苎麻地方品种资源多样性研究

林敏荣，潘其辉，龚秋林，王富强，陈晓蓉，陈勇玲，欧阳爱平，刘桃菊，刘头明，朱四元，赵立宁，董志雪

（1.江西农业大学农学院，南昌330045；2.江西省麻类科学研究所，江西宜春336000；3.中国农业科学院麻类研究所，长沙410205）

苎麻地方品种资源多样性研究

林敏荣1，2，潘其辉2，龚秋林2，王富强2，陈晓蓉2，陈勇玲2，欧阳爱平2，刘桃菊1，*，刘头明3，朱四元3，赵立宁3，董志雪3

（1.江西农业大学农学院，南昌330045；2.江西省麻类科学研究所，江西宜春336000；3.中国农业科学院麻类研究所，长沙410205）

本文从形态学特征、分子标记、聚类分析方面研究了27个苎麻地方品种的遗传多样性。结果显示：1）对27个苎麻品种纤维支数进行了分析，得到了5份纤维支数为甲类的材料。2）通将PCR聚类分析的结果与形态特征的聚类分析结果比较，本试验未能显示出苎麻外部形态特征跟内部的遗传关系存在相关性。

苎麻；形态特征；分子标记；聚类分析

苎麻（Boehmeria niver L.）为荨麻科（Urticaceae）苎麻属（Bochmeria）多年生草本植物，是中国特有的少数以纺织为主要途径的宿根性多年生农作物［1］。我国的苎麻产量约占世界苎麻总产量的90℅以上［2］。江西省麻类科学研究所野生苎麻种质资源圃中已保存了100多份江西省苎麻地方栽培品种，为我们苎麻育种研究提供了非常丰富的亲本材料。

揭雨成等［6］利用RAPD技术对苎麻栽培种进行了苎麻亲缘关系的相关性分析，试验中选取了6个抗旱性较若及6个抗旱性较强品种，通过建立遗传树分析其遗传距离，揭示了不同苎麻品种基因型差异以及亲缘关系的远近。郭安平等［7，8］对苎麻属植物RAPD反应体系的影响因子进行了全面系统的分析与研究，建立了适合苎麻属植物RAPD分析的反应体系。刘立军等［9］以100多个苎麻自交无性繁殖系为材料，研究了的RAPD分子标记分析，并建立了一套具有可靠性和重复性的适合苎麻自交无性繁殖体系和适宜扩增的程序。利用表型调查与分子标记技术对这些品种进行遗传多样性分析研究，将为我们下一步的育种工作奠定基础，对选育出优良的苎麻品种具有非常重要的指导意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

在江西省麻类研究所江西省地方苎麻品种种质资源圃中，选取27个历年来植株性状稳定、病虫害较少的苎麻品种。具体品种如下（见表1）：

表1 品种名称和来源Tab.1 The cultivar and source of materials

1.2 试验方法

在整个生育过程中，根据《苎麻种质资源描述规范和数据标准》（表2）中的苎麻种质资源描述规范制定的原则和方法［3］，观察记载这些品种的蔸型、根型、叶色、叶脉色等12个形态特征。27个江西省地方栽培种工艺成熟期各收获10株，做了品质性状指标中调查纤维细度进行统计分析。纤维细度按相应的标准（GB5884—86）进行测试。

表2 苎麻种质资源描述简表Tab.2 Ramie germplasm descriptor table

1.2.1 基因组DNA的提取

采用植物基因组DNA提取试剂盒DP305—03（购于天根生化科技有限公司）提取27份幼嫩叶片的基因组DNA。1%琼脂糖凝胶电泳检测DNA的质量。

1.2.2 SSR引物的来源

选用RM022、RM023、RM024、RM027、RM043、RM059、RM087、RM090、RM108、RM109RM111、RM117、RM119、RM120、RM121、RM124、RM126、RM127、RM133、RM134、RM144、RM145、RM161、RM165、RM170、RM173、RM174、RM179、RM197、RAM207、RAM210、RAM211、RAM240、RAM260这36对引物，引物参照T Liu et al［4］。所有引物均由上海生工生物工程股份有限公司合成。

