全 文 ：　 Ｇｕｉｈａｉａ　 Ｊｕｌ. ２０１６ꎬ ３６(７):８１８－８２３
ｈｔｔｐ: / / ｊｏｕｒｎａｌ.ｇｘｚｗ.ｇｘｉｂ.ｃｎ
ｈｔｔｐ: / / ｗｗｗ.ｇｕｉｈａｉａ－ｊｏｕｒｎａｌ.ｃｏｍ
ＤＯＩ: １０.１１９３１ / ｇｕｉｈａｉａ.ｇｘｚｗ２０１３１２０５６
朱晓媛ꎬ杨斌ꎬ和兆荣ꎬ等. 不同干扰生境下河口莲座蕨遗传多样性分析 [Ｊ]. 广西植物ꎬ ２０１６ꎬ ３６(７):８１８－８２３
ＺＨＵ ＸＹꎬＹＡＮＧ ＢꎬＨＥ ＺＲꎬｅｔ ａｌ. Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｎｇｉｏｐｔｅｒｉｓ ｈｏｋｏｕｅｎｓｉｓ ｉｎ ｈａｂｉｔａｔｓ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓ [Ｊ]. Ｇｕｉｈａｉａꎬ ２０１６ꎬ ３６
(７):８１８－８２３
不同干扰生境下河口莲座蕨遗传多样性分析
朱晓媛１ꎬ 杨　 斌１ꎬ 和兆荣２ꎬ 王崇云１∗ꎬ 张滋第２ꎬ 刘　 伟３
( １. 云南大学 生态学与地植物学研究所ꎬ 昆明 ６５００９１ꎻ ２. 云南大学 生命科学学院ꎬ
昆明 ６５００９１ꎻ ３. 文山学院ꎬ 云南 文山 ６６３０００ )
摘　 要: 该研究利用 ＩＳＳＲ 分子标记ꎬ对不同生境下的 ６个河口莲座蕨种群进行遗传多样性分析ꎮ 结果表明:
从 ４４条 ＩＳＳＲ引物中筛选出 ８条能够扩增出清晰、稳定条带的引物ꎬ对 ６个河口莲座蕨种群进行基因组 ＤＮＡ
扩增ꎬ共扩增出 １４４条带ꎬ其中多态性条带 １１９ 个ꎬ多态性条带比率为 ９３.７％ꎬＮｅｉ’ ｓ 遗传多样性指数(Ｈ)为
０.２９６ꎬＳｈａｎｎｏｎ多样性指数( Ｉ)为 ０.４５７ꎬ遗传分化指数(Ｇｓｔ)为 ０.１５２ ０ꎬ种群遗传一致度和遗传距离分别为
０.９１３ ８~０.９５４ ８和 ０.０５８ ４~０.０９０ １ꎻＵＰＧＭＡ聚类分析表明ꎬ种群间遗传距离与空间距离和生境类型有关ꎮ 河
口莲座蕨在不同干扰程度的生境中ꎬ种群具有高水平的遗传多样性ꎬ一定强度或频率的干扰生境中ꎬ种群遗传
多样性较高ꎬ与海拔、坡度和坡向无相关性ꎮ
关键词: 河口莲座蕨ꎬ 干扰ꎬ ＩＳＳＲꎬ 遗传多样性
中图分类号: Ｑ９４３　 　 文献标识码: Ａ　 　 文章编号: １０００￣３１４２(２０１４)０７￣０８１８￣０６
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｎｇｉｏｐｔｅｒｉｓ
ｈｏｋｏｕｅｎｓｉｓ ｉｎ ｈａｂｉｔａｔｓ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓ
ＺＨＵ Ｘｉａｏ￣Ｙｕａｎ１ꎬ ＹＡＮＧ Ｂｉｎ１ꎬ ＨＥ Ｚｈａｏ￣Ｒｏｎｇ２ꎬ
ＷＡＮＧ Ｃｈｏｎｇ￣Ｙｕｎ１∗ꎬ ＺＨＡＮＧ Ｚｉ￣Ｄｉ２ꎬ ＬＩＵ Ｗｅｉ３
( １. Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｇｅｏｂｏｔａｎｙꎬ Ｙｕｎｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５００９１ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ２. Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ
Ｙｕｎｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５００９１ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ３. Ｗｅｎｓｈａｎ Ｔｅａｃｈｅｒｓ’ Ｃｏｌｌｅｇｅꎬ Ｗｅｎｓｈａｎ ６６３０００ꎬ Ｃｈｉｎａ )
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ６ Ａｎｇｉｏｐｔｅｒｉｓ ｈｏｋｏｕｅｎｓｉｓ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ｆｒｏｍ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｈａｂｉｔａｔｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ
ｍｅａｎｓ ｏｆ ｉｎｔｅｒｓｉｍｐｌｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｒｅｐｅａｔ (ＩＳＳＲ) ｍａｒｋｅｒｓꎬ ａｎｄ ８ ｐｒｏｐｅｒ ｐｒｉｍｅｒｓ ｗｉｔｈ ｒｉｃｈ ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ ａｎｄ ｓｔａｂｌｅ ｂａｎｄｓ
ｗｅｒｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｆｒｏｍ ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ ４４ ＩＳＳＲ’ｓ ｐｒｉｍｅｒｓ. Ｔｈｅ ｇｅｎｏｍｅ ＤＮＡｓ ｏｆ ｔｈｅ ６ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｔｏ ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ １４４
ｐｕｔａｔｉｖｅ ｂａｎｄｓ ｂｙ ｔｈｅ ８ ｐｒｉｍｅｒｓꎬ ｉｎ ｗｈｉｃｈ ９６ ｗｅｒｅ ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ ｂａｎｄｓ. Ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ ｒａｔｅ ｗａｓ ９３.７％ꎻ Ｎｅｉ’ｓ ｇｅｎｅ ｄｉ￣
ｖｅｒｓｉｔｙ ｉｎｄｅｘ ｗａｓ ０.２９６ꎬ Ｓｈａｎｎｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ ｗａｓ ０.４５７ꎬ ａｎｄ Ｇｓｔ ｗａｓ ０.１５２ ０. Ｔｈｅ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ａｎｄ
ｔｈｅ ｇｅｎｅｔｉｃ ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ ｗｅｒｅ ０.０５８ ４－０.０９０ １ ａｎｄ ０.９１３ ８－０.９５４ ８. Ｃｌｕｓｔｅｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ｂｙ ＵＰＧＭＡ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｇｅｎｅｔｉｃ
ｄｉｓｔａｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔａｎｃｅꎬ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｏ ｈａｂｉｔａｔｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ Ａ. ｈｏｋｏｕｅｎｓｉｓ
ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ ｈａｄ ｈｉｇｈ ｌｅｖｅｌｓ ｏｆ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ａｔ ｄｉｓｔｕｒｂｅｄ ｈａｂｉｔａｔｓ. Ｅｖｅｎ ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ｎｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｅ￣
ｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ａｍｏｎｇ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓꎬｔｈｅ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｍｏｄｅｒａｔｅ ｄｉｓｔｕｒｂｅｄ ｈａｂｉｔａｔｓ ｈａｄ ｈｉｇｈｅｒ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ. Ｔｈｅ ｇｅｎｅｔｉｃ
ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｗａｓ ｎｏｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏａｌｔｉｔｕｄｅꎬｓｌｏｐｅ ａｎｄ ａｓｐｅｃｔ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ａｎｇｉｏｐｔｅｒｉｓ ｈｏｋｏｕｅｎｓｉｓꎬ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅꎬＩＳＳＲꎬ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ
收稿日期: ２０１４￣１２￣３０　 　 修回日期: ２０１５￣０３￣２７
基金项目: 国家自然科学基金(３０２６００１１ꎬ３１２６００７８) [Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ (３０２６００１１ꎬ３１２６００７８)]ꎮ
作者简介: 朱晓媛(１９８７￣ )ꎬ女ꎬ云南玉溪人ꎬ硕士研究生ꎬ主要从事外来入侵生物分子标记技术研究ꎬ(Ｅ￣ｍａｉｌ)ｚｈｕｘｉａｏｙｕａｎ１９８７＠ １２６.ｃｏｍꎮ
∗通讯作者: 王崇云ꎬ博士ꎬ副教授ꎬ研究方向为植物生态学、进化生态学、生物多样性保护等ꎬ(Ｅ￣ｍａｉｌ)ｃｙｗａｎｇ＠ ｙｎｕ.ｅｄｕ.ｃｎꎮ
　 　 近年来ꎬ生物遗传多样性(Ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ)研
究越来越受到重视ꎬ其中大多以分子标记(ＲＡＰＤ标
记、ＩＳＳＲ标记、ＳＳＲ 标记等)展开研究ꎬ为生物多样
性保护、中度干扰、系统发育关系、交配系统等提供
理论依据(潘丽芹等ꎬ２００５ꎻ文陇英等ꎬ２００６ꎻ周媛
等ꎬ２００９)ꎮ 遗传多样性是生物多样性的重要组成
部分ꎬ是生态系统和物种多样性的基础ꎮ 物种以种
群为具体的存在形式ꎬ任何一个物种都具有独特的
基因库和遗传结构ꎬ同时物种多样性也显示了基因
多样性(施立明ꎬ１９９０)ꎮ 对一个物种而言ꎬ其遗传
多样性既是维持繁殖活力和长期适应环境变化的基
础ꎬ又是生物多样性保护的重要方面(陈灵芝等ꎬ
２００１)ꎮ 中度干扰假说(Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ Ｈｙ￣
ｐｏｔｈｅｓｉｓ)指出群落中物种丰富度在中等干扰水平时
最大(Ｃｏｎｎｅｌｌꎬ１９７８ꎻ文陇英等ꎬ２００６)ꎮ 环境干扰导
致选择压力差异ꎬ或引起种群波动ꎬ对种群遗传多样
性分布与格局也会产生重要影响ꎬ但对此认识还比
较欠缺(Ｂａｎｋｓ ｅｔ ａｌꎬ ２０１３)ꎮ 中国水青冈在人为活
动频繁的环境下ꎬ几乎没有实生苗ꎬ种群即使能生存
主要也是靠根蘖萌生更新ꎬ这将不利于遗传多样性
的保存(李俊清ꎬ１９９６)ꎮ 濒危物种夏腊梅(Ｓｉｎｏｃａｌｙ￣
ｃａｎｔｈｕｓ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ)在人为干扰的适宜生境中具有较
高的遗传多样性(张文标等ꎬ２００５)ꎻ观光木(Ｔｓｏｏｎ￣
ｇｉｏｄｅｎｄｅｏｎ ｏｄｏｒｕｍ)的遗传多样性也较高ꎬ但对生境
要求严格ꎬ生境干扰是观光木濒危的主要原因之一
(黄九香等ꎬ２００２)ꎮ 广布种冷蒿(Ａｒｅｍｉｓａ ｆｒｉｇｉｄａ)随
干扰强度的增加ꎬ遗传多样性降低(王静等ꎬ２００４)ꎻ
荒漠地带性广布种红砂(Ｒｅａｕｍｕｒｉａ ｓｏｏｎｇｏｒｉｃａ)在不
同的干扰生境下ꎬ具有不同水平的遗传多样性ꎬ无干
扰的自然保护区种群遗传多样性水平较高(张颖娟
等ꎬ２００８)ꎮ 不同干扰环境下ꎬ濒危种或广布种检测
出不同的遗传多样性分布式样ꎮ 对于一些具有较高
遗传多样性的濒危植物来说ꎬ其濒危的主要因素之
一是生境的破坏ꎬ随生境的破坏程度加强ꎬ遗传多样
性逐渐降低ꎬ但有些植物在一定频率或强度干扰的
