全 文 ：林业科学研究　２０１４，２７（４）：４７４ ４８０
ＦｏｒｅｓｔＲｅｓｅａｒｃｈ
　　文章编号：１００１１４９８（２０１４）０４０４７４０７
白皮松天然群体遗传多样性的 ＥＳＴＳＳＲ分析
赵　罕１，２，郑勇奇１，李　斌１，张川红１，林富荣１，
于雪丹１，程蓓蓓１，黄　平１
（１．中国林业科学研究院林业研究所，林木遗传育种国家重点实验室，国家林业局林木培育重点实验室，北京　１０００９１；
２．中国林业科学研究院经济林研究开发中心，河南 郑州　４５０００３）
收稿日期：２０１２０６０５
基金项目：国家科技支撑计划课题（２０１３ＢＡＤ０１Ｂ０６）
作者简介：赵　罕（１９８３—），男，博士，主要从事林木遗传改良方面研究．Ｅｍａｉｌ：ｚｄｈ７０７＠１６３．ｃｏｍ
 通讯作者．Ｅｍａｉｌ：ｚｈｅｎｇｙｑ＠ｃａｆ．ａｃ．ｃｎ
摘要：为探讨白皮松群体间遗传变异规律，使用７对ＥＳＴＳＳＲ引物对分布区内２１个白皮松天然群体的遗传多样性
及遗传分化水平进行了研究。结果表明：７对引物在２１个白皮松天然群体的６６３个单株中共检测到１４个多态性位
点。各群体间有效等位基因数（Ｎｅ）、Ｓｈａｎｎｏｎ’ｓ信息指数（Ｉ）、观测杂合度（Ｈｏ）、期望杂合度（Ｈｅ）、Ｎｅｉ’ｓ期望杂合
度（Ｎｅｉ’ｓ）分别为１．１５６５ １．６０１９、０．１３３５ ０．４９２５、０．１３８４ ０．３９７３、０．０８６０ ０．３４２８、０．０８４６ ０．３３７４。
白皮松群体间遗传分化系数（Ｆｓｔ）平均为０．２１５２，基因流（Ｎｍ）值平均为０．９１１９，群体间基因交流总体较少，遗传
分化较大。白皮松多样性水平在分布区内呈规律性变化，多样性分布的中心区域主要在西部、南部，具有从西向东，
从南向北依次减少的趋势。
关键词：白皮松；天然群体；ＥＳＴＳＳＲ；遗传多样性
中图分类号：Ｓ７９１．２４３ 文献标识码：Ａ
ＧｅｎｅｔｉｃＤｉｖｅｒｓｉｔｙＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＰｉｎｕｓｂｕｎｇｅａｎａＮａｔｕｒａｌＰｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ
ｗｉｔｈＥＳＴＳＳＲＭａｒｋｅｒｓ
ＺＨＡＯＨａｎ１，２，ＺＨＥＮＧＹｏｎｇｑｉ１，ＬＩＢｉｎ１，ＺＨＡＮＧＣｈｕａｎｈｏｎｇ１，ＬＩＮＦｕｒｏｎｇ１，
ＹＵＸｕｅｄａｎ１，ＣＨＥＮＧＢｅｉｂｅｉ１，ＨＵＡＮＧＰｉｎｇ１
（１．ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ；ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＴｒｅｅＧｅｎｅｔｉｃｓａｎｄＢｒｅｅｄｉｎｇ；ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙ
ｏｆＴｒｅｅＢｒｅｅｄｉｎｇａｎｄＣｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ，ＳｔａｔｅＦｏｒｅｓｔｒｙＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００９１，Ｃｈｉｎａ；２．ＮｏｎｔｉｍｂｅｒＦｏｒｅｓｔｒｙＲｅｓｅａｒｃｈ
ａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｅｎｔｅｒ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５０００３，Ｈｅ’ｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｇｅｎｅｔｉｃｖａｒｉａｔｉｏｎａｍｏｎｇＰｉｎｕｓｂｕｎｇｅａｎａｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｉｒｇｅｎｅｔｉｃｄｉｖｅｒｓｉｔｙａｎｄ
ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎｌｅｖｅｌｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｉｎ２１ｎａｔｕｒａｌｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓｂｙＥＳＴＳＳＲｍａｒｋｅｒｓ．１４ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃｌｏｃｉｗｅｒｅｄｅｔｅｃｔｅｄ
ｉｎ６６３ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓａｍｏｎｇ２１ｎａｔｕｒａｌｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓｕｓｉｎｇ７ｐａｉｒｓｏｆＥＳＴＳＳＲｐｒｉｍｅｓ．Ｔｈｅｅｆｅｃｔｉｖｅｎｕｍｂｅｒｏｆａｌｅｌｅｓ
（Ｎｅ），Ｓｈａｎｎｏｎ’ｓｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｄｅｘ（Ｉ），ｏｂｓｅｒｖｅｄｈｅｔｅｒｏｚｙｇｏｓｉｔｙ（Ｈｏ），ｅｘｐｅｃｔｅｄｈｅｔｅｒｏｚｙｇｏｓｉｔｙ（Ｈｅ）ａｎｄＮｅｉ’ｓ
ｅｘｐｅｃｔｅｄｈｅｔｅｒｏｚｙｇｏｓｉｔｙ（Ｎｅｉ’ｓ）ｗｅｒｅ１．１５６５—１．６０１９，０．１３３５—０．４９２５，０．１３８４—０．３９７３，０．０８６—
０．３４２８，ａｎｄ０．０８４６—０．３３７４ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｇｅｎｅｔｉｃｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅａｖｅｒａｇｅ
ＦｓｔａｎｄＮｍｗｅｒｅ０．２１５２ａｎｄ０．９１１９ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｔｈｅｇｅｎｅｆｌｏｗｗａｓｌｅｓｓａｎｄｔｈｅｇｅｎｅｔｉｃｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎｗａｓｈｉｇｈ
ａｍｏｎｇｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ．Ｃｅｎｔｒａｌｒｅｇｉｏｎｓｏｆｇｅｎｅｔｉｃｄｉｖｅｒｓｉｔｙａｒｅｍａｉｎｌｙｉｎｗｅｓｔａｎｄｓｏｕｔｈｏｆｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｇｅ
ｎｅｔｉｃｄｉｖｅｒｓｉｔｙｉｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｎｇｅｄｒｅｇｕｌａｒｌｙｆｒｏｍｗｅｓｔｔｏｅａｓｔａｎｄｆｒｏｍｓｏｕｔｈｔｏｎｏｒｔｈ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｐｉｎｕｓｂｕｎｇｅａｎａ；ｎａｔｕｒａｌｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ；ＥＳＴＳＳＲ；ｇｅｎｅｔｉｃｄｉｖｅｒｓｉｔｙ
