全 文 ：第 ws卷 第 w期
u s s w年 z 月
林 业 科 学
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∂²¯1ws o‘²1w
∏¯ qou s s w
七子花种群遗传多样性的 • „°⁄分析
金则新 李钧敏
k台州学院 临海 vtzsssl
摘 要 } 按胸径将浙江省天台山天然七子花划分为大树 !中树 !小树和幼树 w个大小级种群 o利用 • „°⁄分子标记
技术对 w个大小级种群共 wx株个体的遗传多样性及遗传分化进行了比较分析 o结果表明 }通过 tu种随机引物扩增
共检测到 yw个可重复的位点 ow个大小级种群的多态位点百分率高低为大树 中树 小树 幼树 ∀ ≥«¤±±²±信息
指数估计七子花 w个大小级种群的遗传多样性高低为大树 中树 小树 幼树 o大小级种群内的遗传变异占总变
异的 xw1wt h o大小级种群间的遗传变异占总变异的 wx1x| h o表明不同大小级种群内 !大小级种群间个体均存在一
定的遗传分化 o但大小级种群内的遗传分化比大小级种群间高 ∀ ‘¨¬指数估计的七子花不同大小级种群的基因多
样性的高低与 ≥«¤±±²±指数估计的一致 o大小级种群内的遗传分化高于大小级种群间 o大小级种群间的基因分化系
数为 s1v|v | ∀不同大小级种群间的遗传相似度以大树与中树最高 o大树与幼树最低 ∀聚类分析显示大树与中树先
聚成一组 o小树与幼树再聚成一组 o最后 u组聚在一起 ∀
关键词 } 七子花 o大小级种群 o • „°⁄o遗传多样性
中图分类号 }≥zt{1wy 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kusswlsw p ssy{ p sz
收稿日期 }ussv p su p tz ∀
基金项目 }浙江省自然科学基金项目kv||usvl和浙江省教委科研计划项目kt|||svyzl资助 ∀
ΡΑΠ∆ Αναλψσισ ον Γενετιχ ∆ιϖερσιτψ οφ Ποπυλατιονσ οφ Ηεπταχοδιυµ µιχονιοιδεσ
¬±  ¬¨¬± ¬∏±°¬±
k Ταιζηου Χολλεγε Λινηαιvtzsssl
Αβστραχτ} Ηεπταχοδιυµ µιχονιοιδεσ¦²¯¯¨ ¦·¨§©µ²° ׬¤±·¤¬²∏±·¤¬± ²© «¨­¬¤±ª°µ²√¬±¦¨ º¤¶§¬√¬§¨§¬±·²w ³²³∏¯¤·¬²±¶¤¦2
¦²µ§¬±ª·²·«¨ ¶¬½¨ ¦¯¤¶¶o±¤°¨ ¼¯ ¥¬ª·µ¨¨³²³∏¯¤·¬²±o°¬§§¯¨·µ¨¨³²³∏¯¤·¬²±o¤µ¥²µ¨·³²³∏¯¤·¬²±¤±§¼²∏±ª·µ¨¨³²³∏¯¤·¬²±q׫¨
ª¨ ±¨ ·¬¦§¬√¨ µ¶¬·¼ º¬·«¬± ³²³∏¯¤·¬²±¶¤±§ª¨ ±¨·¬¦§¬©©¨µ¨±·¬¤·¬²± ¤°²±ªw ³²³∏¯¤·¬²±¶º¬·«§¬©©¨µ¨±·¶¬½¨ ¦¯¤¶¶kwx ¶¤°³¯ ¶¨l º¨ µ¨
¤±¤¯¼½¨ §¤±§¦²°³¤µ¨§∏¶¬±ªµ¤±§²° ¤°³¯¬©¬¨§³²¯¼°²µ³«¬¦⁄‘„ k• „°⁄l ·¨¦«±¬´∏¨ q׫¨ µ¨¶∏¯·¶¶«²º¨ §·«¤·yw µ¨³¨¤·¨§ ²¯¦¬
º¨ µ¨ §¨·¨¦·¨§¥¼ ∏¶¬±ªtu µ¤±§²° ³µ¬°¨ µ¶q׫¨ «¬ª«¨¶·³¨µ¦¨±·¤ª¨ ²©³²¯¼°²µ³«¬¦¯ ²¦¬º¤¶§¨·¨¦·¨§¬± ¥¬ª·µ¨¨³²³∏¯¤·¬²±q׫¨
°¬§§¯¨·µ¨¨³²³∏¯¤·¬²±·²²®¶¨¦²±§³¯¤¦¨ ¤±§·«¨ ¤µ¥²µ¨·³²³∏¯¤·¬²±·²²®·«¨ ·«¬µ§³¯¤¦¨ q׫¨ ²¯º¨ ¶·³¨µ¦¨±·¤ª¨ ²©³²¯¼°²µ³«¬¦
