全 文 ：林业科学研究摇 圆园员猿袁圆远渊源冤院源圆远 源猿圆云燥则藻泽贼 砸藻泽藻葬则糟澡
摇 摇 文章编号院员园园员鄄员源怨愿渊圆园员猿冤园源鄄园源圆远鄄园苑
额尔齐斯河流域银白杨克隆结构及多样性研究
郑书星员袁圆袁 张建国员鄢袁 段爱国员袁 何彩云员袁 保尔江猿袁 王摇 健猿
渊员郾 中国林业科学研究院林业研究所袁林木遗传育种国家重点实验室袁国家林业局林木培育重点实验室袁北京摇 员园园园怨员曰
圆郾 中国林业科学研究院资源昆虫研究所袁云南 昆明摇 远缘园圆圆源曰 猿郾 阿勒泰地区林业科学研究所袁新疆 阿勒泰摇 愿猿远缘园园冤
收稿日期院 圆园园怨鄄园远鄄园怨曰修回日期院圆园员猿鄄园猿鄄员园
基金项目院 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目野额尔齐斯河天然杨树种群遗传多样性研究冶渊圆园员园园源园猿缘冤
作者简介院 郑书星渊员怨苑怨要冤袁男渊土家族冤袁助理研究员袁主要从事植物分子生态研究援
鄢 通讯作者院研究员袁博士生导师援
摘要院新疆额尔齐斯河流域河谷的银白杨天然林分呈雌雄独立斑块状分布袁为了解其成因及分布模式袁利用 杂杂砸分
子标记技术对根据 圆 种采样策略采集的银白杨样本进行了克隆结构和克隆多样性研究遥 结果表明院渊员冤运用 员圆 对
杂杂砸引物对采自各雌雄独立斑块的所有样本进行分析袁发现所有样本单株是同 员 个无性系克隆袁斑块内只有 员 个基
株袁即斑块居群是单克隆结构曰渊圆冤整个流域不同斑块所采集的 怨园 个样本用 员圆 对 杂杂砸引物进行扩增分析袁共检测到
缘猿个基因型渊克隆基株冤袁银白杨居群克隆多样性水平较高袁杂蚤皂责泽燥灶指数渊阅冤平均为 园郾 怨愿猿袁基因型比率 孕阅 平均为
园郾 缘愿怨遥 银白杨以根孽方式繁殖后代袁其最初建群时由多个不同基因型克隆基株形成了较高的克隆多样性袁现存植
株是克隆后代或克隆后代的后代遥
关键词院银白杨曰克隆结构曰克隆多样性曰杂杂砸
中图分类号院杂苑员愿 文献标识码院粤
悦造燥灶葬造 杂贼则怎糟贼怎则藻 葬灶凿 悦造燥灶葬造 阅蚤增藻则泽蚤贼赠 燥枣 孕燥责怎造怎泽 葬造遭葬 葬造燥灶早 贼澡藻 耘则择蚤泽 砸蚤增藻则
在匀耘晕郧 杂澡怎鄄曾蚤灶早员袁圆袁 在匀粤晕郧 允蚤葬灶鄄早怎燥员袁 阅哉粤晕 粤蚤鄄早怎燥员袁 匀耘 悦葬蚤鄄赠怎灶员袁 月粤韵 耘则鄄躁蚤葬灶早猿袁 宰粤晕郧 允蚤葬灶猿
渊员郾 砸藻泽藻葬则糟澡 陨灶泽贼蚤贼怎贼藻 燥枣 云燥则藻泽贼则赠袁 悦澡蚤灶藻泽藻 粤糟葬凿藻皂赠 燥枣 云燥则藻泽贼则赠袁 杂贼葬贼藻 运藻赠 蕴葬遭燥则葬贼燥则赠 燥枣 栽则藻藻 郧藻灶藻贼蚤糟泽 葬灶凿 月则藻藻凿蚤灶早袁 运藻赠 蕴葬遭燥则葬贼燥则赠 燥枣 月则藻藻凿蚤灶早 葬灶凿
悦怎造贼蚤增葬贼蚤燥灶袁 杂贼葬贼藻 云燥则藻泽贼则赠 粤凿皂蚤灶蚤泽贼则葬贼蚤燥灶袁 月藻蚤躁蚤灶早摇 员园园园怨员袁 悦澡蚤灶葬曰 圆郾 砸藻泽藻葬则糟澡 陨灶泽贼蚤贼怎贼藻 燥枣 砸藻泽燥怎则糟藻 陨灶泽藻糟贼泽袁 悦澡蚤灶藻泽藻 粤糟葬凿藻皂赠 燥枣 云燥则藻泽贼则赠袁
运怎灶皂蚤灶早摇 远缘园圆圆源袁 再怎灶灶葬灶袁 悦澡蚤灶葬曰 猿郾 粤造藻贼葬蚤 砸藻泽藻葬则糟澡 陨灶泽贼蚤贼怎贼藻 燥枣 云燥则藻泽贼则赠袁 粤造藻贼葬蚤摇 愿猿远缘园园袁 载蚤灶躁蚤葬灶早袁 悦澡蚤灶葬冤
