苧麻地方品種資源多樣性研究

林敏榮，潘其輝，龔秋林，王富強(qiáng)，陳曉蓉，陳勇玲，歐陽愛平，劉桃菊，劉頭明，朱四元，趙立寧，董志雪

（1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，南昌330045；2.江西省麻類科學(xué)研究所，江西宜春336000；3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所，長(zhǎng)沙410205）

苧麻地方品種資源多樣性研究

林敏榮1，2，潘其輝2，龔秋林2，王富強(qiáng)2，陳曉蓉2，陳勇玲2，歐陽愛平2，劉桃菊1，*，劉頭明3，朱四元3，趙立寧3，董志雪3

（1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，南昌330045；2.江西省麻類科學(xué)研究所，江西宜春336000；3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所，長(zhǎng)沙410205）

本文從形態(tài)學(xué)特征、分子標(biāo)記、聚類分析方面研究了27個(gè)苧麻地方品種的遺傳多樣性。結(jié)果顯示：1）對(duì)27個(gè)苧麻品種纖維支數(shù)進(jìn)行了分析，得到了5份纖維支數(shù)為甲類的材料。2）通將PCR聚類分析的結(jié)果與形態(tài)特征的聚類分析結(jié)果比較，本試驗(yàn)未能顯示出苧麻外部形態(tài)特征跟內(nèi)部的遺傳關(guān)系存在相關(guān)性。

苧麻；形態(tài)特征；分子標(biāo)記；聚類分析

苧麻（Boehmeria niver L.）為蕁麻科（Urticaceae）苧麻屬（Bochmeria）多年生草本植物，是中國特有的少數(shù)以紡織為主要途徑的宿根性多年生農(nóng)作物［1］。我國的苧麻產(chǎn)量約占世界苧麻總產(chǎn)量的90℅以上［2］。江西省麻類科學(xué)研究所野生苧麻種質(zhì)資源圃中已保存了100多份江西省苧麻地方栽培品種，為我們苧麻育種研究提供了非常豐富的親本材料。

揭雨成等［6］利用RAPD技術(shù)對(duì)苧麻栽培種進(jìn)行了苧麻親緣關(guān)系的相關(guān)性分析，試驗(yàn)中選取了6個(gè)抗旱性較若及6個(gè)抗旱性較強(qiáng)品種，通過建立遺傳樹分析其遺傳距離，揭示了不同苧麻品種基因型差異以及親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近。郭安平等［7，8］對(duì)苧麻屬植物RAPD反應(yīng)體系的影響因子進(jìn)行了全面系統(tǒng)的分析與研究，建立了適合苧麻屬植物RAPD分析的反應(yīng)體系。劉立軍等［9］以100多個(gè)苧麻自交無性繁殖系為材料，研究了的RAPD分子標(biāo)記分析，并建立了一套具有可靠性和重復(fù)性的適合苧麻自交無性繁殖體系和適宜擴(kuò)增的程序。利用表型調(diào)查與分子標(biāo)記技術(shù)對(duì)這些品種進(jìn)行遺傳多樣性分析研究，將為我們下一步的育種工作奠定基礎(chǔ)，對(duì)選育出優(yōu)良的苧麻品種具有非常重要的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

在江西省麻類研究所江西省地方苧麻品種種質(zhì)資源圃中，選取27個(gè)歷年來植株性狀穩(wěn)定、病蟲害較少的苧麻品種。具體品種如下（見表1）：

表1 品種名稱和來源Tab.1 The cultivar and source of materials

1.2 試驗(yàn)方法

在整個(gè)生育過程中，根據(jù)《苧麻種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》（表2）中的苧麻種質(zhì)資源描述規(guī)范制定的原則和方法［3］，觀察記載這些品種的蔸型、根型、葉色、葉脈色等12個(gè)形態(tài)特征。27個(gè)江西省地方栽培種工藝成熟期各收獲10株，做了品質(zhì)性狀指標(biāo)中調(diào)查纖維細(xì)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。纖維細(xì)度按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)（GB5884—86）進(jìn)行測(cè)試。