²¯¦¬º¤¶§¨·¨¦·¨§¬± ¼²∏±ª·µ¨¨³²³∏¯¤·¬²±q׫¨ «¬ª«¨¶·ª¨ ±¨·¬¦§¬√¨ µ¶¬·¼ ¶¨·¬°¤·¨§¥¼ ≥«¤±±²±¬±§¨¬ º¤¶µ¨√¨ ¤¯ §¨¬± ¥¬ª·µ¨¨
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√¨ ¤¯ §¨¬± ¼²∏±ª·µ¨¨ ³²³∏¯¤·¬²±qwx1x| h ²© ª¨ ±¨·¬¦§¬√¨ µ¶¬·¼ º¤¶¤·µ¬¥∏·¨§·²·«¨ §¬©©¨µ¨±·¬¤·¬²± ¤°²±ª ³²³∏¯¤·¬²±¶ º«¬¯¨
xw1wt h µ¨¶¬§¨§º¬·«¬± ³²³∏¯¤·¬²±¶qŒ·¶∏ªª¨¶·¨§·«¤··«¨ ª¨ ±¨·¬¦§¬©©¨µ¨±·¬¤·¬²± °¬ª«·¨ ¬¬¶·º¬·«¬± ¤±§¤°²±ª³²³∏¯¤·¬²±¶º¬·«
§¬©©¨µ¨±·¶¬½¨ ¦¯¤¶¶o¥∏··«¨ ª¨ ±¨·¬¦§¬©©¨µ¨±·¬¤·¬²± º¬·«¬± ³²³∏¯¤·¬²±¶º¤¶«¬ª«¨µ·«¤±·«¤·¤°²±ª³²³∏¯¤·¬²±¶q׫¨ ª¨ ±¨ §¬√¨ µ¶¬·¼
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¬·¼ ¥¨·º¨ ±¨ ¥¬ª·µ¨¨³²³∏¯¤·¬²± ¤±§°¬§§¯¨·µ¨¨³²³∏¯¤·¬²± º¤¶·«¨ «¬ª«¨¶·º«¬¯¨ ·«¤·¥¨·º¨ ±¨ ¥¬ª·µ¨¨³²³∏¯¤·¬²±¤±§¼²∏±ª·µ¨¨
³²³∏¯¤·¬²± º¤¶·«¨ ²¯º¨ ¶·q׫¨ ¦¯∏¶·¨µ¬±ª¤±¤¯¼¶¬¶º¤¶³¨µ©²µ°¨ §∏¶¬±ª·«¨ ¶²©·º¤µ¨ °’°Š∞‘∞vu ¤±§·«¨ µ¨¶∏¯·¶¶«²º¨ §·«¤·w
³²³∏¯¤·¬²±¶º¬·«§¬©©¨µ¨±·¶¬½¨ ¦¯¤¶¶¦²∏¯§¥¨ §¬√¬§¨§¬±·²u ¦¯∏¶·¨µ¶o±¤°¨ ¼¯ ¦¯∏¶·¨µtk¥¬ª·µ¨¨³²³∏¯¤·¬²±¤±§°¬§§¯¨·µ¨¨³²³∏2
¤¯·¬²±l ¤±§¦¯∏¶·¨µu k¤µ¥²µ¨·³²³∏¯¤·¬²± ¤±§¼²∏±ª·µ¨¨³²³∏¯¤·¬²±l qƒ∏µ·«¨µ°²µ¨ o·«¨ ·º²¦¯∏¶·¨µ¶ª¤·«¨µ¨§q
Κεψ ωορδσ} Ηεπαταχοδιυµ µιχονιοιδεσo°²³∏¯¤·¬²±¶º¬·«§¬©©¨µ¨±·¶¬½¨ ¦¯¤¶¶o• „°⁄o Š¨ ±¨·¬¦§¬√¨ µ¶¬·¼
七子花k Ηεπταχοδιυµ µιχονιοιδεσl为我国特有的落叶小乔木 o属忍冬科k≤¤³µ¬©²¯¬¤¦¨¤¨ l的单种属植物 o是国
家首批二级重点保护植物k国家环境保护局等 ot|{zl ∀多生于悬崖峭壁 !沟谷和山坡灌丛 o分布范围窄 o野生
资源很少 ∀有关七子花的研究不多 o仅对其种群结构k金则新 ot||zl !分布格局k金则新 ot|||l !群落特征k金
则新 ot||{l !物种多样性k金则新 ousssl !光合生理生态特性k金则新等 oussul以及细胞学k张朝阳等 ousssl等
方面进行了研究 o对其濒危现状也有一定的了解 ∀七子花种群幼龄个体极少 o天然更新困难 o年龄结构呈衰
退型模式 o其濒危状况日趋严重 o对这一濒危物种的遗传多样性的研究未见报道 ∀遗传多样性的研究不仅有
助于了解物种的进化历史和适应潜力以及探讨物种濒危的机制 o同时也关系到能否或如何采取科学有效的
措施来保护物种k葛颂等 ot|||l ∀
• „°⁄技术作为一种简便 !快速 !易行的分子标记技术 o近年来被广泛地应用于木本植物遗传多样性和
遗传结构的研究中k夏铭等 ousst ~°¤¯¤¦¬²¶ετ αλqot||z ~• ¤¦«¬µ¤ot||xl ∀本研究利用 • „°⁄技术对分布在浙江
省天台山的七子花天然种群的遗传多样性水平以及动态变化进行了分析 o为进一步阐明七子花的遗传变异 !
