全 文 ：广 西 植 物 Ｇｕｉｈａｉａ ３２（３）：２９８－３０３ ２０１２年 ５ 月
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－３１４２．２０１２．０５．００３
中日５个岛屿山茶种群遗传多样性研究
林 立１，２，倪 穗１，李纪元２＊，陈 越１，２，应 震１
（１．宁波大学 海洋学院，浙江 宁波３１５２１１；２．中国林科院 亚热带林业研究所，浙江 富阳３１１４００）
摘 要：运用ＩＳＳＲ分子标记法对中、日两国５个岛屿天然山茶种群共１５０个个体进行遗传多样性分析。结
果表明：筛选出的２０条引物扩增得到２０５条清晰条带，其中１８３条为多态性条带，多态位点百分比（ＰＰＢ）为
８９．２７％。经ＰＯＰＧＥＮＥ软件分析，山茶种群平均多态位点百分比（ＰＰＢ）为７２．００％，Ｎｅｉ’ｓ基因多样性指数
（ＨＥ）为０．２７４３，Ｓｈａｎｎｏｎ信息多态性指数（Ｈ）为０．４０２３，种群水平遗传多样性较高。基因分化系数Ｇｓｔ＝
０．２０３３，表明遗传变异主要存在于种群内个体间。Ｍａｎｔｅｌ检验（ｒ＝０．７９８９，Ｐ＜０．０５）和ＵＰＧＭＡ聚类表明岛
屿地理隔离对山茶种群遗传分化具有重要影响。基于岛屿山茶种群遗传结构的分析，建议加强我国岛屿自然
种群的就地保护力度。
关键词：山茶；ＩＳＳＲ；岛屿；遗传多样性；遗传结构
中图分类号：Ｓ６８５．１４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－３１４２（２０１２）０３－０２９８－０６
＊
Ｓｔｕｄｙｏｎ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ
Ｃａｍｅｌｉａ ｊａｐｏｎｉｃａｉｎ ５ｉｓｌａｎｄｓ
ｂｅｔｗｅｅｎ Ｃｈｉｎａ ａｎｄ Ｊａｐａｎ
ＬＩＮ Ｌｉ １，２，ＮＩ Ｓｕｉ １，ＬＩ Ｊｉ－Ｙｕａｎ２＊，ＣＨＥＮ Ｙｕｅ１，２，ＹＩＮＧ Ｚｈｅｎ１
（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｒｉｎｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｎｉｎｇｂｏ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎｉｎｇｂｏ ３１５２１１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｒｅｓｅａｒｃｈ
Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ，ＣＡＦ，Ｆｕｙａｎｇ ３１１４００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃａｍｅｌｌｉａ ｊａｐｏｎｉｃａｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｈｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｓｐｅｃｉｅｓ，ｗｉｄｅｌｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｉｎ Ｅａｓｔ－Ａｓｉａ．５ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ ｏｆ
Ｃ．ｊａｐｏｎｉｃａｃｏｌｅｃｔｅｄ ｆｒｏｍ Ｃｈｉｎａ ａｎｄ Ｊａｐａｎ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ＩＳＳＲ ｍａｒｋｅｒｓ ｔｏ ｄｅｔｅｃｔ ｔｈｅ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ．Ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ
２０５ｄｉｓｃｅｒｎｉｂｌｅ ｌｏｃｉ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｆｒｏｍ ａｌ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ ｕｓｉｎｇ ２０ｐｒｉｍｅｒｓ．Ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｌｏｃｉ，８９．２７％ ｗｅｒｅ ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃ
（ＰＰＢ＝８９．２７％）．Ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｏｆ ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃ ｌｏｃｉ（ＰＰＢ＝７２．００％），Ｎｅｉ’ｓ ｇｅｎｅ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＨＥ＝
０．２７４３）ａｎｄ Ｓｈａｎｎｏｎ’ｓ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ（Ｈ＝０．４０２３），ｅｓｔｉｍａｔｅｄ ｂｙ ＰＯＰＧＥＮＥ，ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ Ｃ．ｊａｐｏｎｉｃａ ｈａｄ
ｈｉｇｈｅｒ ｌｅｖｅｌ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｔｈａｎ ｍａｎｙ ｏｔｈｅｒ ｉｎｓｕｌａｒ ｐｌａｎｔ ｓｐｅｃｉｅｓ．Ｔｈｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｇｅｎｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ（Ｇｓｔ）ｗａｓ
０．２０３３，ｗｈｉｃｈ ｓｈｏｗｅｄ ｍｏｒｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ Ｍａｎｔｅｌ Ｔｅｓｔ（ｒ＝
０．７９８９，Ｐ＜０．０５）ａｎｄ ＵＰＧＭＡ，ｉｎｓｕｌａｒ ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｈａｖｅ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｇｅｎｅｔｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｉｎ
ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｍａｉｎｔａｉｎ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ａｎｄ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃ．ｊａｐｏｎｉｃａｔｈａｔ ｎａｔｕｒａｌ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ
ｉｎ ｓｉｔｕ ｆｒｏｍ ｈｕｍａｎ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ ｔｏ ｆａｃｉｌｉｔａｔｅ ｉｔｓ ｎａｔｕｒａｌ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｃａｍｅｌｌｉａ ｊａｐｏｎｉｃａ；ＩＳＳＲ；ｉｓｌａｎｄ；ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ；ｇｅｎｅｔｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
