全 文 ：林业科学研究 ２０１６，２９（３）：３７７ ３８２
ＦｏｒｅｓｔＲｅｓｅａｒｃｈ
文章编号：１００１１４９８（２０１６）０３０３７７０６
基于 ｃｐＤＮＡｒｐｓ１６序列分析兰考泡桐与
白花泡桐和毛泡桐的遗传关系
莫文娟１，２，李少锋１，邱乾栋３，孙长忠１，汤志敏１，乔 杰２
杜红岩２，傅建敏２
（１．中国林业科学研究院华北林业实验中心，北京 １０２３００；２．中国林业科学研究院经济林研究开发中心，河南 郑州 ４５０００３；
３．北京林业大学生物科学与技术学院，北京 １０００８３）
收稿日期：２０１５０５２３
基金项目：十二五科技支撑“抗逆生态树种泡桐新品种选育技术研究”（２０１２ＢＡＤ０１Ｂ０６０２）。
作者简介：莫文娟（１９８５—），女，博士，植物遗传育种研究方向。Ｅｍａｉｌ：ｍｗｊ８６２００４＠１６３．ｃｏｍ．
共同第一作者：李少峰（１９８１—），男，主要从事林木遗传育种研究。Ｅｍａｉｌ：ｌｉｓｈａｏｆ２００９＠１６３．ｃｏｍ．
通讯作者：傅建敏，女，副研究员，主要从事经济林育种与栽培研究。Ｅｍａｉｌ：ｆｊｍ３７１＠１６３．ｃｏｍ．
本研究部分实验在中国林业科学研究院重点开放实验室完成，在此感谢
摘要：【目的】通过测序法分析兰考泡桐与白花泡桐和毛泡桐在叶绿体ｒｐｓ１６序列上的遗传差异，旨在分析三者之间
在叶绿体基因上的变化特点和规律，探讨其种间的遗传关系。【方法】选取兰考泡桐、白花泡桐和毛泡桐各１５个样
本，对其提取的ＤＮＡ用ＰＣＲ扩增获得特异片段，并将其纯化与测序。利用软件ＣｌｕｓｔａｌＸ２．０对所得序列进行排序；
运行ＭＥＧＡ４软件，进行多序列比对，分析其序列特征，并计算出Ｋ２Ｐ遗传距离。【结果】（１）对获得的ｒｐｓ１６序列进
行测定分析，得兰考泡桐序列长度分别为９３２ ９３３ｂｐ；白花泡桐序列长度为９３２ｂｐ；毛泡桐序列长度分别为９１６
９１８ｂｐ。对所得ｒｐｓ１６序列进行排序后的长度为９３８ｂｐ，平均ＧＣ含量为３４．３１％。３个种所代表的个体之间共有１０
个变异位点，占整个序列长度的１．０７％。其中有９个变异位点属于碱基插入或缺失类型，占变异位点总数的９０％，
占整个序列长度的０．９６％。有１个变异位点属于碱基替换类型，占整个变异位点总数的１０％，占整个序列长度的
０．１１％。（２）整个ｒｐｓ１６片段的序列共有１０个变异位点，其中兰考泡桐与白花泡桐在总的变异位点上，具有一致的
碱基位点９个，占总变异的９０％。而兰考泡桐与毛泡桐相比，没有相同的碱基。【结论】根据三种泡桐的ｒｐｓ１６序列
的序列特征和变异位点的分析，表明在叶绿体遗传方面，兰考泡桐具有与白花泡桐更多相似的遗传物质，其亲缘关
系较近。综上所述，推测兰考泡桐与白花泡桐可能来自同一母系遗传。
关键词：兰考泡桐；白花泡桐；毛泡桐；ｒｐｓ１６
中图分类号：Ｓ７９２４３ 文献标识码：Ａ
ＧｅｎｅｔｉｃＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓａｍｏｎｇＰａｕｌｏｗｎｉａｅｌｏｎｇａｔａ，Ｐａｕｌｏｗｎｉａｆｏｒｔｕｎｅｉａｎｄ
ＰａｕｌｏｗｎｉａｔｏｍｅｎｔｏｓａＢａｓｅｄｏｎｃｐＤＮＡｒｐｓ１６ＲｅｇｉｏｎＳｅｑｕｅｎｃｅｓ
