全 文 ：植物科学学报　 ２０１４ꎬ ３２(２): １３１ ~ １３８
Ｐｌａｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｊｏｕｒｎａｌ
　 　 ＤＯＩ:１０􀆰 ３７２４ / ＳＰ􀆰 Ｊ􀆰 １１４２􀆰 ２０１４􀆰 ２０１３１
山西省榛属植物居群的 ＳＳＲ遗传多样性研究
张鹏飞１ꎬ 张福花２ꎬ 张 茹２ꎬ 刘亚令２∗ꎬ 王志广２
(１􀆰 山西农业大学园艺学院ꎬ 山西太谷 ０３０８０１ꎻ ２􀆰 山西农业大学生命科学学院ꎬ 山西太谷 ０３０８０１)
摘　 要: 利用 ９ 对 ＳＳＲ 引物对山西省平榛(Ｃｏｒｙｌｕｓ ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌａ Ｆｉｓｃｈ)和毛榛(Ｃ􀆰 ｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａ Ｍａｘｉｍ􀆰 ｅｔ
Ｒｕｐｒ􀆰 )野生居群、 欧榛(Ｃ􀆰 ａｖｅｌｌａｎａ Ｌ􀆰 )和平欧杂种榛(Ｃ􀆰 ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌａ Ｆｉｓｃｈ􀆰 × Ｃ􀆰 ａｖｅｌｌａｎａ Ｌ􀆰 )的人工栽培居
群ꎬ 共 ２０５个样本进行 ＰＣＲ扩增ꎬ 共扩增出 １７２个等位基因ꎮ 每个位点的等位基因数为 ５~１８ 个ꎬ 平均等位基
因数为 １２􀆰 ５个ꎮ 居群观测杂合度(Ｈｏ)和预期杂合度(Ｈｅ)的变化范围分别为 ０􀆰 ３９５~０􀆰 ６６５ 和 ０􀆰 ７７８~０􀆰 ９０６ꎬ
表明榛属植物遗传多样性较高ꎬ 其中平欧杂种榛的遗传多样性最高(Ｈｅ＝０􀆰 ８６７ꎬ Ｉ＝２􀆰 ２７１)ꎬ 毛榛遗传多样性最
低(Ｈｅ＝０􀆰 ８２５ꎬ Ｉ＝２􀆰 ００６)ꎮ 不同物种居群间遗传分化系数 ＦＳＴ ＝ ０􀆰 １０６ꎬ 平均基因流 Ｎｍ＝２􀆰 ６０９ꎬ 表明居群间
的遗传分化水平较低ꎮ 各居群在大多数位点上偏离 Ｈａｒｄｙ￣Ｗｅｉｎｂｅｒｇ平衡ꎬ 主要原因是人工选择或近交所致ꎮ 分
子方差分析(ＡＭＯＶＡ)表明ꎬ 遗传变异主要发生在物种居群内ꎮ ＮＪ 聚类结果显示毛榛和平榛多数个体聚在各自
居群内ꎬ 平欧杂种榛和欧榛个体交互混合组成一小支后再与平榛聚在一起ꎬ 表明平欧杂种榛与欧榛、 平榛的亲
缘关系较近ꎬ 而毛榛与其它 ３种榛属植物的亲缘关系较远ꎮ 本研究还分析讨论了山西省榛属植物居群具有较高
遗传多样性的原因ꎬ 并提出了野生榛子的保护利用策略ꎮ
关键词: 榛属植物ꎻ 居群ꎻ 遗传多样性ꎻ ＳＳＲ
中图分类号: Ｑ３４７ꎻ Ｓ６６４􀆰 ４　 　 　 　 　 文献标识码: Ａ　 　 　 　 　 文章编号: ２０９５￣０８３７(２０１４)０２￣０１３１￣０８
　 　 　 收稿日期: ２０１３￣０８￣２２ꎬ 修回日期: ２０１３￣０９￣２５ꎮ
　 基金项目: 山西省科技攻关项目(２０１３０３１１０２２￣６)ꎻ 山西农业大学科技创新基金项目(２０１０００３)ꎻ 山西省自然科学基金项目
(２００３１０７６)ꎮ
　 作者简介: 张鹏飞(１９７９－)ꎬ 男ꎬ 硕士研究生ꎬ 讲师ꎬ 研究方向为果树种质资源创新与利用(Ｅ￣ｍａｉｌ: ｚｐｆｌｙｌ＠ ｑｑ􀆰 ｃｏｍ)ꎮ
　 ∗ 通讯作者(Ａｕｔｈｏｒ ｆｏｒ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ. Ｅ￣ｍａｉｌ: ｌｙｌｚｐｆ＠ １２６􀆰 ｃｏｍ)ꎮ
Ｇｅｎｅｔｉｃ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｈａｚｅｌ Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｓｈａｎｘｉ
Ｐｒｏｖｉｎｃｅ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＳＳＲ Ｍａｒｋｅｒｓ
ＺＨＡＮＧ Ｐｅｎｇ￣Ｆｅｉ１ꎬ ＺＨＡＮＧ Ｆｕ￣Ｈｕａ２ꎬ ＺＨＡＮＧ Ｒｕ２ꎬ ＬＩＵ Ｙａ￣Ｌｉｎｇ２∗ꎬ ＷＡＮＧ Ｚｈｉ￣Ｇｕａｎｇ２
(１􀆰 Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｈｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅꎬ Ｓｈａｎｘｉ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｔａｉｇｕꎬ Ｓｈａｎｘｉ ０３０８０１ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ
２􀆰 Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅꎬ Ｓｈａｎｘｉ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｔａｉｇｕꎬ Ｓｈａｎｘｉ ０３０８０１ꎬ Ｃｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｈａｚｅｌꎬ ａｎ ｅｎｄｅｍｉｃ ｔｒｅｅ ｗｉｄｅｌｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｉｎ ｎｏｒｔｈｅｒｎ Ｃｈｉｎａꎬ ｈａｓ ｇｒｅａｔ ｖａｌｕｅ ｆｏｒ
ｈａｚｅｌ ｂｒｅｅｄｉｎｇ ａｎｄ ｎａｔｕｒａｌ ｆｏｒｅｓｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ􀆰 Ｔｈｅ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
ｓｐｅｃｉｅｓ Ｃｏｒｙｌｕｓ ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌａ Ｆｉｓｃｈꎬ Ｃｏｒｙｌｕｓ ｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａ Ｍａｘｉｍ􀆰 ｅｔ Ｒｕｐｒ􀆰 ａｎｄ ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄ
ｓｐｅｃｉｅｓ Ｃｏｒｙｌｕｓ ａｖｅｌｌａｎａ Ｌ􀆰 ａｎｄ Ｃｏｒｙｌｕｓ ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌａ Ｆｉｓｃｈ􀆰 × Ｃｏｒｙｌｕｓ ａｖｅｌｌａｎａ Ｌ􀆰 ｗｅｒｅ
ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｕｓｉｎｇ ｎｉｎｅ ＳＳＲ ｐｒｉｍｅｒ ｐａｉｒｓꎬ ｗｉｔｈ ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ １７２ ａｌｌｅｌｅｓ ｓｃｏｒｅｄ ｉｎ ２０５ ｓａｍｐｌｅｓ ａｎｄ
ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ａｌｌｅｌｅｓ ｐｅｒ ｌｏｃｕｓ ｒａｎｇｉｎｇ ｆｒｏｍ ５ ｔｏ １８ (ａｖｅｒａｇｅ １２􀆰 ５)􀆰 Ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｈｅｔｅｒｏｚｙｇｏｓｉｔｙ
(Ｈｏ) ａｎｄ ｅｘｐｅｃｔｅｄ ｈｅｔｅｒｏｚｙｇｏｓｉｔｙ (Ｈｅ) ｒａｎｇｅｄ ｆｒｏｍ ０􀆰 ３９５ －０􀆰 ６６５ ａｎｄ ０􀆰 ７７８ －０􀆰 ９０６ꎬ
ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙꎬ ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ｈａｚｅｌ ｗａｓ ｈｉｇｈꎬ ｗｉｔｈ Ｃ􀆰 ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌａ
Ｆｉｓｃｈ􀆰 × Ｃ􀆰 ａｖｅｌｌａｎａ Ｌ􀆰 ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ (Ｈｅ ＝０􀆰 ８６７ꎬ Ｉ＝２􀆰 ２７１) ａｎｄ Ｃ􀆰 ｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａ Ｍａｘｉｍ􀆰 ｅｔ
Ｒｕｐｒ􀆰 ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ (Ｈｅ ＝ ０􀆰 ８２５ꎬ Ｉ ＝ ２􀆰 ００６) 􀆰 Ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ ｈａｄ ｌｏｗｅｒ ｇｅｎｅｔｉｃ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ (ＦＳＴ ＝０􀆰 １０６)ꎬ ｓｔｒｏｎｇ ｇｅｎｅ ｆｌｏｗ (Ｎｍ＝２􀆰 ６０９)ꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｌｏｃｕｓ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ
ｆｒｏｍ ｔｈｅ Ｈａｒｄｙ￣Ｗｅｉｎｂｅｒｇ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍꎬ ｍａｉｎｌｙ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｒ ｉｎｂｒｅｅｄｉｎｇ􀆰 Ｔｈｅ
ＡＭＯＶＡ ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｖｅａｌｅｄ ｌｏｗ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ａｍｏｎｇ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ􀆰 ＮＪ ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔｓ
ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍａｊｏｒｉｔｙ ｕｎｉｔｓ ｃｏｎｇｒｅｇａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅｉｒ ｏｗｎ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ｇｒｏｕｐꎬ Ｃ􀆰 ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌａ
Ｆｉｓｃｈ􀆰 × Ｃ􀆰 ａｖｅｌｌａｎａ Ｌ􀆰 ａｎｄ Ｃ􀆰 ａｖｅｌｌａｎａ Ｌ􀆰 ｗｅｒｅ ｍｉｘｅｄ ｔｏｇｅｔｈｅｒꎬ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ ｗｉｔｈ Ｃ􀆰
ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌａ Ｆｉｓｃｈꎬ ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｇｅｎｅｔｉｃ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｃ􀆰 ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌａ Ｆｉｓｃｈ􀆰 ×
Ｃ􀆰 ａｖｅｌｌａｎａ Ｌ􀆰 ａｎｄ Ｃ􀆰 ａｖｅｌｌａｎａ Ｌ􀆰 ａｎｄ Ｃ􀆰 ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌａ Ｆｉｓｃｈ ｗａｓ ｃｌｏｓｅꎬ ｂｕｔ ｄｉｓｔａｎｔ ｗｉｔｈ Ｃ􀆰
ｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａ Ｍａｘｉｍ􀆰 ｅｔ Ｒｕｐｒ􀆰 Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅｓｅ ｒｅｓｕｌｔｓꎬ ｔｈｅ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｅｎｅｔｉｃ
ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ａｎｄ ｌｏｗ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄꎬ ａｎｄ ｆｕｒｔｈｅｒ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ａｎｄ
ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｃｏｒｙｌｕｓꎻ Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎꎻ Ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙꎻ ＳＳＲ
榛子ꎬ 为桦木科 (Ｂｅｔｕｌａｃｅａｅ)榛属 (Ｃｏｒｙｌｕｓ
Ｌ􀆰 )植物[１]ꎬ 是一种重要的经济树种ꎬ 与扁桃、 胡
桃、 腰果并称为“四大坚果”ꎮ 榛属植物约 ２０ 种ꎬ
分布于亚洲、 欧洲及北美洲ꎬ 原产中国的榛属植物
有 ８种 ２变种ꎬ 分布于东北、 华北、 西北及西南地
区[２]ꎮ 我国虽有丰富的野生资源ꎬ 但最具有商品
开发价值的仅有平榛(Ｃ􀆰 ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌａ Ｆｉｓｃｈ􀆰 )和
毛榛(Ｃ􀆰 ｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａ Ｍａｘｉｍ􀆰 )两种[３]ꎮ 平榛适
应性强ꎬ 分布广且种群数量多ꎬ 结果早ꎻ 毛榛抗寒
能力强且坚果果皮薄ꎬ 出仁率高ꎬ 果仁纯香可口ꎮ
山西省分布的榛子野生居群也主要以这两个种为
主ꎬ 而生产中作为商品流通的是平欧杂种榛(Ｃ􀆰
ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌａ Ｆｉｓｃｈ􀆰 × Ｃ􀆰 ａｖｅｌｌａｎａ Ｌ􀆰 )和从国外引
种的欧榛(Ｃ􀆰 ａｖｅｌｌａｎａ Ｌ􀆰 )ꎮ 欧榛在其原产地地中
海式气候的环境下表现良好ꎬ 却不适应我国多数地
区的气候ꎬ 造成其只能在局部区域发展的局面ꎮ 国
内培育出的平欧杂种榛ꎬ 集中了欧榛与平榛的优良
遗传性状ꎬ 既具有平榛抗寒性强、 风味优良的特
点ꎬ 又具有欧榛大果、 丰产、 出仁率高的特点ꎬ 为
榛子的产业化发展提供了良好的材料基础ꎮ 但在山
西省的榛子引种栽培过程中ꎬ 遇到其易受晚霜危
害、 冬季抽条、 缺少适宜山西栽植的本土品种等不
少问题ꎬ 目前推广面积还较小[４]ꎮ 因此ꎬ 立足于
山西省的榛子资源优势ꎬ 研究其遗传多样性ꎬ 了解
其遗传背景并进行资源评价ꎬ 可为开发利用山西省
榛子资源ꎬ 开展杂交育种与遗传改良ꎬ 推进榛子的
产业化发展提供理论依据ꎮ
近年来ꎬ 遗传学与分子生物学的迅速发展为植
物资源鉴定、 遗传多样性评价、 分子辅助育种等研
究开辟了新途径ꎬ 己被广泛应用于农作物、 园艺和
林木中ꎮ ＤＮＡ 分子标记不受植物生长发育时期、
生理状态和环境等因素的影响ꎬ 能直接反映 ＤＮＡ
水平的变异情况ꎬ 是目前研究群体遗传变异最为有
效的方法ꎮ ＳＳＲ 标记具有共显性、 重复性好、 多
态性丰富等优点ꎬ 而且 ＳＳＲ 的侧翼部分在相近种
间具有高度保守性和转移通用性特点ꎬ 被认为是目
前居群遗传结构分析或种质资源鉴定和评价最为有
效的工具之一ꎮ 前人已在欧榛中分离了大量 ＳＳＲ
位点并设计了相关引物[６￣１０]ꎬ 根据微卫星标记在同
科属之间的通用性ꎬ 本研究选择了 ９ 对欧榛 ＳＳＲ
引物对有开发利用价值的平榛和毛榛野生种质资源
进行遗传多样性分析ꎬ 并与欧榛及我国培育出的平
欧杂种榛人工居群相比较ꎬ 探讨不同物种间及居群
间的遗传差异ꎮ 这有助于榛子优异种质资源的利用
和新品种选育ꎬ 推动我国榛属植物的保育研究工作ꎮ
１　 材料与方法
１􀆰 １　 材料
试验材料为毛榛和平榛的自然居群、 欧榛和平
欧杂种榛的人工栽培居群ꎮ 毛榛居群(共 ６４ 个样
本)采自山西省关帝山庞泉沟(北纬 ３７°５０′ꎬ 东经
１１１°２６′ꎬ 海拔 ２０００ ｍ)ꎬ 依据地形将其划分为
ＰＱＧＤ亚居群(４３个样本)和 ＰＱＧＸ 亚居群(２１ 个
样本)ꎬ 两者相距约 １０００ ｍꎮ 平榛居群(共 ６２ 个
样本)采自山西省沁水县(北纬 ３５°２６′ꎬ 东经 １１２°
０１′ꎬ 海拔 １６０５ ｍ)ꎬ 以路为界划分为 ＱＳＸＢ 亚居
群(３０个样本)和 ＱＳＸＮ 亚居群(３２ 个样本)ꎬ 两
者相距约 ２００ ｍꎮ 不同品种或品系的栽培种欧榛
(２２ 个样本)和平欧杂种榛(５７ 个样本)采自山西
农业大学园艺站榛子资源圃(北纬 ３７°４２′ꎬ 东经
１１２°５８′ꎬ 海拔 ８００ ｍ)ꎮ 随机采样ꎬ 株距不少于
５ ｍꎮ 采集榛子嫩叶放入硅胶内快速干燥ꎬ 常温保
存备用ꎮ
１􀆰 ２　 ＤＮＡ提取与检测
选取适量(约 ０􀆰 ２ ｇ)榛子干燥幼叶ꎬ 采用改良
２３１ 植 物 科 学 学 报 第 ３２卷　
ＣＴＡＢ 法提取基因组总 ＤＮＡ[５]ꎮ 然后用 ０􀆰 ８％琼脂
糖凝胶电泳检测 ＤＮＡ质量ꎬ 并在凝胶成像系统下观
察、 拍照ꎮ 同时用紫外分光核酸测定仪(Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ
Ｂｉｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ)检测ＤＮＡ浓度ꎬ 并稀释至５０ ｎｇ / μＬꎮ
１􀆰 ３　 ＳＳＲ引物的选择
按照 Ｂａｓｓｉｌ等[６￣１０]报道的微卫星位点ꎬ 经过筛
选预实验ꎬ 选取其中多态性较好的 ９ 对 ＳＳＲ 引物
(由上海生工有限公司合成)用于榛属植物居群样
品间的 ＰＣＲ扩增ꎮ ９ 对 ＳＳＲ 引物的序列及其退火
温度见表 １ꎮ
表 １　 引物序列及退火温度
Ｔａｂｌｅ １　 Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ ａｎｄ ａｎｎｅａｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｉｍｅｒｓ
序号
Ｎｏ􀆰
位点　
Ｌｏｃｕｓ　
引物序列 (５′－３′)
Ｐｒｉｍｅｒ ｓｅｑｕｅｎｃｅ
退火温度(℃)
Ａｎｎｅａｌｉｎｇ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
１ ＣａＤＣＡＴ１１ ＧＧＧＴＣＡＡＧＡＴＴＴＧＡＴＡＡＡＧＴＧＧＧＡ
