中国动植物的遗传多样性

生物多样性研究丛书

中国动植物的遗传多样性 Genetic Diversity of Animals and Plants in China

胡志昂 张亚平 主编

浙江科学技术出版社

内容提要

本书是我国第一本遗传多样性专著，论及世界著名的大熊猫等珍稀濒危物种、野生大豆等举世瞩目的基因资源以及家畜等在形态、细胞、生理、生物化学和DNA水平上的遗传变异和遗传分化。应用遗传标记探讨了分子系统学和分子生态学的若干问题，讨论了物种就地、迁地保护的取样策略和繁殖方案，并提出了具体建议。

本书读者对象为生物学和农林科学的研究人员、教师、学生及负责生物多样性保护的政府官员、管理人员。

《生物多样性研究丛书》

编辑委员会

主任许智宏

委员（以姓氏拼音为序）：

陈灵芝陈清潮陈宜瑜高琼洪德元胡志昂黄大卫纪力强季维智李典谟李新正马克平钱迎倩孙鸿烈佟凤勤王晨汪松王献溥王祖望谢平许再富许智宏张树政张新时张亚平赵士洞周培瑾庄文颖执行委员钱迎倩马克平

主持单位中国科学院生物多样性委员会

本书编写人员

主编胡志昂张亚平

编写人员（以姓氏拼音为序）

陈永久陈永强丁波胡文平贾旭靳全文兰宏李海健连林生凌发瑶刘爱华刘瑞清苗永旺聂龙钱迎倩宿兵唐顺学王洪新王文魏伟文际坤杨凤堂杨关福俞英恽锐张丽霞张细权钟敏庄家骏

本丛书列入国家“九五”重点图书出版规划

总序

各种各样的生物资源是地球上人类赖以生存的基础。然而，由于人类活动的加剧，引起了全球环境的迅速恶化。最大限度地保护生物多样性已成为国际社会关注的热点。在1992年6月举行的联合国环境与发展大会上，包括中国在内的153个国家在《生物多样性公约》上签了字，从而使保护生物多样性成为世界范围内的联合行动。中国作为世界上生物多样性特别丰富的国家之一，不仅积极开展了生物多样性的保护活动，而且还最早制订了国家级生物多样性保护行动计划。

作为中国自然科学研究中心的中国科学院一直积极致力于生物多样性的研究工作。在国家科委、国家基金委等单位的支持下，经过四十多年的考察与研究，在许多课题和研究项目上取得了可喜的成绩，还先后组织编写了《中国植物志》、《中国动物志》、《中国孢子植物志》、《中国植被》、《中国高等植物图鉴》、《中国植物红皮书》（第一卷）等书，并增建和扩建了有关的研究设施如标本馆、植物园、定位研究站等，为中国生物多样性保护与持续利用提供了大量的资料和措施。为了加强生物多样性研究工作，在原生物多样性工作组的基础上，于1992年3月成立了中国科学院生物多样性委员会，统一协调生物多样性研究工作，并与国内外有关机构开展了各种形式的合作。

目前，中国科学院已有相当一批专家正在开展生物多样性方面的研究，从基因、物种、生态系统和景观四个水平上研究生物多样性的现状、受威胁或濒危的原因以

及保护与恢复的对策，并积极建设全国性的生物多样性信息系统，以期为中国的生物多样性保护与持续利用提供理论依据。

为了推动生物多样性研究工作，及时反映这方面的研究成果，促进跨世纪人才的培养，在继续编译《生物多样性译丛》的基础上，我们组织撰写了《生物多样性研究丛书》。这套丛书将集中介绍中国科学院生物多样性研究的最新成果和有关的基本原理与研究方法。由于生物多样性研究是综合性和实践性很强的新兴领域，编写这样的丛书也是我们的初步尝试，希望得到有关专家的积极支持，共同培育这棵刚刚破土而出的新苗。

许智宏

1996年9月

序

生物的遗传多样性是地球上所有生物的遗传信息的总和，是生物多样性的三个组成部分之一，是物种和生态系统多样性的重要基础。遗传多样性是指物种的种内或种间个体间的基因变化。

