新疆脹果甘草遺傳多樣性的ISSR分析

王莉莉，阿力木江·排爾哈提，李莉偉，居來(lái)提·托合提，劉 忠

新疆脹果甘草遺傳多樣性的ISSR分析

王莉莉1，阿力木江·排爾哈提2#，李莉偉1，居來(lái)提·托合提2，劉 忠*

1.上海交通大學(xué)藥學(xué)院，上海 200240 2.新疆維吾爾醫(yī)學(xué)?？茖W(xué)校，新疆 和田 848000

揭示新疆塔里木盆地分布的野生脹果甘草的遺傳多樣性和種群遺傳結(jié)構(gòu)。利用ISSR分子標(biāo)記方法，對(duì)來(lái)自新疆南疆不同地理方位的脹果甘草6個(gè)種群總計(jì)167個(gè)個(gè)體進(jìn)行分析。對(duì)脹果甘草6個(gè)種群共篩選出46條引物，擴(kuò)增獲得193條多態(tài)條帶，多態(tài)位點(diǎn)比率（PPL）為69.68%，Nei’s遺傳多樣性指數(shù)（）為0.272 2，Shannon多樣性指數(shù)（）為0.401 0；Nei’s總種群遺傳多樣性指數(shù)（t）為0.513 0，種群間遺傳分化系數(shù)（st）為0.530 7，基因流（m）為0.438 8，Mantel檢驗(yàn)顯示種群間的遺傳分化與地理距離無(wú)相關(guān)性；種群間遺傳變異豐度和遺傳多樣性水平呈現(xiàn)BC＞KEL＞PS＞QM＞AQS＞KC的遞減趨勢(shì)，聚類分析將6個(gè)種群在遺傳相似性系數(shù)為0.69處分為3類；6個(gè)種群內(nèi)個(gè)體間PPL的變化范圍為52.11%～81.87%，觀測(cè)等位基因數(shù)（a）和有效等位基因數(shù)（e）的變化范圍分別為1.521 1～1.818 7和1.307 9～1.498 9，平均為0.240 8，平均為0.357 1。脹果甘草有較高的遺傳多樣性水平，但種群間的分化程度較種群內(nèi)大，遺傳多樣性更多的存在于種群水平。生境片段化可能是造成其遺傳多樣性空間分布現(xiàn)狀的主要原因，土壤水分含量可能是影響其種群遺傳多樣性的制約因素。研究結(jié)果對(duì)全面了解和掌握脹果甘草自然資源現(xiàn)狀、物種進(jìn)化潛力等，制定資源利用與保護(hù)的正確策略提供了重要的研究基礎(chǔ)。

脹果甘草；ISSR標(biāo)記；遺傳多樣性；遺傳結(jié)構(gòu)；資源保護(hù)

甘草et是常用中藥材，被譽(yù)為百藥之首。甘草也是優(yōu)良的甜味劑、乳化劑和矯味劑，廣泛應(yīng)用于食品、飲料、煙草、日化等工業(yè)，市場(chǎng)需求量巨大。正品甘草的基原植物有3種，即豆科甘草屬L.植物烏拉爾甘草Fisch.、脹果甘草Bat.和光果甘草L.[1]。脹果甘草主要分布在新疆南疆，少部分經(jīng)東疆?dāng)U展至甘肅疏勒河和額濟(jì)納河流域呈零星分布[2-3]。脹果甘草自然分布區(qū)域的生態(tài)環(huán)境均極為嚴(yán)酷，因而也極為脆弱，一旦遭到破壞，則難以恢復(fù)，野生資源總量十分有限，在商品甘草中的占比遠(yuǎn)小于烏拉爾甘草。但是，脹果甘草具有不同于烏拉爾甘草的品質(zhì)和開發(fā)利用價(jià)值。脹果甘草不僅在總黃酮和多糖含量上均高于烏拉爾甘草，而且在黃酮化合物的組成上也不同于烏拉爾甘草，顯示出與烏拉爾甘草有所不同的藥理活性[4-5]。在生態(tài)適應(yīng)能力上，脹果甘草也遠(yuǎn)勝烏拉爾甘草，具有極強(qiáng)的抗旱、耐鹽堿、耐沙埋等抗極端不利環(huán)境的能力[6]。

