全 文 ：巨龙竹种下不同变异类型的 !#$分析!
李 鹏!，，杜 凡!!，普晓兰!，杨宇明!
（! 西南林学院，云南 昆明 #$%&； 中国科学院植物研究所系统与进化开放实验室，北京 !%%%’(）
摘要：巨龙竹（!#$%&’()(*+, ,-#-’+,）其种下具有 个明显不同的变异类型，即“通直型”
和“歪脚型”。本文利用 %个随机引物对 $#份巨龙竹材料进行 )*+,标记。首先用 )*+,-./
01234软件计算各个体间的相似性系数，再用 56787软件对巨龙竹 $#个样品以 9+:;*方法
进行聚类，聚类图中有 个明显的分枝，一为“通直型”，一为“歪脚型”，结果表明巨龙竹
表型的差异与遗传因素密切相关。同时用 +<+:=5=软件和 *;<>*软件分析表明：巨龙竹种
下不同变异类型的遗传变异较大，具有丰富的遗传多样性；歪脚类型的遗传多样性高于通直
类型；巨龙竹变异类型群体之间及群体之内均出现显著的分化。
关键词：巨龙竹；遗传多样性；群体分化；)*+,分析
中图分类号：? ’&$ 文献标识码：* 文章编号：%$( @ A%%（%%&）%( @ %’% @ %A
!#$ %&’()*) +, $*,,-.-%/ 0&.*&%/ 1(2-) +,
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BC +42D!，，,9 E12!，+9 F-1G/B12!，8*5: 8H/;-2D!
（! .&+/0/1,/ 2&%,/%3 4&))5，IH2J-2D #$%&，KL-21； 6(7&%(/&%3 &8 .3,/*(/-’ M 9:&)+/-&#(%3 ;&/(#3，
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3)/.&4/：!#$%&’()(*+, ,-#-’+,，0L4 P1QD4.0 R1JRGG GS 0L4 TGQPU，-. G2PV U-.0Q-RH04U -2 0L4 .GH0L 12U
.GH0LT4.0 GS 8H2212 +QGW-234X C0 L1. 0TG 2G01RP4 W1Q-120 0VY4.，G24 -.“.0Q1-DL0 3HPJ”0VY4，0L4 G0L4Q -.
“3HQW4U SGG0”0VY4X 6L4 SGQJ4Q L1. DQ410 W1PH4 -2 0-JR4QX 6T420V Q12UGJ YQ-J4Q. T4Q4 H.4U 0G 1JYP-SV
,5* SQ1DJ420. 4Z0Q1304U SQGJ $# .1JYP4. GS ! [ ,-#-’+, X *33GQU-2D 0G \*KK*), D4240-3 U-.01234 GR01-24U
SQGJ )*+,-.01234 .GS0T1Q4，9+:;* U42UQGDQ1J GR01-24U SQGJ 56787 .GS0T1Q4 -2U-3104U 0L10 0L4 JGQ/
YLGPGDV W1Q-10-G2 T1. 3GQQ4.YG2U420 T-0L 0L4 D4240-3 U-SS4Q420-10-G2X 6L4 121PV.-. GS +<+:=5= .LGT4U 0L10
! [ ,-#-’+, L1. L-DL P4W4P GS D4240-3 U-W4Q.-0V 12U 0L4“3HQW4U SGG0”0VY4 L1. L-DL4Q D4240-3 U-W4Q.-0V 0L12
“.0Q1-DL0 3HPJ”0VY4X *;<>* 121PV.-. -2U-3104U 0L10 0L4 L-DL P4W4P U-SS4Q420-10-G2 4Z-.04U -2 YGYHP10-G2.
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巨龙竹（!#$%&’()(*+, ,-#-’+, KL-1 40 \ X BX 7H2）仅分布于云南沧源、西盟、耿马、
云 南 植 物 研 究 %%&，89（(）：’% ] ’#
4/& :+/&%*4& ;<%%&%*4&
!
