全 文 ： 巴山松天然群体同工酶遗传变异性分析
郭军战　 毕春侠　刘淑明
(西北林学院林学系 , 712100陕西 杨陵 ;第一作者:男 , 34岁 , 讲师 )
摘　要　以巴山松大配子体为酶源材料 ,应用同工酶电泳技术 ,分析了巴山松 3个地理群
体的谷氨酸草酰乙酸转氨酶 ( GO T)同工酶。结果表明: 巴山松天然群体 GOT同工酶由 3
个多态基因位点组成 ,分别定名为 GO T- A, GO T- B和 GO T- C; 3个地理群体不论在
酶谱表型 ,还是各位点等位基因频率分布上 ,都表现出较高的变异水平。
关键词　巴山松 ;群体 ;大配子体 ;同工酶 ;遗传结构
分类号　 S722. 31　 S791. 254. 04
　　巴山松 ( Pinus henryi Mast. )是我国特有的乡土树种 ,具有树干通直圆满、尖削度小、材质
优良等特点 ,是秦巴山区优良的用材树种之一。分布于川、陕、鄂三省交界的大巴山地区。为了
有效地保存和合理利用这一优良资源 ,人们对其遗传变异从形态 [ 1, 2]、解剖 [ 2]等方面进行了研
究 ,但以同工酶作为遗传标记 ,对其群体遗传结构的研究 ,近年来才初见报道 [ 3]。本文利用电泳
技术对巴山松休眠种子大配子体组织的谷氨酸草酰乙酸转氨酶 ( GOT)进行了测定 ,分析了不
同群体的遗传组成和差异。
1　材料和方法
1. 1　试样的收集
表 1　　采样点地理位置
Table 1　 The location of th e sampling plo ts
采样地点 北纬 东经 海拔 ( m)
陕西南郑黎坪林场
四川广元曾家乡
湖北兴山棒子区
32°45′
32°30′
31°25′
107°04′
106°15′
110°48′
1 540～ 1 570
1 350～ 1 570
1 200～ 1 350
在广泛调查巴山松天然林木分布的基
础上 ,选取在地域上有一定代表性的 3个产
地 (见表 1)。每产地分别选取 3个林分 ,林分
要求未经上层间伐或择伐 ,生长良好 ,林相
整齐 ,郁闭度 0. 6以上 ,无病虫害感染的纯
林或混交林。在每个林分中 ,分别确定 10棵
单株作为样株。样株要求生长良好 ,无病虫害 ,结实正常。共计 3个产地、 9个林分、 90棵单株。每
棵单株分别采集球果 ,取得种子 ,供试验之用。
1. 2　同工酶实验
采用聚丙烯酰胺凝胶垂直板状电泳。样品的制备、电泳、染色另文已有详述 [ 4]。
1. 3　统计分析
为了分析单株树大配子体分离型 ,每株树测定 6粒种子的大配子体。酶谱及每个基因位点
西北林学院学报　 1998, 13( 4): 44～ 49
Journal of No rthw est Fo r est ry Co lleg e
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
收稿日期　 1998- 02- 20
的等位基因表型分离比例 ,均采用含有一个自由度的“ Yates co rrection”卡方进行检验 [5 ]。
群体基因型频率的观察值 ,与 Hardy- Weinberg定律的随机交配群体预期值是否一致 ,
用卡方检验法检验。
2　结果与讨论
2. 1　巴山松群体 GO T同工酶表型
在所分析的 3个产地 9个林分的 90棵单株中 ,巴山松 GO T同工酶有 3～ 4条清晰的酶带 ,分
别属于 3个染色区 ,受 3个基因位点控制。分别定名为 GOT- A、 GO T- B、 GO T- C。其中迁移
率最大的同工酶位点为 A,其次为 B、 C。GO T- A位点有 A1 A2两个等位基因 , GOT- B位点
有 B1 B2 B3 3个等位基因 ; GO T- C位点有 C1…… C6 6个等位基因 (见图 1)。巴山松天然群体
GO T 3个基因位点均为多态位点 ,由迁移率不同的 3～ 4条酶带组成了 17种酶谱表型 (见图 2)。
其中 1～ 9酶谱表型全由单酶带组成 , 10～ 16酶谱表型中含有双酶带位点。
图 1　 GOT各位点等位基因表型
Fig. 1　 Allelic ph eno type of GO T in various loci
图 2　巴山松产地群体 GOT同工酶酶谱
Fig. 2　 Is ozyme sp ectrum of GO T in megagametoph yte
454期　　　　　　　　　　　郭军战等　巴山松天然群体同工酶遗传变异性分析　　　　　　　　　　
表 2　　各地理群体的 GO T酶谱表型
Table 2　 Zymogram ph en otype of GO T in dif ferent g eographic populat ion
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
南郑
广元
兴山
0
0






