheFijiDwarfcultivar[J].Theor.Appl.Genet.，2003，106（4）：715-726.

[5]DirlewangerE，CossonP，TavaudM，etal.Developmentofmicrosatellitemarkersinpeach[Prunuspersica（L.）Batsch]andtheiruseingeneticdiversityanalysisinpeachandsweetcherry（PrunusaviumL.）[J].Theor.Appl.Genet.，2002，105（1）：127-138.

[6]艾呈祥，劉慶忠，李國田，等.甜櫻桃品種SSR指紋圖譜的構建[J].山東農業科學，2002，4：8-10.

[7]DangGS，WoesteK，AradhyaMK，etal.Characterizationof14microsatellitemarkersforgeneticanalysisandcultivaridentificationofWalnut[J].J.Amer.Soc.Hort.Sci.，2005，130（3）：348-354.

[8]郗榮庭，張毅萍.中國核桃[M].北京：中國林業出版社，1991.

[9]PorebskiS，BaileyLG，BernandR.ModificationofaCTABDNAextractionprotocolforplantscontaininghighpolysaccharideandpolyphenolcomponents[J].PlantMolecularBiologyReporter，1997，15：8-15.

[10]ForoniI，WoesteK，MontiLM，etal.Identificationof‘Sorrentowalnutusingsimplesequencerepeats（SSRs）[J].Genet.Resour.CropEvol.，2007，54：1081-1094.

[11]ForoniI，RaoR，WoesteK，etal.CharacerisationofJuglansregiaL.withSSRmarkersandevaluationofgeneticrelationshipsamongcultivarsandthe‘Sorrentolandrace[J].JournalofHorticulturalScience&Biotechnology，2005，80（1）：49-53.

[12]王國安，買買提·艾力，崔衛國，等.孤雌生殖在核桃品種遺傳純化中的應用[J].新疆農業科學，2003，40（2）：90-93.

[13]陳新，張士剛，魏海蓉，等.陜西核桃實生居群遺傳多樣性ISSR分析[J].山東農業科學，2012，44（5）：1-4.

[14]艾呈祥，辛力，余賢美，等.櫻桃主栽品種的遺傳多樣性分析[J].園藝學報，2007，34（4）：871-876.

[15]AradhyaMK，PotterD，SimonCJ.Origin，evolution，andbiogeographyofJuglans：aphylogeneticperspective[J].ActaHorticulturae，2006，705：85-94.

摘要：本試驗利用SSR標記技術對20個麻核桃品種的遺傳多樣性進行研究。從12對引物中篩選出6對用于正式PCR擴增，共檢測到52個遺傳位點，其中多態性遺傳位點50個，多態位點百分率為96%。遺傳相似性分析結果顯示麻核桃種質間具有豐富的遺傳多樣性，遺傳相似系數變幅為0.17～0.90，說明SSR標記能將20份種質完全區分開。UPGMA聚類結果顯示，供試材料在相似系數為0.61處聚為4類。

關鍵詞：麻核桃；SSR；遺傳多樣性

中圖分類號：Q754文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2014）01-0015-04

麻核桃（JuglanshopeiensisHu）又稱河北核桃[1]，原產于河北北部和北京昌平縣南口，主要分布于北京西南山區、南口和夏口，河北北部等地。木材優質堅硬，堅果大，殼厚不易開裂，內隔壁發達、骨質，是制作工藝雕刻核桃的主要原料。麻核桃自然群體類型較多，堅果的大小、形狀、紋理的起伏及變化等存在較大差異，其種質資源十分豐富，存在許多特異種質。麻核桃與核桃楸的親緣關系較近，而與普通核桃、黑核桃的親緣關系較遠[2]。

