全 文 ：小果油茶与普通油茶居群遗传结构
及种间杂交渐渗*
黄摇 勇**
(福建省林业科学研究院国家林业局南方山地用材林培育重点实验室, 福州 350012)
摘摇 要摇 利用 11 对 SSR引物对 5 个同域分布的小果油茶和普通油茶居群进行了遗传多样
性、居群遗传结构,以及种间杂交渐渗的研究.结果表明: 两物种的共有等位基因数为 57 个,
占总数的 96. 6% ;在普通油茶中仅检测到 2 个特异等位基因,而在小果油茶中没有检测到特
异等位基因,但两物种的等位基因频率存在一定的差别.两物种的遗传多样性均较高.在物种
和居群层次上,两物种的多态信息含量的变化幅度均为 0. 25 ~ 0. 50,属于中度多态性.同域分
布的两物种间的平均遗传分化系数为 0. 057,明显低于物种内异域居群间的遗传分化系数的
平均值(小果油茶 0. 332,普通油茶 0郾 201),也低于木本被子植物种内居群间平均水平
(0郾 102) . 5 个同域分布物种间基因流的平均值为 10. 072,明显高于物种内异域间基因流的平
均值(小果油茶 1郾 006,普通油茶 1. 990) . UPGMA聚类结果显示,小果油茶和普通油茶之间的
亲缘关系非常接近,明显存在着因杂交而产生的基因渐渗.小果油茶或许是普通油茶的一个
变种.
关键词摇 小果油茶摇 普通油茶摇 遗传分化摇 杂交渐渗
文章编号摇 1001-9332(2013)08-2345-08摇 中图分类号摇 S72摇 文献标识码摇 A
Population genetic structure and interspecific introgressive hybridization between Camellia
meiocarpa and C. oleifera. HUANG Yong (State Forestry Adminstration Laboratory of Southern
Mountain Timber Forest Cultivation, Fujian Academy of Forestry, Fuzhou 350012, China) . 鄄Chin.
J. Appl. Ecol. ,2013,24(8): 2345-2352.
Abstract: A total of 11 pairs of SSR primers were applied to study the genetic diversity of five sym鄄
patric populations of Camellia meiocarpa and C. oleifera, the populations爷 genetic structure, and
the interspecific introgressive hybridization. The alleles shared by the two species were 57, account鄄
ing for 96. 6% of the total. There were two specific alleles in C. oleifera, but no specific alleles in
C. meiocarpa. Certain difference was observed in the phenotypic frequency between the two spe鄄
cies, and the intraspecific genetic diversity of the two species was high. At species level and popu鄄
lation level, the polymorphism information content of the two species was between 0. 25 and 0. 50,
suggesting that the genetic polymorphism was moderate. The mean value of genetic differentiation
among the sympatric species was 0. 057, being obviously lower than that of the foreign species
(C. meiocarpa 0. 332; C. oleifera 0. 201) and of xyloid angiosperms (0. 102). The mean value of
gene flow among the sympatric species was 10. 072, which was significantly higher than that among
the foreign species (C. meiocarpa 1. 006, C. oleifera 1. 990). The UPGMA cluster results showed
that the genetic relationship of the two species was very close to, meaning that there existed an obvi鄄
ous interspecific introgressive hybridization. C. meiocarpa was possibly a variety of C. oleifera as a
result of the introgressive hybridization.
Key words: Camellia meiocarpa; C. oleifera; genetic differentiation; introgressive hybridization.
*“十一五冶国家科技支撑计划项目(2009BADB1B01,2009BADA8B04,2006BAD01A1706)、中国林业科学研究院公益性科研基金专项(CAF鄄
YBB2008005)、福建省林业厅种苗攻关项目[闽林科(2009)4 号]、福建省自然科学基金项目(2010J01088)和国家林业局南方山地用材林培育
重点实验室及福建省森林培育与林产品加工利用重点实验室项目资助.
**通讯作者. E鄄mail: huangyfujian@ 163. com
2012鄄10鄄14 收稿,2013鄄06鄄07 接受.
