全 文 ：第 9卷 第 1期
2 0 01年 3月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco-Agriculture
VoI．9 No．1
March， 20 01
白骨壤种群遗传变异及分化的生态分析研究
黎中宝 林 鹏 林益明
(厦门大学生命科学学院 厦门 361005)
摘 要 白骨壤( ㈣ice iamarina)为红村植物。采用垂直板型聚丙烯酰胺凝肢电竦测定了5个白骨壤种群遗传多
样性、遣传分化，分析了白骨壤种群的样地气候和土壤理化指标。研究结果表明，环境因子与白骨壤种群#~Aat一1A，
Aat-ID．Me一1B，Me一1C 4个尊位基因相关性显著．说明环境园子对这 4个尊位基目具有选择压力·他们的变化与环
境变量有*。
关奠词 生态分析 白骨壤 种群 遗传变异
Study OR the e0o 嘻I咖 analys】l of golctlc varla~on and ecological differentiation of Aviv~n~da marina populations·
LI Zhong—Bao．LIN Peng。LIN Yi—Ming(Colege of Life—Science，XiamenUniversity，Xiamen 361005)tCJEA，2001，
9(1)：67～70
Abstract Avlce ia marina is mangrove plant．Genetic diversity and genetic differentiation were measured with
the assay of verfieM slab polyacrylamide ge l electrophoresis in Avicennia marina popula~ons．and climate and chem—
istrv physical a3 characteristic of softs were analyzed in sampling sites of 5 A~icennia ma rian popu~tions．The eco—
logical analyses of ge netic variation and ecological diferentiation of Avicenn~a marina populations were studied．
The environmental factors have a significant relation with 4 alleles including Aat一1A，Aat—ID，Me-IB,Me一1C,show—
ing that the environmental factors which relate with the aleles have selective pressure on the 4 alleles，and the 4 al—
Ieles varleel with the environmental factors．
Key words Ecological analysis，Avicennia marina ，PopulationtGene~e variation
白骨壤(Avicennia marina)为红树植物。白骨壤种群维持较高遗传变异和较低遗传分化，本文研究了其
维持较高遗传变异和较低遗传分化的原因．同时也研究了在不同的环境变量情况下对白骨壤种群的遗传变
异和遗传分化产生怎样的影响及其影响程度。
1 试验材料与方法
白骨壤种群样品采自福建省厦门市东屿(N24。28 ，Ell8。05 )、深圳市福Itl(N22 32 ．ElI4。05 )、海南省
塔市(N19。58 ，E110"37 )、广西壮族 自治区大冠沙(N21。26 ，El09。14 )和钦州港(N21。37 ，El08。20 )，在选
定的种群样地中株与株间距离相隔 10m以上随机采集幼嫩的白骨壤叶片．保持叶片新鲜不变质，迅速携至
实验室内处理，在-20~冷冻贮藏，尽快测完，由于红树植物富台单宁“ ．因此将提取酶缓i中液 进行改进，
以碑酸钾缓冲液代替 Tris—HCI缓冲液(25cm ．n lmol／dm。磷酸钾缓冲液，pH7．5，内台 0．019gKCI，
0．05mgCl。．0．01gEDTANa2，5gPVP—K30．0．08g偏亚硫酸钠．1g四硼酸钠．0．25cm’琉基乙醇)。冰浴研成匀
浆，4000r／min冷冻离心 15min，弃击沉淀，上清液备用。电泳酶谱分析及计算方法，电泳采用垂直板型不连
续聚丙烯酰胺凝胶(PAGE)电泳，浓缩胶和分离胶的浓度分别为2．5 和7．0 ，pH分别为6．7和8．9。昊验
共检测5个酶系统、10个酶位点、29个等位基因。数据分析则使用Biosys一1套装软件0 计算每1种群的等位
基因频率(A)，平均每个位点的有效等位基因频率(A )、多态位点百分数(P)、观察杂合度( o)、预期杂合度
