李　霓， 蔣嚴(yán)妃， 蘇　雪， 陳　紋， 張　輝， 孫　坤

( 西北師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院， 蘭州 730070 )

?

肋果沙棘北緣居群的遺傳多樣性與遺傳結(jié)構(gòu)

李霓， 蔣嚴(yán)妃， 蘇雪， 陳紋， 張輝， 孫坤*

( 西北師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院， 蘭州 730070 )

摘要：該研究利用SSR分子標(biāo)記，對肋果沙棘(Hippophae neurocarpa)分布區(qū)北緣青海祁連地區(qū)5個(gè)自然居群進(jìn)行分析,旨在了解小地理尺度下肋果沙棘北緣居群的遺傳多樣性和片段化分布居群的遺傳結(jié)構(gòu)，為肋果沙棘居群的資源保護(hù)提供了依據(jù)。采用6對微衛(wèi)星引物對107個(gè)樣本DNA進(jìn)行擴(kuò)增，共檢測到27個(gè)等位變異，變幅為2～9個(gè)，平均每個(gè)位點(diǎn)有4.67個(gè)，平均觀測雜合度(Ho)和期望雜合度(He)分別為0.142和0.230，Shannon信息指數(shù)(I)的變幅介于0.280～0.567之間，平均值為0.374，說明肋果沙棘北緣居群的遺傳多樣性較為豐富。遺傳分化系數(shù)Fst=0.483，分子方差分析(AMOVA)表明肋果沙棘有48.33%的變異存在于居群間，51.67%存在于居群內(nèi)。對5個(gè)居群之間的遺傳距離與地理距離做Mental檢驗(yàn)，結(jié)果表明遺傳距離與地理距離相關(guān)性不顯著，對基因流檢測發(fā)現(xiàn)居群間的Nm為0.328，推測遺傳漂變是居群分化的關(guān)鍵因素之一。Structure分析把5個(gè)居群分為2組。UPGMA聚類分析表明5個(gè)居群聚為2個(gè)分支，其中居群ARX為單獨(dú)的一支，與主坐標(biāo)分析的結(jié)果一致?；诜植紖^(qū)北緣青海祁連肋果沙棘自然居群的遺傳結(jié)構(gòu)分析，建議應(yīng)盡可能多地保護(hù)不同的地方居群。

關(guān)鍵詞：肋果沙棘， SSR標(biāo)記， 邊緣居群， 遺傳多樣性， 遺傳結(jié)構(gòu)

遺傳多樣性和居群遺傳結(jié)構(gòu)是居群生物學(xué)的重要內(nèi)容，對遺傳多樣性的研究不僅可以揭示物種或居群的進(jìn)化歷史，而且為進(jìn)一步分析其進(jìn)化潛力和未來命運(yùn)及其保護(hù)策略提供重要資料(Soltis & Soltis，1991)。空間遺傳結(jié)構(gòu)的形成是植物進(jìn)化過程和種群動(dòng)態(tài)的關(guān)鍵特征(楊愛紅等，2014)，居群遺傳結(jié)構(gòu)上的差異是遺傳多樣性的重要體現(xiàn)，一個(gè)物種的進(jìn)化潛力和抵御不良環(huán)境的能力既取決于種內(nèi)遺傳變異的大小，也有賴于居群的遺傳結(jié)構(gòu)(Grant，1991；Millar & Libby，1991)。