隨著分子生物學的發展，分子標記技術逐步應用于多種植物的研究中。其中SSR標記由于具有穩定性好、多態性高、引物特異性強等優點，應用較廣泛。在過去的十幾年內，SSR標記已用于多種植物分子多樣性和親緣關系的研究，如梨[3]、椰子[4]、桃[5]、甜櫻桃[6]和核桃[7]等。我國是世界上核桃屬遺傳多樣性最為豐富的國家之一[8]，但目前對我國麻核桃遺傳多樣性的研究、特異基因的發掘和利用等研究報道較少。本試驗利用SSR標記對我國部分麻核桃種質資源進行研究，探討這些品種間的遺傳多樣性及親緣關系，以期為麻核桃種質資源的評價、利用和遺傳育種研究提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗所用20份材料采集于國家果樹種質泰安核桃板栗資源圃（表1），按照隨機取樣、均勻分布的原則采集新鮮幼葉。

3結論與討論

核桃在我國栽培歷史悠久，屬同株異花植物，雌雄異熟[12]，長期的自然演變和相互授粉，使核桃群體高度雜合、遺傳背景復雜，形成了后代豐富的多樣性[13]。本研究通過對供試20個麻核桃樣品進行SSR標記分析，結果發現樣品之間的相似系數均低于0.90，表明SSR標記能將供試樣品完全區分開。從分子水平來說，遺傳相似系數的變幅越大，說明其遺傳分化越大；遺傳多樣性高，表明遺傳背景的復雜及該物種存在的歷史長遠[14]。供試麻核桃樣品間的相似系數在0.17～0.90之間，相似系數的變幅較大，表明這些品種間具有豐富的遺傳多樣性，遺傳背景亦存在很大差異。

聚類結果顯示，野核桃和核桃楸類群的W1、W2、W3、W4、W5和W6聚為一類；W7（代號12-46）為新疆核桃的實生后代優系，單獨聚為一類；W13樣品“陜西官帽”，原產于陜西秦嶺山地，既不和核桃分在一組，也不和核桃楸聚在一起，單獨聚為一類，對于陜西官帽的分類地位還需要進一步研究；其他12個麻核桃品種均屬于麻核桃居群。這一研究結果和Aradhya等[15]采用葉綠體DNA對核桃屬植物的進化分析結果基本一致。

參考文獻：

[1]

郗榮庭，張毅萍.中國果樹志·核桃卷[M].北京：中國林業出版社，1996.

[2]雷玲.河北核桃ISSR分子標記的遺傳多樣性研究[D].保定：河北農業大學，2010.

[3]YamamotoT，KimuraT，SawamuraY，etal.Simplesequencerepeatsforgeneticanalysisinpear[J].Euphytica，2002，124：129-137.

[4]MeerowAW，WisserRJ，BrownJS，etal.AnalysisofgeneticdiversityandpopulationstructurewithinFloridacoconut（CocosnuciferaL.）germplasmusingmicrosatelliteDNA，withspecialemphasisontheFijiDwarfcultivar[J].Theor.Appl.Genet.，2003，106（4）：715-726.

[5]DirlewangerE，CossonP，TavaudM，etal.Developmentofmicrosatellitemarkersinpeach[Prunuspersica（L.）Batsch]andtheiruseingeneticdiversityanalysisinpeachandsweetcherry（PrunusaviumL.）[J].Theor.Appl.Genet.，2002，105（1）：127-138.

[6]艾呈祥，劉慶忠，李國田，等.甜櫻桃品種SSR指紋圖譜的構建[J].山東農業科學，2002，4：8-10.

[7]DangGS，WoesteK，AradhyaMK，etal.Characterizationof14microsatellitemarkersforgeneticanalysisandcultivaridentificationofWalnut[J].J.Amer.Soc.Hort.Sci.，2005，130（3）：348-354.

[8]郗榮庭，張毅萍.中國核桃[M].北京：中國林業出版社，1991.

[9]PorebskiS，BaileyLG，BernandR.ModificationofaCTABDNAextractionprotocolforplantscontaininghighpolysaccharideandpolyphenolcomponents[J].PlantMolecularBiologyReporter，1997，15：8-15.

