全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 22(1)：71— 73 2002 年 1 月
小毛茛居群分化研究(Ⅱ)—— 居群
遗传变异的等位酶分析
汪小凡‘，靳宝锋。，庞新安 ，张竞男。
(1，武攫大学植物发育生物学教育部重点实验室，湖北武攫 430072~2．武攫大学生命科学学院，湖北武双 430072)
摘 要：采用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术检测小毛茛的s个地点共 6个居群的遗传变异。对4个酶系统7个酶
位点的基因型频率的聚类分析，结果表明：小毛茛居群遗传分化主要与居群所在生境因素相关，与地理位置
之问仅有不显著的相关性 等位酶分析与形态变异研究的结果基本吻合。
关键词：小毛茛；居群分化}等位酶分析
中图分类号；Q949 文献标识谒 ：A 文章编号 ：i000 3142(2002)01—0071—03
Primary studies on differentiation of popul ations
in Ranunculus t ernat us Thunb．(1I)
— — Allozyme analysis on genetic
differentiation of populations
WANG Xiao—fan ，JIN Bao—feng。，PANG Xin—an。，ZHANG Jing—nan
(I-Key Laboratory of MOE for Plato Developome~ta[Biology，Wuhan U~zhaorslty，Wuhan 430072，China；
2-C~lege 0}Hfe Sciences，Wuhan UniverMty．Wuhan 430072，China、
Abstract：Genetic differentiation of six populations in Rannuculus ternatus Thunb．from three toeation5 was de-
tected by using the vertical slab polyacry[amide gel electrophoresls．Based on the genotype frequencies assessed
from seven loci of four enzymes，the result of cluster analysis indicated that，genetic variation of populations in
the species is mainly correlated with its habitat but with its geographic factors．The altozyme analysis is corre—
spo nd to the studies of morphotogical variances
Key words{Ranunculus ternatus；po putation differentiation；atlozyme anatysis
同工酶(isozyme)技术以及在此基础上发展起
来的等位基因酶(alozyme，简称等位酶)分析方法，
在高等植物的系统与进化生物学研究中的各个方
面已得到广泛应用。。 。在毛茛属(Ranunculus)中，小
毛茛(猫爪草R．ternatus Thunb．)、禺毛茛(R．Can-
toniensis Dc．)等种也有过同工酶方面的工作 。在
前文对小毛茛居群内和居群间形态变异所作探讨
的基础上，本研究试图利用等位酶分析方法研究小
毛茛的居群间的遗传分化式样及其与地理和生态
因素的关系。
收稿 日期 ：2000—04—1 3
作者简夼 ：~d,J；L(1965一)，男 ，湖北红安人，博士，从事植物系统学与进化生物学研究
基童项目：国家 自然科学基金项tl(编号：39870082)~分资助
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72 广 西 植 物 21卷
— —
群，每一地点的 2个居群的空间距离约 200 300
1 材料和方法 ，其中居群LJ一2中的个体在形态特征上明显区别
1．1材料来源 于其他居群的个体。每居群采集约 30株移栽到实验
供试材料取自河南、湖北二省 3个地点 6个居 室中。取样时间为 1999年 3～4月。凭证标本存于
表 1 材科来源
Table l Origin of the materials
武汉大学生命科学学院植物标本馆(wH)。
1，2制样和电泳
每植株取健康幼 叶 1片，分别加 0．2 mI 的
Tris—HC[提取缓冲液“ ，在冰浴中研磨提取，离心
(12 000 r／min，0．5 min)，冷冻备用。采用垂直板不
连续聚丙烯酰胺凝胶。 ，分离胶浓度 10 ，pH8．9，
胶板规格 lOB ram(长)(96 mm(宽)(1 mm(厚)；浓
缩胶浓度 4 ，pH6．8，点样槽 14～1 9个／板；点样量
