遗传理论和育种实践均已表明，育种目标能否实现的基础与关键是种质资源，特别是特异种质资源的发掘与利用。纵观近代作物育种成就，几乎无一例外地取决于关键性优异种质资源的发现与利用。如籼稻矮源低脚乌尖(Sasaki et al., 2002)、小麦矮源农林10号(Peng et al., 1999)与世界范围的“绿色革命”；油菜品种Liho (Stefansson et al., 1961)、Bronowski (Abbadi et al., 2011)与双低油菜新品种选育；抗根结线虫的北京小黑豆与美国大豆生产(Hartwig, 1981)；矮源矮脚南特和矮子粘与我国水稻的矮秆育种(潘家驹, 1994)；Polima雄性不育细胞质与国内外杂交油菜的发展；小麦IBL/1RS易位系与小麦抗锈育种(Rabinovich, 1998)；玉米高赖氨酸突变体Opaque-2 (Yau et al., 1999)和大麦高蛋白、赖氨酸Hiprolys (潘家驹, 1994)与玉米和大麦营养品质的遗传改良等事实说明，特异种质资源对农作物遗传改良起到了不可替代的作用。栽培稻经过长期的人工驯化，特别是近代育种和集约化种植，遗传变异显著缩小，一些对不良环境因子和病虫害有益的稀有的等位基因缺失(江云珠等, 2010)。中国20世纪50年代以来水稻育成品种的遗传多样性一直呈下降趋势(华蕾等, 2007)，同工酶等位基因仅为地方品种的73.1%，58.3%的位点上发现存在数目不等的等位基因缺失(魏兴华等, 2003)，而且系谱上均可追溯到少数几个品种，如矮仔占、南特号、农垦58和银坊主等(魏兴华等, 2010)。水稻育成品种单调的遗传背景已成为取得突破性育种改良成效的瓶颈。

旱稻(Upland Rice)属于禾本科(Poaceae)、稻属(Oryza L.)、亚洲栽培稻(Oryza sativa L.)，是栽培稻四种生态型之一(王英等, 2011)，具有耐旱、耐瘠、适应性广等特点，是水稻抗逆性改良育种的天然基因库(翟伟等, 2010)。我国旱稻种质资源丰富，但由于缺乏对其遗传基础的了解，限制了其在育种中的有效利用。虽然已有一些基于RAPD (任光俊等, 2005)、SSR (杨学辉等, 2009b)以及表型多样性(龚志莲等, 2004; 杨学辉等, 2009a)的旱稻种质多样性研究，但存在选择区域范围偏小，试验材料偏少、代表性较差等不足。本研究采用72对SSR引物对来自中国14个省份的125 份粳型旱稻地方品种进行了SSR遗传多样性、遗传距离和聚类分析。旨在为旱稻种质资源在水稻育种的有效利用提供依据。

1结果分析
1.1微卫星位点多态性
我国旱稻地方种质资源粳亚种具有丰富的微卫星多态性。具多态性的72对供试SSR引物共检测到573个等位变异。不同SSR位点变异较大，每一位点等位基因数变幅为3~20，平均每对引物检测到7.958个，平均有效等位基因座数为3.357个。11号染色体上等位变异最多(RM224, RM206, RM21, Na=15; RM209, Na=11)，其次1、3、4、6、7、8、9和10号染色体也有较多的等位变异，5号染色体的等位变异较弱。等位变异≥15的位点有7个；10≤等位变异＜15的位点共有11个；5≤等位变异＜10的位点有45个；等位变异＜5的位点仅有9个。RM72位点有效等位变异最高(Ne=11.183)，RM147位点有效等位变异最低(Ne=1.378)。Shannon多样性指数具有类似结果，RM72，I=2.701；RM147，I=0.385 (表1)。

表1 中国旱稻地方品种粳亚种SSR位点遗传多态性 Table 1 Genetic polymorphism of SSR loci in japonica upland rice landraces of China

表2 结果显示，我国14个省或地区粳型旱稻地方种质资源等位变异分布不均，广西、云南、贵州和台湾省等位变异较高，分别为263、230、215和205个；海南旱稻地方种质资源等位变异最低。上述4省旱稻地方种质资源的有效等位变异也较高，次序稍有变动，广西(198.107)＞台湾(173.094)＞云南(163.402)＞贵州(146.999)。Shannon多样性指数具有类似结果，广西(1.075)＞台湾(0.908)＞云南(0.878)＞贵州(0.776)，海南最低为0.225。

表2 不同地区旱稻地方品种粳亚种SSR位点遗传多态性 Table 2 Genetic polymorphism of SSR loci in japonica upland rice landraces among 14 geographical regions of China