第４期 赵　罕等：白皮松天然群体遗传多样性的ＥＳＴＳＳＲ分析
白皮松（ＰｉｎｕｓｂｕｎｇｅａｎａＺｕｃｃ．）是我国特有的
乡土树种，在我国栽培历史悠久［１］，古代多植于皇家
园林、陵寝以及寺庙等处。现在，白皮松不但是我国
重要的针叶绿化树种，而且在木材、药用、食用方面
均具有重要开发利用价值，是我国北方和西部地区
园林绿化与生态工程造林的重要树种；同时世界各
地也广泛引种，［２－３］。白皮松天然分布以山体走向
为依托，主要分布在太行山、吕梁山、中条山、秦岭及
大巴山区。由于环境条件的破坏，人为干扰及白皮
松自身更新困难等因素，白皮松天然群体目前大多
退化至山顶或山崖附近，数量较少，地理隔离现象较
为普遍，多样性保存面临较大挑战。由于白皮松生
长缓慢，通过长期进化所形成的种内变异来之不易；
因此，对白皮松遗传资源进行合理有效的保护具有
重要的意义。
了解物种的分布规律及其遗传多样性状况，是
人们制定合理决策的理论基础［４］。对白皮松天然群
体的表型多样性及利用同工酶的遗传多样性［５－６］的
研究表明，白皮松在群体间和群体内均存在广泛的
变异。与松属的其他树种相比，白皮松群体间的表
型、同工酶标记所计算的遗传分化系数在松属植物
中均处于较高的水平；而其群体间的平均遗传多样
性水平则相对较低。在分子水平上，目前人们对白
皮松所进行的研究还相对较少，仅李斌［６］使用ＡＦＬＰ
分子标记对白皮松４个群体的多样性水平进行了研
究，其他分子标记在白皮松遗传多样性中的研究还
未见报道。ＳＳＲ又称微卫星，是指以少数几个核苷
酸为单位的串联重复序列。尽管目前存在 ＡＦＬＰ、
ＩＳＳＲ、ＳＣＡＲ、ＳＲＡＰ、ＳＴＳ等各类分子标记，ＳＳＲ标记
以其多态性高、共显性遗传、适合高通量分析以及
ＤＮＡ用量少、对ＤＮＡ质量要求不高等诸多优点在植
物遗传多样性研究、基因型鉴定、遗传图谱构建、ＱＴＬ
定位、种质资源保存、濒危物种保护、基因流监测、基
因突变检测及系统发育等领域具有广泛的应用［７－８］。
本文以ＳＳＲ分子标记为手段，对白皮松天然分布区内
２１个天然群体进行了分析，为了解不同群体及分布区
内白皮松遗传多样性及分布规律提供参考。
１　试验材料和方法
１．１　试验材料
在对白皮松分布区全面了解的基础上，依山势
走向对山西、河南、湖北、甘肃、陕西等地的天然林进
行取样（表１）。为尽量避免采样单株之间的亲缘关
系，采样时单株间至少保持１０ｍ的距离，其中，陕西
蓝田天然群体，甘肃天水Ａ、Ｂ、Ｃ群体，甘肃两当，甘
肃徽县，山西临汾Ａ群体为课题组２０００年秋季所采
种子，其他试验材料为２０１１年秋季所采针叶。白皮
松种子采摘后放入锡箔纸中以真空状态４℃保存；
将针叶从树体取下后和硅胶一起放入自封袋中，带
回试验室后 －８０℃冰箱保存。种子在提取 ＤＮＡ前
放入纱布中，每天用清水冲洗１次，室温催芽，萌芽
后利用其胚进行ＤＮＡ提取。
表１　白皮松采样地点及样品信息
群体编号 采样地点 采样株数／株 天然群体类型 土壤厚度／ｃｍ 取样部位
Ｐ１ 山西榆次 ３２ 纯林 １５ ２０ 叶片
Ｐ２ 山西陵川 ３２ 纯林 １５ ２０ 叶片
Ｐ３ 山西翼城 ３０ 纯林 １０ １５ 叶片
Ｐ４ 山西临汾Ａ ３２ 纯林 ５ １０ 种子
Ｐ５ 山西孝义 ３２ 纯林 ５ １０ 叶片
Ｐ６ 山西临汾Ｂ ３０ 纯林 ５ １０ 叶片
