全 文 ：植物生理学报 Plant Physiology Journal 2011, 47 (10): 994~1002994
收稿 2011-06-27　　修定 2011-08-17
资助 广西科技攻关项目(桂科攻0322024-3B和桂科攻0992003B-
31)。
* 通讯作者(E-mail: hnzhen68@yahoo.com.cn; Tel: 0773-
2900645)。
珍稀药用植物红根草野生及离体快繁群体的遗传多样性
黄宁珍*, 付传明, 赵志国, 唐凤鸾, 覃艳, 石云平
广西壮族自治区/中国科学院广西植物研究所, 广西桂林541006
摘要: 红根草是一个有重要药用价值的珍稀濒危药材植物。为了更好地了解红根草野生和组培快繁种质的遗传多样性信
息, 本文用RAPD和ISSR分子标记技术, 对红根草4个野生种群及一个离体快繁群体进行遗传多样性分析, 为物种保护和繁
育提供理论依据。结果显示, 在物种水平上, 该物种的遗传多样性水平中等, Nei基因多样性指数(H)、Shannon信息多样性
指数(I)和多态性位点百分率(PPL)分别为0.237/0.248 (RAPD/ISSR, 下同)、0.365/0.380和78.4%/81.1%; 遗传变异大多数
(70.5%/81.5%)发生在种群内、少部分(29.5%/18.5%)发生在种群间; 野生种群的基因流为1.21/2.20, 但UPGMA聚类分析结
果表明, 距离35 km以上的种群遗传分化明显, 因此推测基因流动主要存在于种群内, 地理距离是种群分化的主要原因。在
居群水平上, H、I和PPL三项遗传多样性参数分别为0.167/0.202、0.253/0.303和51.7%/58.0%; 离体快繁群体的RAPD分析
结果显示, 其遗传多样性高于其原野生种群, 这一结果暗示, 离体快繁过程中可能发生了体细胞变异, 这些变异与RAPD-
PCR区域有关。
关键词: 红根草; 遗传多样性; 离体快繁; 体细胞变异; RAPD; ISSR
Genetic Diversity of Wild and in vitro Proliferation Plants of Salvia prionitis
Hance, a Rare Chinese Herb
HUANG Ning-Zhen*, FU Chuan-Ming, ZHAO Zhi-Guo, TANG Feng-Luan, QIN Yan, SHI Yun-Ping
Guangxi Institute of Botany, Guangxi Zhuangzu Autonomous Region and Chinese Academy of Sciences, Guilin, Guangxi 541006, China
Abstract: Salvia prionitis Hance is an endangered and valuable Chinese herb in south of China. In this study,
the genetic diversity of four wild and one in vitro proliferation populations of S. prionitis was tested by using
RAPD (random amplified polymorphic DNA) and ISSR (inter simple sequence repeat) markers for finding out
genetic diversity information of wild and tissue culture source material and providing theory foundation for
species protection and proliferation. RAPDs/ISSRs results indicated that the genetic diversity at species level
was moderate. The Nei’s gene diversity index (H), Shannon’s information index (I), and percentage of polymor-
phic loci (PPL) were 0.237/0.248, 0.365/0.380, and 78.4%/81.1% respectively. The large proportion of genetic
variation (70.5%/81.5%) resided within populations and only a small proportion (29.5%/18.5%) resided among
populations. A high gene flow (1.21/2.20) was found in wild populations. But results of UPGMA cluster analy-
sis showed that clear differentiation resided between populations of which the distance was over 35 km. It sug-
gested that the most of gene flow was within population. Geographic obstructing might be the major reason of
population’s differentiation. In population level, the values of H, I, and PPL were 0.167/0.202, 0.253/0.303, and
51.7%/58.0% respectively. However, for the plants in vitro proliferation, the value of H, I, and PPL were abnor-
mal higher than its wild source population when tested by RAPDs. It suggested that somatic mutations probably
occurred during tissue culture. And these mutations were likely to relate to RAPD-PCR regions.