应 用 生 态 学 报摇 2013 年 8 月摇 第 24 卷摇 第 8 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Aug. 2013,24(8): 2345-2352
摇 摇 在自然界中,物种内部个体之间普遍存在着差
异, 并形成一系列变异[1],空间或生殖隔离是物种
形成的重要原因[2] .自然杂交及随之引起的遗传物
质改变被认为是动植物的主要进化演变过程,而且
新达尔文理论也是以这种进化过程作为自然选择的
主要法则.自然杂交是作物基因重组的一种类型,随
着杂交种群数量和质量性状的分离,产生一系列新
的基因重复类型,而重组个体的自然选择和亲本及
杂交的遗传作用将最终决定杂交渐渗的进化效果.
杂交渐渗( introgressive hybridization)为生物界物种
间的自然杂交和反复回交,使一个物种的遗传物质
穿越种间生殖障碍转入到另一个物种内,形成基因
渐渗[3-4] .杂交渐渗对物种的形成及进化具有明显
的推动作用,而同域分布物种的这种作用更加明显.
因为分布区的重叠使得不同物种更容易发生种间杂
交渐渗,且杂交后代的遗传变异又使同域分布区成
为一个天然的杂交带,从而促进了新的物种形成及
进化[5-7] . 杂交渐渗在国外起步较早且研究较
多[8-12] .最近几年国内也开始了杂交渐渗的研究,主
要涉及马尾松(Pinus massoniana)与黄山松(P. tai鄄
wanensis) [13]、变叶海棠(Malus toringoides)和陇东海
棠(M. kansuensis) [14],以及中华猕猴桃 ( Actinidia
chinensis) [15]等树种. 研究表明,同域分布的木本植
物中存在明显的杂交渐渗现象;超过 40%的被子植
物存在杂交渐渗状况[16],说明杂交渐渗是被子植物
中较为普遍的现象.
小果油茶(Camellia meiocarpa)和普通油茶(C.
oleifera)存在大量的同域分布区,是山茶属同域分布
区域最广的物种,出现了大量的疑似杂交种.它们的
很多表型性状介于两物种之间,属于中间类型.至今
为止,有关它们的遗传基础知之甚少.本文以同域分
布的小果油茶和普通油茶为对象,通过研究它们的
居群结构、亲缘关系及物种间的遗传分化,来探知同
域分布的两物种间发生杂交及基因渐渗程度,旨在
为今后两物种的杂交育种打下良好的基础.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 供试材料
2010 年 4 月,在小果油茶和普通油茶重叠分布
的区域———广西龙胜、贵州黎平、江西宜春、福建清
流及闽清,以幼叶作为供试材料,每个重叠区域分别
选取小果油茶和普通油茶各一个居群.小果油茶中,
广西龙胜以典型的小果油茶为试材(果较小,单果
一籽),贵州黎平以当地农家品种大宝油茶为试材,
江西宜春以白皮中子为试材,福建清流及闽清以龙
眼茶为试材;普通油茶的试材均与小果油茶同域分
布.每个居群采集 30 株,株距为 30 m 以上,福建清
流、闽清及贵州黎平的同域分布的两物种个别植株
有交错现象,而其他两个同域分布两物种复合居群
没有单株交错. 采集地点的地理因子及样本数见
表 1.
1郾 2摇 扩增反应体系及程序
SSR鄄PCR最佳扩增体系: Taq 聚合酶量为 1. 0
U,1. 25 滋L浓度为 100 ng·滋L-1模板 DNA,1 滋L浓
度为 2. 5 mmol·L-1dNTPs,1 滋L 10伊缓冲液,0. 5 滋L
浓度为 50 mmol · L-1 Mg2+ 引 物, 浓 度 为 10
mmol·L-1的上下游引物各加 0. 4 滋L,不足部分用
去离子水补足以使总体积达到 10 滋L.
SSR扩增在 2720 Thermal Cycler PCR 仪(厂家
为美国公司 ABI)上进行.扩增程序为: 94 益预变性
5 min,94 益变性 30 s,50 益退火 45 s,72 益延伸
30 s,进行 35 个循环,最后 72 益延伸 7 min,然后置
于 4 益保存.
