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(tài)學(xué)上比較容易區(qū)分的大麥、燕麥、雀麥、節(jié)節(jié)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(guān)于小麥田間“野生麥”的來源目前通常有兩種觀點(diǎn)：一種認(rèn)為是新品種推廣種植出現(xiàn)的品種退化所致；另一種認(rèn)為是部分農(nóng)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(nóng)家種和現(xiàn)代育成品種的親緣關(guān)系，我們?cè)?jīng)在河南安陽市附近村鎮(zhèn)麥田采集了40份“野生麥”，對(duì)其穗型、籽粒形態(tài)進(jìn)行了形態(tài)鑒定，利用小麥SSR分子標(biāo)記對(duì)其進(jìn)行了檢測(cè)，并與28份小麥農(nóng)家種和主栽品種進(jìn)行了親緣關(guān)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(zhèn)，28個(gè)小麥農(nóng)家品種和現(xiàn)代育成小麥品種用于DNA親緣關(guān)系比較分析(表1)。

      隨機(jī)選用分布在7個(gè)小麥染色體上的12對(duì)小麥SSR引物GWM391、GWM539、GWM48、GWM210、GWM296、GWM294、GWM189、WMC285、WMC367、GWM372、DP553和DP620進(jìn)行PCR擴(kuò)增。DNA提取、PCR擴(kuò)增、非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳、數(shù)據(jù)分析、聚類分析均按常規(guī)操作。

      2 結(jié)果

      2.1“野生麥”的形態(tài)學(xué)鑒定

      將40份采自河南省安陽周邊村鎮(zhèn)麥田的“野生麥”種子進(jìn)行形態(tài)學(xué)鑒定，發(fā)現(xiàn)其中有7份是大麥,與其他田間“野生麥”種子的形態(tài)不同,與現(xiàn)代小麥品種種子的形態(tài)也有明顯差異。種子形態(tài)觀察結(jié)果與田間對(duì)其穗部形態(tài)的實(shí)際觀察結(jié)果相符。

      2.2 SSR標(biāo)記的多態(tài)性分析

      選擇12對(duì)SSR引物對(duì)40份“野生麥”和28份小麥品種及農(nóng)家種進(jìn)行PCR擴(kuò)增,擴(kuò)增產(chǎn)物共檢測(cè)到12個(gè)SSR標(biāo)記的48個(gè)等位變異,等位變異數(shù)目范圍為2～5個(gè),平均每個(gè)位點(diǎn)檢測(cè)到4個(gè)等位變異。根據(jù)標(biāo)記檢測(cè)結(jié)果計(jì)算出SSR引物的多態(tài)性信息量(PIC)變化范圍從0.21～到0.81，平均值為0.61。

      圖2是SSR引物GWM210在34份“野生麥”中的擴(kuò)增結(jié)果，可檢測(cè)到4種等位變異類型，其中沒有擴(kuò)增條帶的類型是大麥（C2，C7，C21，C23，C26，C29和C32），這與其形態(tài)學(xué)鑒定的結(jié)果一致。

      2.3 SSR分子標(biāo)記聚類分析

      根據(jù)所有SSR標(biāo)記在檢測(cè)的“野生麥”和小麥育成品種及農(nóng)家種間擴(kuò)增出的多態(tài)性標(biāo)記計(jì)算遺傳相似系數(shù)，利用NTSYS軟件進(jìn)行聚類分析，聚類結(jié)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(gè)“野生麥”聚為一類，形態(tài)學(xué)鑒定結(jié)果表明這7個(gè)“野生麥”是大麥。

      第二類與農(nóng)家種親緣關(guān)系較近，表明這些“野生麥”可能來源于農(nóng)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(gè)“野生麥”與農(nóng)家種葫蘆頭、游白蘭和排燈麥3個(gè)地方品種聚為一類。這其中“野生麥”C31與農(nóng)家種葫蘆頭遺傳相似性系數(shù)為0.95、“野生麥”C37與農(nóng)家種游白蘭遺傳相似系數(shù)為0.95。葫蘆頭和游白蘭是來源于黃淮麥區(qū)“關(guān)中平原”的代表性小麥農(nóng)家種，田間“野生麥”與葫蘆頭和游白蘭等農(nóng)家種遺傳關(guān)系較近，表明其可能來源于黃淮麥區(qū)早年種植的農(nóng)家種。

