全 文 ：林业科学研究 ２０１６，２９（１）：４８ ５２
ＦｏｒｅｓｔＲｅｓｅａｒｃｈ
文章编号：１００１１４９８（２０１６）０１００４８０５
应用单拷贝核基因标记研究我国欧洲山杨自然
居群的遗传多样性
杜淑辉１，２，王兆山１，保尔江·阿布都哈米提３，邢世岩２，张建国１
（１．国家林业局林木培育重点实验室，中国林业科学研究院林业研究所，北京 １０００９１；２．山东农业大学林学院，山东 泰安 ２７１０００；
３．新疆阿勒泰地区林业科学研究所，新疆 阿勒泰 ８３６５００）
收稿日期：２０１５０１０５
基金项目：国家自然科学基金（３１４７０６６５）、北京市优秀博士学位论文指导教师科技项目、江苏省高等教育联合创新计划
作者简介：杜淑辉（１９８５—），男，山东泰安人，山东农业大学林学博士后科研流动站，博士，从事林木种群遗传学研究。
通讯作者：邢世岩ｘｉｎｇｓｙ＠ｓｄａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ、张建国ｚｈａｎｇｊｇ＠ｃａｆ．ａｃ．ｃｎ
摘要：［目的］对分布于我国新疆地区欧洲山杨自然居群的遗传多样性与遗传分化进行研究。［方法］对４个欧洲山
杨自然居群共７２个个体的６个单拷贝核基因标记（ｓｉｎｇｃｏｐｙｎｕｃｌｅａｒｍａｒｋｅｒｓ）进行扩增与测序，并计算相应的遗传
多样性和遗传分化参数。［结果］表明：比对后６个基因的长度在４５９ｂｐ到７４７ｂｐ之间，平均多态核苷酸位点个数
为１４，遗传多样性指数π和θｗ分别达到了０．００４８和０．００４４，基因多样性指数为０．７３，以上结果表明欧洲山杨表
现出较高的遗传多样性水平。Ｔａｊｉｍａ中性检验结果均不显著，表明所用６个单拷贝核基因均符合中性进化假设。
ＡＭＯＶＡ分析表明８９．７２％的遗传变异存在于居群内，居群间的平均遗传分化指数 Ｆｓｔ为０．１０，居群间平均基因流
（Ｎｍ）为３．２３５。［结论］高度异交，高碱基突变率及超长距离的基因流机制能够很好的解释我国新疆地区欧洲山杨
表现出的较高的遗传多样性水平与较低水平的遗传分化。
关键词：新疆；欧洲山杨；单拷贝核基因标记；遗传多样性；遗传分化
中图分类号：Ｓ７１８４６ 文献标识码：Ａ
ＡＳｔｕｄｙｏｎＧｅｎｅｔｉｃＤｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｏｐｕｌｕｓｔｒｅｍｕｌａｉｎＣｈｉｎａｂｙ
ＳｉｎｇｌｅｃｏｐｙＮｕｃｌｅａｒＭａｒｋｅｒｓ
ＤＵＳｈｕｈｕｉ１，２，ＷＡＮＧＺｈａｏｓｈａｎ１，ＢＡＯＥＲＪＩＡＮＧＡｂｕｄｕｈａｍｉｔｉ３，ＸＩＮＧＳｈｉｙａｎ２，ＺＨＡＮＧＪｉａｎｇｕｏ１
（１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＴｒｅｅＢｒｅｅｄｉｎｇａｎｄＣｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ，ＳｔａｔｅＦｏｒｅｓｔｒｙＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，
Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００９１，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｅｇｅｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，ＳｈａｎｄｏｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｉ’ａｎ ２７１０００，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ；