1郾 3摇 SSR引物来源及筛选
参照茶树的 SSR引物序列[17],由上海生工生物
工程技术服务有限公司合成引物. 将 61 对 SSR 引
物组合进行多态性筛选,最终选取多态性好、条带清
晰稳定的 11 对引物组合进行 SSR 扩增. 筛选出的
具体引物及碱基序列的特征见表 2.
1郾 4摇 数据处理
条带的分析和判读参考文献[18],运用 POP鄄
GENE 1. 32 和 GenAlEx 6 软件进行各遗传参数及
AMOVA分析[19] .
多态信息指数(polymorphic index content,PIC)
反映了某个位点的多态性水平及区分居群的能
力[20],其算式为:
表 1摇 采样点的地理因子
Table 1摇 Geographical factors of the sites
来源地
Origin
纬度
Latitude
经度
Longitude
海拔
Altitude
(m)
样本数
n
广西龙胜
Longsheng, Guangxi
109毅54忆36义 26毅1忆1义 370 30
贵州黎平
Liping, Guizhou
109毅25忆0义 26毅10忆34义 530 30
江西宜春
Yichun, Jiangxi
114毅3忆59义 27毅59忆37义 251 30
福建清流
Qingliu, Fujian
116毅7忆8义 26毅7忆6义 299 30
福建闽清
Minqing, Fujian
118毅49忆7义 26毅4忆37义 209 30
6432 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
表 2摇 小果油茶和普通油茶 11 对 SSR 引物序列特征
Table 2摇 Characteristics of 11 pairs of SSR primers used in Camellia oleifera and C. meiocarpa
位点名称
SSR locus
引物序列
Primers sequence
重复基序
Repeat
sequence
退火温度
Annealing
temperature
(益)
扩增片段大小
Range of
amplified
fragment
(bp)
TUGMS3 F5忆GCGTATGGAAAAGCTGAGAA3忆
R5忆GAAGCAAACCACTGAGGTGA3忆
(TC) 10 57 160 ~ 220
TUGMS12 F5忆GAAGTTTGTTGAGAGTGCTGC3忆
R5忆ACAGATCTAAATTTGGGGGG3忆
(TA) 22 55 160 ~ 200
TUGMS17 F5忆GGGGAATTTCAGACAGACAC3忆
R5忆GCCGTTCAGTGTAGTAGATCG3忆
(TC) 25 55 160 ~ 200
TUGMS24 F5忆CTCACTACAGCRGCAACCGC3忆
R5忆CCTGAATCTAGTGGGGCTTC3
(TC) 11 55 280 ~ 300
TUGMS13 F5忆GATCTGTGTCTCTCTGTTCCC3忆
R5忆CCACACATCATCTTTTCCTC3忆
(TG) 32
(TC) 24
55 180 ~ 205
TUGMS28 F5忆GTCCCCATTGCTCTTAGTTT3忆
R5忆GACAATCATTGCCACCACAT3忆
(TG) 12
(GA) 13
55 170 ~ 200
TUGMS43A F5忆CATTTCCTTCTCACCCCTAC3忆
R5忆GTGGGTGTGGGACTTGAATA3忆
(GA) 11 55 150 ~ 170
TUGMS51 F5忆CCAGACTCATCGCAGAAATC3忆
R5忆GGTTGGGTGAGGAGGAATAG3
(GA) 11 55 145 ~ 170
TUGMS75 F5忆GGTGATCCGATGGTGAATT3忆
R5忆ACAGGAGCATCAACAGCAGG3忆
(ATG) 9 55 240 ~ 280
TUGMS78 F5忆CACCGCTTGACTAAAATGG3忆
R5忆AAACTATCAACCGTATGGGC3忆
(TTC) 13 55 130 ~ 170
TUGMS99 F5忆GAATAGGGTTTGGCAGAGGC3忆
R5忆AGGATGGAGGAGGTGTCAA3忆
(GGGAGA) 7
(GAGAA) 6
55 160 ~ 200
摇 摇 PIC = 1 - 移
n
j = 1
f ij2
式中:f ij为 i位点第 j个等位基因频率.