( )。土壤指标测试有机质采用重铬酸钾容量法；全N采用硫酸、过氧化氢氧化．纳氏比色}全 P采用硫酸、
高氯酸氧化，钼锑抗比色{总台盐量采用残渣烘干法；pH值采用水缦提，pHS采用 3c精密酸度计测定 。
2 结果与分析
2．1 环境变量与遗传变量
· 国家教育部博士学科点专项科研基盘项目(1999038410)资助
收稿日期 2000-11—21 改回日期：2000-12—06
维普资讯 http://www.cqvip.com
68 中 国 生 态 农 业 学 报 第 9卷
环境变量。本研究所涉及的环境变量包括土壤因素、地理因素和气候因素．结果见表 1。
衰 1 白骨壤种群的样地气候与土壤理化指标
Tab．1 Climat~condition and chem-physical indexes of soils in samp]e plots of Adce,mia maria~populations
s 盖 地pl。t。有机质(0r) 全N(n)蔑 毫豁 塞 嚣 箍 cpoHnd)it经on度a(n d)ch纬e度m-(p hy)sic年al均in气de祖x(e s)／℃牟雨量( )
Orsanic RIRte[ Tota[altzogeu Tota[phccphorus Total sah 口H Lo~itude LatMude Average tempcxatu№ Raiah[1
D口 喜爱 n蚰 2_9og 。l165 D．口52 34．29 ．78 18—05 34啪， 81．1 Ⅲ6．口
Fut 墨 hen Ⅲ6 o7 ㈨91 80．55 5．38 l14 r 2．32 r 22．o 19孤7
T l }。．Il盏 3．13o 0．071 o．o27 85．61 4．5 10a3 19a5， 23．8 1697．8
要 2Ⅲ D．。28 D．口81 18．57 6．80 Ⅲ．14．21～36 2．4 16 6．9
Q 盛 2_259 。-。61 D．口3B 14_6l 6．65 1 20 r2 r37f 3． 15l2．o
遗传变量。用于分析的遗传变量主要有等位基因频率、多态位点百分数 (P)、平均每位点等位基因数
(d)、有效等位基因数(de)、期望杂合度(H )、观察杂合度(H。)，结果见表 2。
· 爱 2 白骨疆种群蠢传变异性 描标 *
Tab．2 Indexes of genetic variability of Avlcennia marina populations
每位 ∽争蠢 器 ． l籍 删
p0ImⅪ mult-pmtte~ 目 口 h o口口D嘶
軎 1 ¨) ∞ 1Ⅲ3 0．212(0㈣)o．30(0．Ⅲ)
n
2．o(。l5] 4o 1．526 o．214(0 ) 0．287(0_l51)
Fu 2．8(0．4) 8o 1．703 o．310(0．054) 0．400(0．158)
D 器 I 1．7(0．3) 50 1．5o8 o．353(0．D85)0．30(0．153】
qj ： ： ：{ 1．9(n 4) 50 1．628 0．265(0．094)0．40o(o．163)
P怂 l 2．02 54 1．56 D．z51 3¨9
k 2．50 80 1l5g9 ㈣ 69 ¨ 40
*袁中括号内数据为标准差．
衰 3 环境变量之间的相关关系
Tab．3 Correlative relations among environmental variables
2．2 遗传变异与分化
的生j舂分析
环境变量之间相关
分析。环境变量相关分
析中(见表 3)土壤有机
质含量与土壤全 N、全
P的含量呈显著正相关
关系f土壤中全N与全
P呈极显著正相关关
系 纬度与年均气温呈
显著负相关关系。
声裹4 白量曩种鼻鼍传壹异指标平均位之闻的相关性
Tab．4 CorrelatiOn analysis among the ITI∞n 0f genetic
variation indices 0{A~icennia ma~qna populations
遭传享异指标PIn “ “
1
黄传变异指耘 P 0．9339 1
hdic~sd Ae 0．5710 0．8575 1
,ration He 0．7965 0．9393 0．9035 1
Ho 0．6605 0．7064 0．9363 0．8308 1
等位基因频率之间的相关分析。白骨壤种群的等位
基因频率之间有 86对达到完全的线性关系，其中有 44
对为反比例线性关系，42对为正比倒线性关系；另有 2
对(Aat一1A与E 一1A，Mdh一3C与 Mdh一3B)呈极显著负
相关关系f另外还有 18对等位基因频率之间也达到显著
相关性。
遗传变异指标之间的相关性分析。白骨壤种群遗传
变异指标平均值之间的相关分析见表 4，平均每位点等位基因数目(d)和多态位点百分数(P)呈显著正相
关；多态位点百分数(P)和期望杂合度(H )也呈显著正相关；有效等位基因数 目( )和期望杂合度(He)PA