沙棘屬(HippophaeL.)植物為雌雄異株、風(fēng)媒傳粉的多年生落葉灌木或小喬木，是重要的經(jīng)濟(jì)和水土保持植物，主要分布于青藏高原及其鄰近地區(qū)，它是群落演替的先鋒物種，具有重要的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。肋果沙棘(Hippophaeneurocarpa)是一個(gè)分布于青藏高原高海拔地區(qū)且分化較晚的類群，在青海、西藏、四川和甘肅4個(gè)省份都有分布，生長在海拔2 300～4 200 m的河流沿岸、河灘及溝谷(廉永善，2000；Sun et al，2002)。近年來國內(nèi)外學(xué)者對沙棘屬植物的遺傳多樣性已開展了大量研究工作(Tian et al，2004；Ruan & Li，2005；Chen et al，2008)，但迄今為止對青藏高原東緣特有的肋果沙棘居群遺傳結(jié)構(gòu)和遺傳多樣性仍缺乏了解。邊緣居群一般處于相對惡劣的條件下，對于環(huán)境氣候的變化可能更為敏感，在全球氣候變化的大背景下, 對邊緣居群的研究在制定遺傳多樣性保護(hù)策略時(shí)具有極高的價(jià)值(Van Rossum et al，2003)。青海祁連地區(qū)是肋果沙棘分布區(qū)的北緣，對該區(qū)域肋果沙棘不同地方居群遺傳結(jié)構(gòu)和遺傳多樣性進(jìn)行研究，對于揭示其進(jìn)化和適應(yīng)散布機(jī)制有重要的意義。本文應(yīng)用SSR方法對該區(qū)域肋果沙棘居群的遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，以期解決以下問題：1.物種分布區(qū)北緣小地理尺度下肋果沙棘各居群的遺傳多樣性水平如何？2.作為風(fēng)媒傳粉的群落演替先鋒物種，片段化分布的肋果沙棘具有什么樣的空間遺傳結(jié)構(gòu)？其結(jié)果將為今后進(jìn)一步探討肋果沙棘的遺傳變異與進(jìn)化機(jī)制提供理論基礎(chǔ)，為肋果沙棘居群的資源保護(hù)和利用提供參考依據(jù)。

1材料與方法

1.1 樣本的采集和DNA提取

于2012年9月在祁連山南側(cè)的青海省祁連縣進(jìn)行采樣，分別選取5個(gè)肋果沙棘地方居群為對象，各居群的名稱、分布、生境和樣本量等見表1。于野外分別采集新鮮葉片并迅速放入硅膠袋中干燥保存，帶回實(shí)驗(yàn)室備用。肋果沙棘的基因組總DNA的提取參考改良的2 × CTAB法(Doyle，1987)。

1.2 微衛(wèi)星分析

從Wang et al(2008)開發(fā)的9對SSR引物和許汀等(2014)合成的13對SSR引物中篩選出6對條帶清晰、重復(fù)性好且有明顯多態(tài)的引物(表2)。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)在10 μL反應(yīng)體系中進(jìn)行，包括： buffer 1 μL，2.5 mmol·L-1MgCl2，15 mmol·L-1dNTPs (2.5 mmol·L-1each)，0.2 μmol·L-1引物，1.5 U Taq DNA聚合酶，DNA模板50 ng，其余用3dH2O補(bǔ)齊。PCR反應(yīng)條件為94 ℃預(yù)變性1.5 min；35個(gè)循環(huán)：94 ℃變性45 s，退火45 s(退火溫度見表2)，72 ℃延伸1.5 min；循環(huán)結(jié)束后，72 ℃延伸7 min，4 ℃保存。擴(kuò)增產(chǎn)物用6%的變性聚丙烯酰胺凝膠進(jìn)行電泳，銀染顯色并參照25～500 bp DNA marker讀取擴(kuò)增片段長度。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用GENEPOP 4.0(Rousset，2008)軟件檢測位點(diǎn)間是否存在連鎖不平衡。用GenAlEx 6.501軟件(Peakall & Smouse，2012)分析觀測等位基因(Na)、有效等位基因(Ne)、期望雜合度(He)、觀測雜合度(Ho)和Shannon信息指數(shù) (I) 等遺傳參數(shù)， 其中用He和I來估計(jì)居群的遺傳多樣性(Nei，1973；Shannon & Weaver，1959)。

表 1　肋果沙棘居群采集信息

表 2　SSR引物序列和退火溫度

對于遺傳結(jié)構(gòu)的分析，利用了Arlequin軟件(Excoffier et al，2005)計(jì)算居群之間的遺傳分化系數(shù)(Fst)；并通過分子方差分析(AMOVA)估算肋果沙棘不同居群間遺傳變異的分布情況。運(yùn)用STRUCTURE3.0軟件(Hubisz et al，2009)的貝葉斯聚類法根據(jù)每個(gè)個(gè)體的多位點(diǎn)基因型進(jìn)行分組。本文研究了5個(gè)地方居群，設(shè)K=1～8，MCMC重復(fù)值設(shè)為100 000，burn-in設(shè)為1 000，各K值獨(dú)立運(yùn)行20次，用Evanno et al的方法(2005)計(jì)算ΔK值，進(jìn)而對居群遺傳結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和作圖。另外我們還采用GenAlEx軟件對所有個(gè)體進(jìn)行了主坐標(biāo)分析(Principal Coordinate Analysis, PCoA)，利用NTSYS-pc(Rohlf, 2000)軟件進(jìn)行了聚類分析。