为了摸清 5 个同域分布的两物种 10 个居群之
间的亲缘关系,运用 Popgene 1. 32 软件计算居群间
的遗传一致度和遗传距离,基于遗传相似系数(GS)
矩阵运用 NTSYS 2. 10 软件进行 UPGMA聚类分析.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 两物种等位基因的物种特异性及共有基因频率
统计两个物种每位点中的特有等位基因数
(T)、共有等位基因数(G)及其比率.由表 3 可以看
出,小果油茶和普通油茶的共有等位基因有 57 个,
占总数的 96. 6% ;普通油茶特有的等位基因数为 2
个,占总数的 3. 4% ,而小果油茶没有检测到特有的
等位基因.虽然两物种共有等位基因比例极高,但其
不同等位基因的频率存在差异(图 1).
2郾 2摇 小果油茶和普通油茶遗传多样性分析
由表 4可以看出,小果油茶和普通油茶的遗传多
样性均处于较高的水平,小果油茶的多态信息指数
(PIC)值略大于普通油茶.无论从居群还是物种水平
上,小果油茶的平均等位基因数及多态性等位基因百
分率均略低于普通油茶.在居群水平上,小果油茶的
Nei多样性指数和 Shannon 信息指数均小于普通油
茶,而在物种水平上,小果油茶则大于普通油茶.两物
种各居群的遗传多样性水平总体上相差不大.
2郾 3摇 小果油茶和普通油茶种内遗传分化及基因流
由表 5 可以看出,两物种居群间均存在较高的
遗传分化,小果油茶的居群分化系数(Gst)明显高于
普通油茶,小果油茶和普通油茶居群间的变异分别
表 3摇 小果油茶和普通油茶的共有及特有等位基因数
Table 3摇 Number of common and specific alleles of Camelli鄄
a meiocarpa and C. oleifera
引物
Loci
等位基因数
Number
of alleles
共有等位
基因比率
Rate of
common
alleles (% )
共有等位
基因数
Common
alleles
特有等位基因数
Species specific alleles
小果油茶
C. meiocarpa
普通油茶
C. oleifera
TUGMS3 7 71. 4 5 0 2
TUGMS12 6 0 6 0 0
TUGMS17 6 0 6 0 0
TUGMS24 6 0 6 0 0
TUGMS13 4 0 4 0 0
TUGMS28 4 0 4 0 0
TUGMS43A 5 0 5 0 0
TUGMS51 6 0 6 0 0
TUGMS75 5 0 5 0 0
TUGMS78 5 0 5 0 0
TUGMS99 5 0 5 0 0
共计 Total 59 96. 6 57 0 2
74328 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 黄摇 勇: 小果油茶与普通油茶居群遗传结构及种间杂交渐渗摇 摇 摇 摇 摇
图 1摇 小果油茶(玉)和普通油茶(域)等位基因频率分布
Fig. 1摇 Distribution of alleles frequency in Camellia meiocarpa (玉) and C. oleifera (域).
表 4摇 小果油茶和普通油茶居群遗传多样性
Table 4摇 Population genetic diversity of Camellia meiocarpa and C. oleifera
居群
Population
小果油茶 C. meiocarpa
A P PIC I H
普通油茶 C. oleifera
A P PIC I H
黎平 Liping 4. 45 77. 97 0. 336 0. 39 0. 264 4. 64 86. 44 0. 380 0. 485 0. 329
龙胜 Longsheng 3. 55 64. 41 0. 406 0. 378 0. 261 3. 82 74. 58 0. 410 0. 442 0. 305
闽清 Minqing 4. 27 79. 66 0. 386 0. 453 0. 308 4. 18 76. 27 0. 406 0. 455 0. 312
清流 Qingliu 3. 82 64. 41 0. 409 0. 385 0. 263 4. 09 77. 97 0. 382 0. 439 0. 298
宜春 Yichun 3. 45 54. 24 0. 400 0. 316 0. 217 3. 82 71. 19 0. 398 0. 415 0. 284
居群平均 Mean at population level 3. 91 68. 14 0. 387 0. 385 0. 263 4. 11 77. 29 0. 396 0. 455 0. 306
标准误差 SE 0. 43 4. 74 0. 030 0. 050 0. 34 5. 69 0. 010 0. 030
物种水平 At species level 5. 18 96. 61 0. 407 0. 572 0. 393 5. 36 100. 00 0. 382 0. 563 0. 382
A:位点平均等位基因数 Nunber of alleles per locus; P:多态性位点百分率 Percentage of polymorphic loci; PIC:多态信息指数 Ploymorphism informa鄄
tion content; I:Shannon信息指数 Shannon information index; H:Nei多样性指数 Nei diversity index.
