10个小黑麦品种(系)的遗传多样性分析

郭晓丽，白丽荣

(衡水学院 生命科学系， 河北 衡水 053000)

10个小黑麦品种(系)的遗传多样性分析

郭晓丽，白丽荣

(衡水学院 生命科学系， 河北 衡水 053000)

采用RAPD分子标记技术，对10个小黑麦品种(系)进行遗传多样性分析，结果表明，通过PCR扩增出384条带，其中79条谱带具有多态性，多态性比例为20.6%,平均扩增条带为20.3条，不同品种(系)间的遗传相似系数在0.250～0.833。聚类分析表明，以遗传相似系数0.580为阈值，可将10个小黑麦品种(系)分为3类。

小黑麦； RAPD； 遗传多样性； 聚类分析

小黑麦是由小麦属和黑麦属物种经种属间有性杂交和杂种染色体数加倍而成的杂交种，是小麦家族中的一个新物种。小黑麦不仅生物产量高，蛋白质和赖氨酸含量丰富，而且抗病和抗逆性较强，具有广泛的适应性，可满足我国北方不断发展的畜牧业和种植结构调整的需要[1]。目前，小黑麦在生产和实践中已显示出较高的生态及经济价值，具有较大的发展潜力[2-4]。育种中选用亲缘关系较远的亲本材料，有利于拓宽新种质类型的遗传变异程度[5-8]。为此，本研究利用20个随机引物对10个小黑麦品种(系)进行RAPD(随机扩增多态性DNA)分析，旨在探讨不同小黑麦品种(系)间的遗传差异，并利用统计学方法对这10个品种(系)进行分类，期望为今后小黑麦的新品种选育及大规模品种鉴定提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料

供试10个小黑麦品种(系)：NTH1887、NTH1877、冬牧70、NTH1888、中新830、NTH2337、中饲828、冀饲1号、劲松49、NTH1048(依次标记为T1～T10)，由河北省农林科学院旱作农业研究所提供。

1.2 基因组DNA提取

DNA提取按照上海生工生物工程股份有限公司植物DNA提取试剂盒提取。

1.3 RAPD扩增及检测

选取20个随机引物S1～S20分别对10个小黑麦品种(系)进行PCR扩增，PCR反应总体系为10 μL，包括：10×buffer 1 μL,Mg2+1 μL,dNTP(2.5 mmol/L)1 μL,引物(20 μmol/L)0.5 μL,DNA聚合酶0.5 U,DNA 33 ng,ddH2O补足10 μL。扩增条件：94 ℃，5 min变性；(94 ℃，1 min；37 ℃，1 min；72 ℃，1.5 min)， 45个循环；72 ℃，5 min。扩增产物在1.5%琼脂糖凝胶中进行电泳检测，最后用紫外凝胶成像仪观察、拍照。

1.4 数据处理与分析

记录扩增结果中每个清晰可重复的DNA电泳谱带，若某个扩增片段在1个样品中出现，记为“1”，未出现的记为“0”。根据Nei和Li的方法[9]计算不同品种(系)间遗传相似系数(I)，I=2Nab/(Na+Nb)，其中Na是样品a的条带数，Nb是样品b的条带数，Nab是样品a、b共有的条带数。利用NTSYS程序按UPGMA计算不同小黑麦品种(系)间的遗传距离，进一步建立系统聚类分析树状图。

2 结果与分析

2.1 小黑麦品种(系)PCR扩增的多态性分析

10个不同品种(系)小黑麦PCR扩增结果表明，S1、S11、S15、S16、S17对10个小黑麦均能扩增出条带，仅引物S12未能扩增出条带，其余引物对部分小黑麦品种(系)基因组DNA能扩增出条带。19个引物共扩增出384条带，其中79条谱带具有多态性，多态性比例为20.6%，平均扩增条带为20.3条，不同引物的扩增带数为9～52条，扩增产物片段大小为200～2 500 bp，说明不同品种(系)的小黑麦之间RAPD扩增存在一定的多态性。图1为引物S1和S3的扩增结果。