３．ＡｌｔａｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，Ａｌｔａｙ ８３６５００，Ｘｉｎｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：［Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ］ＴｈｉｓｐａｐｅｒａｉｍｓａｔｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｎｇｔｈｅｇｅｎｅｔｉｃｄｉｖｅｒｓｉｔｙａｎｄｇｅｎｅｔｉｃｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎｏｆＰｏｐｕｌｕｓ
ｔｒｅｍｕｌａｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｉｎＸｉｎｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ．［Ｍｅｔｈｏｄ］Ｓｉｘｓｉｎｇｌｅｃｏｐｙｎｕｃｌｅａｒｇｅｎｅｍａｒｋｅｒｓｏｆ７２Ｐ．ｔｒｅｍｕｌａｉｎｄｉｖｉｄｕ
ａｌｓｆｒｏｍ４ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓｉｎＸｉｎｊｉａｎｇｗｅｒｅａｍｐｌｉｆｉｅｄａｎｄｓｅｑｕｅｎｃｅｄ．Ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｇｅｎｅｔｉｃｄｉｖｅｒｓｉｔｙａｎｄｇｅｎｅｔｉｃ
ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．［Ｒｅｓｕｌｔ］Ａｆｔｅｒａｌｉｇｎｉｎｇ，ｔｈｅｌｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｓｉｘｇｅｎｅｓｒａｎｇｅｄｂｅｔｗｅｅｎ４５９ｂｐａｎｄ７４７
ｂｐａｎｄｔｈｅａｖｅｒａｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍｓｉｔｅｓｗａｓ１４．Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，πａｎｄθｗ，ｒｅａｃｈｅｄ０．００４８ａｎｄ
０００４４，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｍｅａｎｖａｌｕｅｏｆｇｅｎｅｄｉｖｅｒｓｉｔｙｗａｓ０．７３．Ｔｈｅｓｅｉｎｄｉｃａｔｅｄｈｉｇｈｌｅｖｅｌｏｆｇｅｎｅｔｉｃｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ
Ｐ．ｔｒｅｍｕｌａ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆＮｅｕｔｒａｌｔｅｓｔｓｕｓｉｎｇＴａｊｉｍａ’ｓＤｗｅｒｅｎｏｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ，ｗｈｉｃｈｉｎｄｉｃａｔｅｄａｌｔｈｅｓｉｘｇｅｎｅｓｄｉｄ
ｎｏｔｖｉｏｌａｔｅｆｒｏｍｎｅｕｔｒａｌｉｔｙ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆＡＭＯＶＡａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ８９．７２％ ｏｆｔｈｅｔｏｔａｌｖａｒｉａｎｃｅｅｘｉｓｔｅｄｗｉｔｈｉｎ
ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ．ＴｈｅａｖｅｒａｇｅｇｅｎｅｔｉｃｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒＦｓｔａｎｄｇｅｎｅｆｌｏｗａｍｏｎｇｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓｒｅａｃｈｅｄ０．１０ａｎｄ
