全 文 ：第 21 卷 第 3 期 植 物 研 究 2001年 7 月
Vol.21 No.3 BULLETIN OF BOTANICAL RESEARCH July , 2001
龙牙 木天然种群遗传多样性及遗传分化
王振月1 匡海学1 高 岩2 周福军3 李立芹3
(1.黑龙江中医药大学药学院 , 哈尔滨 150040)
(2.东北林业大学森林植物生态学开放研究实验室 ,哈尔滨 150040)
(3.哈尔滨市药材总公司人民药店动力分店 , 哈尔滨 150040)
摘 要 采用水平切片淀粉凝胶电泳测定东北地区分布的 4个龙牙 木种群的遗传结构。统计
分析了 10个酶系统的 11个位点 ,结果表明:龙牙 木种群内存在着丰富的遗传变异 ,多态位点百
分率 72.73%,等位基因平均数为 1.72 ,期望杂合度为 0.5617 ,遗传一致度和遗传距离为 0.9865
和 0.0133。这个结果与前文对其形态特征和薄层色谱特征分析所得结果基本一致 ,充分说明区
域龙牙 木属于同一种物种的两个变种 。
关键词 木 ,等位酶;种群分化;遗传变异;遗传结构;分类
GENETIC DIVERSITIES OF NATURAL POPULATIONS AND
GENETIC DIFFERENTIATION OF ARALIA ELATA
WANG Zhen-yue1 KUANG Hai-xue1 GAO Yan ZHOU Fu-Jun2 LI Li-qin2
(1.Hei long jiang Univ ersity of T raditional Chinese Medicine ,Harbin 150040)
(2.The banch o f people drug shop in DongLi Region , Harbin meteria Medica company Harbin 150040)
(3.The open Resenrch Labera tory of Foresrtry Pgu Ecology , Northeast Fo restry University.Harbin 150040)
Abstract The genetic st ructures of four Aral ia elata population were investigated using the method
of horizontal starch gel elect rophoresis.Eleven putative loci from ten enzyme systems were stat istical
analysis.The results showed very high genetic variabili ty in population of Aralia elata ,w ith percent-
age of polymorplic loci of 72.73%, an average number of alleles perlocus of 1.72 , the expected het-
rozygote w as 0.5617 , the meams of Genetic identi ty and genetic distance w ere 0.9865and 0.0133.
The results are basically in accordance w ith the results by analy sing the characters of morphology and
TLC.in the pretext.It indicated that the specimens are tw o varieties of the same species.
Key words Aralia;auenzyme;population differentiat ion;genetic variabili ty;genet ic st ructure;tax-
onomy
第一作者简介:王振月(1956-),男 ,硕士研究生导师 ,主要从事中药生药新资源的寻找与产品开发。
收稿日期:2001-2-16
龙牙 木(Aralia elata)为五加科(Araliaceae)
木属灌木植物 。主要分布东北地区。祖国医药学
中 ,以龙牙 木的根皮和树干皮入药 ,其性平味苦 ,
有小毒 ,具有补气安胎 、强筋滋肾 、祛风活血 、除湿止
痛的功效。许多学者对其叶进行研究 ,含有大量皂
甙类化学成分 ,具有一定的细胞毒性作用 ,对肉瘤
S180和肝癌 H22细胞具有较强的杀伤作用 ,可明显抑
制它们的生长。
东北地区的龙牙 木在形态上分为 2个类群 ,
经过主要分类特征的数量和化学成分的薄层色谱比
较[ 1 ,2] 。证明了东北地区的龙牙 木属一物种的 2
个变种。但对其遗传结构的研究 ,尚未见报道 。
1 材料和方法
1.1取样
根据龙牙 木在我省的分布情况 ,以虎林县东
方红林业局 ,伊春市桃山林业局 ,尚志市帽儿山 ,五
常市沙河子作为样地 ,选取 4个种群(表 Ⅰ),每个种
群随机采集 30个样本。由于龙牙 木为灌木多年
生木本植物 ,为了避免采集的植株可能来自一个母
体 ,采集样本间距在 50米以上 。采集植株顶端幼芽
带回实验室备用 。
表 1 种群及生境
Table l Population and Environment
序号 种群
Popula tion
种群代码
Populationcode name
生境
environment
1 桃山 Ta 林内
2 沙河子 Sh 林缘和空地
3 东方红 Do 林内
4 帽儿山 Ma 林缘和空地
1.2 制备酶溶液和电泳
低温条件下用酶提取缓冲液从幼芽中研磨提
取 ,在酶提取液中加入 6mm ×2mm 的滤纸片制成
芯子 ,用于电泳时点样。电泳采用水平切片淀粉凝
胶电泳 ,具体方法参照王中仁(1996)[ 3] 。
1.3 遗传分析方法和统计分析方法
应用 BIOSYS-1套装软件计算分析 ,均为常规
方法 。
2 结果分析
在研究中 ,共检测到 11种酶 14个位点(表 2)。
其中在各个种群中都表现稳定的有 10种酶 11个位
点 ,即 AAT 、ACP 、ADH 、DIA 、ES T 、IDH 、PGE 、PGI
和 PGM 等 。
表 2 10种等位酶系统的名称所用电泳系统位点数
Table 2 Twelve allele systems their abbreviation and buffer systems used in eletrophoretic analysis and
locus number
