全 文 ：第 26卷第 6期
2006年 6月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vo1．26，No．6
Jun．，2006
附子野生资源群体遗传多样性的 RAPD分析
侯大斌 ，任正隆 ，舒光明。
(1．西南科技大学生命科学与工程学院，四川 绵阳 621010；2．四川农业大学，四川 雅安 625014
3．四川省中药研究所，成都 610041)
摘要：应用 RAPD标记分析了分布在附子主栽区四川I、重庆 、陕西及湖北 l6个野生乌头种群的遗传变异。24个引物共检测到
643个 RAPD位点，多态位点 602个，总的多态位点百分率达 93．5％。Shannon多样性和 Nei遗传分化结果一致显示重庆酉阳种
群和重庆城口种群遗传多样性最高，四川盐源种群和陕西勉县种群的遗传多样性最低。Shannon指数测出的种群内的遗传变异
(57．6％)略占优势，群体间的遗传分化达到 42．4％；Nei基因分化系数(G ，)达 40．0％；分子方差分析(AMOVA)发现群体间遗传
变异仅为25．37％；种群每代迁移数 Nm为 0．756。Nei相似性系数的 UPGMA分析结果显示该地区的野生乌头分布上有一定的
地域性 ，特别是同为附子道地产地江油供种的北川、安县和青川1种群间遗传关系密切 ，说明种质资源在道地药材形成中具有重
要作用。研究结果表明，附子主要栽培地区的乌头野生种群之间存在较大的遗传分化，遗传多样性较高，遗传种质资源较丰富，
存在一定的特异性资源，为进一步开发利用乌头(川l乌、附子)提供了丰富的种质资源。
关键词：附子(乌头)；遗传多样性；RAPD标记 ；种群分化；野生种群
文章编号 ：1000．0933(2oo6)o6．1833．09 中图分类号 ：Q949．95 文献标识码 ：A
RAPD analysis of genetic diversity in the wild populations of Aconitum carmichaeli
Dexb．(Ranunculaceae)in China
HOU Da-Bin ’ ，REN Zheng-Long2
， SHU Guang-Ming (1．c0z ＆ n∞n En ， ng，S0uf esf ＆ rIce n
Technology．Mianyang Sichuan 621010，China；2．Sichuan Agricultural University．Yaan Sichuan 625014，China ；3．Sichuan Institute of Traditional Muteria
Medica，Chengdu 610041，China )．Acta Ecoiogica Sinica，2006，26(6)：1833—1841．
Abstract：Chuanwu(Aconitum carmichaeli Dexb．(Ranunculaceae))is a traditional Chinese medical herb．widely used for its
pharmacological effects，including anti-inflammation and pain relief．This herb has been cultivated in China for medical use for
over 1000 years and is mainly grown in Sichuan and Shanxi provinces in China．We have examined the genetic diversity and
genetic diferentiation in 1 6 wild populations of A．carmichaeli from HengDuan and QingBa Mountains in Southwest China using
random amplified polymorphic DNA(RAPD)markers．A total of 643 discernible loci were obtained for al populations using 24
primers，and 93．5％ of these loci were polymorphic(PP =93．5％)．POPOGENE analysis indicated that the genetic diversitv
by Shannon index among populations was 42．4％ and Nei’s gene diversity coeficient(Gsr)was 40．0％ ．AMOVA also found the
genetic diversity among population was 25．37％ ．It was found that the genetic variation was relatively greater within populations