1.2.3 PCR扩增和产物检测

PCR反应在S1000TMThermal Cycle型PCR仪上进行。

SSR反应条件：

94℃，5 min；95℃，30 s；53℃，45 s；72℃，1 min；33cycles；72℃，10 min。反应结束后4℃保温。

10μl的PCR反应体系：

PCR反应所需的Taq酶、10XTaq reacti on Buffer、2.5 mol／L dNTP等均购于天根生化科技有限公司。PCR反应在S1000TMThermal Cycle型PCR仪上进行。采用的是聚丙烯酰胺凝胶垂直电泳及硝酸银显色法。

1.2.4 数据处理

采用人工读带的方法读取银染后电泳图的条带。主带中清晰、可重复的条带记为“1”，同一位置无带或不易分辨的弱带统计为“0”。将观察的各个苎麻品种的形态特征记载，其结果的遗传变异、相关性、聚类分析采用Micrsoft Excel和DPS统计分析软件进行分析。运用DPS2000软件，用非加权配对算术平均法（UPGMA）对27个江西地方苎麻品种种质资源进行聚类分析。

2 结果与分析

2.1 农艺性状

2.1.1 三季麻纤维支数分析

表3 三季麻的纤维支数Tab.3 The fibre fineness of different ramie varieties

代号头麻二麻三麻平均值21761.5976.31067.1934.9 222000.21389.61786.91725.6 23984.71054.41152.31063.8 241271.61020.61039.91110.7 251082.2857.41293.71077.8 261822.81536.41757.91705.7 271786.92103.41591.21827.2

按苎麻国家标准规定分为甲、乙两类。单纤维支数在1800支及以上的为甲类；单纤维支数在1800支以下的为乙类［5］。

由表三可以看出，头麻有1、4、8、10、11、13、19、22、26这9个品种为甲类；二麻有1、4、27这3个品种为甲类；三麻有1、4、13、19、27这5个品种为甲类。

三季麻平均支数超过1800支的有1、4、13、19、27这5个品种。

这些地方栽培品种的纤维支数的变化范围为761.47～2827.27 Nm／m·g－1，平均为934.94～2127.17 Nm／m·g－1。纤维支数在1000～1800 Nm／m·g－1之间，大部分品种头麻的纤维支数最高，但也有些材料三麻的纤维支数反而更高，8和65的三麻纤维支数分别达到了2206.20～2003.80 Nm／m·g－1，超过了头麻纤维支数。而纤维支数较低的材料58和71不足1000 Nm／m·g－1。综上所述，在三季纤维支数都超过1800支达到甲类的只有1、8这两个品种。苎麻的纤维支数大多数为：头麻＞二麻＞三麻，但本研究有不少品种三麻支数高于二麻，这可能与气候、人为干扰、收获时期等因素有关。

2.1.2 形态特征的聚类分析

按照表2的标准调查了苎麻品种的茎型、茎形、茎毛、叶形、叶色、叶缘锯齿、叶面皱纹、根型、根系类型、叶柄着生角度、蔸型、雌蕾色这12形态特征（表4）。运用DPS2000软件对调查结果进行聚类分析（图1）。

表4 苎麻的形态特征Tab.4 Morphological characters of ramie

蔸型麻骨色雌蕾色17宁都大白麻叶形叶色叶脉色托叶色叶缘锯齿叶面皱纹叶柄色根型叶柄着生角度231123122214 18鸡骨白213313621211 19修水麻233323122234 20上高野麻131111322215 21牛耳青342213231135 22湘苎三号233313331114 23宜春红心麻211111131111 24新余麻2111123332114 25五壳子336111122251 26青壳子231111332134 27小叶芦杆131113111334

图1 形态特征的聚类分析Fig.1 The cluster analysis of morphological characteristics

从图1中可以看出，遗传距离在5.21处的结合线，将27个苎麻品种分为4类。其中1、4、10三个品种聚为一类，叶形为近圆形，叶脉色微红，叶面皱纹多，叶柄着生角度小，麻骨色绿白；2和3聚成一类，因为这两个品种均为来自江西永丰县的，除了在雌蕾颜色上稍有差别，其他形态特征都相同；5单独聚成一类，叶色黄绿色，叶形卵圆形，麻骨色黄白；其他的21个苎麻品种另外聚为一类，叶色为黄绿色，蔸型为散生，大多数品种的叶柄着生角度大。

