全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 30(5)：601— 607 2O1O年 9月
福建地区小叶买麻藤遗传多样性 ISSR分析
黄姝博1，胡永红2，吴 冬1，田 旗 ，李宏庆1
(1．华东师范大学 生命科学学院，上海 200062；2．上海植物园，上海 200231)
摘 要：采用 13条 ISSR引物对福建地区小叶买麻藤 11个种群共 211个样本进行 了种群遗传多样性检测。
结果表明：(1)小叶买麻藤在物种水平上遗传多样性较高而在种群水平上较低 ，揭示该物种具有较强的生存、
适应、发展潜力，但其种群遗传多样性 已经受到生境片段化及人为活动的影响；(2)小叶买麻藤的遗传分化在
裸子植物中处于中等水平 ，选择和基因流对种群遗传分化的作用大于遗传漂变的作用 ；(3)小叶买麻藤种群退
化主要受人类活动影响，影响的时间较短 ，尚未表现出种群遗传结构的改变。
关键词 ：小叶买麻藤；遗传多样性；遗传结构 ；种群退化
中图分类号 ：Q949．67 文献标识码：A 文章编号：1000—3142(2010)05—0601-07
Genetic diversity of Gnetum parvifolium
0f Fujian by ISSR Markers
HUANG Shu-BoI，HU Yong-Hong ，WU Dong ，TIAN Qi ，LI Hong-Qing
(1．School D，“ Science，East China Normal University，Shanghai 200062，China；
2．Shanghai Botanical Garden，Shanghai 200231，China)
Abstract：Thirteen ISSR primers were selected to revea[the population genetic diversity of Gneturn parvifolium in
Fujian．211 samples across 11 populations were examined．The results showed that：(1)G．parvifolium exhibited
comparatively high genetic diversity at species level while comparatively 1OW at population leveI，indicating that this
species had a strong potential for survival，adaptation and expansion，but its population genetic diversity had been
effected by habitat fragmentation and human activity：(2)the genetic differentiation of G．parvifolium was among the
moderate level of gymnosperm，which was mainly caused by selection pressure and gene flow instead of genetic drift；
(3)human activities contributed tO the population degradation of G．parvifolium，but this degradation had little de—
tectable effect on the genetic structure of the target species due tO limited impactive time．
Key words：Gnetum parvifolium；genetic diversity；genetic structure；population degradation
两亿五千万年前，买麻 藤 目(Gnetales)几 乎遍
布世界各地(won，2005)，而现代仅存单科单属且分
布较为局限。买麻藤属(Gnetum)分布于亚洲、非洲
及南美洲的热带及亚热带地 区。在 中国，买麻藤属
植物早在 1500年前就 已入药 ，民间用于治疗风湿 、
腰痛、跌打损伤、溃疡、气管炎、刀枪伤、蛇伤等(王健
伟等，2006)。非洲许多国家亦有买麻藤属植物药用
的记载 (Watt等 ，1962；Burkil等，1994)。现代研
究表明，买麻藤属植物含有芪类、生物碱类、挥发油
类、黄酮类化合物等成分，具有抗菌消炎、抑制肿瘤