遺傳多樣性是生物多樣性的核心內(nèi)容[7-8]。對(duì)物種遺傳多樣性的了解是揭示其資源水平、生境適應(yīng)性、進(jìn)化潛力的基礎(chǔ)，也是合理開發(fā)利用與保護(hù)的依據(jù)[9]。藥用植物遺傳多樣性分析可為新型、特異新成分的發(fā)掘提供有益的參考和指導(dǎo)，在天然藥物的研發(fā)中具有積極意義。簡(jiǎn)單重復(fù)序列間片段多態(tài)性（inter-simple sequence repeat，ISSR）分子標(biāo)記方法是在簡(jiǎn)單重復(fù)序列（simple sequence repeat，SSR）分子標(biāo)記方法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的檢測(cè)DNA片段多態(tài)性的技術(shù)。ISSR標(biāo)記具有擴(kuò)增穩(wěn)定性好、檢測(cè)能力強(qiáng)、分辨力高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于遺傳多樣性評(píng)價(jià)、優(yōu)良種質(zhì)發(fā)掘、基因定位、遺傳作圖、輔助育種等方面的研究[10-12]。

脹果甘草的基礎(chǔ)研究十分欠缺，對(duì)其資源蘊(yùn)藏量、遺傳多樣性水平、品質(zhì)變異格局等資源狀況都所知甚少[13]。本研究采用ISSR分子標(biāo)記技術(shù)，對(duì)新疆南疆不同地理來(lái)源的脹果甘草野生種群進(jìn)行遺傳多樣性分析，評(píng)估脹果甘草遺傳多樣性水平，為脹果甘草生態(tài)適應(yīng)機(jī)制、品質(zhì)變異特征、優(yōu)良種質(zhì)篩選、資源保護(hù)的研究提供理論指導(dǎo)，同時(shí)也為脹果甘草規(guī)范化種植優(yōu)良栽培品系的培育奠定基礎(chǔ)，是脹果甘草開發(fā)利用中不可或缺的基礎(chǔ)性研究工作。

1 材料和儀器

1.1 材料

材料來(lái)自于新疆南疆6個(gè)不同縣市自然分布的脹果甘草野生種群（表1）。經(jīng)上海交通大學(xué)藥學(xué)院劉忠副教授鑒定為豆科甘草屬植物脹果甘草Bat.，憑證標(biāo)本保存于新疆維吾爾醫(yī)學(xué)?？茖W(xué)校藥用植物標(biāo)本室（新疆和田市）。每個(gè)種群采集20個(gè)以上個(gè)體，6個(gè)種群共167個(gè)個(gè)體。采集時(shí)，選取新鮮、健康、幼嫩的葉片放入裝有變色硅膠顆粒的自封袋中，標(biāo)明采集信息。及時(shí)更換變色硅膠，使樣品快速脫水，直至完全干燥。

1.2 儀器

JXFSPRP-24型組織研磨儀（凈信實(shí)業(yè)有限公司，上海），Mastercycler nexus GX2 PCR儀（Eppendorf，德國(guó)），1600 凝膠成像分析系統(tǒng)（天能有限公司，上海），NanoDrop ONE（Thermo，美國(guó)），DYY-6C型電泳儀（六一儀器廠，北京）。

表1 脹果甘草的樣品來(lái)源信息

2 方法

2.1 脹果甘草基因組DNA提取與質(zhì)量檢測(cè)

在進(jìn)行種群遺傳多樣性分析時(shí)，采取混合取樣法，即每個(gè)種群均稱取其所有個(gè)體的等量葉片，充分混合后用于總DNA的提取，將種群整體上作為一個(gè)分析樣品。在進(jìn)行種群遺傳結(jié)構(gòu)檢測(cè)時(shí)，采取個(gè)體取樣法，即每一個(gè)種群均對(duì)其內(nèi)每一個(gè)個(gè)體單獨(dú)提取基因組DNA，用于ISSR-PCR擴(kuò)增，每個(gè)個(gè)體均為一個(gè)樣品。

利用CTAB法進(jìn)行脹果甘草基因組DNA的提取。參照相關(guān)文獻(xiàn)并加以適當(dāng)改進(jìn)[14]。主要步驟如下：稱取0.1 g研磨成粉末狀的植物材料，加入600 μL 3% CTAB提取液，65 ℃水浴中溫育30 min；加入600 μL氯仿-異戊醇（24∶1，現(xiàn)配），靜置，離心，取上清；加入預(yù)冷無(wú)水乙醇，靜置，離心，棄上清；室溫風(fēng)干，除去殘留乙醇，加入滅菌蒸餾水溶解。以1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)所提DNA質(zhì)量。Nanodrop ONE（Thermo公司，美國(guó)）測(cè)定樣品DNA的濃度。

2.2 引物的來(lái)源

基于哥倫比亞大學(xué)（UBC）公布的100條ISSR通用引物序列信息，以及豆科植物相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道的引物序列信息[15-18]，委托生工生物（上海）公司進(jìn)行引物合成。