0



0
0














0
0

0


0

0
0


0
0
0
0

0
0

0
0
0
　　　注: 0代表无 ; 代表有。
由表 2可知 ,各产地群体大配子体的酶谱表型依次为南郑 11种 ,广元 7种 ,兴山 13种 ,其中 2、
4、 6、 7、 8、 9这 6种谱型是 3个地理群体所共有的。南郑、兴山两产地的巴山松天然群体的酶谱表
型种类较多 ,几乎是广元群体的 2倍。说明南郑、兴山群体的遗传变异性高。出现该现象的原因
可能是与各地区的气候、土壤、地形条件等所产生的选择压力有关 ,并由此推知 ,南郑和兴山可
能是巴山松的中心起源区 ,因为在中心起源区 ,树木的变异性最高。
2. 2　等位基因分离比例的 x 2检验
根据对巴山松天然群体中 ,杂合体各位点等位基因分离比例的卡方检验结果表明 ,杂合体
基因的分离比例基本上符合孟德尔的 1 1比例 (见表 3,为了节省篇幅 ,本表仅列出了部分单株
和位点 )。其中 36. 4%为 3 3式分离 , 42. 4%为 2 4式分离 , 21. 2%为 1 5式分离。出现这种偏差的
原因估计与分析的大配体的数目较少有关 ,应加大样本数做进一步的分析。此外 ,依据对酶谱
型分析的结果 , GO T各基因位点重复性高 ,规律性强 ,作为遗传标记 ,是研究巴山松天然群体
遗传变异的理想酶谱之一。
表 3　　同工酶表现型分离比例及 x2检验
Table 3　 Allelic s eperation and x2 analys es of various loci in individ ule t ree s megagametoph yte
分离表型 树　号 大配子数 分离比例 x 2 P 分离表型 树　号 大配子数 分离比例 x 2 P
A1 A2
南Ⅰ - 3
南Ⅰ - 4
南Ⅰ - 7
南Ⅱ - 10
南Ⅲ - 1
南Ⅲ - 2
广Ⅱ - 7
广Ⅲ - 3
广Ⅲ - 5
广Ⅲ - 7
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
2 4
4 2
2 4
4 2
3 3
3 3
3 3
3 3
3 3
1 5
0. 16
0. 16
0. 16
0. 16
0
0
0
0
0
1. 50
0. 7～ 0. 8
0. 7～ 0. 8
0. 7～ 0. 8
0. 7～ 0. 8
1
1
1
1
1
0. 2～ 0. 3
B1 B2 南Ⅰ - 1 6 2: 4 0. 16 0. 7～ 0. 8
B2 B3
南Ⅱ - 10
南Ⅲ - 8
兴Ⅰ - 2
兴Ⅱ - 7
广Ⅰ - 7
6
6
6
6
6
3 3
4 2
4 2
3 3
3 3
0
0. 16
0. 16
0
0
1
0. 7～ 0. 8
0. 7～ 0. 8
1
1
C1 C3 兴Ⅲ - 1广Ⅰ - 3
6
6
2 4
4 2
0. 16
0. 16
0. 7～ 0. 8
0. 7～ 0. 8
C2 C3
南Ⅰ - 1
南Ⅰ - 6
南Ⅱ - 4
南Ⅱ - 6
南Ⅱ - 7
南Ⅲ - 1
南Ⅲ - 2
兴Ⅰ - 2
兴Ⅰ - 8
广Ⅱ - 1
广Ⅱ - 4
广Ⅰ - 2
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
3 3
5 1
4 2
3 3
5 1
4 2
3 3
2 4
3 3
3 3
3 3
4 2
0
1. 50
0. 16
0
1. 50
0. 16
0
0. 16
0
0
0
0. 16
1
0. 2～ 0. 3
0. 7～ 0. 8
1
0. 2～ 0. 3
0. 7～ 0. 8
1
0. 7～ 0. 8
1
1
1
0. 7～ 0. 8
C2 C3 广Ⅰ - 8 6 2 4 0. 16 0. 7～ 0. 8
C2 C6 兴Ⅱ - 7 6 3 3 0 1
2. 3　巴山松天然群体的遗传组成
2. 3. 1　 GO T同工酶位点的基因频率　根据表 4可知 ,巴山松各群体中 GO T同工酶各位点均
46　　　　　　　　　　　　　　　　　　　西北林学院学报　　　　　　　　　　　　　　　　　 13卷
呈现多态性 ,其基因数为 2～ 7个。且在同一基因的频率分布上呈现出明显的差异。根据 x 2检验
结果 ,巴山松 3个地理群体 ,在 C位点上的差异达到极显著的程度。说明了巴山松在该酶系统
上具有较高的变异水平。C位点基因差异可能是导致巴山松表型变异的原因之一。在 A、 B、 C 3
个位点上 , 3个地理群体均是以最常见的等位基因 ( A2、 B2、 C2 )占绝对优势 ,分别占其同一位点
基因总数的 85. 3% 、 95. 9% 、 66. 9% ,表明最常见基因 A2、 B2、 C2对巴山松天然群体的生存和适
应可能具有更为重要的作用。
表 4　　 GO T同工酶位点等位基因频率分布及 x2检验
Table 4　 Frequency dist ribu tion and x2 analys es of allelic phenotype among all loci of various populat ion
