33

片較小，隆起，裂片峰較尖凸，果皮韌。果實較大，

平均單果質量 22.6 g，果實平均橫徑 3.40 cm、縱

徑 3.30 cm，果皮厚 0.48 mm、質量 3.35 g，果肉較厚，

果實較硬，白蠟色，肉爽脆，汁液中，風味適甜，

有微香；TSS 含量 19.8%，可食率 75%。種子平

均質量 2.30 g，平均橫徑 1.48 cm、縱徑 1.85 cm，

種子橢圓形，無焦核果。果實適宜采摘期為 7 月

5—15 日。樹齡不詳，樹高 5.1 m，干周 140 cm，

冠幅南北 5.3 m× 東西 4.5 m，產(chǎn)量 40~50 kg，樹

姿開張型，樹冠不規(guī)則，生境溪邊、山地下坡位，

樹勢旺，病蟲害少，無環(huán)割歷史。

2.3 古荔枝樹資源調查

調查發(fā)現(xiàn)，當?shù)毓爬笾浯蠖喾植荚诖迓涞?/p>

房前屋后、溪邊河邊、近山腳處，并且大多表現(xiàn)

為樹體高大、枝葉繁茂、樹冠不規(guī)則形，二級分

枝數(shù)多，有的緊湊、有的舒展，大部分均在幼樹

時被嫁接換種過但未曾砍枝矮化，有一些已表現(xiàn)

出樹勢衰弱甚至干枯，產(chǎn)量大多中等偏下，僅部

分有人管理狀態(tài)。相較于實生樹而言，古樹的果

實類型比較單一且品質優(yōu)，多是‘糯米糍’‘桂

味’‘懷枝’，僅極少數(shù)古樹未被嫁接過的果實

仍保留有實生樹果實的性狀特征。

2.3.1 古荔枝樹立地環(huán)境 分析 18 個樣本地的立

地條件（表 4、圖 4~ 圖 5），平均分布海拔約 130 m，

最低海拔 75 m、最高海拔 180 m，有 14 個樣本地

海拔在 100 m 以上。坡位上，分布在下坡位的最

多（10 個），其次是中坡位（8 個），沒有選取

上坡位的樣地，也沒有發(fā)現(xiàn)有分布在上坡位置的

表 4 廣東增城蘭溪 115 株古荔枝樹的 18 個樣本地的基本特征

Table 4 Basic characteristics of 18 sampling sites of 115 ancient litchi trees in Lanxi, Zengcheng, Guangdong Province

地點

Locaton

樣本地

Sample site

海拔

Altitude (m)

坡位

Slope position

生境

Habitat

土壤類型

Soil type

地點

Location

樣本地

Sample

site

海拔

Altitude

(m)

坡位

Slope position

生境

Habitat

土壤類型

Soil type

山嚇村

Shanxia Village

SX1 105 下坡位 丘陵 黃壤 樓地村

Loudi Village

LD1 75 下坡位 溪邊 紅砂

SX2 120 中坡位 山地 紅壤 LD2 85 中坡位 平地 黃壤

啤下村

Pixia Village

PX1 90 下坡位 河邊 砂質 通坑村

Tongkeng Village

TK1 160 中坡位 山地 紅砂

PX2 100 下坡位 溪邊 砂質 TK2 180 中坡位 山地 紅壤

PX3 110 下坡位 平地 紅壤 TK3 150 下坡位 平地 砂壤

新村

Xincun Village

XC1 150 中坡位 山地 紅壤

水美村

Shuimei Village

SM1 90 下坡位 河邊 砂壤

XC2 140 下坡位 平地 黃砂 SM2 120 下坡位 平地 黃壤

XC3 180 中坡位 山地 紅砂 SM3 100 下坡位 溪邊 砂壤

XC4 180 中坡位 山地 黃壤 SM4 150 中坡位 山地 砂壤

A、F：山地石縫；B：平地草叢；C~D：山地黃壤；E：山澗小溪

A, F: Stone crevices in the mountain; B: Grass in the flat ground; C-D: Yellow soil in the mountain; E: Quebrada

圖 4 廣東增城蘭溪古荔枝樹分布生境

Fig. 4 Distribution habitat of ancient litchi trees in Lanxi, Zengcheng, Guangdong Province

34

表 5 廣東增城蘭溪古荔枝樹性狀特征

Table 5 Characteristics of ancient litchi trees in Lanxi, Zengcheng, Guangdong Province

地點

Location

統(tǒng)計量（株）

Quantity

(plant)

干高

Trunk height

(cm)

干周

Trunk girth

(cm)

樹高

Tree height

(m)

樹姿

Tree gesture

冠幅

（N·S×E·W）

Crown diameter (m)

一級分枝 Primany branches

數(shù)量

Quantity

粗度

Girth (cm)

山嚇村 Shanxia village 9 40~500 210~410 7.0~25.0 多直立 （5.0×8.3）~（17.0×19.5） 2~5 110~230

樓地村 Loudi Village 15 0~250 165~340 5.8~12.4 多開張 （9.0×7.0）~（14.5×16.0） 2~5 100~290

啤下村 Pixia Village 11 45~450 178~245 6.0~10.5 開張 （8.5×8.5）~（16.0×14.0） 2~5 90~215

新村 Xincun Village 12 40~400 165~255 6.5~14.0 多半開張 （10.0×10.0）~（16.0×14.0） 2~4 85~170

通坑村 Tongkeng Village 24 45~450 130~310 4.7~14.0 多半開張 （3.0×5.0）~（16.0×17.0） 2~7 95~230

水美村 Shuimei Village 44 30~450 135~410 5.0~15.0 多半開張 （5.0×7.0）~（17.0×18.0） 2~5 40~180

平均 Average 16 170 220 9.8 - （11.5×12.0） 3 120

古樹；所處的生境環(huán)境最多是山地（7 個），其

次是平地（5 個），其余分布在溪邊（3 個）、河

邊（2 個）、丘陵（1 個）；土壤類型以砂質土最

多（10 個），其次是紅壤土（4 個）和黃壤土（4 個）。

2.3.2 古荔枝樹生物學特點 由表 5 可知，115

株古荔枝樹中統(tǒng)計數(shù)量最多的是水美村（44 株），

其次是通坑村（24 株）；樹干高度最低 40 cm、

最 高 500 cm， 平 均 170 cm； 干 周 135~410 cm，

平均 220 cm；樹高 5~25 m，平均 9.8 m；樹體姿

勢有直立、半開張或開張型；平均冠幅南北 11.5

m× 東西 12.0 m，最小冠幅南北 5.0 m× 東西 8.3 m，

最大冠幅南北 17.0 m× 東西 19.5 m；一級分枝數(shù)

有 2~5 條，平均 3 條；一級分枝粗度在 110~290

cm，平均 120 cm。此外，古荔枝樹的花期多在 3

月下旬至 4 月上旬，成熟期在 6 月下旬至 7 月中旬。

較高海拔的相對要早開花、早成熟。在同等光照

條件下，已開花古荔枝樹的保花保果能力較強于

其他荔枝樹，并且其花穗明顯比其他荔枝樹的花

穗更長、更疏松。但由于缺乏管理，其大小年明

顯和產(chǎn)量不穩(wěn)定，有的甚至多年不結果。

圖 5 廣東增城蘭溪部分古荔枝樹及果實

Fig. 5 Some ancient litchi trees and fruits in Lanxi, Zengcheng, Guangdong Province

2.3.3 古荔枝樹生長勢及產(chǎn)能 從表 6 荔枝生長

勢及生產(chǎn)能力看，樹體生長勢弱、中等或強的

各有 13、32、70 株，分別占比 11.3%、27.8%、

60.9%；生產(chǎn)能力上，下坡位、平地紅壤生境類

型的產(chǎn)量最高（250~300 kg/株），其次是下坡位、

河邊砂壤生境類型（200~250 kg/株），再次是中

坡位、山地黃壤生境類型（150~200 kg/株），樣

地在中坡位、山地紅壤和山地砂壤的產(chǎn)量最低

（25~50 kg/ 株）。從果實品種上看，每個樣地的

古荔枝樹均有優(yōu)質品種‘桂味’和‘糯米糍’，

詢問地方果農，推測優(yōu)質品種的嫁接換種時期多

是在樹苗時期進行。古樹生長至今，嫁接口痕跡

已經(jīng)消失，接穗能夠穩(wěn)定遺傳表現(xiàn)在果實上。地

方果農認為，同一品種在同一栽培條件下，古樹

的果實品質要高于非古樹。從早期荔枝種植階段

分析，古樹嫁接的是優(yōu)質品種‘糯米糍’和‘桂味’，

表明廣東增城蘭溪在歷史上便朝著優(yōu)產(chǎn)區(qū)的方向

發(fā)展，是增城蘭溪荔枝興旺發(fā)展的重要原因之一。

此外，16 個古樹樣地存在著數(shù)量分布不均的實生

果實類型。

35

3 討論

荔枝是我國南方第二大經(jīng)濟水果，在推動地

區(qū)農業(yè)經(jīng)濟發(fā)展、農民增收、農業(yè)文化傳承等方

面具有不可替代的作用［26-27］。廣東荔枝總產(chǎn)量

占全國總產(chǎn)量的 50%，而增城是中晚熟優(yōu)質產(chǎn)區(qū)，

常規(guī)年份產(chǎn)量穩(wěn)定在 4 萬 t 左右，年銷售額可達

10 億元以上。增城荔枝以優(yōu)質聞名，歷史上最高

拍賣價格的水果‘增城掛綠’便出自增城，這離

不開增城地區(qū)優(yōu)越的地理位置［16,20,28］。比較前人

研究結果，文英杰等［29］總結了近 20 年來荔枝種

質資源收集保存現(xiàn)狀，截至 2022 年 12 月 31 日，

國家果樹種質廣州荔枝香蕉圃共保存荔枝種質資

源 652 份，主要來源于廣東、海南、廣西和云南

等地；編目入圃保存總數(shù) 375 份，但其中野生資

源僅 22 份、占編目入圃的 5.8%；入圃的各類特

色資源有 15 份，其中特大果種質資源 5 份、特遲

熟種質資源 5 份、異季結果 2 份、單性結果資源

3 份。胡福初等［30］對 120 份荔枝種質資源進行矮

化分類，將枝梢、葉片等 8 個形態(tài)指標作為矮化

相關形態(tài)指標，利用除葉片厚度外的 7 個指標將

其劃分成 5 個矮化等級，篩選出‘糯米糍’‘廟

種糯’‘紫娘喜’等矮化品種 9 份。Sun 等［31］

將分子標記與表型農藝性狀（16 個）相結合，

用以構建來自 6 個不同區(qū)域的 96 份荔枝資源的

核心種質資源，結果表明僅使用分子標記方法在

構建核心種質過程中的代表性要低于分子標記與

表型農藝性狀相結合的方法。與上述文獻資料比

較，發(fā)現(xiàn)此次調查與評價的 26 份實生荔枝單株

中， 編 號 17-XC712、9-TK707、18-SM713、22-

SX712、26-SM714、24-XC715 的果實特性符合資

源類型評價上的特色資源或優(yōu)質資源類型，這對

當下存在的果實留樹期短、果實產(chǎn)期集中、不同

熟期優(yōu)質品種缺乏等荔枝產(chǎn)業(yè)問題提供了很好的

育種材料，具有一定的實用價值和研究意義，下

一步可以采集其接穗作為特色資源保存并持續(xù)跟

蹤調查。

古荔枝樹資源最北分布地點位于四川岷江下

游地區(qū)［32］。劉忠等［32］調查了岷江下游四川地區(qū)

的古荔枝樹，發(fā)現(xiàn)有 6 個古荔枝樹分布點合計有

658 株，其中偶有分布點單獨存在 1 株或 2 株，

他們依據(jù)果實綜合性狀將古樹分成 6 類；研究者

進一步分析古荔枝樹的生物學特點和生產(chǎn)能力，

發(fā)現(xiàn)其普遍生產(chǎn)能力低、果實品質中等偏下，最

高產(chǎn)量不超過 100 kg，焦核率最高僅 30.4%，這

與本研究中調查結果的古荔枝樹生物學特點和生

產(chǎn)能力不相匹配，可能是品種、生境等差異性原

因導致。此外，劉忠等［32］測量樹干周最大達到

308 cm，訪談當?shù)乩先苏J為古樹樹齡最大有 1 000

年以上，其推測最大樹齡應該 300 年以上；然而，

位于福建的“宋香”古荔枝樹樹干周達到 710

cm，樹齡也僅 1 250 年；本研究調查的古樹最大

干周是 410 cm，但地方口傳樹齡有 1 600 年以上，

劉忠等［31］研究與本研究中訪談結果得到的古荔

枝樹樹齡偏大，可能是民間對古樹樹齡認識不清、

老人文化程度不高，導致存在夸大樹齡的現(xiàn)象。

結合上述分析，推測增城蘭溪荔枝古荔枝樹齡大

多介于 100~500 年，最大不超過 1 000 年［13, 32］。

此外，調查發(fā)現(xiàn)增城古荔枝樹數(shù)量龐大，大部分

有管理的古荔枝樹產(chǎn)量高于青壯年樹，但由于樹

表 6 廣東增城蘭溪古荔枝樹生長勢及生產(chǎn)能力

Table 6 Growth potential and productivity of ancient litchi trees in Lanxi, Zengcheng, Guangdong Province

樣本地

Sample site

樹勢（株）

Tree growth potential (plant)

產(chǎn)量

Yield

(kg)

果實品種

Fruit variety

樣本地

Sample site

樹勢（株）

Tree growth potential (plant)

產(chǎn)量

Yield

(kg)

果實品種

Fruit variety

弱 中等 強 弱 中等 強

SX1 1 2 2 125~150 G、N、S LD1 2 2 3 100~125 G、N、H、S

SX2 0 2 2 50~75 G、N、S LD2 1 2 4 125~150 G、H、S

PX1 3 0 1 125~150 G、N、H TK1 1 0 7 25~50 G、N、H、S

PX2 0 0 3 75~100 G、N、H、S TK2 0 0 8 150~200 G、N、H、S

PX3 0 1 3 250~300 G、N、H、S TK3 1 1 6 125~150 G、N、H、S

XC1 0 1 2 25~50 G、N SM1 1 3 6 200~250 G、N、H、S

XC2 0 0 3 50~75 G、N、S SM2 0 6 4 150~200 G、N、H、S

XC3 0 2 1 125~150 G、N、H、S SM3 2 4 6 150~200 G、N、H、S

XC4 0 0 3 150~200 G、N、H、S SM4 1 5 6 25~50 G、N、H、S

注：G、N、H、B 分別代表‘桂味’‘糯米糍’‘懷枝’實生荔枝。

Note: The distribution of G，N，H and S represent ‘Guiwei’ ‘Nuomici’ ‘Huaizhi’ and seeding-litchi,respectively.

36

體大多高達 8 m 以上，采摘難度大，因此出現(xiàn)大

量棄果或無法采摘現(xiàn)象，沒有發(fā)揮相應的經(jīng)濟價

值。在栽培技術方面，Li 等［33］系統(tǒng)調查了廣東

和廣西 567 戶不同種植規(guī)模的果農，分析了其對

采用荔枝高接換種技術的影響因素，結果表明種

植規(guī)模越小的農戶相對更少采用荔枝高接換種的

技術來更新品種，這與增城蘭溪散戶管理為主導

致的古荔枝樹體高大、品種較單一的原因相符。

通過對古樹適度的矮化管理，借鑒廣州從化“家

庭訂樹”的旅游銷售模式［34］，可以減少農戶在

荔枝采收季的采摘難度，并能充分發(fā)揮出古荔枝

樹果實品質更優(yōu)的特點。基于此，下一步計劃是

及時收集和保存實生荔枝種質資源，加強對這些

優(yōu)異資源的研究和利用，向地方群眾做好科普宣

傳的工作；對古荔枝樹開展更為全面的資源調查，

力圖探索出一條適合當?shù)亻L遠發(fā)展的農業(yè)模式，

將資源優(yōu)勢轉化為提高農民收入的經(jīng)濟效益，為

當?shù)乩笾Ξa(chǎn)業(yè)注入新動力。

4 結論

本研究對廣東省廣州市增城區(qū) 6 個自然村展

開荔枝種質資源系統(tǒng)調查，收集了 160 份包含實

生荔枝資源及古荔枝樹資源信息，測定、描述和

鑒定評價了 26 份實生荔枝資源，依據(jù)果實特性鑒

定評價出 6 份特異性或優(yōu)異實生荔枝種質資源，

其果實分別具有焦核率高（93%）、留樹期長、

熟期較早、果皮紫色、濃香味、口感特異等特點。

抽樣調查了 18 個地塊的古荔枝樹資源，收集到

115 株古荔枝樹的生物學特點信息，結果表明古

樹果實類型比較單一，以‘糯米糍’‘桂味’‘懷枝’

優(yōu)質品種為主；樹體最大高度 25 m、平均高度 9.8

m，最大干周 410 cm、平均干周 220 cm，平均冠

幅南北 11.5 m× 東西 12.0 m，古樹樹齡大多介于

100~500 年，估測最大不超過 1 000 年；古樹產(chǎn)量

表現(xiàn)較好，分布在下坡位山腳和平地的產(chǎn)量較高，

大多 100 kg、最高可達 300 kg。本研究挖掘的 6

份優(yōu)異性種質資源可能對荔枝種業(yè)的發(fā)展有較大

潛力，可為當?shù)乩笾Ξa(chǎn)業(yè)發(fā)展及科學研究提供材

料和參考依據(jù)。

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（責任編輯 張輝玲）

李建國，博士，二級研究員，

博士生導師，國務院特殊津貼專家，

“百千萬人才工程”國家級人選，

被授予“有突出貢獻中青年專家”

榮譽稱號，全國農業(yè)科研杰出人才，

國家科技進步二等獎、廣東省五一

勞動獎章和廣東省丁穎科技獎獲得

者，國家荔枝龍眼產(chǎn)業(yè)技術體系崗

位專家?，F(xiàn)任廣東省荔枝工程技術中心副主任，兼任中國園

藝學會熱帶亞熱帶果樹分會秘書長、廣東省園藝學會荔枝龍

眼科技協(xié)會會長。在荔枝果實發(fā)育調控機理與高效栽培技術

創(chuàng)新方面取得卓越成績，主持的“荔枝高效生產(chǎn)關鍵技術創(chuàng)

新與應用”項目獲國家科技進步二等獎。發(fā)表學術論文 130

多篇，其中以第一或通信作者在《Nature Genetics》《New

Phytologist》《Plant Journal》《 Journal of Experimental

Botany》《Horticulture Research》等 SCI 期刊發(fā)表學術論文

30 余篇；主編出版《荔枝學》《中國果樹科學與實踐 荔枝》

專著 2 部。主持研制香蕉和番木瓜 DUS 測試國家標準各 1 項；

主持選育荔枝新品種 2 個、香蕉新品種 1 個。

收稿日期：2023-07-27

基金項目：廣東省重點領域研發(fā)計劃項目（2020B02022001）；廣東省鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略專項資金種業(yè)振興項目

（2022-NJS-00-005）；國家自然科學基金（32272713）

作者簡介：金慶敏（1986—），女，碩士，助理研究員，研究方向為蔬菜分子育種與分子生物學，E-mail：

dzjinqingmin@126.com

通信作者：王瑞（1984—），女，碩士，副研究員，研究方向為蔬菜育種與分子生物學，E-mail：wrui_1999@163.com

廣東農業(yè)科學 2023，50（9）：39-48

Guangdong Agricultural Sciences DOI:10.16768/j.issn.1004-874X.2023.09.004

金慶敏，林毓娥，吳廷全，鐘玉娟，王瑞 . 50 份黃瓜核心種質的 SSR 標記篩選與聚類分析［J］. 廣東農業(yè)科學，2023，

50（9）：39-48.

50 份黃瓜核心種質的 SSR 標記篩選與聚類分析

金慶敏 1,2，林毓娥 1

，吳廷全 2

，鐘玉娟 1

，王 瑞 2

（1. 廣東省農業(yè)科學院蔬菜研究所 / 廣東省蔬菜新技術研究重點實驗室，廣東 廣州 510640；

2. 廣東省農業(yè)科學院設施農業(yè)研究所，廣東 廣州 510640）

摘 要：【目的】分析 50 份來自全國各地的黃瓜核心種質資源的遺傳多樣性，為黃瓜育種提供依據(jù)和參考?！痉?/p>

法】對 50 份黃瓜核心種質資源的重要外觀農藝性狀進行統(tǒng)計，并利用全基因組設計 66 對 SSR 引物對其進行分

子標記篩選及遺傳多樣性聚類分析。【結果】供試 50 份黃瓜核心種質材料的瓜皮顏色、刺瘤、瓜皮斑紋具有多

樣性。66 對引物中有 32 對引物能夠在不同黃瓜種質間擴增出清晰而穩(wěn)定的多態(tài)性標記，這 32 對 SSR 引物共擴

增出 280 個等位基因片段，其中多態(tài)性片段 216 個、占片段總數(shù)的 77.1%，表明本研究篩選出的 32 對 SSR 引物

遺傳多態(tài)性較高，適用于黃瓜種質材料的遺傳多樣性分析。聚類結果與所調查的種質資源性狀表現(xiàn)結果較為一致。

50 份黃瓜核心種質遺傳相似系數(shù)最低為 0.62、最高達 1.00。在遺傳相似系數(shù) 0.754 處，50 份黃瓜種質材料聚為 7 類，

即 9 份華南型材料聚為 6 類：I 類、III 類、IV 類、V 類、VI 類、VII 類，其中 IV 類包含 1 份中間材料與 9 號華

南型材料；40 份華北型黃瓜材料聚為 1 類：II 類。表明華北型黃瓜材料和華南型黃瓜材料間相似系數(shù)低、親緣

關系遠；華北型黃瓜材料間相似系數(shù)高、親緣關系近、遺傳背景窄、遺傳多樣性差；而華南型黃瓜材料間相似

系數(shù)較低、親緣關系較遠、遺傳背景寬、遺傳多樣性豐富?！窘Y論】篩選出 32 對 SSR 引物可有效對 50 份黃瓜

核心種質材料進行聚類分析，遺傳相似系數(shù)為 0.754 處 50 份黃瓜材料聚為 7 類，其結果與性狀調查結果相吻合；

華北型黃瓜遺傳背景窄、遺傳多樣性差，華南型黃瓜遺傳背景相對較寬，遺傳多樣性豐富。

關鍵詞：黃瓜；核心種質；SSR 標記；多態(tài)性分析；聚類分析；遺傳多樣性

中圖分類號：S642.9 文獻標志碼：A 文章編號：1004-874X（2023）09-0039-10

Screening of SSR Markers and Cluster Analysis

in 50 Cucumber Core Germplasms

JIN Qingmin1,2, LIN Yu’e1

, WU Tingquan2

, ZHONG Yujuan1

, WANG Rui2

（1. Vegetable Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences / Guangdong Key Laboratory for

New Technology Research of Vegetables, Guangzhou 510640, China; 2. Institute of Faclity Agriculture,

Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangzhou 510640, China）

Abstract: 【Objective】This study aims to analyse the genetic diversity of 50 cucumber core germplasm resources

from all over the countryto provide a basis and reference for cucumber breeding. 【Method】 In this study, 66 pairs of SSR

primers were designed to screen 50 cucumber materials for molecular markers and cluster analyses of genetic diversity.