表 5摇 小果油茶和普通油茶居群遗传分化及基因流
Table 5摇 Aenetic differentiation and gene flow of Camellia meiocarpa and C. oleifera
位点
Loci
小果油茶 C. meiocarpa
Ht Hs Dst Gst Nm
普通油茶 C. oleifera
Ht Hs Dst Gst Nm
TUGMS3 0. 443 0. 290 0. 153 0. 336 1. 312 0. 446 0. 359 0. 087 0. 195 4. 509
TUGMS12 0. 418 0. 337 0. 081 0. 195 2. 182 0. 431 0. 403 0. 028 0. 064 11. 976
TUGMS17 0. 479 0. 286 0. 193 0. 396 1. 537 0. 446 0. 331 0. 116 0. 248 2. 802
TUGMS24 0. 407 0. 281 0. 126 0. 299 1. 564 0. 369 0. 293 0. 076 0. 204 2. 478
TUGMS13 0. 427 0. 418 0. 009 0. 021 31. 153 0. 435 0. 402 0. 033 0. 076 17. 291
TUGMS28 0. 395 0. 219 0. 176 0. 414 0. 996 0. 334 0. 270 0. 064 0. 196 2. 341
TUGMS43A 0. 329 0. 234 0. 095 0. 292 1. 381 0. 328 0. 249 0. 078 0. 222 2. 250
TUGMS51 0. 405 0. 193 0. 212 0. 486 0. 746 0. 401 0. 289 0. 112 0. 279 1. 999
TUGMS75 0. 408 0. 208 0. 278 0. 549 1. 078 0. 353 0. 246 0. 107 0. 392 7. 795
TUGMS78 0. 433 0. 306 0. 127 0. 268 3. 204 0. 439 0. 352 0. 087 0. 196 2. 813
TUGMS99 0. 284 0. 174 0. 110 0. 341 2. 567 0. 257 0. 200 0. 057 0. 167 8. 394
平均 Mean 0. 393 0. 263 0. 142 0. 332 1. 006 0. 382 0. 306 0. 077 0. 208 1. 990
标准误差 SE 0. 014 0. 013 0. 070 0. 012 0. 012 0. 030
Ht:总遗传多样性 Total genetic diversity; Hs:居群内遗传多样性 Genetic diversity within populations; Dst:居群间遗传多样性 Genetic diversity among
populations; Gst:居群遗传分化系数 Coefficient of genetic differentiation; Nm:基因流 Gene flow. 下同 The same below.
占总遗传变异的 33. 2%和 20. 8% ,各自居群内的变
异分别为 66. 8% 和 79. 2% . 小果油茶的基因流
(Nm =1. 006)明显小于普通油茶(Nm = 1. 990),说明
普通油茶居群存在更频繁的基因交流,因而居群分
化小于小果油茶. 不同引物位点间居群分化程度
存在很大的区别,在小果油茶的居群间,位点
8432 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
TUGMS13 遗传分化程度远低于其他位点 ( Gst =
0郾 021),而基因流(Nm = 31郾 153)远高于其他位点,
其中位点 TUGMS75 的遗传分化程度最高 ( Gst =
0郾 549),而位点 TUGMS51 的基因流最低 ( Nm =
0郾 746).在普通油茶的居群间,位点 TUGMS75 的遗
传分化程度最高(Gst = 0. 392),位点 TUGMS12 最低
(Gst =0. 064);位点 TUGMS13 的基因流最高(Nm =
17. 291),位点 TUGMS51 最低(1. 999).
