基于cpDNA單倍型多態(tài)性的草果栽培地理起源證據(jù)

趙小麗 楊耀文 李國(guó)棟

摘 要：? 為了探索草果（Amomum tsaoko）的栽培地理起源，該文檢測(cè)了草果、擬草果（A. paratsaoko）的cpDNA序列變化，并獲取了單倍型多態(tài)性信息。結(jié)果表明：（1）20個(gè)草果居群272個(gè)植株、5個(gè)擬草果居群62個(gè)植株共檢測(cè)到7種單倍型。其中，草果有3種單倍型（H1、H3、H6），擬草果有6種單倍型（H1、H2、H3、H4、H5、H7）。H1和H3為共享單倍型，H6為草果私有單倍型，H2、H4、H5、H7為擬草果私有單倍型。H1為普通單倍型，H2為祖先單倍型。（2）草果居群遺傳多樣性遠(yuǎn)小于擬草果居群，遺傳變異主要來(lái)源于居群內(nèi)，擬草果居群主要來(lái)源于居群間。麻栗坡鐵廠（TC）、屏邊玉屏（YP）居群的遺傳多樣性、單倍型多樣性高于其他18個(gè)草果居群。（3）進(jìn)一步分析表明，包含屏邊、馬關(guān)、西疇、麻栗坡的云南東南部前端地域和鄰接的廣西那坡可能共同構(gòu)成草果栽培馴化起源中心，以麻栗坡為核心區(qū)域，向周邊的西疇、馬關(guān)、屏邊、那坡擴(kuò)張。因此，結(jié)果顯示應(yīng)對(duì)TC、YP、那坡下華（XH）居群加以保護(hù)。該研究結(jié)果為草果種質(zhì)資源保護(hù)、利用提供了遺傳學(xué)信息。

關(guān)鍵詞： 草果， 擬草果， 單倍型， 多態(tài)性， 栽培地理起源

中圖分類號(hào)：? Q941

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：? A

文章編號(hào)：? 1000-3142（2021）12-2004-10

收稿日期：? 2021-01-26

基金項(xiàng)目：? 國(guó)家自然科學(xué)基金（81660631）;云南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究—中醫(yī)聯(lián)合重點(diǎn)項(xiàng)目（2018FF001-010）;云南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究-中醫(yī)聯(lián)合專項(xiàng)項(xiàng)目（2017FF116-004）;重大科技專項(xiàng)（2018ZF010-1）[Supported by the National Natural Science Foundation of China （81660631）; Key Fund for Traditional Chinese Medicine Cooperation of Application Fundamental Research in Yunnan Province（2018FF001-010）; Special Fund for Traditional Chinese Medicine Cooperation of Application Fundamental Research in Yunnan? Province（2017FF116-004）; Major Science and Technology Projects（2018ZF010-1）]。

作者簡(jiǎn)介： 趙小麗（1994-），碩士，中藥士，主要從事藥事管理、藥事服務(wù)及臨床藥學(xué)研究（E-mail）2407560335@qq.com。

通信作者：? 李國(guó)棟，博士，副教授，研究方向?yàn)橹兴庂Y源保護(hù)與利用，（E-mail）gammar116@163.com。

Evidence for geographical origin of domestication of

Amomum tsaoko （Zingiberaceae） based

on polymorphism of cpDNA

ZHAO Xiaoli1，2， YANG Yaowen1，? LI Guodong1*

（ 1. Yunnan Key Laboratory of Dai and Yi Medicines， Yunnan University of Chinese Medicine， Kunming 650500， China;

2. The People’s Hospital of Dehong Introduction， Mangshi 678400， Yunnan， China ）

Abstract：? In order to investigate the geographical origin of domestication of Amomum tsaoko， two hundreds and seventy-two individuals were sampled to represent 20 populations of A. tsaoko， and sixty-two individuals of five populations of A. paratsaoko were sampled as a related species materials. For acquiring genetic diversity informations， the sequence variations of their cpDNA were carried out. The results were as follows： （1） Seven haplotypes by the combined sequences were detected， i.e. three haplotypes （H1， H2 and H3） were found in A. tsaoko populations， and six haplotypes （H1， H2， H3， H4， H5 and H7） were found in A. paratsaoko populations. Two haplotypes （H1 and H3） were shared by the two species. H1 was common haplotype， H2 was ancestral haplotype and H6 was specific haplotype to A. tsaoko， while H2， H4， H5 and H7 were specific to A. paratsaoko. （2） The genetic diversity of A. tsaoko was lower than that of A. paratsaoko and mainly existed within populations. The genetic diversity of A. paratsaoko mainly existed among different populations. The genetic diversity and the haplotype diversity （Hd） of the two populations （TC and YP） were all higher than other 18 populations of A. tsaoko. （3） Further analyses indicated that the domesticated region of A. tsaoko would include Maguan， Xichou and Malipo， where at the front area of southeast Yunnan， and the area near Napo， Guangxi， China. Malipo would be the core domestication of A. tsaoko in the region， then the related area would expand to Xichou， Maguan， Pingbian and Napo. TC， YP and XH populations were proposed to protect their genetic diversity. The results of the two species were expected to provide genetic information and theoretical reference for protection and utilization of the germplasm resources.