ＭＯＷｅｎｊｕａｎ１，２，ＬＩＳｈａｏｆｅｎｇ１，ＱＩＵＱｉａｎｄｏｎｇ３，ＳＵＮＣｈａｎｇｚｈｏｎｇ１，ＴＡＮＧＺｈｉｍｉｎ１，
ＱＩＡＯＪｉｅ２，ＤＵＨｏｎｇｙａｎ２，ＦＵＪｉａｎｍｉｎ２
（１．ＦｏｒｅｓｔｒｙＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔＣｅｎｔｅｒｏｆＮｏｒｔｈＣｈｉｎａ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２３００，Ｃｈｉｎａ；２．ＮｏｎｔｉｍｂｅｒＦｏｒｅｓｔｒｙＲｅｓｅａｒｃｈ＆
ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｅｎｔｅｒ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５０００３，Ｈｅ’ｎａｎ，Ｃｈｉｎａ；３．ＣｏｌｅｇｅｏｆＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
ＢｅｉｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：［Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ］ＴｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔｇｅｎｅｔｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｌａｗｓｏｆＰａｕｌｏｗｎｉａｅｌｏｎｇａｔａ，
Ｐ．ｆｏｒｔｕｎｅｉａｎｄＰ．ｔｏｍｅｎｔｏｓａａｎｄｔｏｄｉｓｃｕｓｓｔｈｅｇｅｎｅｔｉｃｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐａｍｏｎｇｔｈｅｔｈｒｅｅｓｐｅｃｉｅｓ．［Ｍｅｔｈｏｄ］Ｔｈｅｇｅｎｅｔｉｃ
ｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｔｈｅＣｈｌｏｒｏｐｌａｓｔＤＮＡｒｐｓ１６ｒｅｇｉｏｎｓｅｑｕｅｎｃｅｓｏｆＰ．ｅｌｏｎｇａｔａ，Ｐ．ｆｏｒｔｕｎｅｉａｎｄＰ．ｔｏｍｅｎｔｏｓａｗｅｒｅａｎａ
林 业 科 学 研 究 第２９卷
ｌｙｚｅｄｂｙｕｓｉｎｇｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇｍｅｔｈｏｄ．ＴｈｅＤＮＡｓｗｅｒｅｅｘｔｒａｃｔｅｄｆｒｏｍｅａｃｈ１５ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓｏｆＰ．ｅｌｏｎｇａｔａ，Ｐ．ｆｏｒｔｕｎｅｉ
ａｎｄＰ．ｔｏｍｅｎｔｏｓａ，ｔｈｅｎｗｅｒｅａｍｐｌｉｆｉｅｄｗｉｔｈＰＣＲｔｏｏｂｔａｉｎｓｐｅｃｉｆｉｃｆｒａｇｍｅｎｔｗｈｉｃｈｗｅｒｅｐｕｒｉｆｉｅｄａｎｄｓｅｑｕｅｎｃｅｄ．
ＱｕｉｃｋｓｏｒｔｗｅｒｅｃｏｍｐｌｅｔｅｄｂｙｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅＣｌｕｓｔａｌＸ２．０，ｍｕｌｔｉｐｌｅｓｅｑｕｅｎｃｅｗｅｒｅａｌｉｇｎｅｄｂｙｕｓｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅＭＥＧＡ
４，ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｔｈｅＫ２Ｐｇｅｎｅｔｉｃｄｉｓｔａｎｃｅｏｆｔｈｅａｌｉｇｎｍｅｎｔｓｅｑｕｅｎｃｅｗｅｒｅａｌｓｏｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．［Ｒｅ
ｓｕｌｔ］（１）．Ｔｈｅｓｅｑｕｅｎｃｅｌｅｎｇｔｈｓｏｆｒｐｓ１６ｒｅｇｉｏｎｆｒｏｍＰ．ｅｌｏｎｇａｔａｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｂｙ９１６ ９３３ｂｐ；ｔｈｏｓｅｆｒｏｍＰ．
ｆｏｒｔｕｎｅｉｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙ９３２ｂｐ；ａｎｄｔｈｏｓｅｆｒｏｍＰ．ｔｏｍｅｎｔｏｓａｗｅｒｅ９１６ ９１８ｂｐａｆｔｅｒａｌｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｌｅｎｇｔｈｏｆ
ｒｐｓ１６ｓｅｑｕｅｎｃｅｗａｓ９３８ｂｐａｆｔｅｒａｌｉｇｎｅｄｂｙｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅＣｌｕｓｔａｌＸ２．０，ａｎｄｔｈｅａｖｅｒａｇｅＧＣｃｏｎｔｅｎｔｗａｓ３４．３１％．
Ｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｔｏｔａｌｖａｒｉａｂｌｅｌｏｃｉｄｅｔｅｃｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅａｌｉｇｎｅｄｓｅｑｕｅｎｃｅｓｗａｓ１０，ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇｆｏｒ１．０７％ ｏｆｔｈｅｅｎｔｉｒｅ
ｌｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｓｅｑｕｅｎｃｅ．Ｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｖａｒｉａｂｌｅｌｏｃｉ（ｉｎｓｅｒｔｉｏｎｄｅｌｅｔｉｏｎｓｉｔｅ）ｗａｓ９，ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇｆｏｒ９０％ ｏｆｔｈｅｔｏｔａｌ
ｖａｒｉａｂｌｅｌｏｃｉ，ｆｏｒ０．９６％ ｏｆｔｈｅｅｎｔｉｒｅｓｅｑｕｅｎｃｅ．Ｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｖａｒｉａｂｌｅｌｏｃｉ（ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎｓｉｔｅ）ｗａｓ１，ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ
ｆｏｒ１０％ ｏｆｔｈｅｔｏｔａｌｖａｒｉａｂｌｅｌｏｃｉ，ｆｏｒ０．１１％ ｏｆｔｈｅｅｎｔｉｒｅｓｅｑｕｅｎｃｅ．（２）．Ｔｏｔａｌ１０ｖａｒｉａｂｌｅｌｏｃｉｗｅｒｅｄｅｔｅｃｔｅｄ
ｆｒｏｍｔｈｅａｌｉｇｎｅｄｓｅｑｕｅｎｃｅｓ，ｏｆｗｈｉｃｈ９（９０％）ｓｉｔｅｓｗｅｒｅｓａｍｅｂｅｔｗｅｅｎＰ．ｅｌｏｎｇａｔａａｎｄＰ．ｆｏｒｔｕｎｅｉ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｒｅ
ｗａｓｎｏｓａｍｅｂａｓｅｂｅｔｗｅｅｎＰ．ｅｌｏｎｇａｔａａｎｄＰ．ｔｏｍｅｎｔｏｓａ．［Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ］Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｎｓｅｑｕｅｎｃｅ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｍｕｔａｔｉｏｎｓｉｔｅｓｏｆｒｐｓ１６ｓｅｑｕｅｎｃｅｓｆｒｏｍｔｈｅｔｈｒｅｅｓｐｅｃｉｅｓｏｆＧｅｎｕｓＰａｕｌｏｗｎｉａ，ｉｎｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔｇｅ
ｎｅｔｉｃａｓｐｅｃｔｓ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｌｕｓｔｒａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｗｅｒｅｍｕｃｈｍｏｒｅｓｉｍｉｌａｒｐｌａｓｔｉｄｉｎｈｅｒｉｔａｎｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎＰ．ｅｌｏｎｇａｔａａｎｄ
Ｐ．ｆｏｒｔｕｎｅｉｔｈａｎｂｅｔｗｅｅｎＰ．ｅｌｏｎｇａｔａａｎｄＰ．ｔｏｍｅｎｔｏｓａ；ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｃｌｏｓｅｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｂｅｔｗｅｅｎＰ．ｅｌｏｎｇａｔａａｎｄＰ．
ｆｏｒｔｕｎｅｉ．Ｆｒｏｍｔｈｅａｂｏｖｅ，Ｐ．ｅｌｏｎｇａｔａａｎｄＰ．ｆｏｒｔｕｎｅｉｃｏｕｌｄｂｅｉｎｆｅｒｅｄｆｒｏｍｔｈｅｓａｍｅｍａｔｅｒｎａｌｌｉｎｅａｇｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｐａｕｌｏｗｎｉａｅｌｏｎｇａｔａ；Ｐａｕｌｏｗｎｉａｆｏｒｔｕｎｅｉ；Ｐａｕｌｏｗｎｉａｔｏｍｅｎｔｏｓａ；ｒｐｓ１６
兰考泡桐（ＰａｕｌｏｗｎｉａｅｌｏｎｇａｔａＳ．Ｙ．Ｈｕ）、白花
泡桐（Ｐａｕｌｏｗｎｉａｆｏｒｔｕｎｅｉ（Ｓｅｅｍ．）Ｈｅｍｓｌ）和毛泡桐
（Ｐａｕｌｏｗｎｉａｔｏｍｅｎｔｏｓａ（Ｔｈｕｎｂ．）Ｓｔｅｕｄ）为玄参科
（Ｓｃｒｏｐｈｕｌａｒｉａｃｅａｅ）泡桐属（Ｐａｕｌｏｗｎｉａ）的落叶乔木，
是重要的速生用材和绿化型典型代表树种之一。兰
考泡桐集中分布于以黄、淮、海平原为代表的黄河流
