全 文 ：第 50 卷 第 6 期
2 0 1 4 年 6 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 50，No. 6
Jun．，2 0 1 4
doi:10．11707 / j．1001-7488．20140608
收稿日期: 2013 － 07 － 01; ; 修回日期: 2013 － 10 － 10。
基金项目: 国家自然科学基金项目(30901130)。
* 季华为通讯作者。
台湾杉遗传多样性的 ISSＲ分析*
李江伟 杨琴军 刘秀群 季 华 张卓文
(华中农业大学园艺林学学院 园艺植物生物学教育部重点实验室 武汉 430070)
摘 要: 采用 ISSＲ 分子标记技术，对台湾杉 4 个自然居群的遗传多样性水平和遗传结构进行研究。从 100 条引
物中筛选出 10 条，得到 78 个清晰的扩增条带，其中多态性条带 61 个。POPGENE 分析结果表明: 台湾杉在物种水
平(多态条带百分率 PPB = 78. 21%，Nei’s 基因多样性指数 H = 0. 249 4，Shannon’s 信息指数 I = 0. 377 8)和居群水
平(PPB = 52. 56%，H = 0. 178 3，I = 0. 267 7)均具有中等水平的遗传多样性。AMOVA 分析表明，4 个居群间出现一
定程度的遗传分化，且遗传变异主要发生在居群内。UPGMA 聚类和 Mantel 检测结果表明，居群间的地理距离与遗
传距离之间不存在显著相关性( r = 0. 043 3，P = 0. 435 6)。根据台湾杉的遗传变异规律，提出有效的保护措施。
关键词: 台湾杉; ISSＲ; 遗传多样性; 遗传结构; 保护策略
中图分类号: S718. 46; S718. 54 文献标识码: A 文章编号: 1001 － 7488(2014)06 － 0061 － 06
Genetic Diversity of Taiwania cryptomerioides Detected by ISSＲ Analysis
Li Jiangwei Yang Qinjun Liu Xiuqun Ji Hua Zhang Zhuowen
(Key Laboratory of Horticultural Plant Biology of Ministry of Education College of Horticulture and
Forestry Sciences，Huazhong Agricultural University Wuhan 430070)
Abstract: The genetic diversity and genetic structure of four natural populations of Taiwania cryptomerioides were
investigated using inter-simple sequence repeat ( ISSＲ) ． Of the 100 primers screened，10 primers were selected and they
generated 78 stable and distinct bands，among which 61 bands were polymorphic． The result of POPGENE indicated that
T． cryptomerioides had a medium level of genetic variation at the species ( the percentage of polymorphic bands PPB =
78. 21%，Nei’s gene diversity H = 0. 249 4，Shannon’s information index I = 0. 377 8) and population levels ( PPB =
52. 56%，H = 0. 178 3，I = 0. 267 7) ． There was to a certain level genetic differentiation among four populations (G ST:
0. 285 1; Shannon’s genetic differentiation: 29. 14% ; AMOVA genetic differentiation: 28. 31% )，and most of the
genetic differentiation occurred within populations． The UPGMA clustering and Mantel test showed that there was no
significant correlation between the geographical and genetic distance ( r = 0. 043 3，P = 0. 435 6 ) ． Based on these
findings，we propose appropriate conservation strategies for this endangered species．
Key words: Taiwania cryptomerioides; ISSＲ; genetic diversity; genetic structure; conservation strategy