Ｐ７ 陕西蓝田 ３２ 纯林 １５ ２０ 种子
Ｐ８ 陕西西乡 ３２ 纯林 １０ １５ 叶片
Ｐ９ 甘肃天水Ａ ３２ 纯林 ５ １０ 种子
Ｐ１０ 甘肃天水Ｂ ３２ 纯林 ５ １０ 种子
Ｐ１１ 甘肃天水Ｃ ３２ 纯林 ５ １０ 种子
Ｐ１２ 甘肃两当 ３２ 纯林 ５ １０ 种子
Ｐ１３ 甘肃成县 ３０ 纯林 ５ １０ 叶片
Ｐ１４ 甘肃徽县 ２９ 纯林 ５ １０ 种子
Ｐ１５ 甘肃康县 ３２ 纯林 ５ １０ 叶片
Ｐ１６ 河南洛宁 ３２ 散生 ０ ５ 叶片
Ｐ１７ 河南栾川 ３２ 混交林 ０ 叶片
Ｐ１８ 河南沁阳 ３２ 纯林 ０ 叶片
Ｐ１９ 湖北南漳 ３２ 纯林 ０ 叶片
Ｐ２０ 湖北丹江口 ３２ 散生 ０ 叶片
Ｐ２１ 湖北远安 ３２ 混交林 ０ 叶片
　　注：甘肃天水Ａ、Ｂ、Ｃ群体，甘肃两当，甘肃徽县，山西临汾Ａ群体为课题组２０００年所采种子，其他试验材料为２０１１年所采叶片。
５７４
林　业　科　学　研　究 第２７卷
１．２　试验方法
１．２．１　基因组 ＤＮＡ的提取　基因组ＤＮＡ的提取均
采用ＣＴＡＢ法，１％琼脂糖检测ＤＮＡ质量，使用Ｎａｎｏ
Ｄｒｏｐ２０００超微量分光光度计测定ＤＮＡ的浓度和纯度，
将ＤＮＡ稀释到２０ １００ｎｇ·ｕＬ－１，放入４℃冰箱备用。
１．２．２　ＰＣＲ扩增　采用３条引物来进行ＰＣＲ扩增。
第１条引物由ＳＳＲ正向引物的５′端和Ｍ１３相连组成
（５′ＴＧＴＡＡＡＡＣＧＡＣＧＧＣＣＡＧＴ３′）；第２条引物为
正常的ＳＳＲ反向引物，第３条引物是５′端标有 ＣＹ５
荧光标记的Ｍ１３尾巴引物（ＣＹ５ＴＧＴＡＡＡＡＣＧＡＣＧ
ＧＣＣＡＧＴ）。ＰＣＲ反应体系共１０μＬ，其中，２×Ｔａｑ
ＰＣＲＭａｓｔｅｒＭｉｘ５μＬ，正反向引物各 ０．２μＬ（浓度
１０μｍｏｌ·Ｌ），ＣＹ５荧 光 引 物 ０．２ μＬ（浓 度
１０μｍｏｌ·Ｌ），ＤＮＡ０．４μＬ，水４μＬ。反应程序分２
步，第１步：９５℃预变性５ｍｉｎ；９５℃变性３０ｓ，５５℃
退火３０ｓ，７２℃延伸４５ｓ，３０个循环；第２步：９５℃变
性３０ｓ，５３℃退火３０ｓ，７２℃延伸４５ｓ，８个循环；７２
℃延伸１０ｍｉｎ。
１．２．３　毛细管电泳　将甲酰胺与分子量内标按
１００∶１的体积比混匀后，取１５μＬ加入上样板中，再
加入 ０．４μＬＰＣＲ产物，然后使用 ＢＥＣＫＭＡＮ
ＣＥＱ８０００遗传分析仪对ＰＣＲ结果进行毛细管电泳。
１．２．４　数据分析　每对引物作为一对等位基因位
点，将基因型按照ＡＡ、ＡＢ、ＢＢ的格式进行统计。使用
ＰＯＰＧＥＮＥ３２软件计算群体有效等位基因数（Ｎｅ）、
Ｓｈａｎｎｏｎ’ｓ信息指数（Ｉ）、期望杂合度（Ｈｏ）、观测杂合
度（Ｈｅ）、Ｎｅｉ’ｓ期望杂合度（Ｎｅｉ’ｓ）、固定指数（Ｆｉｓ）、
Ｆ统计量（Ｆｓｔ）、基因流（Ｎｍ）、遗传距离和遗传一致
度；并以χ２方检验检测群体的ＨａｒｄｙＷｅｉｎｂｅｒｇ平衡。
根据遗传相似度与遗传距离，以ＵＰＧＭＡ方法，利用软
件ＮＴＳＹＳｐｃ２．１绘制各群体聚类分析图。
２　结果与分析
２．１　引物筛选
从已发表的３０９对松属 ＳＳＲ引物中，筛选出了
８６对扩增效果较好的引物。扩增结果表明：７对引
物具有多态性（表２）。图１为Ｙ３引物的扩增结果。
表２　引物编号及序列
引物编号 名称
序列
正向引物 反向引物
ＩＤ号
Ｙ１ ３６５６７９９２Ｆ ＣＣＡＧＡＣＡＡＣＣＣＡＡＡＴＧＡＡ ＣＡＧＡＡＴＣＡＧＧＣＧＴＣＣＡＡＴ ３６５６７９９２
Ｙ２ ＲＰｔｅｓｔ９Ｆ ＣＣＡＧＡＣＡＡＣＣＣＡＡＡＴＧＡＡＧＧ ＧＣＣＴＧＣＴＡＴＣＧＡＡＴＣＣＡＧＡＡ Ｃｏｎｔｉｇ１６６７