Key words： Amomum tsaoko， A. paratsaoko， haplotype， polymorphism， geographical origin of domestication

草果（Amomum tsaoko）果實(shí)入藥，味辛性溫，具有溫中健胃、消食順氣、祛寒濕的功能（中國(guó)藥典委員會(huì)，2020），也被常作辛香料添加于食物中。草果主產(chǎn)于中國(guó)云南，在越南亦有分布（Wu & Raven，2000）。中國(guó)云南的栽培歷史悠久，截至2004年，種植面積和產(chǎn)量均占全國(guó)的90%以上（明建鴻和胡耀華，2004）。目前，草果的栽培起源尚未明確，而草果產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要亟待解決其產(chǎn)量和質(zhì)量低下的問題。通過闡明草果的栽培起源，認(rèn)識(shí)其栽培馴化后的遺傳結(jié)果，有利于瞄準(zhǔn)優(yōu)良種質(zhì)資源并提高品質(zhì)。

Xia et al.（2004）研究表明豆蔻屬（Amomum）是一個(gè)并系類群，屬下的草果、擬草果（A. paratsaoko）和姜味砂仁（A. coriandriodrorum）共同組成一個(gè)單系。擬草果是草果親緣關(guān)系最近的同屬野生植物，它們的果實(shí)光滑、唇瓣頂端全緣而薄。前期資源調(diào)查、樣品采集中發(fā)現(xiàn)云南文山州、紅河州等草果傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū)通常有野生擬草果植株伴生，果實(shí)偶有混入草果，是草果藥材的混淆品。但是由于它們種子揮發(fā)油成分不同，不能當(dāng)作同一藥材（徐國(guó)鈞，1997）。廣西那坡規(guī)六村（原屬下華鄉(xiāng)，后并入百省鄉(xiāng)）鄰近村1968年采收周圍野生擬草果果實(shí)育苗種植，果實(shí)食用。在海拔≥1 200 m的地方，草果結(jié)果較多;在海拔900 m的地方，草果開花多，結(jié)果極少或基本不結(jié)實(shí)，而擬草果大量結(jié)果。干旱、光照多或少，草果生長(zhǎng)不好或死亡，而擬草果都生長(zhǎng)很好。草果果實(shí)成熟后不脫落，擬草果果實(shí)較小，成熟后脫落而腐爛。姜味砂仁因根莖、葉、果實(shí)有芫荽的味道（Wu & Raven，2000）而易于識(shí)別，前期研究未發(fā)現(xiàn)在草果居群周圍有分布。因此，研究中將擬草果作為外類群。

居群分化過程是一個(gè)遺傳和系統(tǒng)發(fā)生的過程。一個(gè)物種現(xiàn)有的居群結(jié)構(gòu)不僅能反映目前基因交流的模式，也能反映譜系分隔的歷史，而闡明居群分化過程是研究進(jìn)化多樣性的基礎(chǔ)（Kenneth & Barbara，1999）。植物cpDNA具有分子量小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且多拷貝的特性，在大多數(shù)被子植物中，cpDNA為單親母系遺傳，有自己獨(dú)立未被干擾的進(jìn)化歷史，可用于追溯植物起源和遷移歷史;且cpDNA為單拷貝基因，后期PCR擴(kuò)增、測(cè)序和序列分析的可行度較高（Badenes & Parfitt，1995;Petit et al.，2005）。探索植物cpDNA序列變化獲得物種演化信息，可搭建聯(lián)系居群水平的分化過程與宏觀進(jìn)化的系統(tǒng)地理學(xué)關(guān)系之間的橋梁。因此，我們利用草果、擬草果cpDNA的序列變化，試圖探尋草果的栽培地理起源，以期為草果種質(zhì)資源的保護(hù)、利用奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

樣品采自中國(guó)云南、廣西，以及越南河江（表1，圖1），憑證標(biāo)本存于云南中醫(yī)藥大學(xué)。8個(gè)草果居群（LC、HS、SD、TBG、LJ、TY、ZH、JX）無(wú)擬草果伴生，TBG種源自越南經(jīng)緬甸而來(lái)，其余7個(gè)由當(dāng)?shù)毓╀N社在20世紀(jì)從云南文山州、紅河州引種栽培。每個(gè)草果居群隨機(jī)選取7～26個(gè)植株，植株之間相距≥5 m;生長(zhǎng)在草果居群周邊（直線距離≤200 m）的全部擬草果植株為一個(gè)居群，悉數(shù)采樣。每一植株選取健康葉片，置于含硅膠的密封袋中干燥，并于-20 ℃冰箱中保存。

