全 文 ：
药材与资源

浙江主产区栽培玄参群体遗传结构分析
董建勇,吴梦华,张红叶, 徐金中,蔡进章*
(温州医学院药学院,浙江 温州  325035)
摘  要:目的  观察浙江主产区栽培玄参的群体遗传结构。方法  应用荧光 AFLP 标记对具有代表性的 6 个玄参
居群群体遗传结构进行分析。结果  采用 7 对 AFLP 引物组合扩增共得到 12 552 条扩增带, 其中多态性谱带
8 808 条,多态性比率 70
17% ; 各居群间的 PPB 变化范围在 41
67% ~ 55
56% , 平均为 47
30% ; I 在 0
190 8~
0
238 3, 平均为 0
221 8; N e 在 1
201 4~ 1
280 6,平均为 1
236 9; Gst为 0
127 1, N m 为 3
432 4; U PGM A 聚类显
示 6个居群可以聚为 2 类,其中天台、缙云和景宁种群遗传距离较近聚为一个亚类, 东阳、磐安和仙居聚为一个亚
类。结论  浙江主产区栽培玄参种质资源在物种水平上具有较高的遗传多样性,居群间有一定的遗传分化,但大
部分存在于居群内部,居群间有较高的基因交流, 居群间遗传距离与地理环境无相关性。
关键词:玄参; 群体遗传结构;遗传多样性; AFLP
中图分类号: R284
2    文献标识码: A    文章编号: 02532670( 2010) 07116004
Genetic structure analysis of cultivated Scrop hularia ningp oensis in Zhejiang Province
DONG Jianyong, WU M enghua, ZHANG Hongye, XU Jinzhong , CAI Jinzhang
( Department of Pharmacy, Wenzhou Medical Colleg e, Wenzhou 325035, China)
Abstract: Objective  T o observ e the genet ic st ructur e of cult iv ated Scrophularia ningpoensis in Zhe
jiang Province
Methods  The genet ic st ructures of six typical S
ningp oensi s populat ions w ere analyzed
by f luo rescence AFLP marker
Results  Bands ( 12 552) w ere generated by seven pairs of AFLP primer
combinations, of w hich 8 808 w ere polymorphic, and the polymor phic r ate w as 70
17%
The variety ran
ges o f PPB among different populat ions w ere 41
67% 55
56%, and 47
30% in average
I was betw een
0
190 8 0
238 3, and 0
221 8 in average
N e was betw een 1
201 4 1
280 6, and 1
236 9 in aver age

Gst was 0
127 1, N m was 3
432 4. U PGMA Cluster analysis show ed that the six populat ions can be divid
ed into tw o cluster s, as that of T iantai, Jinyun, and Jingning w ere one subcluster, and Dongyang, Pan!
an, and Xianju w ere another one subcluster
Conclusion  There is a relative high genet ic diversity level in
cultured S. ningpoensis of Zhejiang Province
Genet ic dif ferent iation ex ists among populat ions, but it ex
ist s in populat ion most ly
T her e is a relat ive high genet ic intercommunion among populat ions
T he genetic
distance is not related to the geographic env ir onment

Key words: Scrophularia ning poensi s Hemsl
; genet ic st ructures; genet ic diversit ies; AFLP
  玄参为玄参科植物玄参 Scr ophular ia ning
poensis Hemsl
的干燥根, 产于我国长江流域及陕
西、福建等地, 目前药用玄参均为人工栽培。2008
年浙江磐安、东阳、景宁、天台、仙居、缙云等县种植
面积达 960 hm 2 ,总产量约 3
686 ∀ 106 kg。2008年
以来磐安县中药研究所从传统地方种中培育出# 浙
玄 1号∃并推广 [ 1]。但玄参种植大多为农家种植,各
地栽培的玄参种质资源关系不清楚, 这对进一步防止
现有品种退化和优良品种选育极其不利。本实验采
用扩增片段长度多态性( AFLP)技术,从分子水平对
浙江主要种植区农家种植玄参种质资源遗传多样性
和遗传结构进行分析,对道地药材种质资源保护、保
证药材质量相对稳定和优良品种选育提供参考。
1  材料与方法
1
1  植物材料:标本收集于东阳、景宁、磐安、天台、
仙居、缙云 6个县的种植区,均为人工栽培。根据均