[10]ForoniI，WoesteK，MontiLM，etal.Identificationof‘Sorrentowalnutusingsimplesequencerepeats（SSRs）[J].Genet.Resour.CropEvol.，2007，54：1081-1094.

[11]ForoniI，RaoR，WoesteK，etal.CharacerisationofJuglansregiaL.withSSRmarkersandevaluationofgeneticrelationshipsamongcultivarsandthe‘Sorrentolandrace[J].JournalofHorticulturalScience&Biotechnology，2005，80（1）：49-53.

[12]王國安，買買提·艾力，崔衛國，等.孤雌生殖在核桃品種遺傳純化中的應用[J].新疆農業科學，2003，40（2）：90-93.

[13]陳新，張士剛，魏海蓉，等.陜西核桃實生居群遺傳多樣性ISSR分析[J].山東農業科學，2012，44（5）：1-4.

[14]艾呈祥，辛力，余賢美，等.櫻桃主栽品種的遺傳多樣性分析[J].園藝學報，2007，34（4）：871-876.

[15]AradhyaMK，PotterD，SimonCJ.Origin，evolution，andbiogeographyofJuglans：aphylogeneticperspective[J].ActaHorticulturae，2006，705：85-94.

摘要：本試驗利用SSR標記技術對20個麻核桃品種的遺傳多樣性進行研究。從12對引物中篩選出6對用于正式PCR擴增，共檢測到52個遺傳位點，其中多態性遺傳位點50個，多態位點百分率為96%。遺傳相似性分析結果顯示麻核桃種質間具有豐富的遺傳多樣性，遺傳相似系數變幅為0.17～0.90，說明SSR標記能將20份種質完全區分開。UPGMA聚類結果顯示，供試材料在相似系數為0.61處聚為4類。

關鍵詞：麻核桃；SSR；遺傳多樣性

中圖分類號：Q754文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2014）01-0015-04

麻核桃（JuglanshopeiensisHu）又稱河北核桃[1]，原產于河北北部和北京昌平縣南口，主要分布于北京西南山區、南口和夏口，河北北部等地。木材優質堅硬，堅果大，殼厚不易開裂，內隔壁發達、骨質，是制作工藝雕刻核桃的主要原料。麻核桃自然群體類型較多，堅果的大小、形狀、紋理的起伏及變化等存在較大差異，其種質資源十分豐富，存在許多特異種質。麻核桃與核桃楸的親緣關系較近，而與普通核桃、黑核桃的親緣關系較遠[2]。

隨著分子生物學的發展，分子標記技術逐步應用于多種植物的研究中。其中SSR標記由于具有穩定性好、多態性高、引物特異性強等優點，應用較廣泛。在過去的十幾年內，SSR標記已用于多種植物分子多樣性和親緣關系的研究，如梨[3]、椰子[4]、桃[5]、甜櫻桃[6]和核桃[7]等。我國是世界上核桃屬遺傳多樣性最為豐富的國家之一[8]，但目前對我國麻核桃遺傳多樣性的研究、特異基因的發掘和利用等研究報道較少。本試驗利用SSR標記對我國部分麻核桃種質資源進行研究，探討這些品種間的遺傳多樣性及親緣關系，以期為麻核桃種質資源的評價、利用和遺傳育種研究提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗所用20份材料采集于國家果樹種質泰安核桃板栗資源圃（表1），按照隨機取樣、均勻分布的原則采集新鮮幼葉。

3結論與討論

核桃在我國栽培歷史悠久，屬同株異花植物，雌雄異熟[12]，長期的自然演變和相互授粉，使核桃群體高度雜合、遺傳背景復雜，形成了后代豐富的多樣性[13]。本研究通過對供試20個麻核桃樣品進行SSR標記分析，結果發現樣品之間的相似系數均低于0.90，表明SSR標記能將供試樣品完全區分開。從分子水平來說，遺傳相似系數的變幅越大，說明其遺傳分化越大；遺傳多樣性高，表明遺傳背景的復雜及該物種存在的歷史長遠[14]。供試麻核桃樣品間的相似系數在0.17～0.90之間，相似系數的變幅較大，表明這些品種間具有豐富的遺傳多樣性，遺傳背景亦存在很大差異。