1.2 儀器與試劑

PCR擴(kuò)增儀（BIO-RAD C1000）、常溫離心機(jī)（Eppendorf，Centrifuge 5415D）、凝膠電泳儀（BIO-RAD，Power Pac Basic）、凝膠成像系統(tǒng)（BIO-RAD，Universal HoodII）。植物基因組DNA提取試劑盒（北京百泰克，DP3112）、PVP-40、EDTA、Tris、Taq PCR等。

1.3 總DNA的提取

采用改良植物基因組DNA快速提取試劑盒提取總DNA。對(duì)試劑盒說(shuō)明書操作步驟稍做改動(dòng)，加入Buffer P1和RNase后水浴30 min。DNA洗脫時(shí)分2次加入EB洗脫液，依次為30、20 μL。1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)后，將提取出的DNA存于-20 ℃冰箱，備用。

1.4 引物的篩選

依據(jù)文獻(xiàn)初步篩選出5對(duì)cpDNA序列（表2）。其中，trnHGUG-psbA、rps16F-rpsR與trnL-trnF序列能更好地?cái)U(kuò)增材料總基因組DNA，且PCR產(chǎn)物雙向測(cè)序結(jié)果較好。

1.5 PCR擴(kuò)增

擴(kuò)增體系：總體積為25 μL。其中，Taq DNA聚合酶（1.0 U·μL-1）12.5μL，正反向引物（10 μmol·L-1）各1.5 μL，DNA模板（30 ng·μL-1）1 μL，ddH2O加至25 μL。擴(kuò)增程序?yàn)?4 ℃預(yù)變性4 min，94 ℃變性40 s;64 ℃退火30～40 s，72 ℃延伸40 s，循環(huán)33次;72 ℃延伸6 min。產(chǎn)物存-4 ℃冰箱，送上海生工（Sangon Biotech）雙向測(cè)序。

1.6 數(shù)據(jù)分析

利用GenesCode Sequencher 5.4.5軟件拼接測(cè)序所得的雙向序列，及ClustalX 2.0.10（Larkin et al.，2007）自動(dòng)排列比對(duì)，結(jié)果導(dǎo)入Bioedit 7.05軟件（Hall，1999）手工校對(duì)調(diào)整，矩陣中有系統(tǒng)發(fā)育信息的空位（Gap）按照插入缺失簡(jiǎn)單編碼方法編碼（劉杰，2011）。

1.6.1 序列變異與單倍型分布 利用Bioedit 7.05軟件分別將比對(duì)完成的3個(gè)序列的兩端切平，統(tǒng)計(jì)每一序列長(zhǎng)度。MEGA 7.0.14軟件確定3個(gè)序列中堿基G+C含量、特異變異位點(diǎn)、矩陣中包含的堿基插入/缺失情況。利用DnaSP 6.10.01分別計(jì)算3個(gè)序列核苷酸多態(tài)性（nucleotide diversity， π）、單倍型多樣性（haplotype diversity，Hd）（Nei & Tajima，1981;Borowsky，2001），以及單倍型在居群中的分布。

常用參數(shù) π和 θ可以衡量核苷酸多態(tài)性（Nei & Li，1979;劉杰，2011）?；谲浖﨨etwork 5.0.1.0中值連接法（Median-joining network），利用最大簡(jiǎn)約標(biāo)準(zhǔn)對(duì)所有單倍型序列進(jìn)行種內(nèi)譜系的單倍型網(wǎng)絡(luò)分析，之后結(jié)合采樣點(diǎn)經(jīng)緯度信息將居群?jiǎn)伪缎头植家约肮蚕砬闆r利用Adobe IIlustrator CC 2019繪制成單倍型地理分布圖。

1.6.2 居群遺傳多樣性與遺傳結(jié)構(gòu)分析 利用PermutcpSSR 1.2.1計(jì)算物種總的遺傳多樣性（HT）、平均遺傳多樣性（HS）。聯(lián)合每一個(gè)體的3個(gè)序列拼接結(jié)果，利用Arlequin version 3.5.1.2檢測(cè)居群遺傳結(jié)構(gòu)。