2結(jié)果與分析

2.1 居群遺傳多樣性

用6對引物對肋果沙棘樣本進(jìn)行SSR分析，共檢測到27個(gè)等位基因，其中最多的為9個(gè)(NHTP-27)，最少的為2個(gè)(HTI-01)。平均每個(gè)引物擴(kuò)增出的等位變異為4.67個(gè)，且兩兩位點(diǎn)間不存在連鎖不平衡，各位點(diǎn)的DNA片段大小介于70～250 bp之間。分布區(qū)北緣肋果沙棘5個(gè)居群的平均觀測雜合度(Ho)為0.142，平均期望雜合度(He)為0.230，Shannon信息指數(shù)(I)為0.374，居群遺傳多樣性水平較為豐富。在5個(gè)居群中拱北灣(GBW)居群的遺傳多樣性最高(He=0.324，I=0.567)，日旭村(RXC)的遺傳多樣性最低(He=0.188，I=0.280)，總體多樣性水平為GBW>ARX>BG>XDS>RXC(表3)。

表 3　肋果沙棘居群的遺傳參數(shù)

表 4　肋果沙棘各居群間遺傳分化系數(shù)

注： *表示P<0.05，**表示P<0.001，無星號表示P>0.05。

Note: *representsP<0.05,**representsP<0.001, absents of asterisk stands forP>0.05.

表 5　肋果沙棘居群的分子變異分析 (AMOVA)

2.2 居群遺傳結(jié)構(gòu)

肋果沙棘兩兩居群間的遺傳分化系數(shù)Fst的變幅為0.306～0.655，平均值為0.483，遺傳分化(Fst)在居群間表現(xiàn)為顯著(P<0.001)； 5個(gè)居群間的平均遺傳距離為0.414，其中XDS和ARX之間為最大值，GBW和BG之間的值最小 (表4)。居群間的平均基因流為0.328。分子方差分析(AMOVA)表明，青海祁連肋果沙棘居群之間存在顯著性差異(P<0.001)，48.33%的變異存在于居群間，51.76%的變異發(fā)生在居群內(nèi)的個(gè)體間(表5)。Mental檢驗(yàn)結(jié)果表明，雖然青海祁連5個(gè)肋果沙棘居群的遺傳距離與地理距離有一定的正相關(guān)，但相關(guān)性不顯著(r=0.330,P=0.170)。

2.3 Structure分析

Structure軟件分析的ΔK峰值出現(xiàn)在K=2，當(dāng)K=5時(shí)，lnP(D)達(dá)到最高水平且此時(shí)ΔK值也較高。K=2時(shí)，分配到第1組的個(gè)體主要來自居群GBW和XDS，第2組的來源主要是ARX、RXC和BG；K=5時(shí)，5個(gè)居群基本上被分配到不同的組中，其中XDS和ARX的全部個(gè)體被分至單獨(dú)的組，RXC除1個(gè)個(gè)體外的其他個(gè)體也都被分至獨(dú)立的一個(gè)組，GBW和BG的個(gè)體有一部分被分至RXC的組內(nèi)，其它大部分個(gè)體則也被歸到單獨(dú)的組內(nèi)(圖1)。

2.4 聚類分析與主坐標(biāo)分析

UPGMA聚類分析表明5個(gè)居群聚為2個(gè)分支，其中居群GBW與BG先聚為一支，后依次與RXC和XDS聚為一支，居群ARX為單獨(dú)的一支(圖2)。主坐標(biāo)分析的結(jié)果與UPGMA聚類結(jié)果一致(圖3)。