Ｙ３ ９１９３４７Ｆ ＴＣＧＣＣＴＧＧＧＣＴＴＴＧＴＣＴＧ ＧＣＧＧＧＴＴＧＣＡＴＡＴＴＴＧＧＴＧ ９１９３１６７
Ｙ４ ｓｓｒＰｔ＿ｃｔｇ８７６７Ｆ ＴＧＧＧＧＡＡＡＡＡＴＧＧＣＡＴＡＣＡＴ ＧＧＡＧＣＡＧＡＣＡＣＣＣＡＴＧＧＡＣＴ Ｃｏｎｔｉｇ８７６７
Ｙ５ ５１１１３３２３７Ｆ ＴＣＣＡＧＡＣＡＡＣＣＣＡＡＡＴＧＡ ＣＡＧＧＣＧＴＣＣＡＡＴＡＣＣＡＧＡ ５１１１３３２３７
Ｙ６ ４８０４４７７００Ｆ ＴＡＣＧＧＴＧＧＴＣＴＧＴＴＣＴＧＣ ＡＧＧＣＴＴＣＴＣＣＴＧＧＴＣＴＣＣ ４８０４４７７００
Ｙ７ ＰｔＳＩＦＧ＿６０５８Ｒ ＡＡＧＡＧＧＴＴＧＣＴＣＣＴＣＡＣＣＡＡ ＧＣＴＣＣＡＴＴＴＣＡＧＡＧＣＡＧＧＴＣ ＣＯ３６１８９８
图１　引物Ｙ３在甘肃成县群体的扩增结果
６７４
第４期 赵　罕等：白皮松天然群体遗传多样性的ＥＳＴＳＳＲ分析
２．２　白皮松天然群体的遗传多样性
在２１个白皮松天然群体的６６３个单株中，７对
ＥＳＴＳＳＲ引物共检测到１４个多态性位点。各位点
有效等位基因数（Ｎｅ）、Ｓｈａｎｎｏｎ’ｓ信息指数 （Ｉ）、观
测杂合度（Ｈｏ）、期望杂合度（Ｈｅ）、Ｎｅｉ’ｓ期望杂合
度分别为１．０２１３ １．６６２０、０．０５８６ ０．５８７７、
０．０１５１ ０．５４３０、０．０２０９ ０．３９８６、０．０２０９
０．３９８３；平均值分别为１．３６２２、０．４０１０、０．２２１５、
０．２４９１、０．２４８９（表３）。
表３　白皮松天然群体位点间遗传多样性统计
位点 样本数／个
观测等位基
因数（Ｎａ）
有效等位基
因数（Ｎｅ）
Ｓｈａｎｎｏｎ’ｓ信
息指数（Ｉ）
观测杂合
度（Ｈｏ）
期望杂合
度（Ｈｅ）
Ｎｅｉ’ｓ期望
杂合度
Ｙ１ ６６３ ２．００００ １．４８３９ ０．５０７４ ０．２６２４ ０．３２６３ ０．３２６１
Ｙ２ ６６３ ２．００００ １．５０９４ ０．５２０４ ０．２２１７ ０．３３７７ ０．３３７５
Ｙ３ ６６３ ３．００００ １．１８６７ ０．２９７４ ０．１３５７ ０．１５７４ ０．１５７３
Ｙ４ ６６３ ２．００００ １．３６３５ ０．４３７０ ０．１９３１ ０．２６６８ ０．２６６６
Ｙ５ ６６３ ２．００００ １．３０８４ ０．３９８６ ０．１７９５ ０．２３５９ ０．２３５７
Ｙ６ ６６３ ２．００００ １．６６２０ ０．５８７７ ０．５４３０ ０．３９８６ ０．３９８３
Ｙ７ ６６３ ２．００００ １．０２１３ ０．０５８６ ０．０１５１ ０．０２０９ ０．０２０９
平均数 ２．１４２９ １．３６２２ ０．４０１０ ０．２２１５ ０．２４９１ ０．２４８９
标准差 ０．３７８０ ０．２１４６ ０．１７７８ ０．１６２１ ０．１２７２ ０．１２７１
从表４看出：各群体间有效等位基因数（Ｎｅ），
Ｓｈａｎｎｏｎ’ｓ信息指数（Ｉ），观测杂合度（Ｈｏ），期望杂
合度（Ｈｅ），Ｎｅｉ’ｓ期望杂合度分别为 １．１５６５
１．６０１９，０．１３３５ ０．４９２５，０．１３８４ ０．３９７３，
０．０８６ ０．３４２８，０．０８４６ ０．３３７４；平均值分别为
１．３０９７，０．３１２７，０．２２１４，０．１９９４，０．１９６３。
各群体按照多样性参数排序（表４）结果表明：各
群体多样性排序在不同的参数中虽然有所出入，但基
本相同。位于白皮松自然分布区域西南和东南边界
的康县和远安县多样性水平最高，秦岭西南侧和大巴
山区群体的白皮松多样性水平也相对较高，秦岭东侧
的洛宁、栾川、沁阳及中条山区、太行山区、吕梁山区