Key words: Salvia prionitis Hance; genetic diversity; in vitro proliferation; somatic mutations; RAPD; ISSR
红根草(Salvia prionitis Hance)为唇形科(Labi-
atae)鼠尾草属多年生草本植物, 又名红地胆、红根
子、小丹参、黄埔鼠尾, 主要分布于我国广西、
江西等南方各省, 生于山坡、路旁阳处草丛中或
疏林下, 其味微苦、性凉, 有清热解毒、抗菌消炎
的功能。民间常用于治疗急性扁桃腺炎、咽喉
炎、支气管炎、肠炎、细菌性痢疾等炎症。广西
区内先后出现多家加工企业, 其中“桂林三金药业
集团”生产的“复方红根草片”是国家重点保护的中
黄宁珍等: 珍稀药用植物红根草野生及离体快繁群体的遗传多样性 995
药品种。自杨保津等(1988)首次从红根草中分离
到红根草邻醌, 证实它对P388白血病细胞有很强
的抑制作用后, 张金生和黄勇(1995)从红根草中分
离出红根草酮内酯(prioketolactone)等多个新成分,
并且以红根草邻醌为先导化合物, 通过化学结构
修饰后得到一个名为沙尔威辛(salvicine)的二萜醌
(diterpenequinone)类化合物, 具有较强的体内外抗
肿瘤活性, 对肺癌、胃癌、卵巢癌、肝癌、结肠
癌和宫颈癌等实体瘤细胞的增殖生长具有显著的
抑制作用, 对胃癌和肺癌有一定选择性(Zhang等
1999)。药理实验证实, 沙尔威辛具有抑制癌细胞
生长和阻断其修复再生通路双重作用, 在治疗癌
症的同时, 可阻止其复发, 毒副作用低于现有的同
类药物, 是一类具有抗耐药、抗转移、毒性轻微
的DNA拓扑异构酶II新型抑制剂, 有望成为我国具
有自主知识产权的抗肿瘤新药, 并已进行I、II期
临床研究(卿晨1999; 罗志国2005; Lang等2005;
Zhou等2008)。
在野外调查中我们发现, 红根草在野生自然
条件下多数以10~100株的小群出现, 小群中个体
数量的多少和植株大小与分布地的人畜活动和土
地肥沃程度有关。伐木、放牧、垦荒等农事活动,
极大破坏了红根草的生存环境; 加上企业收购和
产区群众大量采挖, 红根草资源正在迅速减少, 分
布地域变得小而破碎, 目前红根草在许多产区已
经绝迹, 种质资源处于濒危状态。另外, 在多年的
引种栽培中我们发现, 引种的红根草年产籽数量
高达每株500~2 000粒, 但种子发芽率极低, 栽培地
及其周围未发现新增个体, 室内播种实验也未见
其萌发, 可见, 该物种必须通过人工手段进行繁育
和保护。我们的相关研究也显示, 组培快繁是大
量繁育红根草种苗的有效方法(唐凤鸾等2006)。
为了更好地了解红根草野生种群的遗传多样性以
及组培繁育对红根草后代群体遗传多样性的影响,
本研究采用RAPD和ISSR两种分子标记, 对红根草
野生和组培快繁材料进行遗传多样性分析, 为正
确保护和繁育其种质提供理论指导。
材料与方法
1 材料
1.1 植物材料
(1)红根草(Salvia prionitis Hance)野生种群。
在本研究中, 共采集4个红根草野生种群, 分别采
自广西桂林地区的永福县寿城(SC)和苏桥(SQ)、
阳朔县葡萄(PT)和临桂县四塘(ST) 4个地方, 4个居
群分别命名为SC、SQ、PT和ST。每个居群选取
3~5个小群共22~24个植株为采样株, 每株采集鲜
叶2~5 g为一份样品; 4个居群共采集鲜叶样品94
份, 贮存于-72 ℃的冰箱中, 用于DNA提取。居群
分布和每个居群的采样数量见图1和表1。
(2)红根草组培快繁材料。红根草组培快繁材
料采自SC居群, 组培快繁参照唐凤鸾等(2006)的方
法, 将来自不同植株的50个无菌外植体, 通过5次
继代后生根并移栽, 移栽苗在温室大棚中培养70 d
左右, 小苗长出7~10片真叶, 每株采集2~5 g叶片, 共
采集20个样品, 为组培快繁种群, 命名为ZP (表1)。
1.2 引物
RAPD引物由上海生工生物工程技术服务有
限公司合成, 共100条, 编号和序列与该公司公布
图1 红根草4个居群在桂林地区的分布