在遗传距离为3.65处另取一结合线，可以将27个苎麻品种分为如下10类。第一类：1和10，叶形为近圆形，叶缘锯齿大深，叶脉色微红，叶面皱纹多，叶柄色黄绿，根型为深根型，叶柄着生角度小；第二类：4，叶色为深绿，叶缘锯齿小深，叶柄色微红，根型为中根型，蔸型为散生；第三类：5和27，叶脉色为黄绿色，托叶色为黄绿，叶面皱纹多，根型为浅根型，蔸型串生，雌蕾色为淡红色；第四类：6、8、17、13、20、9、26、11，叶柄着生角度大，雌蕾颜色淡红，根型为中根型，叶色为绿色；第五类：7、14、19，托叶色微红，根型为中根型，叶柄着生角度大，蔸型为散生；第六类：12、22、21、15，叶柄着生角度小，雌蕾为红色；第七类：16、24、23，叶色黄绿色，叶脉色和托叶色都为黄绿色，深根型，黄白色麻骨；第八类：18，叶柄色深红，黄白色雌蕾；第九类：2、3，因为这两个品种均为来自江西永丰县的，除了在雌蕾颜色上稍有差别，其他形态特征都相同；第十类：25，叶脉色深红，麻骨色微红，黄白色雌蕾。

苎麻品种18与其他的栽培品种的遗传距离最远，因此他首先从聚类图中分出来。苎麻品种1、4、13、19、27的遗传距离也相差较近，也就是说这几个品种在形态特征上相差不是特别大。

2.2 苎麻地方品种分子标记的聚类分析

将SSR实验产生的0－1数据输入DPS2000，计算出Nei＆Li（Czekanowski（1913））相异系数。基于Nei’s遗传距离，采用类平均法构建的系统聚类树如图2。

图2 苎麻栽培种UPGMA聚类图Fig.2 The UPGMA tree of varieties（Boehmeria.nivea）

根据图2可知，苎麻品种黄皮蔸号自成一类，与其他品种的遗传距离较远。铜皮青、大叶红蚱蜢跟宜春红心麻、新余麻2之前的遗传距离相差最远。铜皮青和钳麻的遗传关系相近，卢麻和宁都大白麻的遗传关系相近，修水麻与这几个品种的遗传关系都相差较远。

遗传距离在D1处的结合线，将27个苎麻品种分成2类。其中，铜皮青、大叶红蚱蜢、钳麻、黄壳早等18个苎麻品种聚为一类；另外的宁都大白麻、鸡骨白、上高野麻等9个苎麻品种聚为另一类。

在遗传距离为D2处领取一结合线，可以将27个苎麻品种分为如下11大类：第一类：铜皮青、大叶红蚱蜢、钳麻、黄壳早、湘苎2号、薄皮苎麻、新余麻1；第二类：上高青皮杆；第三类：小叶红蚱蜢、黄皮子、修水麻、小叶芦杆；第四类：黄青蔸、宁都白麻、河麻；第五类：竹杆麻、卢麻；第六类：黄皮蔸；第七类：宁都大白麻；第八类：鸡骨白；第九类：上高野麻、五壳子、青壳子；第十类：牛耳青；第十一类：湘苎3号、宜春红心麻、新余麻2。

能够聚成一类的，说明遗传关系更相近，聚类结果较好了体现了这27个地方苎麻品种的分类。

3 结论与讨论

通过田间调查，对27个苎麻地方品种的1个品质性状及12个形态特征进行了调查并做了聚类分析，筛选到了5份符合高纤维支数育种目标的材料，为今后科研工作中的杂交育种亲本的选配提供了一定的理论基础。

将应用SSR标记聚类分析的结果与形态特征的聚类分析结果相比较，两种结果显示出一定的差异，下一步将继续筛选更有代表性的标记。在今后的工作过程中，还应进一步从其他方面研究两者之间的关系。如果能够找出两者之间的某种联系，也许对今后的苎麻育种工作具有巨大的帮助。

