全 文 ：书西北植物学报!
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文章编号$
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%
-
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收稿日期$
!"#$)"%)##
&修改稿收到日期$
!"#$)"$)%"
基金项目$国家自然科学基金"
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!
%#!&"!$#
#&国家基础条件平台教学标本资源共享平台"
122
3
$%%
401+/56+786+50
%#
作者简介$沈呈娟"
#9(9
#!女!在读硕士研究生!主要从事植物系统分类方向研究
:)4;.<
$
=
525/5
-!
/.0;+5>4
"
通信作者$周颂东!副教授!硕士生导师!主要从事植物分类与系统进化相关方面研究
:)4;.<
$
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!
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60+5>4
宝兴百合与匍茎百合遗传多样性的
$%%&
分析
沈呈娟!周颂东"!何兴金
"四川大学 生命科学学院!生物资源与生态环境教育部重点实验室!成都
,#"",$
#
摘
!
要$利用
*
条
ABBC
引物对宝兴百合"
!"#"$%&$()*+*,"
#
9
个居群和匍茎百合"
!"#"$%#)-./-
0
,-1,
#
%
个居群
的遗传多样性进行了初步检测结果表明$"
#
#宝兴百合在物种水平上多态位百分率"
223
#为
9&+!,D
!
E7.
(
/
基
因多样度"
4
#为
"+%"9(
!
B1;00>0
(
/
多样性信息指数"
4
/
3
#为
"+$,9$
&匍茎百合在物种水平上多态位百分率
"
223
#为
#""D
!
E7.
(
/
基因多样度"
4
#为
"+%%9"
!
B1;00>0
(
/
多样性信息指数"
4
/
3
#为
"+*"%"
!均略高于宝兴百
合"
!
#宝兴百合与匍茎百合的遗传多样性在居群水平上相对较低&宝兴百合和匍茎百合居群间遗传分化系数
"
5
/2
#分别为
"+,$!*
和
"+*,%&
!表明
!
个物种居群间的遗传分化大于居群内的遗传分化"
%
#经
F;027<
检测!两
种居群间的遗传距离与地理距离均不存在显著的相关性"宝兴百合
*G"+!,%&
!
2G"+($$"
&匍茎百合
*G"+#"$!
!
2G"+,9*"
#&宝兴百合与匍茎百合的遗传多样性及遗传分化现状可能是两者的生活史特性)地理隔离等作用的结
果"
$
#
HIJFK
聚类结果显示!宝兴百合与匍茎百合在分子水平上出现了明显分化!支持二者是独立的物种
关键词$宝兴百合&匍茎百合&
ABBC
&遗传多样性
中图分类号$
L&(9
文献标志码$
K
()(*#+,#-(./#*
0
"11-*-23.2"4$(#()-2)!
1-*-23*$/5&/
6
)/7)&(-(23(!4
0
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BM:EN170
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M:Q.0
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N170
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N1.0;
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3
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3
>
3
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3
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ABBC
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+
"
#
#
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217
3
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3
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3
1.5<>5.
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223
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3
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4
#
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"
4
/
3
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U7/
3
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0
,-1,
!
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8.57/Z7U7V>6082>T7#""D
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"+%%9";08"+*"%"
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U7/
3
752.X7<
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"
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7072.58.VV7U702.;2.>0;)
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3
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3
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1
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7072.58.VV7U702.;2.>0;4>0
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"
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#)-./-
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,-1,
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217F;027<27/2/1>Z780>/.
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0.V.5;025>UU7<;2.>0T72Z770
?
7072.5;08
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U;
3
1.58./2;057/+
Y17
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7072.58.X7U/.2.7/;0821756UU702
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7072.58.VV7U702.;2.>0>V!7&$()*+*,";08!7#)-./-
0
,-1,4.
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12
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!
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U;
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"
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7072.58.VV7U702.;2.>0T72Z770!7&$()*+*,";08!7#)-./-
0
,-1,;24><756)
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!
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33
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217X.7Z21;2217
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3
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3
75.7/+
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0
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&
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0
,-1,
&
ABBC
&
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7072.58.X7U/.2
=
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宝兴百合"
!"#"$%&$()*+*,"
#和匍茎百合
"
!"#"$%#)-./-
0
,-1,
#隶属于百合科"
S.<.;57;7
#百
合属"
!"#"$%
#!为中国特有种两者均具走茎!叶散
生!形态上十分相似!在较早的研究中宝兴百合和匍
茎百合被作为同一个物种处理!命名为宝兴百合*#+
而,
]<>U;>VN1.0;
-将宝兴百合和匍茎百合作为
!
个单独成立的种处理!书中描述宝兴百合花被片白
色!有紫色斑点&而匍茎百合花被片为粉红色!具深
红色斑点*!+宝兴百合与匍茎百合具有明显的地理
间断!大致以四川和云南交界的大雪山为界!分布于
大雪山以北至甘肃南部地区的类群为宝兴百合!而
分布于大雪山以南的云南和西藏东南部地区的类群
则为匍茎百合*%+前人对宝兴百合和匍茎百合的细
胞核型*$)*+)花粉形态*,+)叶表皮微形态*&+等方面均
有过研究核型研究表明!宝兴百合居群间存在核
型多型性!种内分化比较剧烈*$+较早的研究中宝
兴百合和匍茎百合被作为同一个物种处理!而对两
者在分子水平上的系统发育与生物地理学研究中!