compared to that among populations．The estimated gene flow from Gsr(Nm)was 0．756．Wind and insect polination played
important roles in the sexual reproduction of wild A．carmichaeli，resulting in a high level of out—crossing
． Out—crossing and tuber
reproduction were the main causes of high genetic diversity and abundant genetic diferentiation in A
． carmichaeli genetic
基金项目：国家科技攻关资助项目(2004BA721A31)；四川省应用基础基金资助项目(03JY029．037)；四J Jl省教育厅重点科技资助项目(2002A035)
收稿 日期 ：2005．01．18：修订 日期 ：2005．09．21
作者简介：侯大斌(1965一)，男，四川人，博士，副教授，主要从事植物分子生物学及药用植物学研究．Elmail：dbhou@si ．corn
*通讯作者Coresponding author．E-maihdbhou@sina．com
Foundation item：The project was supported by National Key Project on Science and Technology ofChina(No．2004BA721A31)；Sichuan Basic Research Foundation
(No．03JY029·037)and Sichuan Education Office Key Research Foundation Project(No．2002A035)
Received date：2005·Ol·18；Accepted date：2005-09·21
Biography：HOU Da。Bin，Ph．D．，Associate professor，mainly engaged in plant molecule biology and pharmaceutical botany
． E-mail：dbhou@sina．com
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1834 生 态 学 报 26卷
res0urces．Calculations of Shannon diversity and Nei genetic diferentiation consistently indicated that the Chongqing Youyang and
Chongqing Chengkou populations possessed the greatest genetic diversity， where as Sichuan Yanyuan and Shanxi Mianxian
populations possessed the lowest genetic diversity．The results of UPGMA and Nei’S analysis indicated that the genetic make—up of
these wild po pulations of A．carmichaeli showed regional differences．Th e populations in a region including Beichuan，Anxian and
Qingchuan were quite closely related．The high medical quality variety Jiangyou FUZI(Radix Aconiti Lateralis Preparata)is from
this region and the tuber of this variety is usually used as seeds in cultivation．Th is research has indicated that there is rich
germplasm resouree of A．carmichaeli and there are large genetic diversities among its wild populations；both are important for
selecting A．carmichaeli varieties that may have beter medical quality．
Key words：Aconitum carmichaeli Dexb．；genetic diversity；population diferentiation；RAPD；wild po pulation