表2 苧麻種質(zhì)資源描述簡(jiǎn)表Tab.2 Ramie germplasm descriptor table

1.2.1 基因組DNA的提取

采用植物基因組DNA提取試劑盒DP305—03（購于天根生化科技有限公司）提取27份幼嫩葉片的基因組DNA。1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)DNA的質(zhì)量。

1.2.2 SSR引物的來源

選用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這36對(duì)引物，引物參照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擴(kuò)增和產(chǎn)物檢測(cè)

PCR反應(yīng)在S1000TMThermal Cycle型PCR儀上進(jìn)行。

SSR反應(yīng)條件：

94℃，5 min；95℃，30 s；53℃，45 s；72℃，1 min；33cycles；72℃，10 min。反應(yīng)結(jié)束后4℃保溫。

10μl的PCR反應(yīng)體系：

PCR反應(yīng)所需的Taq酶、10XTaq reacti on Buffer、2.5 mol／L dNTP等均購于天根生化科技有限公司。PCR反應(yīng)在S1000TMThermal Cycle型PCR儀上進(jìn)行。采用的是聚丙烯酰胺凝膠垂直電泳及硝酸銀顯色法。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

采用人工讀帶的方法讀取銀染后電泳圖的條帶。主帶中清晰、可重復(fù)的條帶記為“1”，同一位置無帶或不易分辨的弱帶統(tǒng)計(jì)為“0”。將觀察的各個(gè)苧麻品種的形態(tài)特征記載，其結(jié)果的遺傳變異、相關(guān)性、聚類分析采用Micrsoft Excel和DPS統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行分析。運(yùn)用DPS2000軟件，用非加權(quán)配對(duì)算術(shù)平均法（UPGMA）對(duì)27個(gè)江西地方苧麻品種種質(zhì)資源進(jìn)行聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)藝性狀

2.1.1 三季麻纖維支數(shù)分析

表3 三季麻的纖維支數(shù)Tab.3 The fibre fineness of different ramie varieties

代號(hào)頭麻二麻三麻平均值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

按苧麻國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定分為甲、乙兩類。單纖維支數(shù)在1800支及以上的為甲類；單纖維支數(shù)在1800支以下的為乙類［5］。

由表三可以看出，頭麻有1、4、8、10、11、13、19、22、26這9個(gè)品種為甲類；二麻有1、4、27這3個(gè)品種為甲類；三麻有1、4、13、19、27這5個(gè)品種為甲類。

三季麻平均支數(shù)超過1800支的有1、4、13、19、27這5個(gè)品種。

這些地方栽培品種的纖維支數(shù)的變化范圍為761.47～2827.27 Nm／m·g－1，平均為934.94～2127.17 Nm／m·g－1。纖維支數(shù)在1000～1800 Nm／m·g－1之間，大部分品種頭麻的纖維支數(shù)最高，但也有些材料三麻的纖維支數(shù)反而更高，8和65的三麻纖維支數(shù)分別達(dá)到了2206.20～2003.80 Nm／m·g－1，超過了頭麻纖維支數(shù)。而纖維支數(shù)較低的材料58和71不足1000 Nm／m·g－1。綜上所述，在三季纖維支數(shù)都超過1800支達(dá)到甲類的只有1、8這兩個(gè)品種。苧麻的纖維支數(shù)大多數(shù)為：頭麻＞二麻＞三麻，但本研究有不少品種三麻支數(shù)高于二麻，這可能與氣候、人為干擾、收獲時(shí)期等因素有關(guān)。

2.1.2 形態(tài)特征的聚類分析

按照表2的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查了苧麻品種的莖型、莖形、莖毛、葉形、葉色、葉緣鋸齒、葉面皺紋、根型、根系類型、葉柄著生角度、蔸型、雌蕾色這12形態(tài)特征（表4）。運(yùn)用DPS2000軟件對(duì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行聚類分析（圖1）。

