国产人参种质资源研究进展 - 泛太直销研究网

　　4　人参DNA指纹分析的主要结果

　　马小军等采用DNA指纹等技术对山参和栽培参的5个农家类型进行了分析，用RAPD和AFLP方法检测了92个样品基因组上600多个引物结合位点、对山参nDNA中ITS进行了序列测定，获得了关于人参不同种质的遗传特性及种质间遗传关系的量化指标，为人参的栽培、育种以及资源保护提供了新的依据。

　　4.1　人参种内有较丰富的遗传多样性　马小军等［30］分析了大马牙、二马牙、长脖、圆膀圆芦、黄果等5个主要农家类型的RAPD指纹，多态位点为56.9%，证明人参农家类型有较丰富的遗传多样性。检测5个人参农家类型的AFLP指纹，各类型均有各自的特征多态位点，长脖的AFLP指纹有相对较高的多态性，说明长脖类型内部有更多的“杂合态”个体，可能更接近山参。通过RAPD指纹分析首次从遗传上证实山参遗传多样性远大于栽培参，这与比较山参和栽培参种子醇溶蛋白所得结果相吻合，故认为山参在育种上极具价值。聚类分析表明，山参个体间及其与栽培参间均有较大的遗传距离，但小于山参与近缘种西洋参间的遗传差异。从RAPD指纹及其遗传距离的分析来看，遗传因素在人参形态变异上的作用可能小于环境因素，这一结果为“山参”培育提出了理论依据［31］。从种质鉴定的角度来看，由于山参与园参的关系是“覆盖”的关系，即山参的遗传多样性覆盖了栽培参的遗传多样性，故很难找到为所有山参所共有而栽培参没有的RAPD特异分子标记。

　　4.2　主要农家类型之间的遗传关系　马小军等［30］分析遗传分化指数DC值表明，各类型内部变异量不同，二马牙变异最小(0.2257)，长脖最大(0 .5183)。大马牙与圆膀圆芦间遗传分化最显著，PDC值为48.3%，其次是圆膀圆芦与二马牙(3 3.2%)，大马牙与二马牙(4.38%)最低。PDC值聚类图将大马牙和二马牙聚为一类，长脖和圆膀圆芦聚为一类，黄果划为另一类。这一结果支持形态学关于农家类型之间关系的划分，但补充了黄果在关系图中的位置。农家类型之间的关系图及PDC值为集团选育提供了依据，但由于大部分遗传变异(78.13%)分布于农家类型之内，故个体选择更具潜力。分析吉林省集安市一路参、三路参、系选品系59号和北京人参等不同栽培群体的DC值表明，三路参变异量最大0.4169，一路参降为0.2565，经3代自交后边条参系选品系59号降至0.1881，这表明选择方式和选择代数的纯化作用十分显著。比较还表明，北京引种的西洋参的变异量为0. 1654，远小于人参。

　　4.3　栽培参与山参ITS序列的比较　rDNA是编码核糖体RNA的基因，其非编码区(ITS1，ITS2)的序列常用于种间等级的系统学研究。文军等［32］分析了人参属所有12个种的ITS序列，并籍此讨论了人参属的种间关系，但所用的3个人参材料均为栽培参。为搞清山参与栽培参间变异程度，马小军等对4个山参的ITS1和2个山参的ITS2 进行了测序分析发现：①人参种内ITS1非常稳定，4个山参ITS1序列与GeneBank中3个栽培参完全一样。②2个抚松山参ITS2中有3个位置的碱基与湖北栽培参(U41681号)不同，而与黑龙江栽培参(U41680号)和朝鲜栽培参(U41682号)一致，说明黑龙江和朝鲜栽培参与抚松山参的种源较近，而湖北栽培参可能引自其它山参居群。③人参与其近缘种西洋参之间具有比人参种内变异更稳定的遗传差异。与栽培参的ITS1和ITS2序列相比，Gene Bank中3个西洋参样品在116，414，425位均具有3个相同的变异位点，即碱基分别由A，A，T颠换或转换为C，G，C 。