【Result】50 cucumber core germplasms tested showed diversity in rind color, papilloma, and fruit stripe. The results

showed that 32 of the 66 primer pairs were effective to amplify clear and stable polymorphic markers among different

40

【研究意義】黃瓜（Cucumis sativus L.）是

世界各國普遍栽培的重要蔬菜作物之一［1-2］。我

國黃瓜種植面積約占世界種植總面積的 50% 以

上，黃瓜產(chǎn)量及種植規(guī)模均為世界第一［3-5］。此外，

黃瓜一年內可多茬栽培，供應時間長，經(jīng)濟價值

高，黃瓜產(chǎn)業(yè)在我國蔬菜中占有重要地位［1,6］。

目前市場上黃瓜品種眾多、遺傳背景狹窄、品種

間相似性高［7-8］，廣泛收集黃瓜優(yōu)質種質資源，

并進行系統(tǒng)的鑒定、評價、分類和保存，對黃瓜

新品種的選育、種質資源的保護及育種工作者

權益的維護均具有重要意義［9］?！厩叭搜芯窟M

展】隨著生物科學的進步，SSR（Simple sequence

repeat）分子標記已成為一種較為成熟的生物技

術，可快捷有效地對主要作物及主要蔬菜種質資

源遺傳背景進行分析及鑒定［10］，有助于研究植

物親緣關系［11］。SSR 分子標記技術在水稻［12］、

小麥［13］、玉米［14］、油菜［15］、辣椒［16-17］、茄

子［18］、大白菜［19-20］、芥菜［21］、菜心［22］、黃

瓜［3,23-26］、苦瓜［27-28］、節(jié)瓜［29］、南瓜［30］、大

蒜［31］等多種作物中均有廣泛應用。近年來，SSR

分子標記技術在黃瓜種子純度鑒定［23,32-34］、種質

資源多樣性分析［9,35］、重要功能基因定位等方面

發(fā)揮了重要作用［36-37］。Danin 等［38］利用 SSR 標

記研究了不同葫蘆科蔬菜品系的多態(tài)性，發(fā)現(xiàn) 7

個 SSR 中有 4 個可用于黃瓜品系的多態(tài)性檢測，

并在 11 個黃瓜品種上進行了驗證。陳勁楓等［11］

綜 合 109 個 SSR 位 點 和 398 個 RAPD 條 帶 對 22

份黃瓜材料進行聚類分析，結果發(fā)現(xiàn)可分為兩類：

CS 群（C. hytivus、黃瓜、西南野黃瓜 C. sativus

var. hardwickii 及野黃瓜 C. hystrix）和 CM 群（非

洲角黃瓜 C. metuliferus、甜瓜、菜瓜 C. melo var.

conomon 及野生小甜瓜 C. melo ssp. agrestis）。沈

鏑等［39］利用 13 對來自黃瓜和甜瓜的 SSR、ESTSSR 引物，對 273 份西雙版納黃瓜種質群體進行

遺傳分析，發(fā)現(xiàn)遺傳不同樣本、不同種質以及不

同來源地群體間均存在一定程度的差異。呂婧

等［40］通過來自不同國家和地區(qū)的 30 份代表性黃

瓜種質資源進行 SSR 擴增分析，發(fā)現(xiàn) 23 對引物

可以清晰檢測出亞洲、歐美和印度群體遺傳多樣

性，較客觀地反映了黃瓜群體結構和地域性差異

等信息。王蕾等［3］以來源不同的 32 份黃瓜栽培

品種為材料，利用篩選出的 17 對 SSR 引物構建

指紋圖譜和分析遺傳多樣性，結果表明這 17 對引

物能有效區(qū)分出所有供試材料，在遺傳相似系數(shù)

（GS）為 0.760 處可將 32 份黃瓜品種聚為 5 類?！颈?/p>

研究切入點】目前黃瓜品種眾多，但對黃瓜核心

種質資源遺傳多樣性的了解尚不充分。為進一步

了解本課題組所收集黃瓜種質資源的多樣性，明

確黃瓜種質資源的遺傳背景、分析其多態(tài)性及各

黃瓜材料之間的親緣關系，促進黃瓜種質資源的

利用，本研究通過篩選有效的 SSR 標記來評估和

描述黃瓜核心種質資源的遺傳多樣性?；诤Y選

cucumber core germplasms, and the 32 pairs of SSR primers amplified a total of 280 allelic fragments, of which 216 were

polymorphic, accounting for 77.1% of the total fragments. It indicated that 32 pairs of SSR primers screened have high genetic

polymorphism and are suitable for genetic diversity analysis of cucumber germplasm materials. The clustering results were

consistent with the results of the investigated germplasm resources. The lowest genetic similarity coefficient of 50 cucumber

core germplasms was 0.62, and the highest was 1.00. At the genetic similarity coefficient of 0.754, 50 cucumber germplasm

materials were clustered into 7 groups, that is, 9 South China type materials were clustered into 6 groups: I, III, IV, V, VI, VII,

of which IV included one intermediate material and No.9 South China type material. 40 North China cucumber materials were

clustered into one class: class II. This indicated that the similarity coefficient between North China type cucumber materials and

South China type cucumber materials was low and the genetic relationship was far. The cucumber materials of North China type

had high similarity coefficient, close genetic relationship, narrow genetic background and poor genetic diversity. The similarity

coefficient between the South China cucumber materials is low, the genetic relationship is far, the genetic background is wide,

and the genetic diversity is rich.【Conclusion】32 pairs of SSR primers were screened out, which could effectively cluster the

50 cucumber core germplasm materials. The 50 cucumber materials at the genetic similarity coefficient of 0.754 were clustered

into 7 groups, and the results were consistent with the results of trait investigation. In addition, the genetic background of North

China cucumber is narrow with poor genetic diversity. The genetic background of South China cucumber is relatively wide with

rich genetic diversity .

Key words: cucumber; core collection; SSR marker; polymorphism analysis; cluster analysis; genetic diversity

41

得到的 SSR 標記，對黃瓜核心種質資源進行聚類

分析，探索黃瓜核心種質資源之間的遺傳關系及

群體結構，深入了解不同種質資源之間的相似性

和差異性，并揭示潛在的優(yōu)良基因組合，為黃瓜

育種和種質資源保護提供重要參考和指導?！緮M

解決的關鍵問題】本研究通過黃瓜基因組共設計

了 995 對 SSR 引物，從中篩選出 66 對引物對 50

份黃瓜核心種質資源的 11 個重要外觀果實性狀

進行調查，并通過 SSR 分子標記分析對 50 個黃

瓜核心種質進行聚類分析，以了解黃瓜種質資源

間的遺傳相似性和差異性，分析其相關基因型、

群體結構及可能的親緣關系，為黃瓜遺傳改良和

種質資源管理及保存提供科學依據(jù)，為廣東乃至

華南地區(qū)高品質黃瓜遺傳育種組合提供重要理論

參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為廣東省農業(yè)科學院蔬菜研究所收

集的來自全國各地的 50 份黃瓜核心種質，其中

華北型 40 份、華南型 9 份、華南型與華北型雜交

的中間型黃瓜材料 1 份。50 份種質材料均挑選 25

粒顆粒飽滿且一致的種子，于 2021 年 2 月中旬浸

種催芽，播種于穴盤育苗；3 月上旬（長出 1~3

片真葉）移栽于該所白云基地。每份材料選取生

長一致的 20 株進行種植，采用深溝高畦，畦寬

1.8~2.0 m，畦高 30 cm，株距 30 cm，栽培管理按

常規(guī)進行。

1.2 測定項目及方法

1.2.1 黃瓜核心種質的農藝性狀調查 在黃瓜盛

果期對 50 份黃瓜種質材料進行性狀調查統(tǒng)計，對

瓜型、瓜把性狀、皮色、瓜斑紋、刺瘤、性型、

葉色等 11 個性狀進行調查和登記。瓜型分為圓筒

型、棒型、短棒型、紡錘型等；瓜把性狀分為鈍圓、

溜肩、瓶頸型；皮色分為綠色、深綠、淺綠、乳白、

墨綠；瓜斑紋分為塊狀、條狀或無；斑紋色分為

綠、黃或無；瓜斑紋分布分為頂部、底部或無；

瓜刺瘤大小分為中、小或無；瓜刺瘤密度分為稀、

密或無；瓜刺顏色分為白色或褐色；性型分為雌

雄株、雌全株、強雌株；葉色分為綠、深綠。分

類依據(jù)分參照李錫香等編著的《黃瓜種質資源描

述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》［41］。

1.2.2 黃瓜 DNA 的提取 每份材料隨機選取 10

株，每株取嫩葉一片，混合后于研缽中加液氮

研磨，DNA 的提取參考姚春鵬等［42］ 改良版的

CTAB 提取方法。DNA 樣品檢測時各取 DNA 樣品

原液 2 μL 并稀釋至 100 μL，取稀釋后的 DNA 樣

品 1 μL，用 ddH2

O 作為空白對照，校正零點，

于核酸蛋白分析儀上測定 OD260、OD280 的值。取

5 μL 模板 DNA 原液，加入 2 μL 上樣緩沖液，在

加入 Golden-View 染料的 0.8% 瓊脂糖凝膠上電泳，

電泳緩沖液為 1×TBE，電壓為 5 V/cm，穩(wěn)壓電

泳 20 min，然后于凝膠成像系統(tǒng)下觀察拍照。

1.2.3 SSR 分子標記的選擇 在黃瓜基因組數(shù)據(jù)

庫網(wǎng)站（http://www.cucurbitgenomics.org/）下載黃

瓜已經(jīng)公布的 SSR 分子標記序列，設計 995 對

SSR 引物送生工生物公司合成，從中篩選出 66 對

SSR 引物對 50 份黃瓜種質資源進行遺傳多樣性分

析。選取表現(xiàn)形式差異大的 10 份黃瓜 DNA 樣品

用于分子標記篩選，選用穩(wěn)定性好、條帶清晰且

多態(tài)性好的引物序列。

1.2.4 PCR 反應體系和擴增程序 PCR 擴增體系

為 20 μL 反應體系：2 μL 10×buffer，2 μL dNTPs（2.5

mmol/L），1.5 μL Mg2+（20 mmol/L），0.4 μL

上下游混合引物（10 mmol/μL），0.2 μL Taq DNA

聚合酶（5 U/μL），2 μL DNA 模板（50 ng/μL），

11.9 μL滅菌H2

O。 擴 增 程 序 為 94 ℃ 預 變 性 3

min，94℃變性 30 s，54℃退火 30 s，72℃延伸 30 s，

循環(huán) 40 次，72℃延伸 10 min。

1.2.5 SSR 標記的凝膠電泳 擴增產(chǎn)物在雙垂直非

變性濃度為 8% 的聚丙烯酰胺凝膠上電泳，120 V

穩(wěn) 壓 1.5 h， 電 泳 結 束 后 進 行 0.1% AgNO3

銀染

15 min；銀染后用 2% NaOH、0.4% 甲醛、0.04%

Na2

CO3 顯色，顯色后在燈箱上拍照分析。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理 根據(jù)電泳圖譜進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與

整理，從上往下對等位基因數(shù)量進行統(tǒng)計。對每

個樣品的條帶，有條帶記為“1”，無條帶記為“0”，

由此形成 0 和 1 原始矩陣。利用 NTSYS2.10e 軟

件進行分析得出遺傳相似系數(shù)并進行聚類分析，

繪制聚類圖。

2 結果與分析

2.1 50 份黃瓜核心種質的性狀調查結果分析

對 50 份黃瓜種質資源的 11 個性狀調查結果

（表 1）顯示，40 份華北型黃瓜種質材料的瓜型

主要為棒型或短棒型，瓜把為溜肩或瓶頸型，條

42

表 1 50 份黃瓜核心種質農藝性狀調查結果

Table 1 Results of agricultural traits investigation from 50 cucumber core germplasms

編號

No.

名稱

Name

瓜型

Fruit

type

瓜把

形狀

Neck

shape

皮色

Rind

color

瓜斑紋

Fruit

stripe

斑紋色

Stripe

color

瓜斑紋

分布

Stripe

distribution

瓜刺瘤

大小

Papilloma

size

瓜刺瘤

密度

Papilloma

density

瓜刺

顏色

Spine

color

性型

Genero

type

葉色

Leaf

color

來源

Origin

類型

Type

1 S-6 圓筒 鈍圓 墨綠 無 無 無 無 無 白 雌雄株 深綠 中國臺灣 華南型

2 B35-21 圓筒 鈍圓 深綠 條 黃 底部 小 稀 白 雌全株 深綠 廣東 華南型

3 金山新市 1-8-1 圓筒 鈍圓 乳白 無 無 無 小 稀 褐 雌雄株 深綠 廣東 華南型

4 吊 1-13-2 圓筒 鈍圓 淺綠 塊、條 黃 頂、底部 無 無 白 雌雄株 深綠 廣東 華南型

5 吊 4-2-5 圓筒 鈍圓 淺綠 塊、條 黃 頂、底部 無 無 白 雌雄株 深綠 廣東 華南型

6 吊 3-1-1 圓筒 鈍圓 淺綠 塊、條 黃 頂、底部 無 無 白 雌雄株 深綠 廣東 華南型

7 冠農 -33-1 圓筒 鈍圓 綠 塊、條 黃 頂、底部 無 無 白 雌雄株 深綠 廣東 華南型

8 33-1-3 短圓筒 鈍圓 綠 塊、條 黃 頂、底部 無 無 白 雌雄株 深綠 廣東 華南型

9 31-0-2 圓筒 鈍圓 淺綠 塊、條 黃 頂、底部 無 無 白 雌雄株 深綠 廣東 華南型

10 B80-3162-5 棒型 溜肩 綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 綠 亞蔬中心 華北型

11 Yf-1031-2 棒型 溜肩 深綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 深綠 山西 華北型

12 A118-h31-1 棒型 瓶頸型 深綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 綠 遼寧 華北型

13 Yjs-2532-1 棒型 溜肩 深綠 條 綠 底部 中 密 白 雌雄株 深綠 廣東 華北型

14 A139-321-1 棒型 溜肩 綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 綠 亞蔬中心 華北型

15 A34-461141-4 棒型 溜肩 深綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 綠 韓國 華北型

16 A69-0-1 棒型 瓶頸型 深綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 綠 山西 華北型

17 A28—1333-3 棒型 溜肩 綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 深綠 天津 華北型

18 Y17-511175-1 短棒 溜肩 深綠 條 綠 底部 中 中 白 強雌株 綠 四川 華北型

19 A116-11311-3 短棒 溜肩 深綠 條 綠 底部 中 密 白 雌雄株 綠 遼寧 華北型

20 Y22-453443-1 棒型 瓶頸型 深綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 綠 廣東 華北型

21 Y41-1211-1 棒型 瓶頸型 綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 綠 北京 華北型

22 Y25-h34-3 棒型 瓶頸型 綠 條 綠 底部 中 密 白 強雌株 綠 山東 華北型

23 C8-61-1 短棒 溜肩 深綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 綠 亞蔬中心 華北型

24 韓 88-214161-1 短棒 溜肩 深綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 深綠 韓國 華北型

25 A16-11521-2 棒型 溜肩 綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 綠 黑龍江 華北型

26 A50-191-1 棒型 溜肩 深綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 綠 北京 華北型

27 X12-5112-（普） 棒型 溜肩 深綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 綠 山東 華北型

28 A55-32122-1 棒型 溜肩 綠 條 綠 底部 中 密 白 雌雄株 綠 自有品種 華北型

29 Y13-413-3 棒型 瓶頸型 綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 綠 天津 華北型

30 A20-2143-2 棒型 溜肩 深綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 綠 山西 華北型

31 G153 短棒 瓶頸型 深綠 條 綠 底部 中 密 白 雌雄株 綠 遼寧 華北型

32 G341 棒型 瓶頸型 深綠 條 綠 底部 中 密 白 雌雄株 綠 北京 華北型

33 G3101 棒型 瓶頸型 深綠 條 綠 底部 中 密 白 雌雄株 綠 河南 華北型

34 K1313 短棒 溜肩 深綠 條 綠 底部 中 中 白 強雌株 深綠 重慶 華北型

35 G3120 棒型 瓶頸型 綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 綠 山東 華北型

36 G335 棒型 瓶頸型 綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 綠 廣東 華北型

37 K-1570 棒型 瓶頸型 綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 綠 北京 華北型

38 G390 棒型 溜肩 深綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 綠 河南 華北型

39 G3112 棒型 溜肩 綠 條 綠 底部 中 密 白 雌雄株 綠 廣東 華北型

40 G3107 棒型 溜肩 綠 條 綠 底部 中 密 白 雌雄株 綠 遼寧 華北型

41 G333 棒型 瓶頸型 深綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 綠 四川 華北型

42 G3123 棒型 瓶頸型 深綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 綠 河南 華北型

43 G342 棒型 瓶頸型 深綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 綠 北京 華北型

44 K1568 棒型 溜肩 綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 綠 重慶 華北型

45 G3121 棒型 瓶頸型 深綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 綠 山東 華北型

46 G359 棒型 瓶頸型 深綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 綠 四川 華北型

47 G338 棒型 溜肩 綠 條 綠 底部 中 密 白 雌雄株 綠 河南 華北型

48 G3128 棒型 瓶頸型 綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 綠 天津 華北型

49 G353 紡錘型 溜肩 綠 條 綠 底部 中 稀 白 雌雄株 深綠 自有品種 中間型

50 G336 棒型 溜肩 深綠 條 綠 底部 中 中 白 雌雄株 綠 廣東 華北型

43

狀瓜斑紋、瓜斑紋多為綠色且主要分布在瓜底部，

瓜刺瘤中等大小、密度中等或密、白色瓜刺，大

多為雌雄株（僅 3 份為強雌株），葉片大多為綠

色。9 份華南型黃瓜種質瓜型主要為圓筒型，只

有 1 份為短圓筒型；瓜把較為一致，全部為鈍圓

型；皮色較為多樣，其中墨綠 1 份、乳白 1 份、

淺綠 4 份、綠色 2 份、深綠 1 份；瓜斑紋塊狀條

狀 6 份、無瓜斑紋 2 份、條狀 1 份；瓜斑紋顏色

黃色 7 份，無色 2 份；瓜斑紋分布在頂部及底部

6 份、底部 1 份、無瓜斑紋 1 份；無瓜刺瘤 7 份、

具有小瓜刺瘤 2 份，且瓜刺瘤稀疏；瓜刺顏色與

華北型相同，大多為白色、但有 1 份為褐色；大

多為雌雄株，其中 1 份為雌全株；華南型黃瓜葉

片均為深綠色。中間型黃瓜瓜型為紡錘型，瓜把

形狀為溜肩型，果皮綠色，條形綠色瓜斑紋、分

布于底部，瓜刺瘤中等大小但較為稀疏，雌雄株，

葉片深綠。

2.2 66 對 SSR 引物的多態(tài)性結果分析

66 對 SSR 引物在 50 份黃瓜核心種質資源進

行多態(tài)性檢測，共獲得 32 對穩(wěn)定性好、條帶清晰、

多態(tài)性高的引物（表 2）。本研究中 32 對 SSR 引

物在 50 份種質中共擴增出 280 條等位基因片段，

其中 216 條多態(tài)性片段、占片段總數(shù)的 77.1%，

平均每對引物產(chǎn)生 6.75 條多態(tài)性片段（圖 1）。

根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計得到 0-1 矩陣，利用 NTSYS2.10e

軟件進行分析得出 50 份黃瓜種質資源最大遺傳相

似性系數(shù)是 1.00，最小遺傳相似性系數(shù)為 0.62。

其中，與其他材料相似性最小的為 3 號，是廣東

地區(qū)的一個地方品種。相似性系數(shù)為 1.00 的材料

有 40、41、46，從來源看，41、46 來自四川，40

來自遼寧，雖然地區(qū)不同，但是材料相似。從圖

1 所示的擴增結果來看，50 份黃瓜核心種質間多

態(tài)性非常明顯，表明 32 對引物可有效區(qū)分種質。

在 所 選 出 的 32 對 引 物 中，4B-05、6B-26、6B27、6B-28、6B-32、6B-39、6B-48、6B-61、

6B-62 等 9 對引物擴增出的多態(tài)性片段較少，僅

為 1~3 條，但其在材料間的差異較大，可作為種

質鑒定及種子純度鑒定的指紋標記引物。

表 2 32 對 SSR 分子標記引物序列信息

Table 2 Sequence information of 32 pairs of SSR molecular marker primers

引物名稱

Primer name

正向引物

Forward primer (5'-3')

反向引物

Reverse primer (5'-3')

引物名稱

Primer name

正向引物

Forward primer (5'-3')

反向引物

Reverse primer (5'-3')