适宜生境中可维持较高的遗传多样性ꎮ 中度干扰假
说是否适用于解释种群遗传多样性的分布与格
局呢?
河口莲座蕨(Ａｎｇｉｏｐｔｅｒｉｓ ｈｏｋｏｕｅｎｓｉｓ)为莲座蕨科
莲座蕨属植物ꎬ属广布种ꎮ 河口莲座蕨产于云南罗
平、西畴、麻栗坡、马关、屏边、河口、金平、绿春、江城
等地(钱崇澍等ꎬ１９５９ꎻ朱维明等ꎬ２００６ꎻ王崇云等ꎬ
２０１２)ꎬ生于常绿阔叶林及混交林下溪边ꎬ常为植物
群落中草本层的优势种ꎬ其分布生境多样化ꎬ从原生
性山地雨林到香蕉园地橡胶林ꎬ林缘农田沟边都有
该植物生长ꎬ可见河口莲座蕨具有较广的分布范围
并适应异质性的生境ꎮ 野外观察到河口莲座蕨叶柄
瘤突明显程度、大小和排列状况等存在较大形态变
异ꎬ此外ꎬ云南植物志卷(二十卷)对该种收录了 １３
个异名(朱维明等ꎬ２００６)ꎬ一度分类处理的混乱侧
面反映了其丰富的形态变异ꎮ 本文以河口莲座蕨为
研究对象ꎬ利用 ＩＳＳＲ分子标记技术对不同干扰生境
下的河口莲座蕨种群开展遗传多样性研究ꎬ分析其
遗传多样性格局和种群遗传分化程度ꎬ探讨不同干
扰强度的河口莲座蕨种群遗传多样性特征ꎬ为莲座
蕨科中的广布种、狭域种、濒危种的遗传多样性和种
群分化ꎬ及其与生境干扰的关系研究积累资料ꎬ为这
一类大型肉质蕨类植物的保护提供理论指导ꎮ
１　 材料与方法
１.１ 材料
以河口莲座蕨主要分布区—红河州河口县为中
心ꎬ对滇东南的该物种分布区(图 １)进行了生境实
地调查ꎬ根据人类干扰强度划分群落生境类型并记
录海拔、坡度、坡向ꎬ同时采集 ６个种群(表 １)ꎬ每个
种群最少采集 １５株个体的新鲜叶片ꎬ选取植株上较
好(鲜嫩、干净、无生虫、发黄等)的叶片ꎬ去除中间
的主脉及叶边有破损的地方ꎬ后放入装有干燥硅胶
的密封袋保存ꎬ同时保存一定数量的凭证标本ꎮ
１.２ 方法
１.２.１ 总 ＤＮＡ 提取及检测 　 采用改良的 ＣＴＡＢ 法
(Ｍｕｒｒａｙ ｅｔ ａｌꎬ１９８０ꎻ邹喻萍等ꎬ２００１)提取 ＤＮＡꎬ用
０.８％琼脂糖凝胶电泳后于凝胶成像系统检验 ＤＮＡ
质量ꎮ ＤＮＡ样品置于－２０ ℃冰箱中保存、备用ꎮ
１.２.２ ＩＳＳＲ引物筛选及反应体系　 选取 ８个 ＤＮＡ模
板ꎬ根据加拿大哥伦比亚大学公布的 ＩＳＳＲ引物序列
设计 ４４个 ＩＳＳＲ 引物进行筛选ꎮ 经过反复实验ꎬ选
择扩增条带清晰、反应稳定且多态性较好的 ８ 个
ＩＳＳＲ引物(表 ２)对所有 ＤＮＡ样品进行扩增ꎮ
ＰＣＲ反应体系的总体积为 ２５ μＬꎬ模板 ＤＮＡ ３２
ｎｇ􀅰μＬ￣１ꎬＴａｑ聚合酶 １ＵꎬｄＮＴＰ ０.２ ｍｍｏｌ􀅰Ｌ￣１ꎬ引物
１.３ ｍｍｏｌ􀅰Ｌ￣１ꎬＭｇ２＋ １.５ ｍｍｏｌ􀅰Ｌ￣１ꎮ 扩增程序: ９４
℃ꎬ５ ｍｉｎꎬ３８ 个循环ꎻ９４ ℃ꎬ４５ｓꎻ４８ ~ ５８ ℃ꎬ １ ｍｉｎꎻ
７２ ℃ꎬ１ ｍｉｎꎻ７２ ℃ꎬ５ ｍｉｎꎬ４ ℃保存ꎮ ＰＣＲ 产物用
２％ (含 ＥＢ约 ０.５ μｇ􀅰ｍＬ￣１) 的琼脂糖凝胶电泳检
９１８７期　 　 　 　 　 　 　 　 　 朱晓媛等: 不同干扰生境下河口莲座蕨遗传多样性分析
表 １　 分子实验材料采集地群落样地综合简表
Ｔａｂｌｅ １　 Ｇｅｎｅｒａｌ ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｍｍｕｎｉｔ ｏｆ Ａｎｇｉｏｐｔｅｒｉｓ ｈｏｋｏｕｅｎｓｉｓ
种群
Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ
地点
Ｐｌａｃｅ
海拔
Ａｌｔｉｔｕｄｅ
(ｍ)
坡向
Ｓｌｏｐｅ
坡度
Ａｓｐｅｃｔ
(°)
群落生境主要特点
Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
ｏｆ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ
ｈａｂｉｔａｔ
人为干扰
强度
Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｏｆ
ｈｕｍａｎ
ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ
群落生境类型
Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ
ｈａｂｉｔａｔ ｔｙｐｅ
种群类型
Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ
ｔｙｐｅ
冷水沟 １
Ｌｅｎｇｓｈｕｉｇｏｕ １
河口冷水沟
Ｌｅｎｇｓｈｕｉｇｏｕꎬ
Ｈｅｋｏｕ
１２０ 阴坡
Ｓｈａｄｙ ｓｌｏｐｅ
５ 杂木疏林边缘、小溪边ꎬ光照充
足ꎬ干扰类型多样
Ｓｐａｒｓｅ ｈａｒｄｗｏｏｄꎬ ｒｉｖｅｒｓｉｄｅꎬ ｆｕｌｌ
ｓｕｎｌｉｇｈｔꎬ ｄｉｖｅｒｓ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ
弱
Ｗｅａｋ
次生型
Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ
ｆｏｒｅｓｔ
天然林￣种群
Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ
ｎａｔｕｒａｌ ｆｏｒｅｓｔ
冷水沟 ２
Ｌｅｎｇｓｈｕｉｇｏｕ ２
河口冷水沟
Ｌｅｎｇｓｈｕｉｇｏｕꎬ
Ｈｅｋｏｕ
１５０ 阳坡
Ｓｕｎｎｙ ｓｌｏｐｅ
２５ 人工橡胶林下ꎬ光照良好ꎬ结构简
单ꎬ物种稀少
Ｒｕｂｂｅｒ ｔｒｅｅ ｆｏｒｅｓｔꎬ ｇｏｏｄ ｓｕｎｌｉｇｈｔꎬ
ｌｅｓｓ ｃｏｍｐｌｅｘꎬ ｌｅｓｓ ｓｐｅｃｉｅｓ
强
Ｓｔｒｏｎｇ
人工林型
Ｍａｎ￣ｍａｄｅ
ｆｏｒｅｓｔ
人工林￣种群
Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ
ｍａｎ￣ｍａｄｅ ｆｏｒｅｓｔ
冷水沟 ３
Ｌｅｎｇｓｈｕｉｇｏｕ ３
河口冷水沟
Ｌｅｎｇｓｈｕｉｇｏｕꎬ
Ｈｅｋｏｕ
１６０ 阳坡
Ｓｕｎｎｙ ｓｌｏｐｅ
３０ 人工橡胶林下ꎬ光照良好ꎬ结构简
单ꎬ物种稀少
Ｒｕｂｂｅｒ ｔｒｅｅ ｆｏｒｅｓｔꎬ ｇｏｏｄ ｓｕｎｌｉｇｈｔꎬ
ｌｅｓｓ ｃｏｍｐｌｅｘꎬ ｌｅｓｓ ｓｐｅｃｉｅｓ
强
Ｓｔｒｏｎｇ
人工林型
Ｍａｎ￣ｍａｄｅ
ｆｏｒｅｓｔ
人工林￣种群
Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ
ｍａｎ￣ｍａｄｅ ｆｏｒｅｓｔ
南溪 １
Ｎａｎｘｉ １
河口南溪烈士
陵园后山
Ｃｅｍｅｔｅｒｙ ｏｆ ｍａｒｔｙｒꎬ
Ｎａｎｘｉꎬ Ｈｅｋｏｕ
１８０ 阴坡
Ｓｈａｄｙ ｓｌｏｐｅ
４０ 人工橡胶林下ꎬ光照良好ꎬ结构简
单ꎬ物种稀少
Ｒｕｂｂｅｒ ｔｒｅｅ ｆｏｒｅｓｔꎬ ｇｏｏｄ ｓｕｎｌｉｇｈｔꎬ
ｌｅｓｓ ｃｏｍｐｌｅｘꎬ ｌｅｓｓ ｓｐｅｃｉｅｓ
较强
Ｖｅｒｙ ｓｔｒｏｎｇ
人工林型
Ｍａｎ￣ｍａｄｅ
ｆｏｒｅｓｔ
人工林￣种群
Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ
ｍａｎ￣ｍａｄｅ ｆｏｒｅｓｔ
南溪 ２
Ｎａｎｘｉ ２
河口南溪
１３１电站
１３１ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎꎬ
Ｎａｎｘｉꎬ Ｈｅｋｏｕ
４００ 阴坡
Ｓｈａｄｙ ｓｌｏｐｅ
４５ 原始密林下ꎬ光照较弱ꎬ结构复
杂ꎬ物种多样
Ｐｒｉｍｉｔｉｖｅ ｄｅｎｓｅ ｆｏｒｅｓｔꎬ ｗｅａｋ ｓｕｎ￣
ｌｉｇｈｔꎬ ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙꎬ ｄｉ￣
ｖｅｒｓｅ ｓｐｅｃｉｅｓ
很弱
Ｖｅｒｙ ｗｅａｋ
原生型
Ｐｒｉｍｉｔｉｖｅ ｆｏｒｅｓｔ
天然林￣种群
Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ
ｎａｔｕｒａｌ ｆｏｒｅｓｔ
王国卡
Ｗａｎｇｇｕｏｋａ
河口王国卡
Ｗａｎｇｇｕｏｋａꎬ
Ｈｅｋｏｕ
２００ 阳坡
Ｓｕｎｎｙ ｓｌｏｐｅ
２５ 人工橡胶林下ꎬ光照良好ꎬ结构简
单ꎬ物种稀少
Ｒｕｂｂｅｒ ｔｒｅｅ ｆｏｒｅｓｔꎬ ｇｏｏｄ ｓｕｎｌｉｇｈｔꎬ
ｌｅｓｓ ｃｏｍｐｌｅｘꎬ ｌｅｓｓ ｓｐｅｃｉｅｓ
较强
Ｖｅｒｙ ｓｔｒｏｎｇ
人工林型
Ｍａｎ￣ｍａｄｅ
ｆｏｒｅｓｔ
人工林￣种群
Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ
ｍａｎ￣ｍａｄｅ ｆｏｒｅｓｔ
图 １　 分子实验材料采集地分布图
Ｆｉｇ. １　 Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ Ａｎｇｉｏｐｔｅｒｉｓ ｈｏｋｏｕｅｎｓｉｓ
测ꎬ电压为 ３ Ｖ􀅰ｃｍ￣１ꎬ电泳 ２ ｈꎮ 电泳结果用 Ｇｅｎｅ
Ｓｙｓｔｅｍ凝胶成像系统照相ꎬ记录结果ꎮ
１.２.３ 统计与分析　 每个样品的扩增条带通过 ＵＶＩ￣
Ｐｈｏｔｏ软件判读ꎬＰＯＰＧＥＮＥ３２ 软件进行遗传多样性
参数分析ꎬ遗传多样性参数分别为多态性位点比
(ＰＰＢ)、有效等位基因数、Ｓｈａｎｎｏｎ多样性指数( Ｉ)、
表 ２　 ＩＳＳＲ引物序列
Ｔａｂｌｅ ２　 Ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｏｆ ８ ｐｒｉｍｅｒｓ
引物编号
Ｃｏｄｅ ｏｆ
ｐｒｉｍｅｒ
引物序(５′￣３′)
Ｐｒｉｍｅｒ
ｓｅｑｕｅｎｃｅ
(５′￣３′)
引物编号
Ｃｏｄｅ ｏｆ
ｐｒｉｍｅｒ
引物序列(５′￣３′)
Ｐｒｉｍｅｒ
ｓｅｑｕｅｎｃｅ
(５′￣３′)
Ｐ１ (ＡＣＴＧ) ４ Ｐ１０ (ＣＴＣ) ４ＧＣ
Ｐ６ (ＣＡ) ６ＧＧ Ｐ１１ (ＧＡＧ) ４ＧＣ
Ｐ８ (ＣＴ) ６ＡＣ Ｐ１５ (ＧＡ) ８ＣＴＧ
Ｐ９ (ＡＧＡ) ６ Ｐ２９ (ＧＡＡ) ６
Ｎｅｉ’ｓ遗传多样性指数(Ｈ)、基因分化系数(Ｇｓｔ)、
Ｎｅｉ’ｓ遗传一致度、遗传距离ꎻ采用 ＳＰＳＳ１７.０软件进
行平均数差异的显著性检验和相关性分析ꎮ
２　 结果与分析
２.１ 遗传多样性及遗传分化
８个 ＩＳＳＲ引物在 ６ 个种群中共扩增出 １２７ 条ꎬ
０２８ 广　 西　 植　 物　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ３６卷
平均每个引物扩增出 １４.８８ 条带ꎬ多态性条带数为
１１９个ꎬＰＰＢ为 ９３.７％ꎮ
表 ３显示ꎬＳｈａｎｎｏｎ 指数的遗传多样性各种群
大小顺序为冷水沟 ２>冷水沟 ３>南溪 １>冷水沟 １>
王国卡>南溪 ２ꎬ与多态位点比率稍有差异ꎮ Ｎｅｉ’ ｓ
基因多样性指数计算的结果与 Ｓｈａｎｎｏｎ 指数计算的
结果一致ꎬ各种群在 ０.２３０~０.２７０ ０之间变化ꎮ
表 ３　 ６个河口莲座蕨种群多态性及遗传差异统计
Ｔａｂｌｅ ３　 Ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃ ｌｏｃｉ ａｎｄ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ
ｉｎ ６ Ａｎｇｉｏｐｔｅｒｉｓ ｈｏｋｏｕｅｎｓｉｓ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ
种群编号
Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ
ｃｏｄｅ
样本数
Ｓａｍｐｌｅ
ｓｉｚｅ
多态位
点比率
(ＰＰＢ)
有效等位
基因数
(Ｎｅ)
Ｓｈａｎｎｏｎ
多样性
指数
( Ｉ)
Ｎｅｉ’ｓ遗传
多样性
指数
(Ｈ)
冷水沟 １
Ｌｅｎｇｓｈｕｉｇｏｕ １
２０ ７４.８０ １.４２３ ４ ０.３７８ ０.２５１
冷水沟 ２
Ｌｅｎｇｓｈｕｉｇｏｕ ２
２０ ８３.４６ １.４５４ ６ ０.４１０ ０.２７０
冷水沟 ３
Ｌｅｎｇｓｈｕｉｇｏｕ ３
２０ ７８.７４ １.４２１ ８ ０.３９２ ０.２５７
南溪 １
Ｎａｎｘｉ １
２０ ８０.３１ １.４２３ ３ ０.３９１ ０.２５６
南溪 ２
Ｎａｎｘｉ ２
１６ ７１.６５ １.３８２ ４ ０.３４９ ０.２３０
王国卡
Ｗａｎｇｇｕｏｋａ
２０ ７３.２３ １.３９７ ５ ０.３６１ ０.２３８
平均
Ａｖｅｒａｇｅ
１９.３ ７７.０３ １.４１７ ２ ０.３８０ ０.２５０
总体
Ｔｏｔａｌ
１１６ ９３.７ １.４８０ ０ ０.４５７ ０.２９６
　 　 根据 Ｎｅｉ’ｓ基因多样性指数计算的种群遗传分