３２３５，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．［Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ］Ｈｉｇｈｌｅｖｅｌｏｆｏｕｔｃｒｏｓｓｉｎｇｒａｔｅａｎｄｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｍｕｔａｔｉｏｎｒａｔｅａｓｗｅｌａｓｌｏｎｇｄｉｓ
ｔａｎｃｅｄｉｓｐｅｒｓａｌｓｅｅｄｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｄｔｏｔｈｅｈｉｇｈｌｅｖｅｌｏｆｇｅｎｅｔｉｃｄｉｖｅｒｓｉｔｙａｎｄｌｏｗｇｅｎｅｔｉｃｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎｉｎＰ．ｔｒｅｍｕｌａｉｎ
第１期 杜淑辉，等：应用单拷贝核基因标记研究我国欧洲山杨自然居群的遗传多样性
Ｘｉｎｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｘｉｎｊｉａｎｇ；Ｐｏｐｕｌｕｓｔｒｅｍｕｌａ；ｓｉｎｇｃｏｐｙｎｕｃｌｅａｒｍａｒｋｅｒｓ；ｇｅｎｅｔｉｃｄｉｖｅｒｓｉｔｙ；ｇｅｎｅｔｉｃｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ
欧洲山杨（ＰｏｐｕｌｕｓｔｒｅｍｕｌａＬ．）是杨柳科（Ｓａｌｉ
ｃａｃｅａｅ）杨属（Ｐｏｐｕｌｕｓ）白杨派（ｓｅｃｔｉｏｎＰｏｐｕｌｕｓ）代表
物种之一，为落叶植物，广泛分布于西伯利亚，高加
索及欧洲地区，而在我国只分布于新疆阿尔泰、塔
城，天山东部北坡至西部伊犁山区。欧洲山杨染色
体数目２ｎ＝３８，高度异交，根系发达，主要靠根蘖繁
殖，也可靠种子繁殖，花粉和种子扩散能力强［１］。近
年来，针对分布于欧洲地区的欧洲山杨遗传多样性
及遗传分化的研究不断增多。Ｉｎｇｖａｒｓｓｏｎ［２－３］利用
７７个核基因位点对分布于欧洲地区的１４个欧洲山
杨自然居群进行了研究，结果表明欧洲山杨表现出
高水平的遗传多样性。Ｆｕｓｓｉ等 ［４］利用叶绿体标记
的研究也得到了类似的结果。然而，目前国内外对
分布于我国新疆地区欧洲山杨自然居群遗传多样性
与遗传分化的研究还未见报道，对欧洲山杨自然居
群遗传多样性的研究，一方面可以为合理构建核心
种质，制定种质资源保存和利用策略及资源的可持
续利用提供依据，另一方面也可以为种质创新奠定
基础。
单拷贝核基因（ｓｉｎｅｌｇｃｏｐｙｎｕｃｌｅａｒｇｅｎｅｓ）由于
易于扩增测序、多态核苷酸位点多、不存在基因复
制、谱系分选等优点［５］，现已广泛应用于植物种群遗
传学的研究［６－７］。毛果杨（Ｐ．ｔｒｉｃｈｏｃａｒｐａ）全基因组
数据的公布［８］，使得利用生物信息学的方法开发杨
属内单拷贝核基因标记成为可能［９］。因此，本研究
利用单拷贝核基因标记对分布于我国新疆地区的４
个欧洲山杨自然居群进行分析，旨在揭示其遗传多
样性与遗传分化水平，为欧洲山杨引种、育种策略的
科学制定和种质资源的有效保护及利用提供理论
依据。
１ 材料与方法
１．１ 试验材料
２０１１年５月份对新疆地区欧洲山杨进行了采
样，总共采集４个居群７２个个体的样品，具体居群
编号、采样地点、样品个数等信息见表１。采样时选
取居群内生长势良好，无病虫害的单株。采样时尽
量覆盖整个居群，每个居群随机选择样品 １０ ２０
个左右，相邻株间至少相距１００ｍ左右。每个个体
采集新鲜叶片保存于变色硅胶中，带回实验室用于
ＤＮＡ的提取。
