全 文 ：第 21 卷　第 1 期　　　　　　　　　　　　　植　　　物　　　研　　　究 2001年　1 月
Vol.21　No.1　　　　　　　　　　　BULLETIN OF BOTANICAL RESEARCH Jan., 　2001
松嫩草原羊草种群遗传分化的研究
崔继哲1 , 2　祖元刚1　聂江力1　王桂玲2
(1.东北林业大学森林植物生态学开放实验室 ,哈尔滨　150040)
(2.哈尔滨师范大学生物系 ,哈尔滨　150080)
摘　要　通过等位酶技术 ,综合分析了松嫩平原 11个羊草种群的遗传多样性及遗传分化指标 ,深
入剖析了灰绿型和黄绿型两种叶色类型羊草种群之间的遗传差异:两类种群在等位基因频率 、非
平衡位点和A 、P 、He及固定指数 F 上明显不同 ,两类种群间有极明显的遗传分化 。黄绿型种群的
A 、P 、He皆低于灰绿型;黄绿型 F<0 , 灰绿型 F >0 , 这种差异主要表现在 DIA-1 、PGM 、SKD和
ACP等位点上;两类种群间的遗传分化主要发生在 ADH 、DIA-2 和 PGM 等位点上。种群间的
遗传距离与地理距离之间没有相关 。
关键词　羊草;等位酶;遗传多样性;遗传分化
GENETIC DIFFERENTIATION OF LEYMUS CHINENSIS
POPULATIONS IN SONGNEN GRASSLAND
CUI Ji-zhe1 , 2　ZU Yuan-gang1　NIE Jiang-li1　WANG Gui-ling 2
(1.Open Research Laboratory of Fo rest Plant Ecology , Northeast Fo restry University , Harbin 150040 ,)
(2.Department of Biolog y , Harbin Normal Univ ersity , Harbin 150080)
Abstract　Genet ic diversity and genet ic dif ferentiation of 11 Leymus chinensis populations wi th 2
types of grayish g reen and yellow ish g reen in Songnen g rassland were studied by allozyme analysis.
There w ere dif ferences in the allele f requency , non-equilibrium loci , A.P.He and f ixation index
between 2 types.The A.P .and He of yellow ish g reen type were lower than those of g rayish green
type.The fixation index w as less than zero in yellow ish green type , and that w as g reater than zero in
grayish green type.The difference of fixation index between the 2 types w as mainly on the difference
at DIA-1 , PGM , SKD , and ACP loci.The genet ic differentiation between the 2 types w as mainly
on the differentiation at ADH , DIA-2 , and PGM loci.There w as no correlation between the geo-
g raphical distance and the genetic distance.
Key words　Leymus chinensis;allozyme;genetic diversity ;genetic differentiat ion
　　羊草(Leymus chinensis)是欧亚草原区东部的
重要草原建群种之一 ,东西横跨东经 92°至 132°,南
北跨于北纬 36°至 62°之间 ,地理分布十分广阔。其
分布范围内的气候 、地貌 、土壤和水分等生态因子有
很大差别 ,在长期的适应和进化过程中 ,羊草种群之
间在许多性状方面产生了趋异[ 1 ～ 5] 。在我们的系
列研究[ 5 , 6]中 ,我们分析了五里木草场羊草种群的
遗传结构 ,分析了长岭地区微生境条件下 ,两种不同
叶色类型羊草的遗传变异及分化。从等位酶水平上
证实 ,将黄绿型和灰绿型羊草区分为两种生态型是
第一作者简介:崔继哲(1962-),女 ,博士。研究方向分子生物学。国家教委跨世纪优秀人才计划基金项目。收稿日期:2000-8-5
有其遗传学基础的。五里木和长岭两个地区的羊草
种群遗传组成一致性如何 ?不同类型种群间的遗传
差异怎样 ?本文对此作进一步深入的分析。
1　材料和方法
1.1　试材与电泳的分析:共分析五里木草场 2个种
群 87株 ,种群代号为WLMGG 和WLMYG ,皆为灰
绿型[ 6] ;长岭腰井子草场9个种群 283株 ,种群代号
分别为CHLG1 、CHLG2 、CHLG3 、CHLG5 、CHLG6 、
CHLG7 、CHLG8 、CHLY8和 CHLY9 , 其中 CHLY8
和 CHLY9为黄绿型 ,其它种群都是灰绿型 。野外
采样方式及种群生境详见前文[ 5 , 6] ,为更清晰地了