进化潜力及采取合理的保护措施提供科学依据 ∀
t 材料与方法
111 材料
样地位于浙江省天台山华顶国家森林公园的狮子岩坑处 o此地沿山沟及两侧呈带状分布着一小片天然
七子花群落 o有关其自然概况 !群落特征 !种群结构研究已有报道k金则新 ot||z ~t||{l ∀由于七子花是生命
周期很长的树木 o很难追踪种群的整个发育过程来研究种群遗传结构的动态变化 ∀在植物种群分布格局研
究中 o常采用立木级结构分析的方法来研究动态变化 ∀植物种群遗传变异的动态变化也可通过检测不同年
龄级个体之间的遗传差异来判断种群遗传结构的时间变化 o因此也采用大小级的方法进行研究k陈小勇等 o
t|||l ∀将七子花种群按胸径k ∆ΒΗl的大小分为 w级 }„级 o大树 o∆Βǁ uu1x ¦° ~…级 o中树 o∆ΒΗ z1x ∗ uu1x
¦° ~≤级 o小树 o∆ΒΗ u1x ∗ z1x ¦° ~⁄级 o幼树 o∆ΒΗ u1x ¦°~由于样地中几乎见不到七子花幼苗 o所以幼苗未
研究 ∀于 usst年 z月随机选取七子花的大树 !中树 !小树各 tu株 ~幼树因个体数有限 o仅取 |株 ~各采样点基
本覆盖七子花自然分布区 ∀取植株的叶片 o置于保鲜袋中 o封口 o于样品贮藏箱k由超低温冰袋保持冷藏条
件l带回实验室 op zs ε 超低温冰箱保存 o供 ⁄‘„提取 ∀
112 ∆ΝΑ提取
p zs ε 冻存叶片加入液氮研磨成粉状 os1t ª转入 t1x °离心管中 ~加入 xss ˏ提取缓冲液≈tss °°²¯#
pt ×µ¬¶# ‹≤¯ k³‹{1sl ov h 可溶性聚乙烯吡咯烷酮k°∂°l ous °°²¯ #pt Β2巯基乙醇 ous °°²¯ #pt ∞⁄ׄ
k³‹{1sl  o{ sss µ³°离心 x °¬±o弃上清 o取沉淀加入 xss ˏ裂解缓冲液≈tss °°²¯#pt ×µ¬¶#‹≤¯ k³‹{1sl ous
°°²¯#pt ∞⁄ׄk³‹{1sl oxss °°²¯#pt ‘¤≤¯ ot1x h ≥⁄≥  oyx ε 水浴 vs °¬±o不时轻轻颠倒 ~取出加入 xss ˏ氯
仿r异戊醇k√Β√ € uwΒtl o颠倒成乳浊状 ots sss µ³°离心 ts °¬±o取上清加入 s1uxk√Π√l乙醇和 s1ttk√Π√l x °²¯
Ž„¦k³‹w1{l ots sss µ³°离心 ts °¬±o取上清加入 s1yk√Π√l异丙醇 o置 p us ε 冰箱 vs °¬±~tu sss µ³°离心 ts
°¬±o取沉淀溶于 vs ˏ×∞缓冲液k含 • ‘¤¶¨ x Λª#°ptl中 o备用k李钧敏等 oussul ∀
113 ∆ΝΑ定量
采用日本岛津 ˜∂2zwst°≤紫外可见分光光度计与琼脂糖凝胶电泳双重定量 ∀紫外分光光度法以 Κ⁄‘„
为标准品 o以 „uys对 ⁄‘„进行定量 ~电泳图谱经 ˜×‹≥≤≥„ Œ°¤ª¨ ײ²¯ 软件分析荧光面积 o与标准 ⁄‘„分子量
参照物比较定量而得 ∀
114 ΡΑΠ∆扩增及产物鉴定
t1w1t 扩增反应条件 tx ˏ°≤• 反应体积 ot ≅ פ´ 酶缓冲液 os1t °°²¯#pt w ≅ §‘×° ot˜ פ´ 酶k上海华美
公司l ots ±ª模板 ⁄‘„ ous ³°²¯ 引物k上海生物工程公司l ~u1x °°²¯#pt ª≤¯ u ~v Λª#ˏpt …≥„ ∀对照加入除
模板 ⁄‘„外的以上各成分 o用双蒸水代替总 ⁄‘„k边才苗等 oussu¥l ∀
t1w1u 扩增程序 使用上海高机公司生产的 ≥• ÷2w{t °≤• 仪 o适合七子花 • „°⁄分析的 °≤• 反应程序k用
y ε 循环水冷却l }|w ε 预变性 x °¬±o|w ε 变性 t °¬±ows ε 退火 t °¬±ozu ε 延伸 u °¬±o共 vx个循环 ~zu ε 完全
延伸 x °¬±∀
t1w1v 电泳检测 • „°⁄产物用 t1w h琼脂糖凝胶电泳 o缓冲液为 s1x ≅ ׅ∞o用 uss ¥³⁄‘„梯度标准作分子
量参照物 ∀在凝胶中加入 s1x Λª#°pt溴乙锭 o电泳完毕于紫外透射仪上观察拍照 o¨¬¦¤数码相机拍照保
存 ∀
115 数据处理
|y 第 w期 金则新等 }七子花种群遗传多样性的 • „°⁄分析
t1x1t • „°⁄多样性表型带计数 用 uss ¥³ ⁄‘„梯度标准作分子量参照物 o对照反应产物在胶上的对应位
置 o有带记为/ t0 o无带记为/ s0 o记录后备用 ∀
t1x1u 数据处理 采用 °’°Š∞‘∞vu软件进行多态位点比率 !等位基因显性频率 !≥«¤±±²±表型多样性指数 !