Fig.1 Localities of four populations of S. prionitis in Guilin
表1 居群名称、分布地和每个居群的采样数量
Table 1 Population apellation, distributing loci, and samples
collected in this study
居群名称 居群分布地(经/纬度) 采集的个体数量
SC 广西永福县寿城(109.78/25.16) 24
SQ 广西永福县苏桥(110.05/25.11) 22
PT 广西阳朔县葡萄(110.43/24.91) 24
ST 广西临桂县四塘(110.05/25.22) 24
ZP 来自SC居群的离体快繁群体 20
植物生理学报996
的《Sangon产品目录》内的引物序号和序列相
同。ISSR引物序列采用加拿大British Columbia大
学公布的序列, 由上海生工生物工程技术服务有
限公司合成, 共65条。
2 方法
2.1 DNA分离提取
植株总DNA提取参照李合生(2000)的方法,
并用北京鼎国生物技术有限责任公司生产的DNA
片段快速纯化/回收试剂盒纯化总DNA, 用1.0%琼
脂糖电泳检测DNA质量。
2.2 RAPD-PCR反应条件及程序
RAPD-PCR反应条件为: 25 μL的反应液内含
模板20~50 ng, 4种dNTP各0.2 mmol·L-1, 引物0.3
μmol·L-1, 2.0 mmol·L-1 MgCl2, 10 mmol·L
-1 Tris-HCl
pH 8.3, 5 mmol·L-1 KCl, 1 U·μL-1 Taq酶。RAPD-
PCR扩增程序: 94 ℃预变性5 min; 94 ℃变性1 min,
36 ℃复性45 s, 72 ℃延伸2 min, 40个循环; 循环结
束后72 ℃延伸5 min。PCR产物在1.5%琼脂糖上
电泳, 溴化乙锭染色, 凝胶成像仪上观察、照像和
记录。
2.3 ISSR-PCR反应条件及程序
ISSR-PCR反应体系组成与RAPD-PCR相同。
ISSR-PCR扩增程序: 94 ℃预变性5 min; 94 ℃变性
1 min, 52 ℃复性45 s, 72 ℃延伸2 min, 40个循环;
循环结束后72 ℃延伸5 min。PCR产物在1.5%琼
脂糖上电泳, 溴化乙锭染色, 凝胶成像仪上观察、
照像和记录。
2.4 引物筛选
为了获得RAPD-PCR和ISSR-PCR反应引物,
在差异较大的2个居群中各选2份DNA样本进行引
物筛选, 在100个RAPD和65个ISSR引物中, 分别选
出重复性好、可产生清晰条带的RAPD引物14条、
ISSR引物9条, 用于进行下一步的PCR分析(表2)。
2.5 扩增产物和差异带的分析方法
根据两种分子标记PCR条带的迁移率及其有
无统计所有的二元数据, 有带记作1, 无带记为0,
强带和弱带均赋值为1, 仅在重复实验中能稳定出
现的差异条带才被记录, 得到原始数据矩阵。首
先, 用POPGENE软件(Yeh等1997)分别计算如下参
数: (1)多态性位点百分率(percentage of polymor-
phic loci, PPL); (2) Shannon信息多样性指数(Shan-
non’s information index, I); (3) Nei基因多样性指数
(Nei’s gene diversity index, H) (Nei 1973); (4)群体
总基因多样度(total gene diversity, Ht)和居群内基
因多样度(gene diversity within populations, Hs); (5)
居群间基因分化系数(variation among populations,
Gst)和基因流(gene flow, Nm); (6) Nei遗传一致度
(genetic similarity, GS) (Nei 1972)。其次, 用NT-
SYS-PC2.11软件(Rohlf 1997)计算个体间的Nei相
似性系数, 对所有个体进行UPGMA聚类分析。
实验结果
1 红根草野生种群的遗传多样性