      圖2 SSR引物GWM210在34份“野生麥”DNA中的擴(kuò)增結(jié)果

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

      根據(jù)“野生麥”的形態(tài)學(xué)性狀和SRR分子標(biāo)記分析可將采集自河南安陽周邊村鎮(zhèn)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(tài)學(xué)性狀區(qū)分。另外田間還經(jīng)常見到燕麥、雀麥、節(jié)節(jié)麥等物種的混雜，都比較容易通過形態(tài)學(xué)性狀與小麥進(jìn)行區(qū)分。第二類是小麥農(nóng)家種的混雜，或者還可能有農(nóng)家種的天然雜交后代。小麥主產(chǎn)區(qū)基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代小麥育成品種的多次更新?lián)Q代，極少有農(nóng)家種在田間大面積種植。但不排除仍然有少數(shù)的農(nóng)家種在個(gè)別地塊的種植。另外許多育種單位的資源圃中還有許多農(nóng)家種種植，在收獲部分樣品后剩余的材料都會(huì)用收割機(jī)混收，增加了農(nóng)家種混雜傳播到其他農(nóng)田的機(jī)會(huì)。同時(shí)，農(nóng)家種種子休眠期長、抗穗發(fā)芽努力強(qiáng)，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(jīng)常在翌年的田間生長。我們的育種試驗(yàn)田中在種植農(nóng)家種后，往往3-4年后田間還依然經(jīng)常有這個(gè)農(nóng)家種的植株混雜在田間的其他實(shí)驗(yàn)材料中。第三類是現(xiàn)代育成品種在推廣種植中出現(xiàn)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(jīng)常會(huì)觀察到大量的多種類型的品種混雜。

      多數(shù)來自于相同地點(diǎn)的“野生麥”可以分到相同的亞類群。例如安陽呂村鎮(zhèn)的兩個(gè)大麥材料分在同一個(gè)亞類，而安陽白璧鎮(zhèn)的一份大麥分在另外一個(gè)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(huì)發(fā)現(xiàn)來自于不同村鎮(zhèn)的“野生麥”基因型可以聚在一個(gè)亞類群，例如來自安陽呂村鎮(zhèn)的C5和來自安陽高村鎮(zhèn)的C39；另外還有來自于同一村鎮(zhèn)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(zhèn)的C15和C12，前者與農(nóng)家種聚為一類，后者與現(xiàn)代育成品種聚為一類，表明麥田中的“野生麥”類型多樣。產(chǎn)生這種“野生麥”的傳播蔓延的原因可能與近年來大范圍聯(lián)合收割機(jī)跨區(qū)作業(yè)有關(guān)，“野生麥”種子在機(jī)收過程中存留在收割機(jī)和土壤表層中，不斷擴(kuò)大傳播范圍；另外，未經(jīng)嚴(yán)格去雜和精選加工的小麥自留種種植，也導(dǎo)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(shù)量與對(duì)基因型分辨率的關(guān)系

      有報(bào)道稱僅用少數(shù)幾個(gè)高PIC值（平均0.7968）的SSR位點(diǎn)，能夠?qū)⑽覈煌瑫r(shí)期選育的71份小麥品種（系）全部品種區(qū)分開，甚至選自同一組合的姐妹系品種也能區(qū)分開。另有相關(guān)研究利用5個(gè)多態(tài)性高的SSR標(biāo)記可將48個(gè)小麥新品種(系)區(qū)分開，每個(gè)品種(系)都有各自獨(dú)特的指紋圖譜?？赡苓@些研究中所用SSR引物的PIC值較高，因而分辨率高。而對(duì)于多態(tài)性低的SSR引物，增加引物數(shù)并不能增加引物的鑒別能力。

      利用12個(gè)SSR多態(tài)性標(biāo)記能夠達(dá)到“野生麥”種質(zhì)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(nóng)家種游白蘭這兩種基因型的相似性系數(shù)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(shù)目不夠所致。如果選用PIC值更高的引物或者增加引物數(shù)目，對(duì)基因型的鑒別精度就會(huì)提高。