3討論與結(jié)論

遺傳多樣性是物種長期進(jìn)化的產(chǎn)物，它的水平?jīng)Q定了物種適應(yīng)進(jìn)化的潛力。沙棘屬植物主要分布于青藏高原及其邊緣地區(qū)，作為群落演替的先鋒物種，如中國沙棘、云南沙棘、江孜沙棘等在適應(yīng)高原不同生境條件的過程中,形成了豐富的遺傳多樣性，Shannon信息指數(shù)從0.197到0.410(孫坤等，2004；Tian et al，2004；張輝和蘇雪，2006)。孟麗華等(2008)利用葉綠體DNA對肋果沙棘譜系地理學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，其單倍型多樣性指數(shù)可達(dá)0.300。沙棘屬植物較高遺傳多樣性的形成和維持與其雌雄異株、風(fēng)媒異交的繁育系統(tǒng)特點(diǎn)一致。本研究利用SSR分子標(biāo)記對肋果沙棘的研究表明，位于其分布區(qū)北緣青海祁連地區(qū)的居群遺傳多樣性雖然略低于我們對大地理尺度下肋果沙棘遺傳多樣性的研究結(jié)果(溫江波，2010)，但仍具有較為豐富的遺傳多樣性，期望雜合度和Shannon信息指數(shù)分別為He=0.230，I=0.374。這一結(jié)果支持了邊緣居群與核心居群相比也能維持相對高遺傳多樣性的觀點(diǎn)(Eckstein et al，2006；劉軍等，2013)。Van Rossum et al(1997)認(rèn)為多年生、遠(yuǎn)交繁育和長距離的基因散布是邊緣居群遺傳多樣性較高的重要原因。Thomas et al(2001)提出物種分布區(qū)邊緣居群遺傳多樣性較高可能與其面臨更大生存壓力，使得居群營養(yǎng)繁殖機(jī)會(huì)減少有關(guān)。肋果沙棘為風(fēng)媒異交的多年生灌木或小喬木，種子可通過鳥類長距離散布(Lu et al，2005)，這可能是青海祁連地區(qū)肋果沙棘居群遺傳多樣性較高的原因。另外，在分析的5個(gè)居群中，GBW居群的遺傳多樣性最高，其原因可能與該居群分布范圍大、個(gè)體數(shù)量多，且與中國沙棘混生，種間可能存在基因漸滲等有關(guān)。

圖 1　對遺傳結(jié)構(gòu)的Structure分析結(jié)果Fig. 1　Result of structure analysis on genetic structure

圖 2　肋果沙棘5個(gè)居群的UPGMA聚類分析Fig. 2　UPGMA clustering for 5 populations of H. neurocarpa

圖 3　肋果沙棘5個(gè)居群107個(gè)個(gè)體的主坐標(biāo)分析 (PCoA)　Coord. 1和Coord. 2分別代表39.33%和17.26%的整體遺傳變異。居群代號同表1。Fig. 3　Principle coordinate (PCoA) plot for the 107 individuals from 5 populations of H. neurocarpa　Coord. 1 and Coord. 2 account for 39.33% and 17.26% of total genetic variation, respectively. Population codes see Table 1.

植物居群的遺傳結(jié)構(gòu)受到多個(gè)內(nèi)外因素影響，其中繁育系統(tǒng)、基因流、演替階段等顯著影響了居群的遺傳分化，是影響遺傳結(jié)構(gòu)的最重要因素(葛頌，1994)。而“核心-邊緣假說”認(rèn)為與核心居群相比，邊緣居群較小，在遺傳漂變和選擇壓力下,其遺傳分化會(huì)增大(Hampe & Petit，2005)。本研究中，青海祁連地區(qū)的肋果沙棘自然居群有很高程度的遺傳分化(Fst=0.483)，AMOVA結(jié)果表明居群間的變異占總變異的48.33%。從Structure分析可以看出，各居群間的分化較為明顯。風(fēng)媒植物遺傳變異大部分存在于居群內(nèi)，居群間的分化往往很小，但風(fēng)媒傳粉的肋果沙棘卻存在有很高的居群間遺傳分化(文亞峰和韓文軍，2010)。我們以前的研究發(fā)現(xiàn)，肋果沙棘雖然為風(fēng)媒傳粉，但其花粉的最遠(yuǎn)傳播距離僅為125 m(張玉娜，2009)，而在青海祁連地區(qū)肋果沙棘呈片段化分布，居群之間地理距離都遠(yuǎn)大于花粉傳播的有效距離，通過花粉傳播基本無法進(jìn)行居群間的基因交流。對基因流檢測發(fā)現(xiàn)居群間的Nm僅為0.328，小于1，遠(yuǎn)低于風(fēng)媒，異交植物的平均基因流水平，不足以抵制居群內(nèi)遺傳漂變引起的分化。此外，克隆繁殖也會(huì)使肋果沙棘各個(gè)居群間的遺傳分化加劇。