1.6.3 鄰接系統(tǒng)進(jìn)化樹構(gòu)建 利用MEGA 7.0.14軟件的系統(tǒng)發(fā)育模塊（phylogeny）構(gòu)建NJ鄰接樹（neighbor-joining tree）?；贙imura 2 - parameter（K-2P）模型和自舉法（bootstrap method）計(jì)算居群對(duì)之間的平均遺傳距離（compute between group mean distance）;自舉法重復(fù)次數(shù)（replications）設(shè)置為1 000;替換包括（substitutions to include）設(shè)置為“d：過渡+橫向（d：Transitions+Transversions）”;位點(diǎn)之間的速率（rates among sites）設(shè)置為統(tǒng)一速率（uniform rates）;差距/缺失數(shù)據(jù)處理（gaps/missing data treatment）設(shè)置為完全刪除（complete deletion）。

2 結(jié)果與分析

2.1 序列特征和單倍型檢測(cè)

3個(gè)序列G+C含量在29.6%～32.7%之間，符合葉綠體GC含量低的特點(diǎn)（孫果麗，2015）。3個(gè)序列均有堿基插入/缺失，π 與 θ 的值均小于0.01。聯(lián)合序列對(duì)齊后的長(zhǎng)度為2 258 bp，多態(tài)性信息位點(diǎn)為66個(gè)，共有18個(gè)堿基的插入/缺失（表3）。將聯(lián)合片段應(yīng)用于單倍型檢測(cè)，依據(jù)堿基的插入/缺失、替換得到7種單倍型（表4）。

2.2 單倍型在草果和擬草果中的分布及其關(guān)系

H1分布最廣，為普通單倍型;H2和H4的個(gè)體數(shù)極少，為稀有單倍型;H6僅分布于XH居群，H4、H5、H7分別分布于RHy、TCy、YPy居群（表5）。TC、YP居群各有2個(gè)單倍型;綜合觀察，云南麻栗坡（TC、ML、TCy）檢測(cè)到4種單倍型，為單倍型類型最豐富的地區(qū)，其次是西疇（FD1、FD2、FDy）、屏邊（YP、YPy）、那坡（XH、BSy），均有3種單倍型（表1，表5，圖1）。云南麻栗坡、西疇、屏邊屬于滇東南小區(qū)，為紅河和哀牢山以東的云南南緣地帶（吳征鎰和朱彥丞，1987），鄰接廣西那坡。

H2位于網(wǎng)絡(luò)圖的中央位置，可能表明其為祖先單倍型;H2與H3、H4之間親緣關(guān)系較遠(yuǎn)，H3和H4需要經(jīng)過三次突變才能得到H1;H4、H5、H6均由H2分別經(jīng)過一步突變而來(lái)，它們與H2的親緣關(guān)系較近，又和H7共同聚為一支（圖1）。這表明H2、H4、H5、H6、H7是較原始的單倍型，而與它們關(guān)系較遠(yuǎn)的H1、H3是衍生的單倍型。因此，結(jié)果認(rèn)為TCy、FDy是在本研究系統(tǒng)中較為原始的居群，它們都具有祖先單倍型H2。比較H5、H3與H2親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近，TCy可能比FDy更為原始，更接近祖先居群。RHy、BSy、XH可能也是比較原始的居群，它們分別具有與祖先單倍型親緣關(guān)系較近的單倍型H4、H5和H6。因此，云南麻栗坡、西疇、馬關(guān)和廣西那坡可能是草果的栽培起源中心，而麻栗坡（鐵廠）可能是這一中心的核心區(qū)域，向周邊的西疇、馬關(guān)、屏邊、那坡擴(kuò)張。

H1、H3在擬草果和草果中共享，H1主要發(fā)生在草果居群，19個(gè)草果居群均有H1，擬草果僅BSy的4個(gè)植株有;H3主要集中在FDy，在草果居群僅YP的2個(gè)植株、TC的4個(gè)植株有。這反映H1和H3發(fā)生在草果栽培馴化之前，栽培馴化后祖先遺傳多態(tài)性在兩個(gè)世系（譜系）中的分選和保持。H6經(jīng)由H2一步突變而來(lái)，可能是一個(gè)古老單倍型，發(fā)生在栽培馴化之前。H6經(jīng)一步突變后得到H7，H7僅存于YPy（圖1），且頻率不高（4.67%），與H6的頻率（5.06%）接近（表5）。因此，H6可能在擬草果中絕跡了，或是在樣品采集中遺漏了。此外，草果的3個(gè)單倍型（H1、H3、H6）源于擬草果的單倍型H2、H4。

2.3 遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)

草果20個(gè)居群272個(gè)植株共檢測(cè)到3種單倍型，占單倍型種類的42.86%，占植株數(shù)量的1.10%。擬草果5個(gè)居群62個(gè)植株共檢測(cè)到6種單倍型，相應(yīng)數(shù)值為85.71%和9.68%。2個(gè)共享單倍型占草果單倍型頻率的92.46%，相應(yīng)地僅占擬草果的24.14%（表5）。這說(shuō)明擬草果遺傳多樣性高于草果。

