“绿色革命”(Li, 2005; Zhang, 2005)后，规模化良种推广导致大量地方品种退出农田生态系统，致使地方品种基因流失，稻作系统稻种资源遗传多样性明显降低(Cheng and Min, 2000; Zhao et al., 2009)。因此，保护水稻品种的遗传多样性，促进可持续利用，倍受关注(徐福荣等, 2011)。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)。在云南一些边远少数民族地区，水稻资源丰富，高度的多样性依然存在。云南元阳县农作物遗传多样性丰富，尤其以永续发展的梯田稻作“人工湿地”景观闻名于世(高东等, 2009a)，被誉为“世界山地农业生产的最高典范。有关哈尼梯田的景观、人文和生态等方面的研究较多，但对构成这种景观的主体—水稻多样性的研究较少，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。如高东等(2009b)以当前种植面积最大的白脚老粳水稻地方品种为材料，借助SSR标记解析了其内遗传异质性；徐福荣等(2010b) 对元阳哈尼梯田30年间所种植的水稻地方品种的表型性状变化进行了研究；高东等(2010)对元阳哈尼梯田中当前所种植的水稻传统和现代品种的内部遗传异质性进行了比较等；徐福荣等(2010a) 采用半问卷式和农村参与式评价方法，调查分析了元阳哈尼梯田当前种植的稻作品种多样性；高东等(2011b)以自然村为单位，对箐口村哈尼梯田水稻品种SSR 遗传多样性进行了分析。迄今为止，对元阳哈尼梯田整个稻作系统内当前所种植的水稻地方品种多样性，特别是遗传多样性的研究未见报道。

SSR标记具有共显性、重复性好、分辨率高、多态性高等优点，在遗传多样性分析和群体遗传结构、物种进化、遗传图谱构建、基因定位及分子标记辅助育种等领域有着广泛应用。本研究广泛收集元阳哈尼梯田整个稻作系统内当前所种植的水稻地方品，借助SSR标记解析其遗传多样性，旨在对元阳哈尼梯田种植的稻作品种，尤其对当今仍在种植的传统品种，即农家就地保护的稻作遗传资源进行评估。为探索稻作遗传资源持续有效的保护与利用提供依据。为其他民族作物资源多样性研究提供范例。

1结果分析
1.1供试地方品种的类型多样性
在调查的46个村寨中，采用共同参与的方式，每户至少收集1个品种，广泛收集了568份水稻地方材料，包括同名异地品种。结合谷粒性状，提取两类材料：不同名称的108个品种；异地收集的同名但表型有差异的11个品种，其中长毛香、红脚老粳、冷水谷、冷水糯、六月谷、龙够、慢车、月亮谷、早谷和紫糯谷各2份，老粳糯3份，共计120份水稻地方材料，作为遗传多样性评估的样本。

1.2微卫星位点多态性分析
供试12对SSR引物在120份元阳地方材料中共检测出66个等位基因(Na)，平均每对引物5.5±1.087 1个，变幅为4~7个；45.5个有效等位基因(Ne)，平均每对引物3.790 2±0.515 5个，变幅为2.633 9~4.653个；香农指数(I)平均值为1.397 0±0.141 1，变幅为1.036 3~1.570 9；期望杂合度(Exp_Het)平均值为0.731 2±0.043 0，变幅为0.620 6~0.785 4 (表1)。
 

表1 检测位点的遗传变异和杂合性 Table 1 Summary of genetic variation and heterozygosity for detected loci

1.3等位基因频率差异分析
供试12对引物检测到等位基因数4的有3对；5的有2对；6的有5对；7的有2对，平均为5.5个(表1)。结果显示元阳水稻地方品种供试各位点等位基因几率相对均衡。

1.4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，120份元阳水稻地方品种遗传相似系数变幅为0.22~0.99。从聚类图(图1)可见大龙谷(Dalonggu)与龙够(Longgou)、红脚老粳(Hongjiaolaojing) 与娘东东车(Niangdongdongche) 两对材料之间的遗传相似系数最大，为0.99；相似系数为0.6时，120份水稻样品可分为39个亚群；相似系数高于0.8的仅有11个亚群，且均为两两样品聚成的亚群；相似系数高于0.85的不超过3个两两样品聚成的亚群。结果显示出这些地方品种具有丰富的遗传多样性。聚类图显示：部分相似名(不同名)的样品相似水平较高，如七仙谷(Qixiangu)与七星谷(Qixinggu)、车尼合牛(Cheniheniu)与车你和略(Chenihelue)等；部分同名但谷粒性状有差异的样品相似水平却较低，如长毛香(Changmaoxiang)、红脚老粳(Hongjiaolaojing)等。

图1 供试水稻样品的系统聚类树状图 注: 序号与表2同 Figure 1 The dendrogram of 120 tested rice samples Note: The code correspond to table 2

