中国是亚洲栽培稻的起源地之一，而云南是亚洲栽培稻的遗传多样性中心(Chang, 1976; Zeng et al., 2010)。云南元阳县地处哀牢山的南端(东经102°27'~103°13', 北纬22°49'~23°19')，海拔高差悬殊，“一山分四季，十里不同天”；民族文化丰富，世聚哈尼、彝、傣、苗、瑶、壮和汉族共七大民族；农作物遗传多样性丰富，特别以永续发展的梯田稻作“人工湿地”景观闻名于世(高东等, 2009a)。关于构成元阳梯田景观的主体—水稻多样性的研究不多，徐福荣等(2010a) 采用半问卷式和农村参与式评价方法对元阳梯田种植的稻作品种间多样性进行了研究；高东等(2009b)以白脚老粳水稻地方品种为材料，对其品种内遗传异质性进行了研究；徐福荣等(2010b) 对元阳哈尼梯田中所种植的水稻地方品种的表型性状在30年间的变化进行了研究；高东等(2010)对元阳哈尼梯田中目前所种植的水稻地方品种和现代品种的内部遗传异质性进行了比较研究。为解析元阳哈尼梯田长期、持续、稳定的大面积栽种多个水稻地方品种的机理，以往研究主要集中在解析整个梯田系统水稻地方品种的多样性(徐福荣等, 2010a)；水稻地方品种多样性在元阳农业发展过程中的变化(徐福荣等, 2010b)；水稻地方品种和现代品种的内部遗传异质性与其适应性差异(高东等, 2010)等。对元阳以村寨为单位小生境内水稻地方品种多样性研究尚属空白。

水稻基因组DNA 中存在2~5 个核苷酸为重复单元的长达几十个核苷酸的序列，称作微卫星(microsatellites)或简单重复序列(SSR)。重复序列两端是高度保守序列，可据此设计引物。由于重复单位和重复数量有可能不同，因而形成多态性。因此是检测个体间差异及品种间的遗传多样性的理想分子标记。本研究采用SSR分子标记评价了箐口村梯田稻作系统内收集的地方品种的遗传多样性，旨在说明村寨内水稻品种间遗传多样性是维系整个梯田系统持续稳定的重要因素之一。

1结果分析
1.1SSR标记等位基因的多态性
所筛选的12对SSR引物(RM220, RM208, RM16, RM335, RM289, RM253, RM234, RM210, RM219, RM228, RM206和RM235)均能扩增出清晰的条带，没有零位点出现，所有条带的分子量范围在100~500 bp内。每对引物检测到的等位基因数为2~5，平均为3.9167；有效等位基因数为1.2317~3.8850，平均为2.6187；香农指数为0.3798~1.3719，平均为1.0063；期望纯合度为0.2543~0.8111，平均为0.4279；期望杂合度为0.1889~0.7457，平均为0.5721 (表1)。

表1 分析位点的遗传变异和杂合性 Table 1 Summary of genetic variation and heterozygosity statistics for researched loci

1.2供试样品的聚类分析
根据UPGMA法(非加权平均数法)用遗传相似系数进行聚类分析，结果表明，所收集的119份水稻材料遗传相似系数在0.22~1.00之间，表现为极高的遗传多样性水平(图1)。

图1 供试水稻样品的系统聚类树状图 Figure 1 The dendrogram of 119 tested rice samples

在所分析的119份水稻样品中，水稻地方品种月亮谷在约0.65相似水平上聚在一起；白脚老粳在约0.63相似水平上聚在一起；红脚老粳在约0.68相似水平上聚在一起；这三个品种是当地的主栽地方品种。红阳3号和红阳系列在约0.83的相似水平上聚在一起，这是本研究特意收集的两份当地栽种的改良品种。

聚类图显示：多数同名或谐音名的样品在各自不同的相似水平上聚在一起，如阿楚车和啊祖车、车谷和车龙及车然、龙格和罗谷等等；同时也有同名或谐音名的样品聚在其他类别当中，如月亮谷有的聚在啊丕丕车类群当中，白脚老粳聚在车谷类群当中等；在0.618的相似水平上所有的119份水稻样品可分为27个亚群。 

2讨论
2.1元阳水稻品种的遗传多样性
综合所筛选的12对SSR引物对元阳哈尼梯田119份水稻样品分析的遗传多样性各参数，我们发现这些样品在不同的等位位点上的多态性不同，供试12个位点中，RM219位点多态性最高，杂合程度最高；RM16位点多态性最低，杂合程度最低。表明各SSR等位位点对元阳稻种遗传多样性的贡献是不均衡的。

聚类分析(cluster analysis)显示元阳哈尼梯田主栽地方品种月亮谷、白脚老粳和红脚老粳具有丰富的遗传多样性，这与高东等(2009a)对元阳白脚老粳水稻地方品种内遗传异质性丰富的报道一致；同时，这些地方品种的遗传多样性高于引进的改良品种(如红阳系列)。聚类分析也显示了元阳哈尼梯田稻谷品种存在大量的“同名异种”和“异名同种”的现象，提示我们在稻种资源的收集和保护中详细了解材料背景和进行遗传鉴定是非常必要的。

