全 文 ：水杉栽培居群的遗传多样性研究!
史全芬，杨 佳，李晓东，李新伟，李建强!!
（中国科学院武汉植物园，湖北 武汉 !##$!）
摘要：利用 %&’(技术，对 )个水杉（!#$%&’()$ *+,-#(%#.(/()0%）栽培居群的遗传多样性进
行了初步研究。用 *# +,的随机引物 *-条，共扩增出 *#个位点，其中 $个为多态位点，占
./)01。各居群的多态位点百分率在 *-/.#1 2 /#*1之间。’3’4565 789:;<= */*软件处理结果
如下：居群的>?@==<=’:信息指数为 #/*)#。遗传距离在 #/#*#2 #/#-.#之间，遗传一致度在 #/)$#
2#/)A$*之间。&B3C&分析结果显示遗传变异主要存在于居群内，占 A)/#.1，居群之间有一定
的分化。上述结果表明水杉栽培居群的遗传多样性略低于自然居群，涵盖了自然居群近 A#1的遗
传多样性。由此可以确认栽培水杉的种源是经过混合的，它们在相当程度上代表了自然居群的遗
传多样性水平。采自潜江的 )株丛枝水杉（!#$%&’()$ *+,-#(%#.(/()0% 7@9/ 1$%-)#(%$）没有扩增出特
有位点，将其视为一个居群根据遗传一致度作 D’4B&聚类分析时，该居群和湖北的 个居群及
南京（6E）、成都（F(）居群聚在一起；单株聚类时丛枝水杉也没有聚成独立的一支，而是比较
分散，因此不支持将丛枝水杉作为水杉的一个变种的分类处理。从亲缘关系上看，丛枝水杉应当
归属于湖北潜江蚌湖种子园（GH）和湖北潜江广华（4H）居群，这与其分布现状也是吻合的。
关键词：水杉；丛枝水杉；栽培居群；遗传多样性；%&’(分析
中图分类号：I )! 文献标识码：& 文章编号：#0.J0$##（0##.）#!J #!#J*#
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云 南 植 物 研 究 0##.，78（!）：!# 2 !*0
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!! 通信作者：&L\?<9 W<9 Y<998:,<=T8=Y8] 5 J U@;V：a;@=b;@=RVc?<\U@;V/ Y
作者简介：史全芬（*)$AJ）女，硕士研究生，主要从事生物多样性研究。
基金项目：国家重点基础研究发展规划（)$）项目（40####!-A#-）、中国科学院方向性项目（d>FQ0M>SM*#!）
和中国科学院武汉植物园创新工程基金的资助项目（#.#.*0）
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水杉（!#$%&’()$ *+,-#(%#.(/()0%）是我国特有的“活化石”植物，隶属于杉科（-#<7
*1*!0/!/），水杉属（!#$%&’()$）。水杉的发现是 O9世纪植物学界的一件大事。PKQP 年日
本学者根据化石建立了水杉属（F*R*，PKQP），同时认定这类化石植物在地球上已经不复
存在。PKQ8年我国植物学家发表了活化石植物水杉，引起植物学界的巨大轰动（B’ !$1
I./$%，PKQ8；B’，PKQ8）。水杉起源于第三纪前，在第三纪有着广域分布（胡先 ，PKSQ；
于永福，PKKS），但现今仅自然孑遗分布于湖北、湖南和重庆（原四川省东部）三省市交界
的狭窄区域（B’，PKQ8；I.!$/4，PKQ8；B’，PK89；李作洲等，O99T；李晓东等，O99T）。自
从 PKQ8年水杉的种子首次被邮寄到美国波士顿（F/33*((，PKQ8），经过 S9多年人工繁殖和引
种，水杉现已遍及我国 OS个省、市、区和世界 S9多个国家和地区，并显示出极强的适应性
（林协，PKUV；王希群等，O99Q；;!)#.，PKKK；W’+/3，PKKK）。由于人类的迁地保育，水杉
目前已经超出了其原来的分布区范围，这是否表明人类已经成功地完成了对水杉的保护？
要回答这个问题就有必要对这些栽培水杉的遗传多样性进行研究，看其是否涵盖了其自然
孑遗居群的遗传多样性，其进化潜力到底如何？另外，由于偏重某些性状特征，人工栽培
会不会引起栽培居群的遗传多样性降低（F*((/3 !$1 -!$R+(/4，PKK9；X*(1/等，PKKO）？