附子是一种常用中药，是四JlI道地药材之一，为毛茛科乌头属乌头(Aconitum carmichaeli Dexb．)的母根，子
根则称为附子。附子的主要成分为乌头碱(aconitine)、次乌头碱(hypaeonitine)和中乌头碱(mesaconitine)等，其
主要药理作用有抗炎、镇痛、强心、抗心律失常、降血糖、抗癌、毒性以及对心血管系统和对神经系统作用
等n。 。附子的最佳道地产地是四川江油，已有上千年的栽培历史 ，其栽培区主要分布在横断山区和秦巴山
区，具体在四川绵阳地区(江油市、安县、北川县)和陕西汉中地区栽培面积较大，四川布拖县在 20世纪 60 70
年代引种栽培后种植面积不断增加，同时在重庆、湖南、湖北、云南等省也有一定的栽培面积。这些地区的栽
培附子品种，其最初来源均是野生乌头。乌头属植物最重要的分布和分化中心是我国西南部的横断山区，据
记载有 104种，37变种 ¨ ，并且大多数为该地区特有种。该属中的乌头是我国分布最广的种，自川藏高原东
缘起向东至长江中、下游以及珠江流域上游各省区的丘陵地区，从江苏向北经过山东到达辽宁南部均有分
布b 。但由于附子的栽培地集中在四川、陕西等省区，这些地区的野生乌头既是极为重要的种质资源，又是栽
培用种的一个来源，部分地方还直接入药。因此，研究这个区域的野生乌头种群的遗传多样性 ，为合理保护和
利用附子资源，寻找具有更佳药用品质、产量、抗逆性的种质资源，提高附子的药用品质和产量均具有重要作
用 。
研究生物遗传多样性的方法很多，包括形态学水平、细胞学(染色体)水平、生理生化水平和目前的分子水
平的方法。分子水平遗传多样性分析方法中，其应用最广而最具代表性的方法包括等位酶分析、限制性酶切
片段长度多态性分析(RFLP)、随机扩增多态性 DNA分析(RAPD) 和扩增片段长度多态性分析(AFLP) 。对
乌头属植物种群遗传分化和遗传多样性研究方面，目前主要是应用等位酶技术的研究较多 ，同时，利用
DNA分子技术研究乌头属种群遗传多样性和系统发育已经开始起步n。’ 。国内学者张富明等⋯·” 分别利
用等位酶技术和测定 nrDNA的 ITS序列的方法对我国横断山地区紫乌头复合体(Aconitum delavayi complex)遗
传多样性和系统发育进行了分析和研究，认为紫乌头 A．delavayi复合体不是一个单系类群，可能经历了3次
不同的起源。但是，目前对乌头主要栽培地区野生乌头种群的遗传多样性还缺乏研究，本文采用近年来广泛
用于生态种群遗传多样性研究的 RAPD技术n。‘ 。。，从 DNA水平上分析 l6个来 自这一区域不同生境的附子
野生种群的遗传变异及遗传分化程度，研究这一地区野生乌头种群的遗传多样性，探讨附子野生种群在区域
范围内的遗传变异。
1 材料与方法
1．1 实验材料
2002年 8一l2月分别从I~t JI省、重庆市、陕西省、湖北省收集乌头野生种群 l6个，其中I~t JI1种群 l0个，重
庆种群4个，陕西种群 1个，湖北种群 1个，各种群采集地见表 l。每个种群分别收集50 200株块根，集中种
植。次年 3月从每个种群新发幼苗植株中随机选择 l5株，每株分别采集幼嫩叶 1 2片，置 4℃备用，分单株
提取 DNA。
1．2 实验方法
1．2．1 DNA提取、PCR扩增及电泳检测 DNA提取、PCR扩增及电泳检测方法采用作者介绍的方法 。并以
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6期 侯大斌 等 ：附子野生资源群体遗传多样性的 RAPD分析
购自北京赛百盛公司的200bp DNA Ladder作 Marker。在百乐公司生产的凝胶成像系统观察，保存图像。
1．2．2 引物的筛选 随机引物采用 Operon公司的引物系列 A、B、D、G、0、Q、R、Z，经预备试验选择扩增产物
稳定、重复性好的24个引物对所有个体的基因组 DNA进行扩增，引物名见表 2。
表 1 不 同附子野生种 群所在 生境 的自然概 况
Table 1 The environmental data for the sixteell wild populations of Aconitum carmichaeli I)exb
居群编号 样地 海拔高度 居群编号 样地 海拔高度
Population code Sampling site Altitude(m) Population code Sampling site Altitude(m)
Hat02201 四川~t,／I片口 1100 Hae02405 陕西勉县二道河 1300
Hac02204 四川青川大坝 1700 Hac02406 四川盐源卫城 3200
Hac02205 四川峨眉山二坪 6OO Hac02407 重庆云阳清水 1000
Hac02206 重庆城口庙坝 1200 Hat0241l 四川I会东撒者邑 2900
Hac02207 四川安县沸水 1100 Hac02412 重庆酉阳板溪 l100