2.3 ISSR分析檢測(cè)體系的優(yōu)化

ISSR-PCR反應(yīng)體系為：2×Taq PCR Master Mix（12.5 μL）、引物10 pmol/μL、DNA模板2 ng/μL，共25 μL。擴(kuò)增程序：94 ℃預(yù)變性5 min；94 ℃變性45 s，53 ℃退火60 s，70 ℃延伸90 s，30個(gè)循環(huán)；72 ℃保持7 min。本實(shí)驗(yàn)對(duì)該擴(kuò)增程序的引物退火溫度和擴(kuò)增循環(huán)次數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。

預(yù)實(shí)驗(yàn)提示，退火溫度不僅影響ISSR-PCR擴(kuò)增條帶的清晰度，而且可造成條帶數(shù)目的變化。實(shí)驗(yàn)中，以每條引物m值的±5 ℃為上下限設(shè)置溫度梯度，進(jìn)行梯度PCR擴(kuò)增，篩選引物最適退火溫度；設(shè)置30、32、35、38、40 5種不同擴(kuò)增循環(huán)次數(shù)，考察擴(kuò)增循環(huán)次數(shù)的優(yōu)化設(shè)置。以巴音郭楞蒙古自治州且末縣種群（QM）和庫(kù)爾勒市種群（KEL）為樣本，采用優(yōu)化后的擴(kuò)增程序進(jìn)行擴(kuò)增，驗(yàn)證上述優(yōu)化的ISSR-PCR擴(kuò)增程序的實(shí)效性，并進(jìn)行有效引物篩選。

2.4 新疆脹果甘草遺傳多樣性ISSR檢測(cè)

以篩選得到的條帶明晰、多態(tài)性豐富，并且穩(wěn)定性良好的引物，分別對(duì)6個(gè)種群進(jìn)行種群間遺傳多樣性和種群遺傳結(jié)構(gòu)的ISSR分析。

2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行人工判讀，有條帶記錄為“1”，無(wú)條帶則記錄為“0”，形成0、1排列的原始數(shù)據(jù)矩陣。利用Popgene1.32軟件計(jì)算脹果甘草遺傳多樣性參數(shù)。利用NTSYSpc 2.10e軟件構(gòu)建種群遺傳關(guān)系聚類圖。利用Mathematica軟件計(jì)算6個(gè)種群間的地理距離，Mantel test分析6個(gè)種群遺傳距離和地理距離的相關(guān)性。

3 結(jié)果與分析

3.1 ISSR反應(yīng)條件的優(yōu)化

3.1.1 引物退火溫度的篩選 以引物UBC807、UBC808、UBC809、UBC810為例，對(duì)比不同退火溫度對(duì)ISSR-PCR擴(kuò)增結(jié)果的影響（圖1）。結(jié)果顯示，當(dāng)引物UBC807、UBC808、UBC809、UBC810的退火溫度分別為50.1、46.0、47.0、45.0 ℃時(shí)，擴(kuò)增獲得的條帶不夠清晰、多態(tài)性不豐富，但當(dāng)每個(gè)引物對(duì)應(yīng)的退火溫度分別為46.1、52.0、51.0、49.0 ℃時(shí)，擴(kuò)增產(chǎn)物不僅條帶清晰，而且條帶數(shù)目多、多態(tài)性豐富，擴(kuò)增效果良好。其他引物的最佳退火溫度見表2。

3.1.2 循環(huán)次數(shù)的優(yōu)化 對(duì)脹果甘草的樣品進(jìn)行ISSR擴(kuò)增時(shí)，當(dāng)PCR反應(yīng)的循環(huán)次數(shù)設(shè)置為30次時(shí)，電泳檢測(cè)結(jié)果顯示沒(méi)有條帶，進(jìn)一步將循環(huán)次數(shù)設(shè)置為36次和38次，檢測(cè)結(jié)果無(wú)明顯差距，而循環(huán)次數(shù)為40次時(shí)，得到了條帶清晰度高、多態(tài)性較豐富的擴(kuò)增結(jié)果，因此，40次擴(kuò)增循環(huán)次數(shù)是進(jìn)行脹果甘草葉片基因組DNA ISSR-PCR反應(yīng)的適宜條件。

M-Marker 1～2-UBC807，50.1、46.1 ℃ 3～4-UBC808，46、52 ℃ 5～6-UBC809，47、51 ℃ 7～8-UBC810，49、45 ℃

表2 各引物的退火溫度

3.2 脹果甘草的遺傳多樣性檢測(cè)