肋果沙棘作為青藏高原的特有種、群落建群種和演替先鋒物種，具有重要的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。由于肋果沙棘較豐富的居群內(nèi)遺傳多樣性和顯著的居群間遺傳分化，在肋果沙棘利用和保護(hù)中，應(yīng)盡可能多地保護(hù)不同的地方居群，才能最大限度地保存肋果沙棘的遺傳多樣性。

參考文獻(xiàn):

CHEN G，WANG Y，ZHAO C，et al, 2008. Genetic diversity ofHippophaerhamnoidespopulations at varying altitudes in the wolong natural reserve of China as revealed by ISSR markers [J]. Silv Genet, 57: 29-36.

CHEN W，SUN K，ZHANG H, 2007. RAPD analysis of natural populations on Chinese endemicHippophaerhamnoidesssp.wolongensis(Elaeagnaceae) [J]. Guihaia, 27(2): 152-155. [陳紋，孫坤，張輝，2007. 中國特有植物臥龍沙棘自然群體的 RAPD 分析 [J]. 廣西植物，27(2): 152-155.]

DOYLE JJ, 1987. A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue [J]. Phytochem Bull, 19: 11-15.

ECKSTEIN RL,O’NEILL RA,DANIHELKA J,et al, 2006. Genetic structure among and within peripheral and central populations of three endangered floodplain violets [J]. Mol Ecol,15: 2 367-2 379.

EVANNO G,REGNAUT S,GOUDET J, 2005. Detecting the number of clusters of individuals using the software structure: a simulation study [J]. Mol Ecol,14: 2 611-2 620.

EXCOFFIER L,LAVAL G,SCHNEIDER S, 2005. Arlequin (version 3.0): an integrated software package for population genetics data analysis [J]. Evol Bioinform Online,1: 47-50.

GE S，1994. Electrophoretic data and studies of plant systematics and evolution [J]. Plant Sci J,12(1): 71-84. [葛頌，1994. 酶電泳資料和系統(tǒng)與進(jìn)化植物學(xué)研究綜述 [J]. 植物科學(xué)學(xué)報(bào)，12(1)：71-84.]

GRANT V, 1991. The evolutionary process: a critical study of evolutionary theory [M]. New York: Columbia University Press.

HAMPE A,PETIT RJ, 2005. Conserving biodiversity under climate change: the rear edge matters [J]. Ecol lett,8(5): 461-467.

HUBISZ MJ,FALUSH D,STEPHENS M,et al, 2009. Inferring weak population structure with the assistance of sample group information [J]. Mol Ecol Res,9(5): 1 322-1 332.

LIAN YS，2000. Biology and chemistry ofHippophaeL. [M]. Lanzhou: Gansu Scientific and Technological Press:212-220. [廉永善，2000. 沙棘屬植物生物學(xué)和化學(xué) [M]. 蘭州：甘肅省科技出版社:212-220.]

LIU J，JIANG JM，ZOU J, 2013. Genetic diversity of central and peripheral populations ofToonaciliatavar.pubescens,an endangered tree species endemic to China [J]. Chin J Plant Ecol,37(1): 52-60. [劉軍，姜景民，鄒軍，2013. 中國特有瀕危樹種毛紅椿核心和邊緣居群的遺傳多樣性 [J]. 植物生態(tài)學(xué)報(bào)，37(1): 52-60.]

LU XW,SUN K,MA RJ, 2005. Fruits foraging patterns and seed dispersal effect of frugivorous birds onHippophaerhamnoidesssp.sinensis[J],Chin J Ecol,24(6): 635-638.

MENG LH，YANG HL,WU GL,et al, 2008. Phylogeography ofHippophaeneurocarpa(Elaeagnaceae) inferred from the chloroplast DNA trnL-F sequence variation [J]. J Syst Evol,46(1): 32-40. [孟麗華，楊慧玲，吳桂麗等, 2008.基于葉綠體DNA trnL-F序列研究肋果沙棘的譜系地理學(xué) [J].植物分類學(xué)報(bào)，46(1): 32-40.]

MILLAR CI,LIBBY WJ, 1991. Strategies for conserving clinal,ecotypic,and disjunct population diversity in widespread species [J]. Genet Conserv Rare Plants： 149-170.

