河南省牛至及其近缘种甘牛至SRAP 遗传多样性分析与指纹图谱构建

doi:10.15933/j.cnki.1004-3268.2025.01.006

摘要/Abstract

摘要： 探讨河南省不同区域分布的牛至（Origanum vulgare）及其近缘种甘牛至（Origanum majorana）遗传多样性和亲缘关系，为牛至及甘牛至种质资源保护、开发利用提供参考。采用相关序列扩增多态性（Sequence‑related amplified polymorphism，SRAP）分子标记方法，选取牛至野生居群（7个）、栽培居群（1个）及甘牛至栽培居群（1个）共9个居群77份牛至和甘牛至种质资源进行遗传多样性分析，构建DNA指纹图谱。结果表明，9对引物共扩增出98个条带，多态性条带94条，多态性条带比率为95.92%，平均每对引物扩增出10.89条。等位基因数（Na）为1.959 2、有效等位基因数（Ne）为1.419 5、Nei 基因多样性指数（H）为0.263 2、Shannon’s指数（I）为0.411 9。基于SRAP分子标记数据建立的UPGMA亲缘关系聚类图，遗传相似系数介于0.66~0.95。当遗传相似系数为0.66时，将牛至和甘牛至分为2个单独分支。在遗传相似系数为0.75时，不同区域牛至分为5个分支。综上，SRAP分子标记可以有效鉴别牛至与甘牛至；河南省南阳牛至种群遗传多样性高于其他区域；筛选出了5对SRAP 引物（Me1/em6、Me1/em11、Me3/em4、Me3/em11、Me5/em3）构建牛至和甘牛至种质DNA指纹图谱。

Abstract: This study explored the genetic diversity and phylogenetic relationships of Origanum vulgare and its relative species Origanum majorana distributed in different regions of Henan Province，to provide a reference for the protection and development of O. vulgare and O.majorana germplasm resources.Using the sequence‑related amplified polymorphism(SRAP)molecular marker method，7 wild populations of O.vulgare and 1 cultivated population，as well as 1 cultivated population of O.majorana，totaling 77 germplasm resources of 9 populations，were selected for genetic diversity analysis and construction of a DNA fingerprint map. The results indicated that 9 pairs of primers amplified a total of 98 bands，with 94 polymorphic bands，representing a polymorphism rate of 95. 92%；on average，each pair of primers amplified 10. 89 bands. The number of alleles(Na)was 1.959 2，the effective number of alleles(Ne)was 1. 419 5，Nei gene diversity index(H)was 0.263 2，and Shannon’s index(I)was 0.411 9.The UPGMA phylogenetic cluster diagram constructed based on SRAP molecular marker data showed that the genetic similarity coefficient ranged from 0.66 to 0.95.When the genetic similarity coefficient was 0.66，O.vulgare and O.majorana were divided into two separate branches. At a genetic similarity coefficient of 0.75，O.vulgare from different regions were divided into five branches. In summary，SRAP molecular markers can effectively distinguish between O.vulgare and O.majorana，and the genetic diversity of O.vulgare populations in Nanyang，Henan Province，is higher than that in other areas. Five pairs of SRAP primers（Me1/em6、Me1/em11、Me3/em4、Me3/em11、Me5/em3）are selected to construct DNA fingerprint maps for both O.vulgare and O.majorana germplasms.

Key words: Origanum vulgare, Origanum majorana, SRAP, Genetic diversity, DNA fingerprint

中图分类号:

R282

田慧鑫, 于婵, 杨帆, 苏亚楠, 王晓东, 周艳, 李贺敏, 黄勇, 梁妍, 夏至. 河南省牛至及其近缘种甘牛至SRAP 遗传多样性分析与指纹图谱构建[J]. 河南农业科学, 2025, 54(1): 55-65.

TIAN Huixin, YU Chan, YANG Fan, SU Ya’nan, WANG Xiaodong, ZHOU Yan, LI Hemin, HUANG Yong, LIANG Yan, XIA Zhi. Genetic Diversity Analysis and Fingerprint Construction of Henan Origanum vulgare and Its Related Species Origanum majorana by SRAP Markers[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2025, 54(1): 55-65.

图/表 10

参考文献

［1］吴其濬.植物名实图考三十八卷［M］. 台北：世界书局，1960.