!! 通讯作者：UHS12^YHRP-3[ _J[ V2[ 32
收稿日期：%%( @ %A @ %‘，%%& @ %& @ !(接受发表
作者简介：李鹏（!’A’ @）男，山东人，在读博士生，主要从事植物系统与进化研究。
基金项目：国家教委杰出青年教师基金项目（教育部 %%% @ !’）
孟连、澜沧、勐海、勐腊等局部地区，是世界上最粗大的竹子，其秆高可超过 ! #，直径
$ % ! &#，具有重要的经济价值。巨龙竹种下有“歪脚”和“通直”两种不同的变异类
型。前者竹秆下部约 ’(! 以下，因节间缩短、斜交等而弯曲、歪扭，所以称为“歪脚龙
竹”。后者秆型通直、高大。本文将通过 )*+,分子标记加以探讨导致巨龙竹秆型差异的
原因，这对优良种源选择非常关键。
! 材料与方法
!! 材料
材料采用巨龙竹 ’ % $年生、无病虫害影响的叶，取样竹丛尽量覆盖巨龙竹的整个分布区，并注意
代表不同的变异类型、生境条件、海拔、坡向、秆龄等。对“通直型”与“歪脚型”两种变异类型分别
取样 $-丛和 $.丛，采样情况见表 ’。每丛采一个混合样，即取不同秆或同秆不同枝的叶片 ! % /片，剪
碎混合装于干燥的硅胶袋中，使其迅速干燥。干燥材料带回实验室，放入 0 .12冰箱中保存待用。
表 ! 巨龙竹实验材料来源
34567 ’ 387 9:;<;=> 9? ! @ #$#%&
!! !!
#4A7:;46> ?9: 7BC7:;#7=A
!! !!标本 秆型特征 采集地点 标本 秆型特征 采集地点 标本 秆型特征 采集地点
D4#C67> EF6# &84:4&A7: D4#C67 C64&7> D4#C67> EF6# &84:4&A7: D4#C67 C64&7> D4#C67> EF6# &84!! !! :4&A7: D4#C67 C64&7>
GH’ >A:4;<8A G4=89=< GI’ >A:4;<8A G4=649 JK!! !! ’ >A:4;<8A J;#7=<
GH$ >A:4;<8A G4=89=< GI$ >A:4;<8A G4=649 JK!! !! $ >A:4;<8A K7=<>F9
GH! >A:4;<8A G4=89=< GI! >A:4;<8A G4=649 JK!! !! ! >A:4;<8A K7=<>F9
GHL >A:4;<8A G4=89=< GIL >A:4;<8A G4=649 MN!! !! ’ >A:4;<8A MFO4=
GH/ >A:4;<8A G4=89=< PI’ >A:4;<8A P4=64 MN!! !! $ >A:4;<8A MFO4=
KQ’ >A:4;<8A K4=
KQ$ >A:4;<8A K4=
PG’ >A:4;<8A P4=54= PIL >A:4;<8A P4=64 KK!!! !! >A:4;<8A K7=<#4
PG$ >A:4;<8A P4=54= KI*’ &F:S7T K7=<64 K*’!! !! &F:S7T K7=<4
PG! >A:4;<8A P4=54= KI*$ &F:S7T K7=<64 K*$!! !! &F:S7T K7=<4
PGL >A:4;<8A P4=54= ,I’ &F:S7T ,46F9 K*! >A!! !! :4;<8A K7=<4
PG/ >A:4;<8A P4=54= ,I$ &F:S7T ,46F9 K*L >A!! !! :4;<8A K7=<4
+I’ >A:4;<8A +464=< ,I! &F:S7T ,46F9 K*/ >A!! !! :4;<8A K7=<4
+I$ >A:4;<8A +464=< ,IL &F:S7T ,46F9 KIU’ &!! !! F:S7T K7=<6F=
+I! >A:4;<8A +464=< ,I/ &F:S7T ,46F9 KIU$ &!! !! F:S7T K7=<6F=