草果居群的單倍型多樣性指數(shù)（Hd）和核苷酸多樣性指數(shù)（π），18個(gè)居群均為0，TC最高，其次是YP，說(shuō)明這2個(gè)居群遺傳多樣性高于其他18個(gè)居群。FDy有兩種單倍型，Hd、π值最高，遺傳多樣性最高;遺傳多樣性較高的還有BSy和TCy。大多數(shù)草果居群遺傳多樣性都比較低，擬草果居群遺傳多樣性較高（表5）。因此，云南麻栗坡、西疇、屏邊、馬關(guān)和廣西那坡可能是草果、擬草果遺傳多樣性中心，也可能是草果栽培起源中心。TC、YP的遺傳多樣性高于其他18個(gè)草果居群，說(shuō)明它們經(jīng)歷的人工選擇較小，從而保留了較多的遺傳多樣性，更接近祖先居群。因此，云南麻栗坡、屏邊很可能是草果的栽培起源中心。

草果、擬草果居群遺傳多樣性檢測(cè)表明，草果居群總的遺傳多樣性HT=0.121，居群內(nèi)平均遺傳多樣性HS=0.022，核苷酸多態(tài)性π =0.001 52，居群間遺傳分化系數(shù)FST=0.419 15;而擬草果居群HT=0.963、HS=0.246、π=0.008 52、FST=0.715 21;草果居群的遺傳多樣性和遺傳分化程度遠(yuǎn)小于擬草果居群。AMOVA分析，草果居群的遺傳變異主要來(lái)源于居群內(nèi)（58.08%），擬草果居群主要來(lái)源于居群間（71.52%）;居群間的遺傳分化程度，草果（FST=0.419 15，P<0.01）遠(yuǎn)小于擬草果（FST=0.715 21，P<0.01）（表6）。

2.4 居群系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系和草果栽培起源分析

3個(gè)cpDNA序列聯(lián)合后，構(gòu)建了20個(gè)草果居群與5個(gè)擬草果居群間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系， 所有分支支持率均大于50%。FDy單獨(dú)聚為一支，與其他24個(gè)居群的親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。種間水平上草果與擬草果各自分支;除XH外，草果19個(gè)居群聚為一支，且沒有進(jìn)一步的分支。4個(gè)擬草果居群，YPy、TCy、BSy聚為一支，RHy單獨(dú)聚為一支（圖2）。與草果相比，擬草果則有明確的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并且有較高的支持率。一方面再次佐證草果種質(zhì)來(lái)源較為均一，另一方面也提示基于單親遺傳的trnHGUG-psbA、rps16F-rps16R與trnL-trnF序列聯(lián)合片段的變異多態(tài)性分析結(jié)果未能有效揭示草果居群遺傳結(jié)構(gòu)、栽培馴化過程中的動(dòng)態(tài)變化情況。

XH與擬草果聚為一支，并與YPy聚為一小支，提示XH與YPy的親緣關(guān)系最近，其次是與TCy、BSy親緣關(guān)系較近。H6只在XH中發(fā)現(xiàn)，H6與H2親緣關(guān)系較近。這提示XH是與擬草果親緣關(guān)系最近的草果居群，也是一個(gè)較原始的、遺傳結(jié)構(gòu)較接近祖先居群的草果居群，這與依據(jù)單倍型網(wǎng)絡(luò)關(guān)系圖推導(dǎo)的結(jié)論一致。因此，廣西那坡可能是草果的一個(gè)栽培起源中心?；跀M草果和草果的系統(tǒng)關(guān)系（Xia et al.，2004），以及YPy、TCy、BSy與草果居群的親緣關(guān)系較近，屏邊玉屏、麻栗坡鐵廠、那坡百省可能也是草果的栽培馴化中心。

RHy單獨(dú)聚為一小支，提示該居群可能比YPy、TCy、BSy擁有更早的進(jìn)化關(guān)系;該居群獨(dú)有H4，H4分別經(jīng)過3次突變可得到H1、H3;而且H4是連接祖先單倍型H2和草果普通單倍型H1的橋梁。因此，馬關(guān)可能也是草果栽培起源中心。FDy單獨(dú)聚為一支，它是唯一既有祖先單倍型H2，又有衍生單倍型H3的擬草果居群，這可能是與其他24個(gè)居群親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的原因;H3又為共享單倍型。因此，西疇法斗可能是草果栽培地理的起源中心。

