基于針葉性狀云南松天然群體表型分化研究

許玉蘭　蔡年輝　陳　詩　王大瑋　段安安　康向陽

(1. 西南林業(yè)大學云南省高校林木遺傳改良與繁育重點實驗室，云南 昆明 650224；2. 北京林業(yè)大學林木育種國家工程實驗室，北京 100083)

?

基于針葉性狀云南松天然群體表型分化研究

許玉蘭1蔡年輝1陳詩1王大瑋1段安安1康向陽2

(1. 西南林業(yè)大學云南省高校林木遺傳改良與繁育重點實驗室，云南 昆明 650224；2. 北京林業(yè)大學林木育種國家工程實驗室，北京 100083)

在云南松主要分布區(qū)內(nèi)，采集不同區(qū)域的18個天然群體540株單株的針葉，通過對各單株的10束針葉7個性狀進行測定分析。結果表明：不同表型性狀在各群體間和群體內(nèi)單株間均存在極顯著差異，表明變異存在的廣泛性；不同性狀的變異規(guī)律有所差異，大多數(shù)性狀的變異主要來自于群體內(nèi)，表型分化系數(shù)低于50%；基于各性狀兩兩群體間的表型分化均很低，甚至沒有分化。不同表型性狀對揭示群體間的遺傳距離關系貢獻不同，綜合多個性狀能反映群體間的遺傳關系。經(jīng)各性狀遺傳距離與地理距離、生態(tài)距離間的相關檢測，由地理距離、生態(tài)距離等引起針葉性狀變異的趨勢不明顯，但由生態(tài)距離引起的作用大于地理距離的作用，表明地理、氣候和土壤因子對云南松群體間的分化有一定的影響作用。經(jīng)聚類分析，各群體的聚類并不完全按地理分布進行聚類。

云南松；群體；針葉性狀；表型分化；遺傳變異

種質(zhì)資源變異的研究是開展遺傳改良的前提與重要環(huán)節(jié)[1-2]，了解變異的分布及其模式可對資源的保護與可持續(xù)利用提供遺傳信息[3-4]。表型多樣性是遺傳多樣性與環(huán)境多樣性的綜合體現(xiàn)，主要研究群體在其分布區(qū)內(nèi)各種環(huán)境下的表型變異，是遺傳多樣性和生物系統(tǒng)學研究的重要內(nèi)容[5-6]，同時通過表型來檢測群體的變異和分化又是一種快捷、有效的方法[6]。已有研究表明，葉子形態(tài)及其解剖可反映植物對其生境的適應[7-8]，是分析表型遺傳變異的一個重要指標[9-10]。因此，以針葉為材料，開展云南松天然群體表型多樣性的研究是云南松天然群體遺傳變異研究的一部分內(nèi)容。

云南松 (Pinusyunnanensis) 分布范圍廣，其中云南省是云南松的集中分布區(qū)[11-12]，目前云南松林占云南省林分總面積的19.63%、占木材蓄積量的14.28%，在區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設中占有重要的地位[11,13]。云南松生境復雜多樣[14]，可能存在不同的生態(tài)類型，以適應不同的環(huán)境條件[15-16]。而有關云南松群體遺傳多樣性的研究報道較少，局限于部分地區(qū)的有限群體。鑒于此，本研究在云南松主要分布區(qū)內(nèi)確定18個天然群體，測定針葉性狀，分析云南松群體間和群體內(nèi)針葉性狀的遺傳變異規(guī)律；結合群體間生長環(huán)境的差異，與對這些形態(tài)性狀間進行相關分析，以了解環(huán)境因子對該物種形態(tài)作用的程度及方式，揭示不同群體針葉表型性狀的地理變異模式及空間格局的地理趨勢，其研究結果對于認識云南松不同群體的遺傳多樣性有著重要的意義，并可為探討云南松群體的遺傳結構與表型分化提供形態(tài)學的依據(jù)，也可揭示環(huán)境因素在物種的生態(tài)適應和分化過程中的作用，同時有利于進一步開展云南松種質(zhì)資源的收集、保存、評價與利用研究，為云南松基因資源的遺傳改良、種質(zhì)資源的保護與利用提供一定的參考。