从本文试验结果可以看出，27个江西省苎麻地方品种之间的亲缘关系表现出与其地理位置存在一定的相关性，产生这种结果的原因可能是由于引种或者气候因子相近、各地方品种在江西省地域分布过于靠近等诸多方面的原因综合造成的。我国目前拥有极其丰富的地方品种种质资源，但是在苎麻种质资源遗传多样性的研究方面我们开展的工作却不多，如何投入力量进行合理研究开发苎麻品种中的优异基因资源，将对于我国的苎麻科研事业及苎麻纺织行业的发展起到非常大的推动作用。

一些地方品种的种质资源还没有被充分利用。在今后的工作中，还可以运用多种方法进一步研究这些地方品种之间的遗传关系和遗传多样性。这将有助于我们全面了解苎麻地方栽培种质之间的亲缘关系和遗传结构特征，这对指导苎麻种质资源的科学保育、引种驯化以及遗传改良等具有重要的指导意义和应用价值，同时也能合理的利用苎麻种质资源为育种、生产服务。

［1］蒋彦波，揭雨成.中国苎麻属植物亲缘关系研究进展［J］.植物遗传资源学报，2005，6（1）：114－118

［2］成熊伟.我国苎麻纺织工业历史现状及发展［J］.中国麻业科学，2007，29（B02）：77－85.

［3］续刚，蔡宝军，龚惠和，张国平，蒋敏，李琳.苎麻［M］.北京：中国标准出版社，1999.

［4］Liu T，Zhu S，Fu L，Tang Q，Yu Y，et al（2013）Development and characterization of 1827 expressed sequence tag－derived simple sequence repeat markers in ramie（BoehmerianiveaL.Gaud）.PLos ONE 8（4）：e60346

［5］李正东.应深化苎麻纤维细度的分类［J］.中国纤检，1990（9）.

［6］揭雨成，冷鹃.中国苎麻种质资源研究的现状与展望［J］.中国麻作，2000，22（3）：13－15.

［7］王文采.中国苎麻属植物校订（续）［J］.云南植物研究，1981，3（4）：401－416.

［8］郭安平，周鹏，黎小瑛，李宗道，郑学勤.17份苎麻栽培品种的RAPD分析［J］.农业生物技术学报，2003，11（3）：318－320.

［9］刘立军，蒙祖庆，邢秀龙，彭定祥.苎麻基因组SRAP扩增体系的优化研究.分子植物育种［J］，2006b，4（5）：726－730.

Study on the Diversity of Local Varieties of Ramie

LIN Minrong1，2，PAN Qihui2，GONG Qiulin2，WANG Fuqiang2，CHEN Xiaorong2，CHEN Yongling2，OU YANG Aiping2，LIU Taoju1*，LIU Touming3，ZHU Siyuan3，ZHAO Lining3，DONG Zhixue3
（1.College of Agronomy，Jiangxi Agriculture University，Nanchang 330045，China；2.Institute of Bast Fiber Crops，Yichun，Jiangxi 336000，China；3.Institute of Bast Fiber Crop，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Changsha 410205，China）

The experiment first studied the agronomic characters and morphological characters of 27 local Boehmerai，hese varieties.The results are as follow：1）Analysed on the plant height，stem diameter，skin thickness and fiber fineness of 27 Boehmerai species，and got 5 materials that their fiber fineness is Class A；2）Having compared the result of PCR cluster analysis with morphological cluster analysis.Through this experiment，we did not know the relationship between the external morphological characteristics and genetic relationship of ramie.

ramie；morphological characteristics；molecular marker；cluster analysis

1671－3532（2016）06－0268－08

S563.1

A

2016－07－11

国家麻类产业技术体系建设项目（编号：CASR－19－04B）

林敏荣（1988－），女，助理农艺师，从事苎麻育种及栽培研究工作。E－mail：635882584＠qq.com

*通讯作者：刘桃菊（1965－），女，教授，研究方向为作物生理生态与作物模拟优化。E－mail：Ltj06＠163.com