1160
中草药  Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 7 期 2010 年 7 月
* 收稿日期: 20091026                     基金项目:温州市科技局资助项目( Y2004A121)作者简介:董建勇( 1963 ) ,男,山东成武县人,博士,教授,研究方向为中药资源与有效成分。
T el: ( 0577) 86689369  Email: jianyd163@ 163
com
匀分析,随机取样原则,采样尽量覆盖该地区栽培范
围。每一个县选择 6个种植乡镇。每份样品收集根
30~ 50 g,共 6组 36个样本。经温州医学院药学院
蔡进章副主任药师鉴定为玄参科植物玄参 S cro
p hular ia ningpoensis Hemsl
。样品放在冰盒中带
回实验室, 存放在- 78 % 冰柜中备用。
1
2  仪器、试剂: DGL 16 台式离心机、DG &暗
箱式紫外透箱、DG 3D 大型水平电泳槽、DG ∋
双稳数显电泳仪(北京鼎国) , 9600PCR扩增仪、ABI
Prism 377 DNA Sequencer(美国 Per kin Elmer 公
司) , Sigma 3K18型低温冷冻离心机(美国 Sigma公
司)。采用北京鼎国生物技术有限公司 FISH
AFLP试剂盒。
1
3  总 DNA 提取: 称取样品 50 mg, 采用 CTAB
法,按鼎国生物技术有限公司植物基因组 DNA 提
取试剂盒提取总 DNA, 凝胶电泳检测 DNA 纯度、
完整性及产量。置- 20 % 贮存备用。
1
4  A FLP 分析: 包括模板 DNA 限制性酶切、连
接, AFLP 预扩增,选择性扩增,扩增产物的凝胶电
泳分析均按试剂盒说明。基因 PCR扩增所用接头
及引物序列见表 1。
1
5  数据分析:胶图使用 GeneScan3
1软件进行
表 1 接头和引物序列
Table 1  Adapter and primers sequences
接头和引物 碱基序列 使用
EcoR (接头 接头 1 5!> CT C GT A GAC TGC GTA CC< 3!
接头 2 5!> AAT T GG T AC GCA GT C TAC< 3!
Mse (接头 接头 1 5!> GAC GAT GAG TCC TGA G< 3!
接头 2 5!> T AC T CA GGA CTC AT < 3!
EcoR (引物 预扩增引物 5!> GAC T GC GTA CCA ATT CA< 3! 预扩增 
EcoR (1 5!> GAC T GC GTA CCA ATT AACC< 3! 选择性扩增
EcoR (2 5!> GAC T GC GTA CCA ATT AAGG< 3!
EcoR ( 3 5!> GA C TGC GTA CCA A T T A CAA < 3!
EcoR (4 5!> GAC T GC GTA CCA ATT ACTT < 3!
EcoR (5 5!> GAC T GC GTA CCA ATT ACCC< 3!
EcoR (6 5!> GAC T GC GTA CCA ATT ACGG< 3!
EcoR (7 5!> GAC T GC GTA CCA ATT AGCC< 3!
EcoR (8 5!> GAC T GC GTA CCA ATT AGGG< 3!
Mse (引物选择性扩增 5!> GAT GAG TCC T GA GTA A C< 3! 预扩增 
FAM标记M se (1 5!> GAT GAG TCC T GA GTA CAAA< 3! 选择性扩增
FAM标记M se (2 5!> GAT GAG TCC T GA GTA CAA C< 3!
FAM标记M se (3 5!> GAT GAG TCC T GA GTA CAA G< 3!
FAM标记M se (4 5!> GAT GAG TCC T GA GTA CAA T< 3!
FAM标记M se (5 5!> GAT GAG TCC T GA GTA CAA A< 3!
FAM标记M se (6 5!> GAT GAG TCC T GA GTA CAA C< 3!
FAM标记M se (7 5!> GAT GAG TCC T GA GTA CAA G< 3!
FAM标记M se (8 5!> GAT GAG TCC T GA GTA CAA T< 3!
数据提取及 Excel转换, 生成由# 1∃和# 0∃组成的原
始矩阵。用 POPGENE1
32 软件计算等位基因平
均数( N a)、有效等位基因数( N e )、Nei!s基因多样
性指数(H ) , Shannon 信息指数( I )、多态位点百分
率( PPB)。并计算居群总遗传多样性( H t )、居群内
遗传多样性 ( H s )、遗传分化系数 ( Gst )、基因流
( Nm) 以及 N ei! s 遗传距离和遗传一致度, 采用
MEGA 3
0软件对遗传距离进行非加权算术平均
聚类分析( UPGMA)。
2  结果
2
1  不同引物组合对玄参各居群 AFLP 扩增片段
的多态性: 从 64对 E+ 3/ M + 3 的选择性扩增引物
中筛选出 7对扩增产物多态性好、谱带清晰的引物
组合,对样品进行 AFLP 选择性扩增, 结果见表 2。
7对 AFLP 引物组合扩增共得到 12 552条谱带, 其
中多态性谱带 8 808 条, 平均每对引物扩增得到
1 258条多态性谱带, 多态性比率 70
17%。多态性
百分率最高的组合为 EACG/ MCAA ( 73
25%) ,
最低的为 EAGC/ MCAA( 66
36% )。7对引物对
东阳居群 6个样本选择性 PCR产物电泳图见图 1。
2
2  玄参6个居群间的遗传多样性 : 用 POP
表 2  7 对 AFLP引物选择性扩增结果
Table 2  Selectively amplified of seven pairs of AFLP primer
引物组合 多态碎片数 碎片总数 多态性比率/ %
EAAC/ MCAA 1 338 1 878 71
25
EA AG/ MCAA 1 218 1 794 67
89
EACA/ MCAA 1 236 1 740 71
03
EACT / MCA A 1 206 1 746 69
07
EACG/ MCAA 1 380 1 884 73
25
EAGC/ MCAA 1 278 1 926 66
36
EAGG/ MCAA 1 152 1 584 72
73
合计 8 808 12 552 70
17