3 討論與結(jié)論

單倍型網(wǎng)絡(luò)關(guān)系圖提示草果的3種單倍型沒有完全集成一個(gè)單系，H1和H3分布于網(wǎng)絡(luò)圖的一端，私有單倍型H6混在擬草果單倍型之中。因此，7個(gè)單倍型的譜系關(guān)系和物種沒有明顯聯(lián)系，可能是祖先遺傳多態(tài)性在兩個(gè)世系（譜系）中分選、保留的結(jié)果，也可能存在基因流。草果、野草果（A. koenigii）間人工雜交已有成功報(bào)道（崔曉龍等，1995a），草果和擬草果間未見報(bào)道。種間基因滲入只發(fā)生在同域物種之間（Kenneth & Barbara，1999）。YP和YPy有植株混雜，并無(wú)共享單倍型;XH和鄰近的BSy無(wú)共享單倍型;FDy與FD1、FD2相鄰也無(wú)共享單倍型。這說(shuō)明自然狀態(tài)下草果與擬草果之間沒有基因滲入，也可能是樣本少的緣故（草果：40株，擬草果：25株）。

人類農(nóng)業(yè)起源沒有超過1萬(wàn)年（Kenneth & Barbara，1999），因此，草果栽培起源是一個(gè)距今時(shí)間較短的事件。H1、H3在擬草果和草果中共享，推測(cè)它們可能發(fā)生在草果栽培馴化之前，而栽培馴化后祖先的遺傳多態(tài)性則在兩個(gè)世系中進(jìn)行分選和保持。目前認(rèn)為豆蔻屬起源于喜馬拉雅，通過南亞向澳大利亞北部擴(kuò)散，一直延伸到太平洋中部（Kiew，1982;Smith，1985）。而豆蔻屬是起源、分化歷史不久遠(yuǎn)的類群，也支持了擬草果和草果是新近分化的物種。擬草果是草果親緣關(guān)系最近的同屬野生植物，系統(tǒng)發(fā)育分析中又共同構(gòu)成單系（Xia et al.，2004），它們可能有新近的共同祖先。有新近共同祖先的物種間發(fā)生譜系分選的可能性很大（Nevo & Karlin，1986;Wu，1991）。因此，基于單親遺傳的trnHGUG-psbA、rps16F-rps16R與trnL-trnF序列聯(lián)合片段的變異多態(tài)性分析結(jié)果，除了單倍型H6，草果單倍型是擬草果單倍型的子集。草果栽培馴化過程反映了祖先遺傳多態(tài)性在世系間的分選、保留。19個(gè)草果居群都有H1，有H1的草果植株可能在早期栽培中農(nóng)藝性狀表現(xiàn)較好，例如，成活率較高、繁殖力較強(qiáng)、果實(shí)產(chǎn)量較高等優(yōu)勢(shì)而容易被選擇保留。和其他栽培植物一樣，在長(zhǎng)期栽培馴化過程中，這樣的人工選擇會(huì)導(dǎo)致遺傳多樣性的大量丟失。

草果在各地之間相互引種栽培，又存在以老株分化替代、發(fā)展新株的繁殖方式（崔曉龍等，1995b），導(dǎo)致個(gè)體遺傳背景、居群種質(zhì)趨于均一化。草果在長(zhǎng)期的栽培馴化中可能經(jīng)歷了較強(qiáng)的人工選擇壓力，從而引發(fā)高頻率等位基因的有效固定和低頻率等位基因的嚴(yán)重丟失，最終導(dǎo)致遺傳多樣性嚴(yán)重丟失，遺傳背景愈加狹窄化。與擬草果居群相比，也可說(shuō)明草果栽培馴化過程中遺傳多樣性大量丟失的事實(shí)。栽培植物遺傳多樣性的減少似乎是栽培植物和野生近緣植物系統(tǒng)（crop-relative systems）中的一個(gè)規(guī)律（Doebley，1989;Hecht，1993;Tanksley & McCouch，1997），反映了在栽培馴化過程中人工選擇、建立事件（founder event）導(dǎo)致的遺傳漂變致使栽培植物遺傳多樣性減少（Ladizinsky，1985;Doebley，1989;Eyre-Walker et al.，1998）。這種模式也提示擬草果和草果之間是祖先-衍生者關(guān)系（progenitor-derivative relationship）。當(dāng)然，栽培植物與其近緣植物之間的遺傳多樣性變化反映了許多互相作用的進(jìn)化因素而難以簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)（Doebley，1989）。