ＧＣＡＣＴＣＣＡＣＴＴＧＴＧＣＧＴＴＴＴＣ
５２
２ ＣＡＣ￣Ｂ００５ ＣＡＡＡＣＴＴＡＴＧＡＴＡＧＧＣＡＴＧＣＡＡ
ＴＧＴＣＡＣＴＴＴＧＧＡＡＧＡＣＡＡＧＡＧＡ
５３
３ ＣａＤＣＡＴ６ ＧＧＴＣＴＣＣＴＴＣＧＣＴＡＡＣＡＴＡＡＣＣＡＡ
ＧＴＴＧＣＣＣＴＣＧＡＧＴＴＧＴＡＧＴＡ
５４
４ ＣＡＣ￣Ｂ１０５ ＡＡＡＧＧＡＧＣＡＡＧＣＡＴＧＴＴＡＧＧ
ＧＴＴＴＧＴＡＣＧＧＡＴＧＡＴＣＣＡＣＴＧＡＧ
５７
５ ＣＡＣＣ２８ ＣＴＡＣＣＣＣＡＴＣＧＣＴＴＧＡＣＡＣ
ＧＧＡＧＡＣＴＴＧＴＴＴＧＣＣＡＣＡＧＡ
５５
６ ＣａＴ￣Ｂ１０６ ＣＣＡＡＴＣＧＣＣＡＡＴＧＡＡＴＣＡＴＣ
ＣＣＣＴＴＴＣＣＡＡＡＣＴＧＧＧＣＡＴ
５７
７ ＣａＴ￣Ｂ５０３ ＣＴＣＡＡＴＴＣＡＣＴＣＧＡＡＣＧＧＡＴＡＣ
ＡＧＣＣＧＡＴＡＣＣＡＧＣＣＴＣＴＣＧＣ
６１
８ ＣａＴ￣Ｂ５０４ ＣＧＣＣＡＴＣＴＣＣＡＴＴＴＣＣＣＡＡＣ
ＣＧＧＡＡＴＧＧＴＴＴＴＣＴＧＣＴＴＣＡＧ
６３
９ ＣａＤＣＡＴ２８ ＧＴＡＧＧＴＧＣＡＣＴＴＧＡＴＧＴＧＣＴＴＴＡＣ
ＡＡＣＡＣＣＡＴＡＴＴＧＡＧＴＣＴＴＴＣＡＡＡＧＣ
５６
１􀆰 ４　 ＰＣＲ扩增及产物检测
ＰＣＲ 反应扩增体系为 １０ μＬꎬ 其中包含 ０􀆰 ２
ｍｍｏｌ / Ｌ ｄＮＴＰꎬ ０􀆰 ２ μｍｏｌ / Ｌ 引物ꎬ １􀆰 ０ Ｕ Ｔａｑ ＤＮＡ
聚合酶ꎬ １ μＬ １０ ×Ｂｕｆｆｅｒꎬ ５０ ｎｇ 模板 ＤＮＡꎮ ＰＣＲ
扩增反应程序为: ９５℃预变性 ５ ｍｉｎꎬ ９４℃变性
５０ ｓꎬ ５２~６３℃(依引物而定)退火 ５０ ｓꎬ ７２℃延
伸 ４０ ｓꎬ 共 ３５个循环ꎬ ７２℃再延伸 ８ ｍｉｎꎬ ４℃保
存ꎮ 扩增产物经 ６％变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分离
后ꎬ 采用银染法进行显色反应ꎮ 凝胶于室温下自然
干燥ꎬ 统计扩增出的条带数ꎬ 并拍照留存ꎮ
１􀆰 ５　 数据分析
读带时参照标准 ＤＮＡ Ｍａｒｋｅｒ判读每个位点的
等位基因片段大小ꎬ 等位基因的统计则采用“０”和
“１”的记录方式ꎬ 若样本有此等位基因赋值为“１”ꎬ
反之为“０”ꎮ 采用 ＧｅｎＡＬＥｘ Ｖ５ 软件ꎬ 计算不同位
点的 Ｈａｒｄｙ￣Ｗｅｉｎｂｅｒｇ 平衡ꎬ 并分别计算以下遗传
多样性参数: 每个位点的平均等位基因数 Ｎａ 和有
效等位基因数 Ｎｅꎻ 期望杂合度 Ｈｅ 和观察杂合度
Ｈｏꎻ Ｆ￣统计量中的 ＦＩＴ、 ＦＩＳ和 ＦＳＴꎬ 其中 ＦＩＴ为基因
型的实际频率与理论期望频率在所有群体中的偏离
程度ꎬ ＦＩＳ是基因型的实际频率与理论期望频率在
亚群体(居群间或物种间)中的偏离程度ꎬ 而 ＦＳＴ则
表示亚群体之间的遗传分化程度ꎮ 根据公式 Ｎｍ＝
０􀆰 ２５(１－ＦＳＴ) / ＦＳＴ计算基因流强度(Ｎｍ) [１１]ꎮ 采用
软件 ＡＲＬＥＱＵＩＮ Ｖｅｒｓｉｏｎ ２􀆰 ０００对自然居群进行遗
传结构的分子方差分析(ＡＭＯＶＡ) [１２]ꎮ
１􀆰 ６　 ＮＪ聚类分析
遗传聚类(ｇｅｎｅｔｉｃ ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ)是反映居群间
相似性的一种有效方法ꎮ 利用 Ｅｘｃｅｌ ２００３ 和 ＮＴ￣
ＳＹＳｐｃ ２􀆰 ０ｅ软件进行 ＵＰＧＭＡ 聚类分析ꎬ 获得相
似系数( Ｉ)ꎬ 再根据公式 Ｄ＝１－Ｉ计算个体间的遗传
距离(Ｄ)ꎬ 最后采用 Ｍｅｇａ ３􀆰１ 软件绘制出不同居
群个体间的邻接 ( Ｎｅｉｇｈｂｏｒ￣Ｊｏｉｎｉｎｇꎬ ＮＪ) 聚类
图[１３]ꎮ
２　 结果与分析
２􀆰 １　 ＳＳＲ引物扩增多态性
采用 ９ 对 ＳＳＲ 引物对榛属植物 ２０５ 个样本进
行 ＤＮＡ 扩增ꎬ 全部样本中均扩增出了清晰的谱带
(１４０~４９４ ｂｐ)ꎬ 并且具有较好的重复性和多态
性ꎮ ９对 ＳＳＲ 引物共扩增出 １７２ 个等位基因ꎬ 每
个位点的等位基因数为 ５~１８个ꎬ 平均等位基因数
为 １２􀆰 ５个ꎮ 其中毛榛居群共扩增出 １２６ 个等位基
因ꎬ 平榛居群扩增出 １０１ 个等位基因ꎬ 欧榛和平
欧杂种榛人工居群分别扩增出 ９７ 个和 １２５ 个等位
基因ꎮ 毛榛、 平榛、 欧榛和平欧杂种榛在同一位点
上扩增出的条带数具有一定的差异ꎬ 表明不同遗传
材料串联重复单元的可变性、 重复基序的样式和大
小也不同ꎬ 体现了片段长度和数目在 ＳＳＲ 标记上
的高度变异性ꎮ
２􀆰 ２　 榛属植物居群的遗传多样性
平均等位基因数 Ｎａ 和期望杂合度 Ｈｅ 是衡量
３３１　 第 ２期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 张鹏飞等: 山西省榛属植物居群的 ＳＳＲ遗传多样性研究
居群遗传多样性的主要指标ꎮ 由表 ２可知ꎬ 就位点
平均等位基因数而言ꎬ 在居群水平上平榛最高
(Ｎａ＝１４􀆰 ０００)ꎬ 依次为平欧杂种榛(Ｎａ ＝１３􀆰 ８８９)
和毛榛(Ｎａ＝１１􀆰 ２２２)ꎬ 欧榛最低(Ｎａ ＝１０􀆰 ７７８)ꎻ
从期望杂合度(Ｈｅ)和 Ｓｈａｎｎｏｎ􀆳ｓ 信息指数( Ｉ )来
看ꎬ 平欧杂种榛(Ｈｅ ＝０􀆰 ８６７ꎬ Ｉ ＝ ２􀆰 ２７１)最高ꎬ
其次为平榛(Ｈｅ＝０􀆰 ８５５ꎬ Ｉ ＝ ２􀆰 ２３３)和欧榛(Ｈｅ＝
０􀆰 ８３８ꎬ Ｉ ＝ ２􀆰 ０８８)ꎬ 毛榛最低(Ｈｅ ＝０􀆰 ８２５ꎬ Ｉ ＝
２􀆰 ００６)ꎬ 表明这 ４ 个物种均具有较高的遗传多样
性ꎬ 并且平榛和平欧杂种榛的遗传多样性高于欧榛
和毛榛ꎮ 这可能是因为平欧杂种榛是平榛和欧榛的
杂交种ꎬ 且遗传了平榛的大部分遗传特性ꎬ 而平榛
又符合高遗传多样性植物的生活史特征ꎬ 因而遗传
多样性较高ꎮ 就人工居群和野生居群平均等位基因
数 Ｎａ 和期望杂合度 Ｈｅ 比较ꎬ 人工居群(欧榛与
平欧杂种榛平均 Ｎａ ＝１２􀆰 ３３３ꎬ Ｈｅ ＝０􀆰 ８５３ꎬ Ｉ ＝
２􀆰 １８０)略高于野生居群 (毛榛和平榛平均 Ｎａ ＝
１２􀆰 ６１１ꎬ Ｈｅ ＝０􀆰 ８４０ꎬ Ｉ ＝ ２􀆰 １２０)ꎬ 可能与人为
对多种优良性状的累积选择或对各种榛属植物资源
的收集保育有关ꎮ 毛榛两亚居群的平均遗传多样性
(Ｎａ＝８􀆰 ５００ꎬ Ｈｅ ＝０􀆰 ７５７ꎬ Ｉ ＝ １􀆰 ７３９)低于平榛
两亚居群(Ｎａ＝１０􀆰 ０５６ꎬ Ｈｅ＝０􀆰 ８０３ꎬ Ｉ＝１􀆰 ９０８)ꎬ
符合分布广的物种一般具有高遗传多样性的特点ꎮ