遗传多样性是生物多样性的重要组成部分，影
响物种长期生存与进化的潜力，已成为进化生物学
和生物多样性保育研究的热点内容（Ｅｌｓｔｒｅ等，
１９９３）。遗传多样性受物种的繁育系统、基因流、遗
＊ 收稿日期：２０１１－１０－２８ 修回日期：２０１２－０１－０４
基金项目：浙江省科技厅重点项目（２００８Ｃ１４０６５）；宁波市国际科技合作项目（２０１０Ｄ１００１３）；宁波市农村科技创新创业资金项目（２０１０Ｃ９１０２６）；国家
国际科技合作项目（２０１１ＤＦＡ３０４９０）［Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ Ｋｅｙ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｐｏｒｖｉｎｃｅ（２００８Ｃ１４０６５）；Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ Ｎｉｎｇｂｏ Ｃｉｔｙ（２０１０Ｄ１００１３）；Ｒｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ Ｎｉｎｇｂｏ Ｃｉｔｙ（２０１０Ｃ９１０２６）；
Ｓｔａｔｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ Ｃｈｉｎａ（２０１１ＤＦＡ３０４９０）
作者简介：林立（１９８５－），男，浙江丽水人，硕士研究生，研究方向为植物分子生物学，（Ｅ－ｍａｉｌ）ｌｉｎｌｉ８５１１１１＠１６３．ｃｏｍ。
＊通讯作者：李纪元，男，研究员，主要研究方向为观赏植物学，（Ｅ－ｍａｉｌ）ｊｉｙｕａｎ＠１２６．ｃｏｍ。
传漂变和自然选择等诸多因素的影响（Ｓｃｈａａｌ等，
１９９８）。岛屿物种因具有地理隔离、基因流阻隔及种
群规模较小等特点而成为种群遗传分化研究的模式
物种（Ｃａｒｌｏｓ等，２０００）。通常的理论观点认为岛屿
种群遗 传多样性较低，具有较高的 灭 绝 风 险
（Ｆｒａｎｋｈａｍ，１９９７），因为其有限的基因流以及历史
上可能存在的瓶颈效应使得岛屿种群遗传多样性下
降（Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ－Ｏｒｔｅｇａ等，２０００）。然而，许多学者研
究表明并非所有岛屿生物的遗传多样性都较低
（Ｆｉｎｅｓｃｈｉ等，２００４；Ｗｅｎｄｅｌ等，１９８５；Ｔｓｕｍｕｒａ等，
１９９３；李力等，１９９６），岛屿生物遗传多样性变化复
杂，不仅受到自然因素的影响，也受到诸如生境破
坏、外来种引入等人为因素的影响（Ｗｏｌｆ等，２００１），
是多种因素综合作用的结果。
山茶（Ｃａｍｅｌｌｉａ ｊａｐｏｎｉｃａ）隶属山茶科（Ｔｈ－
ｅａｓｅ）山茶属（Ｃａｍｅｌｌｉａ），为雌雄同株、虫媒传粉的
常绿灌木或小乔木（张宏达等，１９９８），具有较高的园
林观赏价值。野生山茶分布广泛，在我国的四川、台
湾、江西、山东以及东部沿海多个岛屿都有分布，朝
鲜半岛和日本南部岛屿也有分布（张宏达等，１９９８；
高继银等，２００５）。由于人们对野生山茶长期的掠夺
式开发利用，使山茶资源遭到了严重破坏，自然种群
日趋萎缩（梁盛业，２０００）。笔者运用ＩＳＳＲ（Ｉｎｔｅｒ Ｓｉｍ－
ｐｌｅ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｒｅｐｅａｔ）分子标记这种快速、可靠、高效
的方法（Ｚｉｅｔｋｉｅｗｉｅｚ等，１９９４）对５个天然山茶种群的
遗传结构进行分析，将有助于了解中日两国５个岛屿
山茶种群的遗传多样性水平和遗传分化程度以及岛
屿地理隔离、人为因素等对其遗传结构的影响，为野
生山茶种质资源的保护和开发利用提供科学依据。
１ 材料与方法
１．１样品采集
经调查，选择中、日两国５个岛屿或半岛的野生
山茶种群为研究对象，分别是：舟山市的朱家尖岛种
群（ＺＪＪ）、象山县的何婆岭村种群（ＸＳ）、青岛市的长