2讨论
2.1元阳水稻地方品种多样性及其演替
元阳梯田一直维系着水稻地方品种多样性。文献记载1962年就有过97个水稻品种的调查登记。1982年农作物品种普查，全县共有水稻品种392个，后经种植观察，汇总归纳，确定有195个，其中《元阳县农作物品种志》中详细描叙农艺性状的地方品种达54个。显示80年代元阳梯田水稻地方品种具有丰富的多样性(高东等, 2011a)。90年代末王清华(1999)在《梯田文化论》中提及元阳哈尼族拥有180多个稻谷品种。2006-2007年期间，徐福荣等(2010a)调查30个村寨，显示元阳县当前种植135个不同名称的水稻品种(组合)，包括100个传统品种。本课题组2008年调查元阳46个村寨，收集568份水稻地方材料，其中有108个不同名称的传统品种。总体上来说, 经过30多年的人工选择和自然选择，元阳梯田水稻地方品种多样性降低趋势不大(徐福荣等, 2010b)。在目前杂交水稻等选育品种的冲击下，元阳哈尼梯田湿地当前种植的水稻地方品种仍维持着30年前原有的遗传多样性(徐福荣等, 2011)，但品种间相似度略有增加。结合高东等(2009b, 2010)对元阳地方品种及其与改良品种内部遗传异质性的比较，展示出地方稻种资源具有育成品种所缺少或没有的优质特征，是水稻育种和稻种起源、进化研究不可缺少的过渡材料，但其总体遗传基础有狭窄趋势，为此，我们建议将元阳哈尼梯田作为稻作传统农家品种多样性就地保护区加以保护这些不可替代的水稻地方品种资源。

2.2元阳水稻品种多样性的维系机制
首先，元阳县“一山分四季，十里不同天”的生态环境孕育了丰富的地方品种，同时这些稻作地方品种对复杂的农业生态环境有较强的适应性，主要体现在耐贫瘠、耐阴冷、耐涝、抗病虫等特性(高东等, 2009a)。其次，元阳县当前仍在种植较多的地方品种与多民族宗教传统和文化习俗相关(高东等, 2011b)，如在哈尼族传统节日和祭祀活动中必须要有糯米和由不同颜色的稻米混合做成的花米饭。再者，朴素的选留、换种机制是该地区稻种资源丰富动力之一。当地哈尼族家家户户均进行田间选种，用于第2年种植，祖辈相传，形成了一套独特的选留种方法与标准(徐福荣等, 2010a)，均采取粒选和穗选(王清华, 1999)。种子交换和品种轮换被元阳哈尼族普遍采用(高东等, 2011a)。在频繁的稻种交换过程中，孕育“同名异种”和“异名同种”资源，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。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)，也是形成和维系该地区稻种资源丰富的动力之一。

3 材料与方法
3.1 材料
2008年采取由云南农业大学、元阳县农技中心、乡(镇)农技站等专业技术人员，村干部和有经验的年长农民共同参与的方式，在元阳县46个自然村广泛收集了568份水稻地方材料，记录品种名、农户和村寨。本研究所用水稻材料共计120份，是本着保留不同名称、同名但表型有差异的异地材料的原则从中筛选出的(表2)。
 

表2 供试水稻品种及其来源 Table 2 Landraces used in this study and their origins

3.2 DNA 抽提及PCR 检测
从已公布的水稻SSR引物筛选多态性高的12 对(RM84, RM208, RM16, RM280, RM289, RM253, RM234, RM210, RM219, RM228, RM224和RM19)，每条染色体1对。取10个单株代表每份材料，CTAB 法单株抽提全基因组DNA (Song et al., 2003)。PCR反应体系(20 µL)含1× Buffer，0.2 mmol/L dNTP (每一成分均为0.2 mmol/L)，1 µmol SSR 引物，50 ng 模板DNA 及1 U Taq酶。扩增程序为：94℃ 预变性2 min，94℃ 40 s，55℃ 30 s，72℃ 40 s，36 个循环， 72℃延伸10 min。采用6%聚丙烯酰胺变性凝胶电泳及银染法检测扩增结果(高东等, 2009a)。

3.3 数据处理
Ssr扩增带型采用基因型统计，并建立相应的数据库(高东等, 2011)。采用popgene (yeh et al., 1999)分析等位基因数(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。Ntsys 程序(rohlf, 1997)软件完成参试材料间欧氏距离计算，采用非加权平均数(upgma)，依据遗传相似系数绘制树状聚类图。

作者贡献
高东为本研究的构思者及负责人，试验设计和试验研究的执行人；白秀红参与样品采集，试验设计与分析，及论文初稿的写作；余磊和苏源参与数据分析及论文修改。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(2011CB100406)资助。

参考文献
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