化结果ꎬ６个种群总的遗传多样性 Ｈｔ ＝ ０.２９５ ２ꎬ种群
内遗传多样性 Ｈｓ＝ ０.２５０ ３ꎬ种群间遗传多样性 Ｄｓｔ ＝
０.０４４ ９ꎬ各种群间存在一定遗传变异ꎬ遗传分化系
数 Ｇｓｔ ＝ ０. １５２ ０ꎬ即 １５. ２％的变异存在于种群间ꎬ
８４.８％的遗传变异存在于种群内ꎮ 基于种群间遗传
分化系数计算的基因流 Ｎｍ ＝ ２.７８９ ４>１ꎬ说明不同
生境的种群间存在一定基因流ꎬ防止因遗传漂变导
致的种群间的遗传分化ꎮ
２.２ 种群遗传一致度和聚类分析
Ｎｅｉ’ｓ遗传一致度和遗传距离反映了种群间的
亲缘关系远近ꎮ 河口莲座蕨 ６个种群的遗传一致度
在 ０.９１３ ８ ~ ０. ９５４ ８ 之间ꎬ遗传距离在 ０. ０４６ ３ ~
０.０９０ １之间(表 ４)ꎮ
根据遗传距离ꎬ运行 ＰＯＰＧＥＮＥ３２ 软件ꎬ采
用ＵＰＧＭＡ法构建的种群遗传关系聚类图(图２)ꎮ聚
表 ４　 河口莲座蕨种群的遗传一致度和遗传距离
Ｔａｂｌｅ ５　 Ｇｅｎｅｔｉｃ ｉｄｅｎｔｉｔｙ ａｎｄ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｓｔａｎｃｅ ａｍｏｎｇ
ｔｈｅ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ａｎｇｉｏｐｔｅｒｉｓ ｈｏｋｏｕｅｎｓｉｓ
种群编号
Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ
Ｃｏｄｅ
冷水沟 １
Ｌｅｎｇｓｈｕｉ￣
ｇｏｕ １
冷水沟 ２
Ｌｅｎｇｓｈｕｉ￣
ｇｏｕ ２
冷水沟 ３
Ｌｅｎｇｓｈｕｉ￣
ｇｏｕ ３
南溪 １
Ｎａｎｘｉ １
南溪 ２
Ｎａｎｘｉ ２
王国卡
Ｗａｎｇ￣
ｇｕｏｋａ
冷水沟 １
Ｌｅｎｇｓｈｕｉｇｏｕ １
∗∗∗∗ ０.９３５ ８ ０.９４３ ３ ０.９２８ ６ ０.９２２ ８ ０.９２８ ８
冷水沟 ２
Ｌｅｎｇｓｈｕｉｇｏｕ ２
０.０６６ ４ ∗∗∗∗ ０.９５４ ８ ０.９２０ １ ０.９２５ ７ ０.９２１ ９
冷水沟 ３
Ｌｅｎｇｓｈｕｉｇｏｕ ３
０.０５８ ４ ０.０４６ ３ ∗∗∗∗ ０.９２０ ０ ０.９１８ ２ ０.９３３ ７
南溪 １
Ｎａｎｘｉ １
０.０７４ １ ０.０８３ ３ ０.０８３ ４ ∗∗∗∗ ０.９１３ ８ ０.９３０ ６
南溪 ２
Ｎａｎｘｉ ２
０.０８０ ３ ０.０７７ ２ ０.０８５ ３ ０.０９０ １ ∗∗∗∗ ０.９２５ ８
王国卡
Ｗａｎｇｇｕｏｋａ
０.０７３ ８ ０.０８１ ３ ０.０６８ ６ ０.０７１ ９ ０.０７７ １ ∗∗∗∗
　 注: 对角线上为遗传一致度ꎻ对角线下为遗传距离ꎮ
　 Ｎｏｔｅ: Ｏｎ ｔｈｅ ｄｉａｇｏｎａｌꎬ ｇｅｎｅｔｉｃ ｉｄｅｎｔｉｔｙꎻ ｂｅｌｏｗ ｄｉａｇｏｎａｌꎬ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｓｔａｎｃｅ.
图 ２　 ＩＳＳＲ￣ＰＣＲ种群遗传距离聚类图
Ｆｉｇ. ２　 Ｄｅｎｄｒｏｇｒａｍ ｏｆ ＩＳＳＲ ｃｌｕｓｔｅｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ６ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ
类图中可看出ꎬ６个种群可分为两大类群:第一类群
仅南溪 ２种群ꎻ第二类群包括其余的 ５个种群ꎬ即冷
水沟 １、冷水沟 ２、冷水沟 ３、南溪 １和王国卡种群ꎮ
在第二类群中ꎬ冷水沟 ２ 和冷水沟 ３ 的遗传距
离最小ꎬ为 ０.０４６ ３ꎬ首先聚为一支ꎬ其次冷水沟 １ 与
它们的距离也较小ꎬ分别为 ０.０６６ ４和 ０.０５８ ４ꎬ再聚
为一支ꎻ再次是南溪 １和王国卡种群聚为一支ꎬ二者
的遗传距离为 ０.０７１ ９ꎮ
其中冷水沟 １、冷水沟 ２、冷水沟 ３ 空间分布上
较为接近ꎬ其次是南溪 １ 和南溪 ２ 空间分布上较为
接近ꎬ但冷水沟 ２、冷水沟 ３ 与冷水沟 １ 生境类型不
同ꎬ南溪 １和南溪 ２生境类型也不同ꎬ有着较大的遗
传距离ꎮ
２.３ 海拔、坡度和坡向与遗传多样性
６个河口莲座蕨的遗传多样性与海拔、坡度和