解不同地域 、不同生态条件 、不同叶色类型种群的特
点 ,本文同时将 11个种群按一定方式合并分析 ,合
并种群代号及其组成如表 1 。
表 1 羊草各类种群及组成
Table 1　Populations and the composition
of Leymus chinensis
种 群 代 码
Code for populations
种 群 组 成
Composition
CHG 长岭腰井子草场的 7个灰绿型种群
YYY 长岭腰井子草场的 2个黄绿型种群
TCH 长岭腰井子草场的 9 个种群
WLM 肇东五里木草场的 2个灰绿型种群
CWG 腰井子和五里木的 9个灰绿型种群
TTT 全部 11 个种群
1.2　数据处理:对 11种酶系统 AAT 、ACP 、ADH 、
AMP 、DIA 、ES T 、GDH 、PGD 、PGI 、PGM 和 SKD 所
检测到的清晰可辨位点和等位基因进行分析 ,应用
BIOSYS-1套装软件统计分析相应参数 。由于羊
草为异源四倍体 , ES T 和 PGI -2 的酶谱表现出
“固定杂合性” 。本分析中 ,将 EST 和 PGI-2 这两
个表现出“固定杂合性”的酶位点分别作为两个单态
位点计算[ 7] ,并与前文[ 5 , 6] 的分析进行比较 。本分
析所涉及位点为 15个 ,检测到等位基因 30个 。
2　结果与讨论
2.1　等位基因频率
表2 所列为 15个基因位点中 8个多态位点上
的等位基因频率 。在这 8 个多态位点上 ,黄绿型的
2个种群 CHLY8 和 CHLY9 表现出与其它 9 个灰
绿型种群明显不同的 2个特点 。①某些等位基因为
灰绿型所特有 。如ACP 位点上的 C基因 ,黄绿型的
2个种群缺失 ,而灰绿型的 9 个种群该基因频率都
在 0.1以上。 ②基因频率不同 。虽然表中 8个多态
位点上有 19个等位基因为 2种类型种群所共有 ,但
除了在2个位点(AAT -1和AAT -2)上 11个种群
的A基因频率都很高外 ,其余 6 个多态位点上 ,黄
绿型种群的高频基因明显不同于灰绿型 。如在
ADH 、PGM 、SKD和 DIA-2位点上 ,黄绿型 2个种
群的高频基因分别是 B 、A 、B和 B ,与灰绿型 9个种
群的高频基因完全不同。在 ACP 位点上 ,黄绿型高
频基因为 A ,也与灰绿型多数种群的高频率基因不
同。在 DIA-1 位点上 ,虽然黄绿型 2个种群高频
基因不同 ,但它们也显示出与灰绿型的区别。表 3
是将不同地区 、不同类型种群合并后计算的多态位
点等位基因频率。由表 3 可见 ,按不同类型将相似
种群合并后 ,上述规律更为明显。
由表 3还发现 ,五里木的灰绿型种群与长岭的
灰绿型种群在等位基因组成及频率分布上极为相
似 ,显现出几乎完全同步的变化(种群 WLM 、
CHG 、CWG)。这一结果与同地栽培后二者形态学
上的一致变化是吻合的 ,说明两地种群具一致的遗
传基础。
2.2　Hardy-Weinberg平衡检验
表4 为羊草 11个种群在 6个具普遍多态位点
上合并等位基因频率的 X2 统计结果。其中有 2 个
种群 CHLG2(灰绿型)和 CHLY8(黄绿型)在其多态
位点上的频率与Hardy-Weinberg 平衡规律没有显
著差异 ,是平衡种群。其它 9 个种群在不同位点上
与Hardy-Weinberg平衡有一定的偏离。在 6个多
态位点中 ,ADH 是平衡位点 。ACP 和 PGM 位点上
有 5个种群发生偏离 ,DIA-1位点有 4个种群不平
衡 ,SKD位点上有 2个种群不平衡 ,AAT -2位点仅
WLMGG表现多态 ,并且显著偏离 Hardy -Wein-
berg 平衡 。进一步对长岭灰绿型种群(CHG),五里
木种群(WLM)、长岭灰绿型与五里木种群(CWG)、
黄绿型种群(YYY)的合并分析(表 5),可发现一些
规律性变化:黄绿型种群有一个位点(DIA-1)极显
著偏离Hardy-Weinberg 平衡 ,而在这个位点上 ,各
类灰绿型种群都是平衡的 。灰绿型种群在 PGM 、
SKD和 ACP 位点上都显著或极显著偏离 Hardy -
Weinberg 平衡 ,但黄绿型种群的这几个位点都是平
衡位点。单种群分析时 , AAT -2 和 DIA -1 位点
上分别有 WLMYG 和 CHLG5 、CHLG6 、CHLG8 种
群发生偏离 ,但经合并种群为WLM 和 CHG后 ,这
2个位点在较大群体上都达到了平衡 。
1171 期　　　　　　　　　　　　　崔继哲等:松嫩草原羊草种群遗传分化的研究
　　表 2 羊草天然种群多态位点上的等位基因频率表
Table 2 Allele frequencies at polymorphic loci in 11 populations of Leymus chinensis
位　点
Loci
种　　　群　　 Populations
CHLG1 CHLG2 CHLG3 CHLG5 CHLG6 CH LG7 CHLG8 CHLY8 CHLY9 WLMGG WLM YG
AAT-1
(N) 48 24 27 31 34 27 33 35 22 44 43
A 1.000 1.000 .944 1.000 .971 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000
B .000 .000 .056 .000 .029 .000 .000 .000 .000 .000 .000
AAT-2
(N) 49 24 27 29 34 27 33 24 14 44 43