4B-05 CAACTCCGGTTCAAAAGTTCA TGTCTTCAATGCCCTTTCAG 6B-33 CGATTTTCCAGCATTGATGT TAGTTTTGGGCTTTCGATGG

4B-07 ACACCCCGCTCTAGGTTTTT CCATACAAGGGTGGAATTGTG 6B-35 CGATTGGAAAATATCGGCAC CGAATCGCCTTCAGTTCTTT

4B-10 GGAATGAATAAGTTCTGGAAGAAG CTTCCCATCAAAAAGCCTCA 6B-39 TCAGAGAAATGGAGAGGGAAA CAGGATTTTTGTTTGGGGAA

4B-13 TCTTTTGTTGGTGAAAATTGAAA CCTTCTCATGTGTATTGTCTTTTG 6B-41 TCCAATGATTAGCAGGGTCA TCGATGCGTCTCTTCTGCTA

6B-18 CTATGGGATCTGGCTCTGGA GGGTTCACGCCAGTATTGTT 6B-45 TTCGTTCATCAAAGTTGGGA TTCGTTCATCAAAGTTGGGA

6B-21 TGAAGCAAAGTAACCCCACA CACAAATGGATTACAGAGCGAA 6B-47 GGTTGGAGGTGTTGCTGATT GGCAAAAGGAAAACTCAAAAA

6B-22 ACAATGTTGAGTGGGTGGTT TGGTTCACTGATGATGACCTG 6B-48 GGGGTTCGTTCGATCCTATC TGGGGAAAGTTAGAAGAGGAAA

6B-23 ATTCTCGTGAACCATCACCC ACTTTTGCCACTTGGCACTT 6B-49 CAAAGAGGCCAATTCTCCAG TGGTGGAAGATCAAAGAGGC

6B-24 GGAGCCATTGAAGAACAAGC AAAAGGTCCAACCCAAAACC 6B-50 TTTGAGCCTTGAGGCAAAGT GCAATTCAACGTAATGGGCT

6B-26 GAGGTGGCAGCTGAAAAGAG TTCATTCGAATAACCTGCCTC 6B-52 TCCACTCTTGACCAATTTTGAG CACAAGAGGAAGCTATCGCA

6B-27 ACACCATTTTTCATCGAGATTT GGGATGAGGAGCAAATGGTA 6B-53 TGTCTAACTATTGCTTCCCCG GGACTCGACCCTTCGATTTT

6B-28 CGCTCTCTCTCCACTTTTGG AAAAGTGACCGTTGGAGTGC 6B-54 ATGGAGCCCTAATCACGTTG CCGGCCAAACCCTATAAGAG

6B-29 TTTGAGCAACACTTCGCAAC GCATGTTTTCATGTCATTGGA 6B-61 AAAGCAATTCTCATGTTTTCCC TTCGTCCTATTTGTACGACGTG

6B-30 GATTCTCCGGAAACGGATTT GTCGTTTTCCGCGATTCTAC 6B-62 TTGATAATACTGGGCGGGAG TTGATAATACTGGGCGGGAG

6B-31 GACACCCCATTCCTCATCAT GCTTCATCACTCCCAATTCAG 6B-63 ATACCTTGCCGGAGCCTTAT ACTTTTTCAGCAGAGCAGCC

6B-32 CGTGGCATAAAACCACGAAT TTTCATCAAATTCAACAAAACCC 6B-64 CACTCCTACCTCTCTGTTTTTGG TTTCCAATAATCCCCCATCC

2.3 50 份黃瓜核心種質的聚類結果分析

利用 NTSYS2.10e 軟件對多態(tài)性片段進行聚

類分析，結果（圖 2）表明，50 份黃瓜種質的遺

傳相似系數(shù)（GS）最低為 0.62，最高達 1.00。

相似系數(shù)為 0.620 處，50 份黃瓜種質在聚類

圖上聚為 I 類。

相似系數(shù)為 0.754 處，50 份黃瓜種質可聚為

7 類：（1）I 類僅包含來源于我國臺灣省的 S-6，

果皮墨綠、無瓜斑、白刺的華南型黃瓜材料，是

50 份黃瓜種質材料中唯一果皮墨綠、且既無瓜斑

紋也無刺瘤的材料；（2）II 類包含 40 份材料，

分為兩個亞組，包含所有華北型材料，40 份材料

44

瓜型均為棒型或短棒型、瓜把為溜肩型或瓶頸型、

瓜皮為綠色或深綠色、瓜斑紋綠色且位于底部、

均有瓜刺瘤、刺瘤密度中等或密、瓜刺瘤大小均

為中等、葉片顏色絕大部分為綠色；（3）III 類

僅包含華南型 1 份材料，50 份材料中唯一一個性

型為雌全株的是華南型黃瓜中唯一瓜皮色為深綠

色的材料；（4）IV 類包含華南型 1 份、華南型

與華北型黃瓜雜交后中間型材料 1 份，其中中間

型材料是 50 份材料中唯一一份瓜型為紡錘型的材

料，瓜把表現(xiàn)為華北型黃瓜的溜肩型，瓜刺瘤大

小為中型，但瓜刺瘤密度則表現(xiàn)為華南型的稀疏

型；（5）V 類包含華南型材料 1 份，是 50 份材

料中唯一一份皮色為乳白色且瓜刺顏色為褐色的

黃瓜材料；（6）VI 類包含華南型材料 3 份，分

兩個亞組，瓜皮色均為淺綠色；（7）VII 類包含

華南型材料 2 份，VII 類與 VI 類的區(qū)別在于瓜的

圖 1 部分 SSR 分子標記擴增產(chǎn)物電泳檢測圖

Fig. 1 Electrophoresis detection diagram of amplified

products labeled with partial SSR markers

圖 2 50 份黃瓜核心種質的遺傳多樣性聚類分析

Fig. 2 Clustering analysis for genetic diversity of 50 cucumber core germplasms

皮色，該組材料的皮色均為綠色。

相似系數(shù)為 0.851 處，50 份黃瓜材料則可聚

為 9 類：I 類包含華南型材料 1 份；II 類包含華

北型材料 40 份，分為 2 個亞組；III 類包含華南

型材料 1 份；IV 類包含華南型材料 1 份；V 類包

含中間型材料 1 份；VI 類包含華南型材料 1 份；

VII 類包含華南型材料 3 份，分為 2 個亞組；VIII

類包含華南型材料 1 份；IX 類包含華南型材料

1 份。

從種質來源上看，50 份黃瓜種質材料并沒有

嚴格按照東北、華北、華中、華南、西南等地域

因素聚為一類，同一來源的各類群種質均有一定

45

差異，表明 SSR 分子標記可在一定程度上反映種

質資源親緣關系及遺傳多樣性。從類型上看，所

有華北型黃瓜聚為一類，而華南型黃瓜則比較分

散，表明華北型黃瓜材料間相似系數(shù)較高、親緣

關系較近、遺傳背景較窄；華南型黃瓜材料間相

似系數(shù)較低、親緣關系較遠、遺傳背景較寬、遺

傳多樣性豐富。

3 討論

種質資源是遺傳育種的基礎，黃瓜品種間多

態(tài)性遠低于同屬甜瓜［43］。市面上的黃瓜栽培品

種更是存在遺傳背景狹窄、遺傳多樣性差等問題，

收集、鑒定、保存多態(tài)性豐富的種質資源，拓展

黃瓜的遺傳多樣性對黃瓜的遺傳育種及生產(chǎn)有著

極為重要的意義。本研究利用篩選出的 32 對 SSR

引物在 50 份黃瓜種質資源中共檢測出 280 個基因

位點，每個引物平均檢測出 6.75 個位點，多態(tài)性

位點 216 個，引物多態(tài)性達 77.1%，均高于王蕾

等［3］、李翔等［44］、苗晗等［45］研究結果，其中

王蕾等［3］利用 17 對引物對 32 份黃瓜品種進行聚

類分析，發(fā)現(xiàn)每條引物平均檢測基因數(shù)僅為 4.59

個，引物多態(tài)性僅為 71.8%，表明本研究所篩選

的 SSR 引物具有較高的多態(tài)性，可用于 50 份黃

瓜種質材料的遺傳多樣性分析和鑒定。

遺傳相似系數(shù)越小，變幅越大、物種的遺傳

分化越大、遺傳多樣性越高、遺傳背景越復雜［45］。

本研究中 50 份黃瓜種質材料的遺傳相似系數(shù)分布

于 0.62~1.00 之間，遺傳相似系數(shù)變化范圍高于

楊福強等［46］研究結果，表明其具有較為豐富的

多態(tài)性。本研究中，在遺傳相似系數(shù)為 0.754 處

的 40 份華北型黃瓜材料聚為一類，此結果與所

調查黃瓜材料的性狀特征表現(xiàn)較為一致。40 份華

北型黃瓜材料性狀調查結果顯示，其瓜型多為棒

型，瓜把多為溜肩型或瓶頸型，皮色多為綠色或

深綠，瓜斑紋綠色條形，多分布在底部，瓜刺瘤

大小中等，密度中等，絕大多數(shù)為雌雄株。9 份

華南型黃瓜材料聚為 6 類，具體為 I 類、III 類、

IV 類、V 類、VI 類、VII 類，此結果與所調查華

南型黃瓜性狀表現(xiàn)結果也較為一致。本研究所調

查華南型黃瓜材料的瓜皮顏色、瓜刺瘤、瓜皮斑

紋等性狀具有多樣化，表明華南型黃瓜種質資源

具有豐富的遺傳多樣性，且與史建磊等［5］、苗晗

等［45］等研究結果一致。史建磊等［5］研究得出，

48 份華南型黃瓜材料的遺傳相似系數(shù)（GS）介于

0.375~1.000 之間，本研究遺傳相似系數(shù)結果僅為

0.620~1.000 之間，可能與本研究中華南型材料特

異性不明顯有關，本研究所用的大部分材料為華

北型，華南型黃瓜材料僅有 9 份，同時也表明我

國華北型黃瓜遺傳背景狹窄。

從聚類圖上看，與本研究大多數(shù)黃瓜種質材

料遺傳距離較遠的為 3 號材料，這是廣東省的地

方品種，該材料與其他黃瓜材料基因交換較少。

1 號黃瓜材料來自我國臺灣省，其單獨聚為一類，

表明 1 號材料與其他材料遺傳距離較遠。由華北

型黃瓜材料與華南型黃瓜雜交所得的中間型黃瓜

材料，為 50 份材料中唯一一份果型為紡錘型的材

料，該材料瓜把表現(xiàn)為華北型黃瓜的溜肩型，瓜

刺瘤大小為中型，但瓜刺瘤密度則表現(xiàn)為華南型

的稀疏型，另在遺傳相似系數(shù)為 0.705 處，49 號

中間型材料及 1、2、9 號華南型黃瓜材料與華北

型黃瓜材料聚為一類，表明 9 份華南型黃瓜材料

中，1、2、9 號材料與華北型黃瓜材料的親緣性

高于 3、4、5、6、7、8 號材料。聚類分析結果

可為利用這些種質資源進行黃瓜育種組合提供依

據(jù)和參考，為品種種子純度鑒定提供可靠的技術

支撐。

4 結論

本研究通過 66 對引物對 50 份黃瓜核心種質

材料進行篩選，得到 32 對穩(wěn)定性好、條帶清晰、

多態(tài)性高的 SSR 引物。50 份黃瓜材料的遺傳相似

系數(shù)在 0.620~1.000 之間，在遺傳相似系數(shù)為 0.754

處，50 份黃瓜材料聚為 7 類；在遺傳相似系數(shù)為

0.851 處，50 份黃瓜材料聚為 9 類。聚類分析結

果表明，50 份黃瓜核心種質材料中，華北型黃瓜

材料和華南型黃瓜材料間相似系數(shù)低、親緣關系

遠；華北型黃瓜材料間相似系數(shù)高、親緣關系近、

遺傳背景窄、遺傳多樣性差；而華南型黃瓜材料

間相似系數(shù)較低、親緣關系較遠、遺傳背景寬、

遺傳多樣性豐富。本研究結果可為黃瓜種質材料

遺傳結構研究及廣東乃至華南地區(qū)高品質黃瓜育

種組合選育提供依據(jù)和參考。

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jpgr.2014.02.016.

［46］ 楊福強，李琳，李明遠，劉麗英，任華中 . 中國刺瘤型黃瓜種質遺傳

多樣性和親緣關系的 AFLP 分析［J］. 西北農業(yè)學報，2009, 18(6):

205-211.

YANG F Q, LI L, LI M Y, LIU L Y, REN H Z. Genetic diversity and

phylogenetic relationship of Chinese warty cucumber germplasm based

on AFLPs［J］. Acta Agriculturae Boreali-Occidentalis Sinica, 2009,

18(6): 205-211.

（責任編輯 馬春敏）

王瑞，碩士，副研究員，華南

農業(yè)大學碩士研究生校外導師。主

要從事蔬菜遺傳育種與分子生物學

研究，特別在瓜類疫病抗性機理方

面有深入研究。近 5 年主持國家自

然科學基金面上項目、青年基金等

6 項，參與國家重點研發(fā)計劃、省

部級項目等 5 項。以第一或通信作

者在國內外期刊發(fā)表學術論文 11

篇；獲廣東省農業(yè)技術推廣獎一等

獎 1 項；授權專利 13 件；獲得審定或登記的蔬菜品種 5 個，

植物新品種權 3 個。

收稿日期：2023-07-29

基金項目：國家自然科學基金（32272713）；廣東省重點領域研發(fā)計劃項目（2020B02022001）；廣東省農業(yè)科

學院協(xié)同創(chuàng)新中心項目（XTXM202203）

作者簡介：金慶敏（1986—），女，碩士，助理研究員，研究方向為蔬菜分子育種與分子生物學，E-mail：

dzjinqingmin@126.com

通信作者：吳廷全（1976—），男，博士，研究員，研究方向為蔬菜作物抗性與品質，E-mail：tingquanwu@

sina.com

廣東農業(yè)科學 2023，50（9）：49-58

Guangdong Agricultural Sciences DOI:10.16768/j.issn.1004-874X.2023.09.005

金慶敏，林毓娥，王瑞，鐘玉娟，吳廷全 . 基于 SSR 分子標記的‘粵秀 3 號’黃瓜雜交種子純度及真實性鑒定［J］. 廣

東農業(yè)科學，2023，50（9）：49-58.

基于 SSR 分子標記的‘粵秀 3 號’黃瓜

雜交種子純度及真實性鑒定

金慶敏 1,2，林毓娥 2

，王 瑞 1

，鐘玉娟 2

，吳廷全 1

（1. 廣東省農業(yè)科學院設施農業(yè)研究所，廣東 廣州 510640

2. 廣東省農業(yè)科學院蔬菜研究所 / 廣東省蔬菜新技術研究重點實驗室，廣東 廣州 510640）

摘 要：【目的】‘粵秀 3 號’黃瓜具有生長勢強、產(chǎn)量高、抗病及抗逆性強的特點，是華南地區(qū)推廣面

積較多的品種，本研究以期為其建立一套快速、準確、有效的種子純度鑒定方法?！痉椒ā坷?200 對 SSR 引物，

根據(jù)雜種帶為父母本互補帶型的原則，對‘粵秀 3 號’黃瓜及其親本進行特異性 SSR 標記物的篩選。將種子純

度鑒定結果與田間生物學鑒定結果進行比較，鑒定所篩選 SSR 引物的準確性。選取‘中農 108’‘園豐 6 號’‘津

綠 5 號’‘中農 8 號’‘津研四號’5 個黃瓜品種種子及其他 49 份黃瓜種質材料，與‘粵秀 3 號’黃瓜品種同

時檢測，對所篩選的 SSR 引物特異性進行鑒定?！窘Y果】從 200 對引物中篩選出符合父母帶間成互補帶要求的

兩對 SSR 引物（3B-10 和 2B-41）。3B-10 引物經(jīng) PCR 擴增后產(chǎn)生 160 bp 的母本特異條帶（P1

-A）及 190 bp 的

父本特異條帶（P2

-B），測序比對這兩條特異性條帶，發(fā)現(xiàn) P2

-B 在 49~79 bp 處比 P1

-A 多了 5 個 6 堿基的簡單

重復序列。2B-41 引物經(jīng) PCR 擴增后產(chǎn)生 218 bp 的母本特異條帶（P1

-C）和 206 bp 的父本特異條帶（P2

-D），

經(jīng)測序比對后發(fā)現(xiàn)，與 P2

-D 相比，P1

-C 在 120~131 bp 處有 12 個堿基的缺失。表明兩對 SSR 引物均可有效區(qū)分‘粵

秀 3 號’雜交種子及其父母本，可快速準確地鑒定‘粵秀 3 號’黃瓜種子純度。此外，兩對 SSR 引物的種子純

度鑒定結果均與田間生物學鑒定結果一致。兩對引物均可有效區(qū)分‘粵秀 3 號’黃瓜種子與‘中農 108’‘園豐

6 號’‘津綠 5 號’‘中農 8 號’‘津研四號’5 個黃瓜品種種子及其他 49 份黃瓜種質資源。但 3B-10 在 49 份

種質資源中多態(tài)性較高，故 SSR 標記 2B-41 更適用于‘粵秀 3 號’的真實性鑒定?！窘Y論】3B-10 和 2B-41 兩

對 SSR 引物可快速、準確、有效地對‘粵秀 3 號’雜交種子純度進行鑒定，鑒定操作較簡單、成本較低，可替

代傳統(tǒng)雜交種子純度鑒定的方法，其商業(yè)應用價值極高。

關鍵詞：黃瓜；‘粵秀 3 號’；種子純度；SSR 分子標記；真實性鑒定；田間性狀鑒定

中圖分類號：S642.9 文獻標志碼：A 文章編號：1004-874X（2023）09-0049-10

Purity and Authenticity Identification of ‘Yuexiu No.3’

Cucumber Hybrid Seeds Based on SSR Molecular Markers

JIN Qingmin1,2, LIN Yu’e2

, WANG Rui1

, ZHONG Yujuan2

，WU Tingquan1

（1.Institute of Faclity Agriculture, Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangzhou 510640, China;

2. Vegetable Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences /

Guangdong Key Laboratory for New Technology Research of Vegetables, Guangzhou 510640, China）

50

【研究意義】黃瓜（Cucumis sativus L.）為

葫蘆科黃瓜屬植物，起源于喜馬拉雅山南麓的印

度北部、錫金、尼泊爾和中國云南地區(qū)［1-2］，是

世界上重要的蔬菜作物。中國為黃瓜最大的種植

區(qū)，根據(jù)聯(lián)合國糧農組織最新統(tǒng)計結果（https://

www.fao.org/faostat/zh/#data/QCL/visualize），2021

年全球黃瓜種植面積為 217.22 萬 hm2

，中國種植

面積達 129.25 萬 hm2

，占比 59%；全球黃瓜總產(chǎn)

量為 9 352.88 萬t，中國黃瓜產(chǎn)量達 7559.77 萬t，

占比 81%。因此，黃瓜在我國具有重要的農業(yè)經(jīng)

濟價值［3］。世界范圍內主要作物的優(yōu)良品種大多

通過雜交育種的方法育成［4］。傳統(tǒng)的品種純度和

真?zhèn)舞b定是以形態(tài)學標記為依據(jù)，這種鑒定方法

從農業(yè)生產(chǎn)角度看具有穩(wěn)定可靠的優(yōu)點［5］，但從

遺傳學角度看，品種的純度和真?zhèn)舞b定實質上是

對品種基因型的鑒定，且只有通過鑒定 DNA 分

子本身才能準確可靠地鑒定品種的基因型［3,6-7］。

有限的親本資源和雜交品種的不斷涌現(xiàn)，使得品

種尤其是雜交種子之間的遺傳差異越來越小，蔬

菜種子的真實性與品種純度鑒定也越來越難［8］，

加之黃瓜為自花授粉作物，人工去雄不及時，常

會出現(xiàn)假雜種，導致種子遺傳純度降低，給生產(chǎn)

造成巨大損失［9］。為保證優(yōu)良品種能夠產(chǎn)生最大

的經(jīng)濟效益，開發(fā)快速、準確、有效的品種鑒定

方法顯得尤為重要?！厩叭搜芯窟M展】DNA 分子

標記技術是隨著分子生物學發(fā)展而興起的新型鑒

定方法，具有簡便、快速、準確的特點［10］。目

前常用的分子標記技術包括擴增片段長度多態(tài)性

（Amplified fragment length polymorphism，

AFLP）、相關序列擴增多態(tài)性（Sequence related

amplified polymorphism，SRAP）、序列特征化擴

增 區(qū) 域（Sequence characterized amplified region，

SCAR）和簡單重復序列（Simple sequence repeat，

SSR）等［6,11］。SSR 分子標記具有共顯性、分布

廣泛、多態(tài)性高等特征，且 SSR 分子標記穩(wěn)定性

高、操作簡單、重復性好，且對 DNA 質量要求

低，可準確高效地鑒別大量等位基因［12-13］。鑒

于以上優(yōu)勢，SSR 分子標記已在水稻［14-18］、玉

Abstract: 【Objective】‘Yuexiu No.3’ cucumber is a variety that is widely promoted in the South China region due to its

strong growth, high yield, disease resistance, and stress tolerance. This study aims to establishing a rapid, accurate and effective

method for seed purity identification.【Method】200 pairs of primers were used to select SSR markers with specificity based

on the principle of complementary band pattern between the parents and ‘Yuexiu No.3’. The seed purity identification results

obtained using these primers were compared with the field biological identification results to verify their accuracy. The seeds

of five cucumber varieties ‘Zhongnong 108’, ‘Yuanfeng No.6’, ‘Jinlv No.5’, ‘Zhongnong No.8’ and ‘Jinyan No.4’ and other

49 cucumber germplasm materials were selected and detected simultaneously with ' Yuexiu 3 ' cucumber varieties to identify

the specificity of the selected SSR primers.【Result】Two pairs of SSR primers (3B-10 and 2B-41) were screened out from

200 pairs of primers that met the requirement of forming complementary bands between parental bands, PCR amplification

using the 3B-10 primer produced a 160 bp maternal-specific band (P1

-A) and a 190 bp paternal-specific band (P2

-B). By

comparing the sequencing results of the specific bands (P1

-A, P2

-B), it was found that the P2

-B had an additional 6-base

simple repeat sequence compared to the P1

-A at positions 49-79 bp. PCR amplification using the 2B-41 primer produced a

218 bp maternal-specific band (P1

-C) and a 206 bp paternal-specific band (P2

-D). By comparing the sequencing results of

the specific bands(P1

-C, P2

-D), it was found that the P1

-C had a deletion of 12 bases compared to the P2

-D at positions 120-

131 bp. The results showed that these two pairs of SSR primers were able to effectively distinguish ‘Yuexiu No.3’ hybrid seeds

from their parents and accurately identify the seed purity of ‘Yuexiu No.3’ cucumbers. In addition, the seed purity identification

results of the two pairs of SSR primers were consistent with the field biological identification results. Both pairs of primers were

capable of effectively distinguishing the ‘Yuexiu No.3’ cucumber seeds from the seeds of five other cucumber varieties, namely

‘Zhongnong 108’, ‘Yuanfeng No.6’, ‘Jinlv No.5’, ‘Zhongnong No.8’and ‘Jinyan No.4’, as well as 49 other germplasm resources.

However, among these 49 germplasm resources, 3B-10 displayed a higher level of polymorphism. Therefore, SSR marker 2B41 was more suitable for confirming the authenticity of the ‘Yuexiu No.3’ cucumber variety.【Conclusion】The 3B-10 and 2B41 pairs of SSR primers can rapidly, accurately and efficiently identify the purity of ‘Yuexiu No.3’ hybrid cucumber seeds. The

identification is simple and low cost, which can replace the traditional method of hybrid seed purity identification, and has high

commercial application value.

Key words: Cucumber; ‘Yuexiu No.3’; purity identification; SSR molecular marker; authenticity identification; field trait identification

51

米［19-21］、小麥［22-23］、棉花［24-25］、茄子［26］、

白菜［27-31］、冬瓜［8］、節(jié)瓜［32］、絲瓜［33］、苦瓜［34］

等多種作物上得到應用。近年來，SSR 標記也被

廣泛應用于黃瓜［1,3,35-38］，如在黃瓜純度鑒定［3,35］、

重要基因定位［39-41］、種質資源多樣性分析［42-45］

等方面應用較多。周勝軍等［12］在 699 對 SSR 引

物中篩選出 3 對引物在‘浙秀 1 號’雜交種及其

父母本之間表現(xiàn)出穩(wěn)定的共顯性，其在‘浙秀 1

號’黃瓜雜交種的帶型均為父母本的互補帶，

表明 3 對引物可用于‘浙秀 1 號’黃瓜雜交種的

種子純度鑒定，且與田間鑒定結果一致。孟淑

春等［1,38］利用 66 對 SSR 引物對‘京研綠翡翠’

黃瓜品種進行分子標記篩選，得到 10 對穩(wěn)定的

SSR 引物可用于該品種種子的純度鑒定；利用 72

對 SSR 引物對‘京研冬美 9 號’黃瓜品種進行分

子標記篩選，得到 2 對引物可用于該品種種子的

純度鑒定，且上述篩選到的引物鑒定結果均與田

間鑒定結果一致。李春等［36］從 240 個黃瓜 SSR

分 子 標 記 篩 選 到 2 對 SSR 分 子 標 記（Cs100 和

Cs109），可對‘川綠 15 號’華南型黃瓜品種進

行種子純度鑒定，且 2 對標記的分子鑒定結果與

田間形態(tài)鑒定結果一致，并可將‘川綠 15 號’與

其他品種的黃瓜種子區(qū)分開。以上均為發(fā)掘利用

SSR 分子標記、建立快速高效的黃瓜種子純度鑒

定方法提供了重要的理論依據(jù)?！颈狙芯壳腥朦c】

黃瓜種子純度和真實性鑒定一直是黃瓜商業(yè)化制

種中亟待解決的科學問題。傳統(tǒng)的種子純度鑒定

方法存在一定的局限性和不足之處，無法完全確

保黃瓜種子的純度和真實性［38］。目前，市場上

黃瓜品種居多，存在一品多名或一名多品的情況，

且黃瓜遺傳背景狹窄，尤其是華北型黃瓜，遺傳

相似性較高，用傳統(tǒng)方法鑒定存在一定難度，利

用分子標記的方法可從根本上解決這個問題。同

時，本單位所育成的‘粵秀 3 號’黃瓜品種具有

生長勢強、產(chǎn)量高、抗病抗逆性強的特點，是華

南地區(qū)推廣面積較多的品種［46］。為實現(xiàn)‘粵秀 3 號’

黃瓜在生產(chǎn)制種中增質提效，以進一步推廣該黃

瓜品種，本研究擬采用 SSR 分子標記技術，以‘粵

秀 3 號’及其父母本為試驗材料，建立一種準確、

快速和可靠的方法，用于檢測和鑒定‘粵秀 3 號’

黃瓜雜交種子的純度和真實性?！緮M解決的關鍵

問題】本研究圍繞如何選擇適合的 SSR 分子標記，

以最大程度地提高‘粵秀 3 號’黃瓜雜交種子鑒

定的準確性和穩(wěn)定性；如何建立一套標準化的實

驗流程，確保不同實驗室和操作人員之間的結果

具有一致性；如何驗證該方法在不同批次和環(huán)境

下的適用性和穩(wěn)定性，以確保其在實際種子鑒定

中的可行性等關鍵問題展開試驗。為降低‘粵秀

3 號’黃瓜種子純度鑒定成本，提高種子純度鑒

定時效性及穩(wěn)定性，利用公開的 SSR 標記引物資

源，篩選用于‘粵秀 3 號’純度和真實性鑒定的

特異性引物，并建立一套高效準確的黃瓜品種種

子純度鑒定方法，為 SSR 標記在黃瓜品種鑒定和

‘粵秀 3 號’的市場化推廣提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本研究所用黃瓜品種為廣東省農業(yè)科學院蔬

菜研究所育成的華北型黃瓜雜種一代‘粵秀 3 號’，

其父本材料為 C-8，母本材料為 A-2。父本 C-8

植株生產(chǎn)強勢，葉色深綠，葉片較小，抗病性強，

皮色深綠有光澤，為長春密刺系統(tǒng)變異植株中所

選出的單株。母本 A-2 是在 100 多份資源材料鑒

定的基礎上選出的，原始材料來源于亞洲蔬菜中

心，主要表現(xiàn)為早熟、分支強、主側蔓結果［46］?！?/p>

秀 3 號’黃瓜早熟，主側蔓結瓜，連續(xù)結果性強，

回頭瓜多，瓜型呈長棒狀，勻稱，外形美觀，皮

色深綠有光澤，刺瘤密，白刺，單瓜重 400~450 g，

肉厚，味甜脆嫩，商品性好，耐貯運，較抗枯萎病、

霜霉病、炭疽病、白粉病等多種病害，是華南地

區(qū)推廣面積較多的品種。

1.2 試驗方法

1.2.1 基因組 DNA 的提取 所有材料均于 2022

年 7 月中旬浸種催芽播種于穴盤，在蔬菜研究所

重點實驗室培養(yǎng)，待種子發(fā)芽后取兩片子葉用于

DNA 提取。采用德國進口研磨儀 RETSCH（萊馳）

MM400 將樣品研磨后，參考姚春鵬等［34］DNA 提

取方法提取黃瓜基因組 DNA，用 DL2000 核酸蛋

白分析儀測定 OD260、OD280 的值，1% 瓊脂糖電泳

檢測 DNA 質量。

1.2.2 SSR 分子標記引物的篩選 在黃瓜基因組

數(shù)據(jù)庫網(wǎng)站（http://www.cucurbitgenomics.org/）下

載 SSR 分子標記序列，選用 200 對均勻分布在黃

瓜染色體上的 SSR 分子標記引物送生工生物工程

（上海）股份有限公司合成。參考‘粵秀 3 號’

