全 文 ：第 ww卷 第 u期
u s s {年 u 月
林 业 科 学
≥≤Œ∞‘׌„ ≥Œ∂ „∞ ≥Œ‘Œ≤„∞
∂²¯1ww o‘²1u
ƒ ¥¨qou s s {
三尖杉种源遗传多样性 3
李因刚 周志春 金国庆
k中国林业科学研究院亚热带林业研究所 富阳 vttwssl
摘 要 } 应用 Œ≥≥• 分子标记对我国三尖杉主要分布区 ty个地理种源的遗传多样性和遗传分化进行分析 ∀结果
表明 o三尖杉具有丰富的遗传多样性 o总的种源基因多样性为 s1vvz z ∀研究发现 o不同种源的遗传多样性差异较
大 o遗传多样性较高的种源主要来自三尖杉自然分布区的东部和偏中东部地区 ∀由于小种群效应 o以及缺乏有效
的基因流和生境的片断化 o三尖杉种源间的遗传分化较大 oux1| h的遗传变异存在于种源间 o而 zw1t h的遗传变异
来自于种源内 ∀聚类结果显示 o来自东部和偏中东部 !遗传多样性较高的种源聚成一支 ∀该区域和边缘分布区种
源间遗传多样性的差异在很大程度上可能归因于长叶和短叶 u种类型三尖杉种源间的差异 ∀研究还表明 o种源间
的遗传距离与其地理距离相关不显著 ∀
关键词 } 三尖杉 ~种源 ~遗传多样性 ~遗传分化 ~Œ≥≥•2°≤•
中图分类号 }≥zt{1wy 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kuss{lsu p ssyw p sy
收稿日期 }ussz p st p t| ∀
基金项目 }浙江省科技厅项目/三尖杉药用优良种质筛选和配套种植技术研究0kussx≤vusvxl ∀
3 周志春为通讯作者 ∀试验得到中国林业科学研究院亚热带林业研究所费学谦研究员 !栾启福助理研究员 o福建省明溪县绿色生态研究
所余能健先生的帮助 o谨以谢忱 ∀
Γενετιχ ∆ιϖερσιτψφορ ∆ιφφερεντ Προϖενανχεσ οφ Χεπηαλοταξυσφορτυνει
¬≠¬±ª¤±ª «²∏«¬¦«∏± ¬± Š∏²´¬±ª
k Ρεσεαρχη Ινστιτυτε οφ Συβτροπιχαλ Φορεστρψo ΧΑΦ Φυψανγ vttwssl
Αβστραχτ } Š¨ ±¨ ·¬¦§¬√¨ µ¶¬·¼¤±§ª¨ ±¨·¬¦§¬©©¨µ¨±·¬¤·¬²±²© y¯ Χεπηαλοταξυσφορτυνει ³µ²√¨ ±¤±¦¨¶©µ²° °¤¬±§¬¶·µ¬¥∏·¬²±¤µ¨¤º¨ µ¨
¤±¤¯¼½¨ §∏¶¬±ªŒ≥≥• °²¯ ¦¨∏¯¤µ°¤µ®¨µ¶q׫¨ µ¨¶∏¯·¶«²º¨ §·«¤··«¨µ¨ ¬¨¬¶·¨§¤«¬ª«§¨ªµ¨¨²©ª¨ ±¨·¬¦§¬√¨ µ¶¬·¼©²µΧqφορτυνει q
ײ·¤¯ ª¨ ±¨ §¬√¨ µ¶¬·¼ º¤¶s1vvz z1 Œ·º¤¶©²∏±§·«¤··«¨µ¨ º¤¶¶¬ª±¬©¬¦¤±·§¬©©¨µ¨±¦¨ ¬± ª¨ ±¨·¬¦§¬√¨ µ¶¬·¼ ¤°²±ª³µ²√¨ ±¤±¦¨¶q
°µ²√¨ ±¤±¦¨¶©µ²°·«¨ ¤¨¶·¨µ± ¤±§ °¬§2 ¤¨¶·¨µ± §¬¶·µ¬¥∏·¬²± ¤µ¨¤«¤§«¬ª«¨µª¨ ±¨ ·¬¦§¬√¨ µ¶¬·¼q≥°¤¯¯ ³²³∏¯¤·¬²± ©¨©¨¦·oµ¨¶·µ¬¦·¨§
ª¨ ±¨ ©¯²º ¤±§«¤¥¬·¤·©µ¤ª°¨ ±·¤·¬²± µ¨¶∏¯·¨§¬± «¬ª«ª¨ ±¨·¬¦§¬©©¨µ¨±·¬¤·¬²± ¤°²±ª³µ²√¨ ±¤±¦¨¶oº«¬¦«¦²±·µ¬¥∏·¨§·²ux1| h ²©
·²·¤¯ ª¨ ±¨·¬¦√¤µ¬¤·¬²±o¤±§·«¨ §¬©©¨µ¨±·¬¤·¬²± º¬·«¬± ³µ²√¨ ±¤±¦¨¶¦²±·µ¬¥∏·¨§·² zw1t h ²©·²·¤¯ ª¨ ±¨·¬¦√¤µ¬¤·¬²±q „±¤¯¼¶¬¶²©
‘¨¬. ¶∏±¥¬¤¶¨§ª¨ ±¨·¬¦§¬¶·¤±¦¨ ¶«²º¨ §·«¤·³µ²√¨ ±¤±¦¨¶º¬·««¬ª«¨µª¨ ±¨·¬¦§¬√¨ µ¶¬·¼©µ²° ¤¨¶·¨µ± ¤±§°¬§2 ¤¨¶·¨µ± §¬¶·µ¬¥∏·¬²±
¤µ¨¤ º¨ µ¨ ¤ªªµ¨ª¤·¨§qŠ¨ ±¨·¬¦§¬√¨ µ¶¬·¼ §¬©©¨µ¨±¦¨ ¥¨·º¨ ±¨ ³µ²√¨ ±¤±¦¨¶©µ²°·«¨ ¦¨±·µ¤¯ ¤±§·«¨ ©µ¬±ª¨ §¬¶·µ¬¥∏·¬²±¤µ¨¤ °¬ª«·¥¨