KH’ &F:S7T K7=<8F= I3’ &F:S7T I9=
KHL &F:S7T K7=<8F= KH1 &F:S7T K7=<8F=
注：表中采集地点 G4=89=<、G4=649、K4=
MFO4=、K7=<4、K7=<#4、I9=
!# $%&的提取
参照普晓兰等（$!）的改良 E3*G法。
!’ (&)$扩增反应及产物分离
扩增反应在 G;9#7A:4（德国）+E)仪上进行，)*+,V+E)反应总体积为 $!6，各因子的条件为：模板
,P* ’@/ =<(!6，随机引物 @$!#96(I（WC7:9=公司生产），TP3+> @’ ##96(I，K<
$ X $@ ##96(I，34Y酶 ’@ U
（大连宝生物公司）。其热循环参数为：-L2预变性 $ #;=，之后进行 L个循环（-L2变性 ! >，!12退火
’-$!期 李 鹏等：巨龙竹种下不同变异类型的 )*+,分析
! #，$%&延伸 ’ #），最后 $%&延伸 $ ()*后在 +&终止反应，每次反应均设不含模板 ,-.的阴性对照。
/.0,产物用 12+3琼脂糖电泳分离，电泳缓冲液为 1! 456，溴化乙锭（65）染色后在 780公司的全自
动凝胶成像仪下观察拍照。
!# 数据处理
/.0,是显性标记，同一引物扩增产物中电泳迁移率一致的条带被认为具有同源性，属于同一位点
的产物按扩增阳性（1）和扩增阴性（）记录电泳带谱，形成 /.0,表型数据矩阵用于进一步分析。为
反映 /.0,标记的多态性，统计各引物的多态条带比率（005），利用 090:6-6（;<=*>)#等，1’’$）软件
计算 /.0,扩增产物的 ?@=**A*多样性指数 B（B C 1 D0)，其中 0)为产物条带的表型）、-E)基因多样性
指数 F（FC 1 D0)，0)为单个位点上的等位基因的频率）。在此基础上，利用以下两种方法研究各样品
之间的遗传关系：首先用 /.0,)#G=*>E（.(#G
遗传距离，并用 -4?K?（/A@LM，1’’+）软件中的 ?F.-程序进行 70:N.聚类分析样品间的遗传关系。
同时利用 090:6-6软件和 .N98.（6O>AMM)E<，1’’P）软件讨论巨龙竹的群体遗传结构，两个群体间
的遗传分化系数 :?4 C FG D F#QFG；F4 C 1 D I)；F# C 1 D（I)）Q#（#为种群数目；I)是第 )个种群内的基
因一致性）。
图 1 /.0,扩增指纹图谱（引物：?+$%）
;H) R 1 /.0, =(SL)M)EJ M)*HE
NU7V， NU7%， NU7P， NF1， NN%， NU71，
NU7+，NW%，-51，NN1，NF%；N 为分子量标
准（1 XY L=JJE< ,-.）
$ 结果与分析
$! %&’(扩增结果
用 780公司的 U=YZA
带等，按扩增阳性（1）和扩增阴性（）记
录电泳图谱，形成二元原始数据矩阵。用
于巨龙竹全部 V!个样品 /.0,分析的 %个
引物共扩增出 1$! 条多态条带，分子量从
%% YS [ % % YS，多态条带比率（005）为
’+2!%3（表 %），平均每个 /.0,引物可获
得 \2\ 个多态条带。图 1 列举出引物 ?+$%
扩增部分样品的结果。
表 $ 巨龙竹 %&’(扩增结果
4=YLE % /.0,
歪脚型 >]<‘EJ >]L( G_SE %$ 1!\ ’2P%
通直型 #G<=)H@G >]L( G_SE %’ 1! \!2%
总计 4AG=L V! 1$! ’+2!%
$$ 巨龙竹的变异类群划分
以 /.0,)#G=*>E软件计算出各个体间的遗传距离，根据 I=>>=
图 %有两个明显的聚类，,U1 至 ;K1 为!类群，,UV 至 NW1 为类群。另外，