1　材料與方法

1.1研究材料的采集

在云南松天然分布區(qū)內(nèi)按不同區(qū)域確定有代表性的天然群體18個 (圖1)，涉及云南松主要分布區(qū)的群體，包括滇中、滇南、滇東、滇東南、滇西、滇西南等，每個群體選取30株以上作為采樣母樹，參考文獻 [9] 的方法，樣株的年齡均在25年生以上，各樣株間間隔5倍樹高以上，從生長健康旺盛的3～5個枝條上采集2年生針葉，所有采集的枝條均在樹冠的中上部位，單株編號。此外，每個群體按梅花狀采集10～20 cm土層的5個土樣，等量均勻混合，帶回實驗室，自然風干，作為該群體的土壤樣品用于后續(xù)測定。

圖1云南松18個采樣群體分布

Fig.1Distribution of 18 sample populations ofP.yunnanensis

1.2針葉性狀的測定

測定內(nèi)容包括針葉長 (NL)、針葉粗 (NW)、葉鞘長 (FSL)、針葉束粗 (FW)、針葉長/針葉粗 (NL/NW)、針葉長/葉鞘長 (NL/FSL)、針葉束粗/針葉粗 (FW/NW) 7個性狀。用直尺測量針葉長和葉鞘長，精確到0.01 cm；用游標卡尺測量針葉粗 (測定中央寬度) 和針葉束粗，精確到0.01 mm；計算針葉長/針葉粗、針葉長/葉鞘長、針葉束粗/針葉粗，精確到0.01。每株測量10束針葉[17-18]，其中針葉長、粗分別反映了針葉在縱向和橫向生長的情況，即在空間水平上的生長情況[19]。

1.3土壤樣品的測定

對所采集18個群體的土壤樣品，分別測定含水量、pH值、有機質(zhì)、水解氮、速效磷、速效鉀、全氮、全磷、全鉀及質(zhì)地共10個指標，其中質(zhì)地采用定性描述，未用于后續(xù)的分析中，各指標的測定方法及標準分別為：含水量采用105 ℃烘箱法 (GB 7172—1987)、pH值采用電位法 (NY/T 1377—2007)、有機質(zhì)采用油浴加熱重鉻酸鉀氧化·容量法 (NY/T 1121.6—2006)、水解氮采用堿解擴散法 (LY/T 1229—1999)、有效磷采用碳酸氫鈉浸提·鉬銻抗比色法 (NY/T 149—1990)、速效鉀采用乙酸銨浸提·原子吸收分光光度法 (NY/T 889—2004)、全氮采用凱氏蒸餾法 (NY/T 53—1987)、全磷采用NaOH熔融·鉬銻抗比色法 (NY/T 88—1988)、全鉀采用NaOH熔融·原子吸收分光光度法 (NY/T 87—1988)。土壤樣品經(jīng)風干后，去除粗枝、石塊等，送由云南同川農(nóng)業(yè)分析測試技術有限公司檢測，每個群體送檢3個樣品 (即3次重復)，最后的分析采用3次重復的平均值。

1.4數(shù)據(jù)分析

對針葉性狀采用巢式設計方差分析[5,20-21]，計算群體間和群體內(nèi)的方差分量。線性模型為：Yijk=μ+

τi+δj(i)+εk(ij)，其中，Yijk為第i個群體第j個單株第k個觀測值，μ為總平均值，τi為群體間效應值，δj(i) 為群體內(nèi)單株效應值，εk(ij) 為隨機誤差，在SAS v 9.3統(tǒng)計軟件 (ANOVA, PROC MIXED Version 9.3, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA) 上完成。

為探討表型分化與環(huán)境因子間的關系，從Berkeley大學Global Climate Data的Worldclim下載中心 (http://www.worldclim.org/) 獲得氣候因子，Worldclim數(shù)據(jù)庫對1950—2000年來自世界各地氣象站的氣候信息采用插值法生成全球氣候數(shù)據(jù)，基本的數(shù)據(jù)包括每月的最高氣溫、最低氣溫、平均氣溫、降水量，并根據(jù)這些指標求得19個生物氣候因子 (BI01-BI019)[25]，共67個指標。以實測各群體的經(jīng)度、緯度和海拔，選用空間分辨率為30″ 的柵格數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)基準面為WGS84，利用ArcGIS 9.3軟件提取18個群體的67個氣候因子，與經(jīng)度、緯度和海拔3個地理位置因子一共70個指標。分析各針葉性狀與地理、氣候因子間的Spearman′s相關性，針葉性狀采用各群體的均值[18]，基于針葉性狀各群體間的歐氏距離來代表群體間的遺傳距離。由于每個性狀的量綱不一樣，計算各群體間的遺傳距離前對各平均值進行標準化轉(zhuǎn)換[2]，數(shù)據(jù)標準化直接采用SPSS軟件 (SPSS version 21, IBM Corporation, North Castle Drive, Armonk, NY, USA)，然后按組間連接法，計算各群體間的歐氏距離，使用NTsys[26]構建群體的非加權配對算術平均法 (unweighted pair group method with arithmetic average, UPGMA) 聚類圖。同樣采用NTsys進行Mantel檢測[27]各類距離矩陣間的相關性，包括基于各個針葉性狀歐氏距離 (即遺傳距離)、地理距離、基于地理-氣候-土壤因子間的歐氏距離 (即生態(tài)距離) 等，以進一步探討云南松表型分化與環(huán)境因子間的相關性。