A .980 .917 .926 .948 .941 .593 1.000 1.000 1.000 .955 .930
B .020 .083 .074 .052 .059 .407 .000 .000 .000 .045 .047
C .000 .000 .000 .000 .000 .000 .000 .000 .000 .000 .023
ACP
(N) 49 23 24 24 33 24 31 32 22 43 42
A .602 .043 .104 .104 .106 .375 .532 .609 .545 .174 .048
B .296 .348 .229 .708 .667 .396 .306 .391 .455 .547 .440
C .102 .609 .667 .188 .227 .229 .161 .000 .000 .279 .512
ADH
(N) 18 21 27 31 32 27 32 34 22 23 23
A .278 .405 .519 1.000 .594 .593 .922 .000 .023 .891 .957
B .028 .143 .389 .000 .219 .241 .047 1.000 .977 .065 .043
C .694 .452 .093 .000 .188 .167 .031 .000 .000 .043 .000
DIA-1
(N) 22 23 28 31 34 27 33 35 22 43 43
A .182 .435 .161 .516 .250 .204 .424 .000 .341 .244 .384
B .500 .239 .446 .113 .397 .481 .379 1.000 .205 .395 .326
C .318 .326 .393 .371 .353 .315 .197 .000 .455 .360 .291
DIA-2
(N) 22 18 24 31 34 27 31 35 21 33 42
A 1.000 .833 1.000 1.000 1.000 1.000 .823 .500 .000 .939 .726
B .000 .167 .000 .000 .000 .000 .177 .500 1.000 .061 .274
PGM
(N) 48 23 28 29 21 25 30 34 22 41 43
A .115 .174 .000 .207 .000 .260 .300 .779 .909 .207 .198
B .698 .413 .375 .741 .595 .560 .433 .206 .091 .720 .791
C .188 .413 .625 .052 .405 .180 .267 .015 .000 .073 .012
SKD
(N) 47 24 27 31 34 27 33 33 22 44 41
A .287 .021 .407 .290 .412 .370 .288 .076 .455 .216 .329
B .383 .396 .111 .081 .088 .019 .000 .667 .500 .273 .159
C .266 .542 .241 .419 .338 .537 .712 .091 .045 .364 .463
D .064 .042 .241 .210 .162 .074 .000 .167 .000 .148 .049
2.3　遗传多样性
表 6所示为羊草 11个种群在 15个位点上遗传
变异性参数的估值。从反映种群遗传多样性的 3个
指标:每个位点上的平均等位基因数(A)、多态位点
百分率(P)和期望杂合度(He)上可以看出 ,五里木
草场的 2个种群与长岭草场的灰绿型种群的遗传多
样性是基本一致的 ,A 值变化于 1.7 ～ 1.9之间 , 9
个种群平均为 1.8;P值介于 33.3 ～ 46.7之间 ,平均
为 43.0±4.87;He 的估值变动于 0.151 ～ 0.236 ,
平均 0.198±0.03。黄绿型 2 个种群的各项指标分
别为 A=1.5 , P =30 , He=0.127 ,明显低于灰绿型
的不同种群及其灰绿型种群平均值 ,说明黄绿型种
118 　　　　　　植　　物　　研　　究　　　　　　　　　　　　　　　　　　21 卷
群的遗传多样性比灰绿型低 ,这与前文[ 5]仅对长岭 地区微生境种群的分析结果一致。
　　表 3 羊草不同类型种群多态位点上的等位基因频率
Table 3　Allele frequencies at polymorphic loci in different types of populations of L.chinensis
位　点
Loci
种　　群　　 Population
CHG TCH YYY WLM CWG T TT
AAT-1
(N) 224 281 57 87 311 368
A .989 .991 1.000 1.000 .992 .993
B .011 .009 .000 .000 .008 .007
AAT-2(N) 223 261 38 87 310 348
A .913 .925 1.000 .943 .921 .930
B .087 .075 .000 .046 .076 .068
C .000 .000 .000 .011 .003 .003
ACP(N) 208 262 54 85 293 347
A .310 .366 .583 .112 .253 .304
B .413 .414 .417 .494 .437 .434
C .276 .219 .000 .394 .311 .262
ADH(N) 188 244 56 46 234 290
