小麥田間“野生麥”目前在大部分麥田比較普遍(圖1)，也常常被視為小麥田間雜草。除了能從形態學上比較容易區分的大麥、燕麥、雀麥、節節麥等， 在田間“野生麥” 與小麥推廣品種在株高、穗型、葉形和粒型等性狀上往往存在較大差異。關于小麥田間“野生麥”的來源目前通常有兩種觀點：一種認為是新品種推廣種植出現的品種退化所致；另一種認為是部分農家種的后代保留。為了明確小麥田間的“野生麥”可能的來源及其與農家種和現代育成品種的親緣關系，我們曾經在河南安陽市附近村鎮麥田采集了40份“野生麥”，對其穗型、籽粒形態進行了形態鑒定，利用小麥SSR分子標記對其進行了檢測，并與28份小麥農家種和主栽品種進行了親緣關系分析，試圖確定采自于河南省小麥田間“野生麥”的可能來源。

1 材料和方法

40份“野生麥”采集自河南省安陽市周邊村鎮，28個小麥農家品種和現代育成小麥品種用于DNA親緣關系比較分析(表1)。

隨機選用分布在7個小麥染色體上的12對小麥SSR引物GWM391、GWM539、GWM48、GWM210、GWM296、GWM294、GWM189、WMC285、WMC367、GWM372、DP553和DP620進行PCR擴增。DNA提取、PCR擴增、非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳、數據分析、聚類分析均按常規操作。

2 結果

2.1“野生麥”的形態學鑒定

將40份采自河南省安陽周邊村鎮麥田的“野生麥”種子進行形態學鑒定，發現其中有7份是大麥,與其他田間“野生麥”種子的形態不同,與現代小麥品種種子的形態也有明顯差異。種子形態觀察結果與田間對其穗部形態的實際觀察結果相符。

2.2 SSR標記的多態性分析

選擇12對SSR引物對40份“野生麥”和28份小麥品種及農家種進行PCR擴增,擴增產物共檢測到12個SSR標記的48個等位變異,等位變異數目范圍為2～5個,平均每個位點檢測到4個等位變異。根據標記檢測結果計算出SSR引物的多態性信息量(PIC)變化范圍從0.21～到0.81，平均值為0.61。

2.3 SSR分子標記聚類分析

根據所有SSR標記在檢測的“野生麥”和小麥育成品種及農家種間擴增出的多態性標記計算遺傳相似系數，利用NTSYS軟件進行聚類分析，聚類結果可以將所有的“野生麥”分為三類（圖3）：

第一類為大麥。包括C2、C7、C21、C23、C26、C29和C32這7個“野生麥”聚為一類，形態學鑒定結果表明這7個“野生麥”是大麥。

第二類與農家種親緣關系較近，表明這些“野生麥”可能來源于農家種。C4、C5、C6、C8、C9、C11、C13、C15、C16、C17、C18、C22、C24、C25、C27、C28、C31、C33、C34、C36、C37、C39和C40這23個“野生麥”與農家種葫蘆頭、游白蘭和排燈麥3個地方品種聚為一類。這其中“野生麥”C31與農家種葫蘆頭遺傳相似性系數為0.95、“野生麥”C37與農家種游白蘭遺傳相似系數為0.95。葫蘆頭和游白蘭是來源于黃淮麥區“關中平原”的代表性小麥農家種，田間“野生麥”與葫蘆頭和游白蘭等農家種遺傳關系較近，表明其可能來源于黃淮麥區早年種植的農家種。

圖2  SSR引物GWM210在34份“野生麥”DNA中的擴增結果

    第三類與現代育成品種親緣關系較近，表明其可能來自現代育成品種的混雜退化。C1、C10、C12、C14和C20這5個“野生麥”與19個現代育成品種聚成一類。其中“野生麥”C12和西農979遺傳相似性系數為0.95、“野生麥”C20與周麥18遺傳相似性系數為0.91、“野生麥”C1與石4185遺傳相似系數為0.83。表明這些“野生麥”可能來源于現代育成品種的混雜退化。

3討論

3.1 “野生麥”類群與采集地的關系

根據“野生麥”的形態學性狀和SRR分子標記分析可將采集自河南安陽周邊村鎮的“野生麥”分為3種類群，第一類是其他物種大麥，比較容易通過形態學性狀區分。另外田間還經常見到燕麥、雀麥、節節麥等物種的混雜，都比較容易通過形態學性狀與小麥進行區分。第二類是小麥農家種的混雜，或者還可能有農家種的天然雜交后代。小麥主產區基本已經實現了現代小麥育成品種的多次更新換代，極少有農家種在田間大面積種植。但不排除仍然有少數的農家種在個別地塊的種植。另外許多育種單位的資源圃中還有許多農家種種植，在收獲部分樣品后剩余的材料都會用收割機混收，增加了農家種混雜傳播到其他農田的機會。同時，農家種種子休眠期長、抗穗發芽努力強，一旦田間種植后，自然落粒，或者掉在田間的穗子上的種子經常在翌年的田間生長。我們的育種試驗田中在種植農家種后，往往3-4年后田間還依然經常有這個農家種的植株混雜在田間的其他實驗材料中。第三類是現代育成品種在推廣種植中出現的品種混雜退化，擬或者天然雜交后代。一些種植自留種的麥田經常會觀察到大量的多種類型的品種混雜。

多數來自于相同地點的“野生麥”可以分到相同的亞類群。例如安陽呂村鎮的兩個大麥材料分在同一個亞類，而安陽白璧鎮的一份大麥分在另外一個亞類群，表明相同基因型的“野生麥”在臨近地塊間的傳播。但是也會發現來自于不同村鎮的“野生麥”基因型可以聚在一個亞類群，例如來自安陽呂村鎮的C5和來自安陽高村鎮的C39；另外還有來自于同一村鎮的“野生麥”基因型被聚到不同的亞類群，例如來自安陽辛村鎮的C15和C12，前者與農家種聚為一類，后者與現代育成品種聚為一類，表明麥田中的“野生麥”類型多樣。產生這種“野生麥”的傳播蔓延的原因可能與近年來大范圍聯合收割機跨區作業有關，“野生麥”種子在機收過程中存留在收割機和土壤表層中，不斷擴大傳播范圍；另外，未經嚴格去雜和精選加工的小麥自留種種植，也導致“野生麥”的不斷傳播蔓延和大面積混雜退化。

3.2 SSR引物數量與對基因型分辨率的關系

有報道稱僅用少數幾個高PIC值（平均0.7968）的SSR位點，能夠將我國不同時期選育的71份小麥品種（系）全部品種區分開，甚至選自同一組合的姐妹系品種也能區分開。另有相關研究利用5個多態性高的SSR標記可將48個小麥新品種(系)區分開，每個品種(系)都有各自獨特的指紋圖譜。可能這些研究中所用SSR引物的PIC值較高，因而分辨率高。而對于多態性低的SSR引物，增加引物數并不能增加引物的鑒別能力。

利用12個SSR多態性標記能夠達到“野生麥”種質劃分的目的，但一些小麥材料不能完全被鑒別出來，例如C37“野生麥”和C43農家種游白蘭這兩種基因型的相似性系數為0.95，在聚類分析樹狀圖上并不能分別出來，這可能是所用到的SSR引物的PIC值（0.61）不夠高，也可能是引物數目不夠所致。如果選用PIC值更高的引物或者增加引物數目，對基因型的鑒別精度就會提高。

來源：一麥眾承  劉志勇