坏死因子的活性 ，抑制环氧酶活性 、抗氧化 、保肝、平
喘、抗过敏和抗蛇毒 等作 用(王健伟 等，2006)。此
外，买麻藤属植物的纤维可编制绳索，树液可作清凉
饮料，叶可作蔬菜，种子可炒食或炸油(wu等，
收稿日期 ：2009—20—06 修回日期 ：2010—08—12
基金项目：上海市绿化管理局攻关项 目(G069901)；国家自然科技资源平台项目(2005DKA21403)[Supported by Shanghai Municipal Aforestation Ad—
ministration Project(G069901)；National Science and Technology Resources Projeet(2005DKA21403)]
作者简介：黄妹博(1983一)，女 ，辽宁鞍山人，硕士研究生，从事资源植物学研究，(E-mail)51061300014@eenu．en。
通讯作者(Author for correspondence，E—mail：hqli@bio．ecnu．edu．cn)
6O2 广 西 植 物 30卷
1999)。目前买麻藤属植物的研究主要涉及植物化
学(王健 伟等，2006；Prakash等 ，l981；冯爱芬 等，
2006)、形态学(高信曾等，1989；Jhuregui等，2005)、
分子 系统 学 (Hansen等，1999；Soltis等 ，1999；
Chaw等 2000)、胚胎学、孢粉学(Yao等，20O4)、营
养学(Isong等，1999)等领域。
随着买麻藤属植物药用、食用价值的发掘，越来
越多的野生资源被开发利用 ，野生种质资源呈现出
减少的趋势，买麻藤(Gnetum motanum)被收录到濒
危野生动植物种国际贸易公约(CITES)附录 III中。
在我国，买麻藤属内8个种进入了中国物种红色名
录：巨子买麻藤(G．giganteum)的评估等级为极危，
细柄买麻藤(G．gracilipes)为濒危，灌状买麻藤(G-
gnemon)、罗浮买麻藤 (G．1ofuense)和垂子买麻藤
(G．pendulum)为 易 危 ，海 南 买 麻 藤 (G．hain-
anense)、买麻藤 (G．montanum)和小 叶买麻藤 (GI
parvifolium)为近危几近符合易危，其中小叶买麻
藤产于福建、广东、广西、云南、贵州、海南、湖南和江
西，老挝、越南也有分布，生于海拔100~1 000 m常
绿阔叶林中。姚振生等(1998)把小叶买麻藤列入井
冈山珍稀濒危药用植物保护种类名录，而廖建良等
(2004)将其列为广东罗浮山珍稀保护植物。
表 1 福建地区小叶买麻藤各种群的采样信息
Table 1 Site information of the populations surveyed in Fujian
小叶买麻藤在福建省有广泛而较密集的分布，
福建南平(26．6。N)是该种分布的北缘。在这个区
域内开展小叶买麻藤遗传多样性研究，对理解小叶
买麻藤现代分布格局的成因和致危机理具有重要意
义。为此，本文选择该地区的小叶买麻藤进行 ISSR
遗传多样性分析，揭示小叶买麻藤的遗传多样性状
况和遗传结构特点，以期为研究该物种种群的退化
机制提供基础资料，并为该物种的野生资源保护、合
理开发利用提供理论依据。
1 材料与方法
1．1研究材料
根据种群取样的原则，我们在福建省内共采集
到 11个种群共 211个样本。为避免采到同一克隆
的不同分株，各个样本的间距原则上大于 10 m，罗
源和福清种群分别有两个样本间距不足 10 m，在确
定它们 不为 同株萌 枝关 系后 采样 。采样 时 间为
2007年 8～l1月。取植株嫩 叶，硅胶快速干燥并置
一 2O℃保存 。采样地和采样数 详见表 1和图 1。我
们在连城县、顺昌县、建瓯市、宁德市的调查中未发
现小叶买麻藤种群。
1．2研究方法
小叶买麻藤总 DNA 的提取采用改 良的尿素法
(Sun等，2002)。PCR反应在 TaKaRa PCR Thermal
Cycler Dice(TP600)上进行。25 L反应体系如下：
模板(约 4 ng／uL)1．0 L，引物 (5 t~M)2．5 L，1O×
Taq Buffer(MgS free)2．5 L，M (25 mM)1．5
FL，dNTP Mixture(2．5 mM)2 L，Taq酶(2．5 u／
／~L)O．4 L，ddH2O补至 25 L。扩增程序：94℃ 2
min；94℃ 35 S，52~55℃ 30 S，7℃ 90 s，35个循环；
72℃ 7 min。电泳条件：PCR产物在 1．5％的琼脂糖
凝胶上电泳(1×TAE，80 V)分离，该凝胶含有