台 湾 杉 ( Taiwania cryptomerioides )，杉 科
(Taxodiaceae )台湾杉属(Taiwania)，是第三纪古热
带植物区系孑遗植物(于永福，1995)，为国家一级
保护树种。它高大挺拔，四季常绿，树形优美，材质
优良，是非常重要的用材树种和庭园绿化树种。曾
广泛分布于欧洲和亚洲东部，由于第四纪冰期的影
响，现仅残存于我国湖北、贵州、福建、台湾等地，呈
星散分布(杨琴军等，2006)。国内外对台湾杉研究
多集中在分类、起源(于永福，1995)、系统发育(于
永福等，1996)、生态地理分布(胡玉熹等，1995)、
群落、种群特征(廖凤林等，2004)、组织培养(庞慧
仙等，2005)等方面，有关遗传多样性方面的研究较
少，且研究结果存在较大差异。Lin 等 (1993)用等
位酶标记研究了台湾杉 4 个栽培居群的遗传多样
性，结果表明其遗传多样性略低于其他针叶树，且
94. 7%的遗传变异存在于居群内; Li 等 (2008)用
ISSＲ 分子标记对云南、贵州、福建、湖北的野生居群
进行了研究，结果显示台湾杉具有较低的遗传多样
林 业 科 学 50 卷
性，且 72. 37%的遗传变异存在于居群间; 杨琴军等
(2009; 2011)调查了湖北原生台湾杉资源，建立了
稳定的台湾杉 ＲAPD 及 ISSＲ 反应体系，并对湖北野
生居群进行了初步的遗传多样性研究，发现台湾杉
具有较高水平的遗传多样性。不同研究结果的较大
差异对了解台湾杉的濒危原因、进而制定科学的保
护措施十分不利，因此急需开展深入研究。
ISSＲ( inter simple sequence repeat)技术是由加
拿大蒙特利尔大学发展起来的一种基于微卫星序列
的分子标记技术( Zietkiewicz et al．，1994)。它具有
稳定性好、多态性高、操作简单、成本低廉等优点
(Wolhf et al．，1995; Esselman et al．，1999; McGregor
et al．，2000)，而且不需要预先知道基因组序列信
息，特别适合于对基因组序列尚不清楚的物种进行
遗传变异研究 ( Goodwin et al．，1997; 张立荣等，
2002)。本研究采用 ISSＲ 技术对湖北、贵州、福建 3
个省区的台湾杉 4 个自然居群的遗传多样性水平和
遗传结构进行检测，旨在探明台湾杉自然居群的遗
传变异状况，为其保护策略的制定提供科学依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
研究材料采自湖北、贵州、福建 3 个省区的 4 个
自然居群(表 1)。根据居群大小，每个居群随机选
取 9 ～ 20 个个体，将采集的新鲜嫩叶放入装有硅胶
的密封袋中干燥保存。取样时，保证不同个体间距
在 20 m 以上，同时对所取样本的空间位置进行 GPS
定位。
表 1 台湾杉野生居群的地理位置与样本量
Tab． 1 Population location and sample size of T． cryptomerioides
居群
Population
地点
Location
经度
Longitude(E)
纬度
Latitude(N)
海拔
Elevation /m
采样量
Sample size
HBLC 湖北利川 Lichuan，Hubei Province 109°05 30°03 790 ～ 920 20
GZLGS 贵州雷公山 Leigongshan，Guizhou Province 108°21 26°20 670 ～ 1 300 18
FJGP 福建古田屏南 Gutian and Pingnan，Fujian Province 119°10 26°36 410 ～ 900 15
FJYX 福建尤溪 Youxi，Fujian Province 118°25 26°02 840 ～ 890 9
1. 2 试验方法
1. 2. 1 DNA 的提取和检测 采用改良的 CTAB 法
(陈光富等，2008 )，提取台湾杉基因组 DNA，用
0. 8%琼脂糖凝胶电泳检测 DNA 样品的完整性。
1. 2. 2 PCＲ 反应体系的建立和优化 采用杨琴军
等(2011)建立的优化 ISSＲ 反应体系和 PCＲ 扩增程
序对台湾杉进行试验研究。反应体系为: 在 25 μL
的反应体系中，含有 40 ng 模板 DNA、1U Taq 酶、0. 2
mmol·L － 1 dNTP、0. 4 μmol·L － 1引物、1. 8 mmol·L － 1
Mg2 +、2. 5 μL10 × buffer。扩增程序为: 94 ℃，4
min; 94 ℃，45 s，51 ～ 56 ℃，45 s，72 ℃，2 min，40 个
循环; 72 ℃，7 min。扩增在 PE9600 型 PCＲ 仪上
完成。
1. 2. 3 引物筛选和最佳退火温度确定 所用 ISSＲ
引物由上海英俊生物技术公司根据加拿大哥伦比亚
大学(UBC)2006 年公布的序列合成。利用优化的
反应体系，在 52 ℃退火温度条件下，对 ISSＲ 引物进
行筛选，然后，再设置 51，52，53，54，55，56 ℃ 6 个梯
度，确定最佳退火温度，选择能扩增出清晰、稳定条
带的引物用于所有样品分析。
1. 2. 4 PCＲ 扩增产物检测 以 1 × TAE 为电泳缓
冲液，取 10 μL 的扩增产物在含有 0. 5% EB 的
1. 8%琼脂糖凝胶上电泳约 2 ～ 3 h(5 V·cm － 1 )，以