门岩岛种群（ＣＭＹ）以及日本的鹿儿岛种群（Ｋａｇｏ）
和五岛种群（Ｇｏｔｏ）（图１）。采用间隔距离取样法
（Ｊｏｓｈｉ等，２０００），采集每个种群嫩叶样本３０个，用
冰袋保鲜运回实验室，洗净、干燥后立即放入－８０℃
冷库保存。
１．２ＤＮＡ提取与ＰＣＲ扩增
采用改良ＣＴＡＢ法（Ｄｏｙｌｅ等，１９８７）提取山茶
图１ 采样地点图
Ｆｉｇ．１ Ｍａｐ ｓｈｏｗｉｎｇ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｐｌａｃｅｓ
基因组ＤＮＡ，用１×ＴＥ溶解后放入－２０℃冰箱中保
存备用。通过１％琼脂糖凝胶电泳和紫外分光光度
计检测ＤＮＡ浓度和纯度。
１．３ＰＣＲ扩增与引物筛选
经预实验检测 Ｍｇ２＋ 浓度、ｄＮＴＰ浓度、模板
ＤＮＡ含量、引物浓度及ＤＮＡ聚合酶量对ＩＳＳＲ反
应结果的影响后，确定最适ＩＳＳＲ反应体系为：２０
μＬ ＰＣＲ反应体系中含２μＬ １０×Ｂｕｆｆｅｒ缓冲液，
１．５ｍｍｏｌ·Ｌ－１ Ｍｇ２＋，０．２ｍｍｏｌ·Ｌ－１ ｄＮＴＰ，０．６
μｍｏｌ·Ｌ－
１引物，１．０ＵＴａｇ酶，４０ｎｇ ＤＮＡ模板，
１４．２μＬ无菌水。ＰＣＲ扩增程序为：９４℃预变性５
ｍｉｎ；９４℃变性４０ｓ，各种温度退火４５ｓ，７２℃延伸
１．５ｍｉｎ，４０个循环；７２℃延伸１０ｍｉｎ，４℃保存。
ＰＣＲ产物用１．５％琼脂糖凝胶（含０．５μｇ·ｍＬ－
１溴
化乙锭）于５Ｖ·ｃｍ－１电压下电泳９０ｍｉｎ，电泳结果
用凝胶成像系统（ＦＲ－２００Ａ）拍照并记录。
每个种群选取２个植株的ＤＮＡ模板，以灭菌
双蒸水为对照，从有关山茶科植物的ＩＳＳＲ研究报
道中选取６０个引物，由上海生工生物工程技术服务
有限公司合成。根据预实验结果从中筛选出了２０
个扩增带型清晰且重复性好的引物序列（表１）。
１．４数据处理与分析
采用ＰＯＰＧＥＮ１．３２软件分析数据，计算多态位
点百分比ＰＰＢ（Ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｏｆ ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃ ｂａｎｄｓ）、
Ｎｅｉ’ｓ遗传多样性（Ｎｅｉ’ｓ ｇｅｎｅ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＨＥ）、Ｓｈａｎ－
ｎｏｎ’ｓ信息指数（Ｓｈａｎｎｏｎ’ｓ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ，Ｈ）、观
测等位基因数（Ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ａｌｅｌｅｓ，Ｎａ）、有效
等位基因数（Ｅｆｅｃｔｉｖｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ａｌｅｌｅｓ，Ｎｅ）和遗传分
化系数（Ｇｓｔ），基因流值（Ｎｍ）计算公式为：Ｎｍ＝（１－
９９２３期 林立等：中日５个岛屿山茶种群遗传多样性研究
表１ 山茶５个种群扩增的ＩＳＳＲ引物
Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅ ｐｒｉｍｅｒｓ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ＩＳＳＲ ｍａｒｋｅｒｓ ｆｒｏｍ ５ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｃ．ｊａｐｏｎｉｃａ
引物
Ｐｒｉｍｅｒｓ
序列（５′－３′）
Ｓｅｑｕｅｎｃｅ（５′－３′）
退火温度
Ａｎｎｅａｌｉｎｇ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（℃）
总条带数
Ｎｏ．ｏｆ ｂａｎｄｓ
ｒｅｃｏｒｄｅｄ
多态性条带数
Ｎｏ．ｏｆ
ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃ ｂａｎｄｓ
多态性百比
ＰＰＢ（％）
ＵＢＣ８１０ （ＧＡ）８Ｔ ５４．８ １１ ９ ８１．８２
ＵＢＣ８１１ （ＧＡ）８Ｃ ５４．８ １２ １１ ９１．６７
ＵＢＣ８１３ （ＣＴ）８Ｔ ５１．２ ８ ７ ８７．５０
ＵＢＣ８１８ ＣＡ）８ Ｇ ５１．２ ９ ９ １００
ＵＢＣ８２４ （ＴＣ）８ Ｇ ５４．６ １１ １１ １００
ＵＢＣ８２５ （ＡＣ）８Ｔ ５２．２ １３ １１ ８４．６２
ＵＢＣ８２７ （ＡＣ）８ Ｇ ５４．８ １２ １１ ９１．６７
ＵＢＣ８３４ （ＡＧ）８ ＹＴ ５３．９ ７ ６ ８５．７１
ＵＢＣ８３５ （ＡＧ）８ ＹＣ ５６．２ ９ ７ ７７．７８
ＵＢＣ８３６ （ＡＧ）８ ＹＡ ５１．２ ９ ９ １００
ＵＢＣ８４１ （ＧＡ）８ ＹＣ ５６．２ １３ １０ ７６．９２
ＵＢＣ８４３ （ＣＴ）８ＲＡ ５４．０ １３ １２ ９２．３１
ＵＢＣ８４８ （ＣＡ）８ＲＧ ５４．８ ９ ８ ９０
ＵＢＣ８５３ （ＴＣ）８ＲＴ ５１．２ １０ １０ １００
ＵＢＣ８５６ （ＡＣ）８ ＹＡ ５６．６ １０ ８ ８０
ＵＢＣ８６６ （ＣＴＡ）６ ６１．８ １１ １０ ９１．６７
ＵＢＣ８７３ （ＧＡＣＡ）４ ５１．６ ９ ８ ８８．８９
ＵＢＣ８８０ （ＧＧＡＧＡ）３ ５３．６ １１ １０ ９０．９１
ＩＲ４３ （ＧＡ）８ＣＴ ５２．９ １０ ９ ９０
ＩＲ５３ （ＣＡＡ）８ Ｇ ５６．６ ８ ７ ８７．５０
平均Ａｖｅｒａｇｅ １０．２５ ９．１５
Ｙ＝（Ｃ，Ｔ），Ｒ＝（Ａ，Ｇ）。
Ｇｓｔ）／４Ｇｓｔ（Ｓｌａｔｋｉｎ等，１９８９）。利用ＮＴＳＹＳｐｃ２．１０ｅ软
件分析获得的遗传相似性矩阵，按 ＵＰＧＭＡ（Ｕｎ－
ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｐａｉｒ ｇｒｏｕｐ ｍｅｔｈｏｄ ｕｓｉｎｇ ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ａｖｅｒａｇｅｓ）
法进行聚类分析，构建聚类图。
２ 结果与分析
２．１山茶种群及物种水平遗传多样性
２０个引物在５个山茶种群的基因组ＤＮＡ上扩
增共得２０５条带，所得片段长度范围在１００～２ ０００
ｂｐ，其中多态性条带１８３条，总的多态位点百分比
（ＰＰＢ）为 ８９．２７％，种群水平多态位点百分比
（ＰＰＢ）的变化范围为６７．８０％～７７．０７％（表２），平均
值为７２．００％。每条引物扩增最少得到７条带，最多
得到１３条带，平均每条引物得到１０．２５条带，图２为
引物ＵＢＣ８４１对ＺＪＪ种群和ＣＭＹ种群的扩增图。
有效等位基因数和Ｎｅｉ’ｓ基因多样性指数是衡
量遗传变异的两个重要指标，Ｓｈａｎｎｏｎ’ｓ多态性信
息指数本身并没有遗传学意义，只是用于同类研究
之间的比较（宁静等，２０１０）。利用 ＰＯＰＧＥＮ１．３２
软件计算得到各山茶种群的平均有效等位基因数
（Ｎｅ）是１．４８４９，平均 Ｎｅｉ’ｓ遗传多样性（ＨＥ）是
０．２７４３，平均Ｓｈａｎｎｏｎ’ｓ多态性信息指数（Ｈ）是
０．４０２３，三个值均低于物种水平（对应值分别为
１．６０６９，０．３４４３和０．５０５１）。种群间遗传多样性也
有较大差异，Ｋａｇｏ种群遗传多样性最高，有效等位
基因数、Ｎｅｉ’ｓ遗传多样性和Ｓｈａｎｎｏｎ’ｓ多态性信
息指数分别为１．５３６７、０．３０１６和０．４４０７，而ＸＳ种
群则 最 低，三 个 值 分 别 为 １．４１９４、０．２４０８ 和
０．３５６７，各遗传多样性参数在种群中变化趋势一致。
２．２山茶种群的遗传分化
５个种群的总基因多样度（ＨＴ）为０．３４４３，种
群内基因多样度（ＨＳ）为０．２７４３，种群间的遗传分
化系数Ｇｓｔ＝０．２０３３，即２０．３３％的变异存在于种群
之间，山茶变异的主要原因还是发生在种群内部个
体之间，占总遗传变异的７９．６７％。基因流（Ｎｍ）为