¤·µ¬¥∏·¨§·²§¬©©¨µ¨±¦¨ ¥¨·º¨ ±¨ ³µ²√¨ ±¤±¦¨¶²© ²¯±ª2¯ ¤¨©·¼³¨¶¤±§¶«²µ·2¯ ¤¨©·¼³¨¶q׫¨ ·¨¶·¤¯¶²¶«²º¨ §·«¨µ¨ º¤¶±²¶¬ª±¬©¬¦¤±·
¦²µµ¨ ¤¯·¬²± ¥¨·º¨ ±¨ ª¨ ±¨ ·¬¦¤±§ª¨²ªµ¤³«¬¦§¬¶·¤±¦¨¶¤°²±ª³µ²√¨ ±¤±¦¨¶q
Κεψ ωορδσ} Χεπηαλοταξυσφορτυνει ~³µ²√¨ ±¤±¦¨ ~ª¨ ±¨ ·¬¦§¬√¨ µ¶¬·¼~ª¨ ±¨·¬¦§¬©©¨µ¨±·¬¤·¬²±~Œ≥≥•2°≤•
三尖杉k Χεπηαλοταξυσφορτυνειl为三尖杉科k≤ ³¨«¤¯²·¤¬¤¦¨¤¨ l中分布最广的中国特有种 o是古老的孑遗植
物 o分布于浙江 !安徽 !福建 !江西 !湖南 !湖北 !河南 !陕西 !甘肃 !四川 !云南 !贵州 !广东和广西等省区 o被国际
松杉类植物专家组k≤≥Šl列为第 x级k即稀有的第 u类l受胁植物k贺新强等 ot||yl o其种子 !枝 !叶 !根含有三
尖杉酯碱和高三尖杉酯碱 o均可入药k胡玉熹 ot|||l ∀临床上三尖杉酯碱和高三尖杉酯碱配合其他中药治疗
各种类型白血病疗效较好 o同时三尖杉酯碱还可用于治疗黑素瘤 !肺癌 !乳腺癌 !脑肿瘤等 ∀三尖杉为二倍体
植物k顾志建等 ot||{l o• q⁄¤¯ ¬¯°²µ¨和 „ q…q¤¦®¶²±根据叶的长短建立了 u个变种 }长叶三尖杉k Χqφορτυνει
√¤µqλονγιφολιαl与短叶三尖杉k Χq φορτυνει √¤µq βρεϖιφολιαlk胡玉熹 ot|||l ∀三尖杉分布区东南部的种源种子较
长 o高生长量较大 o分枝稀少 o多为长叶类型 ~中西部的种源种子较短 o高生长量较小 o分枝较多 o多为短叶类
型 o间有长叶类型分布k焦月玲等 oussyl ∀自从三尖杉中提取出三尖杉双酯碱后 o其重要经济价值逐渐被人
们认识 o而这却给三尖杉野生资源带来了毁灭性的破坏 o生境严重片断化 ∀现有的三尖杉野生资源主要存在
于一些自然保护区的天然林分中 o少有大面积分布 o且多为砍伐后的萌生条 ∀
Œ≥≥• 标记技术检测的是 u个 ≥≥• 之间的一段短 ⁄‘„ 序列上的多态性k¬¨·®¬¨º¬¦½ ετ αλqot||wl o具有
⁄‘„用量少 !操作简单 !实验成本低等优点k • ²¯©¨ ετ αλqo¯||{ ~ ‹¤µµ¬¶ot|||l ∀Œ≥≥• 引物的退火温度比 • „°⁄
引物高 o其产物的多态性比 • „°⁄丰富 o而且比 • „°⁄技术更为稳定可靠 o重复性更好k׶∏°∏µ¤ ετ αλqot||yl ∀
近年来 oŒ≥≥• 分子标记已被广泛应用于物种鉴定k‹∏¤±ªousssl !遗传多样性研究等k¤µ·¬±¶ ετ αλqoussv ~
°¤±§¤ ετ αλqoussvl ∀目前对三尖杉的研究主要集中在资源分布k郭文杰等 ot||{l !种子变异k司马永康等 o
ussul和育苗技术k吕玉华等 ousssl !生物碱的抗病活性k王定志等 ot||ul等方面 ∀在三尖杉的分子生物学研
究方面 o陈少瑜等kussv¤l对三尖杉属植物做了同工酶分析 o其研究表明粗榧k Χεπηαλοταξυσ δρυπαχεαl和高山三
尖杉k Χq φορτυνει √¤µq αλπιναl的酯酶k∞≥×l !苹果酸脱氢酶k⁄‹l等 x种同工酶的酶谱具有较高的相似性 ~
王艇等kt|||l利用 • „°⁄分子标记对三尖杉科植物做了系统学分析 o证明在三尖杉科内建立篦子三尖杉组
k≥¨ ¦·qΠεχτιναταεl 和三尖杉组k≥¨ ¦·qΧεπηαλοταξυσl的合理性 ∀三尖杉的遗传多样性研究未见报道 ∀本文在三
尖杉种源苗期试验的基础上k焦月玲等 oussyl o利用 Œ≥≥• 分子标记进一步研究三尖杉不同种源的遗传多样
性和遗传分化 o旨在为科学合理地保护和利用现有的三尖杉天然资源提供理论依据 ∀
t 材料与方法
111 材料
试验叶样取自福建省明溪县绿色生态研究所圃地的三尖杉种源试验 u年生留床苗 ∀取样种源来自 ts
个省的 ty个代表性种源 o包括安徽黄山 o江西崇义 !于都 o福建柘荣 !武夷山 !明溪 o贵州从江 !黎平 o广东平远
共 |个长叶类型三尖杉种源 o河南洛阳 !湖北恩施 !江西井冈山 !湖南绥宁 !贵州锦屏 !四川峨眉 !云南石屏共
z个短叶类型三尖杉种源 ∀三尖杉种源试验的采种林分为当地起源的天然林 ∀由于三尖杉多为天然林分中
的少见种 o要求至少选择 ts株以上的优良母树采种 o母树间距 xs °以上 o每种源提供种子 x ®ª∀参试种源