‘¨¬指数 !遗传分化系数 !基因流的统计分析 o并进行聚类分析 ∀
u 结果与分析
211 引物筛选
对七子花叶片 ⁄‘„进行 • „°⁄扩增 o对每次扩增的 ⁄‘„产物电泳分离并拍照 ∀从 ys个引物中共筛选
出扩增条带清晰 !重复性好的 tu个随机引物作为本研究的试验用引物 ∀现将这 tu种引物的碱基序列列于
表 t o其中由引物 ≥zt得到的 w个大小级种群的扩增图谱如图 t所示 ∀
表 1 Ρ ΑΠ∆ 分析用的 12 个随机引物序列
Ταβ . 1 Σεθυενχε οφ 12 ρανδοµ πριµερσ υσεδ ιν Ρ ΑΠ∆ αναλψσισ
引物 °µ¬° µ¨ 序列 ≥¨´ ∏¨±¦¨ 引物 °µ¬°¨ µ 序列 ≥¨ ∏´¨ ±¦¨ 引物 °µ¬°¨ µ 序列 ≥¨´ ∏¨±¦¨
≥uy ŠŠ×≤≤≤׊„≤ ≥ws Š×׊≤Š„×≤≤ ≥vtt ŠŠ„Š≤≤×≤„Š
≥vs Š×Š„×≤Š≤„Š ≥zt „„„Š≤׊≤ŠŠ ≥vtv „≤ŠŠŠ„Š≤„„
≥vt ≤„„×≤Š≤≤Š× ≥|y „Š≤Š×≤≤×≤≤ ≥vtx ≤„Š„≤„„Š≤≤
≥vy „Š≤≤„Š≤Š„„ ≥tz{ ׊≤≤≤„Š≤≤× ≥vyy ≤„≤≤×××≤≤≤
…
图 t 七子花k≥ztl的 • „°⁄扩增结果
ƒ¬ªqt ׫¨ µ¨¶∏¯·²© • „°⁄²© Ηq µιχονιοιδεσ¤°³¯¬©¬¨§º¬·«³µ¬° µ¨≥zt
 quss ¥³ ⁄‘„梯度标准 uss ¥³ ⁄‘„ ¤¯§§¨µq„ }t ) tu } „ 级大树种群 t ) tu个体
• „°⁄扩增结果 • „°⁄ ¤°³¯¬©¬¦¤·¬²± ²©¶¤°³¯ t¨ ) tu ²© „ ¦¯¤¶¶¥¬ª·µ¨¨³²³∏¯¤·¬²±~tv )
uw }…级中树种群 t ) tu个体 • „°⁄扩增结果 • „°⁄¤°³¯¬©¬¦¤·¬²± ²©¶¤°³¯ t¨ ) tu ²©…
¦¯¤¶¶°¬§§¯¨·µ¨¨ ³²³∏¯¤·¬²±q…}t ) tu } ≤ 级小树种群 t ) tu 个体 • „°⁄扩增结果
• „°⁄¤°³¯¬©¬¦¤·¬²± ²©¶¤°³¯ t¨ ) tu ²© ≤ ¦¯¤¶¶¤µ¥²µ¨·³²³∏¯¤·¬²±~tv ) ut } ⁄级幼树种群
t ) |个体 • „°⁄扩增结果 • „°⁄ ¤°³¯¬©¬¦¤·¬²± ²© ¶¤°³¯ t¨ ) | ²© ⁄ ¦¯¤¶¶¼²∏±ª·µ¨¨
³²³∏¯¤·¬²±q
„
212 多态位点比率
tu种引物在七子花 w个
大小级种群 wx个个体中共扩
增出 yw个位点 o平均 x1vv条
带r引物 o其中多态位点有 v|
个 o总多态位点百分率为
ys1|w h ∀由表 u可知 o每个引
物所扩增出产物的多态性在
各大小级种群中的分布数量
不同 o„ 级大树 tu 个引物共
扩增出 uv 个多态位点 o多态
位点百分率为 vx1|w h ~…级
中树共扩增出 us 个多态位
点 o多 态 位 点 百 分 率 为
vt1ux h ~≤级小树共扩增出 t|
个多态位点 o多态位点百分率
为 u|1y| h ~⁄级幼树共扩增出
tx个多态位点 o多态位点百分
率为 uv1ww h ∀各大小级种群
的多态位点百分率明显低于总
多态位点百分率 ∀七子花 w个
大小级种群的多态位点百分率
为大树 中树 小树 幼树 o
由此可知 o从大树到幼树多态
位点百分率呈不断下降趋势 ∀
sz 林 业 科 学 ws卷
表 2 七子花不同大小级种群内多态位点比率 ≠
Ταβ . 2 Περχενταγε οφ πολψµ ορπηιχ λοχι ωιτηιν ποπυλατιονσ οφ
Η . µιχονιοιδεσιν διφφερεντ σιζε χλασσεσ
大小级
≥¬½¨ ¦¯¤¶¶
样本数
‘∏°¥¨µ²©¶¤°³¯ ¶¨
位点数
ײ·¤¯ ²© ²¯¦¬
多态位点数
‘∏°¥¨µ²©³²¯¼°²µ³«¬¦ ²¯¦¬
多态位点百分率
°¨ µ¦¨±·¤ª¨ ²©³²¯¼°²µ³«¬¦ ²¯¦¬
„ tu yw uv vx1|w
… tu yw us vt1ux
≤ tu yw t| u|1y|
⁄ | yw tx uv1ww
合计 ײ·¤¯ wx yw v| ys1|w
≠ „ }大树种群 …¬ª·µ¨¨³²³∏¯¤·¬²±~…}中树种群 ¬§§¯¨·µ¨¨³²³∏¯¤·¬²±~≤ }小树种群 „µ¥²µ¨·³²³∏¯¤·¬²±~⁄}幼树
种群 ≠²∏±ª·µ¨¨³²³∏¯¤·¬²±q下同 ∀ ׫¨ ¶¤°¨¥¨ ²¯º q
213 ≥«¤±±²±信息指数
估计的遗传多样性
由 ≥«¤±±²±信息指
数估计的七子花不同大
小级种群内的遗传多样
性有一定的差异 k表
vl o变动范围为 s1tvv z
∗ s1utw u o平 均 为
s1tzx w ∀w个大小级种
群的遗传多样性大小顺
序为大树 中树 小树
幼树 ∀用不同引物检测的遗传多样性大小也是有差异的 o其中引物 ≥zt检测的遗传多样性最高 ow个大小
级种群平均为 s1v|w | o而用引物 ≥vyy检测的则最低 o平均为 s1s|v x ∀
表 3 由 Σηαννον表型多样性指数估计七子花 4 个
大小级种群内的遗传多样性