基于
AYB
序列系统发育树上这
!
个种构成单一的
一支!在
!
个种多个居群的系统发育分析表明
!
个
种在分子水平上具有严格的界限但在叶绿体的系
统发育树上!这
!
个种虽然都属于
!/
8
(/
8
(/*$%
分
支!但并不成姊妹类群关系!
%)+9
的时间估算表明
宝兴百合分化的时间要早于匍茎百合*(+而从居群
生物学角度!按照个体取样!对形态近似且分子系统
发育亲缘关系密切的近缘种间在居群水平的遗传多
样性)基因交流等的相关研究尚未见报道
ABBC
是一种简单序列重复区间扩增多态性分
子标记!采用
#&
"
!!
碱基的重复锚定引物扩增重复
序列之间的片段!在品种鉴定)亲缘关系和遗传多样
性分析)
_EK
指纹图谱绘制)进化及分子生态学研
究领域广泛应用*9+本实验运用
ABBC
分子标记对
形态上近似分子系统发育关系具有紧密亲缘关系的
不同居群的宝兴百合和匍茎百合在
_EK
水平的差
异和分化进行研究!以期揭示
!
个种的遗传多样性
水平和遗传结构!为探讨
!
个种之间的进化和分化
机制及时间等关系提供资料
#
!
材料和方法
:+:
!
实验材料
实验材料均采自野外!并将各居群引种栽培于
实验室花盆中!凭证标本存放于四川大学植物标本
馆
BO
"表
#
#本研究材料按居群采样!个体间相距
*4
以上野外采集植物幼嫩叶片!用硅胶及时干
表
:
!
材料来源
Y;T<7#
!
B>6U57>V4;27U.;物种
B
3
75.7/
居群编号
I>
3
6<;2.>0
5>87
采集地
!!!
S>5;2.>0
!!!
经度%纬度
S>0
?
.2687
%
S;2.2687
样本数
E>+>V
/;4
3
<7/
凭证标本
>`6517U
宝兴百合
!7&$()*+*,"
aO
四川九寨
a.6@1;.
!
B.516;0 #"$b#$+,%$c:
!
%%b#*+#%(cE ! !"##",!9
F:R
四川马尔康
F;7U\;0
?
!
B.516;0 #"!b#!+%&*c:
!
%#b*$+%$#cE , J"("!!
WQ
四川宝兴
W;>^.0
?
!
B.516;0 #"!b$(+(&,c:
!
%"b!!+"(,cE * !"#!"(!$
SQ
四川理县
S.^.;0
!
B.516;0 #"%b#"+""9c:
!
%#b!,+#9,cE 9 !"#!"(#9
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四川夹金山
a.;
-
.0/1;0
!
B.516;0 #"!b%(+9$"c:
!
%"b*!+!",cE $ !"##"("!
aN
四川金川安宁乡
K00.0
?
!
a.0516;0 #"!b"!+9#,c:
!
%#b#&+%!(cE $ !"#!"(!!
QaQ
四川小金县日隆镇
C.<>0
?
!
Q.;>
-
.0 #"!b$9+(",c:
!
%"b*9+,%$cE * !"#!"(!%
MB
四川黑水
M7./16.
!
B.516;0 #"!b*9+$",c:
!
%!b"%+&%(cE $ !"#!"(#(
BI
四川松潘
B>0
?3
;0
!
B.516;0 #"%b%,+!&"c:
!
%!b%9+%$(cE * !"#!"(#&"#
匍茎百合
!7#)-./-
0
,-1,
QO_
云南小中甸
Q.;>@1>0
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8.;0
!
d600;0 99b$(+9$!c:
!
&b%%+#9!cE * !"#!"&"(
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云南德钦县
_7
[
.0
!
d600;0 9(b*$+,&(c:
!
(b!9+#&(cE * !"#!"&#"
O_
中甸高山植物园
K<
3
.07J;U870
!
O1>0
?
8.;0 99b%(+%*(c:
!
&b*%+&9,cE * !"#!"&"&
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维西县雪龙山
F2+Q67<>0
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!
e7.^. 99b#&+!$$c:
!
&b#"+*&!cE * !"#!"&"$
_FS
贡山县迪麻洛
_.4;<6>
!
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!
&b*,+##!cE * !"#!"&#,
QC_
中甸县仙人洞
Q.;0U708>0
?
!
O1>0
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8.;0 99b%*+*!"c:
!
(b#(+#"!cE $ J!"#""(!%"#
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中甸县格咱乡翁水村
e70
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/16.
!
J7@;0 99b$$+*!,c:
!
(b#!+$(,cE * B!"#!"&!9
BR
中甸县石卡雪山
F2+B1.\;
!
O1>0
?
8.;0 99b$!+"*&c:
!
&b$9+&(%cE * !"#""(!$"#
Le_
中甸县区哇迪
L6Z;8.
!