黃瓜及其父母本材料，將所提取基因組 DNA 各取

52

10 份混合，分別形成‘粵秀 3 號’及其父母本材

料的混合池，按照父母本帶型互補的原則用于篩

選‘粵秀 3 號’黃瓜的特異性 SSR 分子標記。

1.2.3 PCR 擴增及丙烯酰胺電泳 PCR 擴增反

應體系為 20 μL：基因組 DNA（100 ng/μL）：1.0

μL，Mg2+（20 mmol/L）：1.5 μL，dNTP（2.5 mmol/L）：

2.0 μL，SSR 上下游引物（10 mmol/μL）：0.4 μL，

Taq 酶（5U/ μL）：0.2 μL，10×PCR buffer：2.0

μL，加 ddH2

0 補足至 20 μL。

PCR 擴增程序為：94 ℃預變性 5 min；94 ℃

變性 30 s、55℃退火 30 s、72℃延伸 40 s，35 個循

環(huán)；72 ℃保持 7 min，4℃保存待檢測。擴增產(chǎn)物

經(jīng) 8% 非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳（120 V，1.5 h）；

電泳結束后，丙烯酰胺凝膠經(jīng) 0.1% AgNO3

銀染

15 min， 然 后 用 2% NaOH、0.4% 甲 醛、0.04%

Na2

CO3 顯色，清水沖洗干凈后在燈箱拍照分析。

1.2.4 DNA 片段的回收及測序 將父母本互補的

兩條差異條帶在丙烯酰胺凝膠上用手術刀割下，

然后用 DNA 回收試劑盒（全式金 EasyPure Quick

Gel Extraction Kit）將 DNA 片段回收，然后將所回

收條帶連接至 T 載體（全式金 pEASY-T1 Cloning

Kit）， 轉 化 DH5α（ 全 式 金 Trans5α Chemically

Competent Cell）大腸桿菌，挑取陽性單克隆菌落

送生工生物工程（上海）股份有限公司測序。

1.2.5 種子純度鑒定 隨機選取 42 粒‘粵秀 3 號’

黃瓜種子提取基因組 DNA，用篩選出的 SSR 分子

標記對‘粵秀 3 號’黃瓜種子及其父母本參照 1.2.4

方法進行 PCR 擴增及丙烯酰胺電泳，染色并讀帶，

判定‘粵秀 3 號’黃瓜種子純度。

1.2.6 田間形態(tài)鑒定 選取‘粵秀 3 號’黃瓜種

子 260 粒，于 2022 年 7 月中旬浸種催芽，播種于

穴盤育苗。8 月上旬（長出 1~3 片真葉）移栽 238

株‘粵秀 3 號’黃瓜于廣東省農業(yè)科學院蔬菜研

究所白云基地。采用深溝高畦，畦寬 1.8~2.0 m，

畦高 30 cm，株距 30 cm，進行常規(guī)化管理。在盛

果期隨機選取 100 株‘粵秀 3 號’黃瓜植株，通

過田間性狀（主要包括瓜型、瓜長、皮色、刺瘤、

瓜重等）鑒定其種子純度。

1.2.7 SSR 分子標記特異性鑒定 選取市場上同

種類型的黃瓜品種（‘中農 108’‘園豐 6 號’‘津

綠 5 號’‘ 中 農 8 號’‘ 津 研 四 號’） 種 子 及

其他 49 份黃瓜種質材料提取 DNA，用所篩選的

SSR 引物對‘粵秀 3 號’及其親本進行 PCR 擴

增實驗。并對擴增條帶進行檢測，檢驗所篩選的

SSR 分子標記對‘粵秀 3 號’黃瓜種子純度鑒定

的特異性和有效性。

2 結果與分析

2.1 ‘粵秀 3 號’黃瓜基因組 DNA 提取結果分析

瓊脂糖凝膠電泳檢測結果顯示，所提取的‘粵

秀 3 號’黃瓜基因組 DNA 條帶清晰，無明顯拖帶

和降解現(xiàn)象（圖 1）。DNA 質量檢測結果顯示，

其 OD260/OD280 比值在 1.79~1.98 之間，且瓊脂糖

膠的條帶單一，表明所提取的 DNA 純度高、雜質

少、質量好，滿足本試驗對基因組 DNA 的質量

要求。

2.2 黃瓜 SSR 分子標記的篩選

以‘粵秀 3 號’黃瓜父母本為模板，利用合

成的 200 對 SSR 引物進行 PCR 擴增及檢測，篩選

出 12 對父母本條帶差異性引物。將此 12 對引物

在 F1 中進行驗證，經(jīng)多次重復比較，篩選雜交種

與父母本呈現(xiàn)共顯性互補帶型分離的引物組合，

最終篩選出 3B-10、2B-41 兩對 SSR 引物（表 1）。

這兩對引物所擴增出的條帶清晰、穩(wěn)定性和重復

性好，在父母本中有共顯性差異。3B-10 引物在

母本 A-2 材料中擴增到特異性條帶 P1

-A，在父本

C-8 材料中擴增到特異性條帶 P2

-B（圖 2A）；

2B-41 引物在母本 A-2 材料中擴增到特異性條帶

P1

-C，在父本 C-8 材料中擴增到特異性條帶 P2

-D

（圖 2B）。

M：DNA Marker；1~14：DNA 樣品

M: DNA Marker; 1-14: DNA sample

圖 1 ‘粵秀 3 號’基因組 DNA 檢測

Fig. 1 Genomic DNA testing of ‘Yuexiu No.3’

表 1 ‘粵秀 3 號’SSR 分子標記的引物序列

Table 1 Sequences for SSR molecular markers of ‘Yuexiu No.3’

引物名稱

Primer name

引物序列

Primer sequence (5'-3')

長度

Length (bp)

3B-10-F CATCACGACCCTCTCCATCT 20

3B-10-R GGGTTTGATAGTGGAGATTATTCA 24

2B-41-F CACCGAGAACGAAAGAAGGA 20

2B-41-R TCTAAGGTGGGAGGGAAACC 20

53

2.3 黃瓜 SSR 分子標記純度鑒定

取‘粵秀 3 號’黃瓜材料基因組 DNA，用

3B-10、2B-41 兩 對 SSR 引 物 進 行 PCR 檢 測。

3B-10 引物在 44 份‘粵秀 3 號’黃瓜 F1 代基因

組 DNA 擴增結果中，43 株具有父母本雙方的特

異條帶 P2

-B 與 P1

-A（圖 3），1 株僅具有母本特

異性條帶 P1

-A，得出‘粵秀 3 號’黃瓜種子純度

為 97.73%；2B-41 引物的檢測結果與 3B-10 引物

P1

：母本 A-2；P2

：父本 C-8；F1

：‘粵秀 3 號’

P1

: Female parent A-2；P2

：Male parent C-8；F1

: ‘Yuexiu No.3’

圖 2 引物 3B-10（A）和 2B-41（B）對‘粵秀 3 號’

及其親本的 PCR 擴增

Fig. 2 PCR amplification of ‘Yuexiu No.3’ and

its parents with primers 3B-10 (A) and 2B-41 (B)

M：DNA Marker； P1

：母本 A-2；P2

：父本 C-8；1~44：‘粵秀 3 號’F1 代

M: DNA Marker; P1

: Female parent A-2；P2

: Male parent C-8；1-44: F1

generation of ‘Yuexiu No.3’

圖 3 引物 3B-10 對‘粵秀 3 號’親本及其雜交 F1 代種子的純度鑒定

Fig. 3 Purity identification for the seeds from ‘Yuexiu No.3’ parents and their hybrid F1

generation by primer 3B-10

M：DNA Marker； P1

：母本 A-2；P2

：父本 C-8；1~44：‘粵秀 3 號’F1 代

M: DNA Marker; P1

: Female parent A-2；P2

: Male parent C-8；1-44: F1

generation of ‘Yuexiu No.3’

圖 4 引物 2B-41 對‘粵秀 3 號’親本及其雜交 F1 代種子的純度鑒定

Fig. 4 Purity identification for the seeds from ‘Yuexiu No. 3’ parents and their hybrid F1

generation by primer 2B-41

結果一致（圖 4）。綜上，本研究所篩選的兩對

SSR 分子標記均可穩(wěn)定、準確地對‘粵秀 3 號’

黃瓜進行種子純度鑒定。

2.4 ‘粵秀 3 號’黃瓜田間性狀鑒定

田間性狀（主要包括瓜型、瓜長、皮色、刺

瘤、瓜重等）鑒定結果顯示，隨機選取的 100 株‘粵

秀 3 號’黃瓜植株中有 98 株為雜交種，2 株性

狀表現(xiàn)為母本類型，其田間純度為 98%；用 3B10、2B-41 兩對 SSR 分子標記對 44 份‘粵秀 3 號’

黃瓜種子純度鑒定，結果顯示，43 份為雜交種，

1 份為母本類型，種子純度為 97.73%，與田間性

狀鑒定結果一致。表明這兩對 SSR 分子標記可準

確地對‘粵秀 3 號’黃瓜進行分子純度鑒定。

2.5 黃瓜 SSR 分子標記特異性鑒定

在‘粵秀 3 號’黃瓜中增加性狀相似的‘中

農 108’‘園豐 6 號’‘津綠 5 號’‘中農 8 號’‘津

研四號’黃瓜品種種子作為假種子，同時使用

3B-10、2B-41 兩對 SSR 分子標記對‘粵秀 3 號’

及其他 49 份種質材料進行鑒定。結果顯示，3B10、2B-41 兩對引物在‘粵秀 3 號’中為雜合互

補帶型，在‘中農 108’‘園豐 6 號’‘津綠 5 號’‘中

農 8 號’中為父本或母本的純合條帶，在‘津研

四號’中則無條帶顯示（圖 5），表明 3B-10、

2B-41 為‘粵秀 3 號’的特異性分子標記，可明

顯區(qū)分 ‘粵秀 3 號’種子與其他參試黃瓜品種。

利用 3B-10 及 2B-41 對‘粵秀 3 號’黃瓜與

其他 49 份黃瓜種質資源的真實性進行鑒定，結

果（圖 6、圖 7）發(fā)現(xiàn)，僅‘粵秀 3 號’黃瓜具

有父母本的兩個條帶，其他 49 份黃瓜種質資源

均未出現(xiàn)該兩條電泳條帶。但 3B-10 在 49 份黃

54

A B

M：DNA Marker；P1

：母本 A-2；P2

：父本 C-8

M: DNA Marker; P1

: Female parent A-2；P2

: Male parent C-8

圖 5 引物 3B-10（A）和 2B-41（B）對‘粵秀 3 號’的特異性鑒定

Fig. 5 Specificity verification of primers 3B-10 (A) and 2B-41 (B) for ‘Yuexiu No.3’

M：DNA Marker；P1

：母本 A-2；P2

：父本 C-8；F1

：‘粵秀 3 號’F1 代；1~49：49 份黃瓜種質資源

M: DNA Marker; P1

: Female parent A-2；P2

: Male parent C-8；F1

: F1 generation of ‘Yuexiu No.3’；1-49: 49 cucumber germplasm resources

圖 6 引物 3B-10 對‘粵秀 3 號’的真實性鑒定

Fig. 6 Authenticity identification of ‘Yuexiu No.3’ by primer 3B-10

M：DNA Marker；P1

：母本 A-2；P2

：父本 C-8；F1

：‘粵秀 3 號’F1 代；1~49：49 份黃瓜種質資源

M: DNA Marker; P1

: Female parent A-2；P2

: Male parent C-8；F1

:F1 generation of ‘Yuexiu No.3’；1-49: 49 cucumber germplasm resources

圖 7 引物 2B-41 對‘粵秀 3 號’的真實性鑒定

Fig. 7 Authenticity identification of ‘Yuexiu No.3’ by primer 2B-41

瓜種質資源中多態(tài)性較高，未能有效區(qū)分 7×8、

24×25、36×37 等組合的雜交種。表明本研究所

篩選的兩對 SSR 分子標記中，2B-41 對‘粵秀 3 號’

黃瓜具有更好的特異性，可用于‘粵秀 3 號’黃

瓜真實性鑒定。

2.6 SSR 分子標記差異性條帶序列的鑒定分析

為明確 3B-10、2B-41 兩對 SSR 分子標記在

‘粵秀 3 號’黃瓜及其父母本中所擴增到的 DNA

序列及其差異，本研究對父母本中所擴增到的差

異條帶進行膠回收，將 DNA 片段連接至 T 載體測

序并對比分析。結果（圖 8、圖 9）表明，3B-10

在父母本中所擴增到的差異條帶 P1

-A（160 bp）

比 P2

-B（190 bp）在 49~79 bp 處缺少 5 個 6 堿基

（GTGAGG）的簡單重復序列；2B-41 在父母本

圖 8 引物 3B-10 擴增父母本 DNA 差異片段的序列比對

Fig. 8 Sequence alignment of parental DNA differential

fragments amplified by primer 3B-10

55

中所擴增到的差異條帶 P1

-C（218 bp）則比 P2

-D

（206 bp）在 120~131 bp 處缺少 12 個堿基。

3 討論

目前，我國蔬菜種子市場處于瓶頸期，種

子質量是農業(yè)生產(chǎn)中的重要元素，其質量的優(yōu)

劣程度直接影響到農產(chǎn)品的質量和產(chǎn)量。種子

純度鑒定不僅是保證種子質量不可或缺的一部

分，而且在品種權保護、品種登記管理、種質

資源多樣性分析及種子生產(chǎn)中有重要價值［38］。

相對于周期長、成本高、易受環(huán)境影響的傳統(tǒng)

種 子 純 度 鑒 定 方 法， 以 SSR 分 子 標 記 為 基 礎

的種子純度鑒定方法快速、高效、低成本且操

作 簡 單， 是 目 前 商 品 種 種 子 純 度 鑒 定 的 理 想

方法［8］。

隨著黃瓜產(chǎn)業(yè)發(fā)展及生產(chǎn)的需求，越來越多

的新品種涌入市場，同時也存在劣種、假種等現(xiàn)

象，在黃瓜育種及制種過程中黃瓜品種純度的鑒

定顯得尤為重要［9］。利用 SSR 分子標記對黃瓜

進行分子純度鑒定，結果更為準確，且與田間鑒

定結果一致。李海梅等［9］基于黃瓜線粒體父系

遺傳特性，從線粒體基因組中的 72 對 SSR 引物

中篩選出 4 對引物，在 30 份黃瓜品種中呈現(xiàn)多

態(tài)性，其中利用引物 mtSSR4 和 mtSSR10 對 4 份

黃瓜 F1 種子純度進行鑒定，結果顯示黃瓜 F1 種

子的帶型與其父本一致，可將摻入雜交組合中的

假種子區(qū)分開。但其種子鑒定結果有一定的局限

性，不能排除 F1 種子中摻入雜交種父本的情況，

而本研究所篩選到的引物可嚴格區(qū)分出雜交種子

的父母親本。周勝軍等［12］從 699 對 SSR 引物中

篩選出 3 對引物，其可有效鑒定出‘浙秀 1 號’

黃瓜雜交種及其父母親本，引物穩(wěn)定性良好且種

子純度鑒定結果與田間鑒定結果一致，但其未對

所篩選引物的特異性進行鑒定，僅限于對父母本

的區(qū)分，不能與其他品種黃瓜種子相區(qū)分。本研

究使用與‘粵秀 3 號’黃瓜田間性狀類似的 5 個

黃瓜品種及其他 49 份黃瓜種質資源對 3B-10、

2B-41 兩對 SSR 分子標記的特異性進行驗證，結

果表明所篩選到的 SSR 分子標記 2B-41 不僅可鑒

定其純度，也可有效地將‘粵秀 3 號’與其他相

似黃瓜品種區(qū)分開來，說明該標記對‘粵秀 3 號’

黃瓜品種有良好的特異性，實現(xiàn)了其對品種的真

實性鑒定。陳鴻鴕等［37］利用 100 對 SSR 引物對

黃瓜品種‘SH23’及其親本進行篩選，得到 5 對

在‘SH23’及其親本和對照品種間多態(tài)性較高的

SSR 引物，均可有效鑒別出‘SH23’及其他品種，

表明 SSR 標記可用于黃瓜品種的真實性鑒定。本

研究所建立的‘粵秀 3 號’黃瓜種子純度鑒定方法，

在科學取樣的基礎上得到種子純度鑒定結果，其

準確率可達 100%。此外，本研究解析了 3B-10、

2B-41 兩對 SSR 分子標記在‘粵秀 3 號’黃瓜父

母本中的差異條帶，與前人已報道的黃瓜種子純

度鑒定相比，豐富了 SSR 分子標記的內涵，明確

了具體的 DNA 差異片段序列信息，增強了 SSR

分子標記在鑒別和區(qū)分黃瓜品種遺傳背景差異的

能力?！浶?3 號’為華南地區(qū)主要的黃瓜栽培

品種，該分子標記的開發(fā)可有效解決制種后的種

子質量檢測滯后問題，大幅節(jié)約時間及人工成本，

為‘粵秀 3 號’在華南地區(qū)的推廣提供技術支撐。

4 結論

本研究從 200 對 SSR 分子標記引物中篩選得

到可用于‘粵秀 3 號’黃瓜種子純度鑒定的兩對

引物 3B-10 和 2B-41。3B-10 引物在父、母本中

可分別擴增出 190 bp 和 160 bp 的特異性條帶，而

2B-41 引物在父、母本中則分別能夠擴增出 206

bp 和 218 bp 的特異性條帶，這些條帶均可作為特

異標記使用；兩對引物均能夠有效區(qū)分 ‘粵秀 3

號’雜交種子與其父本、母本，且該結果與田間

生物學鑒定結果一致。2B-41 可用于‘粵秀 3 號’

圖 9 引物 2B-41 擴增父母本 DNA 差異片段的序列比對

Fig. 9 Sequence alignment of parental DNA differential

fragments amplified by primer 2B-41

56

的真實性鑒定，可有效地將其與其他品種種子所

區(qū)分。本研究所開發(fā)的 3B-10 和 2B-41 兩對 SSR

分子標記引物可快速、準確、有效地對黃瓜‘粵

秀 3 號’雜交種子的純度進行鑒定，且操作簡單、

成本較低，能夠替代傳統(tǒng)雜交種子純度鑒定的方

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2007.06.026.

（責任編輯 馬春敏）

吳廷全，博士，研究員，廣東

省農業(yè)科學院設施農業(yè)研究所設施

新技術研究室主任，主要從事設施

蔬菜抗性與品質性狀研究。主持國

家自然科學基金面上項目、博士后

基金、廣東省科技計劃、廣東省自

然科學基金、廣州市重點研發(fā)計劃

項目等 9 項；參加國家、省部級及

市級項目 30 余項。發(fā)表學術論文

100 余篇，其中 SCI 論文 40 余篇。

獲廣東省科技進步二等獎和廣東省

農業(yè)科學院一等獎各 1 項；授權國家發(fā)明專利 25 件；參與

育成瓜類新品種 7 個。主持和參與農業(yè)農村部成果評價各 1

項，成果均達到國際先進及以上水平。擔任《Plant Disease》

《Scientia Horticulturae》《International Journal of Biological》

《Macromolecules》《Gene》等國際期刊審稿專家。帶領課

題組創(chuàng)立的瓜類蔬菜疫病抗性鑒評技術、葉菜霜霉病抗性鑒

評技術及蔬菜種子純度鑒定技術已廣泛服務于各農業(yè)企業(yè)和

科研單位，創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟和社會效益。

收稿日期：2023-07-30

基金項目：廣西重點研發(fā)計劃項目（桂科 AB18221047）；廣西農業(yè)科技創(chuàng)新聯(lián)盟科技先鋒隊專項（桂農科盟

202308-2）

作者簡介：李宏月（1996—），女，碩士，助教，研究方向為食用菌種質資源利用，E-mail：1747651866@qq.com

通信作者：劉斌（1966—），男，博士，教授，研究方向為食用菌種質資源利用，E-mail：liubin@gxu.edu.cn

廣東農業(yè)科學 2023，50（9）：59-67

Guangdong Agricultural Sciences DOI:10.16768/j.issn.1004-874X.2023.09.006

李宏月，歐小云，劉斌 . 野生香菇菌株鑒定及其與栽培菌株的生物學特性比較［J］. 廣東農業(yè)科學，2023，50（9）：

59-67.

野生香菇菌株鑒定及其與栽培菌株的

生物學特性比較

李宏月1,2，歐小云 1

，劉 斌 1

（1. 廣西大學農學院 / 廣西大學食用菌研究所，廣西 南寧 530004；

2. 廣東茂名農林科技職業(yè)學院生物技術系，廣東 茂名 525000）

摘 要：【目的】對野生香菇進行鑒定，并比較其與栽培菌株的生物學特性，為野生香菇種質資源的應用

提供理論基礎?！痉椒ā坎捎眯螒B(tài)特征和分子序列分析方法對野生食用菌進行鑒定，并分析溫度、碳源、氮源

等因素對菌絲生長的影響，并比較其與 6 株栽培香菇的生物學特性。【結果】2 株野生食用菌（林香 18 和林香

19）鑒定為香菇，所有供試菌株均能在 15~30 ℃條件下生長，其中，林香 18 在 15~30 ℃范圍內菌絲生長速度為

2.5~4.7 mm/d，菌絲生長力極強；林香 19 在 15~20 ℃時菌絲生長緩慢，生長速度為 0.5~1.6 mm/d，在 25~30 ℃時

生長速度顯著加快，為 2.58~3.08 mm/d，說明林香 19 不耐低溫。2 株野生菌株在 30 ℃時菌絲生長速度最快，分

別為 4.7、3.08 mm/d，且明顯高于栽培菌株，屬于耐高溫菌株；其余 6 株栽培菌株在 25 ℃時生長速度最快，為

3.18~4.91 mm/d，均屬于中溫菌株。供試菌株 L12、L26、林香 19、申香 34、申香 60 和浦香 08 以可溶性淀粉為

最適碳源，林香 18 和 L808 的最適碳源為蔗糖，以乳糖為碳源時菌絲生長最差；供試菌株以尿素為氮源時均不

能生長，以牛肉膏為氮源時菌絲生長最好，以硝酸鉀為氮源時菌絲生長最差；林香 18、林香 19、申香 60 和 L26

最佳 C/N 為 10/1，申香 34、L12 最佳 C/N 為 30/1，浦香 08 和 L808 最佳 C/N 分別為 40/1 和 50/1，由此可知，申

香 34、林香 18 和林香 19 菌絲生長不受 C/N 的影響，其余菌株均受 C/N 的影響?！窘Y論】野生香菇菌株林香 18

和林香 19 均為耐高溫菌株，但林香 19 對低溫較敏感。林香 18 和林香 19 的最適碳源分別為蔗糖和可溶性淀粉，

最適氮源分別為牛肉膏和蛋白胨，最適 C/N 均為 10/1。研究明確了野生香菇林香 18 和林香 19 菌絲生長的營養(yǎng)

需求和條件，研究結果可為耐高溫香菇新品種的選育提供新材料。

關鍵詞：野生香菇；形態(tài)學和分子生物學；生物學特性；溫度；氮源；碳源；C/N

中圖分類號：S646.1+

2 文獻標志碼：A 文章編號：1004-874X（2023）09-0059-09

Identification of Two Wild Lentinula edodes Strains and

Their Biological Characteristics Comparing with the

Cultivated Strains

LI Hongyue1,2, OU Xiaoyun1

, LIU Bin1

（1. College of Agriculture, Guangxi University/Institute of Edible Fungi，Guangxi University,

Nanning 530004, China; 2. Department of Biotechnology, Guangdong Maoming Vocational College of

Agriculture and Forestry Science and Technology, Maoming 525000, China）

Abstract: 【Objective】To identify wild shiitake and compare their biological characteristics with cultivated strains,

60

【研究意義】香菇（Lentinula edodes）又名

香蕈、冬菇，在分類歸屬方面一直存在許多探討

和爭論，曾先后被歸入過 12 個不同的屬，1983

年從韌傘屬 Lentinus 轉入香菇屬 Lentinula，即擔

子菌綱（Basidiomycetes）傘菌目（Agaricales）光

茸 菌 科（Omphalotaceae） 香 菇 屬（Lentinula），

延續(xù)至今。中國是香菇第一大生產(chǎn)國，也是最大

的消費國。據(jù)中國食用菌協(xié)會統(tǒng)計，2020 年我國

香菇的總產(chǎn)量為 1 188.21 萬 t，占食用菌總產(chǎn)量的

29.25%，為我國食用菌年產(chǎn)量最大、創(chuàng)匯額較高

的單品［1］。香菇野生種質資源主要分布在澳大利

亞、日本、韓國、馬來西亞、朝鮮、越南、泰國

等國家，其中屬日本記載最多［2］。我國香菇屬的

種類及分布較廣，主要分布于熱帶及亞熱帶地區(qū)，

溫帶地區(qū)較少［3］；野生香菇的多樣性中心分布于

西北和西南地區(qū)［2］。開展野生香菇種質資源的收

集、鑒定和評價利用，挖掘優(yōu)良野生香菇種質可

促進香菇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展［4］。分析對比野生香菇和栽

培香菇的生物學特性，可為香菇優(yōu)良品種的選育

提供理論基礎?！厩叭搜芯窟M展】我國香菇種質

資源豐富，但香菇栽培品種的命名比較混亂，出

現(xiàn)不少同名異物、同物異名等現(xiàn)象，因此香菇菌

株的準確鑒定和命名極有必要。以往的香菇鑒定

主要依賴形態(tài)學方法，但單純的形態(tài)鑒定無法提

供準確的物種信息［5］。目前認為形態(tài)學在食用菌

鑒定中可作為輔助手段，但不能作為唯一的鑒定

方法［6］。近年來基于分子標記的分子生物學鑒定

方法應用越來越廣泛［4,7］，由于此方法不易受外

界環(huán)境的影響，具有特異性強、穩(wěn)定性好、樣品

需求量少等特點，可直接利用菌絲體或子實體提

取 DNA 進行鑒定［8-10］。Song 等［11］ 研究表明，

采用核糖體基因轉錄間隔區(qū)（Internal transcribed

spacers，ITS）序列分析是鑒定香菇的理想分子標

記。袁思明等［12］對采自云南的 1 株野生香菇進行

了鑒定和菌絲生長條件試驗，其最適碳源為麥芽

糖，最適氮源為牛肉膏。熊雪等 ［13］對分離自貴

州馬桑樹的野生香菇進行生物學研究，該菌菌絲

生長的最優(yōu)碳源為蔗糖，最優(yōu)氮源為蛋白胨，培

養(yǎng)溫度以 23~25 ℃最優(yōu)，最適 pH 為 7~10；方志

榮等［14］研究了不同碳源、氮源、溫度以及 pH 對

分離自四川的2株野生香菇菌株菌絲生長的影響，

其最佳碳、氮源分別為玉米粉和酵母膏，最適培

養(yǎng)溫度為 25 ℃，最適 pH 為 6.0；劉元濤等［15］通

過單因素試驗和正交試驗的方法，研究中華小香

菇生長發(fā)育過程中所需碳源、氮源等營養(yǎng)條件和

溫度、pH 等環(huán)境條件，從而得出其菌絲體生長的

最佳條件。【本研究切入點】我國香菇種質資源

豐富，但功能性栽培品種較少，目前缺少適宜在

南方高溫地區(qū)栽培的優(yōu)良香菇品種。利用形態(tài)學

和分子生物學鑒定方法，對香菇野生種質進行鑒

定?！緮M解決的關鍵問題】本研究旨在對采集自

廣西的 2 株野生香菇菌株進行分離、鑒定，通過

which provides a theoretical basis for the application of wild germplasm resources. 【Method】 Wild edible fungi were

identified by the morphological characteristics and sequences analysis, their biological characteristics were investigated and

compared with the other six cultivated strains. 【Result】Two wild strains of edible fungi were identified as Lentinula edodes.

