全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 22(3)：209— 213 2002年 5 月
不同种群海南粗榧(Cephalotaxus
maHrt—t)遗传 多样性研究 速 件 旺针艽
向志强 ，刘玉成!，杜道林。
(1．湖南怀化师专生物系 ，湖南怀化 ．11 8008；2．西南师范大学生命科学学院 ，
重庆 10071 5；3．海南师范学院生物系。海南海口 5711 58)
摘 要 ：采用垂直板型凝胶 电泳技术．对海南粗榧 5个种群的遗传多样性进行了研究．结果表明 ：海南粗榧遗
传多样性水平低，多态位点比率 P一0．33．等位基 因平均数 A=1．33．平均期望杂合度为 He一0．13j．观察杂
合度 Ho=0．139．黎母山种群所具有的相对丰富的遗传多样性使其成为保护和科研 的重点。
关键词：种群 ；海南粗榧 ；遗传多样性
中图分类号：Q948 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000 3142(2002)03—0209—05
Study 0n genetic diversity 0f Cephalot axus
mannii popul ations
XIANG Zhi—qiang 。LIU Yu—cheng ．DU Dao一1in。
(1．Depa~’￡Ⅲ ，!￡f)／Biolog3一．Huaikua|＼ Ⅲ Ⅲ，(7ollege．Huaihua{1 8008．China：2．DelⅥ7。zⅢ (，／Lij)
5cICHC(~S，Soutkzvest(kina A 0 7‘nza[Unh ‘肼 t、Chongqing 40071 5，China；3．De／w 7‘，，月 (Jl，
E1iolog3’．H ain,．，7，7 P“ ^7 8( o／／ege．Haikou 5 71158．China )
Abstract：The paper applied the 、 ertical slab gel electrophoresis method tO study the genetic dix’ersity of
Cephalotaaus manni populations．The folowing results were drawn：Cephalotaocus?HCDIHi maintained relati＼。ely
low lex el of genetic dix ersity with P一 0．33，A一 1．33．He= 0．135 and Ho一 0．139．The relatix’e richness of its
genetic di、 ersity made M t．I imu become the centre of protection and scientific research．
Key words：populations；Cephalotazus mannii；genetic diversity
遗传多样性是生物多样性重要组成部分，是生
态 系统多样性 和物种 多样性 的基础 ，它既是长期
进化的产物 ，又是生存 和发展的前提 。进化生物学
研究遗传多样性动态变化，而保护生物学的目标之
一 就是保护物种遗传多样性 。因此，无论从进化论
角度，还是保护生物学角度，物种遗传多样性研究
是前提 和基础，而且对 稀有濒危物种 的研 究 ，也还
是进一步探讨稀有濒危机制 ，制定科 学保护措施 的
重要依据 。
海南粗榧 (Cepkalota~us manni)为常绿乔木 ，三
尖杉科三尖杉属的一种残遗植物，主要分布于东亚
和中南半岛北部 ，主产我 国海南省 。因根、茎、叶
和果实 都含有 抗癌功效的生物碱 ，引起人 们注
意。由于遭到过度采伐利用，植株生长缓慢，结实率
收稿 日期：2000—09—14
作者简介：向志强 (1 969一)，男，湖南邵阳人，在读博士生 ，讲师 ，从事植物生态学和人 口、资源、环境经济学研究 。
基金项目：国家自然科学基金资助项目(3966001 8)
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210 广 西 植 物 22卷
低 ，种子萌发困难 ，难 以形成更新种群 。目前数量稀
少 ，据 1992年调查 ，胸径 10 cm 以上的林木在海南
不过 1 300株 ，已濒临灭绝边缘 ，被列入中国植物红
皮书，并被确定为国家二级重点保护植物“ 。因
此 ，加强 这一 资源 恢复 、保存 和 系统 研究 ，迫在 眉
睫。本文采用垂直板型凝胶电泳对分布在海南省的
5个种群遗传 多样性 大小 进行研究，以期为进一步
系统研究海南粗榧遗传多样性水平和种群分化奠
定基础 。
1 材料与方法
1．1材料采集和处理
根据海南粗榧地理分布 ，选择 了 5个群体行研
究 ，它们分别为坝王岭 、尖峰岭 、黎母 山、卡法岭 、吊
罗山。5个种群 的环境资料见表 1。于 1998年 5～6
月，在上述种群选择胸径>15 cm成年植株采集当
年萌生的嫩叶，冷冻 下迅速带 至实验室 ，尽快处理 ：
0．1 g叶片加 1 mI 0．1 mol／I Tris—HCI 提取缓 冲