NEI M, 1973. Analysis of gene diversity in subdivided populations [J]. Proc Nat Acad Sci,70(12): 3 321-3 323. PEAKALL R,SMOUSE PE, 2012. GenAlEx 6.5: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research-an update [J]. Bioinformatics,28(19): 2 537-2 539.

ROHLF FJ, 2000. NYSYS-pc. Numerical taxonomy and multivariate analysis system. Ver. 2.1 [M].New York: Exeter Software Setauket.

ROUSSET F, 2008. Genepop’007: a complete re-implementation of the genepop software for Windows and Linux [J]. Mol Ecol Res,8(1): 103-106.

RUAN C,LI D, 2005. AFLP fingerprinting analysis of some cultivated varieties of sea buckthorn (Hippophaerhamnoides) [J]. J Genet,84(3): 311-316.

SHANNON CE,WEAVER W, 1959. The mathematical theory of communication [M]. Illiois: University of Illinois Press: 20-29.

SOLTIS PS,SOLTIS DE, 1991. Genetics variation in endemic and widespread plant species: examples fromSaxifragaceaeandPolystichum[J]. Aliso,13: 215-223.

SUN K,CHEN XL,MA RJ,et al, 2002. Molecular phylogenetics ofHippophaeL.(Elaeagnaceae) based on the internal transcribed spacer (ITS) sequences of nrDNA [J]. Plant Syst Evol,235(1-4): 121-134. SUN K，CHEN W，MA RJ, 2004. A study on the genetic diversity of subpopulations ofHippophaerhamnoidesssp.sinensisat Ziwuling,Gansu [J]. J Lanzhou Univ: Nat Sci Ed,40(3): 72-75. [孫坤，陳紋，馬瑞君, 2004. 子午嶺中國沙棘亞居群的遺傳多樣性研究 [J]. 蘭州大學(xué)學(xué)報(bào)·自然科學(xué)版，40(3): 72-75.]

THOMAS CD,BODSWORTH EJ,WILSON RJ,et al, 2001. Ecological and evolutionary processes at expanding range margins [J]. Nature,411(6 837): 577-581.

TIAN C,LEI Y,SHI S,et al, 2004. Genetic diversity of sea buckthorn (Hippophaerhamnoides) populations in northeastern and northwestern China as revealed by ISSR markers [J]. New forests,27(3): 229-237.

TIAN C,NAN P,SHI S,et al, 2004. Molecular genetic variation in Chinese populations of three subspecies ofHippophaerhamnoides[J]. Biochem Genet,42(7-8): 259-267.

VAN ROSSUM F,VEKEMANS X,MEERTS P,et al, 1997. Allozyme variation in relation to ecotypic differentiation and population size in marginal populations ofSilenenutans[J]. Heredity,78(5): 552-560.

VAN ROSSUM F,VEKEMANS X,GRATIA E,et al, 2003. A comparative study of allozyme variation of peripheral and central populations ofSilenenutansL.(Caryophyllaceae) from Western Europe: implications for conservation [J]. Plant Syst Evol,242(1-4): 49-61.

WANG A,ZHANG Q,WAN D,et al, 2008. Nine microsatellite DNA primers forHippophaerhamnoidesssp.sinensis(Elaeagnaceae) [J]. Conserv Genet,9(4): 969-971.

WEN JB, 2010. Study on the genetic diversity ofH.tibetanaandH.neurocarpassp.neurocarpain the eastern of Qinghai-Tibet Plateau and the clone fitness of hybrids and their parents of hybrid zone inHippophae[D]. Lanzhou: Northwest Normal University: 57-76. [溫江波，2010. 青藏高原東緣西藏沙棘，肋果沙棘遺傳多樣性 [D]. 蘭州：西北師范大學(xué):57-76.]

WEN YF,HAN WJ, 2010. Plant genetic diversity and its influencing factors [J]. J Cent S Univ For Technol,30(12): 80-87. [文亞峰，韓文軍，2010. 植物遺傳多樣性及其影響因素 [J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),30(12): 80-87.]

XU T,XU L,WANG H,et al, 2014. Development of polymorphic microsatellite markers fromHippophaetibetanausing 5′-anchored PCR methods and magnetic beads hybridization [J]. J Fudan Univ: Nat Sci Ed,4: 543-549. [許汀，許璐，王昊，等, 2014. 基于 5′錨定 PCR 法和磁珠富集法的西藏沙棘多態(tài)性 SSR 引物開發(fā) [J]. 復(fù)旦學(xué)報(bào)·自然科學(xué)版,4: 543-549.]