2　結果與分析

2.1云南松群體間和群體內(nèi)針葉性狀的變異特征

對所測定和計算的針葉長、針葉粗、針葉束粗、葉鞘長、針葉長/針葉粗、針葉長/葉鞘長、針葉束粗/針葉粗等7個表型性狀進行巢式方差分析，各性狀的變異均方及F值見表1。

表1　云南松群體間和群體內(nèi)針葉性狀的方差分析

由表1可知，云南松7個針葉性狀在群體間和群體內(nèi)都呈極顯著差異 (P< 0.01)，表明云南松的針葉表型性狀在群體間和群體內(nèi)存在廣泛的變異，這種多層次的變異不但為選擇提供源泉，同時也為多樣性保護奠定基礎。

2.2云南松天然群體間針葉性狀的表型分化

按照巢式方差分析，將各性狀的表型變異分解為群體間變異、群體內(nèi)變異和個體內(nèi)變異 (機誤)，按方差分量比組成，進一步分析各性狀兩兩群體間的表型分化PST，結果見表2和圖2。

A:PST=0；B: 0

G: 0.5

圖2　云南松針葉性狀成對群體間表型分化PST的分布

由圖2可知，針葉長、針葉粗、針葉束粗、葉鞘長、針葉長/針葉粗、針葉長/葉鞘長和針葉束粗/針葉粗7個性狀在各群體的表型分化分別波動于0.000 0～0.622 8、0.000 0～0.840 0、0.000 0～0.703 0、0.000 0～0.744 6、0.000 0～0.785 8、0.000 0～0.674 3和0.000 0～0.970 1，其中針葉長、葉鞘長和針葉長/葉鞘長等性狀有20%左右的成對群體間未表現(xiàn)出分化 (PST=0.000 0)，其他4個性狀有近10%的成對群體間未表現(xiàn)出分化。除針葉束粗/針葉粗外，其余6個性狀均不足1/4的成對群體間分化系數(shù)在0.5以上?？傮w來看，以針葉束粗/針葉粗在各群體間的表型分化較高，而針葉長、針葉長和葉鞘長在各群體間的表型分化相對較低。從各群體間的表型分化來看，以SJ與其他群體間的表型分化比較明顯，在7個性狀中有3個性狀兩兩群體表型分化最明顯的均出現(xiàn)在SJ群體中。此外，也有2個性狀 (針葉長和針葉長/針葉粗) 分化明顯的群體分別出現(xiàn)在東部群體GN與西部群體EY、東部群體FN和中部群體KM之間。

2.3云南松天然群體針葉性狀與土壤因子間的相關性

利用所測定的土壤因子與針葉性狀進行相關分析，結果見表3。

表3　云南松天然群體針葉性狀與土壤因子間的相關分析

由表3可知，針葉長與全磷含量呈顯著負相關，針葉粗與全鉀含量呈顯著負相關，針葉束粗與PH值呈顯著正相關，針葉長/針葉粗與pH值呈顯著負相關、與全鉀含量呈極顯著正相關，針葉長/葉鞘長與土壤含水量呈顯著負相關，針葉束粗/針葉粗與全鉀含量呈顯著正相關。其他針葉性狀與土壤因子間的相關性不顯著。由表3也可以看出，不同土壤性狀指標與針葉性狀間的相關性大小不同，表明不同因子對云南松群體各表型性狀影響是不同的。