的基本情况和苗期遗传测定等详见焦月玲等kussyl ∀ussx年 |月下旬 o每个种源随机抽取 tu个单株 o分别
采集其顶端新发枝条用于 ⁄‘„提取 ∀
112 基因组 ∆ΝΑ提取
每个单株取 s1x ª新鲜嫩叶 o采用改良 ≤ׄ…法k⁄²¼¯¨ ετ αλqot|{zl提取基因组 ⁄‘„ ∀提取的 ⁄‘„溶于
t ≅ ×∞缓冲液中 o用 t1s h的琼脂糖凝胶电泳检测其质量 o并在紫外分光光度计k日本岛津 ˜∂ p uwst°≤l下检
测其浓度 o最后稀释至 us ±ª#ˏpt o用于 Œ≥≥• 分析 ∀
表 1 用于检测三尖杉遗传分化的引物 ≠
Ταβ .1 Τηε πριµερσ υσεδ ιν αναλψζινγ γενετιχ διφφερεντιατιον
οφ Χ . φορτυνει
引物
°µ¬° µ¨
序列kxχ ) vχl
≥¨ ∏´¨ ±¦¨kxχ ) vχl
退火温度
„±±¨ ¤¯¬±ª
·¨°³¨µ¤·∏µ¨Πε
位点数
‘∏°¥¨µ²© ²¯¦¬
多态位点数
‘∏°¥¨µ²©
³²¯¼°²µ³«¬¦ ²¯¦¬
˜…≤ {ts kŠ„l{× xs y y
˜…≤ {tw k≤×l{ „ xt { {
˜…≤ {tx k≤×l{ Š xv { y
˜…≤ {uz k„≤l{ Š xv { z
˜…≤ {xs kŠ×l{ ≠≤ xw z z
˜…≤ {xx k„≤l{ ≠× xx tt ts
˜…≤ {xy k„≤l{ ≠„ xx ts |
˜…≤ {xz k„≤l{ ≠Š xw tt ts
≠ ≠ € k≤ ²µ×l
113 ΠΧΡ 扩增
°≤• 扩增反应在 °×≤2tssא基因扩增仪上进行 ∀Œ≥≥• 扩增反应程序 }|w ε 预变性 x °¬±~|w ε 变性 vs ¶o
xs ∗ xx ε 退火k退火温度随引物而定 o见表 tlwx ¶ozu ε 延伸 |s ¶ows个循环 ~zu ε 延伸 z °¬±o最后于 w ε 下
保存 ∀°≤• 反应经过比较和优化确定为 us ˏ体系 }פ´ 酶 s1x ˜ o§‘×° s1ux °°²¯#pt o引物 s1w Λ°²¯#pt o
⁄‘„ 模板 {s ±ªoª≤¯ uu1x °°²¯#pt ou h甲酰胺 ∀扩增产物在 v ∂#¦°pt电压条件下经 t1x h琼脂糖凝胶电泳
分离 o对照标准分子量 uss ¥³⁄‘„ ¤§§¨µk华美生物工程公司l o经溴化乙锭染色 o并利用复日 ƒ•2uss紫外与
可见光分析成像系统拍照记录结果 ∀图 t给出了引物 ˜…≤{xy的 Œ≥≥• 扩增产物在部分三尖杉种源植株样品
中的分离情况 ∀
114 引物筛选
所用引物为加拿大哥伦比亚大学
˜…≤公司公布的第 |套Œ≥≥• 引物 ∀每
个种源随机选择 t个 ⁄‘„模板进行扩
增筛选 o从 ys个 Œ≥≥• 引物中筛选出 {
个能产生多态 !清晰且可重复条带的
引物 o用于全部 ty个种源样本分析 ∀
各引物名称 !退火温度 !检测的位点数
和多态性位点数见表 t ∀
115 数据统计与分析
Œ≥≥• 为显性标记 o同一引物扩增
产物中电泳迁移率一致的条带被认为
xy 第 u期 李因刚等 }三尖杉种源遗传多样性

图 t 引物 ˜…≤{xy的 Œ≥≥• 扩增产物在部分三尖杉样品中的分离
ƒ¬ªqt ≥ ª¨µ¨ª¤·¬²± ²©Œ≥≥• ¥¤±§¶¤°³¯¬©¬¨§¥¼ ˜…≤{xy ¬± ¶²°¨¶¤°³¯ ¶¨²© Χq φορτυνει
具有同源性 ∀电泳图谱中的每一条带
视为 t个标记 o并代表 t个引物的结
合位点 ∀按凝胶同一位置上 ⁄‘„ 条
带的有无进行统计 o有带的记为 / t0 o
无带的记为/ s0 o仅记录清晰且长度在
uss ∗ t {ss ¥³范围的扩增带 o建立 sΠt
数据矩阵 ∀
得到的 Œ≥≥• 数据矩阵用于以下
分析 }tl将 Œ≥≥• 标记视为表征性状 o
应用 °’°Š∞‘∞软件k∂ µ¨¶¬²± t1v1tl计
算多态位点百分率k°°l和 ≥«¤±±²±信息多样性指数kΙl ~ul将 Œ≥≥• 标记视作同一基因座位上的 u个等位基
因k • ¬¯¯¬¤°¶ ετ αλqot||s ~钱韦等 ousstl o基于 ‹¤µ§¼2 • ¬¨±¥¨µª平衡 o删除基因频率小于 vΠΝk Ν为样本数 oΝ €
t|ul的条带后k¼±¦« ετ αλqot||wl o分别计算 ‘¨¬. ¶基因多样度指数k Η∞l !种源总基因多样度k Η×l !种源内基
因多样度k Η≥l !基因分化系数k Γ≥×l和 ‘¨¬. ¶遗传距离k ∆l ~vl基于 °’°Š∞‘∞软件对种源间 ‘¨¬. ¶kt|z{l无偏