表１ 欧洲山杨自然居群采样信息
居群 地点 样品个数 经纬度 海拔／ｍ
ＥＳ 新疆自治区哈巴河县 ＨａｂａｈｅＸｉｎｊｉａｎｇ １７ ４８°２２′Ｎ，８５°５６′Ｅ ７４４
ＳＳ 新疆自治区布尔津县 ＢｕｅｒｊｉｎＸｉｎｊｉａｎｇ ２３ ４７°４２′Ｎ，８６°５０′Ｅ ４７２
ＴＳ 新疆自治区天山 ＴｉａｎｓｈａｎＸｉｎｊｉａｎｇ ２０ ４３°４７′Ｎ，８７°３７′Ｅ ８９５
ＡＳ 新疆自治区阿勒泰县 ＡｌｅｔａｉＸｉｎｊｉａｎｇ １２ ４７°５８′Ｎ，８８°１１′Ｅ １３０５
１．２ 试验方法
采用改良的 ＣＴＡＢ法提取 ＤＮＡ［１０］。所提 ＤＮＡ
经１．５％琼脂糖凝胶电泳检测，并用分光光度法定
量后，于－２０℃保存备用。６个单拷贝核基因标记
的详细信息见表２。ＰＣＲ扩增采用３０μＬ的反应体
系：５０ｎｇＤＮＡ，Ｍｇ２＋２．０ｍｍｏｌ·Ｌ－１、ｄＮＴＰ０．２４
ｍｍｏｌ·Ｌ－１、引物０．２４μｍｏｌ·Ｌ－１、Ｔａｑ酶１．５Ｕ。所
有试剂均为北京天根试剂有限公司生产。ＰＣＲ扩增
程序为：９４℃预变性４ｍｉｎ；９４℃变性３０ｓ，退火９０ｓ
（退火温度随引物而定，见表２），７２℃延伸９０ｓ，３０
个循环；７２℃延伸 １０ｍｉｎ；１０℃保存。扩增产物用
１８％琼脂糖凝胶电泳检测，ＧＢＯＸ紫外凝胶成像
系统观察，拍照记录。扩增产物采用 ＤＮＡ纯化试剂
盒（ＡｍｅｒｓｈａｍＰｈａｒｍａｃｉａＢｉｏｔｅｃｈ，Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ，ＵＳＡ）纯
化后利用 ＡＢＩ３７３０ＤＮＡａｎａｌｙｚｅｒ（ＡｐｐｌｉｅｄＢｉｏｓｙｓ
ｔｅｍｓ，ＦｏｓｔｅｒＣｉｔｙ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＵＳＡ）直接测序。扩增和
测序采用相同引物。对于个别个体直接测序结果出
现套峰的标记位点，采用克隆测序。ＰＣＲ产物经纯
化后连接至 ｐＧＥＭ－ＴｅａｓｙＶｅｃｔｏｒＳｙｓｔｅｍⅡ（Ｐｒｏ
ｍｅｇａ，Ｍａｄｉｓｏｎ，ＷＩ，ＵＳＡ），每个样品随机选取６ １２
个阳性克隆使用通用引物 ＳＰ６（５′ＡＴＴＴＡＧＧＴＧＡ
ＣＡＣＴＡＴＡＧ３′）和 Ｔ７（５′ＴＡＡＴＡＣＧＡＣＴＣＡＣＴＡＴ
ＡＧＧＧ３′）进行双向测序。
９４
林 业 科 学 研 究 第２９卷
表２ 引物序列及退火温度
基因 引物序列 （５’３’）
染色体
位置
退火温
度／℃
参考
文献
ＤＳＨ３ Ｆ：ＴＣＴＧＣＴＴＴＣＣＡＣＴＴＣＴＴＧＣ ＶＩ ５５
Ｒ：ＣＡＴＡＣＴＣＴＣＣＣＡＴＴＧＴＣＣＣ
ＤＳＨ５ Ｆ：ＴＧＧＣＡＧＡＡＴＣＡＣＣＡＧＡＣＣＣＴＣ ＸＩ ５９
Ｒ：ＣＣＡＡＴＴＴＡＧＣＡＴＣＴＴＣＡＧＣＣＴＣＡＴ
ＤＳＨ６ Ｆ：ＧＣＣＴＣＣＴＧＡＴＴＡＴＴＡＴＧＣ ＸＶ ５４
Ｒ：ＴＡＴＴＡＣＡＡＧＣＣＣＴＴＣＣＡＧ ［９］
ＤＳＨ７ Ｆ：ＴＧＴＣＣＡＣＡＡＡＣＧＣＡＴＣＣ ＸＶＩ ５８
Ｒ：ＣＡＡＡＣＴＴＴＡＣＣＡＣＣＣＣＡ
ＤＳＨ１２
Ｆ：ＣＡＣＣＡＣＡＴＣＣＣＧＣＴＴＴＣＴＣＴＣＴＴＣ
ＡＣＴＴ
Ｉ ５７
Ｒ：ＴＡＡＡＣＣＣＣＡＧＧＡＧＧＣＡＡＡＡＣＡＧ
ＣＡＣＣＡＧ
ＤＳＨ２１Ｆ：ＣＡＴＧＣＴＴＡＴＧＡＡＧＧＴＧＴＧＧＧＣＴＴ ＸＶＩ ５３
Ｒ：ＴＧＣＡＡＡＣＡＴＣＴＣＡＣＴＧＧＴＧＡＣＴＧ
１．３ 数据统计与分析
序列数据采用 ＣＬＵＳＴＡＬＸ［１１］进行比对并利用
ＢｉｏＥｄｉｔ［１２］进行手工校正，输出用于后续分析的
ＦＳＴＡＴ格式数据文件。利用 Ｄｎａｓｐ５．１０［１３］对每个
基因的 ＦＳＴＡＴ数据文件进行 ＰＨＡＳＥ运算（运算次
数１００００次，预热１００次）并计算多态核苷酸位点
数目（Ｓ）、基因多态性（Ｈｄ）
［１４］、居群间基因流
（Ｎｍ）［１５］和 Ｔａｊｉｍａ’ｓＤ中性检验（显著性检验由
１０００次联合模拟计算得到）［１６］。遗传多样性水平