2.4基于針葉性狀云南松天然群體的聚類

基于針葉性狀在兩兩群體間的歐氏距離，聚類獲得UPGMA聚類圖 (圖3)。由圖3可知，LX和TC群體最為相似，其次為SP和JS、CX和YR，說明上述群體的遺傳關系可能比較近。當以歐氏距離3.5為閾值時，18個群體被分為4大類：第1類 (I) 為：為SP、JS、YJ、CX、YR、TL、GN和BH；第2類 (II) 為：XW、LL、MD、HQ、EY和KM；第3類 (III) 為：LX、TC和FN；而SJ群體單獨形成一類 (Ⅳ)。當以歐氏距離2.5為閾值時，可將第1大類 (I) 再分為3個亞類，其中BH獨自形成一個亞類 (I-1)，最先與SP、JS、YJ等3個群體形成的亞類 (I-3) 分開，其次為CX、YR、TL、GN等4個群體構成的第2亞類 (I-2)。同樣地，第2大類也可以進一步分為兩個亞類，其中KM單獨形成1個亞類 (II-2)，其余的5個群體形成另一亞類 (II-1)。

圖3基于針葉性狀云南松天然群體聚類

Fig.3UPGMA cluster based on the needle traits ofPinusyunnanensispopulations

2.5針葉性狀表型分化與地理和生態(tài)距離間的關系

為檢測針葉性狀各群體間的歐氏距離與其他環(huán)境因子間的相關性，把地理距離、基于土壤因子距離 (9個指標)、基于地理-氣候因子距離 (70個指標)、基于地理-氣候-土壤因子距離 (79個指標) 求算的各群體間的生態(tài)距離，分別與基于針葉性狀求算各群體間的遺傳距離進行Mantel檢測[27]。獲得的相關系數(shù)分別為：基于針葉性狀群體間的遺傳距離與地理距離間相關系數(shù)r=0.229 62，基于針葉性狀群體間的遺傳距離與基于土壤因子 (9個指標) 各群體間的生態(tài)距離相關系數(shù)r=0.043 80，基于針葉性狀群體間的遺傳距離與基于地理-氣候因子(70個指標)各群體間的生態(tài)距離相關系數(shù)r=0.462 64，基于針葉性狀群體間的遺傳距離與基于地理-氣候-土壤因子(79個指標) 各群體間的生態(tài)距離相關系數(shù)r=0.441 92。它們之間的相關性均大于0，說明這些地理因子、土壤因子、地理-氣候因子以及與地理-氣候因子與土壤因子的綜合可能對群體間針葉性狀的表型分化有影響，即隨著地理、氣候、土壤等因子在各個群體間的差異增大，群體間的針葉性狀表現(xiàn)出的相異性也增大，但它們之間的相關性均未達到顯著或極顯著水平 (P> 0.05)，說明這些地理、氣候、土壤因子不是決定群體間針葉性狀表型分化的決定性因子。此外，從相關系數(shù)的大小來看，最低的是基于針葉性狀群體間的遺傳距離與基于土壤因子 (9個指標) 群體間的生態(tài)距離之間的相關性 (r=0.043 80)，表明土壤因子的分化與其針葉性狀的分化相關性較弱，這從相關性分析也可以看出 (表3)，多數(shù)指標與土壤因子間的相關性不顯著。最高的是基于針葉性狀群體間的遺傳距離與基于地理-氣候因子 (70個指標) 各群體間的生態(tài)距離之間的相關性 (r=0.462 64)，表明地理位置、氣候因子對其針葉性狀差異的影響大些，而單獨的地理距離對針葉性狀的影響相對較小些 (r=0.229 62)。

針對不同性狀各兩兩群體間的PST，采用基于針葉性狀各群體間的遺傳距離、地理距離以及基于地理-氣候因子 (70個指標) 各群體間的生態(tài)距離進行Mantel檢測[27]，因上述分析針葉性狀群體間的分化與土壤因子群體間的分化相關性較小，暫不分析涉及土壤因子的生態(tài)距離，結果如表4。

由表4可知，不同性狀在各個群體間的表型分化 (PST) 與相應的基于針葉性狀各群體間的遺傳距離Mantel檢測[27]的相關系數(shù)波動于0.115～0.516之間，以NL/NW最大，而以FW為最小。但是，它們之間的相關性均未達到顯著或極顯著水平 (P> 0.05)。因此，用單一針葉性狀來描述群體間的針葉性狀綜合差異時信息量均有損失，而不同的單一針葉性狀對基于所有針葉性狀群體間遺傳距離的信息量也不一樣，其順序分別為：NL/NW > NL/FSL > FSL > NW > FW/NW > NL > FW。同樣地，從相關系數(shù)的大小來比較，不同群體間各個針葉性狀的分化與地理距離或基于地理-氣候因子群體間分化的相關大小也不一樣，從地理距離的分布來看，相關性較大的是NL和NL/NW。從地理-氣候因子來看，相關系數(shù)較高的是NL，其次是NL/FSL。