100 bp DNA Marker 作为对照。电泳结束后利用
Gel-Logic 200 凝胶扫描成像系统拍照并保存。
1. 3 数据统计与分析
相同迁移位置上有无条带分别记为“1”，“0”，
获得 0，1 二元数据矩阵。利用 POPGENE 1. 31
(Yeh et al．，1999)软件估算多态位点百分率( PPB，
percentage of polymorphic loci )，Shannon’s 多样性
指数( I)，Nei’s 基因多样性指数(H)，Nei’s 遗传分
化指数(G ST)和居群每代迁移数(Nm)。
用 AMOVA 1. 55 软 件 ( 张 富 民 等， 2002;
Excoffier et al．，1992)，对台湾杉居群间和居群内的
分子变异进行分析。用 NTSYS-pc2. 10 软件(Ｒohlf，
2000)对居群间的遗传距离构建 UPGMA 聚类图。
用 TFPGA (Miller，1997)检测居群间的遗传距离与
地理距离之间的相关性及显著性水平。
2 结果与分析
2. 1 台湾杉遗传多样性
从 100 条引物中筛选出 10 条引物(杨琴军等，
2011)，对台湾杉 4 个居群 62 个体进行扩增，扩增谱
带的分子量在 250 ～ 2 000 bp 之间，共扩增出 78 条
谱带，其中多态性带 61 条，多态条带百分率为
78. 21%。不同居群多态条带百分率在 35. 89% ～
26
第 6 期 李江伟等: 台湾杉遗传多样性的 ISSＲ 分析
65. 38%之间，平均值为 52. 56%。
表 2 筛选出的 10 个 ISSＲ 引物的序列、
退火温度及多态性条带数
Tab． 2 Sequences，annealing temperature and
amplification band number of 10 selected primers
引物序号
Primer
引物序列
Sequence
退火温度
Annealing
temperature /℃
扩增总带数
Number of
total bands
多态性带数
Number of
polymorphic
bands
UBC807 (AG) 8 T 52 10 7
UBC808 (AG) 8 C 55 3 2
UBC834 (AG) 8 YT 52 9 8
UBC835 (AG) 8 YC 52 8 7
UBC836 (AG) 8 YA 52 9 7
UBC841 (GA) 8 YC 52 11 8
UBC844 (CT) 8 ＲC 52 8 7
UBC857 (AC) 8 YG 53 9 8
UBC866 (CTC) 6 52 4 3
UBC870 (TGC) 6 52 7 4
合计 Total 78 61
由表 3 可知，台湾杉居群 Nei’s 遗传多样性
(H)在 0. 126 6 ～ 0. 200 6 之间，平均值为 0. 178 3;
Shannon’s信息指数( I)在 0. 188 1 ～ 0. 304 5 之间，
平均值为 0. 267 7。在物种水平上，台湾杉的多态
条带百 分率 ( PPB )、Nei’s 遗 传 多 样 性 ( H )、
Shannon’s 信息指数( I)分别为 78. 21%，0. 249 4，
0. 377 8，相对其他一些濒危植物，PPB 值高于华木
莲(Sinomanglietia glauca) (廖文芳等，2004)、刺参
(Oplopanax elatus) ( Lee et al．，2002)，但低于珙桐
(Davidia involucrata) (张玉梅等，2012)、长叶红砂
(Ｒeaumuria trigyna) (张颖娟等，2008)等，表明台
湾杉具有中等水平的遗传多样性。
表 3 台湾杉居群内的遗传多样性①
Tab． 3 Genetic diversity within populations of
T． cryptomerioides
居群
Population
n PPB (% ) I H
HBLC 44 56. 41 0. 299 8 0. 200 6
GZLGS 51 65. 38 0. 304 5 0. 199 5
FJGP 42 53. 85 0. 278 4 0. 186 5
FJYX 28 35. 89 0. 188 1 0. 126 6
平均 Mean 41 52. 56 0. 267 7 0. 178 3
种水平 Species 61 78. 21 0. 377 8 0. 249 4
①n:多态条带数 Number of polymorphic bands;PPB:多态条带百
分率 Percentage of polymorphic bands; I:Shannons信息指数 Shannons
information index;H:Neis 基因多样性 Neis gene diversity．
2. 2 台湾杉居群遗传结构分析
从表 4 可知，由 Shannon 信息指数估算，台湾杉
总的遗传变异中，70. 86% 存在于居群内，29. 14%
存在于居群间; 根据 Nei’s 指数估算，台湾杉居群
间的遗传分化系数 G ST为 0. 285 1。表明 4 个台湾
杉居群的遗传变异主要来自居群内。由 G ST估算的
居群间基因流为 1. 25。
表 4 4 个台湾杉居群间的遗传结构①
Tab． 4 Partitioning of the genetic diversity among and
