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Comparison of Genetic Diversity between In-situ Conserved and Non-conserved Oryza rufipogon Populations in China

中国普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)原生保护与未保护居群的遗传多样性比较



全 文 :作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2009, 35(8): 1474−1482 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家科技支撑计划项目“热带亚热带优势农作物品种繁育技术研究与示范”(2007BAD68B01), 农业部财政专项“农业野生植物保护
与可持续利用”(2130135)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 杨庆文, E-mail: qwyang@mail.caas.net.cn; Tel: 010-62122851
第一作者联系方式: E-mail: wang12081208@163.com
Received(收稿日期): 2009-02-23; Accepted(接受日期): 2009-04-21.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2009.01474
中国普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)原生境保护与未保护居群的遗
传多样性比较
王家祥 陈友桃 黄 娟 乔卫华 张万霞 杨庆文*
中国农业科学院作物科学研究所 / 农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程, 北京 100081
摘 要: 为了明确我国已建立的普通野生稻原生境保护居群的遗传多样性状况及其代表性, 利用 24 对 SSR 引物对
15 个原生境保护居群的 427 份普通野生稻材料和在我国野生稻分布区内按照纬度划分后随机挑选的 15 个未保护居
群的 357份普通野生稻材料进行遗传多样性分析。结果表明, 保护居群 24个位点的平均有效等位基因数(Ae)为 5.98,
平均香农指数(I)为 1.90, 均大于未保护居群在 24个位点的平均 Ae (5.85)和 I (1.86)值, 但保护居群在 24个位点的平
均预期杂合度(He)为 0.79, 略小于未保护居群 He值(0.80)。显著性检验结果显示, 保护居群和随机挑选的未保护居群
在 24 个位点上及居群水平上的 Ae、I 和 He 值差异不显著, 表明保护居群可以代表我国普通野生稻的遗传多样性状
况。保护居群的特有等位变异数(Sa)为 40, 远大于未保护居群的 20, 说明保护居群保护了更多的特殊基因, 具有较高
的保护价值。根据前人的研究结果, 对应普通野生稻保护居群的地理信息, 发现 15 个保护居群涵盖了我国普通野生
稻分布区内所有已知的典型地理类型, 表明我国普通野生稻原生境保护居群具有典型性。由此可以看出, 我国已建立
的 15个普通野生稻原生境保护点的选择是科学合理的。根据对我国普通野生稻遗传结构的分析, 建议下一步开展的
普通野生稻原生境保护点建设应以广西南部及广东为主。
关键词: 普通野生稻; 原生境保护; 遗传多样性; SSR
Comparison of Genetic Diversity between in-situ Conserved and
Non-conserved Oryza rufipogon Populations in China
WANG Jia-Xiang, CHEN You-Tao, HUANG Juan, QIAO Wei-Hua, ZHANG Wan-Xia, and YANG
Qing-Wen*
Institute of Crop Sciences / National Key Facility for Crop Gene Resources and Genetic Improvement, Chinese Academy of Agricultural Sciences,
Beijing 100081, China
Abstract: By the end of 2007, a total of 15 sites for Oryza rufipogon in-situ conservation had been established in different parts of
China. However, these sites were selected only on the basis of the scientists’ experience and the materials submitted by different
provinces. Thus, the validity of the selected populations still needs to be verified. By virtue of 24 pairs of SSR markers, the re-
search was conducted on genetic diversity for 427 accessions of Oryza rufipogon from the 15 in-situ conserved populations and
357 accessions from 15 non-conserved populations which were randomly selected according to their latitude, so as to clarify the
genetic diversity and representativeness of the existing Oryza rufipogon in situ conserved populations in China. The results indi-
cated that the average Ae and I of the 24 loci of the conserved populations were 5.98 and 1.90 respectively, which were higher
than those of non-conserved populations (5.85 and 1.86 respectively). However, the average He of the 24 loci of the conserved
populations was 0.79, which was lower than that of the non-conserved populations (0.80). Besides, test of significance on the Ae, I,
and He of the SSR loci showed that there was no significant difference between the two populations, demonstrating that the ge-
netic diversity of the conserved populations could be representative for the Oryza rufipogon populations in China. Moreover, the
第 8期 王家祥等: 中国普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)原生境保护与未保护居群的遗传多样性比较