表4　群體間針葉性狀表型分化與地理距離、生態(tài)距離間的Mantel檢測

注： Ⅰ: 基于7個針葉性狀群體間的分化; Ⅱ: 地理距離; Ⅲ基于地理-氣候因子群體間的生態(tài)距離。

3　結論與討論

3.1表型性狀遺傳變異的廣泛性

云南松天然群體的針葉性狀研究表明，云南松針葉性狀在群體間和群體內(nèi)均存在極顯著差異，這種變異為遺傳變異奠定豐富的物質(zhì)基礎，在很多的林木中都有類似報道，如川西云杉 (Piceabalfouriana)[28]、土耳其松 (Pinusbrutia)[29]、青海云杉 (Piceacrassifolia)[30]、油松 (Pinustabuliformis)[21]等研究報道表明針葉等表型性狀呈現(xiàn)出變異的廣泛性。這種多層次的變異一方面成為優(yōu)異種質(zhì)選擇的源泉，同時給多樣性保護提供了物質(zhì)基礎[30-31]，其遺傳改良工作可獲得較大的增益[32]，同時也表明生物多樣性保護任務的艱巨性[30-31]。在云南松前期研究報道中也提到表型性狀的廣泛性，如虞泓等[33]揭示了云南松居群內(nèi)雄球花多態(tài)性顯著，居群間多型性也較明顯。表型是遺傳型和環(huán)境型共同作用的結果，表型變異越大，可能存在的遺傳變異越大，一般認為表型變異往往具有適應意義，自然群體中保持大的變異貯存對群體是有利的，群體內(nèi)多種基因型所對應的表型范圍越廣，群體在整體上適應環(huán)境的能力越強[30-31]。鄒春靜等[34]也提到，長白松種群在對不同環(huán)境及氣候條件長期的適應過程中，其針葉性狀發(fā)生了比較大的變異，形成了不同的變異類型，這些類型的形成為長白松擴大營林面積及分布區(qū)，推廣引種馴化和遷地保護提供了可能性。因此，云南松豐富的表型變異是云南松適應性廣、抗逆性強的基礎。表型是遺傳型和環(huán)境型共同作用的結果，表型多樣性是在形態(tài)水平上對遺傳多樣性進行的闡述，表型變異可能蘊藏著豐富的遺傳變異。

3.2群體間針葉性狀表型分化

不同性狀在群體間存在極顯著差異，說明群體間的環(huán)境差異可能會導致群體表型性狀的變異。在18個群體的7個針葉性狀中，以針葉束粗/針葉粗的表型分化最高，為0.547 5，其次是針葉長/針葉粗，為0.280 8，最低是針葉長，為0.161 8。辜云杰等[28]通過對川西云杉分析表明性狀表型分化系數(shù)為31.93%，羅建勛和顧萬春[35]以云杉全分布區(qū)10個有代表性天然群體300個個體為試材，分析針葉表型分化系數(shù)為10.70%，群體間的變異遠小于群體內(nèi)的變異；在青海云杉的研究中表明針葉形狀指數(shù)即針葉長/針葉寬的表型分化系數(shù)為54.20%[30-31]，和本研究相似。此外針葉長、針葉寬的表型分化系數(shù)分別為49.45%和27.66%[30-31]；在紅松 (Pinuskoraiensis) 的研究報道中，不同種群表型分化系數(shù)不一樣，以針葉長性狀來看，種群內(nèi)和種群間的相差不大，分別為23.72%和26.83%，另49.45%的變異來自個體內(nèi)[36]。云南松7個針葉性狀平均表型變異呈現(xiàn)出群體內(nèi)大于群體間，即群體內(nèi)的變異是云南松針葉性狀表型變異的主要來源。與前期研究報道的形態(tài)分化系數(shù) (VST=36%) 相似，而大大高于基因位點的分化系數(shù) (GST=11%)[37]，也高于SSR標記揭示的遺傳分化系數(shù)Fst[38-39]。松樹在這方面的研究報道較多，均表現(xiàn)群體內(nèi)的變異占大多數(shù)，如在紅松針葉、球果、種子和樹皮等7個性狀研究表明有大約23%是來自群體間，其余大部分變異 (大約77%來自群體內(nèi)的個體間[36]；Calamassi等[29]對針葉形態(tài)及其解剖特征的研究，結果表明所研究的全部性狀均表現(xiàn)為群體間的變異小于群體內(nèi)的變異。由此可知，多數(shù)樹種的表型分化系數(shù)低于50%，群體間的多樣性程度小于群體內(nèi)的多樣性，性狀變異以群體內(nèi)變異為主。一般來說，群體內(nèi)的變異體現(xiàn)群體的穩(wěn)定性，而分布在群體間的變異反映在不同環(huán)境中的適應能力，群體間變異越大，該生物適應的環(huán)境越廣，也與地理、生殖隔離有關；分布在群體間的變異占的比例小，并不能說明群體間不存在顯著性差異，當然不同基因群體間差異的分布可能是不同的[40]。