3.2.1 種群間的遺傳多樣性 在對(duì)脹果甘草6個(gè)種群間的遺傳多樣性分析中（圖2），篩選出46條引物，擴(kuò)增獲得的總條帶數(shù)為277條，其中，有193條多態(tài)條帶，多態(tài)條帶比率（PPL）為69.68%，平均每個(gè)引物可擴(kuò)增得到4.2個(gè)多態(tài)條帶。Nei’s遺傳多樣性指數(shù)（）為0.272 2，Shannon多樣性指數(shù)（）為0.401 0，顯示脹果甘草在基因水平上具有較豐富的遺傳多樣性。

圖2 引物UBC811的ISSR-PCR的結(jié)果分析

3.2.2 種群內(nèi)個(gè)體間的遺傳多樣性 對(duì)脹果甘草6個(gè)種群進(jìn)行遺傳結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果顯示（圖3和表3），6個(gè)種群的PPL的變化范圍在52.11%～81.87%，觀測(cè)等位基因數(shù)（a）和有效等位基因數(shù)（e）的變化范圍分別為1.521 1～1.818 7和1.307 9～1.498 9，變化范圍為0.183 1～0.288 6（平均0.240 8），變化范圍為0.274 1～0.429 1（平均0.357 1）。其中，阿克蘇地區(qū)拜城縣種群（BC）遺傳變異豐富，遺傳多樣性水平高，而阿克蘇地區(qū)庫(kù)車市種群（KC）的變異相對(duì)貧乏，遺傳多樣性水平較低，群體間遺傳變異豐度和遺傳多樣性水平呈現(xiàn)BC＞KEL＞PS＞QM＞AQS＞KC的遞減趨勢(shì)。

圖3 引物UBC844對(duì)KC種群的ISSR擴(kuò)增結(jié)果

表3 種群內(nèi)個(gè)體間的遺傳多樣性分析

3.3 種群間遺傳分化與聚類分析

Nei’s種群間遺傳多樣性指數(shù)（st）為0.272 2，Nei’s種群內(nèi)遺傳多樣性指數(shù)（s）為0.240 8，計(jì)算可知Nei’s總遺傳多樣性指數(shù)（t）為0.513 0，種群間遺傳分化系數(shù)（st）為0.530 7，即脹果甘草種群間的遺傳變異水平占總遺傳變異水平的53.07%，基因流（m）為0.438 8，小于1，顯示脹果甘草種群間的分化程度大于種群內(nèi)的分化程度。脹果甘草的遺傳多樣性更多的存在于種群水平。

根據(jù)6個(gè)脹果甘草種群間的Nei’s遺傳距離和遺傳一致度（表4）利用NTSYSpc 2.10e軟件UPGMA方法對(duì)脹果甘草6個(gè)種群的聚類分析（圖4）表明，6個(gè)種群在遺傳相似性系數(shù)為0.69處分成3個(gè)大類。首先，阿克蘇地區(qū)拜城縣種群（BC）單獨(dú)成為一類，表現(xiàn)出與來(lái)自其他5個(gè)地理分布區(qū)的脹果甘草種群之間較少的遺傳相似性，說(shuō)明該種群與其他種群之間的遺傳分化程度較大；其次，阿克蘇地區(qū)庫(kù)車市種群（KC）與阿克蘇市種群（AQS）聚為第2類；第3，巴音郭楞蒙古州的庫(kù)爾勒市種群（KEL）與且末縣種群（QM）的遺傳距離最近，兩者先聚在一起，然后再進(jìn)一步與和田地區(qū)皮山縣種群（PS）聚合為第3類。Mantel檢驗(yàn)結(jié)果顯示群體間的遺傳距離與地理距離之間無(wú)相關(guān)性（＝0.158 7，＝0.254 7）。

表4 不同地理方位的脹果甘草的遺傳距離和遺傳一致度

左下角表示Nei’s遺傳距離，右上角表示遺傳一致度

Figures in the lower left half part of the table indicates Nei ’s genetic distance, whereas those in the upper right half part indicates genetic consistency

圖4 脹果甘草種群間的聚類分析

4 討論

4.1 伴隨生境片段化的種群隔離分化可能是造成脹果甘草遺傳多樣性空間分布現(xiàn)狀的主要原因

遺傳多樣性反映了物種在起源演化和環(huán)境適應(yīng)上的特征[19-21]。遺傳多樣性豐富的物種具有更多的等位基因，對(duì)環(huán)境變化具有更好的適應(yīng)性和更強(qiáng)大的抵御能力[22]。影響物種遺傳多樣性和種群遺傳分化水平因素包括了地理隔離、生境片段化等外部因素，與繁育系統(tǒng)、遺傳漂變、基因突變和基因流等內(nèi)部因素[23-24]。