A .654 .506 .009 .924 .707 .572
B .154 .346 .991 .054 .135 .300
C .191 .148 .000 .022 .158 .128
DIA-1(N) 198 255 57 86 284 341
A .316 .275 .132 .314 .315 .284
B .361 .435 .693 .360 .361 .416
C .323 .290 .175 .326 .324 .299
DIA-2(N) 187 243 56 75 262 318
A .955 .807 .313 .820 .916 .810
B .045 .193 .688 .180 .084 .190
PGM(N) 204 260 56 84 288 344
A .152 .298 .830 .202 .167 .275
B .561 .475 .161 .756 .618 .544
C .287 .227 .009 .042 .215 .182
SKD(N) 223 278 55 85 307 363
A .303 .288 .227 .271 .293 .284
B .164 .250 .600 .218 .179 .242
C .424 .354 .073 .412 .422 .368
D .110 .108 .100 .100 .106 .106
　　将表 6 与前文[ 5 , 6] 相应的结果对比后发现 ,采
用本分析的各项指标结果明显低于前文中所用的方
法计算的结果。由于前文[ 5 ,6]中将表现“固定杂合
性”的位点 EST 和 PGI-2都作为杂合位点计算 ,该
位点的杂合度达到最大 ,为 100%,而本文将“固定
杂合性”位点处理为 2个单态位点 ,加大了单态位点
的比重 ,因而反映遗传多样性的各项指标降低是必
然的。对异源四倍体植物来讲 ,由于其功能上与二
倍体植物相似 ,因而采用以二倍体物种为对象的分
析方法当是可行的 ,许多分析并未特别关注材料的
倍性差异 。目前的分析中 ,涉及到的问题主要是“固
定杂合性”位点的处理。流行的统计方法有三种:一
为前文[ 5 ,6]所用的分析方法[ 8] ,二为将固定杂合性
位点处理为一个单态位点①, 三是本文所用的方
法[ 7] 。我们认为 ,本文的处理方法应当更为合理 ,
特别是当进行异源四倍体与其祖先亲本的比较分析
时 ,此法更说明问题。前文[ 1 , 2] 的分析方法则夸大
了杂合子的作用 ,这也是前文[ 2] 中各种群皆表现出
杂合子过量的一个重要原因。因此 ,本文对 11个种
群重新计算了各项参数估值(表 6)。虽然这 2种方
法计算的数值相差都在 30%以上 ,但二者反映出的
趋势基本是一致的。特别是在种和种群水平上的遗
传多样性估值仍都高于植物种(P =0.50 , He=0.
15)和种群水平(P =0.34 , He=0.11)的平均值[ 9] ;
与相同生活史特性的植物平均值[ 9]相比 ,其 He 值
也在平均值之上 ,但 P 较平均值略低。由此计算进
一步明确羊草种群的遗传多样性水平很高。
1191 期　　　　　　　　　　　　　崔继哲等:松嫩草原羊草种群遗传分化的研究
① Sun mei ,个人交流。
表 4 羊草 11个种群的Hardy-Weinberg 平衡检测
Table 4 Chi-square test for deviation from Hardy-Weinberg equilibrium
基因位点
Gene loci
种　　　群
Population
最常见基因纯合子
Homozygotes fo r
most common allele
常见不常见杂合子
Commm/ rare
heterozy gotes
不常见纯合子
和其它杂合子
Rare homozygo tes/
other heterzy gotes
X2
AAT-2 WLMYG 38/37.2 4/5.6 1/ 0.2 4.342＊
ACP
CH LG1
CH LG2
CH LG3
CH LG5
CH LG6
CH LG7
CH LG8
WLMGG
WLMYG
18/17.6
9/8.4
14/10.6
14/11.9
19/14.6
6/3.7
10/8.7
17/12.7
12/10.9
23/23.7
10/11.2
4/10.9
6/10.1
6/14.9
7/11.8
13/15.7
13/21.6
19/21.2
8/ 7.6
4/ 3.4
6/ 2.6
4/ 1.9
8/ 3.6
11/ 8.6
8/ 6.7
13/ 8.7
11/ 9.9
0.046
0.277
10.141＊＊4.239＊
12.23＊＊
4.08＊
0.941
6.947＊＊
0.479
ADH
CH LG1
CH LG2
CH LG3
CH LG6
CH LG7
CH LG8
WLMGG
7/8.6
4/4.2
9/7.1
11/11.2
7/9.4
27/27.2
18/18.2
11/ 7.9
11/10.7
10/13.7
16/15.7
18/13.3
5/4.7
5/4.6
0/ 1.6
6/ 6.2
8/ 6.1
5/ 5.2
2/ 4.4
0/ 0.2
0/ 0.2
3.117
0.023
2.074
0.014
3.546+
0.181
0.268
DIA-1
CH LG1
CH LG2
CH LG3
CH LG5
CH LG6
CH LG7
CH LG8
CHLY9
WLMGG
WLMYG
5/5.4
2/4.2
5/5.5
2/8.1
8/5.2
4/6.1
1/5.8
1/4.4
5/6.6
4/6.2
