全 文 ：书甘肃红砂不同种群遗传多样性的犐犛犛犚分析
冯亮亮，唐红，李毅，马彦军，苏世平
（甘肃农业大学林学院，甘肃 兰州７３００７０）
摘要：本实验采用ＩＳＳＲ分子标记技术，对甘肃地区５个种群共５０个单株的红砂遗传多样性水平和遗传结构进行
了研究。通过实验，从５０个引物中筛选出１２个重复性高，条带清晰的引物。１２条引物共检测到６９个位点，其中
多态位点有６０个，多态位点比率（Ｐ）为８６．９６％。用 ＭａｒｋｅｒⅢ作为分子量标准，检测到甘肃红砂ＰＣＲ产物的分子
量在５００～３０００ｂｐ。应用遗传多样性分析软件Ｐｏｐｇｅｎ３２进行分析计算得出：在物种水平上，Ｓｈａｎｎｏｎ多样性指
数（Ｉ）为０．５４２９，Ｎｅｉ基因多样性指数（Ｈ）为０．３７９０；基因分化系数Ｇｓｔ为０．０９６４，基因流Ｎｍ 为４．６８５１，表明甘
肃红砂种群遗传分化大部分存在于种群内。在种群水平上，Ｉ为０．４８９３，Ｈ为０．３４２４。Ｐ、Ｈ及Ｉ都表明甘肃红
砂种群具有较高的遗传多样性。聚类分析还表明甘肃红砂种群的遗传距离与地理距离之间无显著的相关性；甘肃
红砂遗传多样性与其本身特性和所处不同种群有关。
关键词：甘肃红砂；遗传多样性；遗传距离
中图分类号：Ｑ９４３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４５７５９（２０１１）０１０１２５０６
ＩＳＳＲ（ｉｎｔｅｒｓｉｍｐｌｅｓｅｑｕｅｎｃｅｒｅｐｅａｔ）即简单重复序列间多态性，用于检测ＳＳＲ（ｓｉｍｐｌｅｓｅｑｕｅｎｃｅｒｅｐｅａｔ）间
ＤＮＡ序列差异，是由Ｚｉｅｔｋｉｅｗｉｃｚ等［１］提出的建立在ＰＣＲ（聚合酶链式反应）反应基础上的一种新型分子标记技
术，ＩＳＳＲ技术是利用真核生物基因组中广泛存在的简单重复序列（ＳＳＲ）来设计引物，而不要求预知基因组序列
信息。ＩＳＳＲ标记技术和ＲＡＰＤ原理比较相似，不同之处在于ＩＳＳＲ所用引物序列来源于简单重复序列区域，比
ＲＡＰＤ引物序列长，退火温度高，反应体系更为稳定［２］。近年来已被广泛应用于品种鉴定、遗传作图、遗传多样性
等方面的研究［３９］，黄福平等［４］应用ＩＳＳＲ标记技术构建茶树回交１代部分遗传图谱的研究，朱恭等［１０］对红砂属
植物的进展进行了研究。对红砂（犚犲犪狌犿狌狉犻犪狊狅狅狀犵狅狉犻犮犪）的遗传多样性虽有一些报道，如张颖娟和王玉山［１１］用
ＩＳＳＲ技术研究内蒙古濒危长叶红砂不同种群的遗传多样性，但对甘肃红砂种群遗传多样性的ＩＳＳＲ分析至今仍
未见报道。本研究以甘肃不同种源的红砂为材料，利用ＩＳＳＲ－ＰＣＲ技术对甘肃红砂种群的遗传多样性进行了
分析，为甘肃红砂的育种、繁育、保护等工作奠定理论基础。
红砂为原始花被亚纲柽柳科红砂属，超旱生盐柴类落叶小灌木植物。全世界约有１２种，我国有４个种和２
个变种［１２］，以红砂为建群种的植被类型是温带荒漠的主要植被类型之一。其分布区东自鄂尔多斯西部，经阿拉
善、河西、北山山地、柴达木盆地、嘎顺戈壁，西到准噶尔和塔里木盆地边缘。分布区内年降水量６０～３００ｍｍ、海
拔５００～３２００ｍ，主要生长在荒漠、半荒漠的山麓洪积平原、山地丘陵、剥蚀残丘、山前砂砾质和砾质洪积扇、戈
壁等［１０］。土壤一般为灰棕荒漠土，在荒漠灰钙土上也有生长，在盐渍化以至强盐渍化土壤上生长良好［１３］。通过
对我国内蒙古、青海、新疆、甘肃、宁夏五省区草地资源数据统计分析，在温性荒漠草原类、温性草原化荒漠类和温
性荒漠类三大类草地中，红砂建群型、共建型或伴生型草地面积合计９１００３２４ｈｍ２，占三大类草地总面积的