N.+至 -U%未构成大的类群，分散在聚类图上，但与类群相近。可以看出，!类群
除 ;K1外，全为“歪脚型”个体；类群除 ,UV外，全为“通直型”个体。说明具有
%’% 云 南 植 物 研 究 %!卷
相似外部形态的巨龙竹丛，也具有相似的遗传基础。
图 ! 巨龙竹 #个样品的 $%&’(系统聚类图
)*+, ! -./012+134 +./.135.0 67 58. $%&’( 9:;<5.1 3/3:7<*< =124 # ! > #$#%& <34?:.<
!# 巨龙竹的遗传多样性
以 %@%&ABAC!软件分析巨龙竹种下两种变异类型，遗传多样性各项指数见表 C。
CD!C期 李 鹏等：巨龙竹种下不同变异类型的 E(%-分析
表 ! 巨龙竹两种变异类型的遗传多样性
!#$% & ’%(%)*+ ,*-%./*)0 12. )32 -.*() )04%/ 21 ! 5 #$#%&
秆型特征 样品数 等位基因 有效等位 6%*基因多样性 78((2(多样性
9:$; +8.+)%. 7;4$% (:;#%. 观察值 ( 基因数 (% 指数 < 指数 =
歪脚型 +:.-%, +:$; )04% >? @5AB&> @5C>D> B5&E?? B5E>B?
标准差 7) F G%- H B5>ACI B5&>&& B5@EEC B5>BA>
通直型 /).*J8) +:$; )04% >A @5DCB> @5E@B@ B5&B>@ B5IE&?
标准差 7) F G%- H B5&I?? B5&&B> B5@CC& B5>>?I
平均 K%( EC @5DDII @5ECA> B5&>A& B5ID?D
与其它一些竹种比较（方伟等，>BB>；师丽华等，>BB>；<*2 等，@AAI），巨龙竹具
有丰富的遗传多样性。而且，两个类型之间，以“歪脚型”遗传多样性最为丰富，其 LLM
为 AB5&>N，6%*基因多样性指数为 B5&E??，78((2(多样性指数为 B5E>B?；“通直型”遗传
多样性稍低，其 LLM 为 DC5B>N，6%* 基因多样性指数为 B5&B>@，78((2( 多样性指数为
B5IE&?。
#$ 巨龙竹两种变异类型的群体遗传结构
分子方差分析（OKPQO）显示巨龙竹的遗传变异主要存在于变异类型群体之内，占
总变异的 ?EN，但同时显示巨龙竹变异类型之间及变异类型之内均出现显著的分化（ ’ R
B5BBE）（表 I）。
表 $ 巨龙竹的分子方差分析
!#$% I O($0/*/ 21 ;2$%+:$. -.*(+%（OKPQO）12. ! 5 #$#%& #/%, 2( SOLG ,)
变异来源 72:.+% 21 -.*(+% 变异组成 Q.*(+% +2;42(%() 百分率 L%.+%()J%TN 显著性检验 LU-$:%
群体间变异 Q.*(+% ;2(J 424:$)*2(/ B5BEID >E5BB R B5BBE
群体内变异 Q.*(+% 3*)8*( 424:$)*2(/ B5@CIE ?E5BB R B5BBE
! 7*J(*1*+(+% )%/)/ 1)%. &BBB 4%.;:))*2(/
用 LPL’V6V在假设遗传平衡时，计算出的巨龙竹两种变异类型之间的遗传变异 ’/)
值为 B5>C??（表 E），较 OKPQO分析结果略高，显示了巨龙竹变异类型间存在较高的遗传
分化。
表 % 巨龙竹群体的基因分化系数（&’(）
!#$% E 92%11*+*%() 21 J%(% ,*11%.%()*)*2( 12. ! 5 #$#%& 424:$)*2(/
分析内容 O($0/*/ +2()%() 总的基因多样性 <) 群体内基因多样性 位点平均值 K%( -$:% 21 $2+*/ B5II?A B5&>DA B5>C??