All test strains can grow at 15-30 ℃ . The mycelium growth rate of LX18 was 2.5-4.7 mm/d at 15-30 ℃ , the mycelium growth

rate of LX 19 was 0.5~1.6 mm/d at 15-20 ℃ and 2.58~3.08 mm/d at 25~30 ℃ , which indicated that the mycelium growth of

LX 18 was very strong, and LX 18 was intolerant in low temperatures. Two wild strains (LX18 and LX 19) showed the highest

mycelial growth rates at 30 ℃ , which were 4.7 and 3.08 mm/d, respectively. But the six cultivated strains showed the highest

mycelial growth rate at 25 ℃ , from 3.18 to 4.91 mm/d. Therefore, it was concluded that the wild strains were high-temperature

tolerant, while those cultivated strains were moderate temperature varieties. The optimal C/N of LX18, LX19, SX60 and L26

was 10/1, the optimal C/N of SX34 and L12 was 30/1, and the optimal C/N of PX08 and L808 was 40/1 and 50/1, respectively.

The mycelium growth of SX34, LX18 and LX19 were not affected by C/N, and that of the other strains was influenced by C/N.

【Conclusion】LX18 and LX19 are heat-resistant strains, but LX19 is more sensitive to low temperatures. The optimal carbon

sources for LX18 and LX19 are sucrose and soluble starch, respectively. Their optimal nitrogen sources are beef extract and

peptone, and the optimal C/N is 10/1. In the study, the nutritional requirements and conditions for the growth of wild strains

LX18 and LX19 of L. edodes are clarified, and the results provide new materials for breeding new heat-tolerant varieties of L. edodes.

Key words: wild shiitake mushrooms; morphology and molecular biology; biological characteristics; temperature; nitrogen

source; carbon source; C/N

61

與香菇主要栽培菌株的生物學特性進行比較研究，

探討分析影響香菇菌絲生長的因素，在此基礎上，

根據(jù)不同菌株的綜合表現(xiàn)，以期篩選出適宜當?shù)?/p>

高溫氣候條件的香菇種質資源和育種材料。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供 試 野 生 菌 株 林 香 18（LX18）、 林 香 19

（LX19），栽培菌株 L12、L26 和 L808，均由廣

西大學食用菌研究所提供，其中 LX18、LX19 由

采集于廣西上林縣大明山的野生子實體分離獲

得。申香 34（SX34）、申香 60（SX60）和浦香

08 （PX08）由上海市農業(yè)科學院食用菌研究所陳

明杰研究員惠贈。

PDA 培養(yǎng)基：馬鈴薯 200 g、葡萄糖 20 g、

瓊脂 20 g，水 1 000 mL。

基本培養(yǎng)基：葡萄糖 2%、蛋白胨 0.5% 、磷

酸二氫鉀 0.2%、硫酸鎂 0.1%、瓊脂 1.5%、水 1 L、

pH 自然。

1.2 試驗方法

1.2.1 形態(tài)鑒定 香菇子實體由菌蓋、菌柄和菌

褶組成。通過觀察子實體的外觀特征，如子實體

大小、菌蓋表面平整度、菌蓋厚薄、菌柄長度、

菌蓋顏色、菌褶、菌環(huán)等進行鑒定。

1.2.2 分子鑒定 采用 CTAB 法提取 DNA，隨后

用兩對引物 ITS1（5'-TCCGTAGGTGAACCTGCGG

-3'）和 ITS4（5'-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3'），

LR0R（5'-ACCCGCTGAACTTAAGC-3'） 和 LR5

（5'-ACCCGCTGAACTTAAGC-3'），進行 PCR 擴增，

反應體系：總體系為 25 μL，分別為 GO Taq green

master mix (2×) 13 μL；ITS1 和 ITS4 或 LR0R

和 LR5 (10 pmol/L) 各 1 μL；DNA 模 板 1 μl；

Nucleasr-free water 9 μL。反應條件：預變性 94 ℃

5 min；變性 94 ℃ 1 min，退火 50 ℃ 1 min，延伸

72 ℃ 1 min，共 35 個循環(huán)；補平 72 ℃ 10 min，

10 ℃ 30 min。擴增完成后 4 ℃保存并進行電泳檢

測，PCR 產(chǎn)物送生物公司進行測序。所得序列于

GenBank 數(shù)據(jù)庫進行 BLAST 比對，下載相關序列

并用 Clustal X 軟件進行對比，并用 MEGA 6.06 中

的 Maximum Likelihood 法構建系統(tǒng)發(fā)育樹。

1.2.3 香菇生物學特性對比分析 （1）菌種活化。

取保藏菌種接入斜面 PDA 培養(yǎng)基，于 25 ℃下培

養(yǎng)，待菌絲長好后再轉接到 PDA 平板中心位置，

25 ℃下培養(yǎng)，菌絲長滿皿后備用。

（2）菌絲觀察測定。長滿菌絲的 PDA 平板，

用直徑 0.5 cm 的打孔器打孔取菌餅，接種到基礎

培養(yǎng)基平板中央，每個菌株 3 次重復，培養(yǎng) 3 d

后開始進行觀察和測定。每個菌株取 3 個平板，

以接種中心點為起點，測量菌落半徑，計算平均

值。長勢以菌落圓整程度、菌絲濃密程度以及菌

絲潔白程度來表示。

菌絲生長速度（mm/d)=［( 平均菌落半徑 -5 mm)/2］/

生長天數(shù)

（3）溫度對菌絲生長的影響。用直徑 0.5 cm

的打孔器打取菌餅，接入無菌 PDA 培養(yǎng)皿中央，

每個菌株 3 個重復，分別放入 15、20、25、30 ℃

培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，記錄菌絲萌發(fā)、生長時間及滿皿

天數(shù)。

（4）碳源對菌絲生長的影響。以基礎培養(yǎng)

基作對照，將基礎培養(yǎng)基中的葡萄糖分別換成麥

芽糖、蔗糖、乳糖、可溶性淀粉等，觀察不同碳

源對菌絲生長速度及長勢的影響。

（5）氮源對菌絲生長的影響。以基礎培養(yǎng)

基作對照，將基礎培養(yǎng)中的蛋白胨分別換成尿素、

牛肉膏、酵母膏、硝酸鉀等，觀察不同氮源對菌

絲生長速度及長勢的影響。

（6）C/N 對菌絲生長的影響。將基礎培養(yǎng)基

中葡萄糖用量固定為 20 g，改變蛋白胨的用量，

配制 7 個培養(yǎng)基處理，使葡萄糖與蛋白胨比例依

次為 10/1、20/1、30/1、40/1、50/1、60/1、70/1。

觀察不同 C/N 對菌絲生長速度及長勢的影響。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理 試驗數(shù)據(jù)分析采用 SPSS 20.0 軟

件，應用鄧肯氏新復極差法（Duncan）進行差異

顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 野生香菇菌株的形態(tài)鑒定

林香 18 野生子實體見圖 1 A。子實體稍小，

菌蓋直徑為 3.0~3.5 cm，最大可達 4.0 cm，扁平

球形至稍平展，表面淺褐色，光滑無鱗片，無毛

狀物；厚度 1.1~1.5 cm，菌肉白色，細密；菌褶

白色，彎生，不等長；菌柄長 4.5~4.8 cm，粗 0.6~1.0

cm，中生，白色，直立；菌環(huán)以下無纖毛狀鱗片，

纖維質，內實，菌環(huán)易消失，白色。

林香 19 子實體見圖 1 B。子實體中等，菌蓋

直徑為 3.5~4.0 cm，最大可達 4.5 cm，扁平球形

62

至稍平展，表面深褐色、棕褐色，光滑無鱗片，

無毛狀物，厚度 0.9~1.5 cm；菌肉白色，細密；

菌褶白色，彎生，不等長；菌柄長 4.8~5.3 cm，

粗 0.7~1.2 cm，中生至偏生，白色，常彎曲；菌

環(huán)以下無纖毛狀鱗片，纖維質，內實，菌環(huán)易消失。

從形態(tài)學上可將野生食用菌初步鑒定為香菇屬。

2.2 分子序列分析

香 菇 野 生 菌 株 經(jīng) PCR 擴 增、 測 序 后 獲 得

的 ITS 和 LSU 序 列， 通 過 BLAST 在 GenBank 數(shù)

據(jù)庫中進行相似性檢索和比對，下載其他香菇

序 列 進 行 對 比， 用 MEGA 6.0 構 建 系 統(tǒng) 發(fā) 育 樹

（ 圖 2）。 由 圖 2 可 知， 野 生 菌 株 林 香 18、 林

A：林香 18；B: 林香 19

A: Linxiang 18; B: Linxiang 19

圖 1 野生香菇子實體

Fig. 1 Fruiting bodies of wild Lentinula edodes

圖 2 基于 ITSLSU 和序列采用極大似然法構建的系統(tǒng)發(fā)育樹

Fig. 2 Phylogenetic tree generated from maximum likelihood based on ITS and LSU sequences

香 19 與 MH868346 Lentinula edodes CBS225.51 和

AF356159 Lentinula lateritia TMI 1633 聚 集 在 一

個分支上，且該分支的最大似然引導支持率高達

100%，因此把這兩個菌株鑒定為香菇 Lentinula

edodes。

2.3 香菇生物學特性對比分析

2.3.1 不同溫度對香菇菌絲生長的影響 由表

1 可知，8 株供試菌株在溫度 15~30 ℃下均能生

長，但菌絲生長速度存在較大差異。15 ℃時，

L12 和 L26 的菌絲生長速度最快、表現(xiàn)出耐低溫

的特性，而 L808 和林香 19 生長最慢、對低溫比

較敏感；20 ℃時，菌絲生長速度居前 3 位的分別

為 L26、林香 18 和 L12；25 ℃為 6 株栽培菌株的

最適生長溫度，其中 L808 的菌絲生長速度最快、

達 4.91 mm/d；而 30 ℃下，野生菌株林香 18 的菌

表 1 不同溫度對香菇菌絲生長速率的影響

Table 1 Effect of different temperature on mycelial growth

rate of Lentinula edodes (mm/d)

菌株

Strains 15 ℃ 20 ℃ 25 ℃ 30 ℃

L26 3.16±0.24aAB 3.20±0.12aA 3.29±0.24aC 2.09±0.24bDE

L12 3.19±0.85abA 2.80±0.01abBC 3.43±0.15aC 1.44±0.15bF

L808 0.57±0.13dC 1.70±0.06cE 4.91±0.12aA 3.71±0.12bB

SX34 1.90±0.06bB 2.50±0.06abCD 3.30±0.29aC 2.43±0.29bCD

SX60 2.20±0.08bAB 2.43±0.08bD 3.24±0.18aCD 2.04±0.18bDE

LX18 2.50±0.12bAB 2.90±0.05bAB 4.20±0.20aB 4.70±0.20aA

LX19 0.50±0.05dC 1.60±0.12cE 2.58±0.14bD 3.08±0.14aBC

PX08 2.10±0.48bAB 2.20±0.20bD 3.18±0.23aCD 1.98±0.23bDE

注：同行數(shù)據(jù)后小寫英文字母不同者表示不同溫度下菌絲體生長速

率差異顯著，同列數(shù)據(jù)后大寫英文字母不同者表示不同菌株間菌絲體生

長速率差異顯著。

Note: Different lowercase letters after data in the same row indicate

significant differences in the growth rate of mycelium at different temperature,

different capital letters after data in the same column indicate significant

differences between different strains.

63

絲生長速度最快，其次為 L808 和林香 19。綜上，

L808、林香 18 和林香 19 具有較強的耐高溫特性，

其他 5 個菌株均不耐高溫。

2.3.2 不同碳源對香菇菌絲生長的影響 從表 2

可以看出，當碳源為葡萄糖、可溶性淀粉、蔗糖、

麥芽糖時，香菇 L26、申香 60 和申香 34 的菌絲

生長速度無顯著差異，但當碳源為乳糖時三者的

菌絲生長速度較慢。香菇 L12 在含葡萄糖培養(yǎng)基

中菌絲生長速度最快、達 4.17 mm/d，與其他碳源

差異顯著，而在含麥芽糖、蔗糖、乳糖和可溶性

淀粉培養(yǎng)基中，乳糖的利用效果最差；香菇 L808

在含蔗糖的培養(yǎng)基上菌絲生長速度最快、為 4.03

mm/d，其次是可溶性淀粉、葡萄糖、麥芽糖，乳

糖最慢、菌絲生長速度僅 2.42 mm/d；林香 18 在

不同碳源培養(yǎng)基上菌絲生長速度差異顯著，以蔗

糖利用效果最好、菌絲生長速度達 3.43 mm/d，乳

糖利用效果最差、菌絲生長速度僅 2.19 mm/d；林

香 19 在所有碳源中，對可溶性淀粉的利用效果最

好、菌絲生長速度最快、為 3.75 mm/d，乳糖利用

效果最差、菌絲生長速度最慢、僅 3.18 mm/d；浦

香 08 在所有碳源中，以麥芽糖培養(yǎng)基上菌絲生長

速度最快、約為乳糖的 2 倍。

表 2 不同碳源對香菇菌絲生長速率的影響

Table 2 Effect of different carbon source on mycelial growth rate of Lentinula edodes (mm/d)

菌株 Strains 葡萄糖 Glucose 乳糖 Lactose 可溶性淀粉 Soluble starch 蔗糖 Sucrose 麥芽糖 Maltose

L26 3.75±0.01aB 3.65±0.04bA 3.75±0.01aC 3.75±0.01aB 3.70±0.01abC

L12 4.17±0.01aA 2.27±0.04cDE 4.06±0.01abA 4.00±0.05bA 4.11±0.01abA

L808 3.84±0.02bB 2.42±0.04cD 3.91±0.05abB 4.03±0.08aA 3.84±0.01bBC

SX34 3.73±0.02aB 3.36±0.01bB 3.75±0.01aC 3.71±0.03aB 3.73±0.01aC

SX60 3.75±0.01aB 2.94±0.14bC 3.79±0.01aBC 3.79±0.01aB 3.79±0.01aBC

LX18 2.86±0.14bC 2.19±0.01cDE 3.40±0.09aD 3.43±0.01aC 3.09±0.01bD

LX19 3.64±0.01aB 3.18±0.02bBC 3.75±0.01aC 3.63±0.06aB 3.63±0.11aC

PX08 3.63±0.12aB 2.07±0.18bE 3.79±0.06aBC 3.75±0.07aB 3.97±0.14aAB

注：同行數(shù)據(jù)后小寫英文字母不同者表示不同碳源下菌絲體生長速率差異顯著，同列數(shù)據(jù)后大寫英文字母不同者表示不同菌株間菌絲體生長速率

差異顯著。

Note: Different lowercase letters after data in the same row indicate significant differences in the growth rate of mycelium with different carbon sources, while

different capital letters after data in the same column indicate significant differences in the growth rate of mycelium between different strains.

表 3 不同碳源對香菇菌絲長勢的影響

Table 3 Effect of different carbon source on mycelial growth

density of Lentinula edodes

菌株

Strains

葡萄糖

Glucose

乳糖

Lactose

可溶性淀粉

Soluble starch

蔗糖

Sucrose

麥芽糖

Maltose

L26 +++ +++ +++ +++ +++

L12 +++ +++ +++ ++ ++

L808 ++ ++ ++ ++ ++

SX34 +++ +++ +++ +++ +++

SX60 ++ ++ ++ ++ ++

LX18 +++ +++ +++ +++ +++

LX19 ++ ++ ++ ++ ++

PX08 ++ +++ +++ ++ ++

注：“++”表示菌絲體較濃密；“+++”表示菌絲體極濃密。

Note: “++” indicates that the mycelium is denser; “+++” indicates

that the mycelium is extremely dense.

從表 3 可以看出，不同碳源條件下，L26、

L808、申香 34、申香 60、林香 18 和林香 19 的

菌絲長勢無顯著差異，只有 L12 和浦香 08 的菌

絲長勢存在差異。在碳源為葡萄糖、乳糖和可溶

性淀粉時，L12 菌落圓整、菌絲較濃密、潔白，

且在乳糖培養(yǎng)基上菌絲最為濃密；在可溶性淀粉

培養(yǎng)基上菌絲濃密但老化快，存活時間較短。浦

香 08 在乳糖和可溶性淀粉培養(yǎng)基上，菌絲極濃密，

菌落圓整、潔白；在葡萄糖、蔗糖和麥芽糖培養(yǎng)

基上菌絲較濃密，菌落圓整、淺白色。L26 在 5

種碳源培養(yǎng)基上菌絲長勢均表現(xiàn)極濃密，除了乳

糖以外，其他 4 種碳源菌絲長勢均為圓整、潔白。

L808 菌絲生長速度快，菌絲老化速度也較快，菌

絲長勢無顯著差異，均為稀疏、灰白色、菌落完整。

申香 34 菌絲長勢均為濃密、菌落圓整，在葡萄糖、

乳糖培養(yǎng)基上菌絲呈灰白色，在可溶性糖和蔗糖

上菌絲顏色更為潔白。申香 60 菌絲長勢無顯著差

異，菌絲長勢較濃密、菌落圓整、淺白色。相比

其他菌株，林香 18 在不同碳源培養(yǎng)基上的菌絲萌

發(fā)及生長速度慢，但菌絲長勢濃密、潔白、菌落

圓整。林香 19 菌絲長勢均表現(xiàn)稀疏圓整、淺白色，

在 5 個碳源培養(yǎng)基上生長無顯著差異。

2.3.3 不同氮源對香菇菌絲生長速度的影響 由

64

表 4 可知，L26 在不同氮源培養(yǎng)基上生長速率的

表現(xiàn)依次為蛋白胨、牛肉膏、酵母膏 > 硝酸鉀 >

尿素，在蛋白胨、牛肉膏、酵母膏上菌絲生長速

度最快、達 3.75 mm/d；L12 在不同氮源培養(yǎng)基上

生長速率的表現(xiàn)依次為蛋白胨、牛肉膏 > 酵母膏

> 硝酸鉀 > 尿素，在蛋白胨、牛肉膏上菌絲生長

速度最快、達 4.17 mm/d；L808、林香 18、林香

19 和浦香 08 在不同氮源培養(yǎng)基上生長速率的表

現(xiàn)依次為牛肉膏 > 酵母膏 > 蛋白胨 > 硝酸鉀 > 尿

素，以上 4 種菌株在牛肉膏培養(yǎng)基上利用效果相

對最好，生長速度分別為 4.17、3.34、3.74、4.14

mm/d；申香 34 和申香 60 在不同氮源培養(yǎng)基上生

長速率的表現(xiàn)依次為牛肉膏、酵母膏 > 蛋白胨 >

硝酸鉀 > 尿素，兩菌株對牛肉膏、酵母膏的利用

效果較好，菌絲生長速度分別為 3.75、3.8 mm/d。

總體來看，8 個菌株在尿素培養(yǎng)基上均無法

生長，在牛肉膏培養(yǎng)基上生長速度最快，在硝酸

鉀培養(yǎng)基上菌絲生長速度最慢，L12 菌株菌絲生

長速度最快，林香 18 生長速度明顯低于其他 7 個

菌株。

從表 5 可以看出，8 個菌株在尿素培養(yǎng)基上

均不能生長，在硝酸鉀培養(yǎng)基上長勢無明顯差

異，均表現(xiàn)為菌落較圓整，菌絲稀疏、淺白色。

L26、L12、L808、申香 34 和林香 18 等 5 個菌株

在其他 3 種氮源培養(yǎng)基上表現(xiàn)一致，菌絲均極為

濃密、潔白，菌落圓整；申香 60 在蛋白胨、牛肉膏、

酵母膏培養(yǎng)基上菌絲長勢較濃密，無明顯差異；

林香 19 和浦香 08 在 5 種氮源培養(yǎng)基上表現(xiàn)一致，

均在蛋白胨和牛肉膏上表現(xiàn)菌絲較濃密、潔白、

菌落完整，在酵母膏上表現(xiàn)菌絲極濃密。綜上，

在酵母膏培養(yǎng)基上除申香 60 外其他 7 個菌株長勢

均為菌絲濃密、潔白、菌落圓整。

2.3.4 不同 C/N 對菌絲生長速度的影響 不同

C/N 條件下，香菇菌絲生長表現(xiàn)出明顯差異。由

表 6 可看出，香菇菌絲可以在 7 個不同的 C/N 培

養(yǎng)基中生長，其生長情況各有不同。香菇 L26 在

C/N 為 10/1、20/1、50/1、60/1、70/1 條件下菌絲

生長速度相同，為 3.75 mm/d；L12 在 C/N 為 30/1

條件下，菌絲生長速度最快，為 4.08 mm/d；L808

在 C/N 為 50/1 時菌絲生長速度最快，為 3.97 mm/d；

申香 34 在 C/N 為 30/1 時菌絲生長速度最快，為 3.8

mm/d；申香 60 在 C/N 為 10/1 和 50/1 生長速度相

對較快，為 3.8 mm/d；林香 18 在 10/1 時菌絲生

長最快，為 3.7 mm/d，林香 18 的總體生長速度低

于其他 7 個品種；林香 19 在 70/1-10/1 的 C/N 條

件下，菌絲生長范圍在 3.48~3.8 mm/d，10/1 時菌

絲生長速度最快，50/1 速度最慢；浦香 08 在 C/N

為 40/1 時菌絲生長速度最快，為 4.15 mm/d。

由表 7 可知，在不同 C/N 的 7 個處理中，申

香 34、林香 18 與林香 19 無顯著差異，申香 34

和林香 18 菌絲極為濃密、潔白，菌落圓整，而林

香 19 菌絲較濃密、淺白色，菌落圓整；L808 在

C/N 為 30/1 時菌絲生長表現(xiàn)濃密潔白，菌落圓整，

其他 6 個處理菌絲生長表現(xiàn)稀疏，為淺白色，菌

落圓整；L12 只在 C/N 為 70/1 時菌絲長勢表現(xiàn)稀

表 4 不同氮源對香菇菌絲生長速率的影響

Table 4 Effect of different nitrogen source on mycelial

growth rate of Lentinula edodes (mm/d)

菌株

Strains

尿素

Urea

蛋白胨

Peptone

牛肉膏

Beef extract

酵母膏

Yeast extract

硝酸鉀

Potassium nitrate

L26 0 3.75±0.01aB 3.75±0.01aABC 3.75±0.01aC 3.07±0.10bAB

L12 0 4.17±0.01aA 4.17±0.01aA 4.11±0.01aA 2.84±0.10bAB

L808 0 3.84±0.02cB 4.17±0.01aA 3.98±0.01bAB 2.71±0.05dB

SX34 0 3.73±0.01aB 3.75±0.01aABC 3.75±0.01aC 3.23±0.05bA

SX60 0 3.75±0.01aB 3.80±0.01aAB 3.80±0.01aBC 3.06±0.04bAB

LX18 0 2.86±0.14aC 3.34±0.10aC 3.29±0.10aD 1.76±0.29bC

LX19 0 3.65±0.01aB 3.74±0.01aBC 3.73±0.01aC 2.71±0.10bB

PX08 0 3.63±0.12aB 4.14±0.32aAB 4.06±0.13aA 2.89±0.07bAB

注：同行數(shù)據(jù)后小寫英文字母不同者表示不同氮源下菌絲體生長速

率差異顯著，同列數(shù)據(jù)后大寫英文字母不同者表示不同菌株間菌絲體生

長速率差異顯著。

Note: Different lowercase letters after data in the same row indicate

significant differences in the growth rate of mycelium with different nitrogen

sources, while different capital letters after data in the same column indicate

significant differences in the growth rate of mycelium between different strains.

