全 文 ：第３０卷第５期
２０１２年１０月
上 海 交 通 大 学 学 报 （农 业 科 学 版）
ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＳＨＡＮＧＨＡＩ　ＪＩＡＯＴＯＮＧ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬ　ＳＣＩＥＮＣＥ）
Ｖｏｌ．３０Ｎｏ．５
　Ｏｃｔ．２０１２
文章编号：１６７１－９９６４（２０１２）０５－０００１－０４　 ＤＯＩ：１０．３９６９／Ｊ．ＩＳＳＮ．１６７１－９９６４．２０１２．０５．００１
收稿日期：２０１２－０３－０１
基金项目：上海市绿化和市容管理局项目（Ｆ０５０５０８）
作者简介：张守锋（１９７７－），男，硕士，工程师，研究方向：园林绿化，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｓｈｏｕｆｅｎｇ０９１７＠１２６．ｃｏｍ
上海地区不同表型香樟的遗传多样性分析
张守锋
（上海市绿化管理指导站，上海２０００２０）
摘　要：探索香樟的遗传多样性，为园林绿化提供理论依据，本研究利用ＲＡＰＤ分子标记技术，对
上海地区５种不同表型的香樟样品进行了遗传多样性分析，从６１条随机引物中筛选出７条多态性
引物进行ＰＣＲ扩增，共扩增出７２条ＤＮＡ带，平均每个引物检测到条带为１０．２９条。结果表明，５
个表型中多态比率最大的是表型Ｂ，为６８．０６％；最低的是表型Ｅ，为４４．４４％。各表型间的遗传相
似系数介于０．９１６～０．９８０之间，表明上海地区香樟各表型间的遗传多样性较低。
关键词：香樟；ＲＡＰＤ；分子标记；遗传多样性
中图分类号：Ｓ７９２．２３　　　　文献标识码：Ａ
Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｇｅｎｅｔｉｃ　Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｄｉｆｅｒｅｎｔ　Ｐｈｅｎｏｔｙｐｅｓ
Ｃｉｎｎａｍｏｍｕｍ　ｃａｍｐｈｏｒａｉｎ　Ｓｈａｎｇｈａｉ
ＺＨＡＮＧ　Ｓｈｏｕ－ｆｅｎｇ
（Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｖｅ　ａｎｄ　Ｄｉｒｅｃｔｉｖｅ　Ｓｔａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ａｆｆｏｒｅｓｔａｔｉｏｎ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０００２０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ　ｅｘｐｌｏｒｅ　ｔｈｅ　ｇｅｎｅｔｉｃ　ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ　ａｎｄ　ｏｆｆｅｒ　ｔｈｅｏｒｙ　ｓｕｐｐｏｒｔｓ　ｆｏｒ　ｇａｒｄｅｎ　ｖｉｒｅｓｃｅｎｃｅ，ｔｈｅ　ｇｅｎｅｔｉｃ
ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　ｆｉｖｅ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐｈｅｎｏｔｙｐｅｓ　Ｃｉｎｎａｍｏｍｕｍ　ｃａｍｐｈｏｒａ　ｉｎ　Ｓｈａｎｇｈａｉ　ｗａｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｕｓｉｎｇ
ＲＡＰＤ．７ｅｘｃｅｌｅｎｔ　ｒａｎｄｏｍ　ｐｒｉｍｅｒｓ　ｆｏｒ　ＰＣＲ　ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ　ｗｅｒｅ　ｓｃｒｅｅｎｅｄ　ｆｒｏｍ　６１ｒａｎｄｏｍ
ｐｒｉｍｅｒｓ，ａｎｄ　７２ｂａｎｄｓ　ｗｅｒｅ　ｏｂｔａｉｎｅｄ，ａｖｅｒａｇｅ　１０．２９ｂａｎｄｓ　ｈａｄ　ｂｅｅｎ　ｄｅｔｅｃｔｅｄ　ｂｙ　ｅａｃｈ　ｒａｎｄｏｍ　ｐｒｉｍｅｒ．
Ａｍｏｎｇ　ｆｉｖｅ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐｈｅｎｏｔｙｐｅｓ，ｐｈｅｎｏｔｙｐｅ　Ｂ　ｈａｄ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈｅｓｔ　ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃ　ｌｏｃｉ　ｒａｔｉｏ，ｗｈｉｃｈ　ｗａｓ
６８．０６％；ｂｙ　ｃｏｎｔｒａｓｔ，ｔｈｅ　ｌｏｗｅｓｔ　ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃ　ｌｏｃｉ　ｒａｔｉｏ　ｂｅｌｏｎｇｅｄ　ｔｏ　ｐｈｅｎｏｔｙｐｅ　Ｆ，ｗｈｉｃｈ　ｗａｓ　４４．４４％．
Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅ　ｇｅｎｅｔｉｃ　ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｖａｒｉｅｄ　ｆｒｏｍ　０．９１６ｔｏ　０．９８０，ｔｈｉｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈａｔ
ｔｈｅ　ｇｅｎｅｔｉｃ　ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ　ａｍｏｎｇ　ｆｉｖｅ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐｈｅｎｏｔｙｐｅｓ　Ｃｉｎｎａｍｏｍｕｍ　ｃａｍｐｈｏｒａ　ｗａｓ　ｌｏｗｅｒ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｃｉｎｎａｍｏｍｕｍ　ｃａｍｐｈｏｒａ；ＲＡＰＤ；ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｍａｒｋｅｒ；ｇｅｎｅｔｉｃ　ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ
　　香樟［Ｃｉｎｎａｍｏｍｕｍ　ｃａｐｈｏｒａ（Ｌ．）Ｐｒｅｓｌ］，樟科
樟属，为亚热带常绿阔叶乔木，是我国珍贵和盛产的
芳香油类树种，在林业生产上占有重要地位［１］。香
樟属于深根性树种，根系特别强大，主根尤为发达，
有较强的抗风能力，且能吸湿耐水，有芳香气味，防
虫耐腐，是上海城市绿化常绿乔木的首选树种［２－３］。
通常使用气相色谱仪测定芳樟醇含量，对香樟进行
划分。随着技术的发展，分子标记技术被应用于樟
类植物的多样性研究中。２００６年苗作云采用ＩＳＳＲ
分子标记技术对樟科沉水樟天然居群和迁地保护居
群的遗传多样性进行研究［４］；邢建宏等分别于２００７
年和２００８年利用ＲＡＰＤ和ＩＳＳＲ分子标记分析了