１４．６８％，是重要的饲用植物和固土固沙植物，其枝、果也能入药，植丛是肉苁蓉（犆犻狊狋犪狀犮犺犲狊犪犾狊犪）的主要寄主之
一。由于红砂属植物在荒漠和荒漠草原区的广泛分布而具有重要的生态保护作用、经济价值和用途，特别近２０
多年，随着我国高度重视和加强荒漠化治理和生态建设，对红砂研究工作的高潮正在形成。近年来我国学者从形
态、生理、抗性、遗传等多层次对红砂属植物进行了研究［１４１７］。
第２０卷 第１期
Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．１
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
１２５－１３０
２０１１年２月
收稿日期：２００９１１２２；改回日期：２００９１２２１
基金项目：国家林业局重点科研项目（２００６３５）和甘肃省科技攻关项目（２ＧＳＯ６４Ａ４１００３０１）资助。
作者简介：冯亮亮（１９８４），女，甘肃秦安人，在读硕士。Ｅｍａｉｌ：ｇｒｅａｃｅｆｌ１９８４＠１６３．ｃｏｍ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｌｉｙｉ＠ｇｓａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
１ 材料与方法
１．１ 材料
材料来自张掖、武威、酒泉及兰州皋兰的种子播种生长的红砂嫩叶和兰州仁寿山采集的红砂嫩叶。材料来源
于５个不同生境类型（表１）的群落，于２００８年９月－２００９年１１月进行了研究。
表１ 材料来源及生境特点
犜犪犫犾犲１ 犜犺犲狅狉犻犵犻狀狅犳犲狓犪犿犻狀犲犱狆犾犪狀狋狊犪狀犱狋犺犲犻狉犺犪犫犻狋犪狋犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊
种群
Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ
经度
Ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ（°）
纬度
Ｌａｔｉｔｕｄｅ（°）
海拔
Ａｌｔｉｔｕｄｅ（ｍ）
年均气温Ａｎｎｕａｌｍｅａｎ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（℃）
年均降水量Ａｎｎｕａｌｍｅａｎ
ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ（ｍｍ）
张掖Ｚｈａｎｇｙｅ（ＺＹ） １００．１７ ３８．５５ １５４６～１７０３ ６．０～７．０ １２９．０～１９５．０
武威 Ｗｕｗｅｉ（ＷＷ） １０２．５４ ２８．４９ １３２０～１３７９ ７．６～７．８ ９０．０～１１３．２
酒泉Ｊｉｕｑｕａｎ（ＪＱ） ９８．１３ ３９．４７ １５７７～１７６３ ７．７ ８０．０
皋兰Ｇａｏｌａｎ（ＧＬ） １０３．３４ ３６．１０ １７１５～１９６０ ８．７ ２６３．０
仁寿山Ｒｅｎｓｈｏｕｓｈａｎ（ＲＳ） １０２．５５ ３５．４０ １６７０～２０００ ６．９ ３１１．７
１．２ 方法
１．２．１ 总ＤＮＡ提取与检测 采用试剂盒提取总
ＤＮＡ，试剂盒由天根生化科技（北京）有限公司提
供。最后将ＤＮＡ溶于０．１×ＴＥ缓冲液后，４℃保
存，得到的ＤＮＡ片段用０．８％的琼脂糖凝胶电泳和
紫外分光光度计检测浓度和纯度。保存于－２０℃冰
箱中。
１．２．２ ＩＳＳＲ反应条件建立及引物筛选 ＩＳＳＲ引
物参照加拿大哥伦比亚大学公布的第９套序列，由
天根生化科技（北京）有限公司合成。ＩＳＳＲ－ＰＣＲ