O1>0
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8.;0 99b$9+&$"c:
!
&b%#+9%(cE $ !"#""(!%"#
S_
丽江市鲁甸乡
S68.;0
!
S.
-
.;0
?
99b!&+,,!c:
!
&b##+%9!cE * !"#!"&"%
QO
西藏察隅县
N1;
=
6
!
Q.@;0
?
9&b!(+#$"c:
!
(b%9+9,"cE * !"##"(#,
EQ
中甸县尼西乡
E.^.
!
O1>0
?
8.;0 99b%"+$"(c:
!
(b"!+(,!cE % J!"#""(%#"#
JB
贡山县黑普山
F2+M7.
3
6
!
J>0
?
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!
&b$$+%&,cE ! J!"#""&#!"#
!%%#
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
%$
卷
燥备用
:+;
!
实验方法
:<;<:
!
总
,=7
提取与检测
!
采用植物基因组
_EK
试剂盒"天根生化科技有限公司!北京#提取总
_EK
用
#D
琼脂糖凝胶电泳检测
_EK
的质量!
紫外分光光度法检测
_EK
的质量浓度!最后稀释
标定到
!"0
?
%
#
S
!放入
!"f
冰箱备用
:<;<;
!
$%%&
引物的筛选和
>?&
扩增
!
从每个居
群中随机抽选一个样本为引物筛选的模板!引物根
据加拿大哥伦比亚大学"
HWN
#公布的第九套引物
序列"由
A0X.2U>
?
07
公司合成#!从中筛选稳定性好
且条带清晰的引物用于正式实验的扩增
ABBC)
INC
扩增体系为
!"
#
S
!其中含
!*0
?
模板
_EK
!
#
gINC W6VV7U
!
F
?
!h
#+* 44><
%
S
!
8EYI/"+!
44><
%
S
!引物
"+*
#
4><
%
S
!
_EK:)
;
聚合酶
#+"
H

INC
反应程序为
9$f
预变性
*4.0
&
9$f
变性
$*/
!
*#
"
*&f
退火
$*/
!
&!f
延伸
#4.0
!共
$"
个
循环&
&! f
延伸
#" 4.0
扩增产物以
F;U\7U
_S!"""
作为分子量标准!用含有
J><8 .`7Z
的
!D
琼脂糖凝胶于
#!"`
恒压电泳
#1
电泳结束后用
凝胶成像系统仪"
W.>)C;8J7<_>5QCh.4;
?
.0
?
/
=
/274
#进行拍照保存
:+;+@
!
数据处理与统计分析
!
ABBC
为显性标记!
同一引物扩增产物中!电泳率一致的条带被认为同
源按照扩增产物在相对迁移位置条带的有无进行
统计!有带记为.
#
/!无带记为.
"
/!强带和弱带的值
均赋为.
#
/!构建二元数据矩阵用
IPIJ:E:
#+%!
软件*#"+分析遗传变异各项参数!包括多态位百
分率"
223
#)
B1;00>0
多样性信息指数"
4
"
!在物种
水平上为
4
/
3
!在居群水平上为
4
3
>
3
#)
E7.
(
/
基因多
样度指数"
4
#)平均每个位点上的观察等位基因数
"
<
;
#)平均每个位点的有效等位基因"
<
7
#)总的基
因多样度"
4
2
#)居群内基因多样度"
4
/
#)居群间遗
传分化系数"
5
/2
#)基因流"
<
4
#)
E7.
(
/
遗传距离"
=
#
和遗传一致度"
>
#
*
##)#%
+
另外利用
EYBdB
3
5!+#
软
表
;
!
$%%&
引物序列
Y;T<7!
!
I.47U/6/78V>UABBC;4
3
<.V.5;2.>0
引物
IU.47U
引物序列
B7
[
67057>V
3
U.47U
退火温度
K007;<.0
?
274
3
7U;26U7
%
f
HWN(%*
"
KJ
#
(
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*$+#
HWN($$
"
NY
#
(
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HWN($,
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#
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*#+&
HWN(**
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#
(
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HWN(&%
"
JKNK
#
$
*#+&
!!
E>27
$
dGN
%
Y
&
CGK
%
J+
件*#$+中的
BMKE
程序进行
HIJFK
聚类!构建树
状聚类图同时采用
KFP` K#+**
*
#*
+软件分析遗
传变异在居群内及居群间的分布情况运用
Y]I)
JK#+%
软件进行
F;027<
检测*#,+!检测居群之间的
遗传距离与地理距离之间的关系
!
!
结果与分析
;<:
!
宝兴百合
$%%&
结果分析
;+:+:
!
宝兴百合的遗传多样性
!
利用筛选的
*
个
ABBC
引物"表
!
#对宝兴百合进行
INC
扩增!所得
的片段在
#""
"
!"""T
3
之间共计扩增出
&%
个
清晰可重复的有效位点!其中多态位点有
&#
个结
果"表
%
#显示$在物种水平上!宝兴百合的遗传多样
性为
223G9&+!,D
!
<
7
G#+*!##i"+%!,,
!
4 G
"+%"9(i"+#*&%
!