０．９７９５，表明种群间基因交流程度较低。
以浙江种群（ＺＪＪ种群和ＸＳ种群）和日本种群
（Ｋａｇｏ种群和 Ｇｏｔｏ种群）为两个独立的研究单元
来探讨岛屿地理隔离对山茶种群遗传结构的影响，
发现浙江种群间的遗传分化系数为０．１１２６，日本种
群间的遗传分化系数为０．０６００，两个值都小于地理
距离相隔较远的ＸＳ种群和Ｋａｇｏ种群之间的遗传
分化系数（Ｇｓｔ＝０．１６６２）。基于Ｎｅｉ’ｓ遗传一致度
００３ 广 西 植 物 ３２卷
图２ 引物ＵＢＣ８４１对ＺＪＪ种群ＣＭＹ种群的ＩＳＳＲ扩增图
Ｆｉｇ．２ ＩＳＳＲ ｐｒｏｆｉｌｅｓ ｏｆ ＺＪＪ ａｎｄ ＣＭＹ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ ｐｒｉｍｅｒ ＵＢＣ８４１
表２ 山茶５个种群的遗传多样性参数
Ｔａｂｌｅ ２ Ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｆｏｒ ｆｉｖｅ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｃ．ｊａｐｏｎｉｃａ
代号Ｃｏｄｅ 样本数Ｎｏ． Ｎａ Ｎｅ ＨＥ Ｈ ＰＰＢ（％）
ＺＪＪ ３０ １．７０７３（０．４５６１） １．４５４６（０．３８９３） ０．２５９３（０．２０２５） ０．３８２８（０．２８４２） ７０．７３
ＸＳ ３０ １．６７８０（０．４６８４） １．４１９４（０．３８５０） ０．２４０８（０．２０４６） ０．３５６７（０．２８８２） ６７．８０
ＣＭＹ ３０ １．７１２２（０．４５３８） １．４９４１（０．３９００） ０．２７８６（０．２０３５） ０．４０６８（０．２８６７） ７１．２２
Ｋａｇｏ ３０ １．７７０７（０．４２１４） １．５３６７（０．３８２３） ０．３０１６（０．１９５４） ０．４４０７（０．２７１８） ７７．０７
Ｇｏｔｏ ３０ １．７３１７（０．４４４２） １．５１９５（０．３８８２） ０．２９１３（０．２０１４） ０．４２４６（０．２８２３） ７３．１７
种群水平Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ３０ １．７２００ １．４８４９ ０．２７４３ ０．４０２３ ７２．００
物种水平Ｓｐｅｃｉｅｓ ｌｅｖｅｌ １５０ １．８９２７（０．３１０３） １．６０６９（０．３３５０） ０．３４４３（０．１６３７） ０．５０５１（０．２２１０） ８９．２７
注：括号内数值为标准差。
Ｎｏｔｅ：Ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｓｔａｎｄａｒｄ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ｉｎ ｐａｒｅｎｔｈｅｓｅｓ．
表３ ５个种群的Ｎｅｉ’ｓ遗传距离（左下角）
和地理距离（右上角，公里）
Ｔａｂｌｅ ３ Ｎｅｉ’ｓ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｓｔａｎｃｅ（ｂｅｌｏｗ ｄｉａｇｏｎａｌ）ａｎｄ
ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ ｄｉｓｔａｎｃｅ（ａｂｏｖｅ ｄｉａｇｏｎａｌ，ｋｍ）
种群
Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ＺＪＪ ＸＳ ＣＭＹ Ｋａｇｏ Ｇｏｔｏ
ＺＪＪ ＊＊＊＊ ７５ ６８８ ７９４ ７０１
ＸＳ ０．０８２６ ＊＊＊＊ ７３４ ８６４ ７７９
ＣＭＹ ０．１２９３ ０．１２１６ ＊＊＊＊ １０４０ ８３９
Ｋａｇｏ ０．１４７５ ０．１５３４ ０．１２０７ ＊＊＊＊ ２０２
Ｇｏｔｏ ０．１４１０ ０．１５０２ ０．１２７４ ０．０４８１ ＊＊＊＊
和遗传距离可进一步分析种群间的遗传分化程度
（Ｎｅｉ，１９７８）。５个种群中以ＺＪＪ种群和ＸＳ种群之