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number of specific alleles of the conserved populations was 40, which far exceeded that of the non-conserved populations (20),
showing that the conserved populations possessed more unique genes which are worth conserved. In addition, based on previous
research findings and in accordance with the geographic information of the conserved populations, we found that the 15 conserva-
tion sites covered all the typical geographic types in the Oryza rufipogon distribution areas in China. Thus, we may conclude that
the 15 in-situ conservation sites were scientifically and rationally selected. On the basis of the analysis of the genetic structure of
the Oryza rufipogon populations in China, it was recommended that future in-situ conservation sites should be established mainly
in the southern part of Guangxi and in Guangdong.
Keywords: Oryza rufipogon Griff.; in-situ conservation; Genetic diversity; SSR
普通野生稻(Oryza rufipogen Griff.)被公认为栽
培稻(Oryza sativa L.)的祖先, 蕴藏着栽培稻没有或
少有的优异基因, 包括抗病虫、抗逆、高产及其他
一些优良性状[1-2]。研究表明, 栽培稻的等位基因仅
为普通野生稻的 60%~70%[3-5], 因此 , 保护和利用
普通野生稻资源, 对丰富栽培稻的遗传基础、保障
我国粮食安全具有重要意义。
近年来, 由于普通野生稻栖息地日益遭受破坏,
普通野生稻正面临着野外灭绝的威胁, 通过原生境
保护(in-situ conservation)方式进行普通野生稻保护
已引起各国政府及科学家的高度关注[6-7]。鉴于中国
普通野生稻资源的濒危状况, 农业部于 2001年启动
了普通野生稻原生境保护工作, 截至 2007 年底, 已
建立普通野生稻原生境保护点 15个, 通过保护普通
野生稻原有的生态环境而保存其完整的遗传多样性
和其固有的遗传进化途径, 可在未来的研究中源源
不断地发掘其潜在的有利基因[7]。然而, 目前已建立
的普通野生稻原生境保护点主要是依靠科学家的经
验判断和各省上报材料进行选择的, 这些被选居群
是否合理尚未进行科学验证。
研究表明, 对濒危物种的遗传多样性研究可以
揭示物种或居群的遗传变异程度, 为濒危物种保护
提供科学依据[8-9]。近年来, 国内学者对我国不同地
区普通野生稻的遗传多样性进行了大量研究。前人
利用不同方法对东乡野生稻进行遗传多样性分析 ,
认为其群体内存在较高的遗传变异[7,10-11]; 余萍等[12]
用表型性状和 SSR分子标记研究了广西普通野生稻
的遗传多样性, 认为其表型水平的多样性与DNA水
平的多样性基本一致, 都很丰富; 李晨等[13]用 SSR
分子标记方法研究高州野生稻遗传多样性, 认为高
州居群很可能是广东省普通野生稻、华南和中国普
通野生稻最大的一个遗传分化中心和遗传多样性中