4
/
3
G"+$,9$i"+!"!$
在居
群水平上!各个居群的
223
为
*+$(D
"
*,+#,D
!
平均值为
!(+9!D
在假设种群处于
M;U8
=
)e7.0)
T7U
?
平衡条件下!
9
个居群的平均有效等位基因为
#+#9*&
!平均
E7.
(
/
基因多样性指数为
"+###%
!平
均
B1;00>0
多样性信息指数为
"+#,%(
!各参数值
均低于物种水平
B1;00>0
多样性指数显示了各居群的遗传变异
由高到低依次为马尔康"
F:R
#
#
理县"
SQ
#
#
松潘
"
BI
#
#
金川"
aN
#
#
夹金山"
aaB
#
#
宝兴"
WQ
#
#
九寨
"
aO
#
#
黑水"
MB
#
#
小金县"
QaQ
#!与
223
值分析
的结果一致居群间的遗传多样性参数有差异!
<
7
最大值为
#+%$("i"+%($,
!最小值为
#+"$""i
"+#&%,
&
4
最大值为
"+!"#%i"+!"$!
!最小值为
"+"!!&i"+"9,!
!表明宝兴百合居群之间存在着
一定的遗传差异
;+:+;
!
宝兴百合居群的遗传分化与基因流
!
用
IPIJ:E:#+%!
软件计算出
9
个居群
4
2
为
"+%##$
!
4
/
为
"+###%
!
5
/2
为
"+,$!*
"表
$
#!即
,$+!*D
的变
异存在于居群之间!
%*+&*D
的遗传变异存在于居群
内!居群间的遗传分化大于居群内的分化居群之
间每一代的基因流"
<
4
#为
"+!&(!
!这表明居群之
间的基因流水平较低
利用
KFP` K#+**
软件分析!表明在总的遗
传变异中!有
*!+&#D
"
2
$
"+""#
#的遗传变异发生
在居群之间!
$&+!9D
的遗传变异存在于居群内"表
*
#!此结果与
IPIJ:E:
的分析结果一致!均表明
遗传变异主要存在居群间
;+:+@
!
宝兴百合居群间的遗传一致度和遗传距离
分析
!
用
IPIJ:E:
计算出宝兴百合
9
个居群两
%%%#
&
期
!!!!!!!!!!!!!
沈呈娟!等$宝兴百合与匍茎百合遗传多样性的
ABBC
分析
表
@
!
宝兴百合与匍茎百合居群的遗传多样性
Y;T<7%
!
J7072.58.X7U/.2
=
>V!7&$()*+*,";08!7#)-./-
0
,-1,
3
>
3
6<;2.>0/
物种
B
3
75.7/
居群编号
I>
3
6<;2.>05>87
<
;
<
7
4
4
"
223
%
D
宝兴百合
!7&$()*+*,"
aO #+#&(#i"+%(*! #+#!*9i"+!&!$ "+"&%(i"+#*9, "+#"&&i"+!%%" #&+(#
F:R #+*,#,i"+$99, #+%$("i"+%($, "+!"#%i"+!"$! "+%""!i"+!9"& *,+#,
WQ #+!$,,i"+$%$" #+#&#&i"+%%$# "+"9,$i"+#&9, "+#$##i"+!*&* !$+,,
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aN #+%#*#i"+$,&( #+!!!*i"+%&$( "+#!%*i"+#9*, "+#("&i"+!&9" %#+*#
QaQ #+"*$(i"+!!9! #+"$""i"+#&%, "+"!!&i"+"9,! "+"%%"i"+#%9! *+$(
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BI #+%$!*i"+$&&( #+!%$$i"+%&$" "+#%#*i"+#9&$ "+#9%!i"+!(!# %$+!*
平均值
KX7U;
?
7 #+!(9! #+#9*& "+###% "+#,%( !(+9!
物种水平
K2/
3
75.7/<7X7< #+9&!,i"+#,$$ #+*!##i"+%!,, "+%"9(i"+#*&% "+$,9$i"+!"!$ 9&+!,
匍茎百合
!7#)-./-
0
,-1,
QO_ #+%!"*i"+$,9& #+!#($i"+%,*" "+#!!$i"+#9%, "+#&99i"+!&,& %!+"*
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O_ #+$!%#i"+$9&! #+%#,,i"+$#"9 "+#&$%i"+!#,* "+!*!$i"+%"&! $!+%#
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QC_ #+%9&$i"+$9!* #+!*##i"+%,*! "+#$*%i"+#9*" "+!#,*i"+!(#! %9+&$
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平均值
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?
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物种水平
K2/
3
75.7/<7X7< !+"""i"+""" #+*9*%i"+%$%! "+%%9"i"+#,%# "+*"%"i"+!"&& #""
表
A
!
宝兴百合)匍茎百合居群多样性
=(#
(
/
分析
Y;T<7$
!
E7.
(
/;0;<
=
/./>V
?
7078.X7U/.2
=
.0!7&$()*+*,";08!7#)-./-
0
,-1,
3
>
3
6<;2.>0/
物种
B
3
75.7/
4
2
4
/
5
/2
<
4
宝兴百合
!7&$()*+*," "+%##$i"+"!%, "+###%i"+""** "+,$!* "+!&(!