表4 苧麻的形態(tài)特征Tab.4 Morphological characters of ramie

蔸型麻骨色雌蕾色17寧都大白麻葉形葉色葉脈色托葉色葉緣鋸齒葉面皺紋葉柄色根型葉柄著生角度231123122214 18雞骨白213313621211 19修水麻233323122234 20上高野麻131111322215 21牛耳青342213231135 22湘苧三號(hào)233313331114 23宜春紅心麻211111131111 24新余麻2111123332114 25五殼子336111122251 26青殼子231111332134 27小葉蘆桿131113111334

圖1 形態(tài)特征的聚類分析Fig.1 The cluster analysis of morphological characteristics

從圖1中可以看出，遺傳距離在5.21處的結(jié)合線，將27個(gè)苧麻品種分為4類。其中1、4、10三個(gè)品種聚為一類，葉形為近圓形，葉脈色微紅，葉面皺紋多，葉柄著生角度小，麻骨色綠白；2和3聚成一類，因?yàn)檫@兩個(gè)品種均為來自江西永豐縣的，除了在雌蕾顏色上稍有差別，其他形態(tài)特征都相同；5單獨(dú)聚成一類，葉色黃綠色，葉形卵圓形，麻骨色黃白；其他的21個(gè)苧麻品種另外聚為一類，葉色為黃綠色，蔸型為散生，大多數(shù)品種的葉柄著生角度大。

在遺傳距離為3.65處另取一結(jié)合線，可以將27個(gè)苧麻品種分為如下10類。第一類：1和10，葉形為近圓形，葉緣鋸齒大深，葉脈色微紅，葉面皺紋多，葉柄色黃綠，根型為深根型，葉柄著生角度??；第二類：4，葉色為深綠，葉緣鋸齒小深，葉柄色微紅，根型為中根型，蔸型為散生；第三類：5和27，葉脈色為黃綠色，托葉色為黃綠，葉面皺紋多，根型為淺根型，蔸型串生，雌蕾色為淡紅色；第四類：6、8、17、13、20、9、26、11，葉柄著生角度大，雌蕾顏色淡紅，根型為中根型，葉色為綠色；第五類：7、14、19，托葉色微紅，根型為中根型，葉柄著生角度大，蔸型為散生；第六類：12、22、21、15，葉柄著生角度小，雌蕾為紅色；第七類：16、24、23，葉色黃綠色，葉脈色和托葉色都為黃綠色，深根型，黃白色麻骨；第八類：18，葉柄色深紅，黃白色雌蕾；第九類：2、3，因?yàn)檫@兩個(gè)品種均為來自江西永豐縣的，除了在雌蕾顏色上稍有差別，其他形態(tài)特征都相同；第十類：25，葉脈色深紅，麻骨色微紅，黃白色雌蕾。

苧麻品種18與其他的栽培品種的遺傳距離最遠(yuǎn)，因此他首先從聚類圖中分出來。苧麻品種1、4、13、19、27的遺傳距離也相差較近，也就是說這幾個(gè)品種在形態(tài)特征上相差不是特別大。

2.2 苧麻地方品種分子標(biāo)記的聚類分析

將SSR實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的0－1數(shù)據(jù)輸入DPS2000，計(jì)算出Nei＆Li（Czekanowski（1913））相異系數(shù)。基于Nei’s遺傳距離，采用類平均法構(gòu)建的系統(tǒng)聚類樹如圖2。

圖2 苧麻栽培種UPGMA聚類圖Fig.2 The UPGMA tree of varieties（Boehmeria.nivea）

根據(jù)圖2可知，苧麻品種黃皮蔸號(hào)自成一類，與其他品種的遺傳距離較遠(yuǎn)。銅皮青、大葉紅蚱蜢跟宜春紅心麻、新余麻2之前的遺傳距離相差最遠(yuǎn)。銅皮青和鉗麻的遺傳關(guān)系相近，盧麻和寧都大白麻的遺傳關(guān)系相近，修水麻與這幾個(gè)品種的遺傳關(guān)系都相差較遠(yuǎn)。