等位基因表型 A1 A2 B1 B2 B3 C1 C2 C3 C4 C5 C6
陕西南郑
四川广元
湖北兴山
0. 185
0. 135
0. 120
0. 815
0. 865
0. 880
0. 012
0. 000
0. 000
0. 969
0. 981
0. 927
0. 019
0. 019
0. 073
0. 142
0. 218
0. 067
0. 740
0. 635
0. 633
0. 093
0. 147
0. 113
0. 000
0. 000
0. 040
0. 006
0. 000
0. 040
0. 019
0. 000
0. 107
x 2 1. 663 7. 027 36. 39*
2. 3. 2　 GO T同工酶位点的基因型频率
群体遗传组成的另一个问题是基因型频率的分布 ,由表 5可知 ,巴山松 3个地理群体间 ,无
论在基因型数量的多少 ,还是各基因型频率的分布上均呈现出一定的差异。如南郑巴山松群体
仅有 9种基因型 ,而兴山巴山松群体有 16种基因型。这进一步说明了巴山松不同地理群体间存
在较大的分化。在基因型频率分布上 ,不同位点间也表现出明显的不同:在 A位点上 ,各群体
基因型频率分布较均匀 ,以纯合体 A2 A2的频率较大 ;在 B位点上 , 3个地理群体的基因型以纯
合体 B2B2占优势 ,基因型 B1 B1、 B1 B3在 3个群体中均无分布 ;在 C位点上 ,各群体的基因型频率
分布较为分散 ,以纯合体 C2 C2、杂合体 C1C2、 C2 C3较为常见 ,基因型 C4 C4、 C5 C5、 C1C4、 C2 C4、
C3 C4、 C4 C5、 C4 C6在 3个群体中均无分布。对各群体基因型频率组成的观察值进行分析比较 ,并
用 x 2进行检验 ,其结果差异较大。分析原因 ,可能有两方面 ,一是由于巴山松分布范围有限 ,取
样群体较小而造成较大的随机误差 ;另一是巴山松群体受到人为因素的干扰 ,处在较强的人工
选择条件下。
参 考 文 献
1　张存旭 ,张方秋 .黎坪巴山松调查研究初报 .陕西林业科技 , 1988, ( 4): 18～ 21
2　薛智德 .油松、马尾松和巴山松的形态与解剖 .陕西林业科技 , 1989, ( 1): 19～ 23
3　张方秋 .巴山松育种原始材料的研究 .〔学位论文〕.杨陵:西北林学院 . 1989
4　郭军战 ,张懿藻 ,张存旭等 .油松天然群体遗传结构的研究 .西北林学院学报 , 1996, 11( 4): 12～ 18
5　杨一平 ,尹瑞雪 ,张军丽等 .长白山天然红松林同工酶遗传变异的研究 .东北林业大学学报 , 1986, 14( 2): 34～ 41
474期　　　　　　　　　　　郭军战等　巴山松天然群体同工酶遗传变异性分析　　　　　　　　　　
表 5　　各位点基因型频率观察值与期望值偏比较
Table 5　 Compari son betw een the observed value and Hard y- Weinberg expected value of genotypes f requency
群　　体
基因型
　　南　　郑　　　　　　　　　广　　元　　　　　　　兴　　山　　
　观察值 　期望值 　 x2　　　观察值　期望值 　 x2　　观察值　期望值 　 x2　
GOT- A
　
　
A1A1
A2A2
A1A2
0. 000
0. 481
0. 519
0. 034
0. 664
0. 302
0. 034
0. 050
0. 156
0. 038
0. 654
0. 308
0. 018
0. 748
0. 234
0. 023
0. 012
0. 023
0. 040
0. 640
0. 020
0. 015
0. 744
0. 211
0. 042
0. 023
0. 000
GO T- B
　
　
　
B2B2
B3B3
B1B2
B2B3
0. 852
0. 000
0. 037
0. 111
0. 939
0. 000
0. 024
0. 037
0. 189
0. 000
0. 007
0. 148
0. 962
0. 000
0. 000
0. 038
0. 962
0. 001
0. 000
0. 037
0. 000
0. 001
0. 000
0. 000
0. 760
0. 040
0. 000
0. 080
0. 859
0. 005
0. 000
0. 136
0. 011
0. 245
0. 000
0. 023
GO T- C
C1C1
C2C2
C3C3
C4C4
C5C5
C6C6
C1C2
C1C3
C1C4
C1C5
C1C6
C2C3
C2C4
C2C5
C2C6
C3C4
C3C5
C3C6
C4C5
C4C6
C5C6
0. 000
0. 444
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 259
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 259