1161
中草药  Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 7 期 2010 年 7 月
GENE1
32软件对实验数据进行各项参数分析, 结 果见表 3。
图 1  7对引物对东阳居群选择性 PCR产物电泳图
Fig
1 Electrophoretogram of selecting PCR products generated by seven pairs of primer in Donyang population
表 3  玄参 6 个居群的遗传多样性水平
Table 3 Diversity of diff erent populations of S. ningpoensis in six populations
居群 样本数 N a N e H I PPB/ %
东阳 6 1
472 2 ) 0
500 4 1
246 9 ) 0
333 0 0
150 0 ) 0
183 2 0
229 9 ) 0
266 6 47
22
景宁 6 1
416 7 ) 0
494 2 1
201 4 ) 0
316 1 0
123 0 ) 0
172 9 0
190 8 ) 0
252 1 41
67
仙居 6 1
555 6 ) 0
498 1 1
280 6 ) 0
348 9 0
169 0 ) 0
187 2 0
260 0 ) 0
267 9 55
56
磐安 6 1
509 3 ) 0
501 1 1
255 7 ) 0
340 4 0
154 7 ) 0
184 0 0
238 3 ) 0
265 2 50
93
天台 6 1
435 2 ) 0
496 9 1
213 6 ) 0
324 3 0
129 7 ) 0
176 5 0
200 6 ) 0
256 3 43
52
缙云 6 1
449 1 ) 0
498 6 1
222 9 ) 0
320 0 0
136 8 ) 0
177 1 0
211 4 ) 0
258 8 44
91
均值 1
473 0 ) 0
498 2 1
236 9 ) 0
330 5 0
143 9 ) 0
180 1 0
221 8 ) 0
261 1 47
30
  可知, 各居群间的 PPB变化范围在 41
67% ~
55
56%,平均为 47
30%。Shannon I 在 0
190 8~
0
238 3, 平均为 0
221 8。Na 在 1
416 7~ 1
555 6,
平均为 1
473 0。N e 在 1
201 4~ 1
280 6, 平均为
1
236 9。说明玄参栽培种在物种水平上具有较高
的遗传多样性。
2
3  遗传分化和基因流: H 是衡量种群遗传分化
的主要指标,表示总遗传变异中居群间所占的比例。
表 3显示玄参 6个居群 H 在 0
123 0~ 0
154 7, 平
均为 0
143 9。各居群 H 由高到低的顺序为仙居、
磐安、东阳、缙云、天台、景宁。
H t可分为 H s 和居群间基因多样度( Dst) , 即
H t= H s+ Dst。而居群的遗传分化系数 Gst= D st /
H t= (H t - H s ) / H t, 基因流强度 Nm= 0
5( 1 -
Gst) / G st
[ 2]。参数分析表明玄参 6 个居群 H t 为
0
164 8 ) 0
028 7, H s 为 0
143 8 ) 0
022 0, Gst 为
0
127 1, Nm 为 3
432 4。
2
4  居群间遗传距离及 U PGMA 聚类: 用 POP
GENE1
32软件对数据进行分析, 得出玄参各居群
间的遗传一致度和遗传距离,见表 4。玄参 6 个居
群中遗传距离最近的为天台和缙云居群( 0
007 4) ,
而遗传距离最远的是东阳和景宁居群( 0
031 5)。
表 4 各居群间的遗传一致度(对角线上方)和遗传距离(对
角线下方)
Table 4 Nei!s genetic identity ( above diagonal) and genetic
distance ( below diagonal) within six populations
居 群 东 阳 景 宁 仙 居 磐 安 天 台 缙 云
东阳 0
969 0 0
988 9 0
990 7 0
971 2 0
978 4
景宁 0
031 5 0
983 7 0
974 1 0
983 6 0
989 3
仙居 0
011 2 0
016 4 0
989 3 0
987 7 0
989 4
磐安 0
009 3 0
026 2 0
010 7 0
977 5 0
986 5
天台 0
029 2 0
016 5 0
012 4 0
022 7 0
992 6
缙云 0
021 9 0
010 3 0
010 7 0
013 6 0
007 4
  根据玄参居群的遗传一致度进行 UPGMA 聚类
分析,其结果如图 2所示。由图 2可知 6个居群可以
聚为 2类,其中天台、缙云和景宁种群遗传距离较近
聚为一个亚类,东阳、磐安和仙居聚为一个亚类。
3  结论与讨论
3
1  栽培玄参的遗传结构特征:群体遗传结构是指
遗传变异在物种或群体中的一种非随机分布,即遗
传变异在群体内、群体间的分布样式以及在时间上
的变化[ 3] 。Nei基因分化系数 ( Gst )是衡量种群遗
传分化最常用的指标, 表示在总的遗传变异中种群
间变异所占的比例, 用来表征亚群体间基因分化相
对量的大小, 其值越高表明亚群体间遗传分化程度
越高。玄参各居群间的 Nei! s 遗传分化系数为