遗传距离k∏±¥¬¤¶¨§ª¨ ±¨ ·¬¦§¬¶·¤±¦¨l的估算 o对 ty个种源进行 ˜°Š„聚类分析 ~wl用 „’∂ „2°• ∞°软件计算
个体间欧氏距离所得的输出文件k距离文件 !组文件 !群体文件l作为输入文件 o用 • Œ‘„’∂ „t1sw软件进行
分子方差分析 o并以种源为单位 o采用 ¤±·¨¯ 检验分析 ty个种源间遗传距离和地理距离的相关性 ∀
表 2 16 个三尖杉种源的遗传多样性 ≠
Ταβ .2 Γενετιχ διϖερσιτψ οφ 16 Χ . φορτυνει προϖενανχεσ
种源
°µ²√¨ ±¤±¦¨
叶片
类型
¨¤©·¼³¨
纬度
¤·¬·∏§¨
经度
²±ª¬·∏§¨
多态位点百分率
°¨ µ¦¨±·¤ª¨ ²©
³²¯¼°²µ³«¬¦ ²¯¦¬
k°°lΠh
‘¨¬. ¶基因多样性
‘¨¬. ¶ª¨ ±¨
§¬√¨ µ¶¬·¼
k Η∞l
≥«¤±±²±信息指数
≥«¤±±²±. ¶
¬±©²µ°¤·¬²±¬±§¨¬
kΙl
云南石屏 ≥«¬³¬±ªo≠∏±¤± 短叶型 ≥ uvβwvχ‘ tsuβuxχ∞ zz1x| s1uzu uks1vss wl s1wsu wks1wzz zl
广东平远 °¬±ª¼∏¤±oŠ∏¤±ª§²±ª 长叶型  uwβuwχ‘ ttxβwuχ∞ yz1uw s1utv {ks1usw ul s1vt{ vks1u|s zl
贵州从江 ≤²±ª­¬¤±ªoŠ∏¬½«²∏ 长叶型  uxβvyχ‘ ts{βxwχ∞ zu1wt s1uy{ {ks1vtv yl s1v|u tks1v|y sl
江西崇义 ≤«²±ª¼¬o¬¤±ª¬¬ 长叶型  uxβwuχ‘ ttwβt{χ∞ zs1y| s1uws uks1vst ul s1vxy zks1v{y tl
贵州黎平 ¬³¬±ªoŠ∏¬½«²∏ 长叶型  uyβt{χ‘ ts|βs|χ∞ {w1w{ s1u{y y ks1vsx vl s1wuw {ks1wyx zl
江西于都 ≠∏§∏o¬¤±ª¬¬ 长叶型  uyβt|χ‘ ttxβt|χ∞ z|1vt s1u|t yks1u|v xl s1wvt yks1xyv yl
福建明溪 ¬±ª¬¬oƒ∏­¬¤± 长叶型  uyβuwχ‘ ttzβs|χ∞ zx1{y s1u{| u ks1v|s xl s1wu| |ks1xx| tl
湖南绥宁 ≥∏¬±¬±ªo‹∏±¤± 短叶型 ≥ uyβvsχ‘ ts|βvsχ∞ {|1yy s1vwv tks1wzv wl s1xst xks1yuu |l
江西井冈山 ¬±ªª¤±ª¶«¤±o¬¤±ª¬¬ 短叶型 ≥ uyβvxχ‘ ttwβs{χ∞ zz1x| s1uwu uks1vst zl s1vys |ks1ws{ ul
贵州锦屏 ¬±³¬±ªoŠ∏¬½«²∏ 短叶型 ≥ uyβwtχ‘ ts|βttχ∞ {t1sv s1uuu |ks1vty xl s1vww {ks1wss yl
福建柘荣 «¨µ²±ªoƒ∏­¬¤± 长叶型  uzβtxχ‘ tt|βxwχ∞ {w1w{ s1vux xks1v{z vl s1wz{ xks1xwx wl
福建武夷山 • ∏¼¬¶«¤±oƒ∏­¬¤± 长叶型  uzβwuχ‘ tt{βssχ∞ y{1|z s1uww xks1vsz {l s1vyu sks1v{| yl
四川峨眉 ∞°¨ ¬o≥¬¦«∏¤± 短叶型 ≥ u|βvyχ‘ tsvβvtχ∞ ww1{v s1tw{ yks1t|z vl s1uuu sks1u{u wl
湖北恩施 ∞±¶«¬o‹∏¥¨¬ 短叶型 ≥ vsβtzχ‘ ts|βuvχ∞ xt1zu s1tzu sks1t|{ yl s1ux| sks1u{v yl
安徽黄山 ‹∏¤±ª¶«¤±o„±«∏¬ 长叶型  vsβt{χ‘ tt{βsyχ∞ zs1y| s1u{s zks1vsy sl s1wtt xks1w{w sl
河南洛阳 ∏²¼¤±ªo‹ ±¨¤± 短叶型 ≥ vwβwuχ‘ ttuβuwχ∞ yv1z| s1usx uk s1uxs vl s1vs{ wks1v{y wl
种源水平 °µ²√¨ ±¤±¦¨ ¯¨ √¨¯ zu1xu s1uxu { s1vzx v
物种水平 ≥³¨¦¬¨¶¯¨ √¨ ¯ |t1vs s1vvz zks1uvt wl s1xu| xks1vx| tl
≠ 括号内数值为标准差 ∀‘∏°¥¨µ¶¬± ³¤µ¨±·«¨ ¶¨¶¤µ¨ ¶·¤±§¤µ§§¨√¬¤·¬²±¶q≥ }≥«²µ·2¯ ¤¨©·¼³¨ ~}²±ª2¯ ¤¨©·¼³¨ q