反应总体积为２０μＬ：２０ｎｇ的 ＤＮＡ 模板，１．０
μｍｏｌ／Ｌ的引物２μＬ，１０×ＴａｑＢｕｆｆｅｒ２μＬ，２．５
Ｕ／μＬ的ＴａｑＤＮＡ聚合酶１μＬ，超纯ｄＮＴＰｓ２μＬ，
重蒸水补齐２０μＬ。从５０个ＩＳＳＲ引物中筛选出１２
个重复性高、条带清晰的引物（表２）用于ＰＣＲ扩增。
１．２．３ ＩＳＳＲ扩增及产物检测 扩增反应在Ｇｅｎｅ
ＡｍｐＰＣＲＳｙｅｓｔｅｍ２４００上进行，扩增的反应条件：
９４℃５ｍｉｎ，９４℃３０ｓ，５０℃４５ｓ（退火温度依据引
表２ 引物序列和位点数
犜犪犫犾犲２ 犛犲狇狌犲狀犮犲犪狀犱犾狅犮犻狅犳狆狉犻犿犲狉
引物
Ｐｒｉｍｅｒｓ
序列
Ｓｅｑｕｅｎｃｅ
退火温度
Ａｎｎｅａｌｉｎｇ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
（℃）
位点数
Ｌｏｃｉ
ｎｕｍｂｅｒ
多态位点数
Ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃ
ｌｏｃｉ
ｎｕｍｂｅｒ
多态位点比率
Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆ
ｐｏｌｙｍｅｒｐｈｉｃ
ｌｏｃｉ（Ｐ，％）
ＵＢＣ８０９（ＡＧ）８Ｇ ４８ ４ ３ ７５
ＵＢＣ８１０（ＧＡ）８Ｔ ４８ ７ ６ ８６
ＵＢＣ８１１（ＧＡ）８Ｃ ５０ ７ ６ ８６
ＵＢＣ８１２（ＧＡ）８Ａ ４８ ６ ３ ５０
ＵＢＣ８１７（ＣＡ）８Ａ ４８ ６ ４ ６７
ＵＢＣ８２５（ＡＣ）８Ｔ ４８ ５ ３ ６０
ＵＢＣ８２７（ＡＣ）８Ｇ ４８ ５ ４ ８０
ＵＢＣ８３５（ＡＧ）８ＹＣ ５２ ７ ６ ８６
ＵＢＣ８３６（ＧＡ）８ＹＡ ５０ ５ ４ ８０
ＵＢＣ８４０（ＧＡ）８ＹＴ ５０ ６ ４ ６７
ＵＢＣ８４１（ＧＡ）８ＹＣ ５２ ６ ６ １００
ＵＢＣ８８１（ＧＧＧＴ）３ ５２ ５ ５ １００
物变化），７２℃９０ｓ，７２℃５ｍｉｎ，３８个循环。产物检测：１．８％琼脂糖凝胶在１×ＴＡＥ电泳缓冲液中电泳，电压：
８０Ｖ，电泳３ｈ后，将胶片在含溴化乙锭的水溶液中浸泡染色１５ｍｉｎ，在紫外凝胶成像仪上观察照相。
１．２．４ 数据计算方法与统计处理 统计稳定且易于辨认的差异性条带数，即按同一位置上扩增产物条带的有无
进行统计有带的（包括反复出现的弱带）标记为“１”，无带的标记为“０”。从而获得０，１矩阵。应用Ｐｏｐｇｅｎ３２软
件计算多态位点数、物种水平上和种群水平上的多态位点比率（ＰＰＬ）、Ｓｈａｎｎｏｎ信息多样性指数（Ｉ）、Ｎｅｉ基因遗
传多样度指数（Ｈ）、群体间基因分化系数（Ｇｓｔ）、基因流（Ｎｍ）、种群间的遗传距离和相似一致度，采用ＵＰＧＭＡ进
行聚类分析，获得聚类图。
１）多态位点百分率（ＰＰＬ）：多态位点百分率ＰＰＬ是反映居群内变异水平的重要指标之一，对某一位点而言，
变异个体的频率大于０．０１时，即为多态位点。多态位点比例高，说明遗传多样性丰富。
６２１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．１
犘犘犔＝（犽／狀）×１００％
式中，犽为多态位点数目；狀为所测定位点的总数。
２）Ｓｈａｎｎｏｎ信息多样性指数（Ｉ）：用来计算群体的遗传多样性，计算公式为：
犐＝－∑狆犻ｌｏｇ２狆犻
式中，狆犻是第犻个位点出现的频率。
３）Ｎｅｉ’ｓ基因遗传多样度：Ｎｅｉ将总群体的遗传多样性（Ｈｔ）划分为群体内遗传多样性（Ｈｓ）和群体间遗传多
样性（Ｄｓｔ）：
犎狋＝犎狊＋犇狊狋
犎犲＝∑
狀
犻＝１
（１－∑
狀
犻＝１
狇２犻）／狀