及观察杂和度(H。)呈显著正相关。但在各位点上有效等位基因数目和期望杂合度之间的相关性却较大(见
表5)，在Aat一2，Est一2，Est一3，Adh一1位点上的期望杂合度(H )分别和Aat一2，Est一2，Est一3，Adh一1位点上的
有效等位基因数目呈线性关系；在另外的 12对位点上其有效等位基因数 目和期望杂合度呈极显著正相关。
维普资讯 http://www.cqvip.com
第 1期 黎中宝等：白骨壤种群遗传变异及分化的生态分析研究 69
囊 5 自t壤种群有效等位基因数与期望杂台度之问的相差性分析
Tab．5 Correlation analysis of number of effective alele and expected heterozpg~itp of Avicennia marina popu]ation
Aat-1 Aat-2 妻 醐率 ¨ 一。
A 一1 0．盼 9* 0．9659* 0 6728 0 9659** 0．9659* 0．9659** 0．4323 — 0．0493 — 0． 3 9
AⅡf 2 O．96 9** l** 0 7883 1** t** l** 0．5740 — 0．3417 — 0． 3 3
目 E st
f
： ：9660 1 0．7236 0 9948 *0．7336 0．7236 0．7236 0．3572 —0．3322 —0．3 5
9** l * 0 7883 1** 1** 1** 0．5740 — 0．241 7 — 0． 3 3
All血 E“一3 0．96 9** l * 0．7883 1* 1** l** 0 5740 — 0．24l7 — 0． 3 3
Adh一1 6．96 9** l * 0．7883 1* 1** 1** 0 5740 一 m 241 7 — 0． 3 3
【 洲 ^ 1 0．39 7 0 4894 0 8109 0．4897 0．4894 0．4894 0．9948— 0．3337 — 0． 8 2
^ ^一1 0．00 3 —0 1659 —0 2599 —0．1659 一O．1659 — 0．1859 — 0．1584 0．9944— 0． 3 2
^^ 3 一O．68 r9 —0 5699 —0 3948 — 0．56鲫 一 0．5899 — 0．5699 — 0．3657 — 0．6338 — 0． 9 1*
环境变量与白骨壤种群的等位基因频率之间的相关分析 由表 6可知，Aat-1A与pH呈显著的正相关 ；
Aat一]D与有机质含量呈极显著正相关，与全 N和全盐量均呈显著正相关；Me-1B与气候因素中年均气温呈
显著相关性；Me-1C与全 N量呈显著相关性，与地理因素中经度呈显著正相关，与纬度相关性较大，但未达
显著水平。由此可知，与环境变量呈显著相关的等位基因有 Aat-lA，Aat-lD，Me-1B，Me-1C 4个等位基因。
裹 6 环境变量与白骨壤种群等位基因频率之闻的相关性分析
Tab．6 Correlation aⅡalysis between aLlelic frequency 0f Avicennia marina population and environmental variable
盎 ‘ “ n
— — o．370
— 0．122
0．122
0．984*
0．122
— 0．122
0．132
0．363
0．4l3
— — 0．560
— — 0．560
0．413
— 0．122
0．122
— 0．122
0．122
— 0．122
0．122
— 0．122
— — 0．369
0．863
— 0．375
— — 0 897
0．897
— — 0．897
0．897
— 0．122
— 0．238
O．35O
— — O．173
— — 0．274
— — 0．374
O．893
0．274
— — 0．274
0 274
0 l66
0．318
— — 0．418
— — 0．418
0．318
一 n 274
0．274
一 O，274
0 274
— 0．274
0．274
— 0．274
— 0．489
0．892
— 0．507
— 0．578
0．578
— — O．578
0．578
— 0．274
— 0．027
0．143
— 0．092 —0．586 0．926* 0．075 0．6l9 — 0．437 0 176
— 0．356 0 596 —0．729 —0．2l9 —0．709 0．583 —0．163
— 0．356 0．596 —0．729 —0．219 —0．709 0．583 —0．163
O．894* 一0．020 —0．393 0．287 0．182 一O．29l 一0．025
0．356 —0．596 0．729 0．219 0．709 — 0．583 0 163
— 0．356 0 996 —0．729 —0．219 — 0．709 0．583 —0．163
0．S56 —0 596 0．729 0．2l9 0．709 — 0．583 0．163