粤遭泽贼则葬糟贼院 栽澡藻 责燥责怎造葬贼蚤燥灶泽 燥枣 孕燥责怎造怎泽 葬造遭葬 责则藻泽藻灶贼 葬 蚤灶凿藻责藻灶凿藻灶贼造赠 凿蚤泽贼则蚤遭怎贼蚤灶早 责葬贼贼藻则灶 燥枣 皂葬造藻 燥则 枣藻皂葬造藻 责葬贼糟澡援 栽燥
则藻葬造蚤扎藻 贼澡藻 枣燥则皂 则藻葬泽燥灶 葬灶凿 凿蚤泽贼则蚤遭怎贼蚤灶早 皂燥凿藻袁 憎藻 泽藻造藻糟贼藻凿 员圆 皂蚤糟则燥泽葬贼藻造造蚤贼藻 责则蚤皂藻则泽 贼燥 泽贼怎凿赠 贼澡藻 糟造燥灶葬造 泽贼则怎糟贼怎则藻 葬灶凿
糟造燥灶葬造 凿蚤增藻则泽蚤贼赠 燥枣 孕燥责怎造怎泽 葬造遭葬 遭葬泽藻 燥灶 贼憎燥 泽葬皂责造蚤灶早 泽贼则葬贼藻早赠援 栽澡藻 则藻泽怎造贼 泽澡燥憎藻凿 贼澡葬贼院 渊员冤 葬造造 泽憎葬贼糟澡藻泽 蚤灶 葬 泽蚤灶早造藻
凿蚤泽贼则蚤遭怎贼蚤灶早 责葬贼糟澡 燥枣 皂葬造藻 燥则 枣藻皂葬造藻 憎藻则藻 葬 蚤凿藻灶贼蚤糟葬造 糟造燥灶藻袁 贼澡藻 泽蚤灶早造藻 责葬贼糟澡 澡葬凿 燥灶造赠 燥灶藻 早藻灶藻贼曰 渊圆冤 憎藻 凿蚤枣枣藻则藻灶贼蚤葬鄄
贼藻凿 缘猿 早藻灶燥贼赠责藻泽渊早藻灶藻贼冤 葬皂燥灶早 贼澡藻 怨园 责造葬灶贼泽 泽葬皂责造藻凿 燥枣 葬造造 责葬贼糟澡藻泽援 栽澡藻 责燥责怎造葬贼蚤燥灶泽 燥枣 孕燥责怎造怎泽 葬造遭葬 澡葬凿 葬灶 葬遭怎灶鄄
凿葬灶贼 糟造燥灶葬造 凿蚤增藻则泽蚤贼赠 葬灶凿 贼澡藻 皂藻葬灶 杂蚤皂责泽燥灶爷泽 蚤灶凿藻曾 憎葬泽 园郾 怨愿猿袁 葬灶凿 皂藻葬灶 孕阅 憎葬泽 园郾 缘愿怨援 栽澡藻 责则燥早藻灶赠 燥枣 孕燥责怎造怎泽
葬造遭葬 憎葬泽 则藻责则燥凿怎糟藻凿 遭赠 则燥燥贼 糟造燥灶藻援 栽澡藻 澡蚤早澡 糟造燥灶葬造 凿蚤增藻则泽蚤贼赠 皂蚤早澡贼 遭藻 皂葬蚤灶贼葬蚤灶藻凿 蚤枣 贼澡藻 责燥责怎造葬贼蚤燥灶泽 憎藻则藻 蚤灶蚤贼蚤葬造造赠
枣燥怎灶凿藻凿 遭赠 皂怎造贼蚤责造藻 早藻灶藻贼泽 贼澡葬贼 凿蚤枣枣藻则藻凿 早藻灶藻贼蚤糟葬造造赠 葬灶凿 贼澡藻 藻曾蚤泽贼藻灶贼 枣则燥灶凿 憎葬泽 贼澡藻 责则燥早藻灶赠 燥枣 糟造燥灶葬造 早藻灶藻贼泽援
运藻赠 憎燥则凿泽院 孕燥责怎造怎泽 葬造遭葬曰 糟造燥灶葬造 泽贼则怎糟贼怎则藻曰 糟造燥灶葬造 凿蚤增藻则泽蚤贼赠曰 杂杂砸
多数植物具有有性生殖和无性生殖 圆 种繁殖方
式遥 研究以无性繁殖为主的植物种群的克隆结构和
克隆多样性袁有助于了解克隆植物种群的形成尧维持
和衰退机制袁以及植物定居尧侵殖和演替的机理咱员暂 遥
克隆结构是指克隆植物种群内基株和各克隆分株在
空间上的分布模式袁而克隆多样性是指 员 个克隆植
物种群由多少个遗传基因型不同的个体组成袁克隆
多样性在很大程度上决定了克隆植物的遗传多样
第 源 期 郑书星等院额尔齐斯河流域银白杨克隆结构及多样性研究
性袁同时又能指示该种群的有性繁殖程度和种群建
立初期的个体数遥 近年来袁这一方面的研究已成为
克隆植物的研究热点之一袁国内外的学者也取得了
一定的研究成果袁如对草本植物如矮慈姑渊杂葬早蚤贼贼葬则蚤葬
责赠早皂葬藻葬 酝蚤择援 冤 咱圆暂 尧鹅绒委陵菜 渊孕燥贼藻灶贼蚤造造葬 葬灶泽藻则蚤灶葬
蕴援 冤 咱猿暂 尧华山新麦草渊孕泽葬贼澡赠则燥泽贼葬糟澡赠泽 澡怎葬泽澡葬灶蚤糟葬 运藻灶早
