全 文 ：0 引言
珙桐(Davidia involucrata Baill.)为珙桐科珙桐属
落叶大乔木，是中国特有的单型属孑遗植物，是第三纪古
热带植物区系的残余种，被列为国家一级保护植物[1]。
珙桐天然分布在贵州、湖南、湖北、陕西、四川、云南及
甘肃 7省，但分布范围较窄，资源量较少，仅限于一些
边远山区人迹罕至之处 [2]。光叶珙桐 (Davidia
involucrata var. vilmoriniana (Dode) Wanger)，珙桐的变
种，国家二级保护植物，自然条件下，与珙桐在地理分
布范围和生态要求方面大致类似。有关珙桐的研究报
道，多集中在宏观的生态学水平和生物学特性的描述
上[2-7]，而光叶珙桐的相关研究报道较少[8-9]，一般认为光
基金项目：河南科技大学博士科研启动基金“濒危植物珙桐的遗传多样性研究”(09001377)；河南科技大学青年基金“珍稀濒危植物珙桐与其变种光
叶珙桐的DNA分子鉴定”(13090063)。
第一作者简介：李雪萍，女，1980年出生，河南洛阳人，讲师，博士，主要从事濒危植物遗传多样性研究。通信地址：471000河南省洛阳市天津路70
号河南科技大学林学院，Tel：0379-64282656，E-mail：L_XX_P_98000@163.com。
收稿日期：2012-02-02，修回日期：2012-05-14。
珍稀濒危植物珙桐与其变种光叶珙桐的差异初探
李雪萍 1，朱文琰 1，贺春玲 1，高水平 1，李在留 2
（1河南科技大学林学院，河南洛阳 471003；2广西大学林学院，南宁 530004）
摘 要：为系统鉴定珙桐与其变种光叶珙桐的差别，从形态学观察的层面，结合 ISSR、AFLP 2种分子标
记技术，综合分析珙桐和光叶珙桐的差别。结果表明，在形态学层面，该种与其变种的叶片存在一定的
形态差异，但花、果等器官未见不同；以52个珙桐个体和60个光叶珙桐个体为材料，10条 ISSR引物、7
组EcoRI/MseI引物的AFLP检测未筛选到两者的差异标记，UPGMA聚类分析亦不能将其彼此分离；本
研究显示珙桐与光叶珙桐的差别仅在其叶片的形态特征方面，分子层面是否存在差异还有待进一步研
究确定。
关键词：珙桐；光叶珙桐；叶片；ISSR；AFLP；差异
中图分类号：Q949 文献标志码：A 论文编号：2012-0236
Comparative Studies on the Endangered Davidia involucrata Baill.
and Davidia involucrata var. vilmorniana (Dode) Wanger
Li Xueping1, Zhu Wenyan1, He Chunling1, Gao Shuiping1, Li Zailiu2
(1College of Forestry, Henan University of Science and Technology, Luoyang Henan 471003;
2College of Forestry, Guangxi University, Nanning 530004)
Abstract: The research focused on the systematical investigation of the differences between D. involucrata and
D. involucrata var. vilmorniana. Based on the observations of their morphological features, 2 molecular
markers, ISSR, AFLP were used in the research. The result showed there were some differences in their leaves
while no differences were found in their flowers or fruits. By using 10 ISSR primers and 7 EcoRI/MseI primer
pairs of AFLP, no marker was found between D. involucrata and D. involucrata var. vilmoriniana. From the
cluster analysis, individuals of 52 D. involucrata samples and 60 D. involucrata var. vilmoriniana samples did
not gather together respectively either. There seemed only some differences on their leaves. The further work
should be done to find whether there are some differences between the species and their variety in molecular
level.