RAPD-PCR扩增结果表明, 14个随机引物共
扩增出102条重复性好、轮廓清晰的多态性条带,
平均每个引物的扩增带数为7.3条。在“居群/物种”
水平上, 红根草的Nei基因多样性指数HRAPD=0.167/
0.237, Shannon信息多样性指数IRAPD=0.253/0.365,
多态性位点百分率PPLRAPD=51.7%/78.4% (表3)。
ISSR-PCR扩增结果显示, 9个引物共扩增出
53条重复性好、轮廓清晰的多态性条带, 平均每
个引物的扩增带数为5.9条。在“居群/物种”水平
上, 红根草的Nei基因多样性指数HISSR=0.202/0.248,
Shannon信息多样性指数IISSR=0.303/0.380, 多态性
表2 本研究所用的RAPD和ISSR引物序列
Table 2 Primers sequence of RAPD and ISSR used in
this study
RAPD ISSR
引物编号 引物序列(5→3) 引物编号 引物序列(5→3)
A-01 CAGGCCCTTC 856 (AC)8(GC)A
S1 GTTTCGCTCC 855 (AC)8YT
S10 CTGCTGGGAC 811 (GA)8C
S66 GAACGGACTC 835 (AG)8YC
S69 CTCACCGTCC 815 (CT)8G
S29 GGGTAACGCC 881 (GGGGT)3
S95 ACTGGGACTC 812 (GA)8A
S86 GTGCCTAACC 841 (CA)8RG
S93 CTCTCCGCCA 866 (CTC)5
S91 TGCCCGTCGT
S90 AGGGCCGTCT
S123 CCTGATCACC
S369 CCCTACCGAC
S17 AGGGAACGAG
　　Y=C或G; R=A或T。
黄宁珍等: 珍稀药用植物红根草野生及离体快繁群体的遗传多样性 997
位点百分率PPLISSR=58.0%/81.1% (表3)。
RAPD和ISSR两种标记系统都能产生各自有
效的多态性条带, 从H、I和PPL三种遗传多样性参
数看, ISSR标记略高于RAPD标记。两种分子标记
的分析结果表明, 红根草野生材料在居群水平的
遗传多样性中等, 在物种水平的遗传多样性较高
(表3)。因此, 该物种濒危的原因应与物种遗传多
样性之外的其他原因有关。
2 红根草组培材料的遗传多样性
组培居群ZP源自野生居群SC, 根据预期设想,
正常情况下, 不论是采用RAPD还是ISSR标记, ZP
的遗传多样性参数应低于SC。
ISSR分析结果表明, 组培材料的Nei基因多样
性指数、Shannon信息多样性指数和多态性位点
百分率等3种遗传多样性参数均小于原野生居群
(HZP=0.155PPLZP=49.1%低的幅度分别为28.6%、28.4%和23.5%, 与预期相
符合。
而RAPD分析结果则显示, 组培居群的遗传多
样性参数高于原野生居群(HZP=0.231>HSC=0.194,
IZP=0.347>ISC=0.291, PPLZP=68.6%>PPLSC=57.8%)
(表3), H、I和PPL升高的幅度分别为19.1%、
19.2%和18.7%, 与预期相反。产生这种结果的可
能原因有两方面, 一是由于RAPD-PCR复性温度
(36 ℃)较低, 在引物与模板配对过程中可能出现错
配现象, 导致多态性条带增加; 二是在组培快繁过
程中, RAPD-PCR区域发生了体细胞变异, 导致
RAPD标记检测的遗传多样性偏高。为此, 我们反
复对居群ZP及SC的DNA样品进行多次RAPD-PCR
反应, 取平均数进行统计分析和比较, 结果表明,
居群ZP的遗传多样性参数H、I和PPL均明显高于
居群SC (表4)。因此, 推测红根草组培快繁居群遗
传多样性偏高, 可能与组培过程中发生的体细胞
变异有关, 而且变异位点可能在RAPD-PCR区域。
表3 红根草野生种群和组培材料的遗传多样性
Table 3 Genetic diversity of wild populations and tissue
culture materials of S. prionitis