12/11.3
16/11.6
15/14.1
28/15.7
11/16.5
18/13.7
26/16.4
18/11.2
24/20.8
25/20.6
5/ 5.4
5/ 7.2
8/ 8.5
1/ 7.1
15/ 12.2
5/ 7.1
6/10.8
3/ 6.4
14/ 15.6
14/ 16.2
0.101
3.563+
0.121
19.449＊＊
3.924＊
2.702
11.798＊＊
8.653＊＊
1.044
2.040
PGM
CH LG1
CH LG2
CH LG5
CH LG7
CH LG8
CHLY8
WLMGG
WLMYG
31/23.3
6/3.8
19/15.8
13/7.7
9/5.5
21/20.6
23/21.1
31/26.8
5/20.5
7/11.4
5/11.3
2/12.6
8/14.9
11/11.9
13/16.8
6/14.4
12/ 4.3
10/ 7.8
5/ 1.8
10/ 4.7
13/ 9.5
2/ 1.6
5/ 3.1
6/ 1.8
28.208＊＊
3.592+
9.568＊＊
18.438＊＊
6.75＊＊
0.192
2.135
15.358＊＊
SKD
CH LG1
CH LG2
CH LG3
CH LG5
CH LG6
CH LG7
CHLY8
CHLY9
WLMGG
WLMYG
13/6.8
8/6.9
2/4.4
7/5.3
2/5.6
10/7.7
13/14.6
4/5.3
8/5.7
11/8.7
10/22.5
10/12.2
18/13.3
12/15.3
24/16.7
9/13.7
18/14.9
14/11.2
16/20.6
16/20.6
24/ 17.8
6/ 4.9
7/ 9.4
12/ 10.3
8/11.6
8/ 5.7
2/ 3.6
4/ 5.4
20/ 17.7
14/ 11.7
14.808＊＊
0.797
3.546+
1.524
6.664＊＊
3.282+
1.494
1.37
2.252
2.126
120 　　　　　　植　　物　　研　　究　　　　　　　　　　　　　　　　　　21 卷
表 5 羊草不同类型种群的 Hardy-Weinberg 平衡检测
Table 5　Chi-square test for deviation from Hardy-Weinberg in different types of populations
基因位点
Gene loci
种 　　群
Populations
最常见基因纯合子
Homozygotes fo r
most commmallele
O/ E
常见不常见杂合子
Commm/ rare
Heterozy go tes
O/E
不常见纯合子
和其它杂合子
Rare homzygotest
other hetenzygotes O/ E
X2
AAT-2 WLMCWG
T TT
78/77.3
267/262.9
305/300.7
8/9.5
37/45.2
37/45.6
1/0.26
6/ 1.9
6/ 1.7
2.343
10.400＊＊
12.657＊＊
ACP
CHG
TCH
WLM
CWG
T TT
58/35.4
66/44.8
26/20.6
84/55.8
92/65.2
56/101.1
85/127.4
32/42.7
88/144.4
117/170.7
94/ 71.4
111/ 89.8
27/ 21.7
121/ 92.8
138/ 111.2
41.632＊＊
29.118＊＊
5.435＊
44.866＊＊
34.441＊＊
ADH
CHG
TCH
WLM
CWG
T TT
88/80.4
88/62.4
39/39.2
127/116.9
127/94.9
70/85.3
71/122.2
7/6.5
77/ 97
78/142.2
30/ 22.4
85/ 59.4
0/ 0.2
30/ 19.9
85/ 52.9
6.075＊
43.041＊＊
0.265
10.090＊＊
59.328＊＊＊
DIA-1
CHG
TCH
YYY
WLM
CWG
T TT
28/25.7
65/48.2
37/27.3
10/11.1
38/36.9
75/59.0
87/91.6
92/125.6
5/24.5
42/39.9
129/131.2
134/ 166
83/ 80.7
98/ 81.2
15/ 5.3
34/ 35.1
117/ 115.9
132/116
0.501
18.332＊＊
36.963＊＊
0.246
0.083
12.698＊＊
PGM
CHG
TCH
YYY
WLM
CWG
T TT
96/64.1
98/58.5
40/38.5
54/47.9
150/109.9
152/101.5
37/100.7
51/129.9
13/15.9
19/31.2
56/136.2
70/170.9
71/ 39.1
111/ 71.5
3/ 1.5
11/ 4.9
82/ 41.9
122/ 71.5
82.059＊＊
96.316＊＊
1.973
13.085＊＊
100.257＊＊
120.305＊＊
SKD
CHG
TCH
YYY
WLM
CWG
T TT
57/39.9
57/34.8
17/19.7
19/14.3
76/54.5
76/ 49
75/109.2
83/127.4
32/ 26.642
32/41.4
107/149.9
115/ 169
91/ 73.9
138/ 115.8
6/8.679
34/ 29.3
124/ 102.5
172/145
21.935＊＊