式中，狇犻为第犻个位点上的等位基因数，狀为检测到的位点数，这里的犎犲为总公式，犎狋，犎狊均用此公式计算。
４）群体间基因分化系数（Ｇｓｔ）：Ｇｓｔ是群体间的遗传多样性占总遗传多样性的比例。
犌狊狋＝（犎狋－犎狊）／犎狋＝犇狊狋／犎狋
５）基因流（Ｎｍ）：Ｎｍ 为根据遗传分化系数估算的一数值。
犖犿＝０．５（１－犌狊狋）／犌狊狋
６）遗传相似系数、遗传一致度（Ｉ）：２个亲缘关系越近的居群，在所有的位点上的等位基因频率越相近，遗传
一致度接近１；２个亲缘关系越远的居群，在所有的位点上所有的等位基因频率差别越大，遗传一致度接近０。
犐＝犑犡犢／ 犑犡犑槡 犢
犑犡＝（１／狀）∑∑犡犻犼２
犑犢＝（１／狀）∑∑犢犻犼２
式中，犡犻犼为犡 群体第犻个位点第犼个等位基因的频率，犢犻犼为犢 群体第犻个位点第犼个等位基因的频率，犑犡，犑犢 和
犑犡犢分别是所有位点上犼犡，犼犢 和犼犡犢的算术平均数。这里犼犡＝∑犡犻，犼犢＝∑犢犻，犼犡犢＝∑犡犻犢犻，犡犻，犢犻 分别是犡，犢
群体中的第犻个等位基因。
７）Ｎｅｉ’ｓ遗传距离（Ｄ）：
犇＝－ｌｎ犐
式中，犐为遗传一致度。
２ 结果与分析
２．１ ＩＳＳＲ扩增的多态性位点比率
１２个引物共扩增出６９个位点，其中多态位点有６０个，多态位点比率为８６．９６％，物种水平上达到７７．６８％
（表３）。ＰＣＲ产物的分子量在５００～３０００ｂｐ，不同引物扩增的多态位点数从４到７不等，形成了带型丰富、片断
大小及其组合不同的电泳图谱（图１和２）。这说明了甘肃红砂具有较高的遗传多样性。
图１ 引物犝犅犆８４０在武威种群中的扩增结果
犉犻犵．１ 犐犛犛犚犪犿狆犾犻犳犻犮犪狋犻狅狀狉犲狊狌犾狋狊狅犳狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀
犠犠狑犻狋犺狆狉犻犿犲狉犝犅犆８４０
图２ 引物犝犅犆８１２在酒泉种群中的扩增结果
犉犻犵．２ 犐犛犛犚犪犿狆犾犻犳犻犮犪狋犻狅狀狉犲狊狌犾狋狊狅犳狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀
犑犙狑犻狋犺狆狉犻犿犲狉犝犅犆８１２
１～１０：红砂材料 Ｍａｔｅｒｉａｌｓｏｆ犚．狊狅狅狀犵狅狉犻犮犪；Ｍ：分子量标准 ＭａｒｋｅｒⅢ ＭｏｌｅｃｕｌａｒｗｅｉｇｈｔｄｉｍｅｎｓｉｏｎＭａｒｋｅｒⅢ
７２１第２０卷第１期 草业学报２０１１年
通过统计分析，得出分析结果见表３，４和５，各种群的多态位点比率差异较大（表３），其中ＪＱ的多态位点比
率最高，达到８１．１６％，ＧＬ和ＲＳ种群的最低（７５．３６％），这５个种群的多态性高低为：ＪＱ＞ＷＷ＞ＺＹ＞ＧＬ和
ＲＳ。
２．２ 甘肃红砂的遗传变异和遗传分化
计算得出各种群的Ｓｈａｎｎｏｎ指数（Ｉ）的多态性在０．４７０１～０．５１５２，平均为０．４８９３（表３），其中ＪＱ的最高
（０．５１５２），ＧＬ的最低（０．４７０１），各种群的Ｉ大小顺序为：ＪＱ＞ＷＷ＞ＺＹ＞ＲＳ＞ＧＬ。Ｈ的多态性在０．３２８１～
０．３６１７，平均为０．３４２４，其中ＪＱ的最高（０．３６１７），ＧＬ的最低（０．３２８１），各种群的大小顺序依次为：ＪＱ＞ＷＷ
＞ＺＹ＞ＲＳ＞ＧＬ，综上，Ｐ、Ｉ与Ｈ的计算结果基本是一致的。在物种水平上，Ｉ为０．５４２９，Ｈ为０．３７９０。２种
多样性指标及多态位点比率指标都表明ＧＬ具有相对最高的遗传多样性。通过Ｐｏｐｇｅｎ３２软件分析，５个种群
间的Ｇｓｔ及Ｎｍ 结果见表４，５个种群总的遗传多样度 Ｈｔ＝０．３７９０，种群内遗传多样度 Ｈｓ＝０．３４２４，Ｇｓｔ为