遺傳距離在D1處的結(jié)合線，將27個(gè)苧麻品種分成2類。其中，銅皮青、大葉紅蚱蜢、鉗麻、黃殼早等18個(gè)苧麻品種聚為一類；另外的寧都大白麻、雞骨白、上高野麻等9個(gè)苧麻品種聚為另一類。

在遺傳距離為D2處領(lǐng)取一結(jié)合線，可以將27個(gè)苧麻品種分為如下11大類：第一類：銅皮青、大葉紅蚱蜢、鉗麻、黃殼早、湘苧2號(hào)、薄皮苧麻、新余麻1；第二類：上高青皮桿；第三類：小葉紅蚱蜢、黃皮子、修水麻、小葉蘆桿；第四類：黃青蔸、寧都白麻、河麻；第五類：竹桿麻、盧麻；第六類：黃皮蔸；第七類：寧都大白麻；第八類：雞骨白；第九類：上高野麻、五殼子、青殼子；第十類：牛耳青；第十一類：湘苧3號(hào)、宜春紅心麻、新余麻2。

能夠聚成一類的，說明遺傳關(guān)系更相近，聚類結(jié)果較好了體現(xiàn)了這27個(gè)地方苧麻品種的分類。

3 結(jié)論與討論

通過田間調(diào)查，對(duì)27個(gè)苧麻地方品種的1個(gè)品質(zhì)性狀及12個(gè)形態(tài)特征進(jìn)行了調(diào)查并做了聚類分析，篩選到了5份符合高纖維支數(shù)育種目標(biāo)的材料，為今后科研工作中的雜交育種親本的選配提供了一定的理論基礎(chǔ)。

將應(yīng)用SSR標(biāo)記聚類分析的結(jié)果與形態(tài)特征的聚類分析結(jié)果相比較，兩種結(jié)果顯示出一定的差異，下一步將繼續(xù)篩選更有代表性的標(biāo)記。在今后的工作過程中，還應(yīng)進(jìn)一步從其他方面研究?jī)烧咧g的關(guān)系。如果能夠找出兩者之間的某種聯(lián)系，也許對(duì)今后的苧麻育種工作具有巨大的幫助。

從本文試驗(yàn)結(jié)果可以看出，27個(gè)江西省苧麻地方品種之間的親緣關(guān)系表現(xiàn)出與其地理位置存在一定的相關(guān)性，產(chǎn)生這種結(jié)果的原因可能是由于引種或者氣候因子相近、各地方品種在江西省地域分布過于靠近等諸多方面的原因綜合造成的。我國目前擁有極其豐富的地方品種種質(zhì)資源，但是在苧麻種質(zhì)資源遺傳多樣性的研究方面我們開展的工作卻不多，如何投入力量進(jìn)行合理研究開發(fā)苧麻品種中的優(yōu)異基因資源，將對(duì)于我國的苧麻科研事業(yè)及苧麻紡織行業(yè)的發(fā)展起到非常大的推動(dòng)作用。

一些地方品種的種質(zhì)資源還沒有被充分利用。在今后的工作中，還可以運(yùn)用多種方法進(jìn)一步研究這些地方品種之間的遺傳關(guān)系和遺傳多樣性。這將有助于我們?nèi)媪私馄r麻地方栽培種質(zhì)之間的親緣關(guān)系和遺傳結(jié)構(gòu)特征，這對(duì)指導(dǎo)苧麻種質(zhì)資源的科學(xué)保育、引種馴化以及遺傳改良等具有重要的指導(dǎo)意義和應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)也能合理的利用苧麻種質(zhì)資源為育種、生產(chǎn)服務(wù)。

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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

國家麻類產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)項(xiàng)目（編號(hào)：CASR－19－04B）

林敏榮（1988－），女，助理農(nóng)藝師，從事苧麻育種及栽培研究工作。E－mail：635882584＠qq.com

*通訊作者：劉桃菊（1965－），女，教授，研究方向?yàn)樽魑锷砩鷳B(tài)與作物模擬優(yōu)化。E－mail：Ltj06＠163.com