间地理距离最近（７５ｋｍ），遗传距离也最近（Ｄ＝
０．０８２６）；ＸＳ种群和 Ｋａｇｏ种群之间地理距离较远
（８６４ｋｍ），遗传距离最大（Ｄ＝０．１５３４）（表３），表明
岛屿地理隔离可能对山茶种群的遗传分化具有重要
影响。经 Ｍａｎｔｅｌ检验，发现地理距离与遗传距离存
在显著相关性，相关系数ｒ＝０．７９８９，Ｐ＜０．０５，进一
步证明了该种可能性。
２．３聚类分析
根据Ｎｅｉ’ｓ遗传一致度按 ＵＰＧＭＡ法进行聚
类，日本的鹿儿岛种群和五岛种群亲缘关系最近，聚
为一支，其后与长门岩岛种群聚为一大支；浙江朱家
１０３３期 林立等：中日５个岛屿山茶种群遗传多样性研究
尖岛种群则与象山种群关系较近，另聚为一大支。
２．４主坐标分析
利用ＧｅｎＡｌＥｘ ６．４１软件进行主坐标分析可以
将种群间遗传关系在两维或三维空间给以形象展
示。主坐标分析结果表明前三个坐标分别占山茶总
遗传变异的４１．０７％，２１．５３％和１３．１５％（累积代表
总遗传变异的７５．７４％）。主坐标分析结果与聚类
分析结果基本一致，浙江种群、青岛种群和日本种群
相互之间较为独立，而同地区种群间则出现个体混
杂情况，表明同地区种群之间基因交流较为频繁。
图３ 山茶种群Ｎｅｉ’ｓ遗传一致度的ＵＰＧＭＡ聚类图
Ｆｉｇ．３ ＵＰＧＭＡ ｄｅｎｄｒｏｇｒａｍ ｆｏｒ ｆｉｖｅ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ ｏｆ
Ｃ．ｊａｐｏｎｉｃａｂａｓｅｄ ｏｎ Ｎｅｉ’ｓ ｇｅｎｅｔｉｃ ｉｄｅｎｔｉｔｙ
图４ ５个山茶种群的主坐标分析结果
Ｆｉｇ．４ ＰＣＡ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｆｉｖｅ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｃ．ｊａｐｏｎｉｃａ
３ 讨论
３．１山茶遗传多样性分析
Ｆｒａｎｋｈａｍ（１９９７）研究发现非岛屿特有植物在
岛屿和陆地分布所具有的杂合度比值（ＨＩＳ／ＨＭ＝
０．７１）高于岛屿特有植物与陆地近缘种的杂合度比
值（ＨＩＳ／ＨＭ＝０．５４），表明非岛屿特有植物较岛屿
特有植物遗传多样性高。ＩＳＳＲ分子标记揭示了山
茶种群水平的多态位点百分比（ＰＰＢ＝７２．００％），
种群内基因多样度（ＨＥ＝０．２７４３）和Ｓｈａｎｎｏｎ多态
性信息指数（Ｈ＝０．４０２３），均高于舟山群岛特有种
全缘冬青（Ｉｌｅｘ ｉｎｔｅｇｒａ）（ＰＰＢ＝４１．２０％，ＨＥ＝
０．１５３０，Ｈ＝０．２２７０），与Ｆｒａｎｋｈａｍ（１９９７）结论相
符。但也有例外，Ｃｒｅｔｅ岛特有植物Ｚｅｌｋｏｖａ ａｂｅｌｉｃｅ
种群内基因多样度 ＨＥ＝０．３５９７（Ｆｉｎｅｓｃｈｉ等，
２００４），远高于山茶。Ｎｙｂｏｍ（２００４）统计了基于ＩＳ－
ＳＲ位点分析物种的种群内基因多样度（ＨＥ）平均
值为０．２２００，低于山茶种群（ＨＥ＝０．２８１９），表明山
茶种群的遗传多样性较高，该结果与李力等（１９９６）
利用同工酶对青岛长门岩、大管岛和浙江普陀山３
个山茶种群的研究结果相符。Ｗｅｎｄｅｌ等（１９８５）和
Ｃｈｕｎｇ等（１９９６）对分布于日本和韩国的山茶种群
进行了遗传多样性研究，结果都表明山茶的遗传多
样性较高，这可能与山茶为木本、生命周期长、虫媒
异交（Ｈａｍｒｉｃｋ等，１９８９）的特征有关。
岛屿种群间的遗传多样性程度也存在着较大差
异，日本种群（Ｋａｇｏ种群和Ｇｏｔｏ种群）遗传多样性
较国内种群（ＺＪＪ种群、ＸＳ种群和ＣＭＹ种群）高，遗
传多样性参数 ＰＰＢ、ＨＥ 和 Ｈ 的平均值分别为
７５．１２％、０．２９６５ 和 ０．４３２７，而 国 内 种 群 为
６９．９２％、０．２５９６和０．３８２１。日本的鹿儿岛和五岛
分布的主要是天然山茶大树林，种群规模较大，长势
良好，而国内山茶种群的规模相对较小，人为破坏也
更严重。朱家尖岛海拔在２００～５００ｍ，生境较为单