心。
自我国开展普通野生稻原生境保护工作以来 ,
已对我国部分地区不同保护方式的普通野生稻遗传
多样性也做过比较研究[10,14-16]。但前人多局限于某
个地区内或几个居群的普通野生稻, 不能反映我国
普通野生资源遗传多样性的分布状况; 至今全国范
围普通野生稻原生境保护居群遗传多样性状况的研
究还未见报道。本文拟利用原生境保护和未保护的
普通野生稻居群进行对比研究, 判断我国普通野生
稻原生境保护居群的典型性和代表性, 为原生境保
护和监测提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料
采自全国已建立的 15个普通野生稻原生境保
护点的 427 个单株叶片样本, 及在全国范围内随机
选取的 15个未保护居群 357个单株的叶片样本。为
保证所取未保护居群样本的代表性, 参照韩东飞[17]
的研究结果, 在我国普通野生稻分布区内按经纬度
划分后进行随机取样, 所取样点分布见表 1。参照金
燕等[18]的取样方式, 根据居群大小和分布状况, 单
株间距至少 5 m以上, 每个居群取 20~30株, 较小居
群按其分布状况确定取样株数, 每株取 2~3 片无病
虫害的嫩叶, 置于装有硅胶的密封袋中快速干燥。
1.2 DNA提取与 SSR分析
1.2.1 DNA提取 参照 Guillmaut等[19]创立的高
盐低 pH 法, 稍作改进后提取单株基因组总 DNA。
对所提取的DNA采用 1%琼脂糖凝胶电泳检测质量,
紫外分光光度计测定浓度, 然后用超纯水稀释至 20
ng μL−1, 于−20℃冰箱保存备用。
1.2.2 SSR引物筛选 120对备选 SSR引物的序
列信息来自水稻基因组数据库(http://www.gramene.
org/markers/microsat/), 由上海英骏生物科技有限公
司合成。从备选引物中筛选出扩增效果好、多态性
高且均匀分布于水稻 12条染色体的 24对 SSR引物。
1.2.3 PCR扩增 PCR体系为 20 μL, 含 8.5 μL
ddH2O, 2.5 μL 10×PCR buffer (含 20 mmol L−1 Mg2+),
0.5 μL dNTPs (2.0 mmol L−1), 2 µL Primer (2 mmol
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表 1 普通野生稻取样信息
Table 1 Information of the sampled Oryza rufipogon populations
保护状况
Conservation status
地点
Location
居群代号
Population name
样本量
Sample number
纬度
Latitude
原生境 海南文昌 Wenchang, Hainan HNC 45 19°53′N
In-situ conserved 海南琼海 Qionghai, Hainan HNQ 26 19°07′N
海南儋州 Danzhou, Hainan HNZ 39 19°30′N
海南万宁 Wanning, Hainan HNW 34 19°45′N
广西桂林 Guilin, Guangxi GXG 18 25°15′N
广西武宣 Wuxuan, Guangxi GXW 40 23°37′N
广西玉林 Yulin, Guangxi GXY 39 22°03′N
广西兴宾 Xingbin, Guangxi GXL 36 23°21′N
江西东乡 Dongxiang, Jiangxi JXD 37 28°14′N
湖南江永 Jiangyong, Hunan JY 18 26°50′N
湖南茶陵 Chaling, Hunan CL 18 26°40′N
福建漳浦 Zhangpu, Fujian FJZ 10 24°40′N
云南元江 Yuanjiang, Yunnan YNY 20 23°50′N
云南景洪 Jinghong, Yunnan YNJ 17 22°06′N
广东高州 Gaozhou, Guangdong GDG 30 21°51′N