榛属植物各居群 Ｈａｒｄｙ￣Ｗｅｉｎｂｅｒｇ 平衡检验的
结果如表 ３所示ꎮ 平欧杂种榛人工居群各个位点均
显著偏离 Ｈａｒｄｙ￣Ｗｅｉｎｂｅｒｇ 平衡ꎻ 其余三个物种居
群的所有位点中ꎬ 除欧榛人工居群的 ＣＡＣＣ２８ 和
ＣａＴ￣Ｂ５０４位点、 毛榛亚居群(ＰＱＧＸ)ＣＡＣ￣Ｂ１０５
位点、 平榛亚居群 (ＱＳＸＢ) ＣａＤＣＡＴ１１ 和 ＣａＤ￣
ＣＡＴ６位点处于平衡外ꎬ 其余位点均偏离 Ｈａｒｄｙ￣
Ｗｅｉｎｂｅｒｇ平衡ꎮ 整体来看ꎬ 榛属植物各居群(４ 个
亚居群和 ２ 个人工居群)位点除 ＣａＤＣＡＴ１１ 和
ＣａＤＣＡＴ６ 外ꎬ 其余 ７ 个位点的 Ｈａｒｄｙ￣Ｗｅｉｎｂｅｒｇ
平衡检验值均具有极显著性ꎮ
表 ２　 榛属植物居群的遗传多样性
Ｔａｂｌｅ ２　 Ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｃｏｒｙｌｕｓ
居群 Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ Ｎ Ｎａ Ｎｅ Ｉ Ｈｏ Ｈｅ Ｐ
毛榛 Ｃ􀆰 ｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａ ６４ １１􀆰 ２２２ ６􀆰 ６５１ ２􀆰 ００６ ０􀆰 ４３９ ０􀆰 ８２５ １００
ＰＱＧＸ ２１ ７􀆰 ４４４ ４􀆰 ８３４ １􀆰 ６０８ ０􀆰 ３９２ ０􀆰 ７０６ １００
ＰＱＧＤ ４３ ９􀆰 ５５６ ５􀆰 ８６７ １􀆰 ８６９ ０􀆰 ４６３ ０􀆰 ８０７ １００
平榛 Ｃ􀆰 ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌａ ６２ １４􀆰 ０００ ７􀆰 ９８８ ２􀆰 ２３３ ０􀆰 ５０４ ０􀆰 ８５５ １００
ＱＳＸＢ ３０ １０􀆰 １１１ ５􀆰 ７１９ １􀆰 ８８３ ０􀆰 ４７０ ０􀆰 ７８７ １００
ＱＳＸＮ ３２ １０􀆰 ０００ ５􀆰 ９９８ １􀆰 ９３２ ０􀆰 ５３５ ０􀆰 ８１９ １００
欧榛 Ｃ􀆰 ａｖｅｌｌａｎａ ２２ １０􀆰 ７７８ ７􀆰 １３１ ２􀆰 ０８８ ０􀆰 ４９５ ０􀆰 ８３８ １００
平欧杂种榛 Ｃ􀆰 ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌａ × Ｃ􀆰 ａｖｅｌｌａｎａ ５７ １３􀆰 ８８９ ８􀆰 ２２６ ２􀆰 ２７１ ０􀆰 ４９１ ０􀆰 ８６７ １００
平均 Ｍｅａｎ ５１ １２􀆰 ４７２ ７􀆰 ４９９ ２􀆰 １５０ ０􀆰 ４８２ ０􀆰 ８４６ １００
　 　 注: Ｎꎬ 样本量ꎻ Ｎａꎬ 平均等位基因数ꎻ Ｎｅꎬ 有效等位基因数ꎻ Ｉꎬ Ｓｈａｎｎｏｎ􀆳ｓ 信息指数ꎻ Ｈｏꎬ 观察杂合度ꎻ Ｈｅꎬ 预期杂合度ꎻ Ｐꎬ 多
态位点百分率ꎮ
　 　 Ｎｏｔｅｓ: Ｎꎬ Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｓａｍｐｌｅｓꎻ Ｎａꎬ Ａｖｅｒａｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ａｌｌｅｌｅｓꎻ Ｎｅꎬ Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｌｌｅｌｅｓꎻ Ｉꎬ Ｓｈａｎｎｏｎ􀆳ｓ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘꎻ
Ｈｏꎬ Ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｈｅｔｅｒｏｚｙｇｏｓｉｔｙꎻ Ｈｅꎬ Ｅｘｐｅｃｔｅｄ ｈｅｔｅｒｏｚｙｇｏｓｉｔｙꎻ Ｐꎬ Ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｏｆ ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃ ｌｏｃｉ.
表 ３　 Ｈａｒｄｙ￣Ｗｅｉｎｂｅｒｇ平衡检验
Ｔａｂｌｅ ３　 Ｈａｒｄｙ￣Ｗｅｉｎｂｅｒｇ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ｔｅｓｔ
位点　 　
Ｌｏｃｕｓ　 　
毛榛 Ｃ􀆰 ｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａ 平榛 Ｃ􀆰 ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌａ
ＰＱＧＸ ＰＱＧＤ ＱＳＸＢ ＱＳＸＮ
欧榛
Ｃ􀆰 ａｖｅｌｌａｎａ
平欧杂种榛
Ｃ􀆰 ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌａ × Ｃ􀆰 ａｖｅｌｌａｎａ
ＣａＤＣＡＴ１１ ∗ ∗∗∗ ｎｓ ∗∗∗ ∗∗∗ ∗∗∗
ＣＡＣ￣Ｂ００５ ∗∗∗ ∗ ∗∗∗ ∗∗∗ ∗∗∗ ∗∗∗
ＣａＤＣＡＴ６ ∗∗∗ ∗∗∗ ｎｓ ∗∗∗ ∗∗ ∗∗∗
ＣＡＣ￣Ｂ１０５ ｎｓ ∗∗∗ ∗∗∗ ∗∗ ∗∗∗ ∗∗∗
ＣＡＣＣ２８ ∗∗∗ ∗∗∗ ∗∗∗ ∗∗∗ ｎｓ ∗∗∗
ＣａＴ￣Ｂ１０６ ∗∗ ∗∗∗ ∗∗∗ ∗∗ ∗∗∗ ∗∗∗
ＣａＴ￣Ｂ５０３ ∗∗∗ ∗∗∗ ∗∗∗ ∗∗∗ ∗∗ ∗∗∗
ＣａＴ￣Ｂ５０４ ∗∗∗ ∗ ∗∗∗ ∗∗∗ ｎｓ ∗∗∗
ＣａＤＣＡＴ２８ ∗ ∗∗∗ ∗∗∗ ∗ ∗∗∗ ∗∗∗
　 　 注: ｎｓꎬ 差异不显著ꎻ ∗ 表示在 ｐ < ０􀆰 ０５水平上差异显著ꎬ ∗∗ 表示在 ｐ < ０􀆰 ０１水平上差异显著ꎬ ∗∗∗ 表示在 ｐ < ０􀆰 ００１水平上差异显著ꎮ
　 　 Ｎｏｔｅｓ: ｎｓꎬ Ｎｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅꎻ ∗ꎬ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｔ ｐ < ０􀆰 ０５ꎻ ∗∗ꎬ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｔ ｐ < ０􀆰 ０１ꎻ ∗∗∗ꎬ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒ￣
ｅｎｃｅ ａｔ ｐ < ０􀆰 ００１.