within 4 populations of T． cryptomerioides
Shannon’s 信息指数
Shannon’s information index
Nei’s 基因多样性指数
Nei’s gene diversity
Ipop 0. 267 7 HS 0. 178 3
Isp 0. 377 8 HT 0. 249 4
Ipop / Isp 0. 708 6 HS /HT 0. 714 9
( Isp － Ipop ) / Isp 0. 291 4 G ST 0. 285 1
Nm = 1. 253 8
① Ipop : 居群内遗传多样性; Isp : 种水平总的遗传多样性;
Ipop / Isp : 居群内遗传多样性占总遗传多样性的比率; ( Isp － Ipop ) /
Isp : 居群间遗传多样性占总遗传多样性的比率; HS : 居群内基因多
样性; HT : 种水平的基因多样性; HS /HT : 居群内基因多样性占总
遗传多样性的比率; G ST : 遗传分化系数; Nm : 基因流。
Ipop : Average genetic diversity within populations; Isp : Total genetic
diversity of populations; Ipop / Isp : The percentage of genetic diversity
within populations; ( Isp － Ipop ) / Isp : The percentage of genetic diversity
among populations; HS : Gene diversity within populations; HT : Total
gene diversity; HS /HT : The percentage of gene diversity within
populations; G ST : Coefficient of genetic differentiation; Nm : The number
of migrants per generation．
利用 AMOVA 对台湾杉 4 个自然居群的遗传
分化系数进行分析，结果表明: 台湾杉总的遗传
变异中有 28. 31% 存在于居群间，71. 69% 存在
于居群内( P ＜ 0. 001，表 5 )。AMOVA 的分析结
果表明，台湾杉居群间已出现了一定程度的遗传
分化。
2. 3 台湾杉居群间的遗传距离和聚类分析
台湾杉各居群间 Nei’s 遗传距离 D 值的变化
范围为 0. 053 7 ～ 0. 160 5，其中福建尤溪(FJYX)和
贵州雷公山(GZLGS)的遗传距离最大，为 0. 160 5，
而遗传一致度最小; 福建古田屏南( FJGP)和贵州
雷公山(GZLGS)的遗传距离最小，为 0. 053 7，遗传
一致度最大(表 6)。
根据 Nei’s 遗传一致度，利用 UPGMA 法构建
居群遗传关系聚类图(图 1)。从聚类图可以看出，
福建尤溪 ( FJYX ) 单独聚为一支; 贵州雷公山
(GZLGS)与福建古田屏南( FJGP)优先聚在一起，
然后再与湖北利川(HBLC)聚在一起。
对台湾杉 4 个居群的 Nei’s 遗传距离与地理距
离进行了 Mantel 统计检验，并进行 1 000 次随机重
复，结果显示 4 个居群间的地理距离和遗传距离无
显著相关性( r = 0. 043 3，P = 0. 435 6)，即台湾杉
居群遗传多样性分布没有明显的地理趋势。
36
林 业 科 学 50 卷
表 5 台湾杉 ISSＲ 遗传变异的 AMOVA 分析
Tab． 5 AMOVA analysis of ISSＲ variation of T． cryptomerioides
变异来源
Source of
variance
自由度
d． f．
总方差
Sum of
squares
平均方差
Mean
squares
方差组分
Variance
component
变异百分比
Percentage of
variance(% )
P
种群间
Among populations
3 146. 699 8 48. 9 2. 768 8 28. 31 ＜ 0. 001
种群内
Within populations
58 406. 638 9 7. 011 7. 011 71. 69 ＜ 0. 001
表 6 台湾杉居群间地理距离(km，对角线上方)和
Nei’s 遗传距离(对角线下方)
Tab． 6 Geographic distances (km，above diagonal) and
Nei’s genetic distances(below diagonal)among
populations of T． cryptomerioides
居群 Population HBLC GZLGS FJGP FJYX
HBLC 680 1 411 1 388
GZLGS 0. 107 3 1 519 1 435
FJGP 0. 090 5 0. 053 7 135
FJYX 0. 147 5 0. 160 5 0. 104 3
遗传一致度 Nei’s genetic identity
图 1 台湾杉居群间 Nei’s 遗传一致度 UPGMA 聚类
Fig． 1 UPGMA dendrogram for populations of
T． cryptomerioides based on Nei’s genetic identity