匍茎百合
!7#)-./-
0
,-1, "+%%&$i"+"!&% "+#$&!i"+"",# "+*,%& "+%(&"
宝兴百合与匍茎百合种间
K4>0
?
/
3
75.7/ "+%$*#i"+"!%# "+#!("i"+""%9 "+,!9! "+!9$&
!!
注$
4
2
+
总基因多样性&
4
/
+
居群内基因多样性&
5
/2
+
基因分化系数&
<
4
+
基因流
E>27
$
4
2
+Y>2;<
?
7078.X7U/.2
=
&
4
/
+J7078.X7U/.2
=
Z.21.0
3
>
3
6<;2.>0/
&
5
/2
+N>7VV.5.702>V
?
7078.VV7U702.;2.>0
&
<
4
+J707V<>Z
&
<
4
G"+*
"
#
5
/2
#%
5
/2
*
#&
+
+
两居群的
E7.
(
/
遗传一致度"
>
#!范围为
"+,#!%
"
"+(*$!
!遗传距离"
=
#范围为
"+#*&,
"
"+$9"*
"表
,
#马尔康"
F:R
#和宝兴"
WQ
#居群间遗传一致度
最高"
>G"+(*$!
#!遗传距离最近"
=G"+#*&,
#!同
时在居群聚类分析中也聚在一起&九寨"
aO
#与小金
县"
QaQ
#居群间的遗传一致度最低"
>G"+,#!%
#!
遗传距离也最远"
=G"+$9"*
#!在
HIJFK
聚类图
中各自的分支也距离最远"图
#
#地理距离和分子
遗传距离的
F;027<
检测揭示宝兴百合居群间的地
理距离和遗传距离不存在显著的相关性 "
*G
"+!,%&
!
2G"+(($"
#
;<;
!
匍茎百合
$%%&
结果分析
;+;+:
!
匍茎百合的遗传多样性
!
对匍茎百合所有
居群进行扩增!所得的片段同样在
#""
"
!"""T
3
之间"部分结果如图
!
所示#共检测到
&(
个清晰
可重复的有效位点!其中多态位点
&(
个与宝兴百
合类似!匍茎百合遗传多样性水平在物种和居群
!
个层面表现不同"表
%
#!在物种水平上!匍茎百合的
$%%#
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
%$
卷
表
B
!
宝兴百合)匍茎百合的
75CD7
分析
Y;T<7*
!
K0;<
=
/./>V4><756<;UX;U.;057
"
KFP` K
#
>V!7&$()*+*,";08!7#)-./-
0
,-1,T;/78>0ABBC8;2;
变异来源
B>6U57>VX;U.;2.>0
方差总和
B64>V
/
[
6;U7/
平均方差
F7;0
/
[
6;U7
变异组分
;`U.;057
5>4
3
>0702
变异百分率
I7U5702;
?
7>V
2>2;%
D
2
"
宝兴百合
!7&$()*+*,"
居群间
K4>0
?3
>
3
6<;2.>0/ %"!+#*#* %&+&,9 ,+,!#* *!+&#
$
"+""#
居群内
e.21.0
3
>
3
6<;2.>0 !"&+9#,& *+9$" *+9$"* $&+!9
$
"+""#
匍茎百合
!7#)-./-
0
,-1,
居群间
K4>0
?3
>
3
6<;2.>0/ %9&+*%!( %%+#!( ,+!*%! $#+*$
$
"+""#
居群内
e.21.0
3
>
3
6<;2.>0 %*(+$*"" &+9,, &+*%*$ *(+$,
$
"+""#
宝兴百合与匍茎百合种间
K4>0
?
/
3
75.7/ #!%+9((% #!%+9(( #+&"9% ##+*"
$
"+""#
种内居群间
K4>0
?3
>
3
6<;2.>0/Z.21.0/
3
75.7/ ,99+,($% %$+9($ ,+"&9* $"+(9
$
"+""#
居群内
e.21.0
3
>
3
6<;2.>0 *,,+%,,& &+"(" &+"&9* $&+,!
$
"+""#
!!
注$
2+
表示比观察值的变异大的概率!这个概率是通过把居群中的样本经过
#"""
次随机排列改变计算得到的
E>27
$
2+`;<67/;U7217
3
U>T;T.<.2.7/>V1;X.0
?
;4>U77^2U747X;U.;0575>4
3
>070221;0217>T/7UX78X;<67/;<>07+IU>T;T.<.2.7/Z7U75;<56<;278T
=
#"""U;08>4
3
7U462;2.>0/>V.08.X.86;//
3
>
3
6<;2.>0/+
表
E
!
宝兴百合
F
个居群间的
=(#
(
/
遗传一致度"对角线上方#和遗传距离"对角线下方#
Y;T<7,
!
E7.
(
/
?
707.8702.2
=
"
;T>X78.;
?
>0;<
#
;08
?
7072.58./2;057
"
T7<>Z8.;
?