1162
中草药  Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 7 期 2010 年 7 月
图 2 6 个居群的聚类图
Fig
2  Dendrogram of six populations ( by UPGMA)
0
127 1,说明居群间有一定的遗传分化, 占总遗传
变异的 12
71%, 但大部分存在于居群内部,占 88%
以上。从 6个居群的 N ei!s基因多样性指数( H )也
可发现其在 0
123 0~ 0
154 7,平均为 0
143 9。说
明在总遗传变异中, 居群间所占比例平均为
14
39%,居群内约占 86%。
一些个体从一个群体迁移到另一个群体就会把
某基因带到新的群体从而产生基因流动。基因流是
影响群体内部和群体之间遗传变异程度的重要因
素[ 4]。基因流增加了群体内部的遗传变化,这种变
化是由于一些个体从其他群体带来该群体没有或少
有的基因,基因流会影响群体间的相似性或特征[ 5]。
基因流会使出现在一个群体中的基因带给另一个群
体,基因流越大,群体间的相似性越大 [6] 。玄参 6个
居群间 Nm 为 4
654 7,基因交流比较广泛。这可能
就是栽培玄参居群内变异大于居群间变异的原因。
3
2  浙江种植区玄参的遗传多样性: 遗传多样性,
即为物种居群内和居群间可遗传的变异, 它是物种
自身生存和未来进化的资源, 不仅能给种群带来适
合度方面的优势,同时有利于人工育种 [ 7]。玄参各
居群间的 PPB 在 41
67% ~ 55
56%, 平均为
47
30%。I 在 0
190 8~ 0
238 3,平均为 0
221 8。
N a在 1
416 7~ 1
555 6, 平均为 1
473 0。N e 在
1
201 4~ 1
280 6,平均为 1
236 9。说明玄参栽培
种在物种水平上具有较高的遗传多样性, 这对于通
过农家种植中筛选优良品种提供了依据。
3
3  玄参 6个居群间遗传距离与地理环境的关系:
遗传距离是指不同的种群或种之间的基因差异的程
度,通常由基因频率的函数所确定。本研究结果提
示浙江省主要种植区玄参 6个居群中遗传距离最近
的为天台和缙云居群( 0
007 4) , 而遗传距离最远的
是东阳和景宁居群( 0
031 5)。6个居群可以聚为 2
类,其中天台、缙云和景宁种群遗传距离较近聚为一
个亚类,东阳、磐安和仙居聚为一亚类。这与几个地
区的地理距离并无相关,说明人工栽培玄参的遗传
距离不是自然发展的结果,而是由于栽培中引种所
形成。
3
4  玄参AFLP 分子标记的方法学建立: AFLP 是
广泛用于研究遗传多样性、动植物品种鉴定及基因
定位等方面的分子标记方法。以往研究采用 CTAB
法提取玄参植株叶片 DNA 比 SDS法具有更好的纯
度、完整性[ 8] , 并建立了玄参 RSSRPCR 反应体
系[ 9] 。但 AFLP 技术比 RSSRPCR技术具有更高
的灵敏度。从 7 对 AFLP 引物组合扩增共得到
12 552条谱带, 其中多态性谱带 8 808条, 多态性比
率 70
17% ,说明 AFLP 能检测到很丰富的多态性。
这对 AFLP 方法在玄参遗传多样性分析、基因图谱
建立等研究在方法学上提供了依据。
综上所述,浙江主产区栽培玄参具有丰富的遗传
多样性,居群间有一定的遗传分化,但大部分存在于
居群内部,居群间有较高的基因流动。居群间遗传距
离与地理环境无相关,人工栽培玄参的遗传距离不是
自然发展的结果,而是由于栽培中引种所形成。
参考文献:
[ 1]  陈斌龙
玄参浙玄 1 号高产栽培技术 [ J]
中国农技推广,
2008, 24( 11) : 19