3 结论与讨论
3. 1 台湾杉的遗传多样性
遗传多样性是物种长期进化的产物，是居群生
存和发展的前提(Barrett et al．，1998)。本研究通过
ISSＲ 分析得出: 台湾杉种水平的多态条带百分率
(PPB)、Nei’s 遗传多样性(H)、Shannon’s 信息指数
( I)分别为 78. 21%，0. 249 4，0. 377 8。这与张瑞麟
(2005)( ISSＲ，PPB = 70. 83% )、Lin等(1993) (等位
酶，PPB = 50. 2% )、陈光富等(2008) (ＲAPD，PPB =
65. 81% )对台湾杉居群遗传多样性的研究结果类
似，但远高于 Li 等(2008)用 ISSＲ 标记对台湾杉居
群遗传多样性检测的结果(多态条带百分率、Nei’s
基因多样性和 Shannon’s 信息指数分别为 38. 02%，
0. 132 6 和 0. 198 6)，Li 等(2008)取样的 4 个自然
居群有 3 个与本研究相同(湖北利川、贵州雷公山、
福建古田屏南)，但遗传多样性参数相差甚远。
ISSＲ 技术具有稳定性好、多态性高、操作简单、成本
低廉等优点 (Wolhf et al．，1995; Esselman et al．，
1999; McGregor et al．，2000)，不足之处在于稳定性
易受到 Taq 酶、Mg2 +、引物、退火温度等多个因素的
影响。本研究通过正交试验建立了台湾杉优化的
ISSＲ 反应体系，利用该优化的反应体系筛选出了 10
条稳定性强、清晰度高的引物，并进一步对引物的退
火温度进行了筛选，以保证试验的准确性。Li 等
(2008)台湾杉的反应体系是参照 Ge 等(1999)中红
树植物的试验条件确定的，利用此反应体系，筛选出
了 15 条引物用于试验，其中有 5 条引物与本研究筛
选出的引物相同: 4 条(AG)重复的引物和 1 条三碱
基重复的引物，即 ( AG ) 8 T，( AG ) 8 C，( AG ) 8 YC，
(AG) 8 YA，(CTC) 6，其他引物则与本试验不相同。
试验条件的不同以及引物筛选的差异可能是导致二
者研究结果差异较大的主要原因。
Hamrick 等 (1990)的研究表明，物种的地理分
布范围和遗传多样性关联显著。一些地理分布范围
狭窄的物种由于遗传漂变和基因流的限制，遗传变
异水平通常较低，自然分布范围广的物种通常趋向
于更高的遗传多样性(Hamrick et al．，1990; 1996)。
因此一般研究认为濒危物种的遗传多样性水平较低
(Hamrick et al．，1990; Li et al．，2002)，但也有研究
表明一些濒危物种维持了较高的遗传多样性(张玉
梅等，2012; Kang et al．，2000; Zawko et al．，2001;
Xue et al．，2004)。本研究中，台湾杉的遗传多样性
在物种水平上丰富。由于历史原因及人为破坏等，
濒危种的居群常呈片段化分布，居群规模较小甚至
零星分布，但对一些长寿的木本植物( ＞ 100 年)而
言，由于世代较长，居群片段化的遗传效应暂时还不
会反映出来(陈小勇，2000)，因此，就物种而言，台
湾杉仍保留着较高的遗传多样性。
在所有居群中，贵州雷公山居群的多态条带百
分率最高，湖北利川的次之，福建尤溪的最低。遗传
多样性较高的贵州雷公山居群，处于雷公山自然保
护区内，未经历过多的人为干扰，生境相对完好; 而
福建尤溪居群，野外调查仅发现 9 株，零星分布在房
屋、农田附近，每天有大量的人畜活动，生境几乎完
46
第 6 期 李江伟等: 台湾杉遗传多样性的 ISSＲ 分析
全破坏，与其他居群相比，植株群体处于衰退状态。
因此，生境破坏可能是导致台湾杉物种濒危的一个
重要原因。
3. 2 台湾杉的遗传结构
居群是物种进化的基本单位，而一个物种最基
本的特征之一就是居群的遗传结构 (王祎玲，
2006)。本研究使用不同的方法对台湾杉居群的遗
传结构进行分析，Nei’s 基因多样性指数、Shannon
信息指数以及 AMOVA 分析结果相似，即台湾杉的
遗传变异主要来自居群内，居群内遗传变异大于居
群间的遗传变异，不同居群间存在着遗传分化。这
与 Li 等(2008)的研究结果(G ST = 0. 723 7)不同，而
与 Nybom 等(2000)对一些裸子植物的统计结果一
致。Nybom 等(2000)的研究结果表明: 一年生、自
交、演替阶段早期的类群遗传变异主要发生在居群
间，相比之下，寿命长、异交、演替阶段晚期的类群遗
传变异主要来自居群内。台湾杉属于长寿的木本植
物，生命周期长，异交为主，其居群内保持较高的遗
传变异与台湾杉物种自身的生物学特性有关。
Nybom (2004)对植物居群遗传结构分析表明，混合
交配、自交和异交植物的 G ST值分别为 0. 40，0. 65
和 0. 27，本研究得到的台湾杉 G ST值为 0. 283 1，这
正好符合台湾杉风媒传粉、异交为主交配系统的生
物学特性。
本研究中，台湾杉居群地理距离与遗传距离没
有相关性( r = 0. 043 3，P = 0. 435 6)，这种变异模式
与 UPGMA 的聚类结果一致。从 UPGMA 聚类图上
可以看出，地理距离最远的贵州雷公山(GZLGS)与
福建古田屏南(FJGP)居群优先聚在一起，而地理距
离最近的福建尤溪(FJYX)与福建古田屏南(FJGP)
居群没有聚在一起，而是单独聚为一支。福建尤溪
