基于ISSR标记的南方红豆杉野生_省略_护种群的遗传多样性和遗传结构分析_李乃伟

植物资源与环境学报2011，20（1）：25－30Journal of Plant Resources and Environment基于ISSR标记的南方红豆杉野生种群和迁地保护种群的遗传多样性和遗传结构分析李乃伟，贺善安，束晓春，汪庆，夏冰，彭峰①〔江苏省·中国科学院植物研究所（南京中山植物园），江苏南京210014〕摘要：采用ISSR标记方法，对南方红豆杉〔Taxus chinensis（Pilger）Rehd．var．mairei（Lemée et Lévl．）Cheng et L．K．Fu〕3个野生种群（包括江西黄港和黄沙种群以及福建枫溪种群）、2个迁地保护栽培种群及2个迁地保护衍生种群（均位于江苏南京中山植物园和江西庐山植物园）的遗传多样性和遗传结构进行了分析和比较。

结果显示：用8个引物从南方红豆杉的基因组总DNA中共扩增出73条带，其中多态性条带62条。

2个迁地保护衍生种群的多态性条带百分率（PPB）、Nei’s多样性指数（h）和Shannon信息指数（I）较高，3个野生种群的PPB、h和I值总体上居中，而2个迁地保护栽培种群的PPB、h和I值较低。

合并后的迁地保护衍生种群以及野生种群均有较高的遗传多样性，二者的PPB、h和I值相近，分别为78．08%和82．19%、0．2076和0．2058、0．3229和0．3259；但二者的遗传结构存在差异，迁地保护衍生种群的遗传分化系数（G ST）为0．0689，明显低于野生种群（0．1685）。

合并后的迁地保护栽培种群的遗传多样性相对较低，PPB、h和I值分别为60．27%、0．1807和0．2752；而G ST值最高（0．2514），明显高于合并后的野生种群和迁地保护衍生种群。

研究结果表明：在植物园次生林环境条件下，回归到自然生境下的南方红豆杉迁地保护衍生种群的遗传多样性趋于丰富并接近野生种群，从而证明了植物园在濒危植物迁地保护中具有以往未被认识到的巨大潜力。

关键词：南方红豆杉；野生种群；迁地保护种群；ISSR；遗传多样性；遗传结构中图分类号：S791．49；Q946－33文献标志码：A文章编号：1674－7895（2011）01－0025－06Genetic diversity and structure analyses of wild and ex-situ conservation populations of Taxus chinensis var．mairei based on ISSR marker LI Nai-wei，HE Shan-an，SHU Xiao-chun，WANG Qing，XIA Bing，PENG Feng①（Institute of Botany，Jiangsu Province and the Chinese Academy of Sciences，Nanjing210014，China），J．Plant Resour．＆Environ．2011，20（1）：25－30Abstract：Genetic diversity and structure of three wild populations（including populations of Huanggang and Huangsha of Jiangxi and Fengxi of Fujian），two cultivated and two derived populations of ex-situ conservation（all located in Nanjing Botanical Garden Mem．Sun Yat-Sen of Jiangsu and Lushan Botanical Garden of Jiangxi）of Taxus chinensis（Pilger）Rehd．var．mairei（Lemée et Lévl．）Cheng et L．K．Fu were analyzed and compared by ISSR marker method．The results show that73bands are amplified from total genomic DNA of T．chinensis var．mairei with eight primers，in which there are62 polymorphic bands．Percentage of polymorphic band（PPB），Nei’s diversity index（h）and Shannon information index（I）of two ex-situ conservation derived populations are higher，and those of three wild populations are in the middle，but those of two ex-situ conservation cultivated populations are lower．Both of combined ex-situ conservation derived population and wild population have higher genetic diversity，and their PPB，h and I are close with values of78．08%and82．19%，0．2076and0．2058，0．3229 and0．3259，respectively．But there are differences in genetic structure of two populations above，andgenetic differentiation coefficient（GST ）of ex-situ conservation derived population is0．0689，which isobviously lower than that of wild population（0．1685）．Genetic diversity of combined ex-situ conser-收稿日期：2010－04－15基金项目：中国科学院知识创新工程重要方向项目（KSCX2－YW－Z－0921）；江苏省林业三项工程项目〔LYSX（2009）05〕作者简介：李乃伟（1983—），男，山东聊城人，硕士，研究实习员，主要从事植物生物技术方面的研究。

①通信作者E-mail：pfeng@vip．sina．comvation cultivated population is relatively lower，its PPB，h and I is60．27%，0．1807and0．2752，respectively，and its GST is the highest（0．2514），which is obviously higher than those of combined wildpopulation and ex-situ conservation derived population．It is concluded that under conditions of secondary forest environment in botanical garden，genetic diversity of ex-situ conservation derived population of T．chinensis var．mairei returning to natural habitat tends to be abundant and is close to that of wild population，thus，it is proved that botanical garden has the huge potential in ex-situ conservation of endangered plants，which was never known in the past．Key words：Taxus chinensis（Pilger）Rehd．var．mairei（Lemée et Lévl．）Cheng et L．K．Fu；wild population；ex-situ conservation population；ISSR；genetic diversity；genetic structure植物园以保存大量物种为特色，具有保存物种的“诺亚方舟”之美称。

在木本植物方面，其迁地保护种群规模较小，往往只有少数几株，令人怀疑其在物种保护方面的实际作用与意义。

从“最小有效种群”理论看，随着时间的推移，这些小种群都会消亡［1－2］，所以，它们甚至被称为“活着的死植物”［3－4］。

应该注意的是，这些理论和论断的依据都是自然或野生状态下小种群的动态规律，对于引种到植物园里的小种群，在人为条件影响下，其动态规律究竟如何则很少研究。

李新华等［5］报道了在南京中山植物园内引种栽培40余年后南方红豆杉〔Taxus chinensis（Pilger）Rehd．var．mairei（Lemée et Lévl．）Cheng et L．K．Fu〕小种群的发展动态，由11株南方红豆杉组成的小种群，发展成1个具有400余植株的自然种群；在引种50余年后，该南方红豆杉小种群继续扩展到600株以上［6］，南方红豆杉小种群的这一发展动态值得进一步研究。

本文旨在对南方红豆杉小种群扩展后其遗传多样性的变化进行探讨，为了更广泛地研究南方红豆杉小种群在植物园内的动态，笔者等又在庐山植物园找到了类似的种群，更丰富了研究的内容。

种内遗传变异是物种适应性变异或进化的必要条件，对物种保护具有深远意义［7］。

物种的进化潜力和抵御不良环境的能力既取决于种内遗传变异的大小，也有赖于遗传变异的种群结构［8－9］。

迁地保护衍生种群和野生种群的遗传多样性研究具有重要的理论和实际意义，种群的遗传多样性越高或遗传变异越丰富，对环境变化的适应能力就越强，越容易扩展其分布范围和开拓新的环境［10］。

在南方红豆杉这一引种实例中，小种群衍生出的自然种群个体越来越多，衍生种群的遗传多样性丰富度是否发生变化以及怎样变化值得关注。

为比较南方红豆杉迁地保护栽培种群及其衍生种群与野生种群在遗传多样性上的差异，作者选取与庐山地处同一个山脉———幕阜山脉的江西修水县黄沙镇和黄港镇的2个野生种群进行比较，并选用幕阜山脉之外的福建枫溪野生种群作为外种群，采用ISSR标记方法，比较了植物园次生林生境下南方红豆杉迁地保护栽培种群和衍生种群与野生种群的遗传多样性和遗传结构，以期为制定有效的濒危植物保护措施提供依据。