植物的成功保育，在于保育物种的基因库，保育其最大的遗传多样性，以提供物种应
对环境变迁的持续进化潜力（Y3*R++#$等，PKKS）。自水杉被发现以来，植物学家已经对水
杉作了大量的研究和保护繁育工作，早期的研究大都集中在其分类学、生态学、形态学、
细胞学和胚胎发育等方面（B’，PKQ8；;)/==*$+，PKQ8；郑万钧和曲仲湘，PKQK；I.’ !$1
I##&/3，PKS9；斯行健，PKSP；王伏雄和钱南芬，PKVQ；Z’((*$%，PKUV；M!3).#(#/6 等，
PK8T；李林初，PK8V；李建华和班继德，PK8K）。随着分子生物学和计算机科学的发展，
分子标记技术被越来越广泛地应用于濒危生物的遗传多样性研究中，已经有一些关于水杉
遗传多样性的报道（张文英和李明鹤，PKKQ；W’+/3等，PKKU；李春香等，PKKK；李晓东
等，O99T；李作洲等，O99T；I./$等，O99T），但这些研究主要是针对水杉的孑遗自然居
Q9Q 云 南 植 物 研 究 OU卷
群，有的只包括了少量的栽培样本；!#$%等（&’’(）只分析了两个迁地保护居群，对中
国大面积水杉栽培居群的遗传多样性的系统研究还未见报道。
此外，水杉的变种丛枝水杉（!#$%&’()$ *+,-#(%#.(/()0% )*%+ 1$%-)#(%$）已经发表 ,-年
（龙耀华和吴越，&’./），尽管中国植物志英文版已经对该变种作了归并处理（0 等，
&’’’），但其分类地位仍然存在疑问。
本研究利用 1234技术，对水杉 ’个栽培居群和一个美国样本共 &/’个样本进行遗传多样
性分析，目的在于：&）采用 1234分子标记方法来揭示水杉栽培居群的遗传多样性水平，为水
杉的进一步引种栽培和保护提供科学依据；,）利用 1234资料为归并丛枝水杉提供佐证。
! 材料和方法
!! 材料
实验材料采集于 ,--5年 5 6 /月，水杉的 ’个居群和样本数分别为：湖北潜江蚌湖种子园（78）&/
株（含 9株丛枝水杉）；湖北潜江广华（:8）&/株（含 /株丛枝水杉）；湖北潜江林科所（;!<）5,株；
南京（=>）&(株；北京（7>）’株；上海（<8）.株；昆明（!?）’株；武汉（@8）5(株；成都（A4）
.株；外加美国（B<2）&株。取幼嫩的水杉叶片，用硅胶干燥后保存用于提取 4=2。
!# 水杉基因组 $%&的提取和检测
取硅胶干燥的幼嫩的新鲜叶片材料，加入液氮研磨后，按 1CD$%# *EF 7$EFGHI（&’.9）的 AJ27改良法
提取植物基因组总 4=2。按 2#K$L等（&’.(）的方法，采用 1=*#$ 2消化除去 1=2。样品 4=2用 -+& M
JN溶解后用紫外分光光度计（NOO$EFC%P 7GCOICQCR$Q$% :$%R*ES）和 -+.T的琼脂糖凝胶电泳（7GC124电泳
仪上进行）检测其质量。结果显示：用于扩增的 &/’个样品 4=2的 U4,V-W,.-值均在 &+V- 6 &+’-之间；
电泳图谱亦显示各样品 4=2质量较好。
!’ 引物的选用
采用前人筛选出的 &V条引物用于全部水杉 4=2样品的扩增（李晓东等，,--5），引物的编号分别
为：U32-(、U37-/、U37-V、U37&-、U37&9、U30-,、U30-5、U30-9、U3:-5、U3:-V、U3:-’、U3:&5、
U3:&V、U3:&.、U3!&,、U3J,-，引物的序列如表 &。引物由上海博亚生物技术有限公司合成。
表 ! 各条引物序列、扩增位点、多态位点、多态位点百分率与扩增片段大小情况
J*KL$ & 3%GR$%#，#$X$EH$#，*ROLGPGH*QGCE LCHG，OCLSRC%OIGH LCHG，O$%H$EQ*D$ CP OCLSRC%OIGH LCHG *EF L$EDQI CP P%*DR$EQ#
引物 序列（9Y 6 5Y） 总位点数 多态位点数 多态位点百分率 片段大小
3%GR$%# <$X$EH$# JCQ*L LCHG 3CLSRC%OIGH LCHG 33;（T） ;$EDQI CP P%*DR$EQ#（KO）
U32-( :222A:::J: . / 9-+-- /’9Z&(--
U37-/ ::2AJ::2:J 9 5 V-+-- V5-Z&V--
U37-V J:AJAJ:AAA , - -+-- ’(-Z&-V-