藻曾 孕援 悦援 运怎燥冤 咱源暂 尧黄花杓兰渊悦赠责则蚤责藻凿蚤怎皂 枣造葬增怎皂 匀怎灶贼
藻贼 杂怎皂皂藻则澡援 冤 咱缘暂 尧珠芽蓼渊孕燥造赠早燥灶怎皂 增蚤增蚤责葬则怎皂 蕴蚤灶灶援
渊月蚤泽贼燥则贼葬 增蚤增蚤责葬则葬渊蕴援 冤 杂援 云援 郧则葬赠冤冤 咱远暂及乔木如欧洲
山杨 渊孕燥责怎造怎泽 贼则藻皂怎造葬 蕴援 冤 咱苑暂 尧美洲山杨 渊孕援 贼则藻皂怎鄄
造燥蚤凿藻泽 蕴援 冤 咱愿暂等的研究袁但未有对银白杨渊孕援 葬造遭葬 蕴援 冤
天然林分的研究遥 沿额尔齐斯河流域分布的银白杨
天然林分袁其结构单一尧林龄相近尧呈雌雄独立斑块
状分布袁整个流域内许多独立斑块组成了 员 个大斑
块袁而若干大斑块又组成了 员 个种群遥 本研究应用
杂杂砸分子标记袁对额尔齐斯河流域河谷分布的银白
杨天然居群进行克隆结构及克隆多样性研究袁以初
步揭示银白杨的繁殖策略及斑块状分布模式的成
因袁为进一步揭示银白杨的克隆生长和生态适应性
提供基础资料袁为这一独特的生态资源库的保存提
供理论依据遥
员摇 材料与方法
员援 员摇 实验材料与采样策略
本研究所用的实验材料采自新疆阿尔泰地区额
尔齐斯河渊源苑毅圆员忆 源愿毅园园忆 晕袁 愿缘毅源圆忆 愿苑毅源愿忆耘 曰
海拔 源圆源 缘园园 皂冤 渊表 员冤曰运用 圆 种采样策略渊图
员冤院渊员冤探明 员 个银白杨斑块的克隆结构袁有几个基
株尧各有多少个分株袁采集 圆 个独立分布的雌雄斑块
内的所有植株袁分别编号为 云渊 袁猿圆 个样冤尧郧渊意袁猿愿
个样冤曰渊圆冤分析不同斑块间的遗传关系袁在基于采
样策略 员 的研究基础上袁在每个独立分布的斑块内
采 员 个样袁沿额尔齐斯河流域在 源 个地点共采集 怨园
个斑块样本袁斑块间隔 员园园 皂 以上遥 第 员 个地点采
样 圆园 个袁编号为 再员 原猿 至 再员 原 圆圆曰第 圆 个地点采样
圆园 个袁编号为 再圆 原员 至 再圆 原圆园曰第 猿 个地点采样 圆缘
个袁编号为 再猿 原 员 至 再猿 原 圆缘曰第 源 个地点采样 圆缘
个袁编号为 再源 原员 至 再源 原圆缘遥
表 员摇 银白杨天然居群 杂杂砸分析样本采集点及生境条件
居群编号 采样地点 经度渊耘冤 纬度渊晕冤 海拔 辕 皂 样本数 辕个 生境
再员 北屯哈拉西里克 愿苑毅源愿忆员怨义 源苑毅圆员忆缘园义 缘园园 圆园 路边草地
再圆 北屯克孜勒哈英 愿苑毅员缘忆猿猿义 源苑毅猿猿忆圆远义 源苑缘 圆园 路边草地
再猿 布尔津平原林场 愿苑毅园猿忆圆远义 源苑毅猿源忆缘怨义 源苑员 圆缘 草地摇 摇
再源 哈巴河比列兹河口 愿缘毅源圆忆员员义 源愿毅园园忆园猿义 源圆源 圆缘 河滩摇 摇
注院渊员冤采集一个独立分布斑块内的所有植株袁每个点表示一个植株样本曰渊圆冤沿额尔齐斯河流域的不同斑
块内采集一个样本袁椭圆表示一个独立分布的斑块袁黑色点表示每个斑块内采集的一个植株遥
图 员摇 银白杨采样策略
员援 圆摇 方法
本实验利用 杂杂砸分子标记技术对银白杨天然林
进行克隆结构及遗传多样性分析遥
员援 圆援 员摇 基因组 阅晕粤提取及 杂杂砸扩增反应摇 采集样
本的枝条于室内水培袁选取萌发的幼嫩叶片袁用天根
生化科技渊北京冤有限公司的植物基因组 阅晕粤 提取
试剂盒提取样本的基因组 阅晕粤遥