域；白花泡桐分布长江流域以南各省、市，是南方泡
桐种类的代表树种；毛泡桐分布从长江中下游一直
到泡桐分布区的北界，其重点分布区为大别山和神
农架及其周边地区，是北方泡桐种类的代表种。毛
泡桐抗旱耐寒、适应能力强、木材材质致密，是优良
的家具用材［１－４］。由于泡桐种间生殖隔离不强，存
在非常普遍的种间混交、渐渗现象［５－６］，使得泡桐杂
交种的单倍型来源非常丰富，兰考泡桐是泡桐天然
杂交种的代表中之一［７］。根据竺肇华的观点［７］认
为兰考泡桐可能是毛泡桐与白花泡桐的杂交种。从
地理分布上看，毛泡桐与白花泡桐有重叠区。兰考
泡桐又是高度不育。熊金桥［８］总结有多种证据反复
证实兰考泡桐作为毛泡桐和白花泡桐的杂交种。卢
龙斗［９］通过ＲＡＰＤ标记研究泡桐属的７个种，其中
的结果之一是白花泡桐与兰考泡桐间遗传相似系数
为０．７２３，说明白花泡桐对兰考泡桐形成提供的遗
传份额比较大。这些在分子水平的数据支持了竺肇
华的观点，证明在泡桐属植物演化过程中兰考泡桐
可能是毛泡桐与白花泡桐发生的种间杂交。马
浩［１０］等对泡桐属 １５个植物的 ｃｐＤＮＡ进行 ＲＦＬＰ
的分析结果认为兰考泡桐是白花泡桐与毛泡桐的杂
交种，且兰考泡桐含白花泡桐的遗传成分较大，所以
将其归入白花泡桐组内。莫文娟［１１］等利用 ＩＳＳＲ分
析得出兰考泡桐与毛泡桐聚在一组，表明兰考泡桐
与毛泡桐的亲缘关系近，对于毛泡桐是兰考泡桐的
亲本之一这一观点，在核ＤＮＡ水平上提供一定的理
论基础支持。
在林木的分子鉴定技术的研究领域里，根据检
测方法，目前可分为两大类：ＤＮＡ多态性分析和
ＤＮＡ测序。两者相比，最明显的区别：前者是对
ＤＮＡ变异的间接比较，而后者是直接比较［１２－１４］。
ＤＮＡ测序法通过ＰＣＲ扩增目的基因，直接测序获得
序列，通过比较分析所有的样品而检测出序列差异，
确定有意义的特定位点，进而达到识别样本的目
的［１３］。目前在植物方面进行ＤＮＡ测序的基因有ｃｐ
ＤＮＡｒｂｃＬ、ｒｐｓ１６、ｔｒｎＬＦ等与 ｎｒＤＮＡＩＴＳ、ＥＴＳ等，研
究者针对植物中要解决的科间、属间、种间及种内居
群间的遗传差异和变异问题，会参考相关文献和前
人研究来选择合适的基因片段，进行序列测定与分
析［１５］。这种方法快速、可靠而准确地反映出研究对
象间的碱基差异，进而分析它们间的遗传变异与遗
传关系，且不受生长季节的限制。张金梅［１６］研究组
８７３
第３期 莫文娟，等：基于ｃｐＤＮＡｒｐｓ１６序列分析兰考泡桐与白花泡桐和毛泡桐的遗传关系
展开了对芍药科芍药属遗传关系的研究，他们通过
叶绿体ＤＮＡ基因，注释了该属牡丹组的种种关系，
探讨了牡丹组的系统进化和位置变动。侯鑫［１７］等
分析小叶、中间和柠条锦鸡儿的ｔｒｎＬＦ序列特征：对
齐排序为１０５３ｂｐ，８７个变异位点中含有５４个信息
位点。并探讨分析其种间关系，结果显示中间锦鸡
儿与小叶的序列完全一致，而与柠条存在明显差异。
内含子如 ｒｐｓ１６，ｒｐｌ１６，ｒｐｏＣ１等，因它们功能上的限
制较少，比编码区表现出更快的进化速率（约为１０
倍），可为各种分类类群的系统发育提供大量的信
息，较多用于低分类类群间的研究。ｒｐｓ１６基因编码
核糖体蛋白Ｓ１６，位于植物ｃｐＤＮＡ大单拷贝区，可用