分析方法 居群名称 Na Ne H I PPL/%
RAPD SC 1.59 1.32 0.194 0.291 57.8
SQ 1.48 1.26 0.155 0.235 48.0
PT 1.51 1.31 0.178 0.266 51.0
ST 1.50 1.23 0.143 0.221 50.0
居群水平 1.52 1.28 0.167 0.253 51.7
物种水平 1.78 1.39 0.237 0.365 78.4
ISSR SC 1.64 1.37 0.217 0.328 64.2
SQ 1.49 1.24 0.149 0.229 49.1
PT 1.57 1.38 0.216 0.318 56.6
ST 1.62 1.39 0.227 0.338 62.3
居群水平 1.58 1.34 0.202 0.303 58.0
物种水平 1.81 1.41 0.248 0.380 81.1
RAPD ZP(SC) 1.68 1.39 0.231 0.347 68.6
ISSR ZP(SC) 1.49 1.27 0.155 0.235 49.1
　　Na: observed number of alleles, 观测的等位基因数; Ne: effec-
tive number of alleles, 有效等位基因数; H: Nei基因多样性指数; I:
Shannon信息多样性指数; PPL: 多态性位点百分率。表4同。
表4 基于RAPD标记的红根草组培材料和其原野生种群的
遗传多样性
Table 4 Genetic diversity of tissue culture materials and their
source wild populations of S. prionitis based on RAPD
居群名称 分析次数 Na Ne H I PPL/%
SC 1 1.59 1.32 0.194 0.291 57.8
2 1.51 1.31 0.178 0.266 51.0
3 1.60 1.33 0.195 0.292 57.8
平均 1.57a 1.32a 0.189a 0.283a 55.5a
ZP 1 1.68 1.39 0.231 0.347 68.6
2 1.60 1.35 0.228 0.342 63.7
3 1.62 1.36 0.230 0.345 66.7
平均 1.63a 1.37b 0.230b 0.345b 66.3b
　　同一列中平均数后相同或不同的小写字母表示差异不显著
(P>0.05)或显著(P<0.05)。
3 红根草野生材料的遗传结构
野生红根草遗传多样性和遗传变异分布见表
5, RAPD/ISSR分析结果显示, 红根草野生群体总
基因多样度(Ht)为0.237/0.248, 居群内基因多样度
(Hs)为0.167/0.202, 后者为前者的70.5%/81.5%; 居
群间基因分化系数为29.5%/18.5%, 居群内基因分
化系数为71.5%/81.5%; 基因流(Nm)为1.212/2.203。
这些结果说明, 红根草基因多样度和基因分化主
要发生在居群内; 对于一年生宿根性植物而言, 其
基因流相对较高。
而红根草野生居群的遗传一致度 ( G S )的
RAPD/ISSR分析结果(表6)显示, 4个居群间的GS
值在0.8598~0.9392/0.9021~0.9509, 其中最高值出
现在PT和ST两个居群间, 说明它们之间的遗传一
植物生理学报998
致度相对较高。根据居群间的相似性系数构建聚
类图, 基于RAPD数据的聚类图(图2)显示, 距离最
远(约35 km)的2个居群为SC和PT居群, 遗传分化
明显, 为两个独立的居群; 距离较近的2个居群ST
和SQ, 有少量个体混杂在一起。而基于ISSR数据
的聚类图(图3)则显示, 4个居群共94个体中, 仅PT
居群的20个个体、SC居群的17个个体能聚类成
群, 其他个体则混杂在一起。对两种标记的遗传
相似系数矩阵进行相关分析, 结果表明, RAPD和
ISSR分析结果的相关系数为0.369, 显示两种方法
所得结果相关性并不高。上述结果表明, RAPD和