４３１ 植 物 科 学 学 报 第 ３２卷　
２􀆰 ３　 榛属植物居群的遗传分化
运用 ＧｅｎＡＬＥｘ软件[１４]分别计算榛属植物居群
内基因多样性(ＦＩＳ)、 居群间的总基因多样性(ＦＩＴ)
和居群间遗传分化系数(ＦＳＴ)ꎬ 推算居群间的平均
基因流 Ｎｍ＝０􀆰 ２５(１－ＦＳＴ) / ＦＳＴ(表 ４)ꎮ 结果表明ꎬ
榛属植物居群间总基因多样性(ＦＩＳ)为 ０􀆰 ４１１ꎬ 居
群内基因多样性(ＦＩＴ)为 ０􀆰 ４７３ꎬ 居群间遗传分化
系数 ＦＳＴ ＝０􀆰 １０６ꎬ 即榛属植物中 ８９􀆰 ４％的遗传变
异存在于居群内ꎬ 居群间的遗传变异为 １０􀆰 ６％ꎬ
居群间的基因流 Ｎｍ＝２􀆰 １０８ꎮ 毛榛亚居群居群间
总基因多样性(ＦＩＳ)为 ０􀆰 ４６２ꎬ 居群内基因多样性
(ＦＩＴ)为 ０􀆰 ４８８ꎬ 居群间遗传分化系数 ＦＳＴ ＝０􀆰 ０８０ꎬ
即毛榛植物中 ９２􀆰 ０％的遗传变异存在于居群内ꎬ
居群间的遗传变异为 ８􀆰 ０％ꎬ 基因流为 ２􀆰 ８６５ꎮ 平
榛亚居群居群间总基因多样性(ＦＩＳ)为 ０􀆰 ３７１ꎬ 居
群内基因多样性(ＦＩＴ)为 ０􀆰 ４０９ꎬ 居群间遗传分化
系数 ＦＳＴ ＝０􀆰 ０６１ꎬ 即平榛植物中 ９３􀆰 ７％的遗传变
异存在于居群内ꎬ 居群间的遗传变异为 ６􀆰１％ꎬ 基
因流为 ３􀆰 ８３８ꎮ
平榛和毛榛的野生居群ꎬ 因为地理位置或人为
干扰的原因分为两亚居群来分析ꎮ 根据 ＳＳＲ 扩增
的表型谱带ꎬ 构建居群二态数据矩阵进行 ＡＭＯＶＡ
分析(表 ５)ꎬ 结果表明平榛两亚居群间遗传变异为
１􀆰 ６６％ꎬ 居群内遗传变异为 １０􀆰 １７％ꎻ 毛榛亚居群
间遗传变异为 ０􀆰 ９１％ꎬ 居群内遗传变异为 ９􀆰 ６９％ꎬ
说明平榛和毛榛野生居群遗传变异主要发生在物种
的居群内ꎮ
２􀆰 ４　 榛属植物居群个体间聚类分析
对平榛、 毛榛、 平欧杂种榛和欧榛居群 ２０５
个个体的 ＮＪ聚类结果分析表明(图 １)ꎬ 除极少数
个体外ꎬ 同一物种居群的个体大多聚在一起ꎮ 首先
庞泉沟的两个毛榛亚居群个体聚成一支(见图 １ 中
绿色与粉色方形图例)ꎻ 沁水县的平榛两个亚居群
个体各自聚集成支(蓝色与深绿色三角形图例)ꎻ
栽培种欧榛和平欧杂种榛人工居群的大多个体交互
混合聚为一支(红色与紫色圆形图例)ꎬ 而平欧杂
种榛的部分个体和 ３个欧榛个体聚为一小支ꎬ 并与
平榛居群聚在一起ꎬ 说明平欧杂种榛和平榛具有较
高的遗传相似性ꎬ 两者的亲缘关系较近ꎮ
３　 讨论
３􀆰 １　 榛属植物的遗传多样性
目前应用较为广泛的遗传多样性指数ꎬ 是以检
测到的有效等位基因数 Ｎｅ和期望杂合度 Ｈｅ为衡
表 ４　 榛属各物种间的遗传分化
Ｔａｂｌｅ ４　 Ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ａｍｏｎｇ Ｃｏｒｙｌｕｓ ｓｐｅｃｉｅｓ
居群
Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ
居群内基因多样性
ＦＩＳ
居群间总基因多样性
ＦＩＴ
居群间遗传分化系数
ＦＳＴ
基因流
Ｎｍ
所有居群
Ａｌｌ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ ０􀆰 ４１１ ０􀆰 ４７３ ０􀆰 １０６ ２􀆰 １０８
毛榛庞泉沟居群
Ｐａｎｇｑｕａｎｇｏｕ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｃ􀆰 ｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａ ０􀆰 ４６２ ０􀆰 ４８８ ０􀆰 ０８０ ２􀆰 ８６５
平榛沁水居群
Ｑｉｎｓｈｕｉ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｃ􀆰 ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌａ ０􀆰 ３７１ ０􀆰 ４０９ ０􀆰 ０６１ ３􀆰 ８３８
表 ５　 平榛和毛榛居群的分子方差分析(ＡＭＯＶＡ)
Ｔａｂｌｅ ５　 Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｖａｒｉａｎｃｅ (ＡＭＯＶＡ) ｆｏｒ Ｃ􀆰 ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌａ ａｎｄ Ｃ􀆰 ｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａ
变异来源
Ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ ｖａｒｉａｔｉｏｎ
自由度
ｄ􀆰 ｆ􀆰
离差平方(ＳＳＤ)
Ｓｕｍ ｏｆ ｓｑｕａｒｅｓ
ｄｅｖｉａｔｉｏｎｓ
方差分量
Ｖａｒｉａｎｃｅ
ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ
方差分量比率(％)
Ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｏｆ
ｖａｒｉａｔｉｏｎ
显著度
ｐ
平榛 Ｃ􀆰 ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌａ
居群间 Ｂｅｔｗｅｅｎ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ １ ６１􀆰 ５８８ １􀆰 ６６０１９ １４􀆰 ０３ < ０􀆰 ００１
居群内 Ｗｉｔｈｉｎ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ６０ ６１０􀆰 ５２５ １０􀆰 １７５４２ ８５􀆰 ９７ < ０􀆰 ００１
总计 Ｔｏｔａｌ ６１ ６７２􀆰 １１３ １１􀆰 ８３５６１
毛榛 Ｃ􀆰 ｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａ
居群间 Ｂｅｔｗｅｅｎ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ １ ３７􀆰 ８８７ ０􀆰 ９１０６０ ８􀆰 ５９ < ０􀆰 ００１
居群内 Ｗｉｔｈｉｎ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ６２ ５８１􀆰 ２５８ ９􀆰 ６８７６４ ９１􀆰 ４１ < ０􀆰 ００１
总计 Ｔｏｔａｌ ６３ ６１９􀆰 １４５ １０􀆰 ５９８２４
５３１　 第 ２期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 张鹏飞等: 山西省榛属植物居群的 ＳＳＲ遗传多样性研究
0.02
ꎬ 平欧杂种榛ꎻ ꎬ 欧榛ꎻ ꎬ 毛榛(ＰＱＧＤ)ꎻ ꎬ 毛榛(ＰＱＧＸ)ꎻ ꎬ 平榛(ＱＳＸＢ)ꎻ ꎬ 平榛(ＱＳＸＮ)ꎮ
ꎬ Ｃ􀆰 ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌａ ×Ｃ􀆰 ａｖｅｌｌａｎａꎻ ꎬ Ｃ􀆰 ａｖｅｌｌａｎａꎻ ꎬ 毛榛ꎬ ＰＱＧＤ ｓｕｂｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃ􀆰 ｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａꎻ ꎬ ＰＱＧＸ ｓｕｂｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ
Ｃ􀆰 ｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａꎻ ꎬ ＱＳＸＢ ｓｕｂｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃ􀆰 ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌａꎻ ꎬ ＱＳＸＮ ｓｕｂｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃ􀆰 ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌａ.