U37&- AJ:AJ:::2A ’ ’ &--+-- (--Z,,--
U37&9 ::2:::J:JJ ( / 9(+&/ 9.-Z&’--
U30-, :2::2JAAAJ 5 - -+-- 99-Z&&//
U30-5 AAJ:2JA2AA ’ 9 99+9V .--Z,&/-
U30-9 AA:22JJAAA . - -+-- V.-Z&’--
U3:-5 :2:AAAJAA2 / - -+-- (9-Z&(9-
U3:-V :J:AAJ22AA . - -+-- (,-Z,&--
U3:-’ AJ:2A:JA2A . / 9-+-- 9.-Z,5--
U3:&5 AJAJAA:AA2 ( 5 /,+.V /9-Z,/--
U3:&V 2:A:JAAJAA ’ / //+// 9(9Z,/--
U3:&. ::AJA2J:J: V & &V+V( 9.-Z&5.-
U3!&, J::AAAJA2A / - -+-- ’’-Z&59-
U3J,- :2AA22J:AA V - -+-- V,-Z,9--
9-//期 史全芬等：水杉栽培居群的遗传多样性研究
!# $%&扩增及产物检测
用 !条 !# $%的引物对全部的 &’(样品进行 )*+扩增。基因组 &’(根据所测浓度稀释至 !# ,-.!/作
为模板。反应总体积为 01!/，其中 !# 2 )*+ 345567 081!/，0 99:/.; <’=)> ?@2081!/，?-*/0（01 99:/.;）
081!/，=AB &’( ):/C967A>6（1!.!/）#80!/，)7@967（!1 ,-.!/）!!/，模板 &’(（!# ,-.!/）D!/，灭菌双蒸水
!D8D!/。本反应体系中除引物外，其余试剂均为 ?3E F6796,GA>公司产品。扩增反应在 H%%6,<675 (I仪上
进行。每次设一阴性对照（使用同体积的灭菌双蒸水代替体系中的 &’(模板）检测是否存在污染。扩增
程序为：JKL预变性 0 9@,，接 K#个循环，每个循环 JKL D# >，D1L # >，M0L J# >，再接 M0L 1 9@,，然
后反应终止在 KL。
扩增产物检测：扩增产物采用 0N琼脂糖（O%A@,）凝胶电泳，以 I6,6+4/67=? !## $% &’( ;A<<67 )/4>
（分子量 !## P D ### $%，?3E F6796,GA>公司产品）作为相对分子量标准。电泳缓冲液为 ! 2 =3H，在 3@:Q
+(&电泳仪上进行，D R.S9（!0# R）恒定电压下电泳 D T，H3（!!-.9/）染色 ! T，双蒸水中脱色 ! T，用
(/%TA E,,:G6ST照相，并及时在照片上标明引物号、样品编号以及日期，妥善保存。
!’ 数据分析
为了保证结果的稳定性，每次扩增重复 0 P D次，清晰、重复性良好的带用于最终的数据分析。根
据 I6,6+4/67=? !## $% &’( ;A<<67 )/4>指示的标准分子量，对照反应产物在琼脂糖凝胶上的位置，估计扩
增产物的分子量的大小，依据统一的标准，有带的记为 !，无带的记为 #，生成 #.!矩阵图。用 )U)IH’I
V67>@:, !8D!软件（F7A,S@> A,< WA,-，!JJJ）计算多态位点百分率、OTA,,:,’>信息指数以及遗传一致度和
遗传距离。利用 +()&数据和 (?UR(Q)+H)（?@//67，!JJX）进行居群的分子方差分析（(,A/C>@> :5 ?:/6S4Q
/A7 RA7@A,S6 (?UR(，H2S:55@67等，!JJ0）。用 ’=OWO%S V67>@:, 08!（+:T/5，0###）做居群和单株的聚类分析。
由于美国的样本只有一个，数目太少，故在做居群分析时未将其列入。
表 ( 水杉 )个栽培居群的遗传变异
=A$/6 0 I6,6G@S VA7@AG@:, :5 ,@,6 S4/G@VAG6< %:%4/AG@:,> :5
!#$%&’()$ *+,-#(%#.(/()0%
居群 个体数 多态位点数 多态位点 OTA,,:,’>Q
):%4/AG@:, ’:8 :5 ’:8 :5 百分率 指数 E
OA9%/6> ):/C9:7%T@S /:S@ ));（N）
3Y !K 0K 0D8D# #8!DJM
IY !K 0X 0M8!X #8!0!