>0;<
#
>V9!7&$()*+*,"
3
>
3
6<;2.>0/
居群编号
I>
3
6<;2.>05>87
aO F:R WQ SQ aaB aN QaQ MB BI
aO
0
"+(#$! "+&,&* "+&%*9 "+,!(" "+,$#( "+,#!% "+&%&! "+&,*#
F:R "+!"**
0
"+(*$! "+&(," "+&$&$ "+&,99 "+&!,* "+&!9& "+("$!
WQ "+!,$, "+#*&,
0
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SQ "+%",, "+!$"( "+!,!9
0
"+(!"* "+&&(! "+&"&% "+&(%, "+&&%%
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0
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0
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0
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MB "+%"$9 "+%#*# "+!&%& "+!$%( "+%$9& "+%$&# "+!(##
0
"+(!**
BI "+!,&( "+!#&9 "+#(!$ "+!*&# "+%*,( "+%%!, "+!*%" "+#9#(
0
图
#
!
宝兴百合和匍茎百合居群的
HIJFK
聚类图
居群编号同表
#
].
?
+#
!
HIJFK8708U>
?
U;4>V!7&$()*+*,"
;08!7#)-./-
0
,-1,
I>
3
6<;2.>0/5>87/;U7
?
.X70.0Y;T<7#
223
为
#""D
!显示了极高的遗传多样性水平!
<
7
G#+*9*%i"+%$%!
!
4G"+%%9"i"+#,%#
!
4
/
3
G
"+*"%"i"+!"&&
在居群水平上!多态位百分率
在
#!+(!D
"
,,+,&D
之间!平均为
%&+&&D
!遗传多
图
!
!
引物
(%*
对匍茎百合样品的扩增结果
#
"
*+
小中甸居群&
,
"
#"+
德钦居群&
##
"
#*+
中甸居群
].
?
+!
!
ABBCT;08/>V!7#)-./-
0
,-1,;4
3
<.V.78Z.21
3
U.47U(%*
#
"
*+QO_
3
>
3
6<;2.>0
&
,
"
#"+_L
3
>
3
6<;2.>0
&
##
"
#*+O_
3
>
3
6<;2.>0
样性水平偏低其中多态性位点最高的是维西居群
,,+,&D
!而德钦居群的多态位百分率仅
#!+(!D

在居群水平上各参数值偏低!
#%
个居群的平均有效
等位基因为
#+!,#!
!平均
E7.
(
/
基因多样性指数为
"+#$&!
!平均
B1;00>0
多样性信息指数为
"+!#*9

B1;00>0
多样性指数与
223
值分析的结果"表
%
#一致!维西居群的遗传变异最大各居群间的遗
传多样性差别较大!其中维西居群"
eQ
#的遗传多
样性水平最高"
223G,,+,&D
!
<
7
G#+$$#(
!
4G
*%%#
&
期
!!!!!!!!!!!!!
沈呈娟!等$宝兴百合与匍茎百合遗传多样性的
ABBC
分析
"+!*#(
!
4
"
G"+%&#&
#!德钦居群"
_L
#的遗传多样
性水平最低"
223G#!+(!D
!
<
7
G#+"(9&
!
4G
"+"$9$
!
4
"
G"+"&!%
#
;+;+;
!
匍茎百合居群的遗传分化与基因流
!
IPI)
J:E:
分析结果表明"表
$
#$
#%
个居群的
4
2
为
"+%%&$
!
4
/
为
"+#$&!
!
5
/2
为
"+*,%&
!基因流"
<
4
#
为
"+%(&"
基因流小于
#
!说明居群间基因流动程
度较低!居群间遗传分化系数为
"+*,%&
!揭示了居
群间存在明显的遗传分化
KFP` K
分析结果进一步表明"表
*
#!总变异
中!
$#+*$D
"
2
$
"+""#
#出现在居群间!进而说明匍
茎百合居群间也发生了较大程度的遗传分化
;+;+@
!
匍茎百合聚类分析
!
根据
E7.
(
/
遗传相似
性系数!用
EYBdB
3
5!+#
软件对匍茎百合
#%
个居
群进行
HIJFK
聚类分析!
#%
个居群按照遗传一
致度高低和遗传距离远近分为
!
个大类
$
个亚类
"图
#
#翁水"
eB
#和石卡"
BR
#居群遗传一致度最
高!遗传距离最近!首先聚在一起!而后与区哇迪
"
Le_
#居群聚为一类&小中甸"
QO_
#)中甸"
O_
#和
德钦"
_L
#居群间的遗传一致度也较高!也较先聚
类&迪麻洛"
_FS
#和仙人洞"
QC_
#居群在与其他居
群聚类前优先聚为一支&
!
个大类在
"+&%
阈值处聚
在一起地理距离和分子遗传距离的
F;027<
检测
揭示匍茎百合居群间的地理距离和遗传距离不存在
显著的相关性"
*G"+#"$!
!
2G"+,9*"
#
用
IPIJ:E:#+%!
软件计算出宝兴百合
9
个
居群和匍茎百合
#%
个居群种间的总基因多样度为
"+%$*#
!居群内基因多样度为
"+#!("
!遗传分化系
数"
5
/2
#为
"+,!9!