杂杂砸 扩增中的引物来自 澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援 燥则灶造援 早燥增 辕
泽糟蚤 辕 蚤责早糟 辕 泽泽则赃则藻泽燥怎则糟藻援 澡贼皂 中提供的杨树 杂杂砸引物序
列遥 共选择了已 酝葬责责藻凿 的 缘园 对引物序列袁从中筛
选了 员圆 对扩增条带清晰尧重复性好的引物用于实验
分析渊表 圆冤遥
杂杂砸扩增体系为 圆缘 滋蕴院 缘园 灶早 基因组 阅晕粤袁
孕悦砸 月怎枣枣藻则 渊员园 皂皂燥造窑蕴 原员 燥枣 栽则蚤泽鄄匀悦造 渊责匀值 愿郾 猿冤袁
缘园 皂皂燥造窑蕴 原员的 运悦造袁 员郾 缘 皂皂燥造窑蕴 原员的 酝早悦造圆 冤袁
园郾 圆 皂皂燥造窑蕴 原员 凿晕栽孕袁 园郾 圆 滋皂燥造窑蕴 原员反应引物袁
苑圆源
林摇 业摇 科摇 学摇 研摇 究 第 圆远 卷
员 哉 栽葬择 酶 渊栽葬运葬砸葬 月蚤燥 陨灶糟援 袁 韵贼泽怎袁 允葬责葬灶冤袁 用去
离子水补足总体积遥 扩增程序设定为院 怨源 益 预变
性 猿 皂蚤灶曰 猿远 个循环渊怨源 益变性 猿园 泽袁缘源 缘缘 益退
火 猿园 泽袁 苑圆 益 延伸 员园缘 泽冤曰 苑圆 益 延伸 员园 皂蚤灶遥 扩
增反应在 郧藻灶藻粤皂责襆 孕悦砸 泽赠泽贼藻皂 怨苑园园 型扩增仪上
进行遥 扩增产物用 源豫变性聚丙烯酰胺凝胶电泳袁
银染方法检测结果遥
员援 圆援 圆摇 数据分析摇 扩增产物经变性聚丙烯酰胺凝
胶电泳袁在玻璃板上获得图谱遥 根据分析软件要求
记录数据时袁在玻璃板同一位置袁员 个样品在该地方
电泳显示有带袁就记录数据野员冶曰另一样品在该地方
电泳显示没有出现条带袁就记录数据野园冶遥 多个引
物扩增结果显示带型完全一致的样品袁可推测为同
一个克隆系遥 为了解不同克隆之间的遗传关系袁用
孕匀再蕴陨孕 猿郾 远苑藻 渊 澡贼贼责院 辕 辕 藻增燥造怎贼蚤燥灶援 早藻灶藻贼蚤糟泽援 憎葬泽澡蚤灶早鄄
贼燥灶援 藻凿怎 辕 责澡赠造蚤责援 澡贼皂造冤和 晕栽杂再杂 软件分析数据袁根据
遗传距离做聚类分析遥
为分析克隆居群的克隆结构和克隆多样性袁运
用几种常用的度量指标咱怨 原 员员暂 院
渊员冤基株数目渊郧冤院郧 即是居群中基株的总数
目袁所有扩增位点基因型相同的植株可视作同一
基株遥
渊圆冤平均克隆大小渊晕 辕 郧冤院其数值表示平均每
个基株含有的克隆分株数袁晕是实验样本数遥
渊猿冤不同基因型比率渊孕阅冤院以 郧 辕 晕 估算袁晕 是
所分析样本数遥
渊源冤杂蚤皂责泽燥灶 多样性指数渊阅冤院阅 值可表示物种
的多样性和均匀度袁在本实验分析中用于度量居群
内的克隆多样性遥 公式为院
阅 越 员 原 撞渊灶蚤渊灶蚤 原 员冤冤 辕 渊晕渊晕 原 员冤冤 渊员冤
式渊员冤中院灶蚤 是第 蚤 个基因型的分株数袁晕 是样本大
小遥 阅值变动范围是 园 员袁园 表示种群所有样本是
同一种基因型袁员 表示所有的样本都是不同的基
因型遥
渊缘冤基因型分布均匀度 云葬早藻则指数渊耘冤院
耘 越 渊阅 原 阅皂蚤灶冤 辕 渊阅皂葬曾 原 阅皂蚤灶冤
阅皂蚤灶 越 渊渊郧 原 员冤渊圆晕 原 郧冤冤 辕 渊晕渊晕 原 员冤冤
阅皂葬曾 越 渊晕渊郧 原 员冤冤 辕 渊郧渊晕 原 员冤冤 渊圆冤摇 摇 云葬早藻则指数渊耘冤表示居群内基因型分布的均匀