33.939＊＊
2.269
4.452＊
25.308＊＊
27.215＊＊
2.4　固定指数
Wright固定指数 F(Fis)[ 10] 是理论期望杂合度
与实际杂合体比率差值大小的度量指标 ,也称为杂
合子过量或缺乏系数 ,是反映种群配子相互关系的
参数 ,可用来检测种群多态基因位点偏离 Hardy -
Weinberg 的程度 。当群体中杂合度过量时 ,F <0;
而当纯合体过量时 ,F>0。表 7显示的是羊草 11个
种群多态位点上的固定指数。不难发现 ,许多位点
都是非零 F 值 , PGM 位点最为明显 。CHLY8 的 4
个位点上 F 都为负值 ,其它种群在不同位点则有正
有负 。平均而言 , PGM 、AAT -1 、ACP 、SKD 和
AA T-2为正值 ,表明在这些位点上杂合子缺乏 ,而
DIA-1 、DIA-2显现负值 ,说明这 2个位点上则杂
合子过量。从种群角度看 ,黄绿型的 2个种群都为
负值 ,表明杂合子过量 ,9个灰绿型种群 F 值却是正
值 ,说明杂合子缺乏 。
由表 8 可看出更明显的规律:在可比较的 6 个
位点上 ,有 4个位点即ACP 、DIA-2 、SKD和DIA-
1 ,黄绿型种群 F 值小于 0时 ,各类灰绿型种群 F 值
都大于 0;黄绿种群大于 0的位点 ,灰绿型种群则小
于 0。这表明黄绿型种群杂合子过量的位点 ,灰绿
型种群则杂合子不足 ,而黄绿型种群杂合子缺乏的
位点 ,灰绿型种群却杂合子过量 。在 PGM 位点上 ,
黄绿型 、灰绿型种群 F 值都大于 0 ,但黄绿型种群 F
值远小于灰绿型种群 。
2.5　遗传分化
据Nei法[ 11]估算了两两种群间的无偏遗传距
离和无偏遗传一致度(表 9)。由表 9 清楚可见 ,灰
1211 期　　　　　　　　　　　　　崔继哲等:松嫩草原羊草种群遗传分化的研究
绿型和黄绿型两种类型种群间的遗传一致度明显小
于灰绿型或黄绿型相同类型种群间的值 。灰绿型种
群间遗传一致度范围为 0.929 ～ 0.992 ,黄绿型种群
间遗传一致度为 0.938;两种类型种群间遗传一致
度都低于 0.9 ,变幅 0.788 ～ 0.873。种群间的遗传
距离表现出了完全一致的规律 。种群间的遗传距离
与地理距离之间没有相关 。五里木的种群与地理距
离较远的长岭腰井子的灰绿型各种群间 、同为腰井
子的灰绿型各种群间的遗传距离都很相近 ,最远不
超过 0.074;而同为风砂土上且相邻分布 ,但叶色类
型不同的两个种群(CHLG8和 CHLY8)间遗传距离
却达 0.161 ,其值是前者的 2倍以上 ,说明两种类型
种群间有极明显的分化。
表 6 羊草 11个种群的遗传变异(括号内是标准差)
Table 6 Genetic v ariability at 15 loci in 11 populations standard errors in parentheses
种 　　群
Population
样本数
Sample size
等位基因数
No.of alleles
多态位点百分率
P.of loci
polymo rphic
观察杂合度
Observed
heterozygosity
预期杂合度
Expected
hetenozygosity
CHLG 1
CHLG 2
CHLG 3
CHLG 5
CHLG 6
CHLG 7
CHLG 8
CHLY8
CHLY9
WLMGG
WLMYG
长岭灰绿型平均
五里木种群平均
灰绿型种群平均
黄绿型种群平均
11 个种群平均
种水平平均
43
23
27
30
33
27
33
34
21
42
41
(CHG)
(WLM)
(CWG)
(YYY)
(T TT)
1.8(0.3)
1.9(0.3)
1.8(0.3)
1.8(0.3)
1.8(0.3)
1.8(0.3)
1.7(0.2)
1.5(0.2)
1.5(0.2)
1.9(0.3)
1.9(0.3)
1.8
1.9
1.8
1.5
1.75
40.0
46.7
46.7
33.3
46.7
40.0
40.0
26.7
33.3
46.7
46.7
41.9
46.7
43.0
30.0
40.6
53.3
0.162(0.069)
0.207(0.069)
0.153(0.062)
0.143(0.073)
0.170(0.065)
0.210(0.075)
0.177(0.069)
0.168(0.081)
0.145(0.075)
0.162(0.062)
0.146(0.059)
0.175(0.03)
0.154(0.01)
0.170(0.02)
0.157(0.02)
0.168(0.02)
0.189(0.072)
0.230(0.074)
0.211(0.072)
0.151(0.065)
0.206(0.073)
0.236(0.078)
0.185(0.069)
0.125(0.056)
0.128(0.061)
0.189(0.071)
0.189(0.067)
0.201(0.03)
0.189(0.00)
0.198(0.03)
0.127(0.002)
0.185(0.04)
0.243
　　进一步估计算了 8个多态位点各位点上的种群
遗传一致度 ,可见不同类型种群间的遗传分化主要
发生在 ADH 、DIA-2和 PGM 等位点上(表 10)。
其中在 DIA-2位点 ,黄绿型CHLY9种群与灰绿型
的种群 CHLG1 、CHLG3 、CHLG5 、CHLG6 、CHLG7
间完 全 不 同 , 与 CHLG2 、 CHLG8 、 WLMGG 、
WLMYG间遗传一致度也很低 ,分别仅为 0.197 、0.