Ταβ . 3 Γενετιχ διϖερσιτψ ωιτηιν φουρ ποπυλατιονσ οφ
Η . µιχονιοιδεσιν διφφερεντ σιζε χλασσεσ εστιµ ατεδ
βψ Σηαννον ινδεξ οφ πηενοτψπιχ διϖερσιτψ
引物 °µ¬° µ¨ „ … ≤ ⁄ 平均  ¤¨±
≥|y s1ttv w s1tuy { s1tsu x s1tt| v s1ttw u
≥vyy s s s1uxw x s1tt| v s1s|v x
≥vtv s1sxx x s1sxx x s1uxx w s1swt t s1tst |
≥vt s1vvs y s1ux| | s1uv| x s1uxx w s1uzt w
≥zt s1ttv w s1w|v t s1xus s s1wxv t s1v|w |
≥vtx s1sxx x s1ttv w s1uuy t s1tt| v s1tu{ y
≥ws s1uxy z s1tx{ s s1tu| v s1swt t s1twy v
≥vs s1vwz v s1szv | s1tuy { s1tuz z s1ty{ |
≥uty s1xyx u s1v{| | s s s1uv{ {
≥uy s1uvw y s1uxv y s s s1tuu t
≥vtt s1uxz z s1tuz z s s1s{| w s1tt{ z
≥tz{ s1uws u s1uux w s1tts | s1uv{ z s1usv {
平均  ¤¨± s1utw u s1t{| { s1tyv { s1tvv z s1tzx v
表 4 由 Σηαννον表型多样性指数估计的七子花 4 个
大小级种群间的遗传分化 ≠
Ταβ . 4 Παρτιτιονινγ οφ τηε γενετιχ διϖερσιτψ αµ ονγ ανδ ωιτηιν
φουρ ποπυλατιονσ οφ Η . µιχονιοιδεσιν διφφερεντ σιζε
χλασσεσ εστιµ ατεδ βψ Σηαννον ινδεξ οφ πηενοτψπιχ διϖερσιτψ
引物 °µ¬° µ¨ Η³²³ Η¶³ Η³²³ΠΗ¶³ k Η¶³ p Η³²³lΠΗ¶³
≥|y s1ttx x s1tuv t s1|v{ v s1syt z
≥vyy s1s|v x s1tyz y s1xxz y s1wwu w
≥vtv s1tst | s1u|w { s1vwx y s1yxw w
≥vt s1uzt w s1vwv z s1z{| x s1uts x
≥zt s1v|w | s1w|t { s1{sv s s1t|z s
≥vtx s1tu{ y s1vu| { s1v{| | s1yts t
≥ws s1twy v s1t|| s s1zvx t s1uyw |
≥vs s1ty{ | s1ww{ { s1vzy w s1yuv y
≥uty s1uv{ { s1wux v s1xyt w s1wv{ y
≥uy s1tuu t s1x{| { s1usy | s1z|v t
≥vtt s1tt{ z s1usv v s1x{v | s1wty t
≥tz{ s1usv { s1uxs { s1{tu y s1t{z w
平均  ¤¨± s1tzx w s1vuu v s1xww t s1wxx |
≠ Η³²³ }种群内遗传多样性 •¬·«¬±2³²³∏¯¤·¬²± ª¨ ±¨ ·¬¦§¬√¨ µ¶¬·¼~ Η¶³ }总的
遗传多样性 ײ·¤¯ ª¨ ±¨ ·¬¦§¬√¨ µ¶¬·¼~ Η³²³ΠΗ¶³ }种群内遗传多样性所占比
率 °µ²³²µ·¬²± ²©ª¨ ±¨ ·¬¦§¬√ µ¨¶¬·¼ º¬·«¬±2³²³∏¯¤·¬²±~k Η¶³ p Η³²³lΠΗ¶³ }种群
间遗传多样性所占比率 °µ²³²µ·¬²± ²©ª¨ ±¨ ·¬¦§¬√ µ¨¶¬·¼ ¤°²±ª³²³∏¯¤·¬²±q
≥«¤±±²±表型遗传多样性指数可分为大小级种群内遗传多样性和大小级种群间遗传多样性两部分 o从表
w可以看出 o各数值在引物间变动较大 o说明各引物扩增出的不同多态位点对遗传多样性的贡献是不同的 ∀
七子花不同大小级种群总的遗传多样性平均为 s1vuu v ow个大小级种群内的遗传多样性平均为 s1tzx w ∀大
小级种群内的遗传变异占总变异的 xw1wt h o大小级种群间占总变异的 wx1x| h o这表明七子花不同大小级
种群内 !种群间个体均存在一定的遗传分化 o但大小级种群内遗传分化要高于大小级种群间 ∀
214 ‘¨¬指数估计的基因多样性
由 ‘¨¬指数估计的七子花 w个大小级种群内的基因多样性见表 x o虽然由 ‘¨¬指数估计的基因多样性指
数值比 ≥«¤±±²±信息指数估计的值低 o但二者估计的不同大小级的遗传多样性高低是一致的 o也是大树最
高 o其余依次为中树 !小树与幼树 ∀用不同引物检测的基因多样性大小也是有差异的 o其中引物 ≥zt检测的
基因多样性最高 ow个大小级种群平均为 s1uzw w o而用引物 ≥vtv检测的则最低 o平均为 s1syx z o这与 ≥«¤±±²±
信息指数估计的结果有所差异 ∀