度袁耘 越 园 表示种群内所有个体的基因型都不同或有
员个基因型占据绝对优势而其它基因型都只有一个
个体曰耘 越 员 表示种群内所有基因型都有相同的个
体数遥
表 圆摇 杂杂砸引物序列
编号 引物名称 前引物 后引物 长度 辕 遭责 碱基 重复数 辕次 片段长度 辕 遭责
孕远 郧悦孕酝赃员园远猿 粤郧栽栽粤粤栽栽郧悦郧悦粤栽郧栽栽悦栽栽 粤粤粤悦粤粤粤悦栽悦悦粤郧悦粤粤粤悦粤栽 员远缘 糟葬 员远 源怨
孕苑 郧悦孕酝赃员园远缘 栽郧悦粤粤栽悦粤栽粤栽粤栽栽悦悦栽悦悦悦 粤栽粤粤粤粤栽栽粤悦栽郧悦郧栽郧悦悦粤栽 员缘远 葬糟 怨 员园园
孕员猿 郧悦孕酝赃员员源 栽栽粤郧悦悦粤栽栽郧郧粤栽栽栽悦粤栽栽栽 悦粤栽栽郧悦粤悦栽悦栽悦粤悦粤悦粤栽栽悦 员员圆 贼贼糟 远 圆缘猿
孕员远 郧悦孕酝赃员员缘愿 粤栽郧悦粤悦栽栽悦悦栽栽悦悦粤粤粤栽栽粤 粤栽悦粤郧栽栽悦悦栽栽悦粤郧悦栽栽悦粤粤 圆圆缘 糟贼早 远 员园源
孕圆源 郧悦孕酝赃员圆源 栽栽栽郧粤郧悦粤悦栽栽悦粤粤悦栽粤悦悦粤 栽郧栽悦栽栽悦悦悦栽栽粤郧栽悦粤悦悦粤悦 员怨愿 糟葬糟 远 员圆猿
孕圆怨 郧悦孕酝赃员圆缘圆 粤郧悦郧栽悦栽悦粤粤栽郧栽栽栽栽郧栽栽栽 栽栽栽郧悦栽栽悦粤郧郧栽栽栽粤栽栽栽悦悦 员源怨 葬葬贼葬 源 苑猿
孕猿园 郧悦孕酝赃员圆缘缘 郧粤粤悦悦栽栽粤粤粤粤悦悦粤郧粤粤悦悦悦 郧粤郧悦悦粤悦粤郧粤粤粤栽粤悦栽郧悦栽悦 圆园苑 葬早 圆猿 员员园
孕猿员 郧悦孕酝赃员圆远园 悦粤悦粤郧郧粤粤悦悦栽郧郧栽栽粤栽悦粤栽 悦栽郧郧悦粤栽栽悦悦栽栽悦栽粤粤郧悦栽粤 员猿源 贼早 员员 源缘
孕猿缘 郧悦孕酝赃员圆苑源 悦悦悦栽郧粤栽粤悦栽栽郧栽郧郧粤悦悦栽粤 悦悦悦郧栽粤栽粤粤栽粤栽郧 员怨缘 贼贼葬贼 缘 苑苑
孕源圆 郧悦孕酝赃员猿缘猿 郧粤粤粤粤悦栽郧粤栽栽悦悦栽郧粤栽栽悦郧 悦粤粤郧粤粤栽悦粤粤栽郧悦粤栽郧栽悦栽郧 员缘园 葬贼 怨 苑员
孕源缘 郧悦孕酝赃员猿苑远 栽郧栽悦粤粤粤栽粤郧栽粤郧悦粤栽悦悦悦悦 悦悦粤悦悦栽栽郧粤悦栽栽栽栽悦栽栽悦栽郧 员园缘 葬贼 员员 员员园
孕源愿 郧悦孕酝赃员猿怨 粤栽郧粤悦粤栽郧粤悦粤栽郧粤栽栽郧郧粤粤 悦栽栽悦栽郧悦栽郧郧粤粤郧粤粤郧粤粤粤粤 圆圆苑 早贼 员缘 员源苑
圆摇 结果与分析
圆援 员摇 单斑块克隆结构及多样性
根据采样策略 员 采集的银白杨雌雄独立分布斑
块 云尧郧共 苑园 个样本袁利用筛选的 员圆 对 杂杂砸 引物对
其进行 孕悦砸扩增袁扩增产物经变性聚丙烯酰胺凝胶
电泳得到指纹图谱遥
图 圆 所示的是引物 郧悦孕酝赃员圆缘缘 对银白杨 云 斑
块∕ 郧斑块内的部分样本 孕悦砸 扩增产物的电泳图
谱袁从图中可看出斑块内的植株的电泳带型一致遥
根据电泳实验结果分析可知袁对独立斑块状分布的
云渊或 郧冤斑块内的所有样本进行 孕悦砸 扩增袁员圆 个引
物扩增产物的电泳图谱带型一致袁应具有相同的基
因型曰同时根据实地调查发现袁斑块内植株林龄相
近尧裸露地表的根系相连袁这直观的证明了银白杨植
株能通过根蘖方式来进行无性繁殖袁即在 员 个独立
愿圆源
第 源 期 郑书星等院额尔齐斯河流域银白杨克隆结构及多样性研究
分布状的斑块内所采集的所有样本单株是同 员 个无
性系克隆袁斑块内只有 员 个基株袁即斑块群体是单克
隆结构遥
对 云 辕 郧斑块样本袁根据 员圆 对 杂杂砸 引物实验分