于属间、种间的亲缘关系分析［１５］。目前 Ｗａｌａｎｄｅｒ、
Ｂａｋｅｒ、Ｒｏｂｂｒｅｃｈｔ［１８－２０］等利用 ｒｐｓ１６对木樨科、棕榈
科、流苏子属、丁香属的植物进行分类遗传学的研
究，并探讨它们之间的进化问题、分类问题。
本文尝试采用ｒｐｓ１６基因对兰考泡桐，白花泡桐
和毛泡桐进行ｃｐＤＮＡ序列分析，旨在探讨兰考泡桐
与白花泡桐和毛泡桐在叶绿体基因上的变化特点和
规律，分析其间的遗传关系。
１ 材料与方法
１．１ 植物材料
实验材料采自江西九江共青城的泡桐基因库
（所有材料经河南农业大学兼国家林业局泡桐研究
中心特聘专家李荣幸教授鉴定），选取兰考泡桐、白
花泡桐和毛泡桐各１５个样本（见表１）。采集新鲜
嫩叶，用７０％乙醇清洗表面，用无菌去离子水冲洗
干净，存放至 －７０℃超低温冰箱保存待用。
表１ 供试材料
种 来源
兰考泡桐 （Ｐ．ｅｌｏｎｇａｔａ） 江西共青城
白花泡桐 （Ｐ．ｆｏｒｔｕｎｅｉ） 江西共青城
毛泡桐 （Ｐ．ｔｏｍｅｎｔｏｓａ） 河南郑州市
１．２ ＤＮＡ分析
采用天根试剂盒提取泡桐叶片中的基因组
ＤＮＡ，纯化ＤＮＡ后，经琼脂糖电泳及紫外分光光度
法检测 ＤＮＡ浓度与纯度，稀释为 ２５ｎｇ·μＬ－１，
－２０℃保存备用。
引 物 的 正 向 序 列：“５′ＧＴＧＧＴＡＧＡＡＡＧ
ＣＡＡＣＧＴＧＣＧＡＣＴＴ３′”，反 向 序 列：“ ５′ＴＣＧＧ
ＧＡＴＣＧＡＡＣＡＴＣＡＡＴＴＧＣＡＡＣ３′”［１６］。进行 ＰＣＲ扩
增，２０μＬ体系［２１－２２］：１×ｂｕｆｅｒ、２５ｎｇ模板 ＤＮＡ、
Ｍｇ２＋１．５ｍｍｏｌ·Ｌ－１、ｄＮＴＰｓ０．２０ｍｍｏｌ·Ｌ－１、引物
各０．５μｍｏｌ·Ｌ－１、１ＵＴａｑＤＮＡ聚合酶，５μＬＰＣＲ
增强剂。降落 ＰＣＲ反应程序：９６℃预变性 ３ｍｉｎ；
９６℃变性２０ｓ，６０℃退火３０ｓ，每个循环降退火温度
１℃，７２℃ ２０ｓ，１０个循环；９６℃变性２０ｓ，５５℃退火
３０ｓ，７２℃４０ｓ，２５个循环；然后７２℃延伸５ｍｉｎ。通
过１．５％的琼脂糖凝胶电泳检测其扩增产物，将扩
增成功的ＰＣＲ产物（特异性好的单一条带）进行纯
化后，送中美泰和生物技术（北京）有限公司进行双
向测序。进行两次或以上的重复检测，以克服因为
材料混淆、ＰＣＲ错配和测序失误等带来的实验误差。
扩增本研究的实验材料，第二次重复均得到与第一
次完全相同的序列结果。
收到测序公司返回的序列文件后，按照以下步
骤进行序列分析：１．用Ｓｅｑｕｅｎｃｈｅｒ４．５Ｄｅｍｏ软件检
查序列峰图的有效性，以测序信号清晰，峰图无重叠
者为佳。２．借助Ｃｈｒｏｍａｓ２．０软件编辑序列文件，去
除两端信号不佳的部分，将信号清晰的部分转换成
Ｆａｓｔａ格式。３．用ＣｌｕｓｔａｌＸ２．０软件［２３］进行序列比
对，生成序列比对文件。４．ｒｐｓ１６区序列的边界根据
ＧｅｎＢａｎｋ中的近缘种序列作为参考，利用 ＭＥＧＡ４
软件［２４］进行多序列比对，并计算 Ｋ２Ｐ距离。５．利
用 ＣｏｄｏｎＣｏｄｅＡｌｉｇｎｅｒＶ２．０６（ＣｏｄｏｎＣｏｄｅＣｏ．，
ＵＳＡ）软件分析统计序列的变异位点。
２ 结果与分析
泡桐部分序列峰图（图１），反映了序列的测序
质量。对获得的ｒｐｓ１６序列进行测定分析，得兰考泡