０．０９６４，即９．６４％的遗传变异存在于种群间，９０．３６％的遗传变异存在于种群内。从表４中可看出，引物不同其
遗传分化系数所占的比例不同，其中引物ＵＢＣ８０９的最高，占到１５．５４％，引物ＵＢＣ８１２的最低，为４．６３％。基于
种群间遗传分化系数计算的基因流Ｎｍ＝４．６８５１。
表３ 甘肃红砂种群的遗传多样性
犜犪犫犾犲３ 犌犲狀犲狋犻犮犱犻狏犲狉狊犻狋狔犪狀犪犾狔狊犻狊狅犳犳犻狏犲狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀狊狅犳犌犪狀狊狌犚犲犪狌犿狌狉犻犪
种群
Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ
样本数
ＳｉｍｐｌｅＮｏ
位点数
Ｔｏｔａｌｌｏｃｉ
多态位点数
Ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃｌｏｃｉ
多态位点比率
Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃｌｏｃｉ（％）
Ｓｈａｎｎｏｎ指数
Ｓｈａｎｎｏｎ’ｓｉｎｄｅｘ（Ｉ）
Ｎｅｉ指数
Ｎｅｉ’ｉｎｄｅｘ（Ｈ）
ＺＹ １０ ６９ ５３ ７６．８１ ０．４８１７ ０．３３６８
ＷＷ １０ ６９ ５５ ７９．７１ ０．５０８５ ０．３５６８
ＪＱ １０ ６９ ５６ ８１．１６ ０．５１５２ ０．３６１７
ＧＬ １０ ６９ ５２ ７５．３６ ０．４７０１ ０．３２８１
ＲＳ １０ ６９ ５２ ７５．３６ ０．４７１２ ０．３２８７
物种水平Ｓｐｅｃｉｅｓｌｅｖｅｌ ６９ ６０ ８６．９６ ０．５４２９ ０．３７９０
平均 Ｍｅａｎ １０ ６９ ５５ ７７．６８ ０．４８９３ ０．３４２４
表４ 甘肃红砂种群的遗传分化
犜犪犫犾犲４ 犌犲狀犲狋犻犮犱犻犳犳犲狉犲狀狋犻犪狋犻狅狀狊犪犿狅狀犵犳犻狏犲狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀狊狅犳犌犪狀狊狌犚犲犪狌犿狌狉犻犪
引物
Ｐｒｉｍｅｒｓ
样点数
Ｎｕｍｂｅｒｓｏｆｓａｍｐｌｅ
ｓｉｚｅ
总基因多样度
Ｔｏｔａｌｇｅｎｅｄｉｖｅｒｓｉｔｙ
（Ｈｔ）
种群内基因多样度
Ｇｅｎｅｄｉｖｅｒｓｉｔｙｗｉｔｈｉｎ
ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ（Ｈｓ）
种群间遗传分化系数
Ｇｅｎｅｔｉｃｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎａｍｏｎｇ
ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ（Ｇｓｔ）
基因流
Ｇｅｎｅｆｌｏｗ
（Ｎｍ）
ＵＢＣ８０９ ５０ ０．３０４６ ０．２５７０ ０．１５５４ ２．８３７７
ＵＢＣ８１０ ５０ ０．４１１０ ０．３７８３ ０．０６９６ １５．８６２０
ＵＢＣ８１１ ５０ ０．４５７３ ０．４０６３ ０．１１４１ ４．９０２４
ＵＢＣ８１２ ５０ ０．２３７６ ０．２１６０ ０．０４６３ ８．６７６０
ＵＢＣ８１７ ５０ ０．３６４５ ０．３２９３ ０．１１１３ ８．０９４９
ＵＢＣ８２５ ５０ ０．３５０２ ０．３０００ ０．１５１０ ４．５７７９
ＵＢＣ８２７ ５０ ０．３１３９ ０．２７６８ ０．１２４８ ４．９２６４
ＵＢＣ８３５ ５０ ０．４０８１ ０．３７８３ ０．０８５８ ７．７２５８
ＵＢＣ８３６ ５０ ０．４１１２ ０．３５８４ ０．１３００ ３．６６５６