3.3針葉性狀變異的趨勢

針葉性狀與單個的土壤因子間存在一定的相關性，其中與全鉀含量之間的相關性表現(xiàn)較為明顯，其次是全氮含量、土壤含水量和pH值，不同土壤因子對針葉性狀的影響不一樣，但總體來看，土壤因子與針葉性狀間的相關性比較低。前期研究表明，溫度對針葉長的影響最大，是云南松群體變異的主要選擇因子，隨著海拔的升高，針葉有變短的趨勢，這可能是一種適應性變化，在高海拔地區(qū)，風力大、土層薄、土壤水分養(yǎng)分含量低，針葉變短有利于減少資源消耗量，從而提高云南松生長、生殖或其它適應所需的資源量，進而提高對高海拔環(huán)境的適應能力[41]。綜合多個性狀，分析群體間針葉性狀表型分化與地理距離、生態(tài)距離間的相關性，結果表明，云南松天然群體針葉表型性狀的地理變異不明顯，相比較而言，生態(tài)因子的綜合影響較地理分布對針葉性狀的影響大。但不同性狀與地理距離、生態(tài)距離間的相關性大小不一，云南松天然群體針葉性狀的變異以多個因子共同分析為宜。早期王昌命等[15]從滇東南-滇中-滇西北采樣的研究表明，從低海拔到高海拔，針葉變短，從北到南隨著緯度降低，溫度升高，針葉有變長的趨勢，這可能是云南松適應周圍環(huán)境，對地理、氣候的變化長期選擇的結果。針葉是松屬植物體進行光合作用、蒸騰作用和呼吸作用的重要器官，環(huán)境條件對針葉的生長、形態(tài)有一定的影響。辜云杰等[28]在研究表型性狀時，通過各性狀間的相關分析表明，針葉長與溫度變化有關；羅建勛和顧萬春[35]對17個性狀與采樣地的地理生態(tài)因子分析揭示了云杉種內(nèi)群體表型變異在空間分布上呈現(xiàn)以緯度為主的單向變異模式；王婭麗等[30-31]在青海云杉表型性狀變異的分析可知，17個表型性狀呈現(xiàn)出以經(jīng)度變異為主的梯度規(guī)律性。本研究表明，針葉性狀與生態(tài)距離間的相關性較單一性狀、地理距離表現(xiàn)明顯。總體來看，云南松針葉性狀的地理變異趨勢不明顯，如Maley和Parker[42]對Pinusbanksiana64個天然林分針葉及其球果性狀的分析，對針葉變異模式的無規(guī)律性分析認為可能是源于東、西兩個不同遷移路線或兩個不同的避難所。云南松不明顯的地理變異趨勢可能與其連續(xù)分布有關。

[1]Takuathung C N, Pipatwattanakul D, Bhumibhamon S. Provenance variation in seed morphometric traits and growth performance ofSennasiamea(Lam.) Erwin et Barneby at Lad Krating plantation, Chachoengsao Province, Thailand[J]. Kasetsart Journal (Natural Science), 2012,46: 394-407.

7272.

[3]Turna I, Güney D. Altitudinal variation of some morphological characters of Scots pine (PinussylvestrisL.) in Turkey[J]. African Journal of Biotechnology, 2009, 8(2): 202-208.

[4]Turna I, Yahyaoglu Z, Yüksek F, et al. Morphometric and electrophoretic analysis of 13 populations of Anatolian black pine in Turkey[J]. Journal of Environmental Biology, 2006, 27(3): 491-497.

[5]李斌, 顧萬春, 盧寶明. 白皮松天然群體種實性狀表型多樣性研究[J]. 生物多樣性, 2002, 10(2): 181-188.

[6]賈子瑞, 張守攻, 王軍輝. 林芝云杉天然群體針葉與種實的變異及其地理趨勢[J]. 林業(yè)科學研究, 2011, 24(4): 428-436.