析得到的数据用 孕匀再蕴陨孕 软件进行聚类分析渊图
猿冤遥 由图 猿 可见院云 斑块的所有样本完全聚类在一
起袁遗传相似系数为 员曰郧斑块也是相同的聚类结果曰
但 云和 郧 斑块样本之间还是有遗传差异的袁遗传距
离为 园援 园圆园遥 根据采样的实地位置袁作出 云 和 郧 斑
块内无性系分株的位置图渊图 源冤袁所有来自同一基
株的无性系分株用相同的图形和颜色表示遥
图 圆摇 杂杂砸 引物 郧悦孕酝赃员圆缘缘 扩增银白杨部分样品的电泳图渊云尧郧分别表示斑块内采样植株号冤
图 猿摇 银白杨 云 辕 郧斑块内样本 哉孕郧酝粤聚类图
图 源摇 银白杨 云 辕 郧斑块内样本位置图
怨圆源
林摇 业摇 科摇 学摇 研摇 究 第 圆远 卷
圆援 圆摇 银白杨居群的克隆多样性
对银白杨独立分布斑块这一小尺度的研究结果
分析表明院每一个斑块的所有无性系来自 员 个基株曰
但在整个流域大尺度的角度上袁不同斑块间的克隆
多样性如何袁需要根据采样策略渊圆冤采集的样本进
行分析遥
用筛选出的 员圆 对 杂杂砸 引物对沿额尔齐斯河流
域 源 个不同地点采集的银白杨居群的 怨园 个样本进
行 孕悦砸 扩增遥 图 缘 所显院其中的一对 杂杂砸 引物
野郧悦孕酝赃员园远猿冶对银白杨不同居群部分样本的扩增
电泳图谱袁再圆 原 员员尧再圆 原 员圆尧再圆 原 员怨 的电泳图谱一
样袁表明一个居群内的不同斑块间的样本可能属于
同一个克隆系曰同时袁也可看出不同居群的多个斑块
的样本具有不同的带型袁表明从不同斑块所采集的
样本也具有明显的遗传多态性遥
表 猿 所示的是银白杨各居群的基株渊郧冤尧平均
克隆大小渊晕 辕 郧冤尧基因型比率渊孕阅冤尧阅 值等指标遥
统计分析表明院平均克隆大小为 员郾 远怨愿袁变幅为
员郾 园愿苑 员郾 源圆怨袁再圆 居群最高袁为 员郾 源圆怨袁而 再猿 居群
的平均克隆大小渊晕 辕 郧冤最低袁为 员郾 园愿苑曰基因型比率
渊孕阅冤为 园郾 缘愿怨袁变幅是 园郾 苑园园 园郾 怨圆园曰克隆多样性
显示指标 阅值则表明袁再猿 居群最高渊园郾 怨怨猿冤袁再圆 居
群最低渊园郾 怨缘愿冤袁平均为 园郾 怨愿猿曰居群 云葬早藻则 指数的平
均值为 园郾 怨源苑袁相较于 耘造造泽贼则葬灶凿等 咱怨暂对 圆员 种克隆植
物的比较结果渊耘 越 园郾 远愿园冤袁银白杨居群的这一指标
值要高遥 表 猿 所示院银白杨 源 个居群所分析的 怨园 个
样本中共检测到 缘猿 个基因型渊克隆基株冤袁且基因型
数目在各居群中不同曰这说明银白杨居群是由多基
因型构成袁居群间基因型多样性较高遥
表 猿摇 银白杨居群的克隆多样性
种群 样本大小 辕个 基株 辕个 平均克隆大小 辕个 基因型比率 杂蚤皂责泽燥灶多样性指数 均匀度
再员 圆园 员远 员援 圆缘园 园援 愿园园 园援 怨远猿 园援 源园员
再圆 圆园 员源 员援 源圆怨 园援 苑园园 园援 怨缘愿 园援 苑苑愿
再猿 圆缘 圆猿 员援 园愿苑 园援 怨圆园 园援 怨怨猿 园援 缘员远
再源 圆缘 员愿 员援 猿愿怨 园援 苑圆园 园援 怨远苑 园援 苑苑愿
居群 怨园 缘猿 员援 远怨愿 园援 缘愿怨 园援 怨愿猿 园援 怨源苑
图 缘摇 杂杂砸 引物 郧悦孕酝赃员园远猿 扩增银白杨部分样品的电泳结果
圆援 猿摇 银白杨居群的克隆结构和聚类分析