2郾 4摇 同域分布的小果油茶和普通油茶居群种间遗
传分化
将小果油茶和普通油茶按物种分为两类,各
150 个样本,进行 AMOVA 分析(表略),结果表明,
两物种的种内变异占 99. 2% ,且达到显著水平,而
种间变异仅为 0. 8% ,说明小果油茶和普通油茶物
种间分化程度较低. 对 5 个同域分布的两物种分别
进行遗传分化程度及基因流比较分析(表 6),结果
表明,5 个居群的平均分化系数仅为 Gst = 0. 057,低
于物种内异域居群间的遗传分化(小果油茶 Gst =
0郾 332,普通油茶 Gst =0. 208),也低于木本被子植物
种内居群间平均水平(Gst = 0. 102) [21];5 个同域分
布两物种间平均基因流(Nm)高达 10. 072,明显高
于物种内异域间的平均基因流 (小果油茶 Nm =
1郾 006,普通油茶 Nm =1. 990),说明两物种间可能存
在较高程度地杂交渐渗. 这与同域分布的中华猕猴
桃和美味猕猴桃(A. deliciosa)杂交渐渗研究结果相
似[22] .
摇 摇 不同区域的两物种间的分化系数存在一定的差
异,福建闽清两物种间的分化系数(Gst = 0. 024)明
显小于其他重叠分布区,基因流(Nm = 20. 127)远高
于其他区域.同域种间的平均分化系数远小于不同
表 6摇 同域分布的小果油茶和普通油茶居群间遗传分化及
基因流
Table 6 摇 Genetic differentiation and gene flow among the
sympatric Camellia meiocarpa and C. oleifera populations
居群
Population
Ht Hs Dst Gst Nm
黎平 Liping 0. 326 0. 297 0. 029 0. 089 5. 135
龙胜 Longsheng 0. 300 0. 283 0. 016 0. 054 8. 734
闽清 Minqing 0. 317 0. 301 0. 001 0. 024 20. 127
清流 Qingliu 0. 295 0. 281 0. 015 0. 049 9. 621
宜春 Yichun 0. 269 0. 251 0. 019 0. 069 6. 743
平均 Mean 0. 301 0. 284 0. 017 0. 057 10. 072
域种内的分化系数,且同域种间的平均基因流也远
大于异域种内的平均基因流.
对 5 个同域分布的两物种复合体进行 AMOVA
分析(表略),表明不同地域复合体之间的变异占总
遗传变异的 34. 7% ,同域复合体内变异为 65. 3% ,
均达到极显著水平,说明不同重叠区域复合体之间
的分化程度很高.
2郾 5摇 聚类分析
由表 7 以看出,清流小果油茶和宜春小果油茶
之间的遗传距离最大,达到 0. 387,异域分布的同种
或异种之间遗传距离均>0. 1,而同域分布的种间遗
传距离均<0. 1,表明同域分布的种间亲缘关系最
近.由图 2 也可以看出,同域分布的小果油茶和普通
油茶居群显示出较近的亲缘关系.在阀值 0. 83 处可
以把 10 个同域居群分成两大类: 一类是黎平和清
流同域分布复合体,另一类是闽清、龙胜和宜春同域
分布复合体.用 Mantel 检验遗传距离和地理距离的
相关性,结果表明二者并不相关 ( r = 0. 135,P =
0郾 223).