tz 第 w期 金则新等 }七子花种群遗传多样性的 • „°⁄分析
表 5 由 Νει指数估计七子花 4 个大小级种群内的基因多样性
Ταβ . 5 Γενε διϖερσιτψ ωιτηιν ποπυλατιονσ οφ Η . µιχονιοιδεσ
ιν διφφερεντ σιζε χλασσεσ εστιµατεδ βψ Νει. σινδεξ
引物 °µ¬° µ¨ „ … ≤ ⁄ 平均  ¤¨±
≥|y s1szz z s1s|s y s1syz z s1s{v v s1sz{ |
≥vyy s s s1t{u t s1s{v v s1syy w
≥vtv s1su| { s1su| { s1t{v s s1sus u s1syx z
≥vt s1uuz | s1t{z x s1tyz y s1t{v s s1t|t x
≥zt s1szz z s1vw{ { s1vx{ { s1vtu v s1uzw w
≥vtx s1su| { s1szz z s1txw z s1s{v v s1s{y w
≥ws s1t{w w s1s|z x s1szv w s1sus u s1s|v |
≥vs s1uv| { s1swv x s1s|s y s1s|t x s1tty w
≥uty s1v{| s s1u{t v s s s1tyz y
≥uy s1tyu { s1t{t u s s s1s{y s
≥vtt s1t{x v s1s|t x s s1sxy u s1s{v v
≥tz{ s1ty{ v s1txw s s1sx| z s1tyy z s1tvz u
平均  ¤¨± s1twz z s1tvt | s1ttt x s1s|t z s1tus y
表 6 由 Νει指数估计七子花不同大小级种群间的基因分化 ≠
Ταβ . 6 Γενε διφφερεντιατιον αµ ονγ φουρ ποπυλατιονσ οφ
Η . µιχονιοιδεσιν διφφερεντ σιζε χλασσεσ εστιµ ατεδ βψ Νει. σινδεξ
引物 °µ¬° µ¨ Η× Η≥ Γ≥×
≥|y s1s{y { s1sz| { s1s{s y
≥vyy s1tsu | s1syy w s1vxw z
≥vtv s1usw z s1syx z s1yz| s
≥vt s1uvy y s1t|t x s1t|s y
≥zt s1vwv x s1uzw w s1ust u
≥vtx s1ut| | s1s{y w s1ysz t
≥ws s1tuw | s1s|v { s1uw| s
≥vs s1vsu u s1tty w s1ytw {
≥uty s1uyv z s1tyz y s1vyw w
≥uy s1vzx u s1s{y s s1zzs {
≥vtt s1tvw { s1s{v u s1v{u {
≥tz{ s1tzz | s1tvz t s1uu| v
平均  ¤¨± s1utw w s1tus z s1v|v |
≠ Η× }总的基因多样性 ײ·¤¯ ª¨ ±¨ §¬√ µ¨¶¬·¼~Η≥ }种群内的基因多样性
•¬·«¬± ³²³∏¯¤·¬²± ª¨ ±¨ §¬√ µ¨¶¬·¼~Γ≥× }基因分化系数 Š¨ ±¨ §¬©©¨µ¨±·¬¤·¬²±
¤°²±ª³²³∏¯¤·¬²±¶q
由表 y可知 o‘¨¬指数估算的七子花 w个大小级种群总的基因多样性平均为 s1utw w o大小级种群内的基
因多样性平均为 s1tus z o大小级种群间的基因多样性平均为 s1s|v z o大小级种群间的基因分化系数为
s1v|v | ∀表明七子花的遗传变异主要来自大小级种群内 o不同大小级种群之间的个体也有一定的分化 ∀由
Γ¶·估算的七子花大小级种群间的基因流为 s1zy| w o显示大小级种群间的基因流较小 ∀
215 七子花不同大小级种群的聚类分析
通过 °’°Š∞‘∞软件按 ‘¨¬. ¶kt|zul方法计算七子花不同大小级间的遗传相似度 o其变化范围为 s1{tu |
∗ s1|ss |k表 zl o变幅较小 ∀从表 z可知 o大树与中树的遗传相似度最高ks1|ss |l o而大树与幼树的遗传相
似度最低ks1{tu |l ∀通过 ˜°Š„法制作系统树k图 ul o可将大树与中树聚成一组 o而小树与幼树聚成另一
组 ou组再聚在一起 ∀
表 7 七子花不同大小级间的遗传相似度(对角线上方)
与遗传距离(对角线下方)
Ταβ . 7 Γενετιχ ιδεντιτψ(αβοϖε διαγοναλ) ανδ γενετιχ διστανχε
(βελοω διαγοναλ) αµ ονγ ποπυλατιονσ οφ Η . µιχονιοιδεσ
ιν διφφερεντ σιζε χλασσεσ αναλψζεδ βψ ΠΟΠΓΕΝΕ σοφτωαρε
种群 °²³∏¯¤·¬²±¶ „ … ≤ ⁄
„ ) s1|ss | s1{u| u s1{tu |
… s1tsw w ) s1{x{ w s1{zx w
≤ s1t{z v s1txu z ) s1{zt {
⁄ s1usz t s1tvv s s1tvz u )
图 u 七子花不同大小级种群间的 ˜°Š„聚类分析图