WU Q J. Illustrated treatise on plants：Thirty‑eight volumes［M］.Taipei：World Book Company，1960.

［2］中国科学院中国植物志编辑委员会. 中国植物志第十五卷［M］. 北京：科学出版社，1978.

Chinese Academy of Sciences，Flora of China Editorial Board. Flora of China，volume fifteen［M］.Beijing：Science Press，1978.

［3］曾建伟，张珍丽，李西海，等.Box-Behnken响应面法优选牛至中百里香酚与香芹酚的提取工艺［J］.中国药学杂志，2020，55（11）：883‑888.

ZENG J W，ZHANG Z L，LI X H，et al.Optimization of extraction process of thymol and carvacrol in Origanum

vulgare by box‑behnken design‑response surface methodology［J］.Chinese Pharmaceutical Journal，2020，55（11）：883‑888.

［4］尹震花，王海燕，彭涛.HS-SPME-GC-MS分析河南产牛至挥发性成分［J］.中国实验方剂学杂志，2014，20（6）：77‑80.

YIN Z H，WANG H Y，PENG T. Analysis of the volatile constituents in Origanum vulgare cultivated in Henan by HS‑SPME‑GC‑MS［J］.Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae，2014，20（6）：77‑80.

［5］韩飞，陈泣，舒积成，等.湖北产牛至药材不同提取部位挥发油GC-MS 分析［J］.中草药，2015，46（13）：1887‑1891.

HAN F，CHEN Q，SHU J C，et al.GC‑MS analysis on volatile oil extracted from different parts of Origanum vulgare growing in Hubei Province［J］.Chinese Traditional and Herbal Drugs， 2015， 46 （13）：1887‑1891.

［6］LI G， QUIROS C F. Sequence‑related amplified polymorphism（SRAP），a new marker system based on a simple PCR reaction：Its application to mapping and gene tagging in Brassica［J］.Theoretical and Applied Genetics，2001，103（2）：455‑461.

［7］桂腾琴，武忠亮，李春艳，等. 基于SRAP标记的三十三份白及种质资源聚类分析及DNA指纹图谱的构建［J］.北方园艺，2024（5）：97‑103.

GUI T Q，WU Z L，LI C Y，et al. Cluster analysis and DNA fingerprinting of 33 Bletilla striata germplasm resources based on SRAP markers［J］.Northern Horticulture，2024（5）：97‑103.

［8］何庆元，刘丽，孙武，等. 栝楼SRAP引物筛选及遗传多样性分析［J］.中草药，2023，54（20）：6813‑6818.

HE Q Y，LIU L，SUN W，et al.Primer screening of SRAP reaction system and analysis on genetic diversity of Trichosanthes［J］. Chinese Traditional and Herbal Drugs，2023，54（20）：6813‑6818.

［9］姜武，李亚萍，陈家栋，等. 基于ISSR和SRAP分子标记的黄精种质遗传多样性研究［J］.中草药，2022，53（21）：6865‑6873.
JIANG W，LI Y P，CHEN J D，et al. Genetic diversity analysis of Polygonati Rhizoma based on ISSR and SRAP molecular markers［J］.Chinese Traditional and Herbal Drugs，2022，53（21）：6865‑6873.

［10］FENG T H，JIA Q J，MENG X，et al. Evaluation of genetic diversity and construction of DNA fingerprinting in Polygonatum Mill. based on EST‑SSR and SRAP molecular markers［J］.3 Biotech，2020，10 （7）：322.

［11］WANG Y，GU Z X，CHEN M，et al.Genetic relationship and species identification of Dioscorea polystachya Turcz. in Yams determined by ISSR，ISAP，SRAP and SCAR markers［J］. Genetic Resources and Crop Evolution，2022，69（5）：1953‑1964.

［12］ ABDEL‑LATIF H M R， ABDEL‑TAWWAB M，KHAFAGA A F，et al. Dietary Origanum essential oil improved antioxidative status，immune‑related genes，and resistance of common carp（Cyprinus carpio L.）to Aeromonas hydrophila infection［J］.Fish & Shellfish Immunology，2020，104：1‑7.

［13］ZINNO P，GUANTARIO B，LOMBARDI G，et al.Chemical composition and biological activities of essential oils from Origanum vulgare genotypes belonging to the carvacrol and thymol chemotypes［J］.Plants，2023，12（6）：1344.