通过 杂杂砸电泳图谱和实验数据计算分析了银白
杨居群的克隆分布情况遥 源 个居群的克隆数目渊基
株数目冤大小不同渊员源 圆猿 个冤袁而从整个流域大尺
度分析可知院总群体的克隆数目渊基株数目冤为 缘猿
个袁其中袁员愿 个基株具有多个无性系分株袁另有 猿缘
个基株只有 员 个无性系分株遥 所有由不同斑块组成
的 源 个居群都是多克隆居群袁没有发现单克隆居群
渊独立分布的斑块是单克隆结构冤遥 从居群的克隆
空间格局分析袁相邻斑块可能属于同一克隆曰但是袁
相距较远的斑块也具有相同的基因型袁例如 再圆袁再猿
和 再源 居群的部分个体遥 这表明银白杨居群内的克
隆结构有明显的镶嵌现象遥
根据多个引物扩增的电泳图谱的带型判读袁获
得 园 辕 员 数据矩阵曰运用 晕栽杂再杂软件对数据矩阵进行
处理袁对银白杨居群不同实验样本渊不同独立分布斑
块冤进行聚类分析袁结果显示院同一居群的样本通常
先聚为一类袁再与其它居群样本聚类曰但也有不同的
居群样本先聚为一类遥 图 远 为银白杨 再圆 居群的聚
类结果渊其它种群聚类图略冤袁再圆 居群 圆园 个实验样
本聚为 员源 支袁其中袁个体 员 辕 圆 辕 猿袁缘 辕 远袁苑 辕 愿袁员员 辕 员圆 辕 员怨
分别属于同一克隆袁其余的个体都是 员 个单独的克
隆袁具有独有的基因型遥
猿摇 讨论
银白杨是雌雄异株植物袁可产生种子来繁殖后
代袁但为什么雌雄株是各自形成一个个独立斑块袁且
每一个斑块内的植株都具有相同的基因型呢钥 通过
对独立斑块渊小尺度冤的实地调查和 杂杂砸 实验分析袁
本研究发现院每一个斑块内的植株其林龄相近袁林下
园猿源
第 源 期 郑书星等院额尔齐斯河流域银白杨克隆结构及多样性研究
图 远摇 银白杨 再圆 种群聚类图
没有更新的幼苗曰斑块内所采集的所有样本单株是
同一个无性系克隆袁斑块内只有 员 个基株袁即斑块群
体是单克隆结构遥 分析其原因可能是院渊员冤排斥效
应遥 在不同的生境条件下袁银白杨占优势生态位的
雌渊雄冤株排斥雄渊雌冤株遥 如 酝糟蕴藻贼糟澡蚤藻 等 咱员圆暂以模
型手段研究了雌雄异株克隆生物地钱局域种群的性
比动态袁发现在轻微和中度干扰情况下袁雌性个体逐
渐排斥雄性个体曰而在严重干扰情况下袁雄性个体逐
渐排斥雌性个体遥 渊圆冤克隆繁殖遥 杨树植株可通过
根蘖方式繁殖新个体袁有研究表明咱员猿暂 袁欧洲山杨的
根系可从母株延伸至 源园 皂 的范围遥 在实地调查中
发现袁银白杨斑块内相邻的几个植株裸露在地表的
根系是相连的袁这直观的证明了银白杨植株能通过
根蘖方式来进行无性繁殖曰同时袁由于人为分流额尔
齐斯河水量引起流域内地下水位下降尧牲畜啃食等
破坏活动袁使得银白杨产生的大量种子无法在合适
的环境下产生实生苗遥 许多植物通常都具有性生殖
和无性生殖 圆 种繁殖方式袁在干旱尧高山等胁迫环境
中生长的植物袁其克隆繁殖占优势而有性生殖方式
往往被限制咱 员源 原 员远暂 曰这是因为克隆繁殖植物通过快
速繁殖尧幼苗高成活率等优势袁能在短期内占据不同
生境尤其是不良环境咱员苑暂 袁从而保证了物种的繁衍遥
以往人们普遍认为克隆繁殖会导致种群内遗传
变异下降咱员愿暂 袁但近年来的研究表明袁克隆植物居群
也具有较高的遗传多样性遥 如在对 员 年或多年生草
本植物矮慈姑咱圆暂 尧鹅绒委陵菜咱猿暂 尧华山新麦草咱源暂 尧黄