(FJYX)居群单独聚为一支，可能与其分布区戴云山
脉和福建古田屏南( FJGP)居群分布区鹫峰山脉地
理阻隔有关，而该居群样本稀少可能是其聚类异常
的又一原因。Fischer(2000)认为地理距离与遗传
距离之间显著不相关意味着遗传漂变在居群分化中
起着重要的作用。本研究中的 4 个台湾杉居群地理
距离相距较远，中间有山脉阻隔，即使台湾杉风媒传
粉，基因交流也会受到限制。因此遗传漂变可能是
导致台湾杉居群间发生遗传变异的一个重要因素。
很多因素都会影响居群的遗传结构，在影响居
群遗传分化的众多因素中，基因流常常被视为使居
群遗传结构均质化的主要因素之一(肖猛，2006)。
基因流大的物种，居群间的遗传分化小，反之，居群
间的遗传分化大(Ｒowe et al．，1998 )。本研究中，台
湾杉居群间的基因流 Nm = 1. 253 8，表明台湾杉各
居群间存在基因交流。然而现存的台湾杉居群呈零
星分布，片段化严重且高度隔离，尽管其异交为主、
风媒传粉的生物学特性，但其种子结实率低、萌发困
难，因此其后代向外扩散的能力实际相当有限，居群
间基因交流几乎不能发生。因此，推测 Nm值代表的
可能是片段化发生前的基因流大小，反映的是台湾
杉历史上连续分布居群的遗传结构。台湾杉为第三
纪古热带区系孑遗植物，曾广泛分布于欧洲和亚洲
东部，因此，在其祖先时代，台湾杉居群庞大而连续，
基因交流频繁畅通，遗传变异丰富。在经历第四纪
冰期后，其生境遭到严重破坏，加之人类活动和环境
恶化，连续的、大的居群变成了当前小的、隔离的亚
居群。由此可见，台湾杉居群间的遗传分化可能是
由其片段化前居群间的历史基因流形成的。
3. 3 台湾杉的保护策略
基于 ISSＲ 遗传多样性分析表明，台湾杉在物种
水平上仍具有较高遗传多样性。这说明，尽管台湾
杉为濒危孑遗物种，但是造成其珍稀、濒危的原因并
非是遗传多样性的降低。野外调查发现，台湾杉自
然居群多为零星分布，人类的活动使台湾杉所处生
境严重片段化，台湾杉的数量和分布区大大减少。
同时生境片段化将台湾杉隔离成小居群，导致自交
和遗传漂变，使居 群走 向 衰退 ( Hedrick et al．，
2000)。因此，应切实地保护台湾杉的生存环境，禁
止滥砍滥伐，并通过行政干预和立法等强制措施停
止人为破坏，使居群逐渐恢复生机。
台湾杉属异花传粉植物，雌球花自然授粉率低，
结籽时间较晚且数量较少，种子发芽率低，幼树生长
缓慢(杨琴军等，2009)。因此有必要对台湾杉的结
实特性、生殖能力以及台湾杉种子繁殖和营养繁殖
进行研究，突破技术难关，为今后采种育苗、通过无
性繁殖快速获得台湾杉个体创造条件。
参 考 文 献
陈光富，杨琴军，陈龙清 ． 2008． 台湾杉 DNA 提取及 ＲAPD 反应体
系的建立 ． 湖北农业科学，47(10) : 1108 － 1121．
陈小勇 ． 2000． 生境片断化对植物种群遗传结构的影响及植物遗传
多样性保护 ． 生态学报，20(5) : 884 － 892．
胡玉熹，林金星，王献溥，等 ． 1995． 中国特有植物台湾杉的生物学
特性及其保护 ． 生物多样性，3(4) : 206 － 212．
廖凤林，李久林，吴士章，等 ． 2004． 贵州雷公山台湾杉种群结构及
空间分布格居 ． 贵州师范大学学报: 自然科学版，(2) : 6 － 9．
廖文芳，夏念和，邓云飞，等 ． 2004．华木莲的遗传多样性研究 ． 云
南植物研究，26(1) : 58 － 64．
庞惠仙，张光飞，苏文华 ． 2005． 秃杉的组织培养及植株再生 ． 植物
生理学通讯，41(2) : 56 － 58．
王祎玲 ． 2006． 七筋菇植物遗传多样性与分子系统地理学研究 ． 西
安: 西北大学博士学位论文 ．
56
林 业 科 学 50 卷
肖 猛 ． 2006． 濒危植物桃儿七( Sinopodophyllum hexandrum(Ｒoyle)
Ying)的遗传多样性研究 ． 成都: 四川大学博士学位论文 ．
杨琴军，徐 辉，陈龙清，等 ． 2006． 湖北原生台湾杉资源及其保护 ．
广西植物，26(5) : 551 － 556．
杨琴军，陈光富，刘秀群，等 ． 2009． 湖北星斗山台湾杉居群的遗传
多样性研究 ． 广西植物，29(4) : 450 － 454．
杨琴军，袁继林，付 强，等 ． 2011． 台湾杉 ISSＲ 反应体系的建立
及检测 ． 华中农业大学学报，30(4) : 432 － 437．
于永福，傅立国 ． 1996． 杉科植物的系统发育分析 ． 植物分类学报，
34(2) :124 － 141．
于永福 ． 1995． 杉科植物的起源，演化及其分布 ． 植物分类学报，33
(4) : 362 － 389．
张富民，葛 颂 ． 2002． 群体遗传学研究中的数据处理方法 I．
ＲAPD 数据的 AMOVA 分析 ． 生物多样性，10(4) : 438 － 444．
张立荣，徐大庆，刘大群 ． 2002． SSＲ 和 ISSＲ 分子标记及其在植物
遗传育种研究中的应用 ． 河北农业大学学报，25(1) : 90 － 94．
张瑞麟 ． 2005． 台湾杉遗传多样性之研究 ． 高雄: 国立中山大学博
士学位论文 ．
张颖娟，王玉山 ． 2008． 濒危小灌木长叶红砂种群的遗传多样性 ．
林业科学，44(12) : 43 － 47．
张玉梅，徐刚标，申响保，等 ． 2012． 珙桐天然种群遗传多样性的
ISSＲ 标记分析 ． 林业科学，48(8) : 62 － 67．