表 7摇 小果油茶和普通油茶 10 个同域分布居群遗传一致度和遗传距离
Table 7摇 Nei爷s genetic identity and genetic distance among ten sympatric Camellia meiocarpa and C. oleifera populations
遗传一致度 Nei爷s genetic identity
R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10
遗传距离 R1 1 0. 912 0. 863 0. 850 0. 878 0. 879 0. 885 0. 840 0. 850 0. 776
Genetic R2 0. 085 1 0. 819 0. 796 0. 780 0. 790 0. 852 0. 794 0. 781 0. 703
distance R3 0. 148 0. 200 1 0. 955 0. 890 0. 871 0. 882 0. 809 0. 834 0. 768
R4 0. 163 0. 228 0. 046 1 0. 875 0. 858 0. 872 0. 812 0. 836 0. 773
R5 0. 130 0. 224 0. 116 0. 134 1 0. 978 0. 817 0. 748 0. 898 0. 833
R6 0. 129 0. 235 0. 138 0. 153 0. 023 1 0. 820 0. 758 0. 890 0. 834
R7 0. 122 0. 160 0. 125 0. 137 0. 203 0. 198 1 0. 960 0. 831 0. 742
R8 0. 174 0. 231 0. 213 0. 208 0. 291 0. 278 0. 041 1 0. 762 0. 679
R9 0. 169 0. 247 0. 182 0. 180 0. 108 0. 116 0. 185 0. 272 1 0. 951
R10 0. 254 0. 352 0. 265 0. 258 0. 182 0. 182 0. 298 0. 387 0. 050 1摇 摇
R1:黎平普通油茶居群 C. oleifera population in Liping; R2:黎平小果油茶居群 C. meiocarpa population in Liping; R3:龙胜普通油茶居群 C. oleifera
population in Longsheng; R4:龙胜小果油茶居群 C. meiocarpa population in Longsheng; R5:闽清普通油茶居群 C. oleifera population in Minqing; R6:
闽清小果油茶居群 C. meiocarpa population in Minqing; R7:清流普通油茶居群 C. oleifera population in Qingliu; R8:清流小果油茶居群 C. meiocarpa
population in Qingliu; R9:宜春普通油茶居群 C. oleifera population in Yichun; R10:宜春小果油茶居群 C. meiocarpa population in Yichun.
94328 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 黄摇 勇: 小果油茶与普通油茶居群遗传结构及种间杂交渐渗摇 摇 摇 摇 摇
图 2摇 小果油茶和普通油茶同域分布居群 UPGMA聚类图
Fig. 2 摇 UPGMA dendrogram of sympatric Camellia meiocarpa
and C. oleifera populations.
序列号同表 7 The numbers were as the same as Table 7.
3摇 讨摇 摇 论
本文应用 SSR 分子标记技术对小果油茶和普
通油茶的 5 个同域分布区的 10 个居群复合体进行
居群遗传结构分析.结果表明,小果油茶和普通油茶
均具有较高的遗传多样性. 多态位点百分率(P)和
Shannon信息指数( I)均为评价生物多样性的关键
指标[23] .本研究表明,闽清小果油茶居群和黎平普
通油茶居群的遗传多样性最为丰富,且两物种均高
于翅果油树[23]、蒙古栎[24]及落叶松[25]等木本植物,
但低于茶树[26]及欧洲榛[27],与红豆树[28]及核桃[29]
相当.两物种无论在居群水平或物种水平上,多态信
息含量(PIC)均在 0. 250 ~ 0. 500,遗传多态性为中
度[30],低于山茶属茶组植物[31]、柚[32]及杏[33] .
两物种有植株交错的闽清、清流及黎平的遗传
多样性水平总体上高于没有植株交错的宜春和龙胜
(表 5),而闽清、清流及黎平两物居群间分化系数和
基因流在总体上分别小于及高于宜春和龙胜. 说明
在有植株交错的两物种重叠分布区域,物种间的基
因交流更为频繁,导致种间差异缩小,可能因而提高
两物种各自居群的遗传多样性.
山茶属植物原产于亚洲的东南部,是山茶科中
最大的一个属.关于山茶属原种数量仍不清楚,且不
断有新的原种出现[34] . 张宏达[35]估计山茶属有原
种 280 个;而闵天禄[36]对山茶属进行重新合并,确
定了 119 个原种. 高继银等[34]认为,对植物居群结
构和变异进行分析,将有助于了解及确定山茶原种
的参数,从而划分原种的界线.
研究表明,小果油茶为 4 倍体(2n = 60) [37-39];
而对普通油茶的倍性争议较大,认为普通油茶为 4
倍体(2n = 60) [40], 2 倍体(2n = 30), 6 倍体(2n =
90) [38-39,41],或者 3 种倍性同时存在[38] . 这说明普
通油茶的倍性较为复杂,而植物的多倍性往往是种
间杂交渐渗的结果[7],杂交后的多倍体子代的适应
能力会增强,其适应生境因而得以扩大[42] .