;ZO D0 DD D08#K #8!XDK
’[ !M 0J 0X8! #8!M0J
3[ J 0! 0#8DJ #8!!J
OY X !M !81# #8#J0M
Z? J !X !M8KX #8!#X0
\Y DM DK DD8#! #8!X#M
*Y X 0K 0D8D# #8!K#!
=:GA/ !KX DM D18J0 #8!JD#
! E ] OTA,,:,’> E,5:79AG@:, @,<62［;6^:,G@,（!JM0）］
( 结果与分析
(! 栽培水杉的 &*$+遗传多样性
用 ! 条 !# $% 的引物对水杉的 J
个栽培居群和美国的 ! 个样本共 !KJ
个样本进行 +()& 扩增，共得到稳定
的带 !#D 条，其中多态性的带 DM 条，
多态位点百分率为 D18J0N。不同引物
扩增的片段数目不等，其中 U)3!# 扩
增得到的片段最多，为 !# 条，U)3#
最少，为 0 条，平均为 8K 条。OTA,Q
,:,’> 信息指数 E ] #8!JD#。居群的多
态位点百分率在 !81#N P DD8#!N之
间，多态位点百分率最高的是武汉
（\Y）居群（DD8#!N），最低的是上海（OY）居群（!81#N）。OTA,,:,’> 信息指数在
#8!XDK P #8#J0M 之间。值得一提的是，武汉（\Y）居群的多态位点百分率最高
（DD8#!N），但它的OTA,,:,’>信息指数略低于潜江林科所（;ZO）居群。除去这两个居群，
其他居群的OTA,,:,’> 信息指数的大小与各居群多态位点百分率的大小趋势一致。南京
（’[）和潜江蚌湖种子园（3Y）居群的多态位点百分率一样，都为 0D8D#N，但都是南京
（’[）的OTA,,:,’>信息指数稍微高一些。
#K 云 南 植 物 研 究 0M卷
图 ! 引物 #$%&对北京（’’ ( &)）、昆明（&* ( !%+）、武汉（!%) ( !%&）居群样品的 ,-#.扩增谱带
/012 ! ,-#. 34567 89 !#$%&’()$ *+,-#(%#.(/()0% :;（’’<&)），=>（&*G0DH AI0EFI #$%&2 > G47 DHF E4IJFI C43FC051 DHF CF51DH 89 DHF 9I41EF5D7（C466FI：K%%
->M-分析结果显示，在总的遗传变异中有 !%N&+O的变异发生在居群间，有
’&N%+O的变异发生在居群内，居群间和居群内变异均极显著（1 P %N%%!）（表 L）。居群
遗传分化分析表明，水杉栽培居群间已经具有一定程度的遗传分化。
表 # 水杉栽培居群内和居群间分子变异的 $%&’$分析结果
Q43CF L -54CR707 89 E8CFSBC4I T4I045SF（->M-）G0DH05U4E851 !#$%&’()$ *+,-#(%#.(/()0% A8ABC4D0857
变异来源 自由度 平方和 平均平方值 方差 占总方差百分比 1值
V8BISF T4I04D085 6N 9 2 VV. >V. M4I045SF #FISF5D41F 89 D8D4C 1WM4CBF
S8EA85F5D T4I045SF（O）
-E851 A8ABC4D0857 ’ !%’N’’!K !LN)!% %N+*X! !%N&+ P %N%%!