脹果甘草在生境適應(yīng)性方面具有突出的特點(diǎn)，脹果甘草是一種生長(zhǎng)在極端干旱區(qū)綠洲至沙漠過(guò)渡帶的荒漠植被類群，塔里木盆地是其主要分布區(qū)域。根據(jù)古地磁學(xué)研究結(jié)果，新疆南疆地區(qū)經(jīng)歷了多次海浸海退過(guò)程，最終整體成陸于三疊紀(jì)至侏羅紀(jì)時(shí)期，因此，當(dāng)被子植物在白堊紀(jì)開始繁盛和演化時(shí)，這里應(yīng)該是氣候溫和濕潤(rùn)，條件適宜植被發(fā)育的[25-26]。至第四紀(jì)青藏高原開始隆升，塔里木盆地逐漸形成，周緣的高原和高山阻擋了大氣環(huán)流及其攜帶的水汽，導(dǎo)致盆地日益變得干旱，土壤沙漠化程度和范圍不斷加深擴(kuò)大，期間雖然由于冰期與間冰期的相互交替使得沙漠與綠洲的范圍發(fā)生震蕩，但總的趨勢(shì)仍然是沙漠化不斷加劇[27-28]。目前，南疆綠洲在盆地周緣主要呈片狀間斷分布，部分區(qū)域片狀綠洲可沿河流相互聯(lián)結(jié)呈串珠狀[29]。遺傳多樣性分析結(jié)果表明新疆南疆脹果甘草具有較豐富的遺傳多樣性，且遺傳多樣性更多地體現(xiàn)在種群之間，同時(shí)，種群間的遺傳分化與地理距離無(wú)相關(guān)性。結(jié)合地質(zhì)變遷、氣候變化和植物演化的研究資料，推測(cè)在塔克拉瑪干沙漠形成和不斷擴(kuò)大的過(guò)程中，生境片段化帶來(lái)的種群隔離分化是脹果甘草種群間遺傳分化和遺傳多樣性基本特征形成的主要原因。

蒺藜科白刺屬植物大白刺Kom.在地理分布和生境上與脹果甘草十分近似。對(duì)大白刺遺傳多樣性的研究結(jié)果很好地支持了這一推論。大白刺主要分布于塔里木盆地、河西走廊和內(nèi)蒙古阿拉善。陸偉等[30]利用葉綠體基因組DNA片段的序列變異分析了大白刺的種群遺傳結(jié)構(gòu)和譜系地理特征，所得研究結(jié)果顯示，中國(guó)西北干旱區(qū)更新世以來(lái)持續(xù)沙漠化擴(kuò)張導(dǎo)致大白刺棲息地生境破碎化，種群被隔離，使種群間基因流受到限制，致使種群間表現(xiàn)出較高的遺傳多樣性。在對(duì)另一種塔里木盆地中的沙生植物沙生檉柳M.T.Liu所進(jìn)行的遺傳多樣性分析中[31]，結(jié)果也表明，分布于盆地邊緣的一些沙生檉柳種群發(fā)生了明顯的遺傳分化，地理隔離可能是這些群體分化的主要因素。

而在種群內(nèi)，由于地理隔離帶來(lái)的種群間基因交流受阻，通過(guò)雜交增加遺傳多樣性的效應(yīng)變小，而在另一方面，脹果甘草較高的自交率[32-34]又使得脹果甘草個(gè)體間基因交流的頻率顯著降低。一些由于生境片段化導(dǎo)致的種群規(guī)模變小的種群還會(huì)顯著偏離哈迪-溫伯格平衡狀態(tài)，進(jìn)一步加大遺傳漂變引起種群遺傳多樣性降低的效應(yīng)[35-36]。在諸多因素的綜合作用下，脹果甘草種群內(nèi)遺傳多樣性趨于丟失和貧乏化，使得脹果甘草的遺傳變異更多地存在于種群之間。

4.2 土壤水分含量可能是影響脹果甘草維持或增加種群遺傳多樣性的制約因素

在所檢測(cè)的脹果甘草6個(gè)野生種群中，阿克蘇地區(qū)拜城縣種群（BC）的遺傳多樣性水平最高，并且與其它5個(gè)種群的遺傳距離均很大，在聚類分析中單獨(dú)成為一類，而同為阿克蘇地區(qū)的庫(kù)車市種群（KC）卻顯示出最低的遺傳多樣性水平。目前尚沒(méi)有直接的依據(jù)來(lái)闡述這一結(jié)果，還有待進(jìn)一步的研究。

土壤水分含量是土壤的一個(gè)關(guān)鍵性環(huán)境變量。