图 １　 基于 ９个 ＳＳＲ位点的平榛、 毛榛、 欧榛及平欧杂种榛居群的个体 ＮＪ聚类图
Ｆｉｇ􀆰 １　 ＮＪ ｔｒｅｅ ｏｆ ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓ ｏｆ Ｃ􀆰 ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌａ Ｆｉｓｃｈꎬ Ｃ􀆰 ｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａ Ｍａｘｉｍ􀆰 ｅｔ Ｒｕｐｒꎬ Ｃ􀆰 ａｖｅｌｌａｎａ Ｌ􀆰 ａｎｄ
Ｃ􀆰 ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌａ Ｆｉｓｃｈ􀆰 × Ｃ􀆰 ａｖｅｌｌａｎａ Ｌ􀆰 ｂａｓｅｄ ｏｎ ｎｉｎｅ ＳＳＲ ｌｏｃｉ
　
量标准的ꎮ 本研究对榛属植物 ４ 个物种的 ＳＳＲ 遗
传多样性研究表明ꎬ 平欧杂种榛的遗传多样性最
高ꎬ 平榛和欧榛次之ꎬ 毛榛最低ꎮ 遗传多样性的高
低与物种寿命、 地理分布范围的大小、 繁殖特性、
传播媒介及分化时间等有较为密切的关系ꎮ 平欧杂
种榛遗传多样性最高ꎬ 与其为种间杂交种且杂合度
比较高有关ꎬ 而平榛的野生居群遗传多样性高于毛
榛ꎬ 推测与平榛本身生物学特性有关ꎮ 平榛作为北
方地区广泛分布的物种ꎬ 种群数量较大ꎬ 天然更新
能力强ꎬ 使得平榛在总体上表现出较高的遗传多样
性ꎻ 而毛榛分布在海拔 ２０００ ｍ 左右ꎬ 海拔升高常
导致降雨量的增加和温度的下降ꎬ 并引起毛榛生活
期的缩短和开花、 传粉物候期的延迟等ꎬ 从而影响
基因交流ꎬ 导致其遗传多样性水平降低ꎮ 平榛野生
居群虽然遭到人为的干扰使得群体被分隔成两亚居
群ꎬ 但其群体的更新能力较强ꎬ 种群密度也较大ꎮ
毛榛即使地处自然保护区ꎬ 但作为一种灌木种ꎬ 在
高大乔木作为优势种的森林里ꎬ 其竞争能力和更新
能力相对较弱ꎬ 造成其遗传多样性相对较低ꎮ 本实
验榛属植物相同物种的遗传多样性指标略高于前人
研究[１５ꎬ１６]ꎬ 原因可能是: ＳＳＲ 引物是从已报道的
榛属植物多态性引物中筛选出来的ꎬ 故用于本研究
的 ＳＳＲ引物多态性较高ꎻ 与榛属植物自身繁殖特
性有关ꎬ 榛子结实性较好ꎬ 其野生居群基本以实生
繁殖为主ꎬ 且植株抗逆性强、 寿命长ꎬ 居群结构稳
定ꎬ 有利于遗传变异在居群中保存ꎮ 欧榛是榛属植
物的主要经济树种ꎬ 本实验中栽培种欧榛人工居群
的遗传多样性指数 Ｎａ(１０􀆰 ７８)和 Ｈｅ(０􀆰 ８４)也略
高于前人研究[１７￣１９]ꎮ 如 Ｂａｓｓｉｌ等[１７]选用 ８对 ＳＳＲ
引物对 ２０ 个欧榛品种的遗传多样性进行了研究ꎬ
遗传多样性指数 Ｎａ、 Ｈｏ和 Ｈｅ分别为 ７􀆰 ２５、 ０􀆰 ６７
和 ０􀆰 ６８ꎻ Ｇｏｋｉｒｍａｋ等[１８]利用 ２１对 ＳＳＲ引物对欧
榛 ２７０个品种进行扩增ꎬ 遗传多样性指数 Ｎａ＝９􀆰 ８１、
Ｈｏ ＝ ０􀆰 ６７ 和 Ｈｅ ＝ ０􀆰 ７２ꎻ Ｂｏｃｃａｃｃｉ 等[１９]采用 １６
６３１ 植 物 科 学 学 报 第 ３２卷　
对 ＳＳＲ引物对 ４个不同生长区的 ２１５ 份欧榛品种
进行了微卫星分析和遗传结构研究ꎬ 发现每个位点
的平均 Ｎａ、 Ｈｏ和 Ｈｅ分别为 １０􀆰 ６、 ０􀆰 ８和 ０􀆰 ７６ꎮ
栽培种平欧杂种榛和欧榛人工居群中绝大多数微卫
星位点都偏离 Ｈａｒｄｙ￣Ｗｅｉｎｂｅｒｇ 平衡ꎬ 可能是引种
驯化中对优良性状的人为选择造成的ꎮ 而毛榛和平
榛野生居群中很多微卫星位点也偏离 Ｈａｒｄｙ￣Ｗｅｉｎ￣
ｂｅｒｇ平衡则是由于其自然居群因人为干扰形成斑
块分布ꎬ 种群减小造成的近交所致ꎮ
３􀆰 ２　 榛属植物的遗传分化
同工酶研究表明[２０]ꎬ 林木群体内一般具有很
高的变异水平ꎬ 相应的居群间遗传分化低ꎬ 而且居
群内变异程度要远远高于居群间ꎮ 遗传变异的高低
受到繁殖方式、 基因流大小等因素的影响ꎮ Ｓｌａｔ￣
ｋｉｎ[２１]认为当基因流大于 １ 时ꎬ 能发挥其均质化作
用ꎬ 维持遗传变异的多样性ꎻ 基因流小于 １ 时ꎬ
遗传漂变就能引起遗传分化ꎬ 从而影响居群遗传结
构ꎮ 本研究平榛和毛榛的野生居群分别位于自然保
护区和林区内ꎬ 推测花粉为风媒近距离传播ꎬ 而榛
子果实的鸟兽远距离传播是其基因交流的主要方
式ꎻ 榛属植物居群的基因流 Ｎｍ的平均值为 ２􀆰１０８ꎬ
也证明风媒近距离传播(花粉)和鸟兽远距离传播
(果实)可以在一定程度上维持榛子居群间的基因
交流ꎮ
榛属植物个体间的 ＮＪ 聚类分析结果显示(图
１)ꎬ 平欧杂种榛的部分个体和欧榛的 ３ 个个体聚
成一小支后又与平榛个体聚在一起ꎬ 表明杂交榛在
遗传上更偏向于平榛ꎻ 平榛与欧榛的遗传距离较
近ꎬ 也部分解释了平榛和欧榛之间易于杂交或成功
培育平欧杂种榛几率较高的原因ꎮ 毛榛和平榛作为
我国本土具有开发潜力的榛属植物ꎬ 在调查中发
现ꎬ 自然居群中毛榛和平榛的结果植株数量较多ꎬ
若能对这两种榛子野生居群进行规范的人工管理
(野生抚育)或优良种质筛选与选育ꎬ 可以增加榛
子栽培范围ꎬ 提高产量ꎬ 避免欧榛对我国很多引种
区域气候的不适应性ꎬ 同时也可增加杂交选育过程
中优良亲本的选择ꎮ
３􀆰 ３　 榛属植物保护利用策略