ƒ¬ªqu ׫¨ §¨ ±§µ²ªµ¤° ²©w ³²³∏¯¤·¬²±¶²© Ηq µιχονιοιδεσ
¬± §¬©©¨µ¨±·¶¬½¨ ¦¯¤¶¶¨¶ª¨ ±¨ µ¤·¨§¥¼ ˜°Š„
v 讨论
多态位点百分率可作为度量遗传多样性高低的指标 o虽然近来不少研究发现有些特有和濒危物种保持
较高的变异水平k葛颂等 ot|||l o但是一般认为特有种和狭窄分布的植物种与广布种相比 o其遗传多样性较
uz 林 业 科 学 ws卷
低 ∀汪小全等kt||yl对银杉k Χατηαψα αργψροπηψλλαl进行 • „°⁄分析时 o检测到银杉的多态位点比率仅为 vu h o
认为低水平的遗传多样性是银杉濒危的原因之一 ∀经过 • „°⁄分析 o七子花 w个大小级种群中 o„级大树种
群多态位点百分率为 vx1|w h o…级中树种群多态位点百分率为 vt1ux h o≤ 级小树种群多态位点百分率为
u|1y| h o⁄级幼树种群多态位点百分率为 uv1ww h ∀此外 o≥«¤±±²±信息指数 !‘¨¬指数均显示大树种群的遗
传多样性最高 o其余依次是中树种群 !小树种群和幼树种群 ∀从大树种群到幼树种群 o出现了遗传上的衰退 o
也即遗传变异的下降 ∀
造成遗传衰退的原因还有选择作用 !种群有效规模下降 !遗传漂变以及自交等k邹喻苹等 ousstl ∀由 Γ¶·
估算的七子花大小级种群间的基因流为 s1zy| w o显示 w个大小级种群间的基因流较小 ∀七子花虽是虫媒
花 o但自花受粉的比例很高k边才苗等 oussu¤l o并且种子的休眠期长 o萌发率极低k王诗云等 ot||xl等 o这些
都限制了七子花的基因交流 o导致大量遗传变异的丧失 o使其遗传结构趋于简单和单调 ∀另一方面 o由于人
类的过度樵砍 o使个体数锐减 o人为干扰造成了很大程度的近亲繁殖 o增加了整个群体遗传上的同源性k李进
等 ot||{l o这些也会降低七子花的遗传水平 ∀由于七子花的分布区狭小 !缺乏基因交流及生境退化等 o使得
遗传多样性水平随着时间的变化而下降 o导致不同大小级个体间出现了遗传衰退 ∀另外 o七子花 w个不同大
小级种群的多态位点百分率较低 o平均只有 vs1s{ h o但总的多态位点百分率可达 ys1|w h o这主要由于七子
花自花受粉的比例高 o基因流小 o导致遗传漂变 o使各大小级种群间出现较大的遗传分化 ∀
从遗传相似度来看 o通过 °’°Š∞‘∞软件按 ‘¨¬. ¶kt|zul方法计算七子花不同大小级间的遗传相似度 o大
树与中树的遗传相似度最高 o大树与幼树的遗传相似度最低 ∀通过 ˜°Š„法制作系统树可知 o大树与中树
聚成一组 o而小树与幼树聚成另一组 ou组再聚在一起 ∀其原因除不同大小级个体间出现了遗传衰退外 o还
与七子花的生物学特性有关 ∀七子花在自然状态下对光的要求较为独特 o性喜光 o不耐荫蔽 o也不耐强光 o对
光适应的生态幅度较窄k金则新等 oussul ∀由于七子花林下光合有效辐射强度低 o幼树 !小树等因光合产物
积累少 o不能满足植株正常生长和发育的需要 o常因光合产物不足而死亡 ∀因此 o在七子花林内 o小树 !幼树
并不多见 ∀而在林缘光照充足的开阔地带有七子花小树 !幼树的分布 o但林缘地带由于人为干扰严重而造成
近交衰退进而导致七子花遗传多样性的降低 ∀
利用 ≥«¤±±²±指数和 ‘¨¬指数估计七子花不同大小级种群的遗传分化 o≥«¤±±²±指数显示大小级种群内
的遗传变异占总变异的 xw1wt h o大小级种群间的遗传变异占总变异的 wx1x| h ~而 ‘¨¬指数显示大小级种群
内的遗传变异占总变异的 xy1vs h o大小级种群间的遗传变异占总变异的 wv1zs h ∀u种计算方法估计的遗
传变异虽然大小有所差异 o但均表明不同大小级种群内 !大小级种群间个体均存在一定的遗传分化 o大小级
种群内的遗传分化比大小级种群间高 ∀种群内个体的遗传分化主要与该物种的生殖特性有关 ∀种群间个体
的遗传分化 o可能是不同年份交配格局以及繁殖个体的变化所致k陈小勇等 ot|||l ∀七子花不同大小级种群
间的基因流较小 o从大树到幼树出现了遗传衰退 o加上七子花的生活能力弱 o在生存竞争中处于不利地位 o在
立地条件较好的山坡等地有让位于其它常绿阔叶树种的趋势 o不得不退到土层瘠薄 !岩石裸露的沟谷等恶劣
的生境中k金则新 ot|||l ∀因此 o七子花在不同大小级别建立时 o都会受到当时环境选择的压力 o产生一定的
变异 o适应于环境的变异被保留下来 o使不同大小级种群间的遗传多样性有所差异 ∀
近些年来 o对遗传多样性在物种保护中所起的作用不同学者有不同的说法 ∀一些学者认为 o遗传多样性
对物种的生存和发展起着决定作用 ~而另一些学者则认为生态因素k如生境的破坏和环境的变迁等l是物种
濒危和灭绝的直接原因 o因此是物种多样性保护中应首先要考虑的问题k葛颂 ot|||l ∀事实上 o物种的遗传
多样性水平 !生活史特性以及生态因素等均会影响到物种的生存和发展 ∀因此 o对七子花实施保护 o不能仅
仅运用单一的手段和简单的方法 o而应采取综合措施 o抑制其种群衰败趋势 ∀首先要制止乱砍滥伐 o努力保
存现有的种群和个体 ~其次在原地保护的基础上 o创造七子花生存的适宜生境 ~第三 o进一步对七子花种子的