[ 2]  闫志峰,张本刚,张  照,等
珍稀濒危药用植物黄檗野生种群
遗传多样性的 AFLP 分析 [ J]
生物多样性, 2006, 14( 6 ) : 488
491

[ 3]  Kuang H H, H erm an J E
Evolut ion and genet ic population
st ructu re of prick ly Let tu ce ( L actu ca serr iola ) and it s RGC2
resistance gene cluster [ J ]
G enet ic s, 2008, 178 ( 3) : 1547
1558

[ 4]  Slatkin M
Gene f low and th e geographic st ructu re of natu ral
populat ions [ J]
Sc ienc e, 1987, 236: 787792

[ 5]  曲若竹,侯  林,吕红丽,等
群体遗传结构中的基因流[ J]
遗
传, 2004, 26( 3) : 377382

[ 6]  Marcus R K
Gene f low p ersis t s mil lions of years af ter specia
ti on in H el i conius butt er f l i es [ J ]
BMC E vol Biol , 2008, 8:
98

[ 7]  张金渝,张建华,杨晓洪,等
西双版纳地区糯玉米品种四路
糯、小黄糯的遗传多样性分析[ J]
中国农业科学, 2007, 40( 2) :
234239

[ 8]  肖冰梅,周小红,罗  京
玄参总 DNA 提取方法的比较研究
[ J]
湖南中医药大学学报, 2008, 28( 2) : 3133

[ 9]  赵志新,梁宗锁,姜再民,等
玄参 RSSRPCR 反应体系的建
立和优化[ J]
药物生物技术, 2007, 14( 5) : 318323


1163
中草药  Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 7 期 2010 年 7 月