［14］RAO G V，MUKHOPADHYAY T，ANNAMALAI T，et al.Chemical constituents and biological studies of Origanum vulgare L.［J］.Pharmacognosy Research，2011，3（2）：143‑145.

［15］WALASEK‑JANUSZ M，GRZEGORCZYK A，MALM A，et al.Chemical composition，and antioxidant and antimicrobial activity of oregano essential oil［J］.Molecules，2024，29（2）：435.

［16］MRABET A，ANNAZ H，ABDELFATTAH B，et al.Antioxidant，insecticidal，antifeedant，and repellent activities of oregano（Origanum vulgare）［J］.International Journal of Environmental Health Research，2024，20 ：1‑16.

［17］KEREM S，KOŞAR N，TEKIN F，et al. Investigation of antimicrobial activities and molecular characterization of the species belong to Origanum，Thymus and Thymbra genera by ISSR［J］. Molecular Biology Reports，2023，50（1）：289‑298.

［18］ AZIZI A，WAGNER C，HONERMEIER B，et al.Intraspecific diversity and relationship between subspecies of Origanum vulgare revealed by comparative AFLP and SAMPL marker analysis［J］.Plant Systematics and Evolution，2009，281（1）：151‑160.

［19］卓维，任风鸣，刘艳，等. 基于ITS DNA条形码技术的牛至及其混伪品鉴定研究［J］.中国野生植物资源，2021，40（6）：1‑6.
ZHUO W，REN F M，LIU Y，et al. Identification of Origanum vulgare L. and its adulterants based on ITS DNA barcode technology［J］. Chinese Wild Plant Resources，2021，40（6）：1‑6.

［20］卓维，刘艳，卢圣鄂，等. 基于accD基因序列的牛至遗传多样性研究［J］.世界科学技术‑中医药现代化，2023，25（4）：1191‑1198.
ZHUO W，LIU Y，LU S E，et al. Study on genetic diversity of Origanum vulgare L. based on accD gene sequence［J］. Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica‑World Science and Technology，2023，25（4）：1191‑1198.

［21］FIGUÉRÉDO G，CABASSU P，CHALCHAT J C，et al.Studies of Mediterranean oregano populations. Ⅷ ：Chemical composition of essential oils of carvacrol‑rich oregano of various origins［J］.Journal of Essential Oil Research，2006，18（3）：244‑249.

［22］LUKAS B，SCHMIDERER C，NOVAK J. Essential oil diversity of European Origanum vulgare L.［J］.Phytochemistry，2015，119：32‑40.

［23］ DAMBOLENA J S，ZUNINO M P，LUCINI E I，et al.Total phenolic content，radical scavenging properties，and essential oil composition of Origanum species from different populations［J］. Journal of Agricultural and Food Chemistry，2010，58（2）：1115‑1120.

［24］郑云峰，沈水宝. 牛至及其精油的生物学功能研究进展［J］. 饲料工业，2021，42（4）：15‑20.
ZHENG Y F，SHEN S B. Advances in biological function of oregano and its essential oil［J］.Feed Industry，2021，42（4）：15‑20.

［25］TASCIOGLU T，SADIKOGLU N，DOGANLAR S，et al.Molecular genetic diversity in the Origanum genus：EST‑SSR and SRAP marker analyses of the 22 species in eight sections that naturally occur in Turkey［J］.Industrial Crops and Products，2018，123：746‑761.

［26］杨恩泽，王树彦，刘瑞香，等. 基于SRAP的藜麦种质资源遗传多样性分析［J］. 作物杂志，2023（6）：79‑85.
YANG E Z，WANG S Y，LIU R X，et al. Genetic diversity analysis of quinoa germplasm resources based on SRAP［J］. Crops，2023（6）：79‑85.

［27］FAN J B，OLIPHANT A，SHEN R，et al. Highly parallel SNP genotyping［J］. Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology，2003，68：69‑78.

［28］吉轶楠，任雪锋，苟甜甜，等. 基于SSR标记的河南省假俭草群体遗传多样性研究［J］.草业学报，2023，32（9）：198‑212.
JI Y N，REN X F，GOU T T，et al. A study of genetic diversity in centipedegrass populations in Henan based on SSR markers［J］. Acta Prataculturae Sinica，2023，32（9）：198‑212.