Hae02208 重庆南川金佛山 800 Hac02414 四川万源大竹河 1300
Hat02211 湖北竹山柳林 1150 Hac02416 四川布拖火烈 2800
Hac02403 四川昭觉哈苷 1800 Hac02417 四川冕宁曹古 2200
裹 2 用于检测 16个附子野生种群遗传分化的引物名称及其检测多态位点数
Table 2 The primers andtheir oolymort~laie loci in analrnlng genetic variations of sixteell wild populations of A ．carm／chae／／Dexb
引物 总位点数 多态位点数 位守比 引物 总位点数 多态位点数 位守比
Pfimers T0tal 1oci P0lyⅡlo phic loci p0“：on o1． Primers loci Polymorphi i
polymorpllle lOCi
OPA08 30 29 0．967 OPO05 22 20 0
．9o9 ’
0PAl6 3l 30 0．968 OPO08 27 26 0．963
OPB03 3l 28 0．903 OPQO4 23 19 o．826
OPB05 29 27 0．93l OeQO7 18 18 1．000
0PB08 3l 30 0．968 OPQ11 23 22 0．957
OPB19 3l 30 0．968 OPR03 31 29 0
． 935
OPD05 27 26 0．963 OPR04 29 27 0
． 93l
0PG04 25 24 0．960 OPRIO 27 24 0
． 889
OPG1l 22 20 0．9o9 OPR19 28 27 0
． 964
OPG15 28 26 0．929 OPZ09 20 17 0
． 850
OPO01 3l 30 0．968 OPZ12 25 23 0
． 920
OPO02 26 25 0
． 962 OPZ15 28 25 0
． 893
1．2．3 数据记录与统计 在Quantity One 4．1．1 下对电泳图中每一清晰谱带进行标记，以200bp Ladder分子
量为 Marker，确定所有谱带的分子量。将结果转换为 Excel表格数据，比较各模板的扩增谱带，将 PCR扩增中
出现的谱带记为 1，不出现的记为0，录入计算机 Excel表格中。每单株建立一条扩增谱带记录，建立附子野生
种群 RAPD扩增谱带矩阵。
1．3 数据分析
1．3．1 多态位点比率 P 扩增的 DNA片段出现频率小于0．99的位点为多态位点：
多态位点比率 P=具有多态的位点数 ／检测到的位点数
1．3．2 Shannon信息指数 Shannon信息指数 是生态学中用于度量物种多样性的最常用方法：
= 一 ∑P logP
式中， 为多样性指数；Pi是一条扩增产物存在的频率。日可计算两种水平的多样性：种群内遗传多样
性 叩 和种内多样性Hsp。ttpop／lisp是种群内遗传多样性所占的比例；(Hsp-ltpop)／lisp为种群间多样性所
占比例。
1．3．3 用 Nei指数 估算种群遗传结构参数
总基因多样性： 脚 =1一∑(∑P ／n。) ／n
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生 态 学 报 26卷
种群内基因多样性： npop=1一 (∑P2 ／n，)／n
式中，P 为单个位点扩增频率，1,，为总位点数，1, 为材料数。
种群间基因多样性 ： D ：Hsp—tipop
基因分化系数： Gsr=DsrIHsp
基因流 使用种群每代迁移数目(Nm)表示：
Nm ：(1一Gsr)／2Gsr
1．3．4 根据 Nei和 Li的公式 计算相似系数和遗传距离
RAPD片断的平均遗传相似度： F=2N ／(Ⅳ +Ny)
式中，Ⅳ 为 、Y两个个体或群体共有的扩增带数，Ⅳ 、Ⅳ 为 、Y两个个体或两个群体各自拥有的扩增带
数。根据遗传相似度计算遗传距离(D =1一F)。
上述多态位点比率 P在 Excel表格中直接计算；其余各项参数计算时，对前述扩增建立的附子野生种群
RAPD扩增谱带矩阵，按 POPGENE v1．32统计软件 要求的格式将同一群体的 l5个单株数据放在一起组成
一 个数列组，共得到 l6个群体数列组，用 POPGENE v1．32软件计算各项遗传多样性参数。得到遗传相似系数
后，以 NTSYSpc v2．1数据软件 进行分析，用非加权成组配对法(UPGMA，Unweighted Pair-Group Method Using
an Arithmetic Average)聚类，构建分子聚类图。
1．3．5 分子方差分析(AMOVA)利用 Arlequin ver．2．000软件 进行 AMOVA分析 ，计算种群 内、种群间的变
异方差分布。
图 1 引物 OPG04对部分单株总DNA的扩增结果
Fig．1 Amplification results of the total DNA templets of part of plants by OPG04