ＵＢＣ８４０ ５０ ０．３５２５ ０．３２８０ ０．０７４３ ７．８２２３
ＵＢＣ８４１ ５０ ０．４４６５ ０．４１６７ ０．０６８８ １５．０５７０
ＵＢＣ８８１ ５０ ０．４４１８ ０．４０８８ ０．０８２０ １０．７１３０
平均 Ｍｅａｎ ５０ ０．３７９０ ０．３４２４ ０．０９６４ ４．６８５１
标准差Ｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉａｔｉｏｎ ０．０２７９ ０．０２４８
８２１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．１
２．３ 甘肃红砂不同种群的遗传距离与聚类分析
５个种群间遗传一致度较高，平均为０．９３０８，其
中ＺＹ与ＪＱ间的相似系数最高，为０．９６３２，即这２个
种群具有最高的遗传一致性，较高的遗传多样性；而
ＪＱ与ＲＳ间的相似系数最低，为０．９０６４，即这２个种
群具有相对低的遗传一致性，相对较低的遗传多样性。
５个种群的平均遗传距离为０．０４７８，其中ＪＱ与ＺＹ
间的遗传距离最小，为０．０３７５。ＲＳ与ＪＱ间的遗传
距离最大，为０．０９８２，同样说明了ＺＹ与ＪＱ两个种群
具有相对高的遗传多样性，ＪＱ与ＲＳ具有相对低的遗
传多样性。
根据种群间的遗传距离，采用ＵＰＧＭＡ对５个种
群进行聚类绘图（图３），大体分为三类群，ＺＹ首先和
ＪＱ相聚，再与 ＷＷ 相聚，可认为一类群。ＧＬ与其聚
为第２类群，最后与ＲＳ聚为第３类群。Ｍａｎｔｅｌ检验
结果表明，遗传距离与地理距离没有显著相关性。
表５ 甘肃红砂种群间遗传一致度和遗传距离
犜犪犫犾犲５ 犌犲狀犲狋犻犮犻犱犲狀狋犻狋狔犪狀犱犱犻狊狋犪狀犮犲犫犲狋狑犲犲狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋
狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀狊狅犳犌犪狀狊狌犚犲犪狌犿狌狉犻犪
种群Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ＺＹ ＷＷ ＪＱ ＧＬ ＲＳ
ＺＹ ０．９４２２ ０．９６３２ ０．９２４９ ０．９０７９
ＷＷ ０．０５９５ ０．９４６４ ０．９３８３ ０．９１６２
ＪＱ ０．０３７５ ０．０５５１ ０．９３７５ ０．９０６４
ＧＬ ０．０７８１ ０．０６３７ ０．０６４６ ０．９２４９
ＲＳ ０．０９６６ ０．０８７５ ０．０９８２ ０．０７８１
注：上三角是遗传一致度，下三角是遗传距离。
Ｎｏｔｅ：Ｎｅｉ’ｓｇｅｎｅｔｉｃｉｄｅｎｔｉｔｙ（ａｂｏｖｅｄｉａｇｏｎａｌ）ａｎｄｇｅｎｅｔｉｃｄｉｓｔａｎｃｅ
（ｂｅｌｏｗｄｉａｇｏｎａ）．
图３ 甘肃５个红砂种群的遗传聚类图
犉犻犵．３ 犇犲狀犱狉狅犵狉犪犿狅犳犳犻狏犲狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀狊狅犳犌犪狀狊狌犚犲犪狌犿狌狉犻犪
３ 讨论
３．１ 甘肃红砂不同种群的遗传多样性
Ｓｈａｎｎｏｎ指数是根据Ｋｉｎｇ和Ｓｃｈａａｌ方法计算群
体内和群体间的遗传多样性，其指数越大，表明群体的
遗传多样性越大［１８］。试验表明，ＩＳＳＲ技术在甘肃５
个红砂种群遗传多样性研究中确定的ＩＳＳＲ反应体系
具有稳定性和重复性；筛选出１２个重复性高，条带清
晰的引物共检测到６９个位点，其中多态位点有６０个，
物种水平上，多态位点比率达到７７．６８％，Ｉ为０．５４２９，Ｈ 为０．３７９０；在种群水平上，多态位点比率为８６．９６％，Ｉ