ISSR两种标记在结果取向上虽然一致, 但其量化
统计结果则表现出较大差异。
讨　　论
1 红根草的种群状态与遗传多样性和遗传结构的
关系
红根草曾是一种广泛分布于我国南方各省区
的药用植物, 然而, 随着环境的变化和人为因素的
影响, 其分布地生境破碎、种群萎缩、个体数量
越来越少。Hamrick等(1991)认为, 与窄域分布种
相比, 广布种趋于具有更高的遗传多样性水平。
根据本文的研究结果, 红根草Nei基因多样性指数
HRAPD/HISSR=0.237/0.248, 多态性位点百分率PPLRAPD/
PPLISSR=78.4%/81.1%, 在物种水平上的遗传多样性
为中等以上, 是一个遗传多样性较为丰富的物种,
其目前的种群状态与人为破坏密切相关, 而与物
种遗传多样性关联不大。
群体大小、生境片断化和种群萎缩等因素可
能影响物种的再生能力(Fischer等2000)。Lamont
等(1993)研究发现, 生境片断化使濒危植物古特贝
克斯(Banksia goodie)繁殖力降低, 单独存在的个体
繁殖力甚至降低为零。Nason和Hamrick (1997)也
发现, 较小生境上的槟榔青属植物Spondias mombin
种群的繁殖成功率低于大片断生境和连续生境上
的种群, 同时小生境种群的种子萌发率也低于大
片断生境和连续生境的种群。在引种栽培过程中,
我们发现, 红根草产籽量高达每株500~2 000粒, 但
定植6年的栽培地及其周围一直没有发现新增的
小植株; 室内种子萌发实验也发现, 这些种子的萌
发率为0。而在十多年前, 红根草种子萌发率为7%
左右(未发表的数据)。因此, 红根草和其他一些植
物一样, 生境片断化和种群萎缩降低了该物种的
繁殖能力, 加剧了物种的濒危风险(Boyce 1992;
Pullin 2002; Van Dyke 2003)。
在遗传结构研究中, RAPD和ISSR分析结果都
表明, 红根草种群间的遗传分化比较明显, 并且与
种群间的地理距离相关, 如种群SC和PT地理距离
最远, 两个种群间遗传分化程度最明显。作为宿
根性一年生植物 , 红根草的基因流也相对较高
(NmRAPD/NmISSR=1.212/2.203)。根据Widen和Svens-
son (1992)的理论, 基因流超过1.0的一年生宿根性
植物属混交或异型杂交植物。红根草花器官的形
态与唇形科鼠尾草属其他物种一样, 是一类花柱
异长和雌雄蕊异熟植物(中国科学院中国植物志编
辑委员会1977), 雄、雌蕊伸出花冠, 且雌蕊比雄蕊
长; 雌雄异熟以及柱头与花药彼此相反的位置, 使
花的雌、雄器官在时间和空间上得以分开, 从而
加大了异花授粉的可能性。尽管目前为止, 我们
表5 基于RAPD和ISSR标记的野生红根草的基因多样度及变异分布
Table 5 Gene diversity and variation distribution of wild S. prionitis populations based on RAPD and ISSR marker
分析方法　　 Ht Hs Hs/Ht Gst 1–Gst Nm
RAPD 0.237±0.032 0.167±0.016 70.5% 29.5% 71.5% 1.212
ISSR 0.248±0.030 0.202±0.022 81.5% 18.5% 81.5% 2.203
　　Ht: 群体总基因多样度; Hs: 居群内基因多样度; Gst: 居群间基因分化系数; 1–Gst: 居群内基因分化系数; Nm: 基因流, Nm=0.5 (1–Gst)/
Gst。
表6 红根草野生种群间的遗传一致度
Table 6 Genetic similarity (GS) values between wild
populations of S. prionitis
居群名称 SC SQ ST PT
SC 0.8940 0.8931 0.8693
SQ 0.9257 0.8740 0.8598
ST 0.9106 0.9387 0.9392
PT 0.9134 0.9021 0.9509
　　对角线右上方和左下方分别为RDPA和ISSR分析结果。