一、种群遗传背景较为相似（冷欣等，２００６），山茶种
群呈片段状分布。长门岩岛地处黄海深处，面积仅
０．１６ｋｍ２，山茶数量较小，人为破坏严重（周汝伦
等，１９９４）。何婆岭村位于象山县中西部，属半岛地
型，当地居民中有以卖野生山茶为业的，山上原有的
大面积山茶原生林已遭严重的人为破坏，目前只有
几座较高的山上有少量野生山茶分布。国内山茶种
群分布地域较狭窄，规模较小，且受到严重人为破
坏，这些因素使得国内种群近交频度增加，遗传漂变
导致等位基因流失，降低了种群的遗传多样性水平。
３．２山茶种群遗传结构分析
Ｍａｎｔｅｌ等（２００３）认为岛屿地理隔离阻碍基因
交流，地理距离相对较近的浙江种群间以及日本种
群间的遗传分化程度都较小（Ｇｓｔ分别为０．１１２６和
０．０６００），而象山种群和鹿儿岛种群相距较远，两者
的遗传分化程度也较高（Ｇｓｔ＝０．１６６２），ＵＰＧＭＡ也
将距离较近种群聚为亲缘关系更近的一支，表明岛
２０３ 广 西 植 物 ３２卷
屿地理隔离可能对山茶种群的遗传分化具有重要影
响，Ｍａｎｔｅｌ检验（ｒ＝０．７９８９，Ｐ＜０．０５）进一步证实
了此种可能。
山茶虽为完全两性花，但其自花授粉结实率低，
主要还是靠虫媒进行异花授粉（Ｗｅｎｄｅｌ等，１９８５），
种群间花粉传播较广泛（Ｃｈｕｎｇ等，１９９６；Ｏｈ等，
１９９６；Ｕｅｎｏ等，２０００）。开红花的山茶也具备典型
鸟媒植物的一些特征，而容易取得的花蜜也吸引了
很多非专性嗜蜜的鸟类（Ｃｈｕｎｇ等，１９９６），如暗绿
绣眼鸟（Ｚｏｓｔｅｒｏｐｓ ｊａｐｏｎｉｃａ）（Ｋｕｎｉｔａｋｅ，２００４等；
Ｙｏｋｏ等，２００４）。对于岛屿山茶种群来说，虫媒或
鸟媒在种群间传播花粉的能力必定受到岛屿间隔距
离的约束，近距离岛屿种群间花粉传播程度会更高，
亲缘关系也就更近（冷欣等，２００６）。除了虫媒和鸟
媒，选择压力也是一个影响遗传结构的重要因素（文
亚峰等，２０１０），近距离岛屿种群所面对的降雨、温度
等诸多方面的选择压力更相似，可能也会在一定程
度上减少近距离岛屿种群间的遗传分化程度，使得
距离较近种群间的遗传结构更为相似。
３．３山茶种质资源的遗传多样性保护
日本岛屿山茶种群的遗传多样性较高，这与该
国对山茶资源的保护是分不开的。目前，日本南部
多个岛屿还保有大面积的天然山茶大树林作为优势
种存在，生长状况良好。我国舟山群岛、长门岩岛等
一些岛屿所分布的天然山茶生长状况却大不一样，
采挖、砍伐以及人为活动所引起的生境破坏已经严
重威胁到我国岛屿野生山茶资源的生存（梁盛业，
２０００）。
基于岛屿山茶种群遗传结构的分析，建议加强
我国岛屿自然种群的就地保护力度，避免加剧对现
有岛屿生境的破坏与侵占；增强岛屿居民的生态保
护意识，禁止挖掘山茶幼苗及采摘种子，以维护种群
的自然更新。其次，在这些岛屿建立山茶种质资源
库，最大限度地保护各岛屿种群的遗传资源。最后，
加大山茶研究力度，为山茶资源的保护和合理利用
提供基础。
致谢 感谢青岛东都实业有限公司辛兆才董事
长、日本玉川大学山口聪教授、浙江舟山市林科所王
国明所长在取样时给予的大力协助。
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（下转第２９２页Ｃｏｎｔｉｎｕｅ ｏｎ ｐａｇｅ ２９２）
３０３３期 林立等：中日５个岛屿山茶种群遗传多样性研究
枝叶无毛，叶片长渐尖、尾尖的类群之中，故这些植
株也归属于西南山茶较为适宜。
致谢 西昌学院农学系２００２～２００８级杨志、胡
世雄、王正旭、姜欣华、田云峰等１０余位同学协助野
外调查和实验，中科院昆明植物研究所韦仲新研究员
带病耐心为笔者讲解花粉粒表面纹饰知识并赠送资
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（上接第３０３页Ｃｏｎｔｉｎｕｅ ｆｒｏｍ ｐａｇｅ ３０３）
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