为０．４８９３，Ｈ为０．３４２４。各种群的多态位点比率差异较大，其中ＪＱ的多态位点比率最高，达到８１．１６％，ＧＬ
和ＲＳ的最低（７５．３６％）；各种群Ｉ的多态性在０．４７０１（ＧＬ）～０．５１５２（ＪＱ），Ｈ在０．３２８１（ＧＬ）～０．３６１７（ＪＱ）。
多态位点比率、Ｉ与Ｈ的计算结果基本一致，都说明甘肃５个红砂种群具有较高的遗传多样性。且各种群的大小
顺序依次为：ＪＱ＞ＷＷ＞ＺＹ＞ＲＳ＞ＧＬ。
３．２ 甘肃不同种群的遗传分化
Ｗｒｉｇｈｔ［１９］认为：当种群Ｎｍ＞１时，存在一定的基因流动。本研究得出Ｎｍ＝４．６８５１＞１，说明甘肃５个红砂
种群间存在一定的基因流动，防止了遗传漂变引起的遗传分化。根据 Ｈ计算的５个种群的 Ｈｔ＝０．３７９０，Ｈｓ＝
０．３４２４，Ｇｓｔ在０．０４６３～０．１５５４，平均为０．０９６４，即４．６３％～１５．５４％的遗传变异存在于种群间，８４．４６％～
９５．３７％的遗传变异存在于种群内。从遗传分化系数可看出种群间分化程度远远低于近交物种水平。
种群聚类图显示，遗传距离均较近。这与种群间存在一定的基因流有关。从聚类图也可以看出，ＺＹ首先和
ＪＱ相聚，再与 ＷＷ相聚，可认为是第１类群。ＧＬ再与其聚为第２类群，最后与ＲＳ聚为第３类群。这可能与种
群所处生境条件、物种在群落中的地位等有关，造成有的种群的遗传距离与其他种群较远。影响种群遗传结构的
因素有很多，如繁育系统、分布范围、生境条件、基因流等，其中基因流被认为是种群遗传结构均质化的主要因素
之一，具有广泛基因流的物种往往比具有有限基因流的物种遗传分化小。Ｍａｎｔｅｌ检验结果表明，遗传距离与地
理距离没有显著相关性。
红砂以有性繁殖为主，雌雄同株，有利于维持个体和种群的遗传多样性，同时促进种群内基因交流，减少遗传
漂变。红砂可以在恶劣的环境中进化并积累了较多的遗传变异，以适应各种环境压力。各种群遗传多样性水平
的不同，与其种群特征有关。ＪＱ相对较高的遗传多样性水平与保护区内的小生境相关，相对适宜的小气候、保护
区内的种群较大、个体数较多可能有利于传粉和繁殖，干扰少而资源保存的较好有利于维持较高的多样性。
９２１第２０卷第１期 草业学报２０１１年
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犃狀犪犾狔狊犻狊狅犳犵犲狀犲狋犻犮犱犻狏犲狉狊犻狋狔犻狀犚犲犪狌犿狌狉犻犪狊狅狅狀犵狅狉犻犮犪狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀狊犻狀犌犪狀狊狌狌狊犻狀犵犐犛犛犚犿犪狉犽犲狉狊
ＦＥＮＧＬｉａｎｇｌｉａｎｇ，ＴＡＮＧＨｏｎｇ，ＬＩＹｉ，ＭＡＹａｎｊｕｎ，ＳＵＳｈｉｐｉｎｇ
（ＣｏｌｅｇｅｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙｏｆＧａｎｓｕＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｇｅｎｅｔｉｃｄｉｖｅｒｓｉｔｙａｎｄｇｅｎｅｔｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆ５犚犲犪狌犿狌狉犻犪狊狅狅狀犵狅狉犻犮犪ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓｆｒｏｍ Ｇａｎｓｕ（ｔｏｔａｌ