1.2聚类分析与遗传结构
来自14个省的旱稻地方品种粳亚种间Nei遗传距离范围在0.046~0.564之间，表明14个省间旱稻种质遗传差异大小各异，有些省份旱稻种质遗传差异小，有些省份遗传差异大。基于Nei遗传距离进行UPGMA系统聚类(图1)，结果显示黑龙江和吉林两省间的旱稻种质遗传距离最近(GD=0.046)，其次依次为天津和河北间(GD=0.097)，云南和贵州间(GD=0.132)，辽宁和山西间(GD=0.140)，广东和广西间(GD=0.159)。在Nei遗传距离为0.335处可以明显地划分为3类，北方组：(黑龙江∪吉林)∪((河北∪天津)∪(辽宁∪山西))；南方组：(((云南∪贵州)∪湖南)∪江苏)∪((广东∪广西)∪台湾)；海南独立划为一类。

图1 中国14地区旱稻地方品种粳亚种聚类图 Figure 1 Dendrogram of the japonica upland rice landraces from 14 geographical regions of China

2讨论
2.1旱稻微卫星位点遗传多样性
王一平等(2007)选取144份分布于全球主要旱稻种植区域(南美, 非洲和亚洲其他国家及中国) 15个国家的旱稻品种，利用38对SSR标记分析表明，平均等位基因数为3.6；杨志奇(2008)选取我国328份粳稻地方品种，利用72对SSR引物分析发现，平均等位基因数为9.72；张立娜等(2010)选取我国158份旱稻地方品种，利用39对SSR引物分析表明，平均等位基因数为7.90。本研究利用72对SSR引物对125份中国旱稻地方品种粳亚种的研究表明，平均等位基因数为7.96。本研究检测平均等位基因数高于王一平等(2007)和张立娜(2010)等的研究结果，究其原因可能是所选用的多态性引物多；低于杨志奇的研究结果，究其原因可能是选取样品量和地理范围小，选取稻种生态型不同。可见，进行种质资源SSR遗传多样性分析，保证足够的样品和多态性引物数量是确保获得可靠结果的先决条件。本研究和前人研究(张立娜等, 2010)结果均表明，RM72、RM241、RM232、RM224、RM206、RM21、RM219、RM412、RM551、RM220、 RM209、RM278、RM11和RM302等标记表现为较高的等位变异，是分析旱稻种质资源遗传多样性的理想引物。

2.2旱稻地方品种的遗传结构
杨志奇(2008)选取我国20个省份或地区粳稻地方品种，研究表明遗传一致性为0.213~0.902；束爱萍等(2009)选取我国12个省份或地区粳稻选育品种，研究表明遗传一致性为0.321~0.914；张立娜等(2010)选取我国15个省份或地区粳型旱稻地方品种，研究表明遗传一致性为 0.580 3~0.958 1。本研究选取我国14个省份或地区旱稻地方品种粳亚种，研究表明遗传一致性为0.527~0.954。已有研究表明中国不同省份或地区的不同稻种类型具有不同的遗传多样性和遗传结构。

Nybom (2004)研究表明，抽样群体间地理位置远近与遗传差异大小相关。张媛媛等(2007)，杨志奇(2008)和张立娜等(2010)的研究结果均基本支持这一观点。本研究聚类结果表明，我国地理位置相近的省份或地区的粳型旱稻地方品种聚在同一类群，可以清晰的分成北方组和南方组，基本支持前人研究结果，我国旱稻地方品种粳亚种仍然存在较高的地理隔离现象。王一平等(2007)的结果显示，世界范围不同地理来源的旱稻地理隔离现象已不明显，这与世界范围旱稻种质的交流和引种密不可分。我国旱稻地方品种粳亚种较明显的地理隔离现象，一方面反映了我国旱稻各省间交流不足，同时也显示出我国旱稻地方品种粳亚种在扩大水稻亲本遗传背景方面仍具有较大潜力。

3材料与方法
3.1材料
供试材料来自课题组构建的滇黔贵琼旱稻地方品种核心种子库和国家库，以云南、贵州和广西为主，基于自然地理分布密度，随机抽取125份旱稻地方粳亚种，覆盖了我国14个省或地区，核心种子库中仅存1~2份的省份没有覆盖。具体分布为云南、贵州和广西各25份，山西、辽宁、吉林、江苏、湖南、天津和台湾各4 份，河北和黑龙江各8份，广东和海南各3份。

3.2 DNA抽提及PCR 检测
参考前人研究结果，每条染色体各筛选6对多态性高的SSR引物(表1)。以10株混合样代表每份材料，CTAB法混合抽提全基因组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℃ 2 min；94℃ 40 s，55℃ 30 s，72℃ 40 s，36个循环；72℃延伸10 min。扩增结果检测采用6%聚丙烯酰胺变性凝胶电泳及银染法(高东等, 2009)。

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)分析遗传多样性参数。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)，依据遗传距离绘制树状聚类图。

作者贡献
高东为本研究的构思者及负责人，李锐负责试验设计和试验研究的执行及论文初稿的写作；何霞红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。

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