液 ，冰浴研磨“ ，一4。C下 】0 000 r／min离心 10 min，
弃沉淀，上清液于一70。c冰箱贮存待用 “ 。5个种
群 采集 株数 分 别为 ：11株 、16株、10株、13株 、11
株 ，雌雄株大致相等。所采集的林木间距 30～50 m。
1．2酶电泳实验
电泳集 中在 1998年 7～10月进行 ，采用垂直板
型不连续聚丙烯酰胺凝胶 电泳 ，浓缩胶 和分离胶浓
度分别为 2．5％和 7 ，pH分别为 6．7和 8．9，凝胶
系统的制备参照文献 [12，】3]。电极缓 冲液为 Tris一
甘氨酸 ，pH一8．3。采用稳压电泳(U—lj0 v)，待溴
表 1 五个种群的环境资料
Table 1 The environmental data of fix e populations
氨基肽酶 Aminopeptidase
脂酶 Esterase
磷酸葡萄糖异构酶 Phosphoglucoisomera~
过氧化物酶 Peroxidase
超氧物歧化酶 Superoxlde dlsmutase
苹果酸酶 Malc enzyme
谷氨酸脱氢酶 Glutamate dehydrogenase
莽草酸脱氢酶 Shikimate dehydrogenase
苹果酸脱氢酶 Malate dehydrogenase
E．C．3．4．11．1
E．C．3．1．1
E．C．5．3．1．9
E．C．1．11．1．7
E．C．1．1 5．1．1
E．C．1．1．1．40
E．C．1．4．1．2
E．C．1．1．1．25
E．C．1．1．1．37
酚蓝前沿移至距分离胶起点 7．5 cm处，停止电泳，
剥胶染色，染色液配方参照文献[11，15]。待酶带清
晰后 ，摄影并画下酶带位置图。
1．3等位酶分析
共检测 16种酶系统，获得 9种酶系统(表 2)共
15个等位酶位点。据电泳图谱写出个体基因型，计
算各种群各等位酶位点的等位基因频率，等位酶位
点及等位基因的确定，详见文献[11，15]。
1．4数据处理
在等位基 因频率基础上 ，采用 5种常规方法来
一断 瞅 m一 一
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3期 向志强等 ：不同种群海南粗榧 (Cepkalota3cus?nannY)遗传多样性研究 2l1
估测种群体内遗传多样性：多态位点比率(P)、等位
基 因平 均数 (A)、等位 基因有效数 (Aei)、期望杂合
度(He)、观察杂合度 (Ho)“ “ ”。
2 结 果
在所得到的 9种酶系统中共确定了 15个等位
酶位点 ，其 中，Sod一2、Per、Est一1、Est一2、Amp 5个位
点为多态位点(有 2个以上的等位基因)，其余 10个
位点为单态位点，多态位点比率为 0．33。5个多态位
点都只有 2个等位基 因，其中 Sod一2有 3种基 因型 ，
酶谱呈现出3条带，其蛋白质结构可能是一种双聚
体；其他 4个位点仅有 2种基因型，酶谱只出现 2条
表 3 五个种群 多态位点的等基因频率及杂合度
Table 3 Alelic frequencies and heterozygositks at polymorphic loci in the five populations
平 均值为全邵 15个位点 的平均值 (Means are the averages of al 15 loci)
带，蛋白质结构可能是单聚体。5个种群平均每个位 著(表 3)。
点基 因数都为 1．33，但平均每个位点有效基因数不 不 同种群的不 同基 因位 点 ，基 因多样性 (期 望
同，分别 为 1．168、1．199、1．257、1．280、1．270(表 杂合度)不同，在种群中，黎母山群的基因多样性最
3)。海 南粗 榧 5个种群期 望杂合 度 较低 ，平 均为 大(He一0．152)，吊罗 山种群次之 (He一0．150)，尖
0．135，观察杂合度也较低，平均为 0．139，实际观测 峰岭种群最小 (He一0．108)；在位点 中，Sod一2最大
的杂合体比率与理论期望值相当，固定指数 F值均 (He一0．436)，Amp最小(He一0．367)(表 3)，但 5
接近 0，未达到统计显著水平 ，表明它们的差异不显 个种群间各多态位点的配对 T检验 表明，5个种群
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间的基因多样性 的差异并不显著(P^ 、 1 、 ^
3 诃 论
Hamrick和 Godt曾对 16 属 ，449种植物等位
酶研究结果进行了分析总结 ，得出不 同类 型植物
遗传多样性水平的平均值 (表 4)。由表可见 ，海南粗
榧的 P、He都较其 同类群(裸子植物、长命 多年生木
本、地 区种、异交(风媒 )小 ，表 明海南榧遗传多样性
水平 比同类群植物低 ；葛颂也总结过 2 种针叶树种
的研究 ，指出 P、A、He的均值分别 为 0．615、2．26、
0．206，可见海南 粗榧 的遗传 多样性也 比针叶植物
小。Wright指出，物种 的分布区域通常是影响遗传
多样性水平的主要 因子 ，一般 自然分布范 围大 的种