0．085 0 987 —0．925* 一0．078 —0．822 0．440 —0．176
0．347 —0．475 0．183 —0．083 0．231 — 0．374 0．071
— 0．420 0 307 0．146 0．120 —0．024 0．25l 一0．O13
— 0．420 0．307 O．145 0．120 —0．024 0．251 —0．Ol3
0．347 —0．478 0．183 —0．083 0．231 — 0．374 0．071
— 0．356 0．596 —0．729 一O．219 —0．709 0．583 —0．163
0．356 —0．596 0．729 0．2l9 0．709 — 0．583 0 163
— 0．356 0．596 —0．729 —0．2l9 —0．709 0．583 —0．163
0．356 —0 596 0．729 0．219 0．709 —0．583 0．163
— 0．389 0 896 —0．729 —0．2l9 —0．709 0 583 —0 163
0．356 — 0．596 0．729 0．2l9 0．709 一 吼 583 0 163
— 0．356 0．596 —0．729 —0．2l9 —0．709 0．583 —0．163
— 0．400 —0．225 —0．419 —0．808 —0．668 — 0．91l* 0．858
0．859 0．300 0．223 0．909* 0．811 — 0．790 —0．418
— 0．557 —0．144 0．218 —0．404 —0．203 — 0．068 —0．193
— 0．698 0 504 0．398 0．148 0．064 — 0．229 —0．627
0．698 —0 504 一O．398 ——0．145 —0．064 0．229 0 627
— 0．698 0 604 O．398 0．145 0．064 — 0．229 —0．827
0．698 —0．504 —0．399 —0．145 —0 064 0．229 0．827
— 0．356 0．596 —0．729 —0．2l9 —0．709 0．583 —0．163
— 0．0fi2 —0 l18 D．876 0．379 0．7l8 一O．785 —0．374
0．209 —0 078 一O．825 ——0．387 ——0．830 0．737 0 530
环境变量与白骨壤种群各位点期望杂合度的相关分析 由表 7可知，M 一1位点的期望杂合度与经度呈
显著负相关．与纬度和年均气温相关性较大．与土壤因素中全 N、全P相关性也较大．但均未达显著水平。
囊 7 环境变量与白骨奠种群各位点期望杂台度之闻的梧关性分析
Tab．7 Correlation anal between environmental~riable and expected heterozygosity of Av~cennia marina population
墨 ‘ T
Aat一1 0．1369 —0．0444 —0．1284 0． 0 ， 一 0．8582 —0．1494 O．6844 0． 240 —0 1
Aat一2 — 0．1218 —0．3739 ——0．3560 0． 9 6 —0．7293 —0．219O —O．7096 O． 828 —0 1
B l 一 0．4115 — 0．9194 —0．3451 9． 8 7 一O．1875 0．07O7 — 0．2385 0． 884 一 O．O
B 2 — 0．1218 —0．2739 —0．3560 0． 9 6 一O．72郫 一n 2190 一 。．7096 O． 828 —0 l
Est一3 — 0．1218 一O．2739 —0．3560 0． 9 6 一O．7293 一O．219O — O．7O96 O． 828 —0．1
^ 一^1 一 O．1218 一 O．2739 —0．356O 0． 9 6 一O．7293 一O．219O — O．7O96 O． 828 一 O．1
一 1 一O．6437 一 O．87O9 一 U．8342 —0． 6 j 一0 2679 一O．9O0o* 一 0．85 0． 592 0 4
^d^ 1 O．6532 O．S259 0．B5O6 —0． 1 4 —0．4360 一 O．1929 一 O．1192 0．
^d^3 一O．3387 一 O 1324 —0．1959 0．08 4 0．82O2 O．3934 0．6327 一O． 441 一O 5
环境变量与白骨壤种群遗传变异指标平均值之间的相关分析。研究发现．平均每位点等位基因数目( )
与 pH值的大小呈显著负相关；有效等位基因数目( )与年均气温呈显著正相关}期望杂合度(H )与纬度
呈显著负相关，与年均气温呈显著正相关；观察杂合度(H。)与年均气温呈显著正相关(见表 8)。
m_Jm幄丛皿 m_Jm堰丛m啦姐¨邶mm m 蛐 加m锄rJ 玺嚣嚣嚣