[7]Ali M A, Jabran K, Awan S I, et al. Morpho-physiological diversity and its implications for improving drought tolerance in grain sorghum at different growth stages[J]. Australian Journal of Crop Science, 2011, 5(3): 311-320.

[8]Pham T D, Nguyen T D T, Carlsson A S, et al. Morphological evaluation of sesame (SesamumindicumL.) varieties from different origins[J]. Australian Journal of Crop Science, 2010, 4(7): 498-504.

[9]Dangasuk O G, Panetsos K P. Altitudinal and longitudinal variations inPinusbrutia(Ten.) of Crete Island, Greece: some needle, cone and seed traits under natural habitats[J]. New Forest, 2004, 27: 269-284.

[10]Wahid N, González-Martínez S C, Hadrami I E, et al. Variation of morphological traits in natural populations of maritime pine (PinuspinasterAit.) in Morocco[J]. Annals of forest Science, 2006, 63: 83-92.

[11]金振洲, 彭鑒. 云南松[M]. 昆明: 云南科技出版社, 2004: 1-66.

[12]陳飛, 王健敏, 孫寶剛, 等. 云南松的地理分布與氣候關系[J]. 林業(yè)科學研究, 2012, 25(2): 163-

168.

[13]鄧喜慶, 皇寶林, 溫慶忠, 等. 云南松林資源動態(tài)研究[J]. 自然資源學報, 2014, 29(8): 1411-1419.

[14]李本德, 劉中天. 云南松 (Pinusyunnanensis) 林的分布及其分區(qū)[J]. 云南大學學報 (自然科學版), 1984, 6(1): 33-46.

[15]王昌命, 王錦, 姜漢僑. 云南松針葉的比較形態(tài)學研究[J]. 西南林學院學報, 2003, 23(4): 4-7.

[16]周麗, 陳詩, 徐楊, 蔡年輝, 等. 云南松不同種源苗木光合特性比較[J]. 西南林業(yè)大學學報, 2015, 35(5): 8-13.

[17]Boratyńska K, Jasińska A K, Ciepuch E. Effect of tree age on needle morphology and anatomy ofPinusuliginosaandPinussilvestris-species-specific character separation during ontogenesis[J]. Flora, 2008, 203(8): 617-626.

[18]Urbaniak L, Karliński L, Popielarz R. Variation of morphological needle characters of Scots pine (PinussilvestrisL.) populations in different habitats[J]. Acta Societatis Botanicorum Poloniae, 2003, 72(1): 37-44.

[19]劉永良. 油松地理種群針葉性狀指標的變異與趨勢[D]. 北京: 北京林業(yè)大學, 2011.

[20]葛頌, 王明麻, 陳岳武. 用同工酶研究馬尾松群體的遺傳結構[J]. 林業(yè)科學, 1998, 24(11): 399-409.

[21]劉永紅, 高桂琴, 崔嵬, 等. 油松天然群體種實性狀表型多樣性分析[J]. 種子, 2010, 29(9): 44-49.

[22]Raeymaekers J A M, Van Houdt J K J, Larmuseau M H D, et al. Divergent selection as revealed byPSTand QTL-basedFSTin three-spined stickleback (Gasterosteusaculeatus) populations along a coastal-inland gradient[J]. Molecular Ecology, 2007, 16: 891-905.

[23]Leinonen T, O′hara R B, Cano J M, et al. Comparative studies of quantitative trait and neutral marker divergence: a meta-analysis[J]. Journal of Evolutionary Biology, 2008, 21: 1-17.

[24]Spitze K. Population-structure inDaphniaobtusa: quantitative genetic and allozymic variation[J]. Genetics, 135: 367-374.

[25]Hijmans R J, Cameron S E, Parra J L, et al. Very high resolution interpolated climate surfaces for global land areas[J]. International Journal of Climatology, 2005, 25: 1965-1978.

[26]Rohlf F J. NTSYS-PC: Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis System Version 1.80[M]. Setauket New York: Distribution by Exeter SoftWare, 1994.

[27]Mantel N. The detection of disease clustering and generalized regression approach[J]. Cancer Research, 1967, 27: 209-220.

[28]辜云杰, 羅建勛, 吳遠傳, 等. 川西云杉天然種群表型多樣性[J]. 植物生態(tài)學報, 2009, 33(2): 291-301.

[29]Calamassi R, Puglisi S R, Vendramin G G. Genetic variation in morphological and anatomical needle characteristics inPinusbrutiaTen[J]. Silvae Genetica, 1988, 37: 199-206.