比分布范围小 的种包 含较多 的遗传多样性 。在海
南岛 ，海南粗榧仅分布在海拔 7()(]～1 100 ITI的山地
雨林中 ，分布范围较窄，其遗传多样性水平较低
与 Wright观点相吻合 。
海南 岛山系以五指 山为 中心 ，黎母 山、坝王岭 、
尖峰岭 、吊罗山座落四周 。黎母山种群 预期杂合
度和观察杂合 度都比其它四个种群高 ，显示黎母山
表 4 植物不同类型的遗传变异水平及种群分化程度 (摘 自Hamrick和 Godt)
Table 4 Genetic dix ersity of different plants from Hamrick& Godt
P lant
类型
s typ
槛物
es NUm 。 ⋯ i。 He 1)ers f】f sI)e s ⋯
分类地位 Taxonomical ranking
裸 子植物 Gymmnosperm
双 子叶 植物 Dicotyledon
单子叶植 Monocotykdon
生 活 型 Life form
一 年生 An annual plant
短命多年生草本 Short—li x’ed perennial herbaceous plant
短命多年生草本 Short—I ed perennial woody plant
长命多年生木本 Long li x’ed perennial woody f)la1l L
分布范围 Spread scope
特有种 Endemic species
窄域种 Narrow species
地 区种 Aboriginal species
广布种 Eurytopic species
繁育系统 Breeding system
自交 Inbred
混交(动物)Mixed breeding(anima1)
异交 (动物)Outbred(anima1)
异交 (风 媒 )Outbred(anemophilous plant)
52一l 00
82一ll 5
1 80一l 93
85一l O5
0 507
0 1l 3
0．4l8
【1．6 4 7
0．068
0．273
0 31
0 35 7
O．233
0．088
O．076
0．248
0．2-18
O ll 6
0．2l 0
0．5l 0
0．2l 6
0．1 97
0．099
种群具有较高的遗传多样性水平。针叶树种群边缘
区和 中心区遗传多样性研究结果表 明 ，中心 区种
群的遗传多样性通常比边缘区高，而海南粗榧分布
边缘区的黎母山种群 的遗传多样性较高，与这一结
论不相吻合 。其主要原因可能与海南岛盛行 的风向
有关 。因为海南粗榧在海南岛可能曾经数量较多且
连续分布 ，种群间有强大的基因流。种子的扩散 ，花
粉的传播都是以风为动力，风是影响基因流数量、
方向的一个重要 因素 。海南 岛属热带季风气候 ，夏
季盛行 东南偏东风 ，冬 季偏行东北 风，春秋 两季 为
季风环 流转换 的过渡 季节 ，且 春季 有短期 的西南
风 ”。在地理位置上 ，坝王岭 、尖峰岭 、黎母 山为鹦
歌岭山系 ，坝王岭一尖峰岭组成 了与鹦歌岭 一黎母
山平行 的山脉；而 吊罗 山与卡法岭为五 指山系 ，五
指 山一卡法 岭也可近似地看为与 吊罗山相平行 的
山脉 ，岛上的所有山体呈东北 一西南走 向，因而 ，黎
母 山位 于五指山、吊罗山西偏北 ，坝 王岭北偏东方 ，
无论 是夏季 的东南 风，还是春季 的西南风 ，带到黎
母 山的其它种群 的基 因流很 多，长期与其它种群 的
基 因交互作用 ，于是具有 了比其 它种群较 丰富的遗
传多样性。而接近海南粗榧分布中心区五指山的卡
法岭种群遗传多样性水平较低，由此可以预计分布
中心区五指山种群遗传多样性可能也不会太高。
4 结 论
(1)海南粗榧种群遗传多样性水平低，低于一
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3期 向志强等 ：不同种群海南粗榧(Cephalotaxus manni)遗传多样性研究 213
般的裸子植 物和针 叶植 物，因此，把海南粗榧 列为
国家二级珍稀濒危重点保护植 物，具有科学性和合
理性，但海南粗榧不仅遗传多样性水平低，而且数
量少，较少 的现存数量很 易发生基 因漂变，使遗传
基因丢失 ”，所以还应加大保护力度。
(2)海南粗榧 种群遗传 多样性水平低 ，表 明对
环境适应力不强，生存力较弱，表现在生理生态上
的特性为生长缓慢，结实率低，种子萌发困难 。这
是海南粗榧珍稀濒危 的内因。而破坏性的开发 ，台
风的袭击 ，动物对球果 种子的侵食 ，只是它珍稀 濒
危的外因。因此对海南粗榧这样适应力和生存力本
就较弱的濒危物 种 ，要使 它完全摆脱 濒危境地 ，仅
就地保护远远不 够 ，还必须 复壮及迁地保 护，以扩
大种群数量和分布区域，提高遗传多样性水平。
(3)有研究表明 ：杂合度愈高的群体 ，对环境适
应力和生存力也愈强 。黎母 山预期杂合度和观察
杂合度都 比其它 3个种群高，显示黎母 山的海南粗
榧具有 比其它 3个种群较强的适应力和生存力。因
此 ，黎母 山种群应为保 护、复壮和科研取材的重点 。
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