１２８７期　 　 　 　 　 　 　 　 　 朱晓媛等: 不同干扰生境下河口莲座蕨遗传多样性分析
图 ３　 生境类型与遗传多样性的相关性
Ｆｉｇ. ３　 Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｈａｂｉｔａｔ ｔｙｐｅｓ ａｎｄ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ
坡向进行相关性分析ꎬ结果表明海拔、坡度和坡向与
多态位点比率( ｒ ＝ ０.６０６ꎬＰ ＝ ０.２０２)、Ｓｈａｎｎｏｎ 多样
性指数( ｒ＝ ０.７４０ꎬＰ＝ ０.０９２ )和 Ｎｅｉ’ｓ遗传多样性指
数( ｒ＝ ０.７６３ꎬＰ＝ ０.０７７)均无显著相关关系ꎮ
２.４ 生境与遗传多样性
结合采集地的不同干扰程度ꎬ将 ６ 个种群分为
两类ꎬ即人工林型种群的冷水沟 ２、冷水沟 ３、南溪
１、王国卡为一类ꎬ代表天然林种群的冷水沟 １(次生
林)和南溪 ２(原生林)为一类ꎬ两种生境类型的种
群ꎬ多态位点比率、Ｓｈａｎｎｏｎ多样性指数、Ｎｅｉ’ ｓ 遗传
多样性指数(Ｐ>０.０５)显著性差异(图 ３)ꎮ
３　 讨论
Ｃｏｎｎｅｌｌ(１９７８)通过大量生态学研究提出了中
度干扰假说ꎬ即中等程度的干扰水平能维持高度生
物多样性ꎮ 中度干扰假说是生态学中引用率最高的
假说之一ꎬ但也存在广泛的质疑ꎬＦｏｘ(２０１３)指出仅
有少于 ２０％的研究显示中度干扰水平下生物多样
性水平达到最高峰ꎮ 干扰ꎬ尤其是中度干扰能增加
生境及生态过程的多样性(叶林奇ꎬ２０００)ꎬ导致歧
化选择过程ꎬ并发生遗传分化ꎬ形成不同的遗传多样
性水平ꎮ 广布种出现濒危状况的主要原因之一是生
境遭到人类的破坏ꎬ导致其生境类型改变ꎬ这些广布
种往往具有较高水平的遗传多样性ꎬ因此ꎬ干扰对其
种群遗传结构将会有重要的影响ꎮ
本研究野外观察发现ꎬ作为林下植物的河口莲
座蕨在不同群落生境中长势有明显差异ꎬ人工林和
次生林中长势较好ꎮ 本研究 ６个调查种群均表现出
较高程度的遗传多样性ꎬ在不同干扰程度的群落生
境中具有不同水平的遗传多样性ꎬ一定强度干扰的
种群与其它种群相比ꎬ具较高的遗传多样性ꎬ但无显
著性差异ꎮ 同时ꎬ遗传多样性与海拔、坡度、坡向无
显著相关关系ꎮ 产于英属 Ｐｉｔｃａｉｒｎ 岛的 Ａｎｇｉｏｐｔｅｒｉｓ
ｃｈａｕｌｉｏｄｏｎｔａ及产于台湾的伊藤氏原始莲座蕨(Ａｒｃｈ￣
ａｎｇｉｏｐｔｅｒｉｓ ｉｔｏｉ)为濒危及特有种ꎬ这两物种的 ＲＡＰＤ
分子标记表明ꎬ在人类干扰下其遗传多样性较低
(Ｎａｏｍｉ ｅｔ ａｌꎬ２００４ꎻＸｕ ｅｔ ａｌꎬ２０００)ꎮ 与上述两物种
相比ꎬ河口莲座蕨遗传多样性较高ꎬ具更好的环境适
应能力ꎬ且不同群落生境类型下的河口莲座蕨种群
都有较高的遗传多样性ꎬ存在一定强度人为干扰的
生境中ꎬ种群具有相对高的遗传多样性水平ꎮ
通常良好的环境资源、较高的空间异质性和一
定强度的歧化选择ꎬ都有利于植物维持较高的遗传
多样性(红雨等ꎬ２００６ꎻ张志红等ꎬ２００５ꎻ黎中宝等ꎬ
２０００)ꎮ 因此ꎬ对于适应环境能力较强、分布较广的
河口莲座蕨来说ꎬ自然环境条件的不同(海拔、坡
向)并不是造成其遗传多样性较高的因素ꎬ但一定
强度或频率的干扰可能对维持其遗传多样性水平有
更重要的意义ꎮ 较高的遗传多样性可能是对干扰的
一种适应ꎬ其它广布种也存在类似的情况(张颖娟
等ꎬ２００８)ꎮ
４　 结论
(１)用 ８ 条引物进行 ＩＳＳＲ 分析ꎬ扩增共产生
１２７条带ꎬ其中 １１９ 为多态性条带ꎬＰＰＢ 为 ９３.７％ꎬ
说明 ６个河口莲座蕨种群具有高水平的遗传多样
２２８ 广　 西　 植　 物　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ３６卷
性ꎮ (２)河口莲座蕨采自河口县不同地方ꎬ地形因
子存在一定的差异ꎬ相关性分析显示海拔、坡度和坡
向的差异对遗传多样性无显著影响ꎮ (３)不同干扰
生境中ꎬ河口莲座蕨的遗传多样性存在一定差异ꎮ
不同生境类型中ꎬ遗传多样性差异不显著ꎬ但一定程
度或频率的干扰种群和其它种群相比ꎬ遗传多样性
水平更高ꎮ
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