的白皮松群体多样性水平相对较低。从各群体的地
理分布与多样性参数的对比可以看出：在白皮松自然
分布区内，其多样性水平呈规律性的变化，多样性水
平具有从南向北、从西向东逐渐降低的趋势。
表４　白皮松天然群体遗传多样性及排序（从小到大）
群体
编号
地点
有效等位
基因数（Ｎｅ）
排序
Ｓｈａｎｎｏｎ’ｓ
信息指数（Ｉ）
排序
观测杂
合度（Ｈｏ）
排序
期望杂
合度（Ｈｅ）
排序
Ｎｅｉ’ｓ期
望杂合度
排序
综合
排序
Ｐ１ 榆次 １．１５６５ １ ０．１３３５ １ ０．１５６２ ３ ０．０８６０ １ ０．０８４６ １ １
Ｐ２ 陵川 １．２０６２ ６ ０．１９０２ ２ ０．１７４１ ７ ０．１２４４ ３ ０．１２２４ ３ ３
Ｐ３ 翼城 １．２１０５ ７ ０．２１５２ ４ ０．１７１４ ６ ０．１３２８ ６ ０．１３０６ ６ ７
Ｐ４ 临汾Ａ １．１９２４ ５ ０．２１５７ ５ ０．１６９６ ５ ０．１２７６ ４ ０．１２５６ ４ ４
Ｐ５ 孝义 １．２２４９ ９ ０．２５５９ ９ ０．１９６４ ８ ０．１５５５ ９ ０．１５３０ ９ ９
Ｐ６ 临汾Ｂ １．１７９０ ３ ０．２２５９ ６ ０．１５７１ ４ ０．１２９４ ５ ０．１２７２ ５ ５
Ｐ７ 蓝田 １．２９６２ １２ ０．３１６９ １１ ０．２３２１ １５ ０．１９７１ １１ ０．１９４１ １１ １１
Ｐ８ 西乡 １．２３１４ １０ ０．２７８２ １０ ０．２００９ １０ ０．１６９１ １０ ０．１６６５ １０ １０
Ｐ９ 天水Ａ １．４７３１ １９ ０．４３２９ １８ ０．３１２５ ２０ ０．２８４９ １８ ０．２８０４ １８ １８
Ｐ１０ 天水Ｂ １．４７２７ １８ ０．４３９８ １９ ０．３０３６ １９ ０．２８８３ １９ ０．２８３８ １９ １９
Ｐ１１ 天水Ｃ １．３０２０ １３ ０．３６９１ １４ ０．２２７７ １４ ０．２２３４ １４ ０．２１９９ １４ １４
Ｐ１２ 两当 １．４０４３ １６ ０．３９６３ １７ ０．２１８８ １２ ０．２５８３ １６ ０．２５４３ １６ １６
Ｐ１３ 成县 １．２８５８ １１ ０．３５２２ １３ ０．２１９０ １３ ０．２１１５ １２ ０．２０７９ １２ １２
Ｐ１４ 徽县 １．４５１１ １７ ０．３７８４ １６ ０．２７５９ １７ ０．２６０１ １７ ０．２５５６ １７ １７
Ｐ１５ 康县 １．６０１９ ２１ ０．４９２５ ２１ ０．３９７３ ２１ ０．３４２８ ２１ ０．３３７４ ２１ ２１
Ｐ１６ 洛宁 １．１６７６ ２ ０．２１４６ ３ ０．１４７３ ２ ０．１２４２ ２ ０．１２２３ ２ ２
Ｐ１７ 栾川 １．１８８５ ４ ０．２３３３ ８ ０．１３８４ １ ０．１４２１ ７ ０．１３９９ ７ ６
Ｐ１８ 沁阳 １．２２２８ ８ ０．２３０５ ７ ０．２０５４ １１ ０．１４２１ ８ ０．１３９９ ８ ８
Ｐ１９ 南漳 １．３６１０ １５ ０．３７６２ １５ ０．２６３４ １６ ０．２４０６ １５ ０．２３６８ １５ １５
Ｐ２０ 丹江口 １．３２４９ １４ ０．３４４６ １２ ０．１９６４ ９ ０．２２２５ １３ ０．２１９０ １３ １３
Ｐ２１ 远安 １．５５１８ ２０ ０．４７４３ ２０ ０．２８５７ １８ ０．３２５４ ２０ ０．３２０３ ２０ ２０
平均 １．３０９７ ０．３１２７ ０．２２１４ ０．１９９４ ０．１９６３
７７４
林　业　科　学　研　究 第２７卷
２．３　白皮松天然群体间遗传分化
白皮松群体间的遗传分化系数（Ｆｓｔ）与基因流