中国丰富多样的野生动植物和微生物是遗传多样性珍贵的宝库。正是这些丰富的遗传多样性为中国物种多样性的形成奠定了基础，并通过丰富的物种多样性形成了不同类型的生态系统。更由于中国特殊的古气候和古地理的综合作用，导致中国具有极为丰富的特有种，使遗传多样性的研究更具有特别的重要性。不仅如此，中国的栽培植物和驯养动物的遗传多样性也极为丰富，许多地方品种及其野生近缘种的研究，同样具有重要的理论意义，并将产生巨大的经济效益和社会效益。

随着分子生物学和生物技术的发展，遗传多样性的研究、遗传资源的保存及其持续利用越来越受到各国政府和公众的重视。由于各种原因，中国的遗传多样性研究启动较晚，90年代以前只有少数实验室做一些零星的实验。本世纪90年代初，中国科学院成立了“生物多样性委员会”，着手组织全院的生物多样性研究工作。“八五”期间，中国科学院实施了院重大项目——“生物多样性保护与持续利用的生物学基础”，组织了昆明动物研究所、植物研究所、遗传研究所、应用生态研究所的部分学者开展“野生动植物群体遗传多样性研究”课题。通过5年的努力，已经圆满地完成了课题预定的计划目标,取得了重大进展和丰硕成果。这些研究成果表明,我

国遗传多样性研究已全面与国际接轨，引起了国际同行们的关注。作为中国科学院重大项目的主持人之一，我很荣幸地为之作序。

陈灵芝

1997年4月9日

前言

遗传多样性是生物多样性的重要组成部分。生物的遗传信息储存于DNA分子中，DNA序列变化导致生物发生形态、细胞、生理、生物化学各方面的变异，也决定生物的生态特性。几十年来农林牧业品种遗传一致性造成疾病大流行和大爆发的教训反复说明了保护遗传多样性的重要性和迫切性，也暗示了遗传多样性的丰富程度决定了物种对环境变化的适应能力和进化潜力。

遗传多样性研究为系统学和生态学提供了各种遗传标记。分子标记的应用促进了分子进化研究、分子系统学和分子生态学的发展。遗传多样性研究也为动植物育种提供了遗传标记。近年来标记辅助育种大大加快了育种的步伐。利用紧密连锁的分子标记，用定位克隆技术可以克隆包括产量性状在内的各种有经济价值的基因。

我国遗传多样性基础研究长期得不到重视，动植物遗传多样性保护和利用得不到足够的理论指导。我国很重视遗传资源的收集，作物种质库、圃保存了极大量的作物及其野生近缘种的材料，但因为缺少群体遗传结构数据，取样保存和管理的效率就很成问题。我国农林业因种子混杂，每年造成巨额经济损失，种子纯度鉴定技术落后是其主要原因之一。对珍稀濒危物种的保护也因不了解群体的遗传结构而不能采取有效的措施，而且不能对已有措施的效率进行监测。

1991～1995年，中国科学院组织了“生物多样性保护与持续利用的生物学基础”等重大项目，其中包括中

国野生动植物遗传多样性的研究。5年期间，我们建立了各种检测DNA多样性的最新方法，如随机扩增多态DNA （RAPD）、DNA扩增指纹（DAF）、微卫星DNA、DNA 序列分析及非损伤性DNA分析技术，说明我们已经全面与该领域的世界水平接轨。应用这些新方法，我们从遗传多样性的角度探讨物种濒危的原因，并提出了就地保护的措施和科学的迁地保护的遗传管理方法；根据各个基因序列的信息构建各自的分子系统树；通过“联合”或是“一致”的途径构建物种树；从系统进化上来确定“进化上具显著意义的单元”（Evolutionarily Significant Unit，简称ESU）作为生物保护的基本单元。植物遗传多样性研究侧重生态系统建群种和我国原产作物近缘野生种，应用和改进了新的检测DNA多样性的方法，证明了生物哲学的预言：有性繁殖生物个体遗传组成的唯一性（uniqueness）。

本书第1章讨论分子系统学和生物保护的基本单元ESU，第2至第18章按物种分章叙述，其中，第2至第10章是关于野生动物的遗传多样性和进化的，第11至第14章是关于家养动物的遗传多样性的，最后4章涉及野生植物群体的生态遗传学和基因资源的取样保存策略。

本书献给中国科学院院士施立明教授。

胡志昂张亚平

1997年3月