?0DH05 A8ABC4D085 !L& )K)N)’)X KN)+X KN)+XK ’&N%+ P %N%%!
Q8D4C !K* *++N+)*)
6N 9 2：6F1IFF 89 9IFF68E；VV.：VBE 89 7YB4IF7；>V.：>F45 7YB4IF72 QHF 1 T4CBF G47 F7D0E4DF6 3R S8EA87051 &&&& AFEBD4D0857
!# 遗传距离与遗传一致度
ZF0’7遗传一致度（ 2）和遗传距离（3）反映了居群之间的遗传分化程度（ZF0，
!&*’）。水杉栽培居群间遗传一致度（ 2）和遗传距离（3）见表 K。由表 K可知， 2 值的变
化范围在 %N&L*% ( %N&’*!之间，3 值的变化范围在 %N%!L% ( %N%)+% 之间，潜江广华水杉
园（$@）与潜江林科所（[=V）居群之间的 2 值最大（%N&’*!），潜江蚌湖种子园（:@）
与上海（V@）居群之间的 2 值最小（%N&L*%）。其中，昆明（=>）和北京（:;）居群之间
的遗传距离与武汉（?@）和上海（V@）居群之间的遗传距离同为 %N%K)!，相应的遗传一致
度分别为 %N&+K&和 %N&++%，相差 %N%%%!；潜江广华水杉园（$@）和上海（V@）居群之间的
遗传一致度与昆明（=>）与上海（V@）居群的遗传一致度同为 %N&KK&，相应的遗传距离分
别为 %N%+))和 %N%+)*，相差也仅为 %N%%%!。此分析结果表明：&个栽培水杉居群的遗传一
致度较高，说明栽培水杉居群之间具有较大的遗传相似性，但也有一定的遗传分化。
!( 聚类分析
*%KK期 史全芬等：水杉栽培居群的遗传多样性研究
表 ! #$’%遗传一致度（ !）（右上角）和遗传距离（）（左下角）
!#$% & ’%(’) *%+%,(- (.%+,(,/（ !）（#01% .(*0+$）+. *%+%,(- .(),+-%（）（#%$02 .(*0+$）
3045 67 87 9:; ’< 6< ;7 := >7 ?@
67 !!!! ABCDEE ABCDED ABCEC& ABCF&G ABCHDA ABCE&G ABCDEF ABCEDF
87 ABAIHD !!!! ABCJDG ABCDJJ ABCFI& ABC&&C ABCEGJ ABCJHF ABCJHA
9:; ABAIHE ABAGHA !!!! ABCJEJ ABCFDF ABCFJJ ABCDIG ABCJEC ABCJ&D
’< ABAHGG ABAIGF ABAGHH !!!! ABCFDC ABCFCE ABCFDI ABCJI& ABCD&&
6< ABA&DA ABA&JJ ABA&H& ABA&HA !!!! ABCFGA ABCF&C ABCEGG ABCHDJ
;7 ABAEFA ABAFEE ABA&IA ABA&GH ABAFAI !!!! ABC&&C ABCFFA ABCFGJ
:= ABAHEE ABAHCA ABAIJH ABA&HD ABA&EG ABAFED !!!! ABCEIJ ABC&C&
>7 ABAIHJ ABAGEE ABAGHG ABAGDD ABAHCD ABA&EG ABAHDC !!!! ABCDEH
?@ ABAHHG ABAGDG ABAGF& ABAIFC ABAE&H ABA&C& ABAFGC ABAI&A !!!!