[30]王婭麗, 李毅, 陳曉陽. 祁連山青海云杉天然群體表型性狀遺傳多樣性分析[J]. 林業(yè)科學, 2008, 44(2): 70-77.

[31]王婭麗, 李毅. 祁連山青海云杉天然群體的種實性狀表型多樣性[J]. 植物生態(tài)學報, 2008, 32(2): 355-362.

[32]柳新紅, 李因剛, 趙勛, 等. 白花樹天然群體表型多樣性研究[J]. 林業(yè)科學研究, 2011, 24(6): 694-700.

[33]虞泓, 楊彩云, 徐正堯. 云南松居群花粉形態(tài)多態(tài)性[J]. 云南大學學報 (自然科學版), 1999, 21(2): 86-89.

[34]鄒春靜, 卜軍, 徐文鐸. 長白松種群針葉性狀及其變異的研究[J]. 生態(tài)學雜志, 1995, 14(2): 18-22.[35]羅建勛, 顧萬春. 云杉天然群體表型多樣性研究[J]. 林業(yè)科學, 2005, 41(2): 66-83.

[36]張恒慶, 安利佳, 祖元剛. 天然紅松種群形態(tài)特征地理變異的研究[J]. 生態(tài)學報, 1999, 19(6): 932-938.

[37]虞泓, 黃瑞復. 云南松居群核型變異及其分化研究[J]. 植物分類學報, 1998, 36(3): 222-231.

[38]Xu Y, Cai N, Woeste K, et al. Genetic diversity and population strulture ofPinusyunnanensisby simple sequence repeat marker[J]. Forest Science, 2016, 62(1): 38-47.

[39]許玉蘭. 云南松天然群體遺傳變異研究[D]. 北京: 北京林業(yè)大學, 2015.

[40]龐廣昌, 姜冬梅. 群體遺傳多樣性和數(shù)據(jù)分析[J]. 林業(yè)科學, 1995, 31(6): 543-550.

[41]Xu Y, Woeste K, Cai N, et al. Variation in needle and cone traits in natural populations ofPinusyunnanensis[J]. Journal of Forestry Research, 2016, 27(1): 41-

49.

[42]Maley M L, Parker W H. Phenotypic variation in cone and needle characters ofPinusbanksiana(jack pine) in northwestern Ontario[J]. Canadian Journal of Botany, 1993, 71(1): 43-51.

(責任編輯張坤)

Study on the Phenotypic Differentiation of Needle Traits Among Populations ofPinusyunnanensis

Xu Yulan1, Cai Nianhui1, Chen Shi1, Wang Dawei1, Duan Anan1, Kang Xiangyang2

(1. Key Laboratory for Forest Genetic and Tree Improvement & Propagation in Universities of Yunnan Province, Southwest Forestry University,Kunming Yunnan 650224, China; 2. National Engineering Laboratory for Tree Breeding, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)

In this study, seven traits of ten bundle needles of each trees collected from 18 populations ofPinusyunnanensisin main distribution regions were measured. The results showed that there were significant differences both among populations and within populations in each needle trait, which suggested that there existed wide and abundant genetic variation inP.yunnanensispopulations. There were different variation tendency of each needle trait among populations. The phenotypic variation was more abundant within population than among populations. The coefficients of variation (CV) were lower than 50%. There were weak phenotypic differentiation or no phenotypic differentiation for each pair-wise population based on individual needle trait. Different needle traits revealed the genetic relationship among populations in varying degrees. The complex of the measured needle traits could reflect the genetic relationship among populations. The test on geographical and ecological distance with relations of genetic distance of each trait indicated that was no obvious effect of isolation by distance (IBD) and isolation of ecology (IBE) in needle trait, but the effect of IBE was more obvious than IBD. The phenotypic differentiation among populations may be influenced by the complex of the geographical, climatic and soil factors. Cluster analysis indicated that each popolation was not clustered entirely based on geographical distribution.

Pinusyunnanensis, population, needle traits, phenotypic differentiation, genetic variation

10. 11929/j. issn. 2095-1914. 2016. 05. 001

2015-12-25

國家自然科學基金項目 (31260191) 資助；云南省林學一流學科建設經(jīng)費資助；云南省高校林木遺傳改良與繁育重點實驗室開放基金資助。

S718.54

A

2095-1914(2016)05-0001-09

第1作者：許玉蘭 (1979—)，女，博士，副教授。研究方向：林木遺傳改良。Email: xvyulan@163.com。