Barrett B A， Kidwell K K． 1998． AFLP-based genetic diversity
assessment among wheat cultivars from the Pacific Northwest． Crop
Science，38(5) : 1261 － 1271．
Esselman E J，Li J Q，Crawford D J，et al． 1999． Clonal diversity in the
rare Calamagrostis porteri ssp． insperata ( Poaceae) : comparative
results for allozymes and random amplified polymorphic DNA
( ＲAPD ) and intersimple sequence repeat ( ISSＲ ) markers．
Molecular Ecology，8(3) : 443 － 451．
Excoffier L，Smouse P E，Quattro J M． 1992． Analysis of molecular
variance inferred from metric distances among DNA haplotypes:
application to human mitochondrial DNA restriction data． Genetics，
131(2) : 479 － 491．
Fischer P． 2000． Time dependent flow in equimolar micellar solutions:
transient behaviour of the shear stress and first normal stress
difference in shear induced structures coupled with flow instabilities．
Ｒheologica Acta，39(3) : 234 － 240．
Ge X J，Sun M． 1999． Ｒeproductive biology and genetic diversity of a
cryptoviviparous mangrove Aegiceras corniculatum ( Myrsinaceae )
using allozyme and intersimple sequence repeat ( ISSＲ) analysis．
Molecular Ecology，8(12) : 2061 － 2069．
Goodwin I D，Aitken E A B，Smith L W． 1997． Application of inter
simple sequence repeat ( ISSＲ ) markers to plant genetics．
Electrophoresis，18(9) : 1524 － 1528．
Hamrick J L，Godt M J W． 1990． Allozyme diversity in plant species / /
Brown A H D，Clegg M T，Kahler A L． Plant population genetics，
breeding，and genetic resources． Sunderland， M A: Sinauer
Associates，43 － 63．
Hamrick J L，Godt M J W． 1996． Effects of life history traits on genetic
diversity in plant species． Philosophical Transactions of the Ｒoyal
Society of London Series B: Biological Sciences，351(1345) : 1291
－ 1298．
Hedrick P W， Kalinowski S T． 2000． Inbreeding depression in
conservation biology． Annual Ｒeview of Ecology and Systematics，
31: 139 － 162．
Kang U，Chang C S，Kim Y S． 2000． Genetic structure and conservation
considerations of rare endemic Abeliophyllum distichum Nakai
(Oleaceae) in Korea． Journal of Plant Ｒesearch，113(2) : 127 －
138．
Lee S W，Kim Y M，Kim W W，et al． 2002． Genetic variation of ISSＲ
markers in the natural populations of a rare and endangered tree
species，Oplopanax elatus in Korea． J Kor Forest Soc，91: 565 －
573．
Li Ang， Ge Song． 2002． Advances in plant conservation genetics．
Biodiversity Science，10(1) : 61 － 71．