遗传多样性分析是研究物种起源进化、 发现新
的优异基因、 改良现有育种材料的基础工作ꎮ 已有
研究表明ꎬ 利用 ＳＳＲ 分子标记(具有共显性遗传、
丰富多态性等特点)可以成功的鉴定与评价植物种
质资源ꎮ 野生榛属植物经济价值较低ꎬ 且其栖息地
被破坏严重ꎬ 一些野生种质正在消失ꎬ 如华榛(Ｃ􀆰
ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ Ｆｒａｎｃｈ)已被列入国家三级植物渐危种ꎮ
目前许多国家和地区已建立了榛属植物种质资源保
护区、 基因库、 资源圃等[２２ꎬ２３]ꎬ 为一些榛属植物
物种的保育奠定了基础ꎮ 本研究结果显示ꎬ 平欧杂
种榛有较高的遗传多样性ꎬ 且与平榛遗传距离较
近ꎬ 说明在遗传上平欧杂种榛更偏向于育种亲本平
榛ꎬ 这与其在我国北方地区有较大范围的分布有密
切关系ꎮ 在对榛属植物野生资源的调查中发现ꎬ 平
榛和毛榛的野生居群ꎬ 虽受到人为干扰ꎬ 但结果情
况良好ꎬ 如沁水县野生榛林ꎬ 方圆 ５ ｋｍ 内均有平
榛分布ꎻ 随着道路建设和荒山开垦ꎬ 平榛的种群面
积不断缩小并呈现斑块分布ꎬ 故应加强野生榛属植
物的就地保护或对野生榛林垦复建园ꎮ 平榛是我国
的一个特有物种ꎬ 其产量虽不高ꎬ 但营养成分却显
著优于欧榛ꎻ 平榛在其历史进化过程中ꎬ 由于受到
多种环境条件的长期影响ꎬ 形成了不同的生态类
型ꎬ 如圆形榛、 圆锥榛等[２４]ꎮ 因此ꎬ 在对榛属植
物野生居群、 由不同品种或品系构成的人工居群进
行遗传多样性评价的基础上ꎬ 可进一步构建其核心
种质ꎬ 为榛子优良品种的选育提供理论依据ꎮ
４　 结论
本研究中榛属植物的遗传多样性都较高ꎬ 其中
平欧杂种榛的遗传多样性最高ꎬ 这可能与其是种间
杂交种且杂合度较高有关ꎻ 野生居群毛榛的遗传多
样性相对较低ꎬ 与其生态环境及其物种更新能力有
关ꎮ 榛属植物居群多数位点偏离 Ｈａｒｄｙ￣Ｗｅｉｎｂｅｒｇ
平衡检验ꎬ 是由自然居群内个体间的近交或人工栽
培居群内对优良性状的人为选择造成的ꎮ 榛属植物
遗传变异大部分存在于居群内ꎬ 因此应充分重视居
群内不同个体的保存ꎬ 防止因原生栖息地的进一步
破坏而导致其遗传多样性的丧失ꎮ
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ｚｅｌｎｕｔ ( Ｃｏｒｙｌｕｓ ａｖｅｌｌａｎａ ) Ｃｕｌｔｉｖａｒｓ Ｕｓｉｎｇ ＳＳＲ
Ｍａｒｋｅｒｓ[Ｃ]∥ＶＩ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｈａｚｅｌ￣
ｎｕｔ ６８６. ２００４: １４１－１４９.
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Ｖｅｚｖａｉｅ Ａꎬ Ｂｏｔｔａ Ｒ. Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｒａｎｉａｎ
Ｈａｚｅｌｎｕｔ (Ｃｏｒｙｌｕｓ ａｖｅｌｌａｎａ Ｌ.) Ｃｕｌｔｉｖａｒｓ Ｕｓｉｎｇ Ｍｉ￣
ｃｒｏｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｍａｒｋｅｒｓ[Ｃ]∥ＶＩ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ
ｏｎ Ｈａｚｅｌｎｕｔ ６８６. ２００４: １１１－１１６.
[ ９ ] 　 Ｂｏｔｔａ Ｒꎬ Ａｋｋａｋ Ａꎬ Ｂｏｃｃａｃｃｉ Ｐ. ＤＮＡ￣ｔｙｐｉｎｇ ｏｆ Ｈａ￣
ｚｅｌｎｕｔ: ａ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｄｅｓｃｒｉｂｉｎｇ Ｃｕｌｔｉ￣
ｖａｒｓ ａｎｄ Ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ Ｇｅｎｅｔｉｃ Ｒｅｌａｔｅｄｎｅｓｓ[Ｃ]∥ＶＩ Ｉｎ￣
ｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｈａｚｅｌｎｕｔ ６８６. ２００４: １１７－１２４.
[１０] 　 Ｂｏｃｃａｃｃｉ Ｐꎬ Ａｋｋａｋ Ａꎬ Ｂａｓｓｉｌ ＮＶꎬ Ｍｅｈｌｅｎｂａｃｈｅｒ
ＳＡ. Ｂｏｔｔａ Ｒ. Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉ￣
ｃｒｏｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｌｏｃｉ ｉｎ Ｅｕｒｏｐｅａｎ ｈａｚｅｌｎｕｔ (Ｃｏｒｙｌｕｓ ａｖｅｌｌａ￣
ｎａ Ｌ.) ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｔｒａｎｓｆｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｔｏ ｏｔｈｅｒ Ｃｏｒｙｌｕｓ ｓｐｅ￣
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(责任编辑: 刘艳玲)
８３１ 植 物 科 学 学 报 第 ３２卷