Key words: Davidia involucrata Baill.; Davidia involucrata var. vilmorniana (Dode) Wanger; leave; ISSR;
AFLP; difference
中国农学通报 2012,28(19):1-5
Chinese Agricultural Science Bulletin
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
叶珙桐与珙桐的区别仅在于光叶珙桐叶片下面常无毛
或幼时叶脉上被很稀疏的短柔毛及粗毛，有时下面被
白霜，而珙桐的叶下表面则被淡黄色或淡白色丝状粗
毛[10]。关于珙桐和光叶珙桐的综合研究鲜有报道，仅
见郑小江等 [11]对两者过氧化氢酶活性及其酶谱的研
究，结果显示珙桐与光叶珙桐在遗传特性、生物进化方
面存在差异性。但珙桐与光叶珙桐在传统分类学以外
的差异研究未见报道，有关该种与变种在细胞学、分子
生物学等层面是否存在差异的研究尚属空白。
本研究从形态学、分子水平对珙桐和光叶珙桐进
行对比研究，通过实地采样调查，借助 ISSR、AFLP 2
种分子标记来考察珙桐和光叶珙桐的差异，以期为珙
桐与其变种光叶珙桐的系统分类与进化提供资料。
1 材料与方法
1.1 材料
实验材料来自湖北省神农架地区和大老岭国家森
林公园。用于分子标记的材料为4月下旬分别采集的
叶片，其中神农架地区随机采取20个珙桐个体与26个
光叶珙桐个体的叶片，大老岭国家森林公园随机采取
32个珙桐个体与34个光叶珙桐个体的叶片，于冰壶中
带回实验室后将叶片用液氮骤冻后置于-70℃超低温
冰箱保存备用。
1.2 方法
1.2.1 形态观察 对珙桐和光叶珙桐进行叶、花、果的实
地调查、观察、数码拍照与采集，且果实进行解剖观察。
1.2.2 ISSR标记 按照李雪萍等 [12]建立的适于珙桐的
ISSR-PCR扩增体系，从 100条 ISSR引物中筛选能扩
增出清晰明亮谱带且重复性好的引物对珙桐和光叶珙
桐个体进行 ISSR-PCR扩增，查找其差异条带。
1.2.3 AFLP标记 对 112个珙桐和光叶珙桐个体的总
DNA进行EcoRI-MseI酶切连接，经预扩增，从 144组
AFLP选扩增引物组合中筛选出适合珙桐的选择扩增
引物，6%的变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测，筛查其差
异条带。
1.2.4 聚类分析 采用非加权配对算术平均法
(unweighted pair group with arithmetic average，
UPGMA)，对珙桐和光叶珙桐居群个体之间使用
Jaccard的相似性系数进行聚类分析。
2 结果与分析
2.1 形态观察
2.1.1 叶片形态比较 经野外采样调查，发现珙桐与其
变种光叶珙桐在叶形态方面的差别除有无绒毛外（如
图 1-A，B），在叶缘上也存在一些细微差别：珙桐叶缘
的锯齿齿尖朝上，而光叶珙桐的齿尖朝向外，且齿先端
更锐利；光叶珙桐叶片基部心形，而珙桐的叶片基部有
部分交错覆盖，如图 1-C，D所示。观察中发现光叶珙
桐完全展开的叶片下表皮的叶脉处也是存在少量绒毛
的，只是肉眼不易观察到，且珙桐下表皮的绒毛存在稀
疏的差别，叶片被毛情况存在一些过渡类型，即由叶片
下表皮完全没有绒毛到有少数绒毛再到有密集绒毛。
2.1.2 花果形态比较 珙桐与光叶珙桐在花、果的形态
方面的观察中，未发现两者的差异。即它们的花是由
多数雄花和1朵两性花组成的头状花序（图2）（偶有1
个花序全是雄花），花序基部有对生叶状纸质的大苞
片。子房为多心皮复雌蕊，通常6~8室，多者10室，每
室 1胚珠，胚珠有败育现象。果实为核果，内果皮坚
硬，木质化。种子有 2种形状：近卵球形和长椭圆形，
经测量统计，长椭圆形的种子长约 3 cm，宽约 1.8 cm，
近卵球形的种子长约 2.6 cm，宽约 2.0 cm。种子沿果
实长轴方向着生，发育饱满的种子几乎占满整个子房
室，种子的横切面呈楔形，从果实外围到中心渐窄。种
A：光叶珙桐叶片背面观；B：珙桐叶片背面观；
C：光叶珙桐叶片基部；D：珙桐叶片基部
图1 珙桐与光叶珙桐的叶片
图2 珙桐的花
·· 2
子内胚的长宽略小于种子的长宽，如图3，胚根方向与
种子较尖的一方反向。
2.2 ISSR标记
从 100条 ISSR引物中筛选能扩增出清晰明亮谱
带且重复性好的 10对引物（详细信息见表 1），对 112
个珙桐和光叶珙桐个体进行了 ISSR-PCR扩增检测，