［29］李璐，董诚明，朱畇昊，等. 基于ISSR的连翘遗传多样性研究［J］.中草药，2019，50（15）：3673‑3680.
LI L，DONG C M，ZHU Y H，et al. Genetic diversity of Forsythia suspensa based on ISSR［J］.ChineseTraditional and Herbal Drugs，2019，50（15）：3673‑3680.

［30］ALEKSEEVA M，RUSANOVA M，RUSANOV K，et al.A set of highly polymorphic microsatellite markers for genetic diversity studies in the genus Origanum［J］.Plants，2023，12（4）：824.

［31］NOVAK J，LUKAS B，BOLZER K，et al. Identification and characterization of simple sequence repeat markers from a glandular Origanum vulgare expressed sequence tag［J］. Molecular Ecology Resources，2008，8 （3）：599‑601.

［32］IETSWAART J H. A taxonomic revision of the genus Origanum（Labiatae）［M］. Leiden Botanical Series，1980 4（1）：1‑153.

［33］刘艳，黄红燕，李金荣，等. 天然植物“抗生素”牛至资源及繁育研究进展［J］. 中国野生植物资源，2020，39 （9）：51‑56.
LIU Y，HUANG H Y，LI J R，et al. Research progress in resources and breeding of Origanum vulgare L.，a natural‘antibiotic’species［J］.Chinese Wild Plant Resources，2020，39（9）：51‑56.

［34］史慎奎，祁东梅，王春芳，等. 谷子DUS测试标准品种指纹图谱的构建与应用［J］.山西农业科学，2024，52（1）：10‑18.
SHI S K，QI D M，WANG C F，et al.Construction and application of fingerprint map for DUS test standard varieties of foxtail millet［J］. Journal of Shanxi Agricultural Sciences，2024，52（1）：10‑18.

［35］武小霞，崔纪超，钟玉扬，等. 基于农艺性状和分子标记的甘薯遗传多样性分析及指纹图谱构建［J］.南方农业学报，2023，54（12）：3488‑3501.
WU X X，CUI J C，ZHONG Y Y，et al. Genetic diversity analysis and fingerprint map construction of sweetpotato based on agronomic traits and molecular markers［J］.Journal of Southern Agriculture，2023，54（12）：3488‑3501.

［36］李春鑫，张永战，陈国参，等. 黄淮产区地黄种质遗传多样性分析及SSR指纹图谱构建［J］.河南农业科学，2022，51（7）：61‑74.
LI C X，ZHANG Y Z，CHEN G C，et al. Genetic diversity analysis and SSR fingerprint construction of germplasms of Rehmannia glutinosa in Huang‑Huai Region［J］.Journal of Henan Agricultural Sciences，2022，51（7）：61‑74.

［37］李琼，李金花，常世豪，等. 61份高油大豆品种（系）指纹图谱构建及遗传多样性分析［J］. 河南农业科学，2021，50（9）：53‑62.
LI Q，LI J H，CHANG S H，et al. Construction of fingerprint and genetic diversity analysis of 61 high‑oil soybean varieties （lines）［J］.Journal of Henan Agricultural Sciences，2021，50（9）：53‑62.

［38］王岚，郭晓琴，张宏，等.南召辛夷SRAP遗传多样性分析及指纹图谱的构建［J］.信阳师范学院学报（自然科学版），2023，36（2）：249‑254.
WANG L，GUO X Q，ZHANG H，et al.Genetic diversity analyses and fingerprints construction of Nanzhao Magnoliae Flos using SRAP［J］. Journal of Xinyang Normal University（Natural Science Edition），2023，36（2）：249‑254.

［39］杨晴，杨菲，杨康，等. 秦皇岛产柽柳ISSR遗传多样性分析与指纹图谱构建［J］.中草药，2017，48（2）：363‑367.
YANG Q，YANG F，YANG K，et al. Analysis of genetic diversity and construction of fingerprint on Tamarix chinensis from Qinhuangdao by ISSR［J］.Chinese Traditional and Herbal Drugs，2017，48（2）：363‑367.