M为Marker(100 bp Ladder)图1 引物S1、S3 PCR扩增结果

2.2 小黑麦品种(系)的遗传相似性分析

根据19个引物对10个小黑麦品种(系)的PCR扩增结果计算不同品种(系)间的遗传相似系数(表1)，由表1发现，所有品种(系)间的相似系数在0.250～0.833。其中冀饲1号与NTH1877、NTH1888遗传相似系数最小(均为0.250)，说明它们之间遗传距离最大；中新830与劲松49之间的遗传相似系数最大(0.833)，说明2个品种之间遗传距离最小。

表1 不同小黑麦品种(系)的遗传相似系数

2.3 小黑麦品种(系)的聚类分析

由图2可见，以遗传相似系数0.580为阈值，可将这10个不同的品种(系)分为3类：其中NTH1887、NTH2337、中新830、劲松49和冀饲1号为第1类；NTH1877、NTH1888、中饲828、NTH1048为第2类；冬牧70自成一类。在第1类中各品种(系)之间的遗传相似系数在0.500～0.833，遗传距离较小，基因变异程度较低；第2类中4个品种(系)间的遗传相似系数在0.417～0.750，较第1类变异程度有所增加。而冬牧70与其他品种(系)间遗传差异较大，基因组可能存在较大的变异。

图2 不同小黑麦品种(系)的聚类分析结果

3 结论与讨论

本研究结果表明，10个小黑麦品种(系)间遗传相似系数在0.250～0.833，表明不同品种(系)间的相似度差距较大，同时小黑麦NTH1877与中新830、中饲828、劲松49和冀饲1号的遗传相似系数均低于0.500，从电泳图中也能发现，在能扩增出条带的不同引物中，NTH1877的条带数或条带的分子质量均和其他几个品种(系)有着明显的差异，说明NTH1877与其他几个品种(系)间基因组差异较大，充分说明了RAPD分析方法可广泛用于不同小黑麦之间的遗传相似性分析，这与其他研究者的观点一致[10-11]。研究发现，冬牧70与其他品种(系)遗传差异较大，独立分为一组，说明其基因组水平上与其他品种(系)有较大差距，可在杂交育种中优先考虑作为候选品种，这与董晓宁等[10]的研究结果一致。

前人研究表明，劲松49和中新830在苗期耐盐性鉴定中均为盐敏感品种[12]，在全生育期干旱处理中抗旱性均为中等偏弱水平[13]。本研究表明，劲松49和中新830之间的遗传相似系数最大(0.833)，亲缘关系最近，说明遗传相似系数较大的品种在不同抗性试验中均有很大的相似性。同时表明在大批量品种的抗逆性鉴定中，首先可以通过对不同品种采用RAPD 分析，确定其亲缘关系后，再选择其中一些代表性品种进行生理水平的抗逆性分析，最终通过抗逆性分析结合RAPD分析，初步判断大量品种的抗逆性水平，为今后大规模地开展不同小黑麦品种抗逆性分析提供新的思路。

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Genetic Diversity of Ten Varieties(Lines) ofTriticale

GUO Xiaoli,BAI Lirong

(Department of Life Science,Hengshui University,Hengshui 053000,China)

RAPD molecular-marker technique was used to detect the genetic diversity of ten varieties(lines) ofTriticale.Totally 384 bands were detected with PCR,including 79 polymorphic bands,the polymorphism rate was 20.6%,and the average band number was 20.3.The genetic similarity coefficient ranged from 0.250 to 0.833.Cluster analysis showed that these accessions could be divided into three groups with the genetic similarity coefficient threshold of 0.580.

Triticale; RAPD; genetic diversity; cluster analysis

2015-06-20

河北省科技计划项目(13222906)；河北省高等学校科学研究计划项目(Z2014014)

郭晓丽(1977-)，女，河北邯郸人，副教授，博士，主要从事植物分子遗传学和基因工程方面的研究。 E-mail：gxllgf@163.com

S512.4

A

1004-3268(2016)02-0026-03