活力进行研究 o打破种子的休眠期 o提高种子的萌发率 o并在较大的空间上进行补播 o增加种群中幼苗的数
量 o创造基因交流和重组的条件 o以达到保护遗传多样性的目的 ∀
vz 第 w期 金则新等 }七子花种群遗传多样性的 • „°⁄分析
参 考 文 献
边才苗 o金则新 o李钧敏 q七子花的繁殖生物学研究 q云南植物研究 oussu¤ouwkxl }ytv p yt{
边才苗 o李钧敏 o金则新等 q…≥„在植物 • „°⁄扩增反应中的应用 q遗传 oussu¥ouwkvl }uz| p u{u
陈小勇 o宋永昌 q黄山青冈种群时间遗传结构 q华东师范大学学报k自然科学版l ot||| okwl }z| p {w
国家环境保护局 o中国科学院植物研究所 q中国珍稀濒危保护植物名录k第 t册l q北京 }科学出版社 ot|{z }tt
葛 颂 o洪德元 q濒危植物裂叶沙参及其广布种泡沙参遗传多样性的对比研究 q遗传学报 ot||| ouykwl }wts p wtz
金则新 q浙江天台山七子花种群结构和分布格局研究 q生态学杂志 ot||z otykwl }tx p t|
金则新 q浙江天台山七子花群落研究 q生态学报 ot||{ ot{kul }tuz p tvu
金则新 q浙江天台山七子花群落种群分布格局研究 q广西植物 ot||| ot|ktl }wz p xu
金则新 q浙江天台山七子花群落物种多样性 q武汉植物学研究 ousss ot{ktl }uy p vu
金则新 o柯世省 q浙江天台山七子花群落主要植物种类的光合特性 q生态学报 oussu ouuktsl }tywx p tyxu
李 进 o陈可咏 o李渤生 q不同海拔高度川滇高山栎群体遗传多样性的变化 q植物学报 ot||{ owsk{l }zyt p zyz
李钧敏 o金则新 o柯世省 q濒危植物七子花 • „°⁄条件的优化 q植物学通报 oussu ot|kwl }wxu p wxy
王诗云 o徐惠珠 o赵子恩等 q湖北及其邻近地区珍稀濒危植物保护的研究 q武汉植物学研究 ot||x otvkwl }vxw p vy{
汪小全 o邹喻苹 o张大明等 q银杉遗传多样性的 • „°⁄分析 q中国科学k≤辑l ot||y ouykxl }wvy p wwt
夏 铭 o周晓峰 o赵士洞 q天然蒙古栎群体遗传多样性的 • „°⁄分析 q林业科学 ousst ovzkxl }tuy p tvv
张朝阳 o顾志建 o岳中枢 q七子花的细胞学研究 q云南植物研究 ousss ouukwl }wu{ p wvs
邹喻苹 o葛 颂 o王晓东 q系统与进化植物学中的分子标记 q北京 }科学出版社 ousst }tws p tw|
‘¨¬ q Š¨ ±¨ ·¬¦§¬¶·¤±¦¨ ¥¨·º¨¨ ± ³²³∏¯¤·¬²±¶q„° ‘¤·ot|zu otsy }u{v p u|u
°¤¯¤¦¬²¶≤ oŠ²±½¤¯ ½¨ ≤ ƒ q¤¦®²©ª¨ ±¨ ·¬¦√¤µ¬¤¥¬¯¬·¼¬±·«¨ µ¤µ¨ ¤±§ ±¨§¤±ª¨µ¨§ Λιµονιυµ χαϖανιλλεσιι k°¯ ∏°¥¤ª¬±¤¦¨¤¨ l ∏¶¬±ª• „°⁄ °¤µ®¨µ¶q²¯ ¦¨∏¯¤µ∞¦²¯²2
ª¼ot||z oykzl }yzt p yzx
• ¤¦«¬µ¤ƒ ‘q ⁄¨ ·¨¦·¬²± ²©ª¨ ±¨ ·¬¦§¬√¨ µ¶¬·¼¬±·¨¤k Χαµελλια σινενσισl ∏¶¬±ª • „°⁄ °¤µ®¨µ¶q Š¨ ±²°¨ot||x ov{ }ust p uts
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5中国生态农业学报6k原刊名5生态农业研究6l是由中国科学院石家庄农业现代化研究所和中国生态经
济学会主办的大农业学术期刊 o科学出版社出版 o主要刊登生态学 !生态经济学 !农 !林 !牧 !副 !渔及资源与环
境保护等领域创新的研究学术论文 !研究技术报告k包括理论与应用研究 !农业生态工程技术与实用生物技
术 !生物多样性保护 !湿地保护 !城镇绿地生态建设 !无公害农产品生产技术 !农业环境污染防治技术及农业
可持续发展技术体系研究等方面l !研究简报及综述 !生态农业建设和生态示范区典型模式与典型经验等 o适
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生 !管理工作者和基层从事生态农业建设的广大技术人员等阅读与投稿 ∀
5中国生态农业学报6国内外公开发行 o国际标准刊号 }Œ≥≥‘tyzt p v||s o国内统一刊号 }≤‘tv p tvtxΠ≥ o季
刊 o国际标准大 ty开本 o每期定价 tw1ys元 o全年 x{1ws元 o由北京市报刊发行局发行 o新邮发代号 }{u p |zv o
全国各地邮局均可订阅 o漏订者可直接汇款至编辑部补订k若从编辑部补订全年需另加邮资 tu1ss元l ∀
地址 }ksxssutl河北省石家庄市槐中路 u{y号中国科学院5中国生态农业学报6编辑部 电话 }ksvttl
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