标准差 7) F G%- B5B@AE B5B@DI H
! 讨论
!#) 巨龙竹表型差异原因
本研究所用材料为巨龙竹种下不同变异类型，对比其生境条件，没有发现本质差别，
因而推测遗传因素是决定变异的主导因素（杜凡等，>BB@）。
通过对 EC个巨龙竹个体进行聚类，除个别样品外，“通直型”的个体聚为一类群，
“歪脚型”的个体聚为另一类群（图 >）。特别有意义的是，同一地区的巨龙竹样品因为具
有不同的形态性状，可在聚类图上明显区别开来，如采自勐马的 KKB@样品是“歪脚型”
IA> 云 南 植 物 研 究 >C卷
个体，聚在“歪脚型”群体之中，同一地点的 !!#与 !!$样品是“通直型”个体，则
聚在“通直型”群体之中。同样，采自勐阿的两个“歪脚型”样品与 $个“通直型”样品
在遗传距离上相距也很远。地理上较近的同种个体具有相近的亲缘关系是明显可以理解
的，如果地理上较近的同种个体具有很远的亲缘关系，而且这些个体在外部形态上也有明
显的区别，则只能说明主导表型差异的因素不是环境、地理因素，而是遗传因素。因此，
从分类学上看，巨龙竹的这两个形态上稳定的变异类型应该作为种下的分类单位看待，将
另文发表。
%&’与 ()*在聚类图中的位置有所例外，另外，聚类图中从 !+,到 -)#分为很
多枝，既包含“弯”也包含“直”，从分子水平上似乎不能说明这些个体间的遗传关系。
出现这些例外现象的原因可能在于 #个引物不能产生足够多的多态位点，使这些个体区
别开来。同时，电泳图谱中一些弱带的统计方法也还有待于进一步探讨。但上述现象的存
在没有改变聚类图整体的趋势。
!# 巨龙竹的遗传多样性与群体遗传结构
巨龙竹丰富的遗传多样性是与它多样的形态变化相一致的，巨龙竹种下不仅有典型的
“通直型”和“歪脚型”，两者之间还有一系列变异类型，有的较弯，有的微弯，有的较
直，当把巨龙竹只分为“通直型”和“歪脚型”时，尽管“歪脚型”取样数比“通直型”
要少，但却有更大的遗传多样性，这是因为“歪脚型”群体中实际包含了不少过渡类型。
./00122（’333）曾对 $*个物种的 4+5(结果进行总结，发现 #3个远交物种的群间变异在
总的遗传变异中平均占 ’36$7（809 : 6’3$），而 ;个近交物种的 809平均值为 6;#*。本研
究中巨龙竹两种变异类型群体间遗传分化程度（809 : 6#;<<）远远小于近交物种的水平，
却明显高于远交物种的平均值。巨龙竹是禾本科风媒传粉远交植物，但其群体分化的程度
要远远高于一般风媒传粉的物种（809 : 633）（=>?@ABC D 8EF9，’33）。巨龙竹具有丰富
的遗传多样性和较高的群体分化可能在于以下原因。
影响遗传多样性水平的最重要因素是繁育系统。巨龙竹花枝柔软、呈大型圆锥花序
状，花长 G H ’# ??，花丝长 ’6* H $ B?，花柱甚长，花粉可借助风力传播很远，保证了群
体间的基因流动。我们在野外见到其实生苗，表明巨龙竹存在自然的有性繁殖现象。也就
是说，在巨龙竹被作为经济竹种栽培之前，就已经广泛杂交并具有了丰富的遗传多样性。
移栽之后，巨龙竹主要以分篼方式进行繁殖，只会增加其竹丛之中的个体数目，并不降低
物种水平的遗传多样性。然而，由于生境的制约及社会、历史、文化的综合影响，巨龙竹
种源稀少，分布狭窄，群体破碎，而人为的移栽、砍伐又加剧了这一过程。因此，群体规
模减小，隔离增大必然导致遗传漂变和近交等不利因素的发生，从而反映在群体遗传结构
上 809值变大。本研究所揭示的巨龙竹群体遗传学特点完全符合该种植物营养繁殖和有性
繁殖并存的实际情况。
!! 巨龙竹优良种源选择及保护
巨龙竹种下变异是由遗传因素决定的，不因为生长环境的改变而改变，这就要求我们