花杓兰咱缘暂 尧珠芽蓼咱远暂及乔木如欧洲山杨咱苑暂等的研究
中发现袁各种克隆植物居群具有较高的遗传多态性尧
度量居群内克隆多样性的 杂蚤皂责泽燥灶 多样性指数渊阅冤
具有较大的数值遥 基因型多样性 杂蚤皂责泽燥灶渊阅冤指数
能反映物种居群中特定基因型的相对频率遥 如果取
样范围内居群中每个样本的遗传基因型都不同袁则
相应的 阅值就高袁当 阅值等于 员 时就表明每个个体
有其独特的多位点基因型曰较低的 阅 值则表明在如
果居群内有一些样本的遗传基因型相同袁则相应的
阅值就低袁那么当 阅 值等于 园 就说明所有个体具有
共同的多位点基因型遥 本研究中袁从流域大尺度研
究分析银白杨天然居群的 杂蚤皂责泽燥灶 指数 渊 阅冤 为
园郾 怨愿猿袁这表明银白杨天然居群具有较高的克隆多样
性遥 影响植物的克隆多样性的因素包括有实生苗补
充尧环境异质性尧体细胞突变尧基因流等遥 很低的实
生苗更新足以保持一个种群的遗传多样性咱员猿暂 曰环境
异质性则能促进植物不同基因型的固定咱员怨暂 曰而体细
胞突变能有效补偿有性繁殖重组的缺失袁以使克隆
繁殖物种具有更强的环境适应性咱圆园暂 遥 在对额尔齐
斯河流域银白杨天然居群研究分析中发现袁其分布
在河谷地区袁没有明显的环境异质性曰而由于人为活
动及自然环境的影响袁实生苗补充也难以发生曰主要
以根孽方式克隆繁殖新的个体遥 那么袁额河流域的
银白杨天然林具有较高的克隆多样性袁其原因可能
是院在最初的银白杨建群过程中袁由多个基因型不同
的基株占据不同地点的生境袁然后通过根孽方式来
繁殖后代曰现在的植株是最初的基株的克隆后代或
者克隆后代的后代遥 允藻造蚤灶泽噪蚤 等咱愿暂在研究美洲山杨
的结果中也提出了这样的观点遥
额尔齐斯河流域河谷分布的银白杨天然林分袁
呈雌雄独立斑块状分布袁以克隆方式繁殖后代遥 如
果不存在突变尧迁移尧选择和经有性繁殖实现更新袁
那么随着时间的推移袁种群内的克隆多样性最终会
消失袁直至只有一种基因型咱员园暂 遥 因此袁为了保存这
一有价值的遗传基因资源以免其流失袁应防止人为
活动对现存天然林分的破坏曰同时袁可进行封育保存
天然林分袁并收集天然林的种子在适宜的地方建立
种质基因资源库加以保存遥
参考文献院
咱员暂 阮成江袁何祯祥袁周长芳援 植物分子生态学咱酝暂援 北京院化学工业
出版社袁圆园园缘
咱圆暂 陈锦华袁汪小凡袁吕应堂援 矮慈姑自然居群的克隆生长格局咱 允暂 援
武汉大学学报院理学版袁 圆园园猿袁源怨渊源冤院 缘圆猿 原 缘圆苑
咱猿暂 陆建英袁杨晓明袁马瑞君援 青藏高原东缘鹅绒委陵菜种群克隆结
构的研究咱允暂 援草业学报袁圆园园愿袁员苑渊圆冤院远愿 原 苑源
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员猿源
林摇 业摇 科摇 学摇 研摇 究 第 圆远 卷
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原 苑缘
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初步研究咱允暂 援植物生态学报袁 圆园园苑袁猿员渊源冤院 缘远员 原 缘远苑
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