黄宁珍等: 珍稀药用植物红根草野生及离体快繁群体的遗传多样性 999
图2 基于RAPD相似性系数构建的红根草4个野生种群的UPGMA聚类图
Fig.2 UPGMA dendrogram of four wild populations of S. prionitis based on RAPD data
种群编号后的数字表示不同的个体。
植物生理学报1000
图3 基于ISSR相似性系数构建的红根草4个野生种群的UPGMA聚类图
Fig.3 UPGMA dendrogram of four wild populations of S. prionitis based on ISSR data
种群编号后的数字表示不同的个体。
黄宁珍等: 珍稀药用植物红根草野生及离体快繁群体的遗传多样性 1001
没有详细的实验证据证明红根草以何种方式授粉
结籽, 也没有相应的数据说明种子的育性与授粉
方式的关系。但其较高的基因流说明, 群体中绝
大多数个体应属杂交个体。
2 红根草组培材料的遗传多样性
组织培养与快速繁殖是珍稀濒危植物保护和
繁育的重要手段之一, 但组培快繁的后代群体通
常源自少量个体, 遗传多样性遗失和相关功能下
降等难以避免。组培快繁群体若用于种质保育,
其遗传多样性变化则是人们关注的首要内容。因
此, 在进行红根草组培快繁时, 我们的思路是尽可
能多采集不同的植株为外植体材料, 并且继代的
次数不宜过多, 以保证后代群体的遗传多样性水
平。本文中的红根草无菌外植体分别来自50个不
同的个体, 继代次数仅为5代。根据已有研究报道,
在自然界中以营养繁殖为主的水葫芦(Eichhornia
crassipes)、沙鞭(Psammochloa villosa)和西伯利亚
鸢尾(Iris sibirica)的无性克隆群体或亚群体的遗传
多样性均较低((Li等2006; Li和Ge 2001; Kostrakie-
wicz和Wroblewska 2008)。在本研究中, ISSR分析
获得的红根草组培群体的遗传多样性参数(H=0.155,
I=0.235, PPL=49.1%)明显低于原野生种群(H=0.217,
I=0.328, PPL=64.2%) (表3), 这与理论预期的结果
相符合。
也有人证实, 产于中国的李氏禾(Leersia hexan-
dra)和产于印度的红球姜(Zingiber zerumbet)的无
性繁殖群体仍维持相当高的遗传多样性(Song等
2006; Kavitha和Thomas 2008)。我们在对红根草组
培材料进行RAPD分析也发现, 组培群体的遗传多
样性参数(H=0.231, I=0.347, PPL=68.6%)高于原野
生种群(H=0.194, I=0.291, PPL=57.8%) (表3)。
另外, 在通常情况下, 与RAPD引物相比, ISSR
引物能产生更多的多态性条带(Fang和Roose 1997;
Esselman等1999), 因此, 两种方法对同一材料进行
遗传多样性分析时, ISSR所获得的结果通常高于
RAPD (Adams等2003; Wu等2004, 2005)。然而在
本实验中, 当研究红根草组培快繁群体的遗传多
样性时, 我们发现, RAPD分析结果反而高于ISSR
(表3)。这一结果与Chen等(2006)对以营养繁殖为
主的濒危植物宽叶泽苔草(Caldesia grandis)的研
究结果类似, Chen等(2006)同时指出, RAPD分析所
获得的这种反常结果可能与营养繁殖过程的体细
胞变异有关。而且, Chen等(2005)研究发现, 源于
植物组织培养过程的体细胞变异可通过cDNA-
RAPD标记检出。
因此, 在本研究中, 当检测红根草组培快繁群
体的遗传多样性时 , 出现“RAPD检测结果高于
ISSR、组培快繁居群遗传多样性高于原野生种
群”两种反常现象, 其根本原因可能与组培过程中
的体细胞变异有关, 而且这些变异位于RAPD-PCR
区域, 仅被RAPD标记检出。
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