212 、0.064 和 0.354;在 PGM 位点 ,黄绿型的两个
种群 CHLY8和 CHLY9与灰绿型各种群的遗传一
致度变化于 0.052 ～ 0.700 之间 ,多数值低于 0.
500;在 ADH 位点 , 黄绿型两种群与灰绿型种群
CHLG1 、CHLG5 、CHLG8 、WLMGG 、WLMYG 间相
距甚远 ,其遗传一致度值未超过 0.1;此外 ,在这一
位点上 ,灰绿型种群 CHLG1 和 CHLG3 、CHLG5 、
CHLG8 、WLMGG 、WLMYG 间遗传一致度也都很
低 ,其值<0.500。可以看出 ,正是由于这些位点上
种群间的分异 ,决定了种群间的遗传关系。
根据种群间遗传相似度进行 UPGMA聚类(图
1)。总体上 ,羊草 11 个种群可以聚为两大类 ,一类
为黄绿型 2个种群 ,另一类是灰绿型 9 个种群 。灰
绿型 9个种群又可再聚为明显二类 ,遗传相似度最
大的 3 个种群 CHLG5和 WLMGG 及WLMYG 首
先聚在一起 ,而后又与 CHLG7 及 CHLG8相聚;土
壤盐碱度高 、群落组成相似度大的 3个种群 CHLG3
和 CHLG6与 CHLG2明显聚为一类;上述二类在相
似度 0.961处聚合 ,最后在 0.947水平上与 CHLG1
种群相聚。由上述分析可以看出 ,灰绿型和黄绿型
无疑是两类明显不同的种群 ,它们在遗传结构上已
122 　　　　　　植　　物　　研　　究　　　　　　　　　　　　　　　　　　21 卷
存在明显分化。在灰绿型种群内 ,生态环境相似的 种群间遗传一致度更高些 ,地理距离并不主要。
　　表 7 羊草 11个种群的固定指数
Table 7 Fixation index in 11 Populations of Leymus chinensis
种　　群
Populations
AAT-1 AAT-2 ACP ADH DIA-1 DIA-2 PGM SKD 平　均
Mean
CHLG1
CHLG2
CHLG3
CHLG5
CHLG6
CHLG7
CHLG8
CHLY8
CHLY9
WLMGG
WLMYG
平　均 Mean
-
-
-0.059
-
1.000
-
-
-
-
-
-
0.314
-0.021
-0.091
-0.080
-0.055
-0.062
-0.080
-
-
-
-0.048
0.295
0.028
0.130
0.056
0.407
0.447
0.508
0.167
0.243
-0.247
0.083
0.412
0.121
0.212
-0.389
0.065
0.352
-
0.114
-0.184
-0.063
-
-0.023
-0.090
-0.045
-0.001
-0.255
-0.209
-0.094
-0.604
0.192
-0.298
-0.330
-
-0.359
-0.173
-0.053
-0.213
-
0.200
-
-
-
-
-0.216
-1.000
-
-0.065
0.581
-0.179
0.776
0.377
0.924
0.574
0.111
0.591
0.590
-0.009
0.450
0.213
0.584
0.484
0.389
0.087
0.055
0.017
-0.078
0.218
-0.404
-0.121
-0.344
0.248
0.174
0.047
0.133
0.077
0.258
0.051
0.161
0.094
0.029
-0.371
-0.159
0.1331
0.203
0.080
表 8 羊草不同类型种群的固定指数
Table 8 Fixation index in different types of populations
种　　群
Population
AAT-1 AAT-2 ACP ADH DIA-1 DIA-2 PGM SKD
CHG
TCH
YYY
WLM
CWG
TT T
0.393
0.395
-
-
0.395
0.396
0.185
0.196
-
-0.159
0.183
0.190
0.399
0.344
-0.105
0.300
0.385
0.353
0.251
0.503
-0.009
-0.064
0.261
0.513
-0.146
-0.024
0.293
-0.101
-0.132
-0.041
0.076
0.341
-0.455
0.503
0.355
0.377
0.636
0.654
0.122
0.383
0.598
0.624
0.175
0.188
-0.110
0.227
0.191
0.198
表 9 羊草 11个种群的遗传一致度和遗传距离
Table 9 Genetic identity and genetic distance between populations of Leymus chinensis
种　　群
Population
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1　CHLG1 — .957 .939 .929 .962 .961 .943 .873 .816 .956 .929
2　CHLG2 .043 — .970 .947 .969 .958 .953 .853 .829 .964 .961
3　CHLG3 .063 .031 — .938 .981 .963 .944 .851 .806 .959 .950
4　CHLG5 .074 .054 .065 — .979 .964 .971 .802 .788 .992 .985
5　CHLG6 .038 .031 .019 .021 — .981 .966 .850 .812 .987 .971
6　CHLG7 .040 .043 .038 .037 .020 — .974 .866 .819 .978 .964