0．005 Goldview，用 lkb DNA Ladder和 lOOk DlNA
Ladder作为标准分子量对照。DNA片段通过 ⅥL广
BER LOURMAT凝胶成像系统拍照。
2 数据分析
同一引物扩增产物的电泳谱带中，相同迁移位置
5期 黄姝博等 ：福建地 区小叶买麻藤遗传多样性 ISSR分析 603
图 1 福建地区小 叶买麻藤各种群样地分布图
Fig．1 Map of Fujian with the sample
locations indicated
上有扩增带记为 1，无带记为 0，形成二元数据矩阵。
使用 POPGENE 1．32(Yeh等，1997)，假设种群处于
哈温平衡(Hardy-Weinberg Equilibrium)，计算多态位
点百分率(PPB)、Nei S基 因多样性 指数 (H)(Nei，
1973)和 Shannon S信息指数(SD(Lewontin，1972)、
种群遗传分化指数(Gst)、Nei S遗传距离(D)和遗传
一 致度(I)(Nei，1973)以及基因流 [(1lOst-I)~4]。
使用 Hickory 1．1计算 Bayesian基因多样性指
数(Hs)和 Bayesian种群遗传分化值 (F 近似
值)。该方法不假设预知种群内近交程度 ，也不假设
种群内基因型比例符合哈温平衡，可以充分利用显
性标记提供的信息(Holsinger等，2002)。贝叶斯法
提供了四个模型，考虑到其他模型可能不合理地估
计 厂值(近交系数 的近似值)而造成结果偏差，所
以采用“f-free”模型计算 。
AMOVA 1．55用于进行分子方差分析 ，计算种
群间和种群内变化的方差分量和显著性水平(Ex—
cofier等，1992)(3000次置换)。AMOVA的输入
文件由 DCFA 1．1(张富民等 ，2002)创建。
使用 TFPGA进行 Mantel检验 ，检验地理距离
与 Nei S遗传距离之间的相关性(3 000次置换)；根
据 Nei S遗传距离，使用 NTSYS—pc 2．1(Rohlf，
2000)进行 UPGMA聚类分析。
3 结果及分析
3．1小叶买麻藤种群的遗传多样性
从 100条引物 中筛选 出多态性高、重复性好 的
13条引物扩增 11个种群 2l1个个体 ，检测出清晰、
可重复位点 131个 ，其中多态性位点 115个(表 2)。
表 2 引物序列、扩增为点数、多态位
点数及 多态位点百分率
Table 2 Primers used for ISSR amplification
and number of bands per primer
引物 引物序列 5-3 扩增位点数 多态位点数
Primer Sequence 5-3 No
． of bands scored No．of PB
Y= (C，T)，R= (A，G)，PB：polymorphic bands
在物种水平 上，福建 地 区小 叶买麻藤 PPB一
87．79 9／6，H=0．2202，SI一0．3412，Hs一0．2460；在种
群水平上，各种群平均 PPB一48．02 ，H一0．1719，
SI=O．2558，Hs=O．201。假设哈温平衡的情况下，永
泰县、永春县 、龙岩市和罗源县种群的遗传多样性较
高，平和县、三明市和福州市种群的遗传多样性较低。
而从贝叶斯方法得出的遗传多样性来看，永泰县、永
春县、龙岩市和罗源县种群的遗传多样性较高，平和
县、三明市种群的较低。两种方法计算的结果基本一
致，但福州种群的遗传多样性在两种算法里差异较
大，这可能与该种群采样数偏少有关 (表 3)。
3．2小叶买麻藤种群的遗传结构
用三种方法分析小叶买麻藤的遗传分化程度：
基因分化系数 Gst一0．2282、AMOVA种群分化系
数 Ost=0．2004(P<0．O01)和 Bayesian种群遗传
分化值 一0．2050。尽管三种方法分析的结果在
数值上有差异 ，但是所揭示的福建地 区小叶买麻藤
种群问遗传分化的趋势是一致的，即约有 8O 的遗
604 广 西 植 物 3O卷
传变异存在于种群内，约有 2O 的遗传变异存在于
种群间，但种群之 间的遗传分 化极显 著 (P<
0．001)。由 计算出的基因流( =1．3629)大于
由Gst算出的基因流(N ==：0．8453)。
表 3 福建小叶买麻藤 l1个种群的遗传多样性
Table 3 Genetic diversity of l 1 G．parvifolium populations
表 4 福建地区小叶买麻藤 】1个种群间的 Nei s无偏遗传一致度( )和遗传距离(D)
Table 4 Nei S unbiased measures of genetic identity and genetic distance