未保护 海南三亚 Sanya, Hainan HN1 7 18°25′N
Non-conserved 海南澄迈 Chengmai, Hainan HN2 24 19°43′N
海南琼山 Qiongshan, Hainan HN3 52 19°53′N
广西防城 Fangcheng, Guangxi GX1 38 21°43′N
广西抚绥 Fusui, Guangxi GX2 33 22°25′N
广西贺州 Hezhou, Guangxi GX3 32 23°57′N
广西福绵 Fumian, Guangxi GX4 29 22°32′N
广西北海 Beihai, Guangxi GX5 28 21°43′N
广西百色 Baise, Guangxi GX6 30 23°39′N
广东雷州 Leizhou, Guangdong GD1 6 20°56′N
广东遂溪 Suixi, Guangdong GD2 31 21°19′N
广东恩平 Enping, Guangdong GD3 15 22°10′N
广东惠阳 Huiyang, Guangdong GD4 18 22°56′N
广东增城 Zengcheng, Guangdong GD5 9 23°18′N
广东惠来 Huilai, Guangdong GD6 5 23°00′N

L−1), 0.5 μL Taq DNA聚合酶(10 U μL−1), 4 µL DNA
(20 ng μL−1)。在 PTC-100型(MJ Research) PCR仪上
进行扩增, 于 94℃预变性 5 min, 94℃变性 1 min,
56 (℃ 退火温度随引物而变)退火 40 s, 72℃延伸 1
min, 共 35个循环, 72℃延伸 10 min。
1.2.4 产物检测 扩增产物加 20%上样缓冲液
(98%甲酰胺 49 mL, 10 mmol L−1 EDTA l mL, 0.025%
溴酚蓝 0.125 g, 0.025%二甲苯青 0.125 g), 采用 6%
聚丙烯酰胺变性凝胶电泳分离条带, 银染检测[20]。
1.3 数据统计与分析
每对SSR 引物检测1个位点, 视每条多态性带为
1个等位基因, 有带时赋值为“1”, 无带时赋值为“0”。
根据不同分析软件对SSR数据的格式要求将条带数据
转换为基因型数据。(1) 用 Popgene1.32软件[21]完成参
试居群的有效等位基因数(Ae)、香农指数(I)、预期杂
合度 (He)、实际杂合度 (Ho)等参数的计算 ; 用
Microsoft Excel统计各居群内特有等位变异数(Sa); 用
SPSS11.0 软件完成参试群体遗传多样性差异显著性
比较。(2) 用 SSR标记数据和 Structure Version 2.2软
件[22-24], 及基于模型的聚类方法分析参试野生稻的基
因型, 对参试野生稻的遗传结构进行预测。预设 K 值
为 1~15, 将MCMC (Markov Chain Monte Carlo)开始
第 8期 王家祥等: 中国普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)原生境保护与未保护居群的遗传多样性比较

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时的不作数迭代(length of burn-in period)设为 100 000
次, 将不作数迭代后的MCMC迭代设为 10 000次, 根
据 Evanno等[25]报道的方法推断出材料的类群数。
2 结果与分析
2.1 原生境保护与未保护普通野生稻 SSR 位点
多样性比较
以 Ae、I、He 作为评价普通野生稻遗传多样性
的主要参数(表 2)。保护居群 24个位点的平均 Ae为
5.98, 平均 I 为 1.90, 均大于未保护居群在 24 个位
点的平均 Ae (5.85)和 I (1.86)值, 但保护居群在 24
个位点的平均 He 为 0.79, 小于未保护居群 He 值
(0.80)。对保护居群与未保护居群在各个 SSR 位点
的 Ae、He 值分别做折线图(图 1 和图 2), 发现两种
类群在 24个位点上呈现较为一致的变化规律, 无法
明确区分大小关系。对 SSR位点的 Ae、I、He进行
显著性检验, 两个类群在各位点上遗传多样性参数
的差异不显著。选取的 15个未保护居群可以较全面
地代表中国普通野生稻的遗传多样性水平, 所用的
24对 SSR引物均匀分布于水稻全基因组, 未保护居
群与保护居群在 24 个 SSR 位点上的遗传多样性水
平差异不显著, 可以初步认为已建立的 15个普通野
生稻原生境保护点的遗传多样性基本上能够代表中
国普通野生稻的遗传多样性水平。