2 结果分 析
2．1 RAPD扩增带的多态性
24个引物在 l6个附子野生群体 240个单株 DNA模板中共扩增出 643个 RAPD位点，其中单态位点 41
个，多态位点 602个，总的多态位点百分率达93．5％。各引物检测到的单株 DNA的RAPD位点数在 l8～31个
之间(图 1为引物 OPG04对部分单株总 DNA的扩增图谱)，平均 26．8个位点，不同引物扩增的多态带数及多
态位点比率差异明显(表 2)。24个引物扩增的 RAPD多态位点 l7—30个，平均达 25．1个，多态位点比率在
0．826～1．00之间。其中，引物 OPQ07产生的 RAPD位点带全部为多态位点。
每个种群 RAPD总位点数为 207～291个，平均 253．7个；多态位点数 166～250个，平均 212
．7个 ，占
83．70％(表3)。各种群的特有位点数 1～11个，平均 5．2个，仅占2．08％，各种群的特有位点数和特有位点百
分数均较低。
2．2 不同附子野生种群的遗传多样性
2．2．1 Shannon多样性指数 在 Shannon信息指数的基础上，用 24个引物所检测到的 16个种群表型频率计
算各种群遗传多样性及种群遗传结构参数(表 3、表 4)。16个乌头种群中，重庆酉阳板溪种群 Hac02412的平
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6期 侯大斌 等：附子野生资源群体遗传多样性的 RAPD分析
均遗传多样性最高(0．260)，其次为重庆城口种群 Hac02206(0．256)，而四川盐源卫城种群 Hac02406和陕西勉
县二道河种群 Hac02405两个种群的多样性最低(分别为0．065和0．066)，明显低于其余种群。多样性排列顺
序如下：Hac02412>Hac02206>Hac02207>Hac02407>Hac0241 1>Hac02205>Hac0221 1>Hac02204>Hac02201
>Hac02208>Hac02417>Hac02416>Hac02403>Hac02414>Hac02405>Hac02406。Shannon信息指数可把乌头
的遗传变异划分为种群内变异和种群间变异，16个乌头种群内平均遗传多样性为 0．173，种内平均遗传多样
性为0．300，存在于种群内的遗传变异(57．6％)略占优势，还有 42．4％的遗传变异存在于种群间，即附子野生
群体间的遗传分化达到42．4％。
2．2．2 Nei基因多样性指数 由Nei指数估算的附子野生 16个不同种群的基因多样性结果列于表 3、表 4。
由该指数估算的基因多样性仍 以重庆酉阳板溪 Hac02412和重庆城 口 Hac02206两个种群为最高(均为
0．166)，同样是四川盐源卫城 Hac02406和陕西勉县二道河 Hac02405两个种群的多样性最低(分别为0．045和
0．044)。各种群的遗传多样性大小顺序为：Hat02412>Hac02206>Hac02207>Hac02407>Hat02411>Hac02205
> Hat0221 1> Hat02201> Hac02204 > Hac02208> Hac02416> Hac02417> Hac02403> Hac02414> Hat02406>
Hac02405，这与按 Shannon指数排列的顺序极为相似，但数值略低。根据 Nei指数计算的附子各野生种群间的
遗传分化为0．400(表 4)，即野生附子有 40．0％的遗传变异存在于种群之间，60．0％的变异存在于种群之内。
种群每代迁移数 Nm是表征基因流的一种方法，根据种群间遗传分化系数 G 计算的Nm为 0．756(见表
4)，表明种群之间存在一定程度的基因流，但数值不大。
表 3 l6附子野生种群 RAPD位点数和遗传 多样性
Table 3 RAPD locus and genetic diversity for 16 wild populations of A．carmichaeli Dexb
表4 由Shannon多样性指数和 Nei多样性指数估算的种群问遗传分化
Shannon
Nei’s
0．173
O．111
0．30o
0．185
0．576
0．600
0．424
0．400
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1838 生 态 学 报 26卷
2．2．3 AMOVA分析 AMOVA分析结果显示附子种群大部分的遗传变异发生在种群内(74．63％)，只有
25．37％的遗传变异发生在种群间(表5)，种群分化不是十分明显( =0．2537)。AMOVA分析所得附子野生
群体间的遗传分化比Shannon指数测出的群体间遗传分／t)6(42．4％)和 Nei基因分化系数(40．0％)的数值要低
许多，但一致表明群体问遗传分化比种群内变异低。
裹 5 附子种群 的 AMOVA分 析