　　4.4　对人参选种方式和选种策略的建议　①性状的选择：分化指数DC值分析表明，各类型内部变异量不同，以二马牙纯化程度最高，其内部变异量最低(D C值0.2257)，仅为长脖变异量(0.5183)的44%。综合各方面的分析结果，在诸多性状中根长和根重这对性状选择效果十分显著。②选种策略：以往人参育种多侧重于农家类型间的集团选育，认为这种选种方法是一条快速育种的有效途径。但马小军等研究证明仅有少量遗传变异(21.87%)分布于农家类型之间，大部分遗传变异(78.13%)存在于农家类型之内，因此个体选择比集团选育更具潜力，应成为人参选种的主要方法。因山参有很高的遗传多样性应尽早用于人参育种。

　　5　目前存在的问题和解决方法

　　5.1　人参的种质资源破坏严重　由于森林的破坏和人类的过度采挖，人参资源破坏严重。据统计我国山参主产地吉林省1927年山参产量为750公斤，1951 年降到362公斤，1981年降到128公斤，据专家估计1997年产量仅为10余公斤，目前山参资源已近枯竭。栽培参资源在市场冲击下也面临严重威胁。近年来人参(栽培参)的滞销使参地萎缩，许多地方人参已绝收，这一形势严重破坏栽培参的种质资源。另外，由于老参地(人参和西洋参栽种过的地块)不能连续使用，土地资源渐趋枯竭，也将导致人参种质资源的丧失。马小军等在集安产区的调查发现，集安一参场及附近可种的土地已接近枯竭，有的地块已开始种第3茬，结果病害严重、产量很低。为实现可持续利用，应限制栽培面积，提高单产。目前政府已禁止筏山种参。

　　5.2　人参地方品种、类型、品系的收集和国外品种的引进亟待加强　由于山参生长于深山密林，现已极为稀少，很难收集，故极少对山参种质资源进行研究，也未见到山参与栽培参的田间评比试验。近年来开展的人参种子中、长期贮藏研究和山参种子收集工作，是抢救山参基因资源的重要步骤。另一方面，在国际交流日益频繁、全球资源日趋共享的今天，农作物、园艺作物的引进都在积极进行，国外优异种质的引种栽培报道不断，但在人参生产领域却缺乏对外交流和引进，这种状况值得深思。

　　5.3　人参种质资源研究亟待引进新方法、新手段　用常规遗传方法研究人参种质十分困难，因人参生长和繁殖周期长且栽培技术复杂，构建F2和BC1 需9年，故快速简便的分子生物学新方法的引入尤显重要。分子标记育种［33］是当今作物育种的发展方向，对人参选种育种大有裨益，人参的形态标记(如根形、果色)数量有限且在生长3年后才能利用，分子标记则用于当年选择，可缩短育种周期。已有的研究结果证明，RAPD方法完全可以有效的用来研究人参种质资源的遗传关系，但还未找到鉴定山参或不同农家品种的特异条带，需改用其它更好的鉴定方法，一般认为品种鉴定最有效的方法是筛选小卫星或微卫星特异探针，通过与样品杂交来鉴定植物，或将其制成引物，根据扩增出简单重复序列的长度来鉴定植物。但探针筛选要化巨额经费，简节的办法是借用从其它植物已筛选出的探针来鉴定样品，香港中文大学将此法用于人参种间鉴定已获成功。

　　近年来一种全新的育种方法-早代(第三代之前)回交QTL法正在兴起［34］。该法以选择基因为基础，将分子连锁图和育种技术相结合，原理是在农艺亲本背景下对野生近缘种不同点的作用进行评价。利用分子连锁图确定传给后代的外缘基因在杂色体上的位置，判断哪些基因引入农艺亲本后产生超亲表现，进一步纯化，从而在农艺亲本遗传背景基础上，只保留野生种特定的QTL(数量基因位点)，期望改良后的材料表现优于原农艺亲本。开展药用植物QTL的研究应成为今后药用植物育种的一个重要方向。值得指出的是，分子生物方法的应用离不开经典遗传育种学的技术参数，因此，应该大大加快药用植物经典育种学的研究，以便引进分子种质资源学和分子育种学方法。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　