ａｂｏｕｔ５０ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓ），ｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙＩＳＳＲ（ｉｎｔｅｒｓｉｍｐｌｅｓｅｑｕｅｎｃｅｒｅｐｅａｔ）ｍａｒｋｅｒｓ．Ｔｗｅｌｖｅｈｉｇｈｌｙｓｔａｂｌｅ
ａｎｄｒｅｐｅａｔａｂｌｅＩＳＳＲｐｒｉｍｅｒｓ（ｓｅｌｅｃｔｅｄｆｒｏｍ５０ｐｒｉｍｅｒｓｔｅｓｔｅｄ）ｄｅｔｅｃｔｅｄａｔｏｔａｌｏｆ６９ｌｏｃｉｏｆｗｈｉｃｈ６０ｗｅｒｅｐｏｌｙ
ｍｏｒｐｈｉｃ（８６．９６％ｏｆｔｈｅｔｏｔａｌ）．ＴｈｅＰＣＲｐｒｏｄｕｃｔｓｒａｎｇｅｄｆｒｏｍ５００ｔｏ３０００ｂｐ．Ａｔｔｈｅｓｐｅｃｉｅｓｌｅｖｅｌ，ｔｈｅ
Ｓｈａｎｎｏｎｉｎｄｅｘ（Ｉ）ｗａｓ０．５４２９，Ｎｅｉ’ｓｇｅｎｅｄｉｖｅｒｓｉｔｙｉｎｄｅｘ（Ｈ）ｗａｓ０．３７９０，ｔｈｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｇｅｎｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉ
ａｔｉｏｎ（Ｇｓｔ）ｗａｓ０．０９６４，ａｎｄｔｈｅｇｅｎｅｆｌｏｗ（Ｎｍ）ｗａｓ４．６８５１．ＴｈｅｓｏｆｔｗａｒｅＰｏｐｇｅｎ３２ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓ
ｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｗａｓｍｏｒｅｇｅｎｅｔｉｃｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎｗｉｔｈｉｎｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓｔｈａｎｂｅｔｗｅｅｎｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ．Ａｔｔｈｅｐｏｐｕ
ｌａｔｉｏｎｌｅｖｅｌ，ＩａｎｄＨｗｅｒｅ０．４８９３ａｎｄ０．３４２４，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｌｏｆｔｈｅｓｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ犚．狊狅狅狀犵狅狉犻犮犪
ｈａｓａｈｉｇｈｇｅｎｅｔｉｃｄｉｖｅｒｓｉｔｙｉｎＧａｎｓｕ．Ｃｌｕｓｔｅｒａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｅｄｎｏｄｉｒｅｃｔｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｇｅｎｅｔｉｃｄｉｓｔａｎｃｅ
ａｎｄｇｅｏｇｒａｐｈｉｃｄｉｓｔａｎｃｅ，ｓｕｇｇｅｓｔｉｎｇｔｈａｔｇｅｎｅｔｉｃｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ犚．狊狅狅狀犵狅狉犻犮犪ｉｎＧａｎｓｕｗａｓｐｏｓｓｉｂｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏ
ｓｐｅｃｉｅｓｔｒａｉｔｓａｎｄｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：犚犲犪狌犿狌狉犻犪狊狅狅狀犵狅狉犻犮犪；ｇｅｎｅｔｉｃｄｉｖｅｒｓｉｔｙ；ｇｅｎｅｔｉｃｄｉｓｔａｎｃｅ
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