表 5 不同氮源對香菇菌絲長勢的影響

Table 5 Effect of different nitrogen source on mycelial

growth density of Lentinula edodes

菌株

Strains

尿素

Urea

蛋白胨

Peptone

牛肉膏

Beef paste

酵母膏

Yeast extract

硝酸鉀

Potassium nitrate

L26 - +++ +++ +++ +

L12 - +++ +++ +++ +

L808 - +++ +++ +++ +

SX34 - +++ +++ +++ +

SX60 - ++ ++ ++ +

LX18 - +++ +++ +++ +

LX19 - ++ ++ +++ +

PX08 - ++ ++ +++ +

注： “-”代表菌絲不生長；“+”表示菌絲體稀疏；“++”表示菌

絲體較濃密；“+++”表示菌絲體極濃密。

Note: “-” indicates that the mycelium does not grow; “+” indicates

sparse mycelium; “++” indicates that the mycelium is denser; “+++”

indicates that the mycelium is extremely dense.

65

疏、灰白色、菌落圓整，其他處理中菌絲生長表

現(xiàn)差異不大，表現(xiàn)為濃密、淺白色，菌落圓整；

L26 在 C/N 為 10/1 時菌絲長勢最好，菌絲潔白、

極為濃密，菌落圓整，其他 6 個處理菌絲較濃密、

潔白、菌落圓整；浦香 08 在 C/N 為 10/1 和 30/1

時菌絲極濃密、菌絲潔白、菌落圓整；申香 60 在

C/N 為 20/1 和 40/1 時菌絲稀疏、淺白色、菌落圓

整， 當 C/N 為 10/1、50/1、60/1、70/1 時 菌 絲 均

較濃密且潔白，菌落圓整，當 C/N 為 30/1 時菌絲

極濃密、潔白、菌落圓整。綜合看來，申香 34、

林香 18、林香 19 菌絲長勢不受 C/N 的影響，其

他 5 個菌株菌絲長勢受 C/N 的影響。

3 討論

本研究對采自廣西大明山的 2 份野生食用

菌標本進行形態(tài)特征觀察和分子序列分析，發(fā)

現(xiàn)從野生標本分離的菌株林香 18 和林香 19 與香

菇 Lentinula edodes 相 似 度 最 高， 在 ITS 構 建 的

系統(tǒng)發(fā)育樹上聚集在一起，因此將其鑒定為香菇

Lentinula edodes。兩份材料的子實體外觀形態(tài)差

異不大，區(qū)別為林香 18 菌蓋顏色為淺褐色，而林

香 19 菌蓋顏色為深褐色。廣西野生香菇的研究報

道較少，陳麗新［16］等曾對十萬大山的野生香菇

進行組織分離，認為分離部位不同，菌絲的生長

速度和長勢有差異。

野生菌的馴化栽培通常有賴于其菌種的生

物學特性研究。本研究以香菇的 2 株野生菌株和

6 株栽培菌株為試材，測定不同溫度、氮源、氮

源、C/N 對菌絲生長的影響，結果顯示，供試的

8 株香菇菌絲在 15~30 ℃條件下均可以生長，生

長速度具有一定規(guī)律，多數(shù)菌株的菌絲生長速度

在 15~25 ℃呈上升趨勢，25~30 ℃菌絲生長速度

緩慢，6 株栽培菌株生長的最適合溫度均為 25 ℃，

而 2 株野生菌株在 30℃時的菌絲生長速率最高。

同時得出供試 8 個菌株菌絲生長的最適營養(yǎng)條件，

其中 L26 最適碳源為葡萄糖，最適氮源為蛋白胨、

牛肉膏或酵母膏，在 7 種不同 C/N 中無顯著差別；

L12 最適碳源為葡萄糖，最適氮源是蛋白胨或牛

肉膏，最佳 C/N 是 30/1；L808 最適碳源為蔗糖，

最適氮源為牛肉膏，最適 C/N 為 50/1；申香 34 最

適碳源為可溶性淀粉，最適氮源為酵母膏或牛肉

膏，最適 C/N 為 30/1；申香 60 最適碳源是可溶

性淀粉、麥芽糖或蔗糖，最適氮源為酵母膏或牛

肉膏，最適 C/N 為 10/1、50/1；林香 18 最適碳源

是蔗糖，最適氮源為牛肉膏，最適 C/N 為 10/1；

表 7 不同碳氮比對香菇菌絲長勢的影響

Table 7 Effect of different carbon to nitrogen ratios on

mycelial growth density of Lentinula edodes

菌株

Strains 10/1 20/1 30/1 40/1 50/1 60/1 70/1

L26 +++ ++ ++ ++ ++ ++ ++

L12 ++ ++ ++ ++ ++ ++ +

L808 + + ++ + + + +

SX34 +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++

SX60 ++ + +++ + ++ ++ ++

LX18 +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++

LX19 ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++

PX08 +++ ++ +++ + + + +

注： + 表示菌絲體稀疏，++ 表示菌絲體較濃密，+++ 表示菌絲體極

濃密。

Note: “+” indicates sparse mycelium, “++” indicates that the

mycelium is denser, “+++” indicates that the mycelium is extremely dense.

表 6 不同碳氮比對香菇菌絲生長速率的影響

Table 6 Effect of different carbon to nitrogen ratios on mycelial growth rate of Lentinula edodes (mm/d)

菌株 Strains 10/1 20/1 30/1 40/1 50/1 60/1 70/1

L26 3.75±0.01aD 3.75±0.01aB 3.73±0.01aABC 3.52±0.02bB 3.75±0.01aBCD 3.75±0.01aABC 3.75±0.01aAB

L12 4.04±0.01aB 3.94±0.05aA 4.08±0.26aA 4.06±0.01aA 3.91±0.04aAB 3.90±0.03aAB 3.94±0.05aA

L808 3.79±0.01abC 3.63±0.1bB 3.72±0.08abABC 3.53±0.11bcB 3.97±0.01aAB 3.55±0.07bcCD 3.33±0.11cC

SX34 3.75±0.01aD 3.75±0.01aB 3.80±0.01aAB 3.61±0.08bcB 3.56±0.05cCD 3.73±0.01abABC 3.75±0.01aAB

SX60 3.80±0.01aC 3.75±0.01bB 3.75±0.01bAB 3.75±0.01bB 3.80±0.01aBC 3.75±0.01bABC 3.75±0.01bAB

LX18 3.70±0.01aE 3.61±0.05abB 3.05±0.06cD 2.98±0.10cC 3.01±0.19cE 3.32±0.07bcD 3.31±0.08bcC

LX19 3.80±0.01aC 3.75±0.01aB 3.58±0.08bcBC 3.71±0.03abB 3.48±0.04cD 3.67±0.06abBC 3.71±0.03abAB

PX08 4.10±0.01aA 3.61±0.02bcB 3.35±0.12cCD 4.15±0.08aA 4.12±0.10aA 3.97±0.18abA 3.64±0.16bcB

注：同行數(shù)據(jù)后小寫英文字母不同者表示不同 C/N 下菌絲體生長速率差異顯著，同列數(shù)據(jù)后大寫英文字母不同者表示不同菌株間菌絲體生長速率

差異顯著。

Note: Different lowercase letters after data in the same row indicate significant differences in the growth rate of mycelium with different C/N, while different capital

letters after data in the same column indicate significant differences in the growth rate of mycelium between different strains.

66

林香 19 最適碳源是可溶性淀粉，最適氮源為牛肉

膏，最適 C/N 為 10/1；浦香 08 最適碳源為麥芽糖，

最適氮源為牛肉膏，最適 C/N 為 40/1。本研究結

果與已往的文獻報道相似，如袁思明等［12］對野

生香菇菌絲最佳生長條件進行研究，菌絲在牛肉

膏上生長最好。熊雪等［13］指出，野生馬桑香菇

菌絲的最優(yōu)碳源為蔗糖，最優(yōu)氮源為蛋白胨，培

養(yǎng)溫度以 23~25 ℃最優(yōu)。方志榮等［14］認為，香

菇屬的最佳碳源為玉米粉，最佳氮源為酵母膏，

最適培養(yǎng)溫度為 25 ℃；伍燕等［17］研究發(fā)現(xiàn)，香

菇菌絲在葡萄糖培養(yǎng)基上生長更好，而在尿素上

不能生長。推測多數(shù)食用菌菌絲均無法直接利用

尿素，可能是因為尿素在高壓滅菌時發(fā)生了縮合

反應，生成的縮二脲、縮三脲等無法被菌絲吸收

利用，導致菌絲無法生長。曾茜等［18］發(fā)現(xiàn)，野

生香菇黔香篩 5 號母種培養(yǎng)基的最佳碳氮源為葡

萄糖和硫酸銨，最適培養(yǎng)溫度 25~30 ℃。廖真等［19］

研究表明，野生香菇菌絲生長的最適碳源為果糖，

最適氮源為牛肉膏，最適生長溫度 25 ℃，而在尿

素培養(yǎng)基上菌絲無法生長。本研究結果野生香菇

林香 18 和林香 19 菌絲生長的最適氮源是牛肉膏，

這與袁思明等［12］、廖真等［19］的研究結果一致。

由此推測在蛋白胨和牛肉膏為氮源的處理下，菌

絲長勢較好，可能是因為這種復合氮源中營養(yǎng)較

為豐富，能夠滿足菌絲生長的營養(yǎng)需求。溫度方

面，本研究試材野生香菇林香 18、林香 19 與曾

茜等［18］研究的“野生香菇黔香篩 5 號”均為耐

高溫野生香菇，與熊雪等［13］研究的野生馬桑香

菇、方志榮等［14］研究的野生微香菇屬 (Lentinula)

真菌存在差異。

本研究中，8 株香菇在 7 種不同 C/N 培養(yǎng)基

上的菌絲生長速度沒有任何規(guī)律，但多數(shù)菌株在

C/N 為 10/1 時菌絲生長速度最快，而張權［20］研

究發(fā)現(xiàn) 5 種香菇（931-9，靈仙一號，南山一號，

9608，L808）的最適 C/N 為 20/1，由此推測不同

品種的香菇在碳源、氮源需求上差異較小，但在

C/N 需求上存在較大差異，同一菌種不同菌株之

間利用碳氮的能力也有所不同。

4 結論

本研究通過形態(tài)學和分子學相結合的方法，

將來自廣西上林縣大明山的兩份野生食用菌鑒定

為香菇。通過與 6 個主要栽培菌株進行生物學特

性的比較分析，結果表明，兩株野生菌株在 30 ℃

條件下的菌絲生長速度均高于 25 ℃，表現(xiàn)出較強

的耐高溫特性，說明野生菌株為耐高溫菌株，其

他菌株為中溫性品種，生長最適合溫度在 25 ℃。

本試驗篩選出適宜當?shù)馗邷貧夂驐l件的香菇種質

資源為林香 18 和林香 19，為野生香菇種質資源

的應用，特別是耐高溫香菇新品種的選育提供了

新材料及重要參考依據(jù)。

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（責任編輯 鄒移光）

劉斌，博士，現(xiàn)任廣西大學

農學院教授、博士生導師，廣西

大學食用菌研究所所長，兼任中

國菌物學會理事、廣西食用菌協(xié)

會副會長、廣西食用菌學會副理

事長。曾任國家現(xiàn)代農業(yè)產(chǎn)業(yè)技

術體系廣西創(chuàng)新團隊食用菌產(chǎn)業(yè)

首 席 專 家（2011—2020 年 ），

美國哈佛大學訪問學者。主要

從事真菌系統(tǒng)分類、食用菌種質

資源評價利用、食用菌病蟲害防控等研究，主持國家自然

科學基金、廣西自然科學基金重點項目、廣西重點研發(fā)計

劃等項目 20 余項，發(fā)現(xiàn)新物種 30 余個。發(fā)表學術論文 100

余篇，其中以第一或通信作者在《Fungal Diversity》《Pest

Management Scienc》《Plant Disease》《Journal of Cleaner

Production》等 SCI 期刊發(fā)表論文 30 余篇，獲授權專利 8 件。

收稿日期：2023-07-13

基金項目：廣東省自然科學基金（2023A1515012102）；廣東省教育廳青年創(chuàng)新項目（2022KQNCX078）；韶關學

院博士科研啟動經(jīng)費項目（202112）

作者簡介：葉紅（1988—），女，博士，講師，研究方向為植物生理，E-mail：19881212hong@163.com

通信作者：王玉昆（1985—），男，博士，副教授，研究方向為植物生理，E-mail：wangyu_kun1@163.com

廣東農業(yè)科學 2023，50（9）：68-78

Guangdong Agricultural Sciences DOI:10.16768/j.issn.1004-874X.2023.09.007

葉紅，王斌，任飛，朱云娜，肖艷輝，何金明，王玉昆 . 園藝植物 WRKY 基因功能研究進展［J］. 廣東農業(yè)科學，2023，50（9）：

68-78.

園藝植物 WRKY 基因功能研究進展

葉 紅，王 斌，任 飛，朱云娜，肖艷輝，何金明，王玉昆

（廣東省粵北食藥資源利用與保護重點實驗室 / 韶關學院生物與農業(yè)學院，廣東 韶關 512005）

摘 要：WRKY 轉錄因子是植物中特有的一類反式作用因子。WRKY 基因家族成員眾多，是植物中最大的

轉錄因子家族之一。目前，已在多種園藝植物中對該家族進行了全基因組鑒定。大量研究表明，WRKY 轉錄因

子參與了植物中多種生物學過程，如營養(yǎng)剝奪、胚胎發(fā)生、種子發(fā)育、毛狀體發(fā)育、葉片衰老及其他發(fā)育和激

素調節(jié)的過程，是許多調控信號網(wǎng)絡的重要組成部分。WRKY 轉錄因子還可參與植物適應各種逆境的轉錄調控，

已被證明其在生物應激反應中發(fā)揮重要作用并參與植物的防御機制，其在植物防御病菌、病毒和蟲害調控過程

中的重要作用正被逐步揭示。此外，WRKY 轉錄因子在植物響應環(huán)境中非生物脅迫方面的作用也被不斷解析，

其可參與調控植物對干旱、溫度、鹽及滲透的響應，并在此過程中發(fā)揮正向或負向調節(jié)作用。本文基于近年來

的相關研究成果，重點綜述了 WRKY 轉錄因子在園藝植物生長發(fā)育、脅迫響應和代謝合成方面所發(fā)揮的作用和

調控機理，進一步明確園藝植物 WRKY 轉錄因子的重要生物學功能，闡明 WRKY 轉錄因子介導的轉錄調控網(wǎng)絡，

為園藝植物優(yōu)良性狀相關的遺傳資源挖掘和分子育種提供理論支撐。

關鍵詞：園藝植物；WRKY 轉錄因子；生物脅迫；非生物脅迫；生長發(fā)育

中圖分類號：S601 文獻標志碼：A 文章編號：1004-874X（2023）09-0068-11

Research Progress of WRKY Gene Functions in

Horticultural Plants

YE Hong, WANG Bin, REN Fei, ZHU Yunna, XIAO Yanhui, HE Jinming, WANG Yukun

（Guangdong Key Laboratory of Utilization and Conservation of Food and Medicinal Resources in

Northern Region /School of Biology and Agriculture, Shaoguan University, Shaoguan 512005, China）

Abstract: WRKY transcription factors are a class of trans-acting factors unique to plants. WRKY gene family has

many members and is one of the largest families of transcription factors in plants. At present, the WRKY transcription factor

family has been genome-wide identified in various horticultural plants. A large number of studies have shown that WRKY

transcription factors are involved in various biological processes in plants, such as nutrient deprivation, embryogenesis,

seed development, trichome development, leaf senescence, and other developmental and hormonal regulation processes.

They are important components of many regulatory signal networks. WRKY transcription factors play an important role in

the transcriptional regulation mechanism of plant adaptation to various stress environments. It has been shown to play an

important role in biological stress response and participate in plant defense mechanisms. Its important role in the regulation

of plant defense against pathogens, viruses and pests is gradually being revealed. In addition, the role of WRKY transcription

factors in plant response to environmental abiotic stresses has been continuously analyzed. WRKY transcription factors are

involved in regulating plant response to drought, temperature, salt and osmosis, and plays a positive or negative regulatory

69

由于植物無法移動，因此生存環(huán)境的變化幾

乎對其各生長發(fā)育階段均有影響。為適應環(huán)境變

化，植物進化出復雜的信號系統(tǒng)來感知各種生物

和非生物刺激，并將這種能力保存并延續(xù)到下一

代［1］。 轉 錄 因 子（Transcription Factors, TF） 是

生物體各種信號通路的重要組成部分，除了能對

胞內信號進行響應外，還介導了植物對生物和非

生物刺激的應答過程。WRKY TF 是植物中最大

的轉錄調控家族之一，其成員已在多種植物基因

組 中 被 鑒 定。 如 蘿 卜（Raphanus sativus）［2］、

空 心 菜（Ipomoea aquatica）［3］ 和 蘋 果（Malus

domestica）［4］等園藝植物的基因組中分別含有

126、82、127 個 WRKY 基因家族成員。

典型的 WRKY DNA 結合域的特征是在蛋白

序列的 N 端有 1 個“WRKYGQK”的氨基酸基

序，在其 C 端含有非典型的鋅指結構基序。隨著

WRKY 成員在不同植物中被鑒定，發(fā)現(xiàn) WRKY

蛋白的結構和功能具有明顯的多樣性，其基因

和蛋白質數(shù)量、內含子數(shù)量及 DNA 結合序列在

不同植物之間存在差異。依據(jù) WRKY 蛋白的一

級結構，該家族成員可聚類到 7 個亞組，即Ⅰ、

Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc、Ⅱd、Ⅱe 和Ⅲ亞組。WRKY 基

因通過其兩端的特異性結構域結合靶基因啟動

子中的 W-box 順式元件，從而激活或抑制靶基

因轉錄［5］。越來越多的研究表明，WRKY TF 幾

乎參與了植物所有的生長發(fā)育調控過程，且單個

WRKY TF 可能參與多個信號調節(jié)通路［6］。相比

模式植物擬南芥和其他主要糧食作物，WRKY 基

因家族成員及其生物學功能在園藝植物中的挖掘

和揭示還不夠深入，但也取得了一些進展，因此

有必要對已取得的成果進行歸納總結。本文綜述

了目前園藝植物中 WRKY 基因家族的研究進展，

以期為今后更加深入研究該家族成員功能提供

參考。

1 WRKY 基因在園藝植物生物脅迫應答

中的作用

1.1 WRKY 基因在園藝植物病害中的作用

植物在生長發(fā)育過程中會遭受一系列生物脅

迫，而病原體攻擊是其面臨的一大威脅。在長期

的進化過程中，植物獲得了多種免疫應答能力，

通過相應的免疫應答通路對病原體進行抵抗。

WRKY TF 相關研究結果（表 1）表明，該家族的

許多成員在植物免疫應答相關的轉錄調控中發(fā)揮

重要作用［5］。

在辣椒（Capsicum annuum）中，CaWRKY40b

能夠調控一系列免疫相關基因的表達對青枯菌

（Ralstonia solanacearum）作出應答［7］，過表達

CaWRKY40基因能夠調節(jié)超敏反應（Hypersensitive

response, HR）相關基因和發(fā)病相關基因，從而

增強辣椒對青枯菌的抗性［8］。CaWRKY6 基 因

通過與 CaWRKY40 的啟動子結合從而激活其表

達，進而增強辣椒對青枯菌的抗性［9］。此外，

CaWRKY41 基因的表達受到青枯病菌的誘導，

瞬時沉默該基因的表達使辣椒對青枯菌的感病

性增強，說明該基因參與正向調控辣椒對青枯

菌的抗性［10］。黃單胞菌外蛋白 S（Xanthomonas

outer protein S） 能 夠 與 CaWRKY40a 蛋 白 結 合

并增強其穩(wěn)定性，從而降低辣椒對黃單胞菌的

抗 性［11］。CaWRKY50 基因的表達受到炭疽菌

（Colletotrichum musae） 侵 染 的 誘 導， 沉 默 該

基因的表達增加了辣椒對炭疽菌的抗性，說明

該基因是辣椒抗炭疽菌的負調控因子［12］。在中

國野生葡萄（Vitis pseudoreticulata）中克隆到的

VpWRKY1 和 VpWRKY2 基因在其異位表達的擬

南芥中增強了其對白粉病菌的抗性［13］。此外，

白粉病菌侵染能上調 VpWRKY53 基因的表達，

在擬南芥中異源過表達 VpWRKY53 基因增加了

role in this process. Based on the relevant research results in recent years, the roles and regulatory mechanisms of WRKY

transcription factors in the growth and development, stress response and metabolic synthesis of horticultural plants are reviewed

in this paper. Meanwhile, the important biological functions of WRKY transcription factors in horticultural plants are further

clarified as well. Furthermore, the transcriptional regulation network mediated by WRKY transcription factors is elucidated,

which will provide theoretical supports for genetic resources and molecular breeding related to excellent traits of horticultural

plants.