0. 000
0. 000
0. 037
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 020
0. 548
0. 009
0. 000
0. 000
0. 000
0. 210
0. 026
0. 000
0. 002
0. 006
0. 138
0. 000
0. 009
0. 027
0. 000
0. 001
0. 404
0. 000
0. 000
0. 000
0. 020
0. 019
0. 009
0. 000
0. 000
0. 000
0. 011
0. 026
0. 000
0. 002
0. 006
0. 106
0. 000
0. 009
0. 004
0. 000
0. 001
0. 004
0. 000
0. 000
0. 000
0. 077
0. 423
0. 038
0. 000
0. 000
0. 000
0. 231
0. 038
0. 000
0. 000
0. 000
0. 192
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 048
0. 403
0. 022
0. 000
0. 000
0. 000
0. 277
0. 064
0. 000
0. 000
0. 000
0. 186
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 018
0. 001
0. 012
0. 000
0. 000
0. 000
0. 007
0. 011
0. 000
0. 000
0. 000
0. 002
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 360
0. 040
0. 000
0. 000
0. 080
0. 200
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 080
0. 000
0. 040
0. 004
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 000
0. 080
0. 004
0. 401
0. 013
0. 001
0. 001
0. 011
0. 083
0. 013
0. 005
0. 005
0. 014
0. 143
0. 050
0. 051
0. 235
0. 009
0. 009
0. 024
0. 003
0. 008
0. 008
0. 004
0. 004
0. 056
0. 001
0. 001
0. 432
0. 165
0. 015
0. 005
0. 005
0. 014
0. 027
0. 050
0. 002
0. 066
0. 009
0. 009
0. 024
0. 003
0. 008
0. 648
总　　计 0. 801 0. 108 1. 878
48　　　　　　　　　　　　　　　　　　　西北林学院学报　　　　　　　　　　　　　　　　　 13卷
Genetic Variation o f Iso zyme in Natural Population
o f Pinus henryi Mast
Guo Junzhan　 Bi Chunxia　 Liu Shuming
(Dept .of Forestry , NWFC ,Yang lin g , Shaanx i 712100)
Abstract　 Seed samples w ere collected f rom 3 na tural g eog raphical popula tions o f Pinus hen-
ryi Mast. and megagametophytes w ere analy zed through the metho rd o f horizontal poly cry-
lamide gel elect ropho resis a t 3 lo ci of GO T. The resul ts show ed that the GO T iso zyme of Pi-
nus henryi Mast. consisted o f three po lymo rphic loci: GOT- A, GO T- B and GO T- C. The
3 populations at v arious regions show ed high va riation no t only on the pat terns of enzyme
but also on the dist ribution of g ene f reguency at va rious loci.
Key words　Pinus henryi Mast. ; natural population; megagametophytes; g enetic st ructure
494期　　　　　　　　　　　郭军战等　巴山松天然群体同工酶遗传变异性分析