Table 5 Analysis ofmolecular variance(AMOVA)forthe populations ofA．carm／chae／Dexb
2．3 遗传变异与聚类分析
16个附子野生种群间遗传相似度 F变异范围较大，其范围为 0．5224～0．8533，平均遗传相似度为
0．6245。相应地遗传距离 D的变化为0．1467～0．4776，平均遗传距离为0．3755。变异最大的是四川昭觉哈苷
种群 Hac02403和四川冕宁曹古种群 Hac02417，变异最小的为四川北川片1：3种群 Hac02201和四川青川大坝种
群 Hac02204。
根据遗传相似度用 UPGMA法进行聚类分析，聚类结果如图2。研究中 16个种群在遗传相似度 0．65(遗
传距离为 0．35)处大致可分为 5个聚类群：第 1～4个聚类群均只包括一个种群，分别是四川昭觉哈苷种群
Hac02403、重庆云阳清水种群 Hac02407、四川会东撒者邑种群 Hac02411和四川布拖火烈种群 Hac02416，其余
种群归人另一个聚类群。如果在遗传相似度 0．725(遗传距离为 0．275)处进行进一步归类，可将 16个研究种
群分为9个聚类群，除第一次聚类划分的第 1～4聚类群外，湖北竹山柳林 Hac02211、陕西勉县二道河种群
Hac02405和四川峨眉山二坪种群 Hac02205分别归人第 5、第 6、第 7聚类群。第 8聚类群包括 3个种群：重庆
酉阳板溪种群 Hac02412、四川万源大竹河种群 Hac02414和四川冕宁曹古种群 Hac02417。第 9聚类群包括其
余 6个种群 ：四川盐源卫城种群 Hac02406、重庆南川金佛 山种群 Hac02208、重庆城 口庙坝种群 Hac02206、四川
安县沸水种群 Hac02207、四川青川大坝种群 Hac02204和四川北川片口种群 Hac02201。
3 讨 论
3．1 乌头种群的遗传分化
基因流和突变是把新的遗传因素带到某一群体仅
有的两种方式 ，是群体遗传变异产生的两个原因。
一 方面，由于地理位置不同，所处的气候、环境条件之间
存在差异，导致植物在适应不同的环境中积累和保存的
变异(基因突变)产生差异，在生态环境和内在遗传变异
的长期作用下产生遗传分化，形成不同的种群。植物种
群随地理距离的遗传分化，在形态、等位酶和 DNA等不
同水平上，已被许多研究者发现 ¨， ，弛 。另一方面，一
些个体从一个群体迁移到另一个群体就会把某些基因
带到新的群体，从而产生基因流动 。基因流增加了
群体内部的遗传变化，如果不同群体之间存在高水平的
0．64 0．7l 0．78
遗传相似系数Co~ficicnt
图 2 16个附子野生种群的UPGMA聚类
Fig．2 UPGMA clustering for 16 wild populations of A．carmichaeli Dexb
based on RAPD
基因流可以防止种群的分化，而低水平的基因流可能造成种群对局部生态环境的适应，进而促使种群间的遗
传隔离 。
分布在横断山地区和秦巴山地区的四川、重庆、陕西、湖北 4个省(市)的 16个乌头种群，地理位置不同，
海拔高度不一，生态环境差异较大，各个自然种群间出现了明显的遗传分化。多态位点百分率(93．5％)、各种
l 4 7 6 8 6 2 4 7 5 5 l 6 l 7 3 O O O O O O l l l O O l O O
2 2 2 2 2 4 4 4 4 2 4 2 4 4 4 4 2 22 2 2222州州’罨州枷枷枷种枷枷枷
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6期 侯大斌 等：附子野生资源群体遗传多样性的 RAPD分析 l839
群间遗传距离(0．3755)和聚类分析的结果均表明，该地区的乌头野生种群之间存在较大的遗传分化，遗传多
样性较高，遗传种质资源较丰富；2．08％特异性位点还说明该地区存在一定的特异性资源。这一结果与李千
良 认为中国西南部的横断山区是乌头属植物最重要的遗传分布和分化中心的结论是一致的。该地区丰富
的遗传分化为开发利用乌头(附子、附子)提供了丰富种质资源，也为筛选鉴定出具有更佳药用价值、更高产
量、更强抗逆性的品种提供了可能。
3．2 乌头的遗传多样性
多态位点比率、Shannon多样性指数和 Nei基因多样性指数是衡量种群遗传变异的几个主要指标。从这
几个指标来看，16个乌头种群内存在较丰富的遗传变异。Shannon指数表明乌头种群内的遗传多样性比率为
57．6％，种群间的遗传多样性比率为 42．4％；采用 Nei指数得到的种群内与种群间的遗传分化比率分别是
60．0％和40．0％；而AMOVA分析种群内(74．63％)变异远大于种群间遗传变异(25．37％)。3个结果非常吻
合，均说明与种群间遗传多样性相比，种群内的遗传变异占优势。王中仁 认为，外繁育的植物(如异花授粉
的风媒植物)大多数高频率的等位基因都出现在每个居群之内，居群间的相似性较高，差异较少，种群间遗传