表 2 普通野生稻保护居群及未保护居群不同位点的遗传参数
Table 2 Genetic parameters at different SSR loci in 30 populations of Oryza rufipogon
有效等位基因数 Ae 香农指数 I 预期杂合度 He 位点
Locus 原生境 CP 未保护 NCP 原生境 CP 未保护 NCP 原生境 CP 未保护 NCP
RM240 6.12 7.80 2.10 2.22 0.84 0.87
RM282 4.40 5.29 1.74 1.83 0.77 0.81
RM250 7.06 7.43 2.16 2.13 0.86 0.87
RM7 6.08 4.88 1.97 1.74 0.84 0.80
RM252 6.46 7.66 1.99 2.16 0.85 0.87
RM280 5.81 4.94 2.00 1.86 0.83 0.80
RM289 7.88 6.93 2.30 2.17 0.87 0.86
RM276 9.48 10.48 2.44 2.49 0.90 0.91
RM345 2.98 2.17 1.37 1.11 0.67 0.54
RM234 6.10 6.60 1.97 1.95 0.84 0.85
RM212 4.75 3.45 1.76 1.37 0.79 0.71
RM129 2.53 2.80 1.20 1.27 0.61 0.64
RM229 8.49 8.65 2.35 2.38 0.88 0.89
RM146 1.95 2.90 0.90 1.16 0.49 0.66
RM287 8.58 6.18 2.34 2.14 0.88 0.84
RM125 3.70 3.96 1.52 1.56 0.73 0.75
RM152 2.75 3.00 1.26 1.34 0.64 0.67
RM264 9.53 6.56 2.34 2.04 0.90 0.85
RM201 5.67 5.14 1.96 1.81 0.82 0.81
RM244 3.03 3.13 1.40 1.28 0.67 0.68
RM257 11.49 9.35 2.60 2.42 0.91 0.89
RM216 4.55 6.79 1.85 2.06 0.78 0.85
RM17 8.05 8.17 2.23 2.25 0.88 0.88
RM247 5.97 6.05 1.98 1.97 0.83 0.84
平均 Mean 5.98 5.85 1.90 1.86 0.79 0.80
CP: in-situ conserved populations; NCP: non-conserved population; Ae: effective number of alleles per locus;
He: average expected heterozygosity; I: Shannon’s information index.
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图 1 普通野生稻保护居群及未保护居群各 SSR位点上有效等
位基因数的比较
Fig. 1 Comparison of Ae at different SSR loci between in-situ
conserved and non-conserved populations

图 2 普通野生稻保护居群及未保护居群各 SSR位点预期杂合
度比较
Fig. 2 Comparison of He at different SSR loci between in-situ
conserved and non-conserved populations

2.2 原生境保护与未保护普通野生稻居群的遗
传多样性比较
30个普通野生稻居群之间的遗传多样性有较大
差异(表 3)。保护居群中 Ae、I、He最高的是广西桂
林居群 , 其次为广东高州居群 , 海南的 4个保护居
群也普遍较高, 最小的是云南景洪居群。在未保护
居群中, Ae、I、He最高的是广西福绵居群, 该居群
的遗传多样性参数也是 30个参试居群中最高的。进
一步对保护居群与未保护居群间的 I、He 进行独立
样本 t 检验, 保护居群与未保护居群对所比较遗传
多样性参数的差异不显著, 结合前面对 24个 SSR位
点的遗传多样性参数分析, 进一步说明我国已建的
15个普通野生稻原生境保护点的遗传多样性基本上
能够代表中国普通野生稻的遗传多样性水平。
以单个居群为单位统计特有等位变异 Sa, 发现
每个居群中含有的特有等位变异数量都较少, 可能
是由于参试居群数目多达 30个, 而单个居群相对其
他 29个居群所特有的等位基因数目相对变少。其中
特有等位变异数目最多的是福建漳浦居群, 其次为
广西桂林、广西兴宾、广西武宣和湖南茶陵等居群。
以保护居群和未保护居群作为两个独立类群统计 Sa,
发现保护居群的 Sa 为 40 个, 是未保护居群的两倍,
说明已建的 15 个普通野生稻原生境保护点保护了
相对较多的特有等位变异, 这些已保护居群具有较
高的价值。
2.3 各省原生境保护与未保护普通野生稻的遗
传多样性比较
为了解各省内普通野生稻保护居群的代表性 ,
表 4 列出了广东、广西和海南 3 省保护居群和未保
护居群的遗传多样性参数。可以看出, 海南保护居
群的 I和 He值高于未保护居群, 说明海南已进行原
生境保护的普通野生稻居群对全省普通野生稻遗传
多样性具有代表性, 而广东和广西保护居群的遗传
多样性水平低于未保护居群, 其保护居群对全省野
生稻遗传多样性的代表性不足, 其主要原因可能是
广东、广西普通野生稻居群较多, 而已保护的居群
相对较少 , 特别是广东 , 目前仅建立了 1个原生境
保护点, 保护的居群数量明显偏少。
2.4 普通野生稻居群遗传结构分析
采用 SSR标记数据, 利用 Structure 2.2.3软件对
784份参试材料进行群体遗传结构分析, K值预设为
1~15, 根据 Evanno 等[25]报道的方法推断出材料的
类群数。当 K=2及 K=6时, 参试材料中有稳定的类
群出现(图 3和图 4)。图中横坐标表示个体所在居群
(位置排序与表1 对应), 纵坐标表示划分到相应类群
的几率。
图 3所示, 当 K=2时可将海南省的 7个居群和
与大部分大陆上的其他居群的野生稻分开, 说明地
理隔离是决定中国普通野生稻类群划分的主要因素;
而广西扶绥和广东恩平两个居群与海南居群划分在
一起, 可能由于该地区具有特殊的生境或者该地野
生稻与海南野生稻起源于同一祖先, 需要做进一步
的调查研究。
图 4 所示 K=6 时的遗传结构, 在 6 个类群中,
只有绿色类群(包含 GX1、GX3、GX4、GD2、GD4、
第 8期 王家祥等: 中国普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)原生境保护与未保护居群的遗传多样性比较