对角线上方数据为遗传一致度，对角线下方数据为遗传距离
Nei S genetic identity(above diagona1)and genetic distance(below diagona1)
福建地区小叶买麻藤种群间的Nei S遗传一致度
( )范围为 0．9044～0．9694，遗传距离(D)范围为
0．0311~0．1005(表 4)，Bayesian两两种群间遗传分
化值( )范围是 0．1570~0．3482(表 5)。其中龙岩市
(LYS)和长泰(CT)种群问的遗传一致度最 高(_『一
0．9694)，遗传距离最近(D一0．0311)，Bayesian种群
遗传分化值最小( 一0．1570)，在 UPGMA聚类图中
也聚在了一起；三明市(SM)和福州(FZ)的遗传一致
度最低 (J一0．9O44)，遗传距离最远 (D一0．1005)，
Bayesian种群遗传分化值最大( =0．3482)，在 UP—
GMA聚类图中也处于较远的位置(图 2)。
经 Mantel检测(随机检测 3 000次)，种群间
Nei S遗传距离和地理距离之间存在显著正相关关
系(r—O．4184，P：0．0063d0．05)， 与地理距离
之间也存在显著正相关关 系(，．一0．5273，P一
0．0010)，表明福建地区小叶买麻藤种群遗传变异的
分布具有明显的地理相关性。
4 讨论
4．1小叶买麻藤物种水平遗传多样性较高而种群水
平遗传多样性较低
在物种水平上，与已有研究报道的 7种裸子植
物相比，小叶买麻藤具有较高的遗传多样性(表 6)。
据 Won(2005)估计，现存买麻藤属内各物种最
早分化出现于距今 2900~1100万年前，在上渐新世
至中新世期间经过跨海分布，形成现在的南美洲、非
洲和亚洲的世界分布格局。与银杏、水杉等第三纪
5期 黄姝博等：福建地区小叶买麻藤遗传多样性 ISSR分析 605
对角线上方数据为地理距离，对角线下方数据为 8B值
Geographical distances(above diagona1)and values(below diagona1)
Q04 nO5 Q06
Goefficient
图 2 福建地区小叶买麻藤种群的 Nei S
遗传距离的 UPGMA聚类图
Fig．2 UPGMA dendrogram based
on Nei S genetic distance
孑遗植物不同，包括小叶买麻藤在内的亚洲买麻藤属
各种分化时间较晚，发生在距今 600~200万年前被
子植物繁盛的年代，其颈卵器完全退化，这是裸子植
物最进化类群 的性状。从小叶买麻藤的分化时间较
晚和没有颈卵器来看，其物种具有较大的进化潜力，
这与其较高的物种遗传多样性相一致。另外，福建地
区没有 经 历 200万 年 前 的第 四纪 冰 JI(王 绍鸿 ，
2008)，受冰期影响较小，也为该地区小叶买麻藤在物
种水平上保持较高的遗传多样性创造了条件。
在种群水平上，小叶买麻藤的遗传多样性(H=
0．1719)低于裸子植物(H一0．386)、多年生长命植
物(H=0．25)和异交植物 (H一0．27)的遗传多样
性 ，显示小叶买麻藤种群遗传多样 性不足 。一般认
为长命、异交植物具有较高的种群遗传多样性(Ny—
born等，2000)。本研究 中小 叶买麻藤为多年生木
质藤本，野外观察中，基径最大时为 90 mm，估计其
年龄已超过 4O年，是雌雄异株植物，具有异交型繁
育系统，本应具有较高的种群遗传多样性水平。其
相对较低的种群遗传多样性水平产生的原因可能是
多方面的。首先，小叶买麻藤种子体积较大，依靠重
力或动物媒介散布种子，种群内植株间的近交几率
较大。其次，人为的破坏也使小叶买麻藤种群水平
遗传多样性丧失 。
各种群间遗传多样性差异明显(H在0．1371～
0．1902之间)。福州 、三明种群均位于游览景区内，
虽然都保留了基径粗大的小叶买麻藤 ，但新生植株
往往受到人为破坏，难以存活，种群个体数量少；平
和种群所在环境已经开发成茶场 、柚子林和竹林 ，仅
见小叶买麻藤幼苗 。永泰 、永春 、龙岩和罗源种群受
到的人为破坏少 ，相应地种群遗传多样性也较高。
4．2小叶买麻藤 种群遗传分化程度中等 ，遗传漂变
作用不显著
福 建小 叶买麻 藤 Nei的基 因分化 系数 Gst一
0．2282，AMOVA 种群分化系数 Ost=0．2004，大致相
当于文献(Nyborn等，2000)中裸子植物 RAPD数据
的均值 (Gst==0．18，Ost：0．24)。ISSR分析显示，小
叶买麻藤 与穗 花 杉 (Ge等，2005)、翠柏 (Wang等，
2004)、巧家五针松 (Zhang等，2005)和红松 (吴隆坤