基于草果、擬草果的系統(tǒng)關(guān)系，2個(gè)共享單倍型發(fā)生在FDy和BSy，提示西疇法斗、那坡百省可能是草果栽培地理起源中心。從草果單倍型多樣性、居群遺傳多樣性的角度，可考慮加入屏邊玉屏和麻栗坡鐵廠;從擬草果單倍型多樣性的角度，可考慮加入馬關(guān)仁和;結(jié)合居群系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系分析，由屏邊（玉屏，大圍山范圍內(nèi)）、馬關(guān)（大圍山范圍內(nèi)）、西疇（法斗）、麻栗坡（鐵廠）組成的這個(gè)云南東南部的前端地域，和鄰接的廣西那坡（下華，屬百省鄉(xiāng)）共同構(gòu)成的這一區(qū)域可能是草果栽培馴化的地理起源中心。這一結(jié)論與毛品、馮國(guó)楣先生早期的草果采集記錄吻合，他們分別采集于屏邊、西疇，童紹全采集于馬關(guān)、麻栗坡（童紹全，1998）。草果大量引種發(fā)生在20世紀(jì)70年代末至80年代，由各地供銷社組織引種。麻栗坡（鐵廠）可能是這一中心的核心區(qū)域，以麻栗坡為核心區(qū)域，向周邊的西疇、馬關(guān)、屏邊、那坡擴(kuò)張。這一結(jié)論可為草果核心種質(zhì)構(gòu)建、種質(zhì)資源收集和保護(hù)，以及種植模式和栽培管理的研究提供一定的遺傳學(xué)依據(jù)。

在長(zhǎng)期栽培馴化過程中，草果遺傳多樣性大量丟失，造成現(xiàn)有遺傳資源單一化，表現(xiàn)為草果居群遺傳多樣性遠(yuǎn)小于擬草果居群，草果居群遺傳變異主要來(lái)源于居群內(nèi)，而擬草果居群主要來(lái)源于居群間。TC、YP這2個(gè)草果居群的遺傳多樣性、單倍型多樣性高于其他18個(gè)草果居群;而XH具有草果私有單倍型，建議對(duì)它們加以保護(hù)和利用。FDy是研究系統(tǒng)中遺傳多樣性最高的居群，為促進(jìn)草果質(zhì)量和產(chǎn)量的提高而儲(chǔ)備野生種質(zhì)資源，對(duì)FDy深入研究、保護(hù)、利用可能對(duì)草果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

BADENES ML， PARFITT DE， 1995. Phylogenetic relationships of cultivated Prunus species from an analysis of chloroplast DNA variation? [J]. Theor Appl Genet， 90（7-8）： 1035-1041.

BOROWSKY RL， 2001. Estimating nucleotide diversity from random amplified polymorphic DNA and amplified fragment length polymorphism data? [J]. Mol Phylogenet Evol， 18（1）： 143-148.

Chinese Pharmacopoeia Commission， 2020. Pharmacopoeia of the People’s Republic of China （Part Ⅰ） [M]. Beijing： Chinese Medical Science and Technology Press： 249-250. [中國(guó)藥典委員會(huì)， 2020. 中華人民共和國(guó)藥典（一部）[M]. 北京： 中國(guó)醫(yī)藥科學(xué)和技術(shù)出版社： 249-250.]

CUI XL， WEI RC， HUANG RF， 1995a. A preliminary study on the genetic system of Amomum tsaoko[J]. J Yunnan Univ（Nat Sci Ed）， 17（3）： 290-297. [崔曉龍， 魏蓉城， 黃瑞復(fù)， 1995. 草果遺傳體系的初步研究. 云南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 17（3）： 290-297.]

CUI XL， WEI RC， HUANG RF， 1995b. Study on the artificial population structure of Amomum tsaoko[J]. S Chin J Agric Sci， 8（4）： 114-118.[崔曉龍， 魏蓉城， 黃瑞復(fù)， 1995b. 草果人工種群結(jié)構(gòu)研究? [J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 8（4）： 114-118.]

DEMESURE B， SODZI N， PETIT RJ， 1995. A set of universal primers for amplification of polymorphic non-coding regions of mitochondrial and chloroplast DNA in plants? [J]. Mol Ecol， 4（1）： 129-134.

DOEBLEY J， 1989. Isozymes? [M]// SOLTIS DE， SOLTIS PS. Plant Biology. Portland： Dioscorides OR： 165-191.

SOLTIS PS， SOLTIS DE， DOYLE JJ， 1992. Molecular systematics of plants? [M]. New York： Chapman & Hall： 202-222.

EYRE-WALKER A， GAUT RL， HILTON H，et al.， 1998. Investigation of the bottleneck leading to the domestication of maize? [J]. Proc Natl Acad Sci USA， 95： 4441-4446.

HECHT MK， 1993. Evolutionary biology? [M]. New York： Plenum： 51-94.

HALL TA， 1999. BioEdit： a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT? [J]. Nucl Acids Symp， 41（41）：95-98.

HAMILTON MB， 1999. Four primer pairs for the amplification of chloroplast intergenic regions with intraspecific variation? [J]. Mol Ecol， 8（3）： 521-523.