Allele Abbreviation Bffer system Loci
天冬氨酸转氨酶 Aspar tate arninotronsferase AAT #12 2
磷酸脱氢酶 Acid phosphatase ACP #12 1
乙醇脱氢酶 Aalcohl dehydrogenase ADH # R 1
还原型辅酶 I 心肌黄酶 NADH-Diaphorase DIA #12 2
酯酶 Esteras EST #1 1
异柠檬酸脱氢酶 Isocitrate dehydrogenase IDH #1 1
磷酸葡萄糖酸脱氢酶 Phosphog luconte dehydrogenase PGD #1 2
磷酸葡萄糖酸异构酶 Phosphogluciosonerase PG I #1 1
磷酸葡萄糖酸变位酶 Phosphoglucomutase PGM
2.1 龙牙 木的遗传变异水平
表 3给出了龙牙 木种群遗传变异参数 。龙牙
木种群的 P =52.48%, A=1.72 , He=0.1682 与
植物种群遗传变异水平的平均值(P =59.2%,A =
1.53 ,He=0.11[ 4]相比 ,要低一些。4个种群的多态
位点百分率表现不一致 ,其中桃山种群为81.82%,
帽儿山种群为 45.45%,等位基因平均数桃山种群
为 1.81 ,帽儿山种群为 1.45 ,预期杂合度 0.0485 ～
0.1853之间 ,说明各种群的遗传多样比较低 ,各个
种群之间具有遗传变异 ,但种群间有一定的差异。
4213 期 王振月等:龙牙 木天然种群遗传多样性及遗传分化
表 3 龙牙 木种群遗传变异参数
Table 3 Genetic diversity values in seven population of Aralia elata
种群
Population
样本数/位点
Mean sample
Size per locus
多态位点百分率
Percent O f Loci
Polymorphic
等位基因平均数
Mean NO.of
alleles per locus
杂合体比例 Heterozygosity
实测值 Direct Hardyweibery
Count(Ho) expected(He)
桃山 1 30 81.82 1.81 0.7848 0.1779
沙河子 2 30 81.82 1.81 0.7636 0.1853
东方红 3 30 81.82 1.81 0.8303 0.1500
帽儿山 4 30 45.45 1.45 0.9485 0.0485
平均(Mean) 30 72.73 1.72 0.8318 0.5617
2.2 龙牙 木的遗传分化
表 4给出了龙芽 木各位点在种群内种群间的
F 值 。种群之间的 F 值为 0.0687 ,也就是说种群间
的变异仅占总变异的 6.87%,大多数(93.13%)变
异存在于种群内部。
表 4 龙牙 木种群的 F 值统计
Table 4 Summary of F-Statistics at all loci
Locus F(is) F(it) F(st)
ADH-1 -0.1085 -0.0714 0.0335
ACP-1 -0.0970 -0.0573 0.0363
ACP-2 -0.1203 -0.0811 0.0350
PGI-1 -0.2266 -0.1111 0.0941
PGI-2 -0.4221 -0.2435 0.1256
AAT-1 -0.1342 -0.0909 0.0382
ES T-1 -0.2797 -0.1707 0.0852
ES T-2 -0.1144 -0.0860 0.0255
IDH-1 -0.2017 -0.1321 0.0580
LAP-1 -0.0169 -0.0081 0.0084
LAP-2 *** *** 0.0000
Mean- -0.2180 -0.1343 0.0687
龙牙 木种群间的遗传一致度(Ⅰ)和遗传距离
(D)见表 5。4个种群的遗传一致度平均为 0.9865 ,
最大的为 0.9953 ,最小的为 0.9830 ,表明龙牙 木
种群间相似度较高 ,各种群间的遗传距离小 ,平均为
0.0133 ,说明各种群间的遗传分化程度低。
表 5 龙牙 木的遗传一致度(Ⅰ)与遗传距离(D)
Table 5 Genetic identity and genetic distance of Aralia elata
1 2 3 4
1 *** 0.9856 0.9864 0.9830
2 0.0145 *** 0.9875 0.9830
3 0.0137 0.0126 *** 0.9953
4 0.0171 0.0172 0.0048 ***
3 讨论
从对龙牙 木 4个种群 120个个体的等位酶分
析结果看出 ,龙牙 木的遗传变异水平较高。多态
位点百分率 P在 81.82%～ 45.45%之间 ,平均每个
422 植 物 研 究 21 卷
等位基因平均数 A为 1.72 ,预期杂度 He平均为 0.
5617 ,种群间的遗传分化系数 Fst为 0.0687 ,这均高
于植物种群遗传变异的平均数 。
用UPGMA对 4 个种群的遗传距离进行了聚
类。从聚类结果(图 1)上看 ,东方红和帽儿山的种
群聚在一起 ,桃山和沙河子种群聚在一起 ,说明龙牙
木的遗传变异与其他地理分布有一定的相关性 。
从不同地点龙牙 木的遗传距离上看 ,可分为 2 个
相互之间具有一定联系的大类群。这一结果与前文
所做的化学成分分析结果基本一致 。证明了东北地
图 1 4个龙牙 木种群遗传距离聚类图
Fig 1 Upgma chustering based on genetic distance of 4
Aralia elata populations
区的龙牙 木属于同一物种的 2个变种 。
参 考 文 献
1.叶万辉 , 匡海学 , 王振月等.龙牙 木种群分化(Ⅱ)薄
层色谱的取类分析.植物研究 , 1999 , 19(2):207 ～ 212
2.叶万辉 ,匡海学 , 委彦明等.龙牙 木种群分研究(Ⅰ)主
要分类特征的数量分析.1996 , 16(4)417～ 484
3.王中仁.植物等位酶分析.北京:科学出版社 , 1996
4.Harmrik J 1.et al , Allozyme diversity in Plant Species。 I n
Brown A H D et al.Eds.Plant Popullation Genetics Breeding
and Gene tic Resources Sunderland:Sinaure Associates , 1989 ,
43～ 63.
4233 期 王振月等:龙牙 木天然种群遗传多样性及遗传分化