（Ｎｍ）的变动范围分别为：００８０１ ０３３６４与
０．４９３１ ２．８７００；平均值分别为０．２１５２与０．９１１９
（表５），说明白皮松群体间具有较大的遗传分化和
相对较小的基因流。相关分析表明：２１个群体间的
遗传相似系数为０．６１６８ ０．９９９５。根据群体间的
遗传相似性系数，按 ＵＰＧＭＡ法对各个白皮松群体
进行聚类分析并作聚类图，在遗传距离为０．０５处将
白皮松分为４个类群（图２），其中，Ｐ１３（甘肃成县）
群体为第１个类群，这个群体与其他群体遗传距离
相对较大，在遗传距离 ０．３３处与其他群体分开。
Ｐ１４（甘肃徽县）群体为第２个类群，该类群在遗传
距离为０．１７处与其他群体分开；Ｐ９（甘肃天水 Ａ）、
Ｐ１０（甘肃天水 Ｂ）、Ｐ１２（甘肃两当）、Ｐ１５（甘肃康
县）、Ｐ２１（湖北远安）为第３个类群；其他群体为第４
个类群。除Ｐ２１群体外，前３类中其他群体均分布
在秦岭西段山区，这说明这一区域是白皮松分化较
大的区域；而其他群体分化水平则相对较低，其中山
西的太行山、吕梁山、中条山各群体均被聚为一个小
的类别，说明这一区域遗传结构较为相似。
表５　白皮松天然群体遗传分化系数及基因流
位点
固定指数
（Ｆｉｓ）
近交系数
（Ｆｉｔ）
遗传分化
系数（Ｆｓｔ）
基因流
（Ｎｍ）
Ｙ１ －０．０３５０ ０．２０００ ０．２２７１ ０．８５１１
Ｙ２ ０．０１６２ ０．３４７２ ０．３３６４ ０．４９３１
Ｙ３ ０．０５９９ ０．１３５２ ０．０８０１ ２．８７００
Ｙ４ ０．０２１１ ０．２８４４ ０．２６９０ ０．６７９３
Ｙ５ －０．０１９０ ０．２４３１ ０．２５７３ ０．７２１８
Ｙ６ －０．５１３５ －０．３６１５ ０．１００５ ２．２３８２
Ｙ７ ０．１８７８ ０．２７８２ ０．１１１３ １．９９６６
平均值 －０．１２８９ ０．１１４０ ０．２１５２ ０．９１１９
图２　白皮松天然群体聚类图（Ｐ１ Ｐ１３为群体编号）
３　结论与讨论
３．１　ＳＳＲ分子标记的筛选
由于ＳＳＲ引物具有一定的保守性和稳定性，在
不同物种中具有一定的通用性，特别是亲缘关系相
对较近的物种，因此，从近缘物种中筛选ＳＳＲ引物也
是一种较为高效的方法［９］；但由于物种自身特点不
同，其通用率也不相同。尹佟明等［１０］对ＳＳＲ引物在
松树中的通用性进行了研究，结果表明，松属种间能
通用且在单株树中为杂合的 ＥＳＴ位点比例相对较
低。艾畅［１１］对源自辐射松、欧洲赤松、瑞士五针松、
火炬松的１４０对 ＳＳＲ引物进行了种间通用性试验，
结果表明，能在马尾松上扩增出条带的引物占
５６．４３％，多态性较好的引物占５．７１％。冯锦霞［１２］
对１５３对松属近缘种 ＳＳＲ引物进行了筛选，结果从
中获得了 ８对多态性 ＳＳＲ引物，多态性比率为
５．２％。本文从３０９对松属已发表的ＳＳＲ引物中，最
终筛选出了７对具有多态性位点的引物，通用率为
２．２７％，相对于松属其他树种的研究结果，ＳＳＲ引物
在白皮松中的通用性相对较小，７对最终筛选出的
８７４
第４期 赵　罕等：白皮松天然群体遗传多样性的ＥＳＴＳＳＲ分析
引物均为 ＥＳＴＳＳＲ。很多研究表明，ＥＳＴＳＳＲ相关
的基因可能涉及蛋白质代谢、转运、转录、发育、信号
传导等功能，能够更为准确地反映出遗传信息，具有
更强的基因型鉴别能力［１３１５］。
３．２　白皮松群体的遗传多样性
相对于同工酶和 ＡＦＬＰ标记对白皮松的研究结
果，ＳＳＲ标记遗传多样性指数大于同工酶标记
（Ｈｅ＝０．０９８６），与 ＡＦＬＰ（Ｓｈａｎｎｏｎ’ｓ信息指数 Ｉ＝