KENNETH MO， BARBARA AS， 1999. Evidence on the origin of cassava： Phylogeography of Manihot esculenta? [J]. Proc Natl Acad Sci USA， 96（10）： 5586-5591.

KIEW KY， 1982. The genus Elettariopsis （Zingiberaceae） in Malaya? [J]. Not RBG Edinb， 40（1）： 139-152.

LADIZINSKY G， 1985. Founder effect in crop-plant evolution? [J]. Econ Bot， 39（2）： 191-198.

LARKIN MA， BLACKSHIELDS G， BROWN NP， et al.， 2007. Clustal W and clustal X version 2.0? [J]. Bioinformatics， 23（21）： 2947-2948.

LIU J， 2011. Phylogeography of Taxus wallichiana Zucc? [D]. Kunming： Kunming Institute of Botany，? Chinese Academy of Sciences.[劉杰， 2011. 喜瑪拉雅紅豆杉的譜系地理學(xué)研究? [D]. 昆明： 中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所.]

MING JH， HU YH， 2004. Dynamic analysis on production and market of Amomum tsaoko [J]. J Chin Med Mat， 27（6）： 449-451.[明建鴻， 胡耀華， 2004. 草果的產(chǎn)銷動(dòng)態(tài)分析? [J]. 中藥材， 27（6）： 449-451.]

NEI M， LI WH， 1979. Mathematical model for studying genetic variation in terms of restriction endonucleases? [J]. Proc Natl Acad Sci USA， 76（10）： 5269-5273.

NEI M， TAJIMA F， 1981. DNA polymorphism detectable by restriction endonucleases? [J]. Genetics， 97（1）： 145-163.

NEVO E， KARLIN S， 1986. Evolutionary processes and theory? [M]. New York： Academic： 515-534.

PETIT R J， DUMINIL J， FINESCHI S， et al.， 2005. Invited review： comparative organization of chloroplast， mitochondrial and nuclear diversity in plant populations? [J]. Mol Ecol， 14（3）： 689-701.

SANG T， STUESSY CTF， 1997. Chloroplast DNA phylogeny， reticulate evolution， and biogeography of Paeonia （Paeoniaceae）? [J]. Am J Bot， 84（8）： 1120-1136.

SMITH RM， 1985. A review of Bornean Zingiberraceae I. （Alpineae p.p.）? [J]. Not RBG Edinb， 42（2）： 261-314.

SUN GL， 2015. Molecular phylogeography of Caragana microphylla Lam. inferred from chloroplast DNA sequences variation? [D]. Beijing： Chinese Academy of Agricultural Sciences：12-20. [孫果麗， 2015. 基于cpDNA序列的小葉錦雞兒分子譜系地理學(xué)研究? [D]. 北京： 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院： 12-20.]

TABERLET P， GIELLY L， PAUTOU G， et al.， 1991. Universal primers for amplification of three non-coding regions of chloroplast DNA? [J]. Plant Mol Biol， 17（5）：1105-1109.

TANKSLEY SD， MCCOUCH SR， 1997. Seed banks and molecular maps： Unlocking genetic potential from the wild? [J]. Science， 277（5329）：1063-1066.

TATE JA， SIMPSON BB， 2003. Paraphyly of Tarasa （Malvaceae） and diverse origins of the polyploid Species? [J]. Syst Bot， 28（4）： 723-737.

TONG SQ， 1998. Revision and additional notes of Zingiberaceae of Yunnan， China? [J]. Bull Bot Res， 18（2）： 137-143.[童紹全， 1998. 云南姜科植物的增補(bǔ)與修 [J]. 植物研究， 18（2）： 137-143.]

WU CI， 1991. Inferences of species phylogeny in relation to segregation of ancient polymorphisms [J]. Genetics， 127（2）： 429-435.

WU ZY，RAVEN PH， 2000. Zingiberaceae? [M]//Flora of China. Beijing. Science Press; St. Louis： Missouri Botanical Garden Press.

WU ZY， ZHU YC， 1987. Yunnan vegetation? [M]. Beijing： Science Press： 31-32.[吳征鎰， 朱彥丞， 1987.云南植被? [M].北京： 科學(xué)出版社： 31-32.]

XIA YM， KRESS WJ， LINDA MP， 2004. Phylogenetic analyses of Amomum （Alpinioideae： Zingiberaceae） using ITS and matK DNA sequence data? [J]. Syst Bot， 29（2）： 334-344.

XU GJ， 1997. Collation and research on the varieties of common materia medica? [M]. Fuzhou： Fujian Science and Technology Press， 3：? 39-46.[徐國(guó)鈞， 1997.常用中藥材品種整理和研究? [M].福州： 福建科學(xué)技術(shù)出版社， 3： 39-46.]

（責(zé)任編輯 何永艷）