樟树３种化学类型及３个近缘物种的亲缘关系和遗
传多样性［５－６］；宋爱云等［７］和潘晓华［８］分别利用
上 海 交 通 大 学 学 报 （农 业 科 学 版） 第３０卷
ＲＡＰＤ技术对香樟种群进行遗传多样性和遗传结
构分析。目前上海地区香樟应用广泛，表型丰富，但
尚未对其遗传多样性进行研究。本研究旨在利用
ＲＡＰＤ技术，对上海地区的香樟进行分析，以确定
其遗传多样性，并将表型分类的结果和分子标记的
结果进行比较，确定表型结果的利用价值，选择长势
良好的适合上海气候的香樟品种［９］，提高选择和保
存优良香樟种质的效率，为香樟不同表型的划分、扩
繁等提供理论依据。
１　材料与方法
１．１　材料
依据研究需要，对香樟按叶色进行了分类，共５
种表型，分别为Ａ：新叶红色，老叶绿色；Ｂ：新叶、老
叶均为绿色；Ｃ：新叶绿色，老叶红色；Ｄ：新叶、老叶
均为红色；Ｅ：新叶黄绿、老叶很少。各个表型中新
叶是指叶芽萌发１５～３０ｄ的叶片，老叶是指生长半
年以上的叶片。分别对上海不同区县的５种表型的
香樟进行了叶片采集。样品均为新鲜叶片，及时用
硅胶干燥，带回实验室保存。
１．２　方法
１．２．１　基因组ＤＮＡ的提取
樟科中的许多植物属于顽拗植物，由于它们的
细胞内含有大量的多糖、多酚、蹂质以及桂皮醛、桂
皮酸等次生代谢物，本研究中香樟ＤＮＡ的提取在
徐虹等［１０］方法基础上稍作改进进行。采用１．０％琼
脂糖凝胶电泳检测ＤＮＡ的浓度和纯度。
１．２．２　ＲＡＰＤ反应条件和程序
ＲＡＰＤ反应参照文献［１０］中的方法，具体为在２５
μＬ反应体系中，含２．５μＬ　１０×ｂｕｆｆｅｒ，３．０μＬ　２５
ｍｍｏｌ／Ｌ　Ｍｇ２＋，０．５μＬ　ｄＮＴＰｓ，６．０μＬ模板ＤＮＡ，
０．５μＬ引物，０．２ＵＴａｑＤＮＡ聚合酶。扩增程序
为：９４℃模板预变性５ｍｉｎ；然后４０个循环，每个循
环９４℃变性３０ｓ，３７℃退火４０ｓ，７２℃延伸９０ｓ；
最后７２℃延伸８ｍｉｎ。扩增产物用含有０．５μｍｏｌ／
Ｌ溴化乙锭的２．０％琼脂糖凝胶电泳检测，电压３～
４Ｖ／ｃｍ条件下电泳３ｈ，凝胶成像仪上观察拍照。
１．２．３　引物的筛选与扩增
采用上述ＲＡＰＤ反应体系和程序，对６１条随
机引物进行了扩增初筛和复筛，筛选出扩增产物清
晰、稳定的引物。
１．２．４　数据统计分析
根据样品扩增情况，统计ＤＮＡ条带数，在同一
电泳迁移位置上，出现ＤＮＡ条带的记为１，未出现
带的记为０，形成原始数据矩阵，统计分析扩增条带
的总数和多态条带的数量，计算出多态条带比率。
根据各带谱出现的频率，将遗传距离矩阵输入
计算 机，运 用 ＰＯＰＧＥＮＥ３２（Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ　Ｇｅｎｅｔｉｃ
Ａｎａｌｙｓｉｓ）和 ＴＦＰＧＡ （Ｔｏｏｌｓ　ｆｏｒ　Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ
Ａｎａｌｙｓｉｓ）分析软件，分别计算各居群间的遗传相似
性Ｉ和遗传距离 Ｄ，并进行聚类分析，输出树状聚
类图。
２　结果与分析
２．１　香樟ＲＡＰＤ扩增产物的多态性
对６１条随机引物进行了扩增初筛和复筛，筛选
出７个能稳定扩增出较多清晰条带的随机引物，其
引物编号分别为：Ｓ２７、Ｓ４５、Ｓ６０、Ｓ６２、Ｓ１４７、Ｓ３９９、
Ｓ　１４２３（部分扩增结果见图１）。扩增结果表明不同
图１　部分ＲＡＰＤ引物扩增结果