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表 3 普通野生稻 30个居群遗传多样性统计参数
Table 3 Statistics of genetic diversity of 30 populations based on 24 microsatellite loci
居群代号 有效等位基因数 香农指数 实际杂合度 预期杂合度 特有等位变异
Population Ae I Ho He Sa
HNC 1.78 0.61 0.59 0.36 0
HNQ 1.91 0.68 0.54 0.40 1
HNZ 2.07 0.88 0.58 0.47 0
HNW 1.95 0.72 0.37 0.43 2
GXG 2.93 1.11 0.51 0.60 5
GXW 2.10 0.80 0.39 0.43 3
GXY 2.42 0.93 0.59 0.52 0
GXL 2.78 1.07 0.45 0.54 4
JXD 2.15 0.80 0.36 0.47 1
JY 2.01 0.73 0.28 0.45 0
FJZ 1.74 0.54 0.39 0.35 6
YNY 1.18 0.16 0.10 0.11 1
YNJ 1.64 0.45 0.62 0.33 1
GDG 2.37 0.90 0.57 0.53 0
CL 2.01 0.77 0.34 0.43 3
HN1 1.63 0.43 0.63 0.34 0
HN2 1.88 0.73 0.38 0.41 0
HN3 2.17 0.92 0.48 0.49 2
GX1 2.53 0.92 0.62 0.56 0
GX2 2.17 0.82 0.53 0.45 1
GX3 2.38 0.87 0.39 0.49 1
GX4 2.98 1.17 0.70 0.64 1
GX5 1.80 0.60 0.63 0.38 3
GX6 2.22 0.85 0.45 0.48 0
GD1 2.58 0.91 0.66 0.57 0
GD2 2.54 0.97 0.56 0.54 0
GD3 1.72 0.54 0.57 0.36 0
GD4 1.71 0.62 0.44 0.36 0
GD5 1.42 0.30 0.42 0.23 0
GD6 1.42 0.29 0.42 0.23 0
CP 5.98 1.90 0.46 0.79 40
NCP 5.85 1.86 0.53 0.80 20
Ae: the effective number of alleles per locus; He: average expected heterozygosity; I: Shannon’s information index;
Ho: average observed heterozygosity; Sa: specific alleles; CP: in-situ conserved populations; NCP: non-conserved populations.

表 4 各省保护与未保护普通野生稻居群的遗传多样性比较
Table 4 Comparison of genetic diversity between conserved and non-conserved populations in each province
居群 Population 有效等为基因数 Ae 香农指数 I 实际杂合度 Ho 预期杂合度 He
海南保护 in-situ conserved population in Hainan 3.88 1.44 0.52 0.69
海南未保护 Non-conserved population in Hainan 2.93 1.19 0.61 0.60
广西保护 in-situ conserved population in Guangxi 4.09 1.57 0.48 0.72
广西未保护 Non-conserved population in Hainan 5.12 1.72 0.55 0.76
广东保护 in-situ conserved population in Guangdong 2.36 0.89 0.57 0.53
广东未保护 Non-conserved population in Guangdong 4.02 1.51 0.52 0.72
Ae: effective number of alleles per locus; I: Shannon’s information index; Ho: average observed heterozygosity; He: average expected
heterozygosity.
1480 作 物 学 报 第 35卷