关于小果油茶在山茶属的系统分类定位问题,
1957 年胡先骕[43]把小果油茶定为一个新物种 Ca鄄
mellia meiocarpa Hu,因其果实多在寒露季节成熟,
又称寒露油茶.张宏达[35]把小果油茶定为油茶的变
种,称其为单籽油茶(Camellia oleifera var. monosper鄄
ma Chang),其原变种为普通油茶(Camellia oleifera
Abel. ) .闵天禄[36]认为小果油茶不是独立种,有可
能是栽培条件下的变异.目前,研究者通常采用胡先
骕的分类方法[43],认为小果油茶是山茶属中的一个
物种[39,44-46] .
张宏达[35]把小果油茶称为单籽油茶,认为其果
实只有一籽.但本次对全分布区的调查结果表明,小
果油茶果实类型繁多,种子数主要是 1 ~ 3 颗,也有
4 颗以上,果实大小变幅为 1 ~ 4 cm,其中大果类型
已与普通油茶中的小果类型的大小相当,但其果皮
厚度比普通油茶薄,出籽率高,且单果种子数多在 3
颗以上.除此之外,有大量居于两物种典型表型性状
的中间类型,说明两物种之间可能是逐渐过渡的.至
今为止,植物分类专家对小果油茶的分类定位都是
从形态性状上去推测及判定,而物种的变异式样和
进化关系极其复杂[47],形态性状常常不同步进化且
易受生态地理因子的影响,容易导致原始和进化性
状同时存在[48],这些因素或许会对小果油茶的分类
产生不利影响.因此,若仅凭外部形态的差异划分种
类,可能会产生较大的分类偏差.
基因交流和阻隔是生物学物种概念中的两个明
确的组成成分,阻隔机制可能是物种形成的最重要
原因[49-50],而同域分布的物种间可能存在不同程度
的共祖效应,或通过重复杂交而产生基因渐渗,这种
种间渐渗杂交已成为植物进化研究的热点,越来越
引起人们的关注.对 5 个同域分布的小果油茶和普
通油茶杂交渐渗的研究表明,两物种的亲缘关系很
近,共有等位基因占绝对多数,普通油茶仅有 2 个特
异等位基因,而小果油茶没有发现特异等位基因,且
种间遗传分化系平均值低于木本被子植物种内居群
间平均水平,说明同域物种间的杂交渐渗程度较高.
5 个同域分布物种间基因流的平均值为 10. 072,同
域种间的平均分化系数远小于不同域种内的分化系
数,且同域种间的平均基因流也远大于异域种内的
0532 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
平均基因流,表明小果油茶和普通油茶之间的基因
交流非常频繁.
小果油茶和普通油茶种间杂交的高亲和力[51]
及其频繁的基因交流很可能是两物种在遗传上趋于
同化的原因.有研究表明,同域分布的林木近缘种间
常发生渐渗杂交[52-53],而种间渐渗杂交也可能引起
近缘物种间差别缩小,而导致遗传同化[54],出现种
间界限不明显的现象.
聚类分析结果也显示,同域分布小果油茶和普
通油茶的亲缘关系相当接近,超过异域小果油茶间
的亲缘关系,说明小果油茶和普通油茶极有可能是
同一个物种,小果油茶只是普通油茶的一个变种.这
与张宏达[35]的观点相接近.
本研究中,福建闽清和清流两物种间的分化系
数明显小于其他重叠分布区,基因流也远高于其他
区域,物种间的遗传距离为所有居群中最小.福建闽
清和清流的小果油茶为农家品种龙眼茶,其果实特
性与张宏达所描述的单籽油茶特征有明显的不同,
果实大小在 2. 5 ~ 3. 5 cm,果实籽数多在 2 ~ 3 个,
偶见 4 个.因此,从形态及分子水平上看,福建龙眼
茶很可能是小果油茶和普通油茶杂交渐渗的结果.
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作者简介摇 黄摇 勇,男,1971 年生,博士.主要从事经济林良
种选育方面的研究. E鄄mail: huangyfujian@ 163. com
责任编辑摇 李凤琴
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