Ｆｉｇ．１　Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｓｏｍｅ　ＲＡＰＤ　ｐｒｉｍｅｒｓ
２
第５期 张守锋：上海地区不同表型香樟的遗传多样性分析
表１　不同表型扩增谱带数
Ｔａｂ．１　Ｔｈｅ　ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｂａｎｄｓ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐｈｅｎｏｔｙｐｅｓ
表型
Ｐｈｅｎｏｔｙｐｅ
样本数
Ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　ｓａｍｐｌｅ
多态位点比例％
Ｐｅｒｃｅｎｔ　ｏｆ　ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃ　ｌｏｃｉ
Ａ　 ２８　 ６５．２８
Ｂ　 ２９　 ６８．０６
Ｃ　 １３　 ６１．１１
Ｄ　 ２３　 ６５．２８
Ｅ　 １３　 ４４．４４
Ｍｅａｎ　 ２１．２０　 ６０．８０
引物在同一材料上扩增的谱带差异很大，最大变幅
为１～１４；同一引物在不同的材料上具有不同的谱
带。在７个引物中，引物Ｓ６０扩增谱带数最多为１６
条，其余引物扩增谱带数变化较小，平均每个ＲＡＰＤ
引物可获得１０．２９条谱带。引物在香樟材料中所产
生的不同分子量的扩增谱带数和多态性带比例差异
较大。其中，表型Ｂ（见表１）的多态位点比例较高
为６８．６％，表型Ｅ的多态位点比例最低为４４．４４％，
所有材料的多态位点比例为６０．８０％。这些ＤＮＡ
片段的分子量在４００～３　０００ｂｐ之间，主要集中区
域在５００～２　０００ｂｐ。
２．２　群体间遗传距离与聚类分析
遗传距离和遗传相似性是评价群体内和群体间
遗传变异水平的重要指标。根据ＲＡＰＤ扩增的结
果，分别计算出群体间的遗传相似性Ｉ值和遗传距
离Ｄ值。结果表明（表２）各个表型之间的遗传距离
和遗传相似性差异较小，其中表型Ｂ与表型Ｃ的遗
传距离最小为０．０２０，遗传相似性最高为０．９８０；表
型Ｃ与表型Ｅ的遗传距离最大为０．０８５，遗传相似
性最低为０．９１６。其他各个类型之间的遗传距离和
遗传相似性差异较小。
表２　不同表型香樟的遗传相似性（Ｉ）和遗传距离（Ｄ）
Ｔａｂ．２　Ｔｈｅ　ｇｅｎｅｔｉｃ　ｃｏｍｐａｒａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｇｅｎｅｔｉｃ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ａｍｏｎｇ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐｈｅｎｏｔｙｐｅｓ　Ｃｉｎｎａｍｏｍｕｍ　ｃａｍｐｈｏｒａ
表型Ｐｈｅｎｏｔｙｐｅ 表型Ａ　Ｐｈｅｎｏｔｙｐｅ　Ａ 表型Ｂ　Ｐｈｅｎｏｔｙｐｅ　Ｂ 表型Ｃ　Ｐｈｅｎｏｔｙｐｅ　Ｃ 表型Ｄ　Ｐｈｅｎｏｔｙｐｅ　Ｄ 表型Ｅ　Ｐｈｅｎｏｔｙｐｅ　Ｅ
表型Ａ　Ｐｈｅｎｏｔｙｐｅ　Ａ　 ０．９６５　 ０．９４１　 ０．９２１　 ０．９２７
表型Ｂ　Ｐｈｅｎｏｔｙｐｅ　Ｂ　 ０．０３６　 ０．９８０　 ０．９５２　 ０．９２１
表型Ｃ　Ｐｈｅｎｏｔｙｐｅ　Ｃ　 ０．０６１　 ０．０２０　 ０．９４４　 ０．９１６
表型Ｄ　Ｐｈｅｎｏｔｙｐｅ　Ｄ　 ０．０８２　 ０．０５０　 ０．０５８　 ０．９３７
表型Ｅ　Ｐｈｅｎｏｔｙｐｅ　Ｅ　 ０．０７６　 ０．０８２　 ０．０８５　 ０．０６５