Key words: horticultural plants; WRKY transcriptional factor; biotic stress; abiotic stress; growth and development

70

轉基因擬南芥對番茄丁香假單胞菌 PstDC3000

的抗性［14］。 從 中 國 野 生 毛 葡 萄（Chinese wild

V. quinquangularis）中克隆到的 VqWRKY52 基

因也與白粉病菌的抗性有關，其在受到白粉病

菌侵染 24 h 后顯著表達。在擬南芥中異位表達

VqWRKY52 基因增強了轉基因擬南芥對白粉病

菌的抗性［15］。VqWRKY31 基因也能對白粉病菌

侵染作出響應，并促進代謝途徑中基因的表達

和許多抗病相關代謝產(chǎn)物的積累，包括二苯乙

烯、類黃酮和原花青素，從而增強葡萄的白粉病

抗性［16］。中國野生毛葡萄 VqWRKY6 能夠和轉

錄因子 VqbZIP1 互作形成轉錄復合體。共同過

表達 VqWRKY6 和 VqbZIP1 后，葉片表面白粉菌

菌絲擴繁速率顯著慢于單獨過表達 VqWRKY6 和

單獨過表達 VqbZIP1 的葉片，說明 VqWRKY6 和

VqbZIP1 協(xié)同作用能抑制白粉菌的生長，從而提

高葡萄對白粉病的抗性［17］。VqWRKY56 基因的

表達受到白粉菌侵染的顯著誘導，其在葡萄中的

過表達降低了對白粉病的易感性［18］。另外，在

擬南芥中過表達野生二倍體林地草莓（(Fragaria

vesca）WRKY46 基因增強了轉基因擬南芥對白粉

病菌的抗性［19］。在黃瓜（Cucumis sativus）中，

CsWRKY10 在 黃 瓜 對 灰 霉 菌（Botrytis cinerea）

的抗性中起關鍵作用。CsWRKY10 的過表達顯著

增加了黃瓜對灰霉菌的敏感性。病原菌侵染后，

轉基因黃瓜植株過氧化氫酶、超氧化物歧化酶和

過氧化物酶活性受到影響，導致活性氧 (Reactive

oxygen species, ROS) 含量降低。同時，CsWRKY10

的過表達促進了灰霉菌的孢子萌發(fā)和菌絲伸

長［20］。另一個黃瓜基因 CsWRKY50 參與了黃瓜

對霜霉?。≒seudoperonospora cubensis）的響應。

CsWRKY50 在黃瓜中的過表達增強了該植物對黃

瓜霜霉病的抗性［21］。香蕉（Musa acuminata）中

的2個 WRKY 基 因（MaWRKY1 和 MaWRKY2）

能夠在病害反應中調節(jié)特定發(fā)病相關基因的表

達來增加對炭疽菌的抗性［22］。在蘋果抗病品種

‘Sushuai’中，MdWRKY75d 和 MdWRKY75e 基因

的 表 達 受 到 鏈 格 孢 菌（Alternaria alternata） 的

誘導，其瞬時表達增強了轉基因煙草和蘋果對

鏈格孢菌感染的抗性［23］。蘋果 MdWRKY15 通

過直接與 MdICS1 啟動子結合來激活 MdICS1 的

轉錄，增加了水楊酸（Salicylic acid, SA）的積累

和疾病相關基因的表達，從而通過 SA 生物合成

途徑增強對輪紋病菌（Botryosphaeria dothidea）

的抗性［24］。 類 似 的 研 究 表 明，MdWRKY46 通

過激活 MdPBS3.1 的表達，從而依賴 SA 信號途

徑增強了蘋果對輪紋病的抗性［25］。MdWRKY100

是 蘋 果 炭 疽 病 抗 性 的 正 調 控 因 子， 過 表 達

MdWRKY100 增 加 了 蘋 果 對 炭 疽 菌 的 抗 性， 而

利 用 RNAi 沉 默 的 轉 基 因 植 株 對 炭 疽 菌 更 敏

表 1 參與園藝植物生物脅迫應答的 WRKY 基因

Table 1 WRKY genes involved in biotic stress responses in

horticultural plants

基因名稱

Gene name

物種

Species

脅迫類型

Stress type

參考文獻

Reference

CaWRKY6 辣椒 病害（青枯菌） ［9］

CaWRKY40 辣椒 病害（青枯菌） ［8］

CaWRKY40a 辣椒 病害（黃單胞菌） ［11］

CaWRKY40b 辣椒 病害（青枯菌） ［7］

CaWRKY41 辣椒 病害（青枯菌） ［10］

CaWRKY50 辣椒 病害（炭疽菌） ［12］

VpWRKY1 中國野生葡萄 病害（白粉菌） ［13］

VpWRKY2 中國野生葡萄 病害（白粉菌） ［13］

VpWRKY53 中國野生葡萄 病害（PstD3000） ［14］

VqWRKY6 中國野生毛葡萄 病害（白粉菌） ［17］

VqWRKY31 中國野生毛葡萄 病害（白粉菌） ［16］

VqWRKY52 中國野生毛葡萄 病害（白粉菌） ［15］

VqWRKY56 中國野生毛葡萄 病害（白粉菌） ［18］

FvWRKY46 野生二倍體林地草莓 病害（白粉菌） ［19］

CsWRKY10 黃瓜 病害（灰霉菌） ［20］

CsWRKY50 黃瓜 病害（霜霉菌） ［21］

MaWRKY1 香蕉 病害（炭疽菌） ［22］

MaWRKY2 香蕉 病害（炭疽菌） ［22］

MdWRKY15 蘋果 病害（輪紋病菌） ［24］

MdWRKY31 蘋果 病害（PstD3000） ［27］

MdWRKY46 蘋果 病害（輪紋病菌） ［25］

MdWRKY75d 蘋果 病害（鏈格孢菌） ［23］

MdWRKY75e 蘋果 病害（鏈格孢菌） ［23］

MdWRKY100 蘋果 病害（炭疽菌） ［26］

CsWRKY14 茶樹 病害（茶餅病菌） ［28］

SlWRKY30 番茄 病害（青枯菌） ［29］

ShWRKY81 多毛番茄 病害（白粉菌） ［30］

SmWRKY65 茄子 病害（青枯菌） ［31］

CsWRKY23 柑橘 病害（綠霉菌） ［32］

CsWRKY25 柑橘 病害（綠霉菌） ［33］

CsWRKY33 柑橘 病害（綠霉菌） ［34］

RcWRKY41 月季 病害（灰霉菌） ［35］

CmWRKY15 菊花 病害（鏈格孢菌） ［36］

CmWRKY15-1 菊花 病害（白銹病菌） ［37］

CmWRKY8-1 菊花 病害（尖孢鐮刀菌） ［38］

CmWRKY48 菊花 蟲害（蚜蟲） ［40］

CmWRKY53 菊花 蟲害（蚜蟲） ［39］

VvWRKY46 葡萄 蟲害（根瘤蚜） ［41］

71

感［26］。蘋果 MdWRKY31 能夠在轉錄和翻譯水

平調控 MdHIR4 的 表 達， 并 依 賴 于 SA 信 號 途

徑增強轉 MdWRKY31 基因擬南芥和煙草對病

原 菌 PstDC3000 的 抗 性［27］。 在 茶 樹（Camellia

sinensis）中，一個屬于 IIb 亞組的 CsWRKY14 基

因能夠響應茶餅病菌（Exobasidium vexans），且

CsWRKY14 基因沉默的植物對茶餅病菌的敏感性

增加［28］。此外，研究人員在 WRKY 基因參與番

茄抗病應答方面也取得了一些進展。SlWRKY30

基因受到青枯菌的強烈誘導，過表達該基因可

降 低 番 茄 對 青 枯 菌 的 易 感 性， 并 促 進 H2

O2 的

積累和細胞壞死，表明 SlWRKY30 正向調節(jié)番

茄對青枯菌的抗性［29］。在多毛番茄（Solanum

habrochaites） 中，ShWRKY81 在抗白粉病株系

LA1777 中的表達水平高于易感株系。利用 VIGS

沉默該基因導致宿主對白粉菌的抵抗力下降，表

明 ShWRKY81 正向調控多毛番茄對白粉菌的抗

性［30］。研究人員在茄子（Solanum melongena）

中克隆到與青枯病相關的 SmWRKY65 基因，該基

因在根中的表達水平最高且響應青枯菌的誘導。

利用 VIGS 技術沉默 SmWRKY65 基因的植株對青

枯菌的感病性明顯升高，表明該基因是調控茄子

青枯病的正向調節(jié)子［31］。此外，研究人員在柑

橘抗綠霉菌（Penicillium digitatum）方面取得進展，

研究表明 CsWRKY23、CsWRKY25 和 CsWRKY33

參與了柑橘響應綠霉菌的調控。CsWRKY23 能夠

對外源 SA 誘導產(chǎn)生應答，其在柑橘果皮中的瞬

時過表達增強了對綠霉菌的抗性［32］。CsWRKY25

的轉錄水平在感染綠霉菌的柑橘皮中上調，其過

表達能增強柑橘對綠霉菌的抗性［33］。CsWRKY33

通過結合自身啟動子的W-box元件進行自我調節(jié)，

其瞬時過表達顯著增強了宿主對綠霉菌的抗性［34］。

除上述蔬菜瓜果類植物外，一些研究表明

WRKY TF 也參與了觀賞花卉對生物脅迫應答的

調 控。 在 月 季（Rosa chinensis） 中， 通 過 VIGS

技術敲低 RcWRKY41 基因的表達導致轉基因月季

花瓣產(chǎn)生嚴重的灰霉病癥狀且其病斑大小顯著增

加，說明RcWRKY41基因對月季抗灰霉病有正向調

控作用［35］。菊花（Chrysanthemum morifolium）

CmWRKY15 屬于 IIa 亞組 WRKY TF，其表達受

到 鏈格孢菌的強烈誘導。與對照相比，過表達

CmWRKY15 增強了菊花對鏈格孢菌的易感性，

表明 CmWRKY15 基因是菊花抗鏈格孢菌的負調

控因子［36］?？共』?CmWRKY15-1 能直接調控

CmNPR1 （Non-expressor of pathogenesis-related

genes 1）基因的表達，二者互作激活了下游發(fā)病

機制相關基因的表達并通過 SA 途徑增強對菊花

白銹病菌（Puccinia horiana）的抗性［37］。從菊

花品種‘Jinba’中克隆到的 CmWRKY8-1 基因參

與了菊花對尖孢鐮刀菌（Fusarium oxysporum）

的響應，過表達 CmWRKY8-1-VP64 融合基因降低

了菊花對尖孢鐮刀菌的抗性［38］。

1.2 WRKY 基因在園藝植物蟲害中的作用

植食性昆蟲對植物的生存構成威脅，植物在

生長過程中與植食性昆蟲的相互作用及其調控機

制是植物研究方面的重要問題。近年來的一些研

究揭示了 WRKY 轉錄因子在園藝植物抵御蟲害中

的調控作用。菊花容易受到蚜蟲的侵襲，研究發(fā)

現(xiàn)菊花 CmWRKY53 基因表達受到蚜蟲侵擾的誘

導。與對照和 CmWRKY53 基因敲低植株相比，

過表達 CmWRKY53 基因導致蚜蟲數(shù)量顯著增加，

表明該基因是菊花抗蚜蟲的負調節(jié)因子［39］。

相反地，在菊花中過表達 CmWRKY48 基因顯著

降低了蚜蟲的生長數(shù)量，說明 CmWRKY48 基因

是菊花抗蚜蟲的正向調節(jié)因子［40］。葡萄（Vitis

vinifera）VvWRKY46 基因能夠響應葡萄根瘤蚜攻

擊，過表達 VvWRKY46 顯著降低葡萄根瘤蚜的侵

襲性，減緩若蟲發(fā)育［41］。

2 WRKY 基因在園藝植物非生物脅迫應

答中的作用

2.1 WRKY 基因在園藝植物干旱脅迫應答中的

作用

干旱是常見的非生物脅迫之一，也是世界

性的環(huán)境難題。干旱嚴重影響植物的分布區(qū)域、

生長狀態(tài)、產(chǎn)量和最終品質，深入研究園藝植

物耐旱抗旱的分子機制十分必要。WRKY TF 在

園藝植物響應干旱脅迫中具有十分重要的作用

（表 2）。山葡萄（Vitis amurensis）VaWRKY14 基

因 編 碼 1 個 IIa 亞 組 WRKY TF。 在 擬 南 芥 中 過

表達 VaWRKY14 基因增強了轉基因植株的耐旱

能力。進一步的轉錄組分析表明，該基因可能

通過調控脅迫相關基因的表達從而增強轉基因

擬南芥的抗旱性［42］。另一個在葡萄中克隆的基

因 VvWRKY18 受到干旱和脫落酸（Abscisic acid,

ABA） 的 誘 導。VvWRKY18 過表達的擬南芥葉

72

片表現(xiàn)出氣孔密度增加和失水率提高，導致對

干旱的耐受性降低［43］。在擬南芥中過表達枇杷

（Eriobotrya japonica）EjWRKY17 基因，在干旱

脅迫下可促進 ABA 介導的氣孔關閉，顯著上調轉

基因植株中 ABA 的生物合成和脅迫相關基因的表

達，從而增強轉基因擬南芥的耐旱性［44］。蘋果

MdWRKY17 基因表達受到缺水的顯著誘導。在中

度干旱脅迫下，過表達 MdWRKY17 的轉基因蘋果

植株葉綠素含量和光合作用速率顯著高于對照，

而在 MdWRKY17 敲低株系中則顯著低于對照，

表明該基因對蘋果耐旱性有正向調控作用［45］。

蘋果 MdWRKY3 基因受到干旱脅迫誘導，能夠提

高轉基因煙草的相對含水量等生理指標，增強轉

基因煙草的耐旱性［46］。FcWRKY70 基因從金柑

（Fortunella crassifolia）克隆獲得，在煙草和檸

檬中過表達該基因可增強相關轉基因植物的耐寒

能力。進一步分析表明 FcWRKY70 能夠與精氨

酸脫羧酶基因（FcADC）互作。在金桔中敲低

FcWRKY70 的表達降低 FcADC 的表達水平，表

明 FcWRKY70-FcADC 模塊可能參與了金桔的抗

旱調控［47］。在菊花中，CmWRKY10 的表達受到

干旱的誘導。與野生型相比，過表達 CmWRKY10

提高了菊花對干旱脅迫的耐受性且促進了 ABA 信

號通路相關基因的表達［48］。

2.2 WRKY 基因在園藝植物鹽脅迫應答中的作用

土壤鹽漬化是植物生長發(fā)育和農業(yè)生產(chǎn)面臨

的重大環(huán)境問題。研究表明，預計到 21 世紀中葉，

全球將有 50% 以上的耕地受到土壤鹽漬化的影

響［49］。近年來的研究表明，WRKY TF 在園藝植

物鹽脅迫應答以及耐鹽調控方面發(fā)揮重要作用（表

2）。在辣椒中，CaWRKY27 基因的表達受鹽脅迫

的誘導。過表達 CaWRKY27 基因的擬南芥和煙草

對鹽脅迫更加敏感，其根長和地上部分生長受到

明顯抑制。利用 VIGS 技術瞬時沉默 CaWRKY27

基因增強了辣椒對鹽脅迫的抗性，表明該基因負

調控辣椒對鹽脅迫的抗性［50］。在受到鹽脅迫的

不結球白菜中，BcWRKY33A 基因在根組織中顯

著表達。沉默 BcWRKY33A 基因的表達使不結球

白菜對鹽脅迫更加敏感［51］。在鹽處理的番茄中，

SlWRKY23 基因表達水平升高。SlWRKY23 在擬南

芥中過表達增強了對 NaCl 的脅迫耐受性，并影響

根系生長和側根數(shù)［52］。在蘋果中，MdWRKY55

能夠和 MdNHX1 形成復合體參與鹽脅迫的調控。

過表達 MdWRKY55 顯著提高了蘋果對鹽脅迫的抗

性［53］。MdWRKY100 的表達受到 miR156/SPL 模

塊的激活和調控。過表達 MdWRKY100 顯著增強

了蘋果對鹽脅迫的抗性［54］。蘋果 WRKY Ⅱa 亞

組成員 MdWRKY30 的表達受到鹽處理的誘導，

其過表達可通過調控脅迫相關基因增強轉基因蘋

果愈傷組織對鹽脅迫的耐受性［55］。此外，菊花

耐鹽研究也取得了一些進展，DgWRKY2 在菊花

中的過表達增強了對鹽脅迫的耐受性，該基因通

過增強抗氧化和滲透調節(jié)，賦予轉基因菊花耐鹽

性［56］。DgWRKY4 受鹽脅迫誘導，是一個響應鹽

脅迫的正調控基因，其通過提高光合能力、促進

活性氧清除系統(tǒng)的運行、維持膜穩(wěn)定性、增強滲

透調節(jié)和上調脅迫相關基因的轉錄水平增加菊花

對鹽脅迫的耐受性［57］。DgWRKY5 在菊花耐鹽調

控上發(fā)揮正向調控作用。在轉 DgWRKY5 基因的

菊花中，根長、鮮重、葉綠素含量和葉片氣體交

換參數(shù)等指標均優(yōu)于野生對照 ［58］。與之相反，

DgWRKY17 在菊花耐鹽調控上發(fā)揮負調控作用。

在鹽脅迫下，轉 DgWRKY17 基因的菊花葉片中超

氧化物歧化酶、過氧化物酶和脯氨酸含量顯著低

于對照，而葉片電導率則有所增加［59］。

表 2 參與園藝植物非生物脅迫應答的 WRKY 基因

Table 2 WRKY genes involved in abiotic stress responses

in horticultural plants

基因名稱

Gene name

物種

Species

脅迫類型

Stress type

參考文獻

Reference

VaWRKY14 山葡萄 干旱 ［42］

VvWRKY18 葡萄 干旱 ［43］

EjWRKY17 枇杷 干旱 ［44］

MdWRKY3 蘋果 干旱 ［46］

MdWRKY17 蘋果 干旱 ［45］

FcWRKY70 金柑 干旱 ［47］

CmWRKY10 菊花 干旱 ［48］

CaWRKY27 辣椒 鹽 ［50］

BcWRKY33A 不結球白菜 鹽 ［51］

SlWRKY23 番茄 鹽 ［52］

MdWRKY30 蘋果 鹽 ［55］

MdWRKY55 蘋果 鹽 ［53］

MdWRKY100 蘋果 鹽 ［54］

DgWRKY2 菊花 鹽 ［56］

DgWRKY4 菊花 鹽 ［57］

DgWRKY5 菊花 鹽 ［58］

DgWRKY17 菊花 鹽 ［59］

CsWRKY46 黃瓜 低溫 ［60］

VvWRKY28 葡萄 低溫 ［61］

CaWRKY27 辣椒 高溫 ［62］

LlWRKY22 百合 高溫 ［63］

LlWRKY39 百合 高溫 ［64］

73

2.3 WRKY 基因在園藝植物溫度脅迫應答中的

作用

溫度脅迫屬于重要的非生物脅迫類型，能

夠從生長發(fā)育、產(chǎn)量和地理分布范圍方面對植物

產(chǎn)生影響。近年來，全球氣候的不穩(wěn)定導致極端

高溫和低溫事件頻發(fā)。因此，探究植物對溫度

脅迫的響應機理具有十分重要的意義。研究表

明，WRKY 基因參與了園藝植物對溫度脅迫的調

控途徑（表 2）。研究者從黃瓜中克隆并鑒定了

CsWRKY46，其在冷脅迫和外源 ABA 處理下表達

上調。與野生型相比，過表達 CsWRKY46 的轉基

因擬南芥在低溫處理后具有更高的幼苗存活率。

此外，CsWRKY46 過表達系在種子萌發(fā)過程中對

ABA 敏感，表明 CsWRKY46 以 ABA 依賴的方式

正向調節(jié)低溫信號通路［60］。葡萄 VvWRKY28 基

因在葉片中高表達，并受到低溫脅迫的誘導。

VvWRKY28 過表達可影響轉基因擬南芥丙二醛、

葉綠素和脯氨酸含量等指標，從而提高轉基因擬

南芥對低溫的耐受性［61］。在辣椒中，CaWRKY27

的表達水平在高溫脅迫期間升高，并在溫度恢復

期間持續(xù)表達。CaWRKY27 過表達的擬南芥和煙

草在高溫脅迫下存活率降低，而 CaWRKY27 沉默

的辣椒在高溫脅迫下存活率升高。此外，在 H2

O2

清除劑存在下，CaWRKY27 的表達在熱脅迫下

受到抑制，而 CaWRKY27 沉默減少了 H2

O2 在辣

椒葉片中的積累。因此，CaWRKY27 為 H2

O2 介

導高溫應激反應的下游負調節(jié)因子［62］。在百合

（Lilium longifl orum） 中，LlWRKY22 的表達被

熱刺激持續(xù)激活。同時，LlWRKY22 在百合中的

過表達提高了百合的耐熱性，并激活了與熱相關

的 LlDREB2 基 因 的 表 達。LlWRKY22 的沉默導

致百合耐熱性下降，說明 LlWRKY22 可能參與百

合耐熱性調控［63］。百合 LlWRKY39 基因也受到

高溫的誘導。LlWRKY39 的異位表達提高了轉基

因百合和擬南芥的耐熱性。此外，LlWRKY39、

LlMBF1c、LlCaM3 形成反饋調節(jié)通路來調控百合

對高溫的應答［64］。

3 WRKY 基因在園藝植物生長發(fā)育和物

質合成中的作用

3.1 WRKY 基因在園藝植物生長發(fā)育中的作用

大量研究表明，WRKY TF 廣泛參與植物的

各種生長發(fā)育調控（表 3）。在園藝植物果實

成熟和器官衰老調控方面的相關研究也取得了

一 些 進 展。 在 草 莓（Fragaria × ananassa）

中，F(xiàn)aWRKY71 在 所 有 組 織 中 都 有 表 達， 尤 其

是在全紅果實中。此外，F(xiàn)aWRKY71 促進類黃

酮途徑結構基因 FaF3’H、FaLAR、FaANR 及

運輸因子 FaTT19 和 FaTT12 的表達，并通過上

調 FaPG19 和 FaPG21 的表達豐度來軟化草莓

的質地，促進草莓果實成熟［65］。在野生草莓

（Fragaria vesca） 中， 過 表 達 FvWRKY48 導 致

果實中果膠細胞壁聚合物高半乳糖醛酸的降解

加 劇。 此 外，F(xiàn)vWRKY48 能夠結合 FvPLA 的 啟

動子對其進行調控。FvPLA 過表達果實的軟化

和果膠降解程度比對照果實更高，故 FvWRKY48

可能通過促進 FvPLA 的表達來調控野生草莓果

膠降解和果實軟化［66］。在番茄中，SlBRG3 在

Cys206 和 Cys212 處發(fā)生過硫化，導致泛素化活

性降低，與 SlWRKY71 轉錄物的相互作用減少，

導致 SlWRKY71 與 SlCAS1 啟動子的結合活性增

加，導致其轉錄抑制，從而延遲番茄成熟［67］。

休眠是植物在不合適的條件下暫時停止生長的常

見生存策略。在葡萄中，VvWRKY37 基因在休眠

芽中高度表達。VvWRKY37 的異位過表達顯著延

遲了轉基因楊樹植株的萌芽。VvWRKY37 還抑制

了 ABA 分解代謝基因 CYP707As 的表達，并提高

內源 ABA 在轉基因楊樹中的積累，表明該基因可

能通過 ABA 介導的信號通路調節(jié)萌芽［68］。在觀

賞植物芍藥（Paeonia lactifl ora）中，PlWRKY41a

表 3 參與園藝植物生長發(fā)育和代謝物合成的 WRKY 基因

Table 3 WRKY genes involved in growth, development,

and metabolite biosynthesis in horticultural plants

基因名稱

Gene name

物種

Species

參與過程

Participation process

參考文獻

Reference

FaWRKY71 草莓 果實成熟 ［65］

FvWRKY48 野生草莓 果實軟化 ［66］

SlWRKY71 番茄 果實成熟 ［67］

VvWRKY37 葡萄 萌芽 ［68］

PlWRKY41a 芍藥 次生細胞壁發(fā)育 ［69］

SlWRKY37 番茄 葉片衰老 ［70］

BrWRKY12 菜心 硫代葡萄糖苷合成 ［71］

CsWRKY70 茶樹 EGCG 合成 ［72］

CmWRKY41 菊花 倍半萜烯合成 ［73］

PpWRKY44 梨 花青素合成 ［74］

MdWRKY71-L 蘋果 花青素合成 ［75］

MdWRKY75 蘋果 花青素合成 ［76］

PpWRKY44 梨 蘋果酸合成 ［77］

MdWRK31 蘋果 蘋果酸合成 ［78］

74

基因在莖組織中高度表達。此外，PlWRKY41a 能

與木聚糖內轉葡糖基化酶 / 水解酶 E4（PlXTH4）

的 啟 動 子 結 合， 并 激 活 PlXTH4 表 達。 過 表 達

PlXTH4 的煙草具有較厚的次生細胞壁，導致莖

強度增加，而 PlXTH4 沉默的芍藥具有較薄的次

生細胞壁，莖強度降低，表明 PlWRKY41a 在芍

藥次生細胞壁發(fā)育過程中有重要調控作用［69］。

番茄 WRKY 轉錄因子 SlWRKY37 能夠對茉莉酸

（Jasmonic acid, JA）和暗誘導的葉片衰老過程進

行調控。SlWRKY37 的敲除抑制了 JA 誘導和暗誘

導的葉片衰老［70］。

3.2 WRKY 基因在園藝植物代謝物合成過程中的

作用

WRKY TF 在園藝植物代謝物質合成調控中也

具有重要作用（表 3）。硫代葡萄糖苷是一種含硫、

氮的次生代謝產(chǎn)物，廣泛存在于蕓苔屬植物中。

在菜心（Brassica campestris）中，BrWRKY12 可

以直接與 BrLOX4 啟動子區(qū)結合并激活其轉錄。

沉默 BrWRKY12 降低了 JA 含量、下調了 BrLOX4

表達，并減少了硫代葡萄糖苷的積累［71］。表沒

食子兒茶素沒食子酸酯（Epigallocatechin gallate,

EGCG）是造成茶（Camellia sinensis）苦澀的重

要因素。CsWRKY70 是從茶中克隆的一個 WRKY

TF，能夠結合 EGCG 生物合成關鍵酶基因 CsLAR

和 CsUGT84A 的啟動子并調控其表達，從而影響

EGCG 在茶中的生物合成［72］。萜類化合物是揮

發(fā)油的主要成分，在菊花中含量豐富。3- 羥基 -3-

甲基戊二酰 -CoA 還原酶 2（CmHMGR2）和法尼

基焦磷酸合成酶 2（CmFPPS2）在菊花萜類化合

物的生物合成中起著關鍵作用。CmWRKY41 可以

通過 GTGACA 或 CTGACG 元件直接與 CmHMGR2

或 CmFPPS2 的啟動子結合，并激活其表達以促

進倍半萜烯（Sesquiterpenes）的生物合成［73］。

花青素是人類飲食中抗氧化劑的來源，有助于水

果 著 色。PpWRKY44 基 因 是 從 梨（Pyrus L.） 中

鑒定到的一個光誘導 WRKY 基因家族成員。在梨

葉片和果皮中瞬時過表達 PpWRKY44 顯著增強了

花青素的積累，而在梨果皮中沉默 PpWRKY44 則

削弱了光對花青素積累的誘導［74］。MdWRKY75

的過表達促進了蘋果‘Orin’愈傷組織中花青素

的積累。進一步研究表明，MdWRKY75 主要通過

與 MYB 轉錄因子 MdMYB1 的啟動子結合來調控

蘋果花青素的積累［75］。此外，MdWRKY71-L 的

過表達促進了花青素在蘋果愈傷組織中的積累。

MdWRKY71-L 主要通過與 MdMYB1 和 MdUFGT

的啟動子相互作用來調控花青素積累［76］。蘋果

酸鹽會影響果實酸度，在植物抗逆方面起至關重

要的作用。在梨中，PpWRKY44 通過直接結合蘋

果酸相關基因 PpALMT9 啟動子上的 W-box 元件

來激活其表達，從而參與鹽誘導的蘋果酸積累［77］。

最 近 的 研 究 表 明， 在 蘋 果 中 存 在 MdWRKY31-

MdERF72-MdALMT9 基因模塊，能夠調節(jié)果實中

蘋果酸的積累［78］。

4 展望

近 年 來， 關 于 WRKY TF 參 與 調 控 園 藝 植

物生長發(fā)育以及抗逆機制的研究已取得長足進

步，但相比在其他作物中的研究［79-80］依然不夠

豐富。越來越多的園藝植物進行了多類型的高通

量測序，獲得了大量的高質量基因組信息和基因

表達信息，為園藝植物分子生物學的研究提供了

有力支撐。此外，得益于生理學、化學遺傳學和

生物信息學等技術手段的應用，園藝植物 WRKY

TF 介導的信號轉導和調控的細節(jié)被逐步揭示，

使得人們對園藝植物應對自身及外界刺激的復雜

機制有了進一步了解。但相對于模式植物和主要

農作物，園藝植物依然受轉基因難度大、效率低

的限制，許多研究只能在一些模式植物中進行基

因過表達，且很難獲得本體穩(wěn)定轉基因的株系，

嚴重影響了園藝植物的分子育種研究。因此，加

速園藝植物轉基因技術的研究，建立高效、穩(wěn)定

的園藝植物轉基因體系是亟待解決的熱點問題。

CRISPR/Cas9 基因編輯技術已在許多植物中實現(xiàn)