IB&BG 居群聚类 按照采集地点划分的 C个居群的聚类结果（图 I）显示：整个湖北地区、
南京（’<）和成都（?@）聚为一大支。湖北广华（87）居群和湖北林科所（9:;）居群优先
聚类，其次是湖北武汉（>7）居群，再次是南京（’<）和成都（?@），而潜江蚌湖种子园
（67）虽然同广华（87）和林科所（9:;）居群同域，却聚在南京（’<）和成都（?@）之
后，说明南京（’<）和成都（?@）居群在来源上更接近广华（87）和林科所（9:;）居群。
将 C个丛枝水杉样本作为一个居群（?K），再进行聚类分析，结果如图 H。
图 I 栽培水杉居群间’%(’)遗传一致度的 L38=M聚类图
N(*5 I L38=M .%+.O0*OP Q0O +(+% 404R$,(0+) 0Q #$%&’$()*+&
,-./%*’%0*1*+2$’ #)%. 0+ ’%(’) *%+%,(- (.%+,(,/
图 H 栽培水杉居群间’%(’)遗传一致度的 L38=M聚类图
N(*5 H L38=M .%+.O0*OP Q0O ,%+ 404R$,(0+) 0Q #$%&’$()*+&
,-./%*’%0*1*+2$’ #)%. 0+ ’%(’) *%+%,(- (.%+,(,/
整个居群的聚类关系和没有将丛枝水杉单列为一居群的结果非常相似，整个湖北居群
和南京（’<）、成都（?@）居群仍然聚为一大支，丛枝水杉并没有聚得最远。M=STM结
果显示，居群内的变异为 JCBIJU，和前述的 JCBAFU非常接近。
IB&BI 单株聚类 把丛枝水杉作为一个居群，从每个居群取 J V GA个样进行遗传距离的聚
类分析。单株聚类结果（图 &）表明：没有一个居群的样本是全部聚在一起的，而是聚得
比较混杂。丛枝水杉的 C 个样本分别来自湖北潜江蚌湖种子园（67）和湖北潜江广华
（87）居群，单株聚类结果显示出它们之间的近缘关系。例如丛枝水杉个体（JI）与湖北
潜江蚌湖种子园（67）的个体（H，E）聚在一起；丛枝水杉个体（JH，J&）与湖北潜江蚌
湖种子园（67）的个体（F）聚在一起；丛枝水杉个体（JF，JE）与湖北潜江蚌湖种子园
（67）的个体（D，J）聚在一起，然后再与丛枝水杉个体（JC，CA）聚在一起；丛枝水杉
个体（JD）与湖北潜江广华（87）的个体（GJ）聚在一起。
JA& 云 南 植 物 研 究 ID卷
图 ! 栽培水杉遗传距离的 #$%&聚类图
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34!!期 史全芬等：水杉栽培居群的遗传多样性研究
! 分析与讨论
!# 栽培水杉的遗传多样性和保护
遗传多样性是生物多样性的核心，保护生物多样性最终是要保护其遗传多样性，因为
一个物种的稳定性和进化潜力依赖其遗传多样性，而物种的经济和生态价值也依赖其特有
的基因组成（王洪新和胡志昂，!#）。水杉已经有 $%多年的栽培历史，其现在的分布区
域已经超出其天然的分布范围，这是由于人类的干预，一个濒临绝灭的植物物种迅速恢复
和扩大其分布区域的成功案例。由于缺少对于水杉栽培居群遗传多样性水平的分子证据，
还不能作出人类已经成功地完成了水杉的迁地保育的结论。本实验结果显示栽培水杉居群
总的多态位点百分率（&&’）为 ($)*，略低于自然居群的 &&’值 (+)#（李晓东等，*%%(）。
这与我们最近完成的水杉自然居群与栽培居群在等位酶水平揭示出的总的多态位点百分率
的值非常接近，前者的 &&’值为 (+)#，后者为 (()!$（李晓东等，*%%$）。上述研究结果
表明水杉栽培居群的遗传多样性水平与自然居群较为接近，平均相差约 ,个百分点，覆盖
了 +%-水杉自然居群的遗传多样性水平。单株聚类结果显示各个居群的样本聚得比较混
杂。由此，可以确认栽培水杉的种源是经过混合的，它们在相当程度上代表了自然居群的