7　CHLG8 .059 .048 .057 .030 .035 .026 — .851 .828 .977 .974
8　CH LY8 .135 .159 .161 .221 .162 .144 .161 — .938 .855 .831
9　CH LY9 .204 .188 .215 .239 .209 .199 .189 .064 — .815 .819
10　WLMGG .045 .036 .042 .008 .013 .023 .023 .157 .205 — .992
11　WLMYG .073 .039 .052 .015 .029 .036 .026 .186 .200 .008 —
1231 期　　　　　　　　　　　　　崔继哲等:松嫩草原羊草种群遗传分化的研究
表 10 羊草不同种群在 3个差异较大的多态位点上的遗传一致度
Table 10 Single-locus genetic identity of 11 populations in Leymus chinensis
位点
Locus
种　群
Population
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
ADH
1CHLG1
2CHLG2
3CHLG3
4CHLG5
5CHLG6
6CHLG7
7CHLG8
8CHLY8
9CHLY9
10WLMGG
11WLMYG
＊＊＊＊
0.951
0.458
0.375
0.623
0.594
0.409
0.038
0.046
0.423
0.377
＊＊＊＊
0.777
0.662
0.892
0.876
0.698
0.234
0.249
0.714
0.672
＊＊＊＊
0.802
0.972
0.986
0.837
0.602
0.620
0.852
0.829
＊＊＊＊
0.909
0.908
1.000
0.000
0.023
0.999
1.000
＊＊＊＊
1.000
0.935
0.335
0.356
0.947
0.924
＊＊＊＊
0.935
0.369
0.390
0.946
0.924
＊＊＊＊
0.051
0.074
1.000
1.000
＊＊＊＊
1.000
0.073
0.045
＊＊＊＊
0.096
0.069
＊＊＊＊
1.000 ＊＊＊＊
DIA-2
1CHLG1
2CHLG2
3CHLG3
4CHLG5
5CHLG6
6CHLG7
7CHLG8
8CHLY8
9CHLY9
10WLMGG
11WLMYG
＊＊＊＊
0.986
1.000
1.000
1.000
1.000
0.981
0.712
0.000
0.999
0.999
＊＊＊＊
0.986
0.986
0.986
0.986
1.000
0.843
0.197
0.998
0.996
＊＊＊＊
1.000
1.000
1.000
0.981
0.712
0.000
0.999
0.939
＊＊＊＊
1.000
1.000
0.981
0.712
0.000
0.999
0.939
＊＊＊＊
1.000
0.981
0.712
0.000
0.999
0.939
＊＊＊＊
0.981
0.712
0.000
0.999
0.939
＊＊＊＊
0.849
0.212
0.993
0.996
＊＊＊＊
0.712
0.757
0.921
＊＊＊＊
0.064
0.354
＊＊＊＊
0.961 ＊＊＊＊
PGM
1CHLG1
2CHLG2
3CHLG3
4CHLG5
5CHLG6
6CHLG7
7CHLG8
8CHLY8
9CHLY9
10WLMGG
11WLMYG
＊＊＊＊
0.886
0.720
0.986
0.948
0.984
0.914
0.403
0.252
0.989
0.974
＊＊＊＊
0.955
0.793
0.971
0.926
0.982
0.472
0.359
0.812
0.753
＊＊＊＊
0.560
0.926
0.704
0.783
0.149
0.052
0.583
0.517
＊＊＊＊
0.847
0.984
0.891
0.511
0.366
1.000
1.000
＊＊＊＊
0.901
0.885
0.225
0.083
0.859
0.822
＊＊＊＊
1.000
0.630
0.497
0.990
0.964
＊＊＊＊
0.700
0.589
0.904
0.857
＊＊＊＊
0.994
0.517
0.486
＊＊＊＊
0.372
0.340
＊＊＊＊
1.000 ＊＊＊＊
3　结　论
通过等位酶技术 ,对 11个种群 370个个体的进
一步分析揭示 ,黄绿型和灰绿型 2类种群在等位基
因频率 、非平衡位点和 A 、P 、He 及固定指数 F 上明
显不同 。黄绿型种群的 A 、P 、He 皆低于灰绿型;黄
绿型种群 F<0 , 而灰绿型种群表现为F >0 ,这种差
异主要表现在 DIA-1 、PGM 、SKD和 ACP 位点上 。
种群间的遗传距离与地理距离之间没有相关 ,两种
类型间的遗传距离明显大于同类型远距离种群间的
距离;2类种群间的遗传分化主要发生在 ADH 、DIA
-2和 PGM 位点上。
124 　　　　　　植　　物　　研　　究　　　　　　　　　　　　　　　　　　21 卷
图 1　羊草 11个种群 UPGMA聚类图
Fig.1 UPMGA clustering based on genetic identity of
Leymus chinensis populations
参　考　文　献
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1251 期　　　　　　　　　　　　　崔继哲等:松嫩草原羊草种群遗传分化的研究