聚類結果顯示，野核桃和核桃楸類群的W1、W2、W3、W4、W5和W6聚為一類；W7（代號12-46）為新疆核桃的實生后代優系，單獨聚為一類；W13樣品“陜西官帽”，原產于陜西秦嶺山地，既不和核桃分在一組，也不和核桃楸聚在一起，單獨聚為一類，對于陜西官帽的分類地位還需要進一步研究；其他12個麻核桃品種均屬于麻核桃居群。這一研究結果和Aradhya等[15]采用葉綠體DNA對核桃屬植物的進化分析結果基本一致。

參考文獻：

[1]

郗榮庭，張毅萍.中國果樹志·核桃卷[M].北京：中國林業出版社，1996.

[2]雷玲.河北核桃ISSR分子標記的遺傳多樣性研究[D].保定：河北農業大學，2010.

[3]YamamotoT，KimuraT，SawamuraY，etal.Simplesequencerepeatsforgeneticanalysisinpear[J].Euphytica，2002，124：129-137.

[4]MeerowAW，WisserRJ，BrownJS，etal.AnalysisofgeneticdiversityandpopulationstructurewithinFloridacoconut（CocosnuciferaL.）germplasmusingmicrosatelliteDNA，withspecialemphasisontheFijiDwarfcultivar[J].Theor.Appl.Genet.，2003，106（4）：715-726.

[5]DirlewangerE，CossonP，TavaudM，etal.Developmentofmicrosatellitemarkersinpeach[Prunuspersica（L.）Batsch]andtheiruseingeneticdiversityanalysisinpeachandsweetcherry（PrunusaviumL.）[J].Theor.Appl.Genet.，2002，105（1）：127-138.

[6]艾呈祥，劉慶忠，李國田，等.甜櫻桃品種SSR指紋圖譜的構建[J].山東農業科學，2002，4：8-10.

[7]DangGS，WoesteK，AradhyaMK，etal.Characterizationof14microsatellitemarkersforgeneticanalysisandcultivaridentificationofWalnut[J].J.Amer.Soc.Hort.Sci.，2005，130（3）：348-354.

[8]郗榮庭，張毅萍.中國核桃[M].北京：中國林業出版社，1991.

[9]PorebskiS，BaileyLG，BernandR.ModificationofaCTABDNAextractionprotocolforplantscontaininghighpolysaccharideandpolyphenolcomponents[J].PlantMolecularBiologyReporter，1997，15：8-15.

[10]ForoniI，WoesteK，MontiLM，etal.Identificationof‘Sorrentowalnutusingsimplesequencerepeats（SSRs）[J].Genet.Resour.CropEvol.，2007，54：1081-1094.

[11]ForoniI，RaoR，WoesteK，etal.CharacerisationofJuglansregiaL.withSSRmarkersandevaluationofgeneticrelationshipsamongcultivarsandthe‘Sorrentolandrace[J].JournalofHorticulturalScience&Biotechnology，2005，80（1）：49-53.

[12]王國安，買買提·艾力，崔衛國，等.孤雌生殖在核桃品種遺傳純化中的應用[J].新疆農業科學，2003，40（2）：90-93.

[13]陳新，張士剛，魏海蓉，等.陜西核桃實生居群遺傳多樣性ISSR分析[J].山東農業科學，2012，44（5）：1-4.

[14]艾呈祥，辛力，余賢美，等.櫻桃主栽品種的遺傳多樣性分析[J].園藝學報，2007，34（4）：871-876.

[15]AradhyaMK，PotterD，SimonCJ.Origin，evolution，andbiogeographyofJuglans：aphylogeneticperspective[J].ActaHorticulturae，2006，705：85-94.