遗传多样性水平。在 $%多年时间内，一个濒临灭绝的物种，经过人类的迁地保育，达到
目前已经超出其原有的分布区的范围的事实，也证实了人类对于水杉的迁地保育已经取得
了相当程度的成功，但距离成功地完成水杉的保育还有许多工作要做。
栽培水杉的遗传多样性低于孑遗居群，证明现在并没有对水杉母树进行了全面异地保
存。但通过调查，原生地水杉母树的生长现状令人担忧。由于受生长年限和自然以及人为因素
的影响，部分水杉母树的死亡在所难免，而每一母树的死亡将会使某些基因永远丧失。从 !++
. *%%%年的 !*年间，湖北利川已有 !%余株母树死亡（王希群和郭保香，*%%*）。李晓东等
（*%%(）建议在水杉的原生地湖北利川市小河或桂花，建立水杉基因库保护林，使现存原生母树
能够充分进行基因交流，最大限度的保存自然水杉的遗传多样性。据调查，现有水杉原生母树
*$,株。水杉扦插易成活，适应性强，因此利用无性繁殖的方式保存全部水杉原生母树的基因
是可能的。对于现有的栽培水杉居群，应开展广泛的遗传多样性研究，对于遗传多样性较低的
居群（如上海居群），尽快收集来源背景差异较大、遗传多样性较高的水杉自然居群（如利川
市小河或桂花居群）和栽培居群（如武汉和潜江林科所居群）的个体，补充进去，增加居群的
遗传多样性，提高其进化潜势。对于今后的引种栽培，应收集更多母树来源的种子进行混合育
苗，而生境和居群密度也应给予适当的考虑。李晓东（*%%*）通过对水杉原生生境调查发现生
境复杂，原生母树较多的居群的遗传多样性较高；张志勇和李德铢（*%%(）研究发现五针白皮
松生境较复杂的亚居群的遗传多样性也较高；汪小全等（!#）也提出生物的遗传变异水平往
往会随着生境的复杂化而有相应的提高。相比于小居群，大居群不易丢失遗传多样性而维持其
生态稳定（’/012，!++）。鉴于上述原因，引种栽培时应尽量选择适合水杉生存的、较为多样
化的复杂生境，合理增加其种植密度，以提高栽培居群的适应性，保持其遗传多样性。
!$ 丛枝水杉的分类地位
将 个丛枝水杉作为一个居群与其他 个居群聚类（图 *），可以看出这个居群并没有
单独聚成一支，其聚类结果与其分散在两个居群时非常相似，单株聚类也没有聚在一起而
是聚得比较混杂（图 ,）。整个聚类分析结果不能将丛枝水杉和水杉明显地区分开来，而
%!, 云 南 植 物 研 究 *3卷
在 !#扩增结果中也没有发现有特有位点产生，这显然与将丛枝水杉作为水杉的一个变
种的分类学处理不符。由此可以认定丛枝水杉是水杉在遭受到冻害、风害、虫害或其它自
然灾害而失去顶端优势后，促进了水杉侧生分生组织的生长和发育，而导致其形成大量丛
生枝条。所以，本研究结果，不支持将丛枝水杉作为水杉的一个变种的分类处理。丛枝水
杉的 $个样本分别来自湖北潜江蚌湖种子园（%&）和湖北潜江广华（’&）居群，单株聚
类结果显示出它们之间的近缘关系。例如丛枝水杉的 $个样本，均首先分别和湖北潜江蚌
湖种子园（%&）的样本和湖北潜江广华（’&）的样本聚在一起，而没有和其它 (个水杉
栽培居群的样本首先聚类。从亲缘关系上看，丛枝水杉应当归属于湖北潜江蚌湖种子园
（%&）和湖北潜江广华（’&）居群，这与其分布现状也是吻合的。
致谢 本实验在中国科学院武汉植物园植物保育遗传学重点开放实验室完成。实验中得到姜正旺、康明的帮助；
成文过程中得到刘义飞、许凤华、王英等同学的帮助；陈小勇博士、蔡清和王伟为本研究提供部分实验材料。
〔参 考 文 献〕
王洪新，胡志昂，)$$* + 植物繁育系统、遗传结构和遗传多样性的保护［,］+ 生物多样性，!（-）：$-—$*
李晓东，-..- + 孑遗植物水杉的遗传多样性及保护［/］+ 武汉：中国科学院武汉植物园
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