变异较小；而内繁育的植物(如无融合生殖植物)其等位基因在居群间的差异较多，种群间遗传变异较大。乌
头是兼块根无性繁殖和种子有性繁殖两种方式的植物，其种群内与种群间的遗传变异则介于外繁育植物与内
繁育植物之间。种群每代迁移数(Nm)0．756也反映了种群间仅存在一定程度的基因流。但种群内 60％的遗
传变异说明，自然状态下该地区的乌头种群的有性异交繁殖占有一定优势，造成种群内变异大于种群间变异。
乌头在四川西部、陕西南部及湖北西部一带主要生长于海拔 850～2150m的山地草坡或灌丛中 ，开花 9～10
月份，花期长，有助于风媒异交；同时花紫色，颜色鲜艳，吸引昆虫采蜜，虫媒异交起着极为重要的作用 ’”’蚓。
风媒异交和虫媒异交导致附子野生种群之间存在较高水平的异交繁殖和基因流，从而使群体内变异增加，而
群体间相似性提高。与此同时，群体内的这些变异又通过乌头较强的块根无性繁殖保存下来。因此，较高水
平异交繁殖的存在和较强的块根繁殖能力，是附子资源遗传多样性高和变异类型丰富的主要原因。
采用 Nei指数与 Shannon指数估算的群体间遗传多样性结果一致性说明，利用 RAPD分析乌头这样兼具
有性和无性两种繁殖方式的植物群体时，采用 Nei指数与 Shannon指数进行计算均是可行的，但其运用于
AFLP、RAPD等显性分子标记时需要一定的前提与假设 。近年来发展的分子方差分析(AMOVA)适用于所
有类型的遗传学数据 ，充分考虑了单倍型之间的趋异程度，且可以在不需要假设的情况下直接对显性标记
数据进行群体遗传结构分析，因而得到了广泛应用。本计算中，AMOVA分析所得附子野生群体间的遗传分化
(25．37％)比Shannon指数测出的群体间遗传分化(42．4％)和 Nei基因分化系数(40．0％)的数值要低得多。说
明方法间确实存在一定差异，在实际应用中应尽可能采用 AMOVA方法分析。
3．3 不同乌头种群的遗传变异
从乌头的多态位点比率、有效等位基因数、Shannon多样性指数和 Nei基因多样性指数来看，所揭示的不
同种群遗传多样性的变化趋势极为一致(相关分析表明，Shannon指数和 Nei指数间的相关系数为 0．9804(P<
0．01))。根据 Shannon多样性指数和 Nei基因多样性指数的大小，可将 16个种群划分为4个组。
第 1组遗传多样性最高，包括 5个种群：重庆酉阳种群 Hac02412、重庆城口种群 Hac02206、四川安县种群
Hac02207、重庆云阳种群 Hac02407、四川会东种群 Hac02411。
第 2组遗传多样性较高，包括 5个种群：四川峨眉山种群 Hac02205、湖北竹山种群 Hac02211、四川青川种
群 Hac02204、四川北川种群 Hac02201、重庆南川种群 Hac02208。
第 3个组遗传多样性中等，包括4个种群：四川布拖种群 Hac02416、四川冕宁种群 Hac02417、四川昭觉种
群 Hac02403、四川万源种群 Hac02414。
第 4个组遗传多样性最低，包括 2个种群：四川盐源种群Hac02406、陕西勉县种群 Hac02405。从遗传多样
性的大小上看没有明显的地理区域特征，说明影响乌头种群遗传分化并非单一因子，而可能是乌头种群生长
生态环境中海拔、气候、植被、坡度坡向、人为采挖 、当地昆虫种群活动等众多因子综合作用的结果。
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1840 生 态 学 报 26卷
3．4 群体间的遗传相似度、遗传距离及聚类分析
根据遗传一致度 F对 16个乌头种群进行了聚类分析。聚类结果显示，四川北川种群 Hac02201首先与四
川青川种群 Hac02204聚类，接着与四川安县种群 Hac02207聚类，这 3个种群在地理位置上相邻，遗传距离也
是最近，且均为附子道地栽培地——四川江油的用种供应地。这说明，长期以来形成的道地药材，除气候、土
壤、海拔等生态环境外，与一定的种质资源的密切关系，是生态环境与种质资源共同作用的结果口 ∞]。从聚类
图上看，地理位置较近的四川万源种群 Hac02414和重庆酉阳种群 Hac02412遗传一致度较高，聚为一类；同样
地，湖北竹山种群 Hac02211与陕西勉县种群 Hac02405聚类上较为靠近；聚类图上最后聚类的4个种群中，除
重庆云阳种群 Hac02407外，均为横断山区的四JI布拖种群 Hac02416、四JI会东种群 Hac02411和四川昭觉种
群 Hac02403。因此，从总体上看，聚类图反映了一定的地理位置关系，即地理位置较近的种群间在聚类图上
聚在一起或位置较近，说明地理位置上靠近的种群间存在一定的遗传关系，一种情况是由相同种群分化而成
不同种群，另一种情况是不同种群间存在遗传交换。聚类图上处于最远位置的几个种群主要分布在横断山区
的结果同样说明，该地区处于乌头的分布和分化中心，乌头种质资源丰富，分化出了一些遗传差异较大的种质
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