［40］钱雨清. 基于SSR标记的烟草DNA指纹图谱的构建与遗传分析［D］. 泰安：山东农业大学，2021.
QIAN Y Q. Construction and genetic analysis of tobacco DNA fingerprint based on SSR markers［D］.Taian：Shandong Agricultural University，2021.

［41］吴倩，汤紫依，田盛野，等. 基于SRAP分子标记的华顶杜鹃遗传多样性［J］.浙江农业学报，2024，36（1）：127‑133.
WU Q，TANG Z Y，TIAN S Y，et al. Genetic diversity of Rhododendron huadingense based on SARP molecular marker［J］.Acta Agriculturae Zhejiangensis，2024，36（1）：127‑133.

[1]	乔雨轩, 申潇潇, 焦雪辉, 周小娟, 岳长平, 史喜兵. 基于表型性状的观赏桃种质遗传多样性分析[J]. 河南农业科学, 2024, 53(2): 108-117.
[2]	王加龙, 马坤, 周静, 朱金芳, 高鹏, 黄凤娇. 基于ISSR 标记的南瓜遗传多样性与DNA 指纹图谱研究[J]. 河南农业科学, 2024, 53(12): 119-130.
[3]	于沐, 胡延岭, 杨海棠. 86份花生种质资源主要表型性状的鉴评及分析[J]. 河南农业科学, 2024, 53(10): 63-72.
[4]	王晓洁, 黎美霞, 陶蕾, 张波, 何昕孺, 米佳, 戴国礼, 徐文娣. 48 份黑果枸杞种质主要表型和品质性状的遗传多样性研究[J]. 河南农业科学, 2023, 52(9): 78-90.
[5]	豆丹丹, 孙建军, 郭玉玺, 王德新, 郭新海, 丁超明. 基于DUS 测试性状的黄淮海地区玉米自交系的遗传多样性及群体结构分析[J]. 河南农业科学, 2023, 52(5): 24-32.
[6]	许琳, 张瑞, 王胜, 李金涛, 刘琳玲, 闫梅霞. 基于ITS 和ISSR 的灵芝种质资源遗传多样性分析[J]. 河南农业科学, 2023, 52(11): 66-74.
[7]	史辉, 陈美霞, 李萍萍, 叶祖云. 基于ISSR 和RAPD 标记的太子参种质遗传多样性研究[J]. 河南农业科学, 2022, 51(8): 64-73.
[8]	李春鑫, 张永战, 陈国参, 杨铁钢, 张英涛, 李春, 董诚明. 黄淮产区地黄种质遗传多样性分析及SSR指纹图谱构建[J]. 河南农业科学, 2022, 51(7): 61-74.
[9]	王慧娟, 王二强, 符真珠, 李艳敏, 王晓晖, 王占营, 袁欣, 高杰, 王利民, 张和臣. 芍药不同品种群种质资源表型多样性分析[J]. 河南农业科学, 2022, 51(12): 110-121.
[10]	李琼, 李金花, 常世豪, 杨青春, 舒文涛, 耿臻 . 61 份高油大豆品种（系）指纹图谱构建及遗传多样性分析[J]. 河南农业科学, 2021, 50(9): 53-62.
[11]	张曼, 任佳佳, 王钦, 安朝龙, 吴培云, 谢龙安, 李伟. 基于SSR标记的朝天椒种质遗传多样性分析[J]. 河南农业科学, 2020, 49(7): 101-109.
[12]	周遇巧, 郭国业, 周索, 杜戈, 李书林. 基于SCoT标记的猕猴桃种质资源遗传多样性研究[J]. 河南农业科学, 2020, 49(6): 120-126.
[13]	杨帅, 杨喜翠, 何方, 李鲁华, 李振华, 任明见, 徐如宏. 贵紫麦1号转录组EST-SSR标记发掘与应用[J]. 河南农业科学, 2020, 49(5): 15-30.
[14]	崔筱, 刘芹, 段亚魁, 康源春, 孔维威, 张玉亭, 袁瑞奇, 孔维丽 . 平菇种质资源的遗传多样性分析[J]. 河南农业科学, 2020, 49(3): 138-144.
[15]	李静, 田思雨, 毛威涛, 姚国新. 基于SSR分子标记的红安县省沽油遗传多样性分析[J]. 河南农业科学, 2020, 49(10): 42-47.