桐序列长度分别为９３２ ９３３ｂｐ；白花泡桐序列长
度为９３２ｂｐ；毛泡桐序列长度分别为９１６ ９１８ｂｐ。
对所得ｒｐｓ１６序列进行排序后的长度为９３８ｂｐ，平均
ＧＣ含量为３４．３１％。
从表２和表３中可以看出：兰考泡桐有两种序
列：兰考泡桐（１）为代表的序列长度为９３２ｂｐ，兰考
泡桐（２）为代表的序列长度为９３３ｂｐ；二者之间的区
别在于兰考泡桐（２）为代表的序列在第８７１位点上
有１个碱基 Ｇ的插入（兰考泡桐的种内变异位点）
见表２。白花泡桐的所有个体拥有一致的序列长度
为９３２ｂｐ。毛泡桐的个体有两种序列：毛泡桐（１）为
代表的序列长度为９１６ｂｐ，毛泡桐（２）为代表的序列
长度为９１８ｂｐ；二者之间的区别在第７２７、７２８位点
上有碱基插入或缺失的（Ａ→ －、Ｇ→ －）见表２。在
７１６位点有碱基替换（Ｇ→Ａ）见（表３）。
９７３
林 业 科 学 研 究 第２９卷
图１ 泡桐ｒｐｓ１６序列的部分峰图
在整个ｒｐｓ１６序列中，７１８ ７２４ｂｐ连续７个位
点的碱基是 Ａ见（表２），测序结果中出现这种多 Ａ
结构，不适合作为信息位点用于属内种间遗传关系
的分析，本研究将不考虑上述位点。所以３个种所
代表的个体之间共有１０个变异位点（同一位点上所
有样品的碱基类型不完全相同），占整个序列长度的
１．０７％。其中有９个变异位点属于碱基插入或缺失
类型（表１），占变异位点总数的９０％，占整个序列长
度的０．９６％。有１个变异位点属于碱基替换类型
（表２），占整个变异位点总数的１０％，占整个序列长
度的０．１１％。
表２ ｒｐｓ１６区变异位点（插入或缺失）及碱基类型
种
位点编号及碱基类型
２６５ ２６６ ２６７ ２６８ ２６９ ７１７ ７１８ ７１９ ７２０ ７２１ ７２２ ７２３ ７２４ ７２７ ７２８ ８７１
白花泡桐（Ｐ．ｆｏｒｔｕｎｅｉ） Ａ Ｔ Ａ Ｔ Ｃ Ｇ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ｇ －
兰考泡桐（Ｐ．ｅｌｏｎｇａｔｅ）（１） Ａ Ｔ Ａ Ｔ Ｃ Ｇ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ｇ －
兰考泡桐（Ｐ．ｅｌｏｎｇａｔｅ）（２） Ａ Ｔ Ａ Ｔ Ｃ Ｇ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ｇ Ｇ
毛泡桐（Ｐ．ｔｏｍｅｎｔｏｓａ）（１） － － － － － － － － － － － － － － － －
毛泡桐（Ｐ．ｔｏｍｅｎｔｏｓａ）（２） － － － － － － － － － － － － － Ａ Ｇ －
注：括号里的数字表示序列的类型，如兰考泡桐（１）表示兰考泡桐序列的第一种类型。“－”代表ｇａｐ
表３ ｒｐｓ１６变异位点（碱基替换）及碱基类型
种
位点编号及碱基类型
７１６
白花泡桐（Ｐ．ｆｏｒｔｕｎｅｉ） Ａ
兰考泡桐（Ｐ．ｅｌｏｎｇａｔａ）（１） Ａ
兰考泡桐（Ｐ．ｅｌｏｎｇａｔａ）（２） Ａ
毛泡桐（Ｐ．ｔｏｍｅｎｔｏｓａ）（１） Ｇ
毛泡桐（Ｐ．ｔｏｍｅｎｔｏｓａ）（２） Ａ
注：括号里的数字表示序列的类型，如兰考泡桐（１）表示兰考泡
桐序列的第一种类型。“－”代表ｇａｐ