在进行巨龙竹规模化生产基地建设时，要选用优良的“通直型”种源，不能选用“歪脚
型”种源，否则其难以改变的秆型缺陷将给巨龙竹的产业化造成损失，所以“通直巨龙
竹”是选育优良品系和定向培育的主要种源。
*3#$期 李 鹏等：巨龙竹种下不同变异类型的 4+5(分析
在对物种实施保护过程中，就地保护地点和迁地保护策略的选择都需要以遗传学资料
为依据（!#$%& ’ ()*+,*--，.///）。由于巨龙竹的遗传多样性丰富，不同变异类型群体间
的遗传分化较高，所以，在巨龙竹就地保护时应该建立尽可能多的保护点，对其生境进行
必要的保护，使它能在自然界自然恢复。在进行巨龙竹迁地保护时，要广泛地对其群体和
竹丛加以充分的采样，以保持其丰富的遗传多样性。
〔参 考 文 献〕
01 2（杜凡），34* 5!（赵晓慧），6*&# 67（杨宇明）， ! #$，899.: ;*<%)= =>?)@ A %!&’()*#$#+,- -.&.*,- *&B %=@ %&=
2*&#F（方伟），!) 35（何祯祥），!1*&# DG（黄坚钦）， ! #$，899.: H=1B%)@ & =4) ,1-=%C*<@ A 546$$)-#*46- 78#!*)8 I%=4
JK(0 L-),1-*< L*<+)<@［D］: /),(&#$ )0 94!:.#&; <)(!-(6 =)$$!;!（浙江林学院学报），#$（.）：.—M
(1 5N（普晓兰），N% (（李鹏），01 2（杜凡），899O: PQ=<*,=%& A #)&L%, 0RK *&B ?=%L%S*=%& A JK(0 ,&B%=%& A< %!&’()>
*#$#+,- -.&.*,-［D］: /),(&#$ )0 ?,+.&; @&.A!(-.6 )0 B*.!&*! #&’ C!*4&)$);6（昆明理工大学学报），!$（.）：.8T—.O.
H4% N!（师丽华），6*&# U6（杨光耀），N%& 5V（林新春）， ! #$，8998: JK(0 @=1B%)@ & =4) #<*B) A %&A<*W@?),%)@ A 546$>
$)-#*46- !’,$.-［D］: /),(&#$ )0 D#&:.&; <)(!-(6 @&.A!(-.6（南京林业大学学报），!%（O）：EM—EX
KL@=<&# D，U%$$@ K，()*+*-- J， ! #$，.//Y: JK(0%@=*&,)：J*&BL *L?-%A%)B ?->L@%@［3］: VL?1=)< (
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（N$)-%*,)*)）［D］: F)$!*,$#( G*)$);6，$：TTM—TX/
PQ,AA%)< N，.//O : K&*->@%@ A 7-),1-*< ;*<%*&,)（K7];K）;)<@%& .^MM［J］: U)&)=%,@ *&B [%L)=<> N*$<*=<>，Z&%C)<@%=> A
U)&)C*，HI%=S)<-*&B
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!*L<%,+ DN，UB= 7DF，.//9 : K--S>L) 0%C)<@%=> %& (-*&= H?),%)@［K］: _&：[
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F)$!*,$#( G*)$);6，&：89.—89X
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E/8 云 南 植 物 研 究 8E卷