未找到其差异条带。引物UBC811的部分电泳图谱如
图4所示。
2.3 AFLP标记
从 144组AFLP选扩增引物组合中筛选出适合珙
A、C：种子正面观；B：败育的胚；D：种子横截面；E：胚
图3 珙桐种子
引物编号
UBC808
UBC810
UBC811
UBC817
UBC834
引物序列(5’-3’)
AGAGAGAGAGAGAGAGC
GAGAGAGAGAGAGAGAT
GAGAGAGAGAGAGAGAC
CACACACACACACACAA
AGAGAGAGAGAGAGAGYT
引物编号
UBC835
UBC840
UBC841
UBC873
UBC876
引物序列(5’-3’)
AGAGAGAGAGAGAGAGYC
GAGAGAGAGAGAGAGAYT
GAGAGAGAGAGAGAGAYC
GACAGACAGACAGACA
GATAGATAGACAGACA
表1 所用 ISSR引物详细信息
注：Y=T/C。
1~23：神农架不同光叶珙桐样品；M：DL2000 DNA Ladder
图4 UBC811对珙桐部分居群的PCR扩增图谱
引物组合
EcoRI-AAC/MseI-CTA
EcoRI-AAC/MseI-CTT
EcoRI-AAG/MseI-CAT
EcoRI-AAG/MseI-ATT
EcoRI-AAG/MseI-CAA
EcoRI-ACC/MseI-AAT
EcoRI-ACC/MseI-CAA
总计
扩增条带数/条
67
77
71
73
69
82
67
506
桐的 7组扩增条带明晰的引物组合（表 2）对所有 112
个个体进行PCR扩增，大老岭国家森林公园部分个体
的AFLP扩增图谱如图5所示。与 ISSR标记的方法相
类似，大老岭国家森林公园与神农架地区的珙桐和光
叶珙桐的AFLP标记所得谱带进行仔细比对后，在所
得到的 506个位点中，未能找到珙桐与光叶珙桐之间
的差异条带。
将这 112个个体间进行基于 Jaccard相似性系数
UPGMA聚类分析，珙桐与光叶珙桐并不能各自单独
聚为一类。其中神农架地区的20个珙桐样本与26个
光叶珙桐样本的 Jaccard相似性系数UPGMA聚类图
如图6所示。在聚类图中，20个珙桐个体与26个光叶
珙桐个体并不能单独聚在一起，即基于AFLP标记进
行的聚类分析，不能将珙桐和光叶珙桐予以区分。
表2 AFLP选择扩增引物及扩增条带数明细
李雪萍等：珍稀濒危植物珙桐与其变种光叶珙桐的差异初探
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 M
·· 3
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
Coeficient0.02 0.05 0.09 0.13 0.16
10
1 9 1 13 12 17 16 14 18 10 23 25 20 21 2 28 26 27 37 42 43 4 45 46 41 38 40 35 36 8 39 32 24 6 7 29 30 5 19 2 3 4 15 31 3 34
1~32：不同珙桐样品；33~40：不同光叶珙桐样品；M：50 bp DNA Ladder
图5 引物EcoRI-AAC/ MseI-CTT对部分个体的AFLP-selective-PCR扩增图谱
1~26：光叶珙桐个体；27~46：珙桐个体
图6 珙桐与光叶珙桐个体AFLP分析中基于Jaccard相似性系数的UPGMA聚类图
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
3
4
4
4
4
4
4
3
4
3
3
3
32
24
29
3
19
1
31
34
33
0.02 0.05 0.13 0.160.09
Coefficient
·· 4
3 结论与讨论
本研究的结果显示，珙桐与光叶珙桐仅在叶片形
态存在差别，基于 ISSR、AFLP 2种分子标记方法对珙
桐和光叶珙桐的比较研究未能找到两者在分子层面上
的差异。野外观察发现：从光叶珙桐到珙桐的叶片被
毛存在一些过渡类型，即由叶片下表皮完全没有绒毛
到有少数绒毛再到有密集绒毛；珙桐与光叶珙桐混生，
居群中珙桐的数量较少，以光叶珙桐居多。
传统植物分类学是以形态特征为主。一般认为变
种是种内的某些个体在形态上有所变异，而且稳定遗
传，分布范围比亚种要小的多。而亚种被认为是种内
的变异类群，形态上有一定区别，在分布上、生态上或
季节上有所隔离。
孙彬等[13]对珙桐与光叶珙桐的叶片结构进行比较