使用一对序列间每碱基平均差异值 π［１７］和基于多
态核苷酸位点数目Ｓ的Ｗａｔｅｒｓｏｎ’ｓ参数θｗ
［１８］来衡
量，以上两个参数也由 Ｄｎａｓｐ５．１０计算得到。全部
计算完成后，由 Ｄｎａｓｐ５．１０导出软件 Ａｒｌｅｑｕｉｎ３．５．
１．３［１９］需要的ＡＲＦ文件格式并利用Ａｒｌｅｑｕｉｎ３．５．１．
３中的分子方差分析（ＡＭＯＶＡ）计算在每个基因上
物种内居群间以及居群内差异对总变异的贡献率
（显著性检验利用１０００次重复模拟得到）和居群间
的遗传分化指数Ｆｓｔ
［１５］，显著性检验同样利用１０００
次重复模拟得到。
２ 结果与分析
２．１ 欧洲山杨自然居群遗传多样性
经过扩增测序，得到了欧洲山杨４个自然居群
７２个个体在６个单拷贝核基因的全部序列。比对
后序列长度在４５９ｂｐ到７４７ｂｐ之间。在６个核基
因中，多态核苷酸位点数目从１１个到１７个不等，基
因多样性从０．５７到０．８５，平均值为０．７３，各居群间
基因流的平均值达到了３．２３５。多样性指数π和θｗ
的计算结果表明，ＤＳＨ５的 π值最高，为 ０．００７２，
ＤＳＨ７的π值最低，为０．００２３，６个基因π的平均值
达到了０．００４８；ＤＳＨ６的 θｗ值最高为 ０．００５７，而
ＤＳＨ２１的θｗ最低，为０．００３９，６个基因θｗ的平均值
为０．００４４。Ｔａｊｉｍａ’ｓＤ检验结果均不显著（Ｐ＞０．
０５），表明所选基因均符合中性进化假设（表３）。
表３ 各位点遗传多样性计算结果
基因 长度Ｌ
多态位点数目
Ｓ
核苷酸多样性
π
核苷酸多样性
θｗ
Ｔａｊｉｍａ’ｓＤ
Ｄ
基因多样性
Ｈｄ
基因流
Ｎｍ
ＤＳＨ３ ６０２ １３ ０．００５４ ０．００３９ １．０１ ０．８５ １．６６
ＤＳＨ５ ４５９ １１ ０．００７２ ０．００４４ １．６２ ０．７０ ０．５３
ＤＳＨ６ ５４２ １７ ０．００５９ ０．００５７ ０．１０５ ０．８５ ６．３７
ＤＳＨ７ ５２９ １４ ０．００２３ ０．００４８ －１．３６５ ０．５７ ４．８１
ＤＳＨ１２ ５４８ １２ ０．００５２ ０．００４０ ０．７９９ ０．６２ ０．５６
ＤＳＨ２１ ７４７ １６ ０．００２６ ０．００３９ －０．８４９ ０．８１ ５．４８
平均值 ５７１ １４ ０．００４８ ０．００４４ － ０．７３ ３．２３５
２．２ 欧洲山杨自然居群间遗传分化
ＡＭＯＶＡ分析结果表明，在６个核基因位点欧洲
山杨自然居群间和居群内都存在显著的遗传变异
（Ｐ＜０．０１），其中居群间变异占总变异的百分比从
５．０３％到１６．３４％不等，平均值为１０．２８％，而居群
内变异占总变异的百分比在８３．６６％到９７．１２％之
间，平均值为８９．７２％。遗传分化指数 Ｆｓｔ计算结果
均显著（Ｐ＜０．０１），最大值为０．１６（ＤＳＨ３），最小值
为０．０２９（ＤＳＨ６），平均值为０．１０（表４）。
表４ 遗传分化计算结果
变异来源 ＤＳＨ３ ＤＳＨ５ ＤＳＨ６ ＤＳＨ７ ＤＳＨ１２ ＤＳＨ２１ 平均值
居群间 １６．３４ １５．５１ ２．８８ ５．０３ ９．７９ ５．４４ １０．２８
居群内 ８３．６６ ８４．４９ ９７．１２ ９４．９７ ９０．２１ ９４．５６ ８９．７２
Ｆｓｔ ０．１６ ０．１６ ０．０２９ ０．０５０ ０．０９８ ０．０５４ ０．１０
０５
第１期 杜淑辉，等：应用单拷贝核基因标记研究我国欧洲山杨自然居群的遗传多样性
３ 讨论
３．１ 欧洲山杨自然居群遗传多样性
尽管不同基因标记间遗传多样性有一定差异，
分布于我国新疆地区的欧洲山杨在６个核基因上表
现出较高的遗传多样性（π＝０．００２３ ０．００７２，平
均值为０．００４８，θｗ＝０．００３９ ０．００５７，平均值为
０．００４４）（表３），比其他同纬度分布的木本植物如
挪威云杉（Ｐｉｃｅａａｂｉｅｓ，π＝０．００３９）［２０］和同属的香