u 结果与分析
211 种源及物种水平的遗传多样性
利用 {条 Œ≥≥• 引物对 ty个三尖杉种源共 t|u个个体进行 °≤• 扩增 o每条引物扩增出的位点数目为 y ∗
tt条不等 o条带片断大小在 vss ∗ t {ss ¥³间 o共检测到 y|个位点 o其中 yv个位点是多态的 o多态位点百分
率k°°l为 |t1vs h ∀ty 个种源的多态位点百分率k°°l差别较大 o在 ww1{v h ∗ {|1yy h 之间 o平均为
zu1xu h o其中以湖南绥宁种源最高k{|1yy h l o福建柘荣和贵州黎平种源次之k{w1w{ h l o四川峨眉种源最低
kww1{v h l o最高值为最低值的 u倍 ∀不同类型种源的多态位点百分率均值也有一定差异 o如长叶三尖杉种
yy 林 业 科 学 ww卷
源均值为 zw1|s h o短叶三尖杉为 y|1wx h ∀长叶类型三尖杉种源间的多态位点百分率差异较小 o最高种源
k福建柘荣和贵州黎平 o°°€ {w1w{ h l为最低种源k广东平远 o°°€ yz1uw h l的 t1uy倍 ~短叶类型三尖杉种
源间的多态位点百分率差异较大 o最高种源k湖南绥宁 o°°€ {|1yy h l为最低种源k四川峨眉 o°°€
ww1{v h l的 u倍 ∀种源的 ‘¨¬. ¶基因多样性k Η∞l在 s1tw{ y ∗ s1vwv t之间 o≥«¤±±²±信息多样性指数k Ιl在
s1uuu s ∗ s1xst x之间 o两者在种源间的大小变化趋势与多态位点百分率基本一致 ∀此外 o种源平均水平的
各遗传多样性参数k°°€ zu1xu h oΗ∞ € s1uxu { o Ι € s1vzx vl低于物种水平k°°€ |t1vs h oΗ∞ € s1vvz z o
Ι € s1xu| xl ∀
图 u 不同纬度种源多态位点百分率k°°l离散图
ƒ¬ªqu ⁄¬¶¦µ¨·¨©¬ª∏µ¨ ²©³¨µ¦¨±·¤ª¨ ²©³²¯¼°²µ³«¬¦
²¯¦¬k°°l ²©³µ²√¨ ±¤±¦¨¶©µ²° §¬©©¨µ¨±·¯¤·¬·∏§¨¶
与产地经纬度的相关分析表明 o三尖杉种源多态位点
百分率不存在明显的地理变异模式 ∀然而从不同纬度种源
多态位点百分率的离散分布图k图 ul中可以清楚地看出 o多
态性百分率高的种源多集中在 uyβ ∗ u{β‘间 ∀此范围内贵
州黎平 !江西于都等 z个种源的多态位点百分率都高于种
源水平k°°€ zu1xu h l o均值为 {t1zz h o为其余 |个种源
均值k°°€ yx1vv h l的 t1ux倍 ∀
212 种源间的遗传分化
°’°Š∞‘∞的分析结果k表 vl表明 o三尖杉种内总基因
多样性为 s1vvz z o种源内基因多样性为 s1uxu { o种源间的
基因多样性为 s1s{w { ∀基因分化系数达到 s1uxt s o基因流
较小 o仅为 s1zwy s ∀三尖杉乃是呈星散分布的广布性树
种 o为林分中的少见种 o种群一般较小 o现多龟缩于一些自然保护区和保护小区 o生境严重片断化 o结果导致
种源间较大的遗传分化 oux1ts h的遗传变异存在于地理种源间 o而种源内的变异占到了总变异的 zw1|s h ∀
表 3 种源的遗传分化系数
Ταβ .3 Χοεφφιχιεντσ οφ γενετιχ διφφερεντιατιον φορ προϖενανχεσ
总的种源基因多样性
ײ·¤¯ ª¨ ±¨ §¬√¨ µ¶¬·¼
k Η×l
种源内基因多样性
Š¨ ±¨ §¬√ µ¨¶¬·¼ º¬·«¬±
³µ²√¨ ±¤±¦¨¶k Η≥l
种源间基因多样性
Š¨ ±¨ §¬√¨ µ¶¬·¼ ¥¨·º¨¨ ±
³µ²√¨ ±¤±¦¨¶k ∆≥×l
基因分化系数
≤²¨©©¬¦¬¨±·²©ª¨ ±¨
§¬©©¨µ¨±·¬¤·¬²±k Γ≥×l
基因流
∞¶·¬°¤·¨ ²©ª¨ ±¨ ©¯²º
©µ²° Γ≥×k Ν°l
s1vvz z s1uxu { s1s{w { s1uxt s s1zwy s
„ ’∂ „分析结果k表 wl亦显示 o三尖杉种源间和种源内都存在显著的遗传变异k Π s1sstl o其中种源
间变异占 ux1|s h o种源内变异占 zw1ts h o与利用 °’°Š∞‘∞软件分析获得的结论基本一致 ∀三尖杉不同类
型种源的 „’∂ „分析k表 xl表明 o长叶类型三尖杉的种源间变异较小 o仅占总变异的 t|1|{ h o而短叶类型
三尖杉的种源间变异则较大 o占总变异的 uz1|v h ∀较之于长叶类型种源 o短叶类型种源间的地理距离较