"表
$
#!说明大部分变异存在于居
群间宝兴百合与匍茎百合种间的基因流"
<
4
#为
"+!9$&
!这表明两者种群之间缺乏有效的基因流
宝兴百合与匍茎百合种间的
KFP` K
分析结果见
表
*

!
个种间的变异百分率为
##+*"D
!小于种内
居群间的变异百分率
$"+(9D

%
!
讨
!
论
@+:
!
遗传多样性
遗传多样性是一个物种生存)发展和进化的基
础宝兴百合和匍茎百合居群水平的遗传多样性明
显低于
E
=
T>4
*
#(
+基于
CKI_
)
ABBC
)
K]SI
等分子
标记所统计的多种植物居群水平遗传多样性的平均
值"
4G"+!!
或
"+!%
#!表明宝兴百合和匍茎百合种
下居群内部的遗传多样性均明显不足相对而言!
这两个种均在物种水平上还保存着较高的遗传多样
性
e7<7U
等*#9+研究
?(",&,)
属和
@#1"-"&,-&*/-
属的
!9
种植物的遗传多样性!结果表明异型花植物
的遗传多样性显著高于自花授粉植物
E
=
T>4
等*!"+认为寿命长)异交)演替阶段晚期的类群拥有
较高的遗传多样性宝兴百合和匍茎百合花两性!
通过野外观察!这
!
个种在开花时并不存在雌雄蕊
异熟或异位的情况!本朵花或本植株不同花的花粉
有可能落于本朵花或本植株不同花的雌蕊柱头上!
从花色或蜜腺的存在方面看来!这
!
个种应为虫媒
传粉!而虫媒传粉理论上应使得两者具有较高的居
群遗传多样性但本实验
ABBC
研究表明!两者的
遗传多样性在居群水平上相对较低!原因是多方面
的!但多少与在自然界中这
!
个种均存在大量的鳞
茎和走茎有关!宝兴百合和匍茎百合为多年生植物!
这
!
个种均可以通过鳞茎和走茎进行无性繁殖!有
利于维持居群奠基者效应另外!百合可以食用也
可以用来作为药材!并且百合花大而美丽!可以引种
栽培为观赏花卉!因而在实验样品收集中!时常可见
到百合属植物因遭受人为的干扰和破坏而使得居群
数量和居群内个体数量减少现象!进一步导致分布
范围变小!遗传基础趋于一致!导致了宝兴百合和匍
茎百合在居群水平上遗传多样性相对较低
@+;
!
宝兴百合与匍茎百合种下居群间的遗传分化
宝兴百合和匍茎百合种下居群间的遗传分化系
数高于
E
=
T>4
*
#(
+所统计的植物
ABBC
遗传分化系
数的平均值"
5
/2
G"+%$
#!也高于紫斑百合"
!"#"$%
-,
8
)#,-1,
#"
5
/2
G"+!%
#
*
!#
+
)青岛百合"
!"#"$%+1"-
0
6
+)$,-1,
#"
5
/2
G"+#$$
#
*
!!
+的
ABBC
遗传分化系数!这
说明宝兴百合和匍茎百合种下居群间出现了较高的
遗传分化!可能已经形成异质居群结构繁育系统)
分布范围)种子传播机制)演替阶段等因素均能影响
群体遗传结构!异交类型植物的群体间的分化值一
般较小*!%+
W6//7<
*
!$
+对
%*
个物种进行
CKI_
标记
分析!发现
!9
个远交物种的居群间变异在总遗传变
异中平均占
#9+%D
!而
,
个近交物种的平均
5
/2
为
"+,!*
宝兴百合和匍茎百合居群间的遗传分化系
数明显高于远交植物!这种遗传结构证明宝兴百合
和匍茎百合具有复杂的兼性生殖繁育系统宝兴百
合和匍茎百合在自然环境中有大量鳞茎和走茎存
在!并且在野外实验样品采集过程中观察发现!这
!
个种既存在种子实生苗!也存在大量的无性生殖植
株即宝兴百合和匍茎百合在物种进化过程中!因
环境压力!已经选择了适应自然生存环境的有性生
殖和无性生殖的繁育制度一方面!这
!
个种既可
,%%#
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
%$
卷
以通过种子进行有性生殖!种子借助风力传播较远
距离!从而占据新的生存环境!以扩大种群的生存空
间!并使物种形成居群另一方面!野外调查发现这
!
个种能够形成较长的走茎!走茎上具有多个鳞茎!
通过鳞茎进行无性繁殖!与不具有走茎的其他百合
属植物相比!宝兴百合和匍茎百合的无性繁殖能力
明显增强!使得母株周围长出与其基因型相同的植
株!导致宝兴百合与匍茎百合居群内的遗传多样性
降低
宝兴百合和匍茎百合通过虫媒传粉!虽然虫媒
传粉一般使居群间遗传分化下降!但本研究所选用
的居群采自横断山区!本地区地理位置特殊!气候多
变!生境多样化!且具有怒江)澜沧江等水系!居群间
的地理距离大!