高效穩(wěn)定的應用，未來應大力發(fā)展該技術在園藝

植物中的研究和應用。

此外，WRKY 家族作為植物中特有的轉錄因

子家族，其在園藝植物中的數(shù)量相對龐大?，F(xiàn)有

對園藝植物 WRKY TF 的功能研究只是冰山一角，

更重要的是，許多 WRKY 家族成員的功能并不單

一。目前多數(shù)研究僅對 WRKY 基因進行單一方面

的研究，并不能很好地揭示其更多的功能。因此，

未來應該挖掘單一 WRKY TF 的多種功能，挖掘

并鑒定一些具有主效、核心功能的 WRKY 基因。

同時，由于全球環(huán)境不穩(wěn)定，極端氣候頻發(fā)，園

藝植物的生長發(fā)育和品質形成面臨來自環(huán)境的巨

大挑戰(zhàn)。極端溫度、干旱、鹽堿和病蟲害可能進

75

一步影響甚至危害園藝植物的生長發(fā)育。因此，

未來應該加速挖掘 WRKY TF 在園藝植物抗逆方

面的重大作用，鑒定一些具有明顯效用的 WRKY

候選基因，為園藝植物分子育種提供優(yōu)良的遺傳

資源，加速園藝植物分子育種進程。

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（責任編輯 陳麗娥）

葉紅，博士，講師，韶關學院

生物與農業(yè)學院專任教師。主要從

事植物免疫機制、園藝植物品質形

成機理、植物遺傳學等研究。主持

廣東省自然科學基金面上項目 1 項、

廣東省教育廳青年創(chuàng)新人才項目 1

項，參與國家級、省級和韶關市級項

目多項。以第一作者在《Frontiers in

Plant Science》《Plant Physiology and

Biochemistry》《廣東農業(yè)科學》《分

子植物育種》等國內外期刊上發(fā)表學術論文多篇。

王玉昆，博士，副教授，現(xiàn)任

職于韶關學院廣東省粵北食藥資源

利用與保護重點實驗室。主要從事

園藝植物品質形成機理、植物遺傳

學等研究。主持廣東省教育廳特色

創(chuàng)新項目 1 項、韶關市科技計劃項

目 1 項，參與國家級、省級和韶關

市級項目多項。已在 SCI 剘刊發(fā)表

學術論文 20 余篇，中文核心期刊發(fā)

表論文數(shù)篇?，F(xiàn)為中國植物學會會

員、中國作物學會會員。

收稿日期：2023-05-29

基金項目：海南省自然科學基金（321MS077）；國家重點研發(fā)計劃項目（2019YFD1000900）；中央級公益性科

研院所基本科研業(yè)務專項（1630042022004，1630062023017）；國家荔枝龍眼產(chǎn)業(yè)技術體系專項（CARS-32-20）

作者簡介：錢義容（2000—），女，在讀本科生，研究方向為果樹生物學，E-mail：204870970@qq.com

通信作者：董晨（1981—），女，碩士，副研究員，研究方向為果樹生物學，E-mail：nysdongchen@sina.com；

李偉才（1975—），男，研究員，研究方向為荔枝栽培生理研究，E-mail：lwc-619@163.com

廣東農業(yè)科學 2023，50（9）：79-88

Guangdong Agricultural Sciences DOI:10.16768/j.issn.1004-874X.2023.09.008

錢義容，王弋，全振炫，鄭雪文，李偉才，董晨 . 荔枝鋁激活蘋果酸轉運蛋白基因家族的鑒定及表達分析［J］. 廣東農業(yè)科學，

2023，50（9）：79-88.

荔枝鋁激活蘋果酸轉運蛋白基因家族的

鑒定及表達分析

錢義容 1,2，王 弋 1

，全振炫 1

，鄭雪文 1

，李偉才 1

，董 晨 1

（1. 中國熱帶農業(yè)科學院南亞熱帶作物研究所 / 農業(yè)農村部熱帶果樹生物學重點實驗室，

廣東 湛江 524091；2. 云南農業(yè)大學熱帶作物學院，云南 普洱 665099）

摘 要：【 目 的】 挖 掘 參 與 荔 枝 生 長 發(fā) 育 的 鋁 激 活 蘋 果 酸 轉 運 蛋 白（Al-activated malate transporter，

ALMT）基因家族成員，探究其生物學功能?！痉椒ā炕诶笾蚪M數(shù)據(jù)庫，借助 META SEARCH 工具和

NCBI 的 CDD 數(shù)據(jù)庫鑒定荔枝ALMTs成員，利用生物信息學方法系統(tǒng)分析LcALMT基因家族成員的蛋白理化性質、

亞細胞定位預測、系統(tǒng)發(fā)育、基因結構、保守基序、染色體定位、啟動子順式作用元件、蛋白結構和表達模式

等，通過 qPCR 方法分析荔枝 LcALMTs 的表達情況?！窘Y果】荔枝 LcALMT 基因家族有 16 個成員，CDS 長度為

118~803 bp，等電點在 5.16~9.07 之間。亞細胞定位預測顯示，LcALMTs 均定位于質膜上，根據(jù)系統(tǒng)進化樹將該

家族劃分為 5 個亞族。荔枝 LcALMTs 外顯子數(shù)目在 3~10 個，有 4 個 LcALMTs 基因均不含非編碼區(qū)。染色體定

位分析發(fā)現(xiàn)，LcALMTs 只定位在荔枝 15 條染色體中的 6 條上，且主要定位在 13 號染色體上。保守基序分析發(fā)現(xiàn)，

荔枝 ALMT 家族成員含有 ALMT 和 ALMT superfamily 兩個結構域。順式作用元件中，光響應元件占比最多，其

次是激素響應元件。表達模式分析發(fā)現(xiàn)，荔枝 LcALMTs 在各個組織中的表達存在較大差異，其中 LcALMT5 和

LcALMT15 在各個組織中均有表達且表達量較高，qPCR 結果表明 LcALMT5 的表達水平與轉錄組結果較為一致。

【結論】16 個荔枝 ALMTs 具有保守的基因結構和蛋白結構域，組織表達存在差異。

關鍵詞：荔枝；ALMT 基因家族；系統(tǒng)進化；生物信息學；表達分析

中圖分類號：S667.1 文獻標志碼：A 文章編號：1004-874X（2023）09-0079-10

Identification and Analysis of the ALMT Gene Family in Litchi

QIAN Yirong1,2, WANG Yi1

, QUAN Zhenxuan1

, ZHENG Xuewen1

, LI Weicai1

, DONG Chen1

（1. South Subtropical Corp Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Science / Key Laboratory of

Tropical Fruit Biology, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Zhanjiang 524091, China;

2. School of Tropical Crops, Yunnan Agricultural University, Puer 665099, China）

Abstract: 【Objective】This study aims to discover members of the Al-activated malate transporter ALMT gene

family that may be involved in the growth and development of litchi and to investigate their biological functions.【Method】

The physicochemical properties of proteins, subcellular localisation predictions, phylogeny, gene structure, conservative

motifs, chromosomal positioning, promoter cis-acting elements, protein structure and expression patterns of litchi ALMT

gene family members were systematically analysed using bioinformatics methods, expression of the litchi LcALMTs was

80

【研究意義】鋁激活蘋果酸轉運蛋白（Alactivated malate transporter，ALMT）是植物中重要

的一類膜蛋白，在植物有機酸的跨膜轉運中起著

重要作用，如參與蘋果酸積累和轉運、重金屬脅

迫、礦質營養(yǎng)、滲透勢和 pH 值調節(jié)、果實品質形成、

氣孔運動、種子發(fā)育等過程［1-4］?！厩叭搜芯窟M

展】在植物的生長過程中，酸性土壤中的鋁離子

（Al3+）會對植物根部造成毒害，ALMT 作為陰離

子通道能夠釋放蘋果酸鹽有機陰離子并以此為螯

合劑，與 Al3+ 形成穩(wěn)定無毒的復合物，從而降低

其毒性［5］。最早 Sasaki 等［6］在耐鋁小麥（ET8）

根尖中分離得到鋁誘導表達的一個 ALMT1 基因

（TaALMT1），是植物中克隆獲得的第一個鋁激

活蘋果酸轉運基因。ALMT 蛋白大多定位于細胞

質膜、液泡膜等細胞器上，N 端和 C 端均位于膜

的外側，其 N 端通常包含 5~7 個跨膜結構域，參

與 Al3+ 結合的蘋果酸運輸，C 端有一個跨膜輸水

區(qū)來維持運輸功能所必需［7-8］?；?ALMT 的重

要性，擬南芥 AtALMT1 和小麥 TaALMT1 基因的

鑒定引起人們對該家族的研究興趣，目前，已知

在擬南芥基因組中有 14 個 ALMTs 蛋白，其相關

功能基因的表達也有一些報道［9］。AtALMT1 參

與 AL3+ 的耐受，主要在擬南芥根中表達，其表達

水平受過氧化氫、pH 值、植物激素的影響［10］；

AtALMT4 主要在葉肉和保衛(wèi)細胞中表達［11］；

AtALMT6 主要在保衛(wèi)細胞中表達，其表達水平受

蘋果酸、液泡 pH 值和胞質鈣離子的影響［11-12］。

據(jù)報道，多種植物 ALMT 家族基因的生物學功能

也相應被鑒定，如橡膠樹（Hevea brasiliensis）中

鑒定出 17 個 ALMTs 基因［13］；普通煙草（Nicotiana

tabacum）中鑒定出 30 個 ALMTs 基因，該基因受

AL3+ 的誘導影響，大多數(shù)在莖中表達較高而在根

部表達相對較低［14］；蘋果（Malus domestica）基

因組中鑒定出 25 個 ALMTs 成員，其中 MaALMT1

影響果實酸度、主要在果實中表達［15］；大豆

中鑒定出 34 個 ALMTs 基因，GmALMT5 在低磷

環(huán)境下顯著表達［8］；中國白梨中鑒定出 27 個

ALMTs 基因，其中 Pbr020270.1 作為候選基因可

能在梨果實蘋果酸的積累中發(fā)揮重要作用［16］。

綜上，ALMT 基因家族成員在不同植物中均起著

重要作用。荔枝（Litchi chinensis）是無患子科

荔枝屬常綠喬木，產(chǎn)于亞熱帶地區(qū)，喜高溫高濕

氣候，在歷史上有“百果之王”等美稱。但荔枝

產(chǎn)業(yè)中仍存在一些問題，如大小年、缺乏特早熟

優(yōu)質荔枝、早熟荔枝偏酸等?！颈狙芯壳腥朦c】

ALMT 蛋白與植物生長發(fā)育和逆境響應有密切關

系，荔枝果實酸度的研究目前集中在生理水平，

分子水平的研究較少，ALMT 參與果實酸度調節(jié)，

但在荔枝中 ALMT 基因家族的全基因組鑒定尚未

見報道?！緮M解決的關鍵問題】本研究基于全基

因組水平對荔枝 ALMT 基因家族成員進行鑒定與

分析，為 ALMT 基因家族在荔枝果實有機酸生物

學功能研究方面提供初步依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為‘妃子笑’荔枝，種植于中國

熱帶農業(yè)科學院南亞熱帶作物研究所荔枝種植園

（21°10′02″N、110°16′34″E，海拔 21.32 m），

試驗基地地勢平坦、水源充足、灌溉條件優(yōu)良，

analysed by qPCR.【Result】The results showed that the litchi LcALMT gene family has 16 members with CDS lengths ranging

from 118 to 803 bp and isoelectric points between 5.16 and 9.07. Subcellular localisation predictions showed that the LcALMTs

were all localised to the plasma membrane, and the family was divided into five subclades based on a phylogenetic tree. The

number of exons of the LcALMTs ranged from 3 to 10, and four LcALMT genes did not contain any non-coding regions.

Chromosomal localisation analysis revealed that LcALMTs was localised on only six of the 15 chromosomes of litchi, and mainly

on chromosome 13. Conservative motif analysis revealed that litchi ALMT family members contain both ALMT and ALMT

superfamily structural domains. Among the cis-acting elements, light-responsive elements accounted for the largest proportion,

followed by hormone-responsive elements. Expression pattern analysis revealed that the expression of Litchi LcALMTs was

highly variable in different tissues, with LcALMT5 and LcALMT15 being expressed at high levels in all tissues, the qPCR

results showed that the expression level of LcALMT5 was more consistent with the results of the transcriptome.【Conclusion】

There are 16 members of the litchi ALMT Gene family, which has a conservative gene structure and protein domain, and there

are differences in tissue expression.

Key words: litchi; ALMT gene family; phylogenetic evolution; bioinformatics; expression analysis

81

土壤為紅壤、肥力中等，土肥水管理一致。采集‘妃

子笑’不同組織樣品，取秋梢新抽發(fā)的嫩梢葉片，

老熟梢的成熟老葉，盛花期的雄花、雌花和根（新

生長的須根），果實成熟期的果皮、果柄，用液

氮速凍后于 -80 ℃保存，用于后續(xù) RNA 提取。

1.2 荔枝 LcALMT 家族成員鑒定及其蛋白理化

性質、亞細胞定位分析

荔枝品種‘妃子笑’（Litchi chinensis Sonn.

cv. Feizixiao）的基因組來源于荔枝基因組數(shù)據(jù)庫

（http://www.sapindaceae.com/），META SEARCH

工具搜索 Al-activated malate transporter（鋁激活蘋

果酸轉運蛋白），搜索注釋為 Al-activated malate

transporter 的 基 因， 進 一 步 通 過 NCBI Conserved

Domains Search（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/cdd）

驗證搜索到的蛋白序列是否含有保守 ALMT 結構

域，得到含有完整保守結構域的蛋白，并將其命

名為 LcALMT，最終從荔枝全基因組中確定有 16

個 LcALMTs。 運 用 ExPASy（https:web.expasy.org/

protparam/）預測家族成員對應蛋白質的長度（aa）、

分子量（kD）、等電點（pI）、不穩(wěn)定系數(shù)和親

水指數(shù)，運用在線網(wǎng)站（https:wolfpsort.hgc.jp/）

進行亞細胞定位預測。

1.3 荔枝 LcALMTs 系統(tǒng)進化關系與蛋白結構分析

為進一步了解 LcALMTs 蛋白，利用公開發(fā)

表模式植物擬南芥（14 個）和水稻（8 個）中

的 ALMTs 蛋白序列，擬南芥 AtALMTs 蛋白序列

從擬南芥官網(wǎng) TAIR（https://www.arabidopsis.org）

下載獲得，水稻 OsALMTs 蛋白序列從網(wǎng)站 Rice

Genome Annotation Project（http://eice.plantbiology.

msu.edu/）獲得。16 個荔枝 ALMTs 蛋白序列，使

用 MEGA 11 軟件采用鄰接法（Neighbor-Joining，

NJ），保持其他參數(shù)不變，設置 Bootstrap 值為

1 000，構建系統(tǒng)進化樹。

利用 GORIV（https://npsa-prabi.ibcp.fr/cgi-bin/

npsa_automat.pl?page=/NPSA/npsa_gor4.html）預測

蛋 白 質 二 級 結 構， 然 后 利 用 在 線 工 具 SWISSMODEL（https://swissmodel.expasy.org/）預測蛋白

質三級結構。

1.4 荔枝 LcALMTs 的基因結構與保守基序分析

從荔枝基因數(shù)據(jù)庫中獲取 ALMT 家族成員的

基因序列和對應的 CDS 序列，運用 GSDS（http:gsds.

cbi.pku.edu.cn/）在線軟件進行荔枝 ALMTs 成員編

碼區(qū)、內含子和非編碼區(qū)的結構分析。

使用 MEME（http:meme-suite.org/tools/meme）

在線軟件設置基數(shù)為 12，其余為默認參數(shù)下預測

分析荔枝 ALMT 家族成員編碼蛋白的保守基序。

1.5 荔枝 LcALMTs 啟動子上順式作用元件分析

利 用 在 線 網(wǎng) 站 Plantcare（http:bioinformatics.

psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/）對 LcALMTs 5'

端上游 2 000 bp 的序列進行順式作用元件分析。

1.6 荔枝 LcALMTs 的染色體定位

根據(jù)荔枝全基因組注釋信息得到染色體基因

位置信息，借助 TBtools 軟件實現(xiàn)可視化。

1.7 荔枝 LcALMTs 的組織表達

從荔枝基因組數(shù)據(jù)庫獲取 LcALMTs 基因在

不 同 組 織 中 的 表 達 量（http://www.sapindaceae.

com/），通過 TBtools 繪制熱圖。

1.8 部分 LcALMTs 的實時熒光定量 PCR

使用植物 RNA 提取試劑盒（華越洋生物科

技有限公司），提取妃子笑不同組織（根、嫩

葉、老葉、雄花、雌花、果皮、果柄）RNA。

取 1 μL 檢測 RNA 質量和濃度，樣品符合要求后

利 用 M-MLV 逆 轉 錄 酶（TaKaRa） 反 轉 錄 合 成

cDNA。利用在線軟件 Primer 3.0 設計熒光定量引

物，以 LcActin 為內參（表 1），通過 Blast 分析

引物的特異性，并交由廣州艾基生物技術有限公

司合成引物序列。

使 用 SYBR Premix Ex TaqTM（TaKaRa） 試 劑

盒制備反應體系，其中 cDNA 1 μL（相當于 25

ng 總 RNA），2 μL 基 因 特 異 性 引 物，10 μL

2×SYBR Premix ExTaq，用去 RNA 酶的 ddH2

O 補

足 20 μL。使用 Roche 480 Ⅱ定量 PCR 系統(tǒng)（瑞士）

進行 RT-PCR，反應條件為：94℃預變性 2 min，

94 ℃ 15 s，58 ℃ 30 s，72 ℃ 30 s，共 40 個循環(huán)。

每個樣品 3 次重復。采用 2-ΔΔ ct 法計算目標基因

相對表達量，以根為對照。

表 1 RT-PCR 引物序列

Table 1 Primer sequences for RT-PCR used in this study

基因名稱

Gene name

正向引物

Forward primer (5'-3')

反向引物

Forward primer (5'-3')

LcActin GTGGTTCTACTATGTTCCCTG CTCGTCGTACTCATCCTTTG

LcALMT4 GTGGTTCTACTATGTTCCCTG CTCGTCGTACTCATCCTTTG

LcALMT5 GTGGTTCTACTATGTTCCCTG CTCGTCGTACTCATCCTTTG

LcALMT15 GTGGTTCTACTATGTTCCCTG CTCGTCGTACTCATCCTTTG

82

2 結果與分析

2.1 荔枝 LcALMT 家族成員基本信息及蛋白理

化性質、亞細胞定位分析

本研究共鑒定出16個荔枝LcALMTs（LcALMT1~

LcALMT16），其基本信息如表 2。理化性質分析

發(fā)現(xiàn)，LcALMTs 蛋白編碼的氨基酸數(shù)目在 118~803

aa， 分 子 量 大 小 在 12.60~89.54 kD， 等 電 點 在

5.16~9.07 之間，其中堿性蛋白（pI>7）10 個、酸性

蛋白（pI<7）6 個，不穩(wěn)定系數(shù)介于 25.57~45.17，

且 LcALMT1、LcALMT13、LcALMT14、

LcALMT16 屬于不穩(wěn)定蛋白（不穩(wěn)定系數(shù) >40）。

亞細胞定位預測顯示，該家族成員蛋白均定位于

質膜上。

表 2 荔枝 LcALMTs 基本信息及其蛋白理化性質、亞細胞定位分析

Table 2 Basic information of LcALMTs in litchi and analysis of its protein physicochemical properties and subcellular localization

基因名稱

Gene name

基因組登錄號

Gene accession

No.

蛋白理化性質 Protein physicochemical properties 亞細胞定位預測

Protein subcellular

localizition prediction

氨基酸數(shù) Number

of amino acids (aa)

分子量

Mw (kD)

等電點

pI

不穩(wěn)定性指數(shù)

Instability index

平均親水性系數(shù)

GRAVY

LcALMT1 LITCHI026263 423 46.86 6.68 41.22 0.239 質膜

LcALMT2 LITCHI026839 325 36.55 5.77 36.25 0.257 質膜

LcALMT3 LITCHI021918 491 54.21 8.84 26.88 0.116 質膜

LcALMT4 LITCHI022008 534 59.40 8.38 32.95 0.029 質膜

LcALMT5 LITCHI023203 576 64.15 6.46 36.03 0.037 質膜

LcALMT6 LITCHI020401 537 59.93 8.19 35.02 0.027 質膜

LcALMT7 LITCHI024288 392 43.33 7.23 29.27 0.063 質膜

LcALMT8 LITCHI024355 504 56.24 7.23 36.11 0.056 質膜

LcALMT9 LITCHI024356 481 53.46 9.07 36.73 0.129 質膜

LcALMT10 LITCHI024359 448 49.67 6.51 30.87 0.142 質膜

LcALMT11 LITCHI024360 118 12.60 7.89 25.57 0.919 質膜

LcALMT12 LITCHI024361 803 89.54 8.39 37.13 0.069 質膜

LcALMT13 LITCHI024362 312 34.99 8.37 45.17 0.011 質膜

LcALMT14 LITCHI024363 181 19.99 5.16 41.16 -0.039 質膜

LcALMT15 LITCHI005502 567 63.70 7.02 32.99 0.002 質膜

LcALMT16 LITCHI018976 399 43.29 6.61 41.66 0.080 質膜

2.2 荔枝 LcALMTs 系統(tǒng)進化樹及蛋白結構分析

使用 MEGA 11 生成荔枝 LcALMTs 系統(tǒng)進化

樹圖，由圖 1 可知，該家族成員可分為 5 個亞族。

第Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ亞族均包含 2 個 LcALMT 成員，第

Ⅳ亞族包含 3 個 LcALMT 成員，第Ⅲ亞族包含 7

個 LcALMT 成員。荔枝 LcALMTs 成員在 5 個亞族

中分布不均勻，主要在第Ⅲ亞族。從進化樹來看，

荔枝 ALMT 家族成員與擬南芥的 ALMT 家族成員

親緣關系更近。

對荔枝 LcALMTs 蛋白二級結構進行分析發(fā)

現(xiàn)，該家族蛋白二級結構包含 α- 螺旋、延伸鏈、

無規(guī)則卷曲和 β 轉角（表 3）。其中 α- 螺旋占比

最高、均大于 50%，延伸鏈占比為 9.69%~19.50%，

無規(guī)則卷曲占比為 18.64%~57.32%，β 轉角占比

為 1.94%~7.73%。蛋白質三級結構（圖 2）預測

顯示，位于同一亞族的 LcALMTs 蛋白結構相似，

如亞族 I 中的 LcALMT3 和 LcALMT5，亞族Ⅲ中

的 LcALMT12、LcALMT13 和 LcALMT16 均 具 有

相似結構。

2.3 荔枝 LcALMTs 基因結構及保守基序分析

運用 GSDS 軟件對荔枝 ALMT 家族成員編碼

圖 1 荔枝、擬南芥和水稻 ALMTs 系統(tǒng)進化樹

Fig. 1 Phylogenetic tree of ALMT proteins in Litchi chinesis,

Arabidopsis thaliana and Oryza sativa L.