维普资讯 http://www.cqvip.com
70 中 国 生 态 农 业 学 报 第 9卷
裹 8 环境变量与白骨壤种群遗传变异备指标均值之俩的相关性分斩
Tab．8 Corre1ation analysis between environmental varlab[e and genetic variadon index of Amcennia marina population
3 小结与讨论
在对白骨壤种群的研究中发现，白骨壤种群等位基因频率与土壤因素有一定的相关性。研究发现，
Aat一1A的等位基因频率与pH值呈显著正相关；Aat一1D与土壤中有机质含量呈极显著正相关，与全 N和全
P均呈显著正相关；Me一1C与全N含量呈显著正相关，我们发现在被研究的 30个等位基因中有 Aat一1A，
Aat一1D，Me一1C 3个等位基因与土壤因素有关，占1o 。同时发现平均每位点等位基因数目与pH值呈显著
负相关 Heywood T．S．和Levin D．A．口 在研究北美广布的天人菊(Gailardia pulchela fouger)时发现，等
位基因频率与土壤特征相关。Nero E． a1．口 在研究 Trlt；cum turgidum 口r．dicoccoides”时发现，生态因子
(尤其是土壤因子)对 Pgi一3A，Aat一1A，Aat一1B和Pgi一2B等等位基因或它们相连的基因组具有选择压力，
从而造成种群遗传结构在微地理或太范围的分化。
白骨壤种群的等位基因频率，期望杂合度的均值以及各位点的期望杂合度与地理因素有相关性。Me一1C
的频率与经度呈显著正相关(在研究的范围内)，与纬度也有很太的相关性，但未达到显著水平；期望杂合度
的均值( )与纬度呈显著负相关；位点Me一1的期望杂台度与经度(被研究的白骨壤种群范围内)呈显著负
相关。Soler C．vt a1．” 在研究“Elytr pungens 时发现，Pgi一7，Pgm一8及Mdh一2与纬度呈显著负相关，而
Cpx一2，Cpx-4与纬度呈极显著正相关，在“Elytrigia repens”中的低纬度的种群遗传变异大。陈小勇(1卵5)发
现青冈种群中的Pod一1A与纬度呈正相关，Pod-2与纬度呈负相关。
白骨壤种群的等位基因频率，遗传变异指标(Ae、He、 )与气候因子中的年均气温相关性很大。研究发
现，Me一1B与年均气温呈显著正相关；同时还发现年均气温与有效等位基因数目(m )、期望杂和度( )、观
察杂舍度(H。)(种群均值)均呈显著正相关。陈小勇(1995)在研究青冈时发现，Pod—l与降雨量呈显著负相
关，与温度因子也呈负相关。Comps B．et a1．口’研究了欧洲水青冈 (Fagus sylratica)种群时发现，等位基因
Pob-I，Pob一2与气候变化相关，P。扣2与海拔高度相关 综上所述，环境因子与白骨壤种群的 Aat一1A，
Aat一1D，Me一1B，Me一1C 4个等位基因相关性显著，这说明环境因子对这 4个等位基因具有选择压力，他们的
变化与环境变量相关。
参 考 文 献
林 精．中国红树掉生态秉 北京：科学出版杜，1997，g84~316
王中仁．植物尊位酶分析．北京痒}学出版杜，1996．77～119
中国科学院南京土壤研究所．土壤理化丹析．上海：上悔科学技术出版社，1978
Swo／tord D．L —Selander R B．Bio8朔一1，University of n【ino Urbana~hampaign-l989
Heywood T．S ，Levin．D．A．／Lssoe~tlinD．belwween a1]ozyme~equeucies and soil eharaeterist~s in Gaitlardia pulchela．Evo Lution-
1985，39：1076～1086
Nero F- ．Belies A．．Kaplan D．Genet~diversity and envitonyaenta]．Associations of wiM ~rflmel"wheat，in Turkdy Heledily r1 988，6l：
31～ 45
Soler C．-Calndo C．，Conzalea—Castano S．Sozyme variation in spainshnatura[populations of Etytrigia pungens(Pers)mdn and E．
reps ns(L)Nevski．Heredity．1993，71 z 51～ 58
Comps B．。Thiebaut B．。Paule L．Allozymie variability m beechwoods(Fagus syIvestica L．)over cemra[Europe；spatial di“eren● t】0口
among and within populations．Heredityll990—65：407～ 417
维普资讯 http://www.cqvip.com