2.2元阳水稻品种遗传多样性的成因
首先，丰富的民族文化是该地区稻种资源丰富的动力之一。全县世居七大民族，包括哈尼、彝、傣、苗、瑶、壮和汉族，其中以哈尼族比例较大。各民族沿袭着各自祖先的文化、信仰和稻作习惯，并且在民族融合中不断趋于多元化，丰富、多样的民族文化推动元阳的稻种资源不断丰富和多样化(高东等, 2009a)。哈尼族精通稻种遗传多样性的年度间布局，例如，种子交换和品种轮换被元阳哈尼族普遍采用(高东等, 2011)。在频繁的稻种交换过程中，难免造成“同名异种”和“异名同种”的现象，加之，哈尼族有同名种子混合使用的习惯，更加丰富了其遗传多样性(高东等, 2011)。

其次，哈尼族粗放的水稻品种的选育方法是该地区稻种资源丰富的成因之一。哈尼族对水稻种子采取粒选和穗选(王清华, 1999)。这种粗放的选、留种方式无法严格保证水稻种子的遗传一致性。

最后，哈尼人丰富的梯田稻作系统管理土著知识和技能 (Shimpei, 2007)，也是该地区稻种资源丰富的成因之一。但近年来，由于现代品种的冲击，例如红阳系列品种的引进，导致大量地方品种被弃用。种植高耗肥的现代品种，不但污染了元阳梯田水稻生态系统，而且使大量地方品种流失，是对元阳梯田水稻生态系统中稻谷品种遗传多样性的最大威胁。在许多的水稻梯田区域，传统的农业做法被迫改变。例如，菲律宾科迪勒拉山的水稻梯田，在1995年被联合国教科文组织登记为世界遗产。此后，许多农民放弃了与农业有关的工作，取而代之的是旅游的相关工作，导致大量梯田崩塌(Shimpei, 2007)。所以，如何在社会进步和开展旅游的过程中有效保护好梯田景观及其承载的稻种和文化多样化是摆在我们面前的一个难题。

3材料与方法
3.1材料
本研究所用水稻材料共计119份，是2005年在元阳县新街镇箐口村的一面坡上采集的，基本可代表同一小生境中采集的样品。共采集了120份水稻地方品种(表2)，其中包括相同名称的、不同名称的以及名称谐音相同的各类材料。实验中只用了119 份，是由于在发芽的过程中，其中最后1份发芽失败，表中用灰色显示。

表2供试水稻品种 Table 2 The information of the rice researched

3.2 DNA抽提及PCR检测
每份材料取10株，CTAB 法混合抽提全基因组DNA (Song et al., 2003)。每条染色体筛选1对多态性高的SSR 引物，共计12 对 (RM220, RM208, RM16, RM335, RM289, RM253, RM234, RM210, RM219, RM228, RM206和RM235)用于评估供试材料的遗传多样性。在Mastercyder Gradiet PCR 仪(Eppendorf 5333 型)上进行PCR 反应，反应程序为：94℃ 预变性2 min，94℃ 40 s，55℃ 30 s，72℃ 40 s，36 个循环， 72℃延伸10 min。反应体系包含1×Buffer，0.2 mmol/L dNTP (每一成分均为0.2 mmol/L)，1 µmoLSSR 引物，50 ng 模板DNA 及1 U Taq 酶(TaKaRa InC.)，共计20 µL。6%的聚丙烯酰胺变性胶分离PCR 产物，凝胶规格为195 mm×120 mm×1 mm (长×宽×厚)。上样前，加等体积上样缓冲液，震荡与PCR 产物混匀，95℃下变性5 min。电泳后剥胶、染色、显影(高东等, 2009a)。

3.3数据处理
参照Marker (DL2000)，采用基因型统计条带法，纯合条带记为“AA”、“BB”和“CC”等，杂合条带记为“AB”、“AC”和“BC”等。每位点检测到的等位基因数(Na, Observed number of alleles)、有效等位基因数(Ne, Effective number of alleles, Kimura and Crow, 1964)、期望纯合度(Exp_Hom, expected homozygosty, Levene, 1949)、期望杂合度(Exp_Het, expected heterozygosity,Levene, 1949)、Shannon 指数(I, Shannon's information index, Lewontin, 1972)等参数用于供试材料的遗传多样性估计。以上参数用POPGENE(Yeh et al., 1999)进行分析，按照标准遗传距离和遗传相似系数计算两份材料间的遗传差异。采用非加权平均数(UPGMA)，依据遗传相似系数应进行聚类分析，运行NTSYS 程序(Rohlf, 1997)软件，绘制供试材料的系统进化树。

作者贡献
高东是本研究的实验设计和实验研究的执行人；高东、李锐及杨木青完成数据分析，论文初稿的写作；何霞红参与实验设计，试验结果分析；高东是论文的构思者及负责人，指导实验设计，数据分析，论文写作与修改。全体作者都阅读并同意最终的文本。

致谢
本研究由国家重点基础研究发展计划(973项目)课题(2011CB100400)资助。

参考文献
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