等，2005)的种群遗传分化程度有较大的差别：穗花杉
种群间遗传分化十分明显，小叶买麻藤次之，翠柏、巧
家五针松和红松种群间遗传分化极低 ，表明小叶买麻
藤种群问分化处于中等水平。
基于 Nei S遗传距离 的 UPGMA 聚类结果表
明，11个种群 主要分成 A、B、C、D四支，地理上较近
X S ¨ 盯
6O6 广 西 植 物 3O卷
的种群聚在一起。其中 A支罗源、福州和福清种群
地处以福州平原为中心的低海拔临海地区，植被类
型以经济林为主；B支永泰、仙游、永春种群处戴 云
山脉的丘陵地区，与 A支种群 间有齐云山一青云山
阻隔；C支龙岩、平和、长泰种群共处福建南部且地
理距离靠近；D支三明、南平种群位于戴云山西侧，
与其他种群以鹫峰山一玳瑁山相隔。山脉的阻隔往
往影响光照、温度、湿度等环境因子，加之本研究不
同种群间地理跨度较大，随着地理位置变化 ，小叶买
麻藤各种群承受的选择压力也不同，出现一定程度
表 6 小叶买麻藤与其他 7种裸子植物的 ISSR遗传多样性与遗传结构比较
Table 6 Comparison of genetic diversity and genetic structure between G．
parvifolium and other 7 gymnosperm species based on ISSR data
物种 Species PPB( ) Hsp SI Gst(％) fPst(％) 文献 Reference
小叶买麻藤 Gnetum parvifolium
红松 Pinus koraiensis
油松 Pinus tabuliformis
银杏 Ginkgo biloba
穗花杉 Amentotaxus argotaenia
贵州苏铁 Cycas guizhouensis
翠柏 Calocedrus macrolepis
巧家五针松 Pinus squamata
87．79
79．61
79．38
70．45
64．77
35．90
26．92
12．3O
0．2202
0．2408
0．1839
0．1082
0．1160
O．O29O
0．3412
0．4504
0．4468
0．5599
0．2868
0。1686
0．1662
0．0480
22．82
5．63
13．56
14．76
72．6O
43．21
4．2O
2．40
本研究
吴隆坤等，2005
Li等，2008
葛永奇等，2003
Ge等，2005
Xiao等 ，2004
Wang等 ，2004
Zhang等 ，2005
的种群遗传分化。
一 般认为，N >0．5或 N >1时基因流足以抵
抗因遗传漂变而产生的种群遗传分化(刘占林等，
1999)。本 研 究 中 由 Gst得 出 的 基 因流 N 一
0．8453，而由6}日计算出的基因流N 一1．3629，表明
小叶买麻藤种群间存在一定的基因流，在种群结构
的维持中，基因流的作用大于遗传漂变的作用。
基于种群地理距离和遗传距离的Mantel检测
表明，小叶买麻藤不同种群间的遗传距离与地理距
离呈显著正相关，种群分化呈现距离隔离(isolation-
by-distance)格局，表明基因流和选择是维持种群遗
传结构的主要因素，遗传漂变的作用不明显。
4．3小叶买麻藤种群的退化机制和恢复措施
在福建，杉木林、茶林、柚子林、竹林等经济林的
大量开发破坏了小叶买麻藤天然的生态环境，使其
个体数量减少，分布密度减小，许多有过标本记录的
地方已经找不到该物种生长 了，这也是本研究未能
采到更多样本的重要原 因。本研究结果显示：小 叶
买麻藤物种遗传多样性较高，种群分化程度中等，遗
传漂变作用不显著，说明其种群退化的主要原因并
非出于物种遗传多样性和遗传结构方面，而源自人
为干扰、生境破坏。
异交种群对近交衰退的耐性较差，生境片断化
引起种群变小时带来的遗传效应会加剧种群的衰退
(陈小勇 ，2000)。小叶买麻藤为多年生木质藤本植
物，世代较长，更新速度较慢，种群变小对遗传结构
的影响不易在短时间内显现。同时，该物种退化发
生的时间很短，遗传漂变和近交的效应还没有随时
间的积累而变得明显，但在更大的时间尺度内，这种
效应必将显现并加剧种群衰退。
为保护和恢复小叶买麻藤种群，建议重点保护
较大种群，尤其是遗传多样性水平较高的永泰、永
春、龙岩和罗源种群。遗传多样性水平较低的福州、
三明和平和种群，应该给予特别重视，加强植被保
护，尽量减少人为破坏，以尽快恢复其原有种群数
量。同时为防止瓶颈效应，可通过种群问的个体移
植，提高种群遗传多样性水平。
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