图 3 以 Structure分析推断中国普通野生稻在 K=2时的遗传结构
Fig. 3 Clusters inferred by Structure analysis (K=2)

图 4 以 Structure分析推断中国普通野生稻在 K=6时的遗传结构
Fig. 4 Clusters inferred by Structure analysis (K=6)

GD5 和 GD6)中没有原生境保护的居群, 而这一类
群的居群主要集中在广东和广西, 进一步说明该地
区的普通野生稻原生境保护数量不足, 需要继续进
行原生境保护。
3 讨论
3.1 中国普通野生稻原生境保护点的选择具有
合理性
研究表明中国普通野生稻原生境保护居群具有
较高的遗传多样性。原生境保护居群和未保护居群
在位点及居群水平上的遗传多样性差异不显著, 已
经建立的 15 个原生境保护点内的普通野生稻基本
上能够代表中国普通野生稻的遗传多样性状况。本
研究还发现原生境保护居群的特有等位变异数远大
于未保护居群, 对应 Sa较高的保护居群的地理信息,
发现湖南茶陵、福建漳浦距离普通野生稻广泛分布
的地区较远, 地理隔离明显, 因此产生或保留了较
多的特有等位变异; 而广西兴宾、武宣地处北回归
线附近, 属于热带与北温带的分界线, 李亚非等[26]
认为该气候类型过渡地区的普通野生稻具有丰富的
变异类型, 保护居群保存了较多的等位变异。前人
对我国不同地区普通野生稻的生理特征、生长习性以
及居群的遗传多样性状况等做了大量细致的研究, 揭
示了中国普通野生稻的典型类型, 例如世界上分布最
北的普通野生稻居群江西东乡居群, 北回归线附近的
广西来宾居群, 目前发现海拔最高(780 m)的云南元江
居群, 具有白芒、红芒及其他一些特殊性状的云南景
洪居群, 我国大陆最东部的福建漳浦保护居群, 广东
省普通野生稻分布面积最大的高州居群, 处在热带海
洋气候带对研究海岛居群与大陆居群遗传进化关系有
重要意义的海南居群等[26-31]。我国已建立的 15个原
生境保护点基本上涵盖了上述典型类型, 中国普通
野生稻原生境保护居群具有典型性的特点。上述对
原生境保护居群特点的归纳及论述表明 15个普通
野生稻原生境保护点的选择是合理的。
3.2 中国普通野生稻原生境保护点建设应以广
西南部和广东为主
对普通野生稻广泛分布的广东、广西和海南的
研究发现 , 海南已进行原生境保护的 4个普通野生
稻居群代表了全省普通野生稻的遗传多样性状况 ,
而广东和广西保护居群的遗传多样性水平稍低于未
保护居群。对我国普通野生稻进行遗传结构分析时
也发现, 属于广东和广西南部的类群中没有原生境
保护居群, 特别是广东是我国普通野生稻的主要分
布区之一, 据 1978 至 1982 年进行的野生稻普查结
果, 广东 42个县(市)有普通野生稻[32], 然而伴随着
当地社会经济的迅速发展和工业化水平的提高, 野
生稻生存环境受到严重的破坏, 高立志等[33]通过对
广东 15 个县(市)的 17 个曾记载的分布点进行调查,
发现其中 13 个分布点已消失, 消失率为 76.5%。截
至 2007年底, 该省仅在高州普通野生稻分布区建立
了一个原生境保护点, 尚有大量的濒危居群亟待保
护。因此, 对于下一步开展的普通野生稻原生境保
护点建设应以上述地区为主。
4 结论
原生境保护的普通野生稻居群基本上能够代表
中国普通野生稻的遗传多样性, 并且保护了较多的
等位基因; 15个保护居群基本涵盖了我国普通野生
稻的典型地理类型。说明中国普通野生稻原生境保
护点选择是科学合理的。建议下一步开展的普通野
生稻原生境保护点建设应以广西南部及广东为主。


第 8期 王家祥等: 中国普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)原生境保护与未保护居群的遗传多样性比较

1481


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