　注：对角线上方为Ｉ，对角线下方为Ｄ。
　Ｎｏｔｅ：Ｔｈｅ　ｎｕｍｂｅｒｓ　ａｂｏｖｅ　ｄｉａｇｏｎａｌ　ｓｔａｎｄ　ｆｏｒ　Ｉ，ｔｈｅ　ｎｕｍｂｅｒｓ　ｄｉａｇｏｎａｌ　ｂｅｌｏｗ　ｓｔａｎｄ　ｆｏｒ　Ｄ．
　　利用非加权配对算术平均法（ＵＰＧＭＡ）对５个
表型进行了系统聚类（见图２）。结果表明，表型Ｂ
和表型Ｃ遗传距离最近，首先聚在一起，然后分别
与表型Ａ、表型Ｄ聚为一类，与表型Ｅ距离最远，最
后聚为一类。
图２　香樟各表型的系统聚类图（ＵＰＧＭＡ）
Ｆｉｇ　２．　Ｔｈｅ　ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ　ｄｅｎｄｒｏｇｒａｍ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐｈｅｎｏｔｙｐｅ
Ｃｉｎｎａｍｏｍｕｍ　ｃａｍｐｈｏｒａ
３　结论与讨论
本实验对来自Ｏｐｒｏｎ公司的６１条随机引物进
行筛选，利用７条多态性引物对１０６份香樟材料进
行ＲＡＰＤ扩增。结果表明：表型Ｂ的多态位点比例
较高为６８．６０％，表型 Ｅ的多态位点比例最低为
４４．４４％，所有材料的多态位点比例为６０．８０％。说
明香樟各表型间的遗传多样性较低。遗传距离分析
结果表明，上海地区香樟各表型间的相似系数介于
０．９１６～０．９８０之间，相似系数变异幅度较小，说明
香樟总体的遗传分化较小，遗传多样性较低，遗传背
景较单一。就目前的５种表型来说，其中表型Ｂ、表
型Ｃ　２个表型的亲缘关系最近，与表型Ｅ的亲缘关
系最远。
本研究旨在利用 ＲＡＰＤ技术分析不同表型香
樟的遗传稳定性，寻找表型与基因型的对应关系，为
今后绿化栽培提供理论依据。但是研究结果表明虽
然上海地区的香樟表型丰富，但是遗传多样性较低。
分析其可能原因是上海地区的香樟大部分来自于上
海本地或周边地区，苗源相对单一，且一般都是人工
栽培。人工引种、并且最初引种时的种子或幼苗不
多所导致的瓶颈效应以及其后的近交，将会使遗传
多样性降低［１１］。据资料显示中国大陆的香樟种群
３
上 海 交 通 大 学 学 报 （农 业 科 学 版） 第３０卷
的遗传多样性就偏低［１２］，即使是广西、福建、湖南等
地的香樟苗源，对于上海地区香樟的多样性贡献也
是有限的。目前可以尝试通过传统育种和转基因改
良技术改善香樟的遗传多样性。上海地区香樟的表
型丰富，究其原因可能是与所种植的环境有关，如土
壤酸碱度、温度和湿度等。研究结果与基因表达模
式一致，表明基因表达水平不仅由其序列决定，也受
所处环境等多种因素的影响。仅仅从表型上看，表
型Ａ、Ｂ和Ｃ都有绿色的叶子，它们先聚在一起，而
表型Ｄ是红色，叶子相对较老，表型Ｅ是更老的，它
们也是依次进行聚类，这种聚类方式在一定程度上
体现了表型聚类的可行性，在实际栽培中可作为
参考。
香樟在上海地区的群落样地中出现的频率
（０．２７）远大于其他树种。由于香樟易于移植，适应
性较好，苗源丰富，近年栽植了大量香樟，目前上海
绿地植物中的香樟比例偏大。根据不同立地表型区
树种生长状况调查结果表明，香樟为普遍生长较好
的树种之一［１３］。在城市绿化选材中，为丰富种质资
源的多样性，可以考虑多引进其他的樟科植物，或者
选择与香樟具有类似特征的其他植物。因此在实际
选材中尽可能多选Ｂ和Ｅ表型，或者Ｃ和Ｅ表型，
以尽可能丰富其遗传多样性。
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４