YANG AH，ZHANG JJ, 2014. Microsatellite genetic diversity and fine-scale spatial genetic structure within a natural stand ofLiriodendronchinense(Magnoliaceae) in Lanmushan,Duyun City,Guizhou Province [J]. Biodivers Sci,22(3): 375-384. [楊愛紅，張金菊，2014.鵝掌楸貴州爛木山居群的微衛(wèi)星遺傳多樣性及空間遺傳結(jié)構(gòu) [J]. 生物多樣性,22(3): 375-384.]

ZHANG H,SU X,SUN K，et al, 2006. Genetic diversities ofHippophaerhamnoidesssp.sinensispopulations on both the sides of Qilianshan Mountain [J]. Acta Bot Boreal-Occident Sin,26(4): 702-706. [張輝，蘇雪，孫坤等，2006. 祁連山兩側(cè)中國沙棘不同居群的遺傳多樣性研究 [J]. 西北植物學(xué)報(bào),26(4): 702-706.]ZHANG YN, 2009. Study of reproductive isolation to natural hybrid zone ofHippophae(Elaeagnaceae) [D]. Lanzhou: Northwest Normal University: 60-63. [張玉娜, 2009. 沙棘屬植物自然雜交帶的生殖隔離狀況的研究 [D]. 蘭州：西北師范大學(xué):60-63.]

Genetic diversity and genetic structure of the northern margin populations ofHippophaeneurocarpa

LI Ni, JIANG Yan-Fei, SU Xue, CHEN Wen, ZHANG Hui, SUN Kun*

(CollegeofLifeSciences,NorthwestNormalUniversity, Lanzhou 730070, China )

Abstract:We analyzed five natural populations of Hippophae neurocarpa in the Qilian area of Qinghai Province with SSR molecular markers, in order to understand the genetic diversity of the northern margin populations of H. neurocarpa on the small geographic scales and the genetic structure of the populations which distribute fragmentally, and to provide reference for resource protection of H. neurocarpa populations. We used six microsatellite primers to amplify the DNA of 107 samples and detected 27 alleles, with the range of 2-9 and a mean value of 4.67 per locus. The average observed heterozygosity (Ho) and expected heterozygosity (He) of H. neurocarpa populations was 0.142 and 0.230 respectively, and the range Shannon information index (I) was between 0.280-0.567 with a average value of 0.374. The results showed that the genetic diversity of the northern margin populations of H. neurocarpa was abundant. The coefficient of genetic differentiation (Fst) was 0.483. Molecular variance analysis (AMOVA) indicated that 48.33% of the variation existed among the populations, and 51.67% existed within the populations. No significant correlation between genetic distance and geographic distance was detected by Mental test and the detection of gene flow found that Nm was only 0.328 among populations. These results suggested that genetic drift was one of the key factors for the differentiation of populations. The 5 populations were divided into 2 groups based on the structure analysis. UPGMA clustering showed that the 5 populations were clustered into 2 branches, one of which was ARX, which was consistent with the results of the principal coordinate analysis. According to the analysis of the genetic structure, it is suggested to protect populations in situ as many as possible.

Key words:Hippophae neurocarpa， SSR markers， marginal populations， genetic diversity， genetic structure

DOI:10.11931/guihaia.gxzw201511006

收稿日期:2015-11-04修回日期： 2016-01-27

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金(31160046,31270429) [Supported by the National Natural Science Foundation of China(31160046,31270429)]。

作者簡介：李霓(1991-)，女，碩士研究生，主要從事系統(tǒng)與進(jìn)化植物學(xué)研究，(E-mail)balloonln@163.com。*通訊作者： 孫坤，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)橹参锵到y(tǒng)學(xué)、生物多樣性和植物生態(tài)學(xué)，(E-mail)kunsun@nwnu.edu.cn。

中圖分類號：Q948.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1000-3142(2016)05-0557-07

李霓，蔣嚴(yán)妃，蘇雪，等. 肋果沙棘北緣居群的遺傳多樣性與遺傳結(jié)構(gòu) [J]. 廣西植物， 2016， 36(5)：557-563

LI N, JIANG YF, SU X， et al. Genetic diversity and genetic structure of the northern margin populations ofHippophaeneurocarpa[J]. Guihaia， 2016， 36(5)：557-563