BHE
等*!*+研究发现匍茎百合的传
粉昆虫主要为欧洲粉蝶和大绢斑蝶!蜜蜂和大黄蜂
等一些小型昆虫也能与花接触!但是它们并不能够
接触到花的生殖器官!这些小型昆虫不能够达到授
粉的目的!主要靠飞行能力弱的昆虫传粉的方式阻
碍了居群间基因交流!也是造成宝兴百合和匍茎百
合种下居群间遗传分化值高的一个原因
另外!宝兴百合和匍茎百合种下居群间分化较
高!可能是基因流和遗传漂变两种力量相互作用的
结果这
!
个种的基因流"
<
4
#分别为
"+!&(!
和
"+%(&"
!当
<
4
$
#
!遗传漂变可以导致居群间明显
的遗传变化*!,+!这意味着遗传漂变很可能主导了宝
兴百合和匍茎百合种下自然居群间的遗传分化!居
群遗传距离与地理距离之间的
F;027<
检验不存在
显著的相关性也说明了这一点
@+@
!
宝兴百合与匍茎百合的关系问题
为了进一步表明
!
个种种间的关系!笔者利用
E7.
(
/
遗传距离!利用非加权配对算术平均法"
HI)
JFK
#!用
IMdSAI 7`U/.>0%+*
软件得出宝兴百
合和匍茎百合种间各群体间遗传相似度和遗传距
离种间各群体间的遗传一致度
>
值的变化范围是
"+,"#,
"
"+9#&&
&遗传距离
=
值的变化范围是
"+"(*(
"
"+*"(!
宝兴百合九寨居群与匍茎百合
德钦居群表现出最大的遗传距离
基于
AYB
序列对百合族系统发育构建的系统
发育树中指出*(+!宝兴百合和匍茎百合
!
个种单独
成一支!与其它卷瓣组的类群亲缘关系较远!这说明
这
!
个种的亲缘关系很近本研究基于
ABBC
分子
标记!揭示了宝兴百合和匍茎百合均表现出在物种
水平上具有较高的遗传多样性!且两者的种下居群
间的遗传分化系数也较接近从
ABBC
分子标记性
状所构建的系统树可以看出!两种百合各群体明显
分开!群体间没有交叉现象!表明宝兴百合和匍茎百
合在
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分子水平上出现了明显分化!支持,
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个种单独成立的观点
宝兴百合与匍茎百合形态近似!两者之间的亲
缘关系也过于密切根据周颂东*!&+)高云东*!(+)万
娟*+对百合属的核型研究中统计出
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个宝兴百合居
群和
%
个匍茎百合居群的核型!总结发现两者在染
色体数目)相对大小)组成类型等各个方面均表现高
度的相似性!但从次缢痕的数目和所在的染色体位
置看!
&
个宝兴百合居群的第二对染色体上均具有
次缢痕!而匍茎百合的
%
个居群在第二对染色体上
则没有次缢痕!次缢痕主要存在于近端着丝粒染色
体上除了次缢痕的数目和位置的差异外!两者的
核型类型略有不同!宝兴百合的
&
个居群均为
%W
型!匍茎百合有一个居群也为
%W
型!而另外两个居
群为
%K
型从细胞分类学可以看出宝兴百合和匍
茎百合的核型既有相似性又有一定的差异
从分子系统学看!在基于
AYB
序列系统发育
树*%+上宝兴百合和匍茎百合单独成一支!
!
个种多
个居群的系统发育分析表明
!
个种在分子水平上具
有严格的界限而在叶绿体的系统发育树上!这
!
个种虽然都属于
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分支!但并不成姊妹
类群关系根据
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的结果!宝兴百合和匍茎百合
这一支大概在
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个种的分开时间则较晚!大致在
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年前
而基于
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的时间估算表明宝兴百合分化的时间
早于匍茎百合!大约在
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年前产生匍茎百
合的出现不早于
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年!这一结论表明匍茎百合
的叶绿体基因很可能与同域分布的类群产生了杂交
或基因渗透等而叶绿体基因渗入之后!核基因仍
然保持和其近缘种一致本研究基于
ABBC
分子标
记表明!多态位百分率)
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(
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基因多样度)
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/
多样性信息指数等指数!无论在物种水平还
是在居群水平上!匍茎百合的遗传多样性均略高于
宝兴百合此外!匍茎百合在总的基因多样度和居
群内基因多样度上也略高于宝兴百合根据两者的
地理分布特点以及分化时间!推测宝兴百合和匍茎
百合的遗传多样性可能与第四纪冰期及其气候波动
有关
综上所述!宝兴百合与匍茎百合具有紧密的亲
缘关系!虽然考虑将这
!
个种作为
!
个独立的种处
理!但需要更多的证据来澄清两者之间的关系要
彻底解决宝兴百合和匍茎百合两者的关系问题!有
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期
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沈呈娟!等$宝兴百合与匍茎百合遗传多样性的
ABBC
分析
待于收集更多的居群和个体及增加更多的基因!综 合各个分支学科的证据进行全面考虑
参考文献!
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梁松筠
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中国植物志"第
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卷#*
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北京$科学出版社!
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高云东
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百合属及其近缘属植物的核型进化及百合属的分子系统学)生物地理学研究*
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成都$四川大学!
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