远 o这种距离隔离影响了种源间的基因流 o结果致使短叶类型三尖杉种源间产生较大的遗传分化 ∀
表 4 16 个三尖杉种源的 ΑΜΟς Α分析
Ταβ .4 Αναλψσισ οφ µ ολεχυλαρ ϖαριανχε φορ 16 προϖενανχεσ οφ Χ . φορτυνει
变异来源
≥²∏µ¦¨ ²©√¤µ¬¤±¦¨
自由度
§©
平方和
≥⁄
平均方差
≥
变异组分
∂¤µ¬¤±¦¨ ¦²°³²±¨ ±·
总变异百分率
ײ·¤¯ √¤µ¬¤±¦¨Πh Π
种源间 „°²±ª³µ²√¨ ±¤±¦¨¶ tx yxw1zyx y wv1yxt u1|w ux1|s  s1sst
种源内 •¬·«¬± ³µ²√¨ ±¤±¦¨¶ tzy t wz{1|ty z {1wsv {1ws zw1ts  s1sst
总计 ײ·¤¯ t|t u tvv1y{u v
表 5 不同类型三尖杉种源的 ΑΜΟς Α分析
Ταβ .5 Αναλψσισ οφ µ ολεχυλαρ ϖαριανχε φορ διφφερεντ τψπε προϖενανχεσ οφ Χ . φορτυνει
类型
×¼³¨
变异来源
≥²∏µ¦¨ ²©√¤µ¬¤±¦¨
自由度
§©
总方差
≥≥
平均方差
≥
变异组分
∂¤µ¬¤±¦¨ ¦²°³²±¨ ±·
总变异百分率
ײ·¤¯ √¤µ¬¤±¦¨Πh Π
种源间 „°²±ª³µ²√ ±¨¤±¦¨¶ { u{x1tyy z vx1ywy u1uv t|1|{  s1sst长叶
²±ª2¯ ¤¨© 种源内 •¬·«¬± ³µ²√¨ ±¤±¦¨¶ || {{u1|ty z {1|t{ {1|u {s1su  s1sst总计 ײ·¤¯ tsz t ty{1s{v v
种源间 „°²±ª³µ²√ ±¨¤±¦¨¶ y uyx1|sw { ww1vtz v1sw uz1|v  s1sst短叶
≥«²µ·2¯ ¤¨© 种源内 •¬·«¬± ³µ²√¨ ±¤±¦¨¶ zz ysw1sss s z1{ww z1{w zu1sz  s1sst总计 ײ·¤¯ {v {y|1|sw {
zy 第 u期 李因刚等 }三尖杉种源遗传多样性
213 ΥΠΓ ΜΑ聚类分析
通过估算 ty个三尖杉种源间遗传距离 o并据此使用 ˜°Š„聚类法得出树形图k图 vl ∀从图中可以看
出 o江西于都 !贵州从江 !安徽黄山 !贵州锦屏 !福建明溪 !福建柘荣 !贵州黎平和湖南绥宁之间的遗传距离较
近 o首先聚在一起 ~江西井冈山 !云南石屏和湖北恩施 o江西崇义 !福建武夷山和四川峨嵋也各自聚为一类 ~
而广东平远与其他种源的遗传距离均较大 o最后才与其他种源聚类 ∀福建明溪 !福建柘荣 !贵州黎平 !湖南绥
宁 !江西于都 !贵州从江 !贵州锦屏 z个相互间遗传距离较小的种源分布在三尖杉自然分布区的东部和偏中
东部地区 o包括福建 !江西南部 !湖南南部 !贵州东南部等地 o来自这一分布区的种源遗传多样性较高 o且多为
长叶类型三尖杉 ∀江西井冈山 !崇义和福建武夷山虽属于东部种源 o但与福建明溪 !柘荣等上述 z个分布区
东部和偏中东部种源的遗传距离较远而未能归在一类 o可能与这 v个种源的原产地种群特性有关 ∀对三尖
杉各种源间遗传距离和地理距离的 ¤±·¨¯ 检验表明 o种源间遗传距离与地理距离间不存在显著相关性kρ€
s1uxv x oΠ€ s1vus yl o如相距较远的江西于都和贵州从江种源最先聚在一起 o但其地理距离却远大于贵州从
江和黎平两者间的地理距离ktvu ®°l o另外江西于都种源也没有和邻近的江西井冈山种源聚在一起 ∀
图 v 种源 ‘¨¬. ¶遗传距离的 ˜°Š„聚类图
ƒ¬ªqv ˜°Š „ §¨±§µ²ªµ¤° ©²µ³µ²√¨ ±¤±¦¨¶²© Χq φορτυνει ¥¤¶¨§²± ‘¨¬. ¶ª¨ ±¨ ·¬¦§¬¶·¤±¦¨
v 结论与讨论
地理分布范围是决定植
物种遗传多样性的主要因素
之一 o宽分布区的种趋向于
具有更高的遗传多样性水平
k‹¤°µ¬¦® ετ αλqot||sl ∀三尖
杉的分布区广阔 o加之三尖
杉是单性 !雌雄异株的植物 o
保证了其严格的异花授粉 o
因而在物种水平上 o三尖杉
遗传多样性k Η∞ € s1vvz zl
高于 ‘¼¥²°kusswl所统计的
多种植物种群水平的遗传多
样性k基于 • „°⁄和 Œ≥≥• 等
显性标记l平均值 k Η∞ €
s1uul o也高于分布区较窄的
同 属 植 物 篦 子 三 尖 杉
kΧεπηαλοταξυσ ολιϖεριlk陈少瑜
等 oussv¥l ∀本文研究发现三尖杉 ty个种源间的遗传多样性差异很大 o不仅表现在不同分布区的种源间 o而