8～12(1／样品；电极缓冲液为 Tris-甘氨酸缓冲液
(0．04 mol／I ，pH8．3)；稳压 240 v，电泳 时间 约为
3．5 h。同工酶染色参考 Soltis等(1983)的方法“ 。
1，3等位酶分析及数据处理
根据所获得的酶谱，采用稳定、可靠的同工酶
位点，确定每一居群中每一个体在每一酶位点的基
因型对每个位点的不同等位基因，统计各居群在不
同位点的基因型频率。用各位点基因型频率为性
状，不同居群作为OuT’s，数据经过标准化后，采用
欧氏距离系数、UPGMA法进行聚类分析，所用程序
为 STATISTICA中的cluster analysis程序。
2 结 果
2．1等位酶位点及基因型频率
本研究共得到 7个酶系统的酶谱，但对 4个酶
系统中的清晰稳定的 7个位点作出判读(表 2)，其
中除酯酶(EST)为 4个位点外，尽管天冬氨酸转氨
酶(AAT)、谷氨酸脱氢酶(GDH)和苹果酸酶(ME)
酶谱上可见到至少 2个位点，但均只能采用其中最
为可靠的1个位点作等位酶分析。各居群在不同位
点 的基因型频率见表 3，表 中明显可见，居群 I J一2
表 2 用于等位酶分析的酶系统和酶位点
Table 2 The enzyme systems and the genetic loci
表 3 各居群在不同位点上的基因型频率
Table 3 Genotype frequencies in populations
各个位点几乎均为单态，而 XY 1中多态性水平相
对较高。但由于本研究所得到的等位酶资料偏少，
不足以以常规方法计算居群内和居群问遗传多样
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1期 汪小凡等：小毛茛居群分化研究(Ⅱ)——居群遗传变异的等位酶分析 73
性的各项指标。此外，本研究中也得到苹果酸脱氢
酶 (MDH)、过氧化物酶(PER)和莽草酸脱氢酶
(SKD)等的较为清晰的酶谱，但判读困难，尚有待于
进一步分析
2．2居群水平的聚类
以表 3中列举的基因型频率为性状，采用距离
系数，用UPGA法对小毛茛的不同居群进行聚类分
析 ，结果见图 1。
Linkage distan ce
(Euclidean distances，u陟姒)
图 1 基于基因型频率对小毛茛居群作出的聚类图
Fig．1 Cluster analysis of populations in Ranuculus
ternatts Thunb．，based on allozymic data
Linkage distance
(Euclidean distances．岍伽 )
图 2 基于基因型频率和形态特征对小
毛茛居群作出的聚娄图
Fig 2 Cluster analysis of populations in Ranuculus f 。 “
Thunb．，based 0n allozymic and morphological data
由图 1可见，小毛茛居群 IJ一1、SZ一2、SZ一1、XY一
2结合较为紧密，它们彼此之间相似性水平较高，
XY一1、I J一2与其他居群距离较远。这一结果表明小
毛茛各居群之间存在不同水平的遗传分化。将这一
聚类图与前文中以形态性状作出的聚类图相比较，
可以发现它们的共 同之处 ：居群 LJ 1与 I J一2的结
合距离较远，而 sz一1与sz一2之间结合紧密。
为更为全面地反映小毛茛居群分化，作者将等
位酶性状与形态性状相结合，再进行聚类分析，结
果见图 2。
3 讨 论
3．1彩响小毛茛遗传分化的因素
地理条件通常是影响植物种内遗传分化的主
要因素。对小毛茛而言，地理因素对物种遗传分化
起一定作用，从基因型频率的聚类结果来看 ，分布
于湖北武昌的居群 I 1与 SZ—l、SZ一2结合较为紧
密正好反映了这一点。但作者认为地理因素对小毛
莨居群分化的影 响是有限的，居群 I 2与 I小 l之
间地理距离最近，在聚类分析时的结合距离却是最
远的。同时，值得注意的是。生境因素对小毛茛居群
的遗传分化的影响应是起主要作用，在聚类分析时
与其他居群结合距离较远的居群 IJ一2生境明显有
别于其他。小毛莨花粉流距离较为局限，花粉以距
离散布为主“ ，居群之间缺少基因交流，这也是导致
U一1和 LJ一2这样紧密邻接的居群之间差异显著的
重要原因之一 。
由于本研究取样范围不足以反映小毛茛整个
分布区的情况，用于等位酶分析的酶系统及基因位
点的数且也较少，要弄清小毛茛地理分布与居群遗
传分化的关系还要做进一步的工作。
3．2小毛茛形态变异与同工酶变异的美系
生于独特生境的小毛茛居群 I J 2中的个体在
形态上与同种其他居群有明显差异：植株较高，基
生叶为圆形，无花瓣多于5片的植株。用等位酶分析
的结果作出的聚类也表明I，J_2居群与其他居群有
较大差异 ，这反映出其形态变异与同工酶变异的相
关性。从基因型频率来看 ，I，J_z居群在所研究的各
位点上基因型有高度的一致性，这可能是其生境的
选择作用造成的；同时由于该居群中未出现特有的
等位基因，甚至稀有基因型的额率几近于 0，所以从
等位酶性状的聚类结果来看该居群不及具较多稀