０．２８３ ０．４３７）相似。群体遗传分化与同工酶相似
（Ｇｓｔ＝０．２４３，Ｎｍ＝０．７８），大于 ＡＦＬＰ标记（Ｇｓｔ＝
０．１０２）。
在松属其他树种的 ＳＳＲ分析中，北美短叶松的
Ｎｅ和Ｎｅｉ’ｓ期望杂合度均值分别为１．１８７ １．３２１
和０．１１８ ０．１９４［１６］。赤松观测杂合度和期望杂合
度分别为０．１８５、０．５０８［１７］。火炬松观测和期望杂合
度分别介于 ０．４８２ ０．５５９和 ０．６２６ ０．６７９［１８］。
东部白松观测和期望杂合度分别为０．５６７ ０．８６７
和０．７５８ ０．８６７；西部白松观测和期望杂合度分别
为０．５６７ ０．８６７和０．７７４ ０．８３７［１９］。油松和马
尾松期望杂合度分别为 ０．５６１２ ０．７４２和
０．４７８６，观测杂合度分别为０．３６８９ ０．５８５２和
０．５２０８［２０２１］。白皮松观测、期望杂合度和 Ｎｅｉ’ｓ期
望杂合度分别为０．２２１５、０．２４９１、０．２４８９，相对于
其他松属树种，白皮松多样性处于较低水平。这可
能与白皮松人为破坏严重、小群体及地理隔离等因
素有关。
３．３　白皮松群体间多样性分布规律
分析表明：白皮松各群体遗传多样性表现出一
定的地理规律，在秦岭西部的甘肃康县、天水、成县、
徽县均表现出较高的遗传多样性，并且这一区域白
皮松分布较为集中，分化较大，这可能是由于这一区
域地形较为复杂，气候条件变化较大，更容易形成地
理隔离及该区域所处的位置与裸子植物多样性中心
重合相关［２２－２５］。推测这一区域可能是白皮松起源
及遗传多样性的中心区域。
丹江口、南漳、远安等大巴山南部区域群体遗传
多样性水平也相对较高，说明这一区域多样性也较
为丰富；但是其群体规模都相对较小，片段化严重，
推测其群体曾经历过较大的干扰和破坏，或者是由
于气候变化的原因，这一区域的群体适应性正在逐
步下降。秦岭东部区域除蓝田外，其他群体及北部
的山西各群体遗传多样性均相对较低，这可能是由
于白皮松在历史上的迁移是沿着从南向北、从西向
东的路线进行的。
３．４　白皮松群体间基因流及遗传分化
本研究中白皮松基因流（Ｎｍ）
!
１，说明白皮松
在群体间的基因交流不足，这可能与白皮松群体间
地理隔离较大所导致的基因交流障碍有关。白皮松
群体遗传分化系数（Ｆｓｔ）平均值为 ０．２１５２（＞
０．１５），表明白皮松在群体间具有较高的遗传分化水
平。前人［２６］对松柏类植物的多样性研究结果表明：
裸子植物遗传分化相对较小，种内分化的平均值与
中值分别为０．１１６和０．０８８。白皮松遗传分化相对
较大可能与群体间隔离严重及小群体所导致的自交
相关。虽然风媒传粉的树种受地理隔离的影响相对
较小，但也有研究表明，隔离种群的自交率是大种群
的８倍［２７２８］。由于白皮松群体在各个山系中主要呈
斑块状分布，并且大多数群体退缩至个别的山头，相
对于大面积分布的群体可能经历了更为严峻的自然
选择过程，在地形、环境及群体规模等因素的作用
下，群体结构可能会出现较大的波动［２９］。
在所分析的２１个群体中，甘肃成县、甘肃徽县
分别被单独划分为一个类别，说明这２个群体的基
因频率类别相对于其他群体较为独特。由于这２个
群体均处于横断山秦岭生物多样性的中心地区，可
能与这一区域丰富的遗传多样性相关。
甘肃两当、天水、康县与湖北远安被聚为一类，
说明白皮松在这些群体具有相似的遗传结构，北部
大部分群体与中部群体聚在一起，说明白皮松在北
部区域遗传背景相对简单。
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