且也表现在不同类型种源间 ∀三尖杉东部和偏中东部kuxβvyχ ) uzβtxχ‘l的种源其基因多样性都高于种源平
均值k Η∞ € s1uxu {l o这一区域的种源多为长叶类型 o生长较快 o推测是三尖杉可能的分布中心 ∀比较表明 o
参试的 | 个长叶类型种源的多态位点百分率均值为 zw1|s h oz 个短叶类型种源的遗传多样性均值为
y|1wx h o前者为后者的 t1s{倍 ∀长叶和短叶类型三尖杉种源间差异可能是造成分布中心和边缘分布区种
源间遗传多样性差异的主要原因 ∀
三尖杉种源间的遗传分化系数k Γ≥× € s1uxt sl明显高于远交物种和多年生物种的平均值 k Γ≥× € s1uu和
Γ≥× € s1t|lk‘¼¥²° ousswl oux1v{ h的遗传变异存在于地理种源间 ozw1yu h的遗传变异存在于地理种源内 ∀
三尖杉为稀有渐危种 o虽然分布广泛 o但呈星散不连续分布 o为林分中的少见种 o种群较小 o加之受到了严重
的人为干扰 o现主要分布在一些自然保护区中 o其生境严重片断化 o其结果因小种群效应及种群间缺乏有效
的基因流k Ν° € s1zvx t  tl o导致三尖杉种源间产生严重的遗传分化 ∀此外 o短叶类型三尖杉种源间的遗
传分化明显大于长叶类型的三尖杉种源 ∀通过聚类分析发现 o三尖杉东部和偏中东部的 z个参试种源k包括
江西于都 !贵州从江 !安徽黄山 !贵州锦屏 !福建明溪 !福建柘荣 !贵州黎平和湖南绥宁l遗传距离较近而聚在
{y 林 业 科 学 ww卷
一起 o该区域的种源遗传多样性较高 o应实行优先原地保护 ∀除通过国家和省级自然保护区原地保护外 o对
于数量多 !种群大 !林相好的其他三尖杉天然林应加强自然保护小区的建设 ∀此外 o还应加强三尖杉种质资
源的收集和评价 o实现优良种质的异地保存 o为其药用林培育提供丰富的育种材料 ∀
参 考 文 献
陈少瑜 o司马永康 o方 波 o等 qussv¤1 三尖杉属植物的同工酶分析 q四川林业科技 owkul }wu p ww q
陈少瑜 o司马永康 o方 波 o等 qussv¥1 篦子三尖杉的遗传多样性及濒危原因 q西北林学院学报 ot{kul }u| p vu q
顾志建 o周其兴 o岳中枢 qt||{1 三尖杉的核形态研究 q植物分类学报 ovyktl }wz p xu q
郭文杰 o鲁雪华 o林 勇 qt||{1 三尖杉的资源利用与开发 q亚热带植物通讯 ouzktl }uv p uy q
贺新强 o林金星 o胡玉熹 o等 qt||y1 中国松杉类植物濒危等级划分的比较 q生物多样性 owktl }wx p xt q
胡玉熹 qt|||1 三尖杉生物学 q北京 }科学出版社 q
焦月玲 o周志春 o金国庆 o等 qussy1 三尖杉苗木生长和形态种源差异 q林业科学研究 o|kwl }wxu p wxy q
吕玉华 o沙 珩 qusss1 三尖杉的育苗技术 q云南林业科技 okul }tu p tw q
钱 韦 o葛 颂 qusst1 居群遗传结构中显性标记数据分析方法初探 q遗传学报 ou{kvl }uww p uxx q
司马永康 o蒋 宏 o方 波 o等 qussu1 珍贵药用植物三尖杉种子大小变异 q云南林业科技 okwl }vs p vu q
王定志 o马广恩 o徐任生 qt||u1 三尖杉属植物中生物碱的研究 q药学学报 ouzkvl }tz{ p t{w q
王 艇 o苏应娟 o黄 超 o等 qt|||1 三尖杉科植物 • „°⁄分析及其系统学意义 q武汉植物学研究 otzkvl }uuz p uvs q
⁄²¼¯¨o⁄²¼¯¨qt|{z1 „ µ¤³¬§⁄‘„ ¬¶²¯¤·¬²± ³µ²¦¨§∏µ¨ ©²µ¶°¤¯¯ ∏´¤±·¬·¬¨¶²©©µ¨¶«¯¨ ¤© °¤·¨µ¬¤¯ q°«¼·²¦«¨ ° …∏¯¯ot| }tt p tx q
‹¤°µ¬¦®oŠ²§·  • qt||s1 „¯ ²¯½¼°¨§¬√¨ µ¶¬·¼¬± ³¯¤±·¶³¨¦¬¨¶Μ…µ²º± „ ‹ ⁄o≤¯¨ ªª  × oŽ¤«¯ µ¨„ o ετ αλq°¯ ¤±·°²³∏¯¤·¬²± Š¨ ±¨ ·¬¦¶q≥∏±§¨µ¯¤±§o
 „ o≥¬±¤∏¨µowv p yv q
‹¤µµ¬¶qt|||1 • „°⁄¶¬± ¶¼¶·¨°¤·¬¦¶) ¤∏¶¨©∏¯ °¨ ·«²§²¯²ª¼‚ Μ‹²¯ ¬¯±ª¶º²µ·«°  o…¤·¨°¤± •  oŠ²µ±¤¯¯ • q ²¯ ¦¨∏¯¤µ≥¼¶·¨°¤·¬¦¶¤±§°¯¤±·∞√²¯∏·¬²±q