Li Zhongchao，Wang Xiaolan，Ge Xunjun． 2008． Genetic diversity of
the relict plant Taiwania cryptomerioides Hayata ( Cupressaceae) in
Mainland China． Silvae Genetica，57(4) : 242 － 248．
Lin T P，Lu C S，Chung Y L，et al． 1993． Allozyme variation in four
populations of Taiwania cryptomerioides in Taiwan． Silvae Genetica，
42: 278 － 284．
McGregor C E， Lambert C A， Greyling M M， et al． 2000． A
comparative assessment of DNA fingerprinting techniques ( ＲAPD，
ISSＲ，AFLP and SSＲ ) in tetraploid potato ( Solanum tuberosum
L． ) germplasm． Euphytica，113(2) : 135 － 144．
Miller M P． 1997． Tools for population genetic analyses ( TFPGA)1. 3:
A Windows program for the analysis of allozyme and molecular
population genetic data． Computer Software Distributed by Author，
4:157．
Nybom H，Bartish I V． 2000． Effects of life history traits and sampling
strategies on genetic diversity estimates obtained with ＲAPD markers
in plants． Perspectives in Plant Ecology，Evolution and Systematics，
3(2) : 93 － 114．
Nybom H． 2004． Comparison of different nuclear DNA markers for
estimating intraspecific genetic diversity in plants． Molecular
Ecology，13(5) : 1143 － 1155．
Ｒohlf F J． 2000． NTSYS 2. 1: numerical taxonomic and multivariate
analysis system． New York: Exeter Software．
Ｒowe G， Beebee T J C， Burke T． 1998． Phylogeography of the
natterjack toad Bufo calamita in Britain: genetic differentiation of
native and translocated populations． Molecular Ecology，7(6) : 751
－ 760．
Wolhf K， Zietkiewicz E，Hofstra H， et al． 1995． Identification of
chrysanthemum cultivars and stability of fingerprint patterns．
Theoretical and Applied Genetics，91(3) : 439 － 447．
Xue Dawei，Ge Xuejun，Hao Gang，et al． 2004． High genetic diversity
in a rare，narrowly endemic primrose species: Primula interjacens by
ISSＲ analysis． Acta Botanica Sinica，46(10) : 1163 － 1169．
Yeh F C，Yang Ｒ C，Boyle T． 1999． POPGENE version 1. 31． A
Microsoft window based free ware for population genetic analysis．
Edmonton: University of Alberta．
Zawko G，Krauss S L，Dixon K W，et al． 2001． Conservation genetics of
the rare and endangered Leucopogon obtectus ( Ericaceae ) ．
Molecular Ecology，10(10) : 2389 － 2396．
Zietkiewicz E，Ｒafalski A，Labuda D． 1994． Genome finger printing by
simple sequence repeat ( SSＲ) anchored polymerase chain reaction
amplification． Genomics，20(2) : 176 － 183．
(责任编辑 徐 红)
66