综合表２和表３的结果，在１０个变异位点中，
兰考泡桐与白花泡桐在总的变异位点上，其中９个
位点（占９０％）上具有一致的碱基；而与毛泡桐的在
总的变异位点上，没有相同的碱基。
３ 讨论
本研究所选择的叶绿体 ｒｐｓ１６，其位于 ｃｐＤＮＡ
大单拷贝区，编码核糖体蛋白１６Ｓ小亚基基因。其
内含子功能上限制较少，具有解决属间系统发育的
能力［２５］。而本研究中的泡桐的ｒｐｓ１６序列的变异位
点不多，说明ｒｐｓ１６在泡桐属中的进化速率一般，单
独进行系统学研究价值不大，这个与前人［１５］的结论
和观点一致。泡桐属植物的 ＧＣ含量较低，平均为
３４．３１％，说明泡桐属 ｒｐｓ１６序列的 Ａ＋Ｔ含量较高，
大于６０％。
叶绿体基因顾名思义为绿色植物所特有的细胞
质基因，在被子植物中的遗传方式属于细胞质遗传
中的单亲母系遗传方式［２６－２７］，是一种有别于核基因
的遗传方式［２８］。本研究通过 ｃｐＤＮＡ序列分析发
现，兰考泡桐与白花泡桐的 ｒｐｓ１６序列具有９４．１２％
的相同变异碱基，与毛泡桐的ｒｐｓ１６序列没有相同变
异位点，说明兰考泡桐的 ｒｐｓ１６序列更接近白花泡
桐，因而可以推测两者具有更多相似的叶绿体遗传
物质，可能来自同一母系遗传，这与马浩［１０］的结论
０８３
第３期 莫文娟，等：基于ｃｐＤＮＡｒｐｓ１６序列分析兰考泡桐与白花泡桐和毛泡桐的遗传关系
和观点一致。
在前辈的研究发现中，熊金桥［８］总结有多种证
据反复证实兰考泡桐作为毛泡桐和白花泡桐的杂交
种。胡惠蓉的叶表皮毛状体研究［２９］及其扫描电镜
观察［３０］均征实了一点：兰考泡桐叶子表皮毛状体特
征与毛泡桐一致，而下表皮则介于毛泡桐和白花泡
桐之间，说明此杂交种更接近毛泡桐。泡桐属花药
表皮毛状体研究［２９］对兰考泡桐花药表皮毛和气孔
形状的研究发现：兰考泡桐花药表皮毛的多少介于
白花泡桐与毛泡桐之间，而气孔形状则表现出与毛
泡桐特有的椭圆形一致，为兰考泡桐的亲本是白花
泡桐和毛泡桐提供了新的佐证。梁作椭［３１］等对泡
桐属８种植物ＧＡＴ、ＡＭＹＬ、ＡＤＨ、ＭＤＨ同工酶分析，
表明兰考泡桐的亲本均为白花泡桐和毛泡桐。马
浩［１０］等的ｃｐＤＮＡＲＦＬＰ的分类结果认为兰考泡桐
是白花泡桐与毛泡桐的杂交种，且其含白花泡桐的
遗传成分较大，所以将其归入白花泡桐组内。说明
考泡桐与白花泡桐具有更多相似的叶绿体遗传物
质，这在叶绿体ＤＮＡ方面为其两者的遗传关系提供
有利的分子证据。
虽然兰考泡桐与白花泡桐和毛泡桐在核 ＤＮＡ
方面有过种间关系的探讨研究，但利用核 ＤＮＡ验证
兰考泡桐是白花泡桐和毛泡桐的杂交种这还是一个
需要探索的领域。推测毛泡桐可能是兰考泡桐的父
本，还需要核基因组水平和叶绿体基因组水平上的
证据。
４ 结论
根据三种泡桐的 ｒｐｓ１６序列的序列特征和变异
位点的分析，表明在叶绿体遗传方面，兰考泡桐具有
与白花泡桐更多相似的遗传物质，其亲缘关系较近。
综上所述，推测兰考泡桐与白花泡桐可能来自同一
母系遗传。
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（责任编辑：张 研）
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