脂杨（Ｐ．ｂａｌｓａｍｉｆｅｒａ，π＝０．００３７５，θｗ＝０．００４）、毛
果杨（Ｐ．ｔｒｉｃｈｏｃａｒｐａ，π＝０．００２９，θＷ＝０．００２０）
［２１］，
窄叶杨（Ｐ．ａｎｇｕｓｔｉｆｏｌｉａ，π＝０．００２４）［２２］等物种的遗
传多样性要高，而与其近缘种中国山杨（Ｐ．ｄａｖｉｄｉ
ａｎａ，π＝０．００４４）和美洲山杨（Ｐ．ｔｒｅｍｕｌｏｉｄｅｓ，π＝
０００３５）［２３］表现出相似的遗传多样性水平。而比
分布于欧洲地区的欧洲山杨的遗传多样性水平略低
（π＝０．００７ ０．０１２０，θｗ＝０．００５ ０．０１２９）
［２－３］，
这主要是由于 Ｉｎｇｖａｒｓｓｏｎ［２－３］的研究中所使用的基
因受到了平衡选择（ｂａｌａｎｃｉｎｇｓｅｌｅｃｔｉｏｎ）的影响，而
平衡选择可使受影响的基因区域保持较高的遗传多
样性水平［６］。
影响物种遗传多样性水平的因素很多，包括取
样的代表性、碱基突变速率、繁育系统及自然选择
等［２４］。本研究取样代表性问题我们给予了充分的
考虑，所取样品遍及欧洲山杨在我国新疆地区的分
布范围，因此应排除取样代表性对研究结果的影响。
自然选择会对遗传多样性产生显著的影响［２４］，根据
本研究中Ｔａｊｉｍａ’ｓＤ检测结果表明所有位点均符合
中性进化模型，因此，自然选择作用也不是导致欧洲
山杨表现出较高的遗传多样性水平的因素。杨属物
种为高度异交植物，异交能够增加物种的有效群体
大小和有效重组率，从而增加物种的遗传多样性水
平［２５］。另据Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ等［２６］估计，多年生木本植物
核基因的突变率大约在３．２×１０－１０到５．７×１０－１０／
年／同义碱基之间，而杨属核基因突变率却高达２．５
×１０－９／年／同义碱基［８］。因此高度异交和高碱基突
变率能够很好的解释欧洲山杨表现出的较高的遗传
多样性水平。
３．２ 欧洲山杨自然居群的遗传分化
杨属物种为异交风媒植物，并且种子和花粉的
扩散能力很强，因此杨属物种内居群间遗传分化应
该相对略低［２７］。如表４所示，在６个核基因中，欧
洲山杨不同居群间遗传分化指数Ｆｓｔ平均值为０．１０，
要略低于杨属不同物种内居群间平均遗传分化水平
（Ｆｓｔ＝０．１１）
［２８］。ＡＭＯＶＡ分析结果表明居群内的
变异占总变异的绝大部分（８９．７２％），只有一小部
分变异存在于居群间（１０．２８％）。针对分布于欧洲
地区的欧洲山杨的研究也得到了类似的结果［４］，并
且这种情况也普遍存在于其他杨属物种中［２２］。张
建国［２９］通过研究欧洲山杨的克隆多样性发现欧洲
山杨具有超长距离的基因流机制（种子飞散特性）。
本研究中也发现在６个核基因上居群间基因流平均
值达到了３．２３５。超长距离的基因流机制能够很好
的解释本研究中欧洲山杨自然居群间表现出的遗传
分化水平。
参考文献：
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科学出版社，１９８４，２０（２）：１２．
［２］ＩｎｇｖａｒｓｓｏｎＰＫ．Ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍａｎｄｌｉｎｋａｇｅｄｉｓｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ
ｗｉｔｈｉｎａｎｄａｍｏｎｇｎａｔｕｒａｌｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓｏｆＥｕｒｏｐｅａｎａｓｐｅｎ（Ｐｏｐｕｌｕｓ
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（责任编辑：张 研）
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