²±§²±oפ¼¯²µ¤±§ƒµ¤±¦¬¶ouut p uu{ q
‹∏¤±ª≤ o≥∏±  qusss1 Š¨ ±¨ ·¬¦§¬√¨ µ¶¬·¼¤±§µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³¶²©¶º¨¨·³²·¤·²¤±§¬·¶º¬¯§µ¨ ¤¯·¬√¨ ¶¬± Ιποµοεασεριεσ …¤·¤·¤¶k≤²±√²¯√∏¯¤¦¨¤¨ l ¤¶µ¨√¨ ¤¯ §¨¥¼¬±·¨µ2
¶¬°³¯¨¶¨ ∏´¨ ±¦¨ µ¨³¨ ¤·kŒ≥≥• l ¤±§µ¨¶·µ¬¦·¬²± ¤±¤¯¼¶¬¶²©¦«¯²µ²³¯¤¶·⁄‘„ q׫¨ ²µ¨·¬¦¤¯ ¤±§ „³³¯¬¨§ Š¨ ±¨ ·¬¦¶otsskwl }tsxs p tsys q
¼±¦«  o¬¯¯¬ª¤± … Š qt||w1 „±¤¯¼¶¬¶²©³²³∏¯¤·¬²± ª¨ ±¨ ·¬¦¶·µ∏¦·∏µ¨ º¬·« • „°⁄ °¤µ®¨µ¶q²¯ ¦¨∏¯¤µ∞¦²¯²ª¼ ov }|¯ p || q
¤µ·¬±¶  o× ±¨µ¨¬µ² • o’¯¬√ ¬¨µ¤   qussv1 Š¨ ±¨ ·¬¦µ¨ ¤¯·¨§±¨ ¶¶²© Πορτυγυεσε αλµονδ ¦∏¯·¬√¤µ¶¤¶¶¨¶¶¨§¥¼ • „°⁄¤±§Œ≥≥• °¤µ®¨µ¶q°¯ ¤±·≤¨¯¯ • ³¨²µ·¶ouu }zt
p z{ q
‘¨¬ qt|z{1 ∞¶·¬°¤·¬²± ²©¤√ µ¨¤ª¨ «¨·¨µ²½¼ª²¶¬·¼ ¤±§ª¨ ±¨ ·¬¦§¬¶·¤±¦¨ ©µ²° ¤¶°¤¯¯ ±∏°¥¨µ²©¬±§¬√¬§∏¤¯¶q Š¨ ±¨ ·¬¦¶ok{|l }x{v p x|s q
‘¼¥²° ‹ qussw1 ≤²°³¤µ¬¶²± ²©§¬©©¨µ¨±·±∏¦¯ ¤¨µ⁄‘„ °¤µ®¨µ¶©²µ ¶¨·¬°¤·¬±ª¬±·µ¤¶³¨¦¬©¬¦ª¨ ±¨ ·¬¦§¬√¨ µ¶¬·¼¬± ³¯¤±·¶q ²¯ ¦¨∏¯¤µ∞¦²¯²ª¼ otv }ttwv p ttxx q
°¤±§¤ ≥ o¤µ·¬± o„ª∏¬±¤ª¤¯§¨ Œqussv1 ≤«¯²µ²³¯¤¶·¤±§±∏¦¯ ¤¨µ⁄‘„ ¶·∏§¬¨¶¬±¤©¨ º °¨ °¥¨µ¶²©·«¨ Βρασσιχα ολεραχεαqªµ²∏³∏¶¬±ª°≤•2• ƒ° ¤±§Œ≥≥•2°≤•
°¤µ®¨µ¶}¤³²³∏¯¤·¬²± ª¨ ±¨ ·¬¦¤±¤¯¼¶¬¶q׫¨ ²µ¨·¬¦¤¯ ¤±§ „³³¯¬¨§ Š¨ ±¨ ·¬¦¶otsy }ttuu p ttu{ q
׶∏°∏µ¤ ≠ o’«¥¤Žo≥·µ¤∏¶¶≥ ‹ qt||y1 ⁄¬√¨ µ¶¬·¼ ¤±§¬±«¨µ¬·¤±¦¨ ²©¬±·¨µ2¶¬°³¯¨¶¨ ∏´¨ ±¦¨ µ¨³¨ ¤·³²¯¼°²µ³«¬¶°¬± ⁄²∏ª¯¤¶2©¬µk Πσευδοτσυγα µενζιεσιιl ¤±§¶∏ª¬
k Χρψπτοµεριαϕαπονιχαl q׫¨ ²µ¨·¬¦¤¯ ¤±§ „³³¯¬¨§ Š¨ ±¨ ·¬¦¶o|u }ws p wx q
• ¬¯¯¬¤°¶Š ŽoŽ∏¥¨ ¬¯® „ • o¬√¤® Žoετ αλqt||s1 ⁄‘„ ³²¯¼°²µ³«¬¶°¶¤°³¯¬©¬¨§¥¼ ¤µ¥¬·µ¤µ¼ ³µ¬°¨ µ¶¤µ¨ ∏¶¨©∏¯ ¤¶ª¨ ±¨ ·¬¦°¤µ®¨µ¶q‘∏¦¯ ¬¨¦„¦¬§¶• ¶¨¨¤µ¦«o
t{ }yxvt p yxvx q
• ²¯©¨ „ ⁄o¬¶·²± „ qt||{1 ≤²±·µ¬¥∏·¬²±¶²©°≤•2¥¤¶¨§ ° ·¨«²§¶·² ³¯¤±·¶¼¶·¨°¤·¬¦¶¤±§ √¨²¯∏·¬²±¤µ¼ ¥¬²¯²ª¼ Μ≥²¯·¬¶⁄ ∞o≥²¯·¬¶° ≥ o ⁄²¼¯¨q ²¯ ¦¨∏¯¤µ
≥¼¶·¨°¤·¬¦¶²© °¯¤±·¶q‘²µº¨¯¯o  „ o Ž¯∏º µ¨„¦¤§¨ °¬¦°∏¥¯¬¶«¨µ¶owv p {y1
¬¨·®¬¨º¬¦½ ∞o„©¤¯¶®¬ „ o¤¥∏§¤ ⁄q t||w1 Š¨ ±²°¨ ©¬±ª¨µ2³µ¬±·¬±ª ¥¼ ¶¬°³¯¨ ¶¨ ∏´¨ ±¦¨ µ¨³¨ ¤·k≥≥• l2¤±¦«²µ¨§ ³²¯¼°¨ µ¤¶¨ ¦«¤¬± µ¨¤¦·¬²± ¤°³¯¬©¬¦¤·¬²±q
Š¨ ±²°¬¦¶ous }tzy p t{v q
k责任编辑 徐 红l
|y 第 u期 李因刚等 }三尖杉种源遗传多样性