有等位基因的xY一2更加远离其他居群。
作者还注意到小毛茛花瓣数目与等位酶位点
(下转第 70页 Continue on page 70)
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70 广 西 植 物 22卷
距离(D)研究结果表明，9个居群之间变异很小，J
值 的变化 范围为 0．784～1．000，D值变 化范 围在
0．001～O．244。居群之间的遗传距离最大为鹿寨和
柳州；南宁与武鸣、雁 山与永福之间差异最小 ，只有
0 001，其相似数最大近为 1．000 根据遗传一致度
所做的聚类分析，结果表明距离与蜈蚣蕨居群相互
之间的关系(图 1)。
蜈蚣蕨是一种适应性强，分布广的常见蕨类植
物，它的遗传多样性程度比较高，同时孢子传播距
离较远，居群间基因交流快速而频繁，使居群间的
等位基因组成差异小。在等位基因频率组成上虽有
一 定差异，但差异较小。在小范围内，等位基因的组
成和频率变异符合距离模型(distance mode1)，即其
差异随着空间距离的增大而增大，如南部居群 。而
在太空间范围内，距离模型的变异规律不适台广西
蜈蚣蕨居群的等位基因组成和频率变化。从遗传距
离和遗传一致度的计算结果看，空间距离的远近并
不与遗传距离和遗传一致度成相关关系，聚类分析
的结果也证明了这一点 (图 1)。
在不同地理环境条件下，蜈蚣蕨居群间等位基
因频率不是完全相同，表现出了一定的遗传差异，
不过这种差异并未产生很强的种内遗传分化，即它
们的遗传距离很小，表明居群内基因交流的频繁程
度。蜈蚣蕨不同居群保持着稳定的遗传结构，其居
群遗传多样性程度居中等偏上水平。
参考文献 ：
[L]王中仁．中国风尾蕨属细胞学的初步研究EJ]．植物
分类学报。L989，／7(6)：42]一438．
[2)Mitton J，Linhart Y，Sturgeon K Atlozyme po]ymor—
pbisms detected in matrue needle tissue of ponderosa
pine[J]．Journ．Heredity．1979，64：27 L-280．
(33 Soltis D E，Haufler C H，Gastony G J．Starch gel dec-
trophoresis of ferns； A compilation of Grinding
buffers，get and etectrnd e buffer，and staining scbed—
ules[J]．Amer．Fern J．，1 983，73；908—913．
[4]王中仁．植物等位酶分析[M]．北京：科学出版社，
1996．
(53 Nei M．Estimation of average heterozygosity and ge-
netie distance from smalt number of individuats[J]．
Genetics，L978，89：583— 59O．
[6]Hmmrick J I ，Godt M J W Atlozyme diversityin
p[ant species[A]．In：Brown A H D．Clegg M T，
Kahler A I ， a1． eds．，PLant Population Genetics，
Breeding．and Genet 七 Resources． Sunderland Mas—
sachusetts：Sinauer，L989，43— 63．
[7]Nei M．Genetic distances between populations[J]．
A ．Natur．，L972，106：283— 292．
(83周 琼，周厚高，谢庆武，等．南宁地区螟蚣蕨居群
遗传多样性D]．广西农业生物科学，1 999，18(4)：
239— 242．
(上接第 73页 Continue from page 73)
上的基因型之间的关系，仅在 I小1居群中发现多于
5花瓣的植株在 AAT一1位点上基因型均为杂合型
(ab)，反过来看，AAT-1位点上基因型为杂合型的
植株绝大多数花瓣多于5片，只有个别另外。这一方
面的研究有重要价值，但还有待深入。
参考文献：
[1]王中仁．植物等位酶分析[M]．北京：科学出敝社
1996
(23胡能书，万贤国．同工酶技术及其应用[M]．长沙
湖南科学技术出版社 ，1 985．
(33橡玲玲，廖 亮，等 禺毛茛复台休及其近绦种过氧
化物同工酶研究 [J] 武汉 植 物学研究 ，1997。15
(1)：43～48．
(43徐玲玲，廖 亮．猫爪草和内根毛茛的同工酶研究
[A]．中国植物学会．中国植物学会六十五周年年会
学术报告及论文摘要汇编[C]．北京；中国林业出版
社 ，1998 148．
[53王金平 ，李天煜，汪小凡 ，等．小毛茛 ( 口n“艇“ “j
ternatus Thunb．)花 粉 流潜 能初探 [J]．广西植 物，
1999，19(3)：2药 ～ 228．
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