研究发现，珙桐与光叶珙桐两者结构基本相似：表皮均
由一层细胞构成，气孔仅分布在下表皮，无一定排列方
向，为无规则型；叶肉具有明显栅栏组织和海绵组织，
是典型两面叶；叶脉的机械组织为空隙厚角组织，维管
组织韧皮部位于远轴面，木质部位于近轴面，两者间具
形成层。两者叶片仅在下表皮差异较大，珙桐叶下表
皮密被淡黄色或淡白色丝状单细胞粗毛，光叶珙桐叶
下表皮无毛或仅叶脉处被稀疏单细胞短毛或丝状粗
毛。即一般认为光叶珙桐与珙桐的区别仅在于光叶珙
桐叶片下面常无毛或幼时叶脉上被很稀疏的短柔毛及
粗毛，有时下面被白霜，而珙桐的叶下表面则被淡黄色
或淡白色丝状粗毛。虽然杨涤新[14]、Fedorov[15]报道珙
桐的染色体数目2n=40；李汝娟等[16]对中国5种珍稀植
物的染色体观察中报道光叶珙桐的染色体2n=42。但
又有研究报道认为珙桐的染色体数目 2n=42[17]。可见
对于珙桐的染色体数目尚存争议。
显然本研究与前人的研究均显示珙桐与光叶珙桐
在叶部形态上确实存在差别，但借助 ISSR、AFLP 2种
分子标记未找到两者在叶部形态以外的差异，因此珙
桐与光叶珙桐的分类关系还有待进一步商榷。推测叶
片下表皮被毛（或被毛的多少）只是个体间的差别，可
能只是不同个体对于环境的一种适应。另一方面，由
于本研究中用到的分子标记的引物数量有限，对筛查
珙桐与光叶珙桐的差异可能会有一定的局限，今后可
尝试加大引物使用数量，扩大筛查范围以考察两者是
否存在差别标记，并结合其他科学方法技术，以综合分
析该种与其变种的分类关系。
参考文献
[1] 傅立国,金鉴明.中国植物红皮书——稀有濒危植物(第 1册)[M].
北京:科学出版社,1992:474-475.
[2] 贺金生,林洁,陈伟烈.中国珍稀特有植物珙桐的现状及其保护[J].
生物多样性,1995,3(4):213-221.
[3] 马宇飞,李俊清.湖北七姊妹山珙桐种群结构研究[J].北京林业大
学学报,2005,27(3):12-16.
[4] 苏瑞军,苏智先.珙桐种子散布、萌发及其种群龄级分配的关系研
究[J].林业科学,2005,41(3):192-195.
[5] 罗世家.珙桐组织培养研究[J].林业科技,2006,31(4):4-6.
[6] 李尤,苏智先,张素兰,等.珙桐群落种内与中间竞争研究[J].云南植
物研究,2006,28(6):625-630.
[7] 齐刚,苏智先,李劲涛,等.休眠期珙桐种子 cDNA文库构建及EST
分析[J].林业科学,2009,45(10):69-73.
[8] 杨建波,吉腾飞,王爱国,等.光叶珙桐化学成分的研究[J].中国中药
杂志,2008,33(7):777-779.
[9] 彭玉兰,胡运乾,孙航.光叶珙桐的等位酶分析及其生物地理学意
义[J].云南植物研究,2003,25(1):55-62.
[10] 中国植物志编辑委员会.中国植物志(第十五卷第二分册)[M].北
京:科学出版社,1983:157-158.
[11] 郑小江,刘金龙,肖浩,等.珙桐与光叶珙桐过氧化氢酶活性及酶谱
研究[J].湖北民族学院学报:自然科学版,2009,27(3):261-263.
[12] 李雪萍,何正权,陈发菊,等.濒危植物珙桐 ISSR-PCR反应体系的
建立[J].江苏农业科学,2007,2:162-165.
[13] 孙彬,李柏年,林璋德,等.两种珙桐叶片结构的观察[J].西北植物学
报,1993,13(3):198-202.
[14] 杨涤新.珙桐的染色体数目简报[J].湖南林业科技,1983(1):6-7.
[15] Fedorov A A.. Chromosome numbers of flowering plants[J]. Acad.
Sci. u.s.s.r., Komarov Botanical Institute Leningrad,1969:196.
[16] 李汝娟,尚宗燕.中国5种珍稀植物的染色体观察[J].武汉植物学研
究,1989,7(8):217-219.
[17] He Z C, Li J Q, Wang H C. Karyomorphology of Davidia
involucrata and Camptotheca acuminata, with special reference to
their systematic positions[J].Botonical Journal of the Linnean
Society,2004,144:193-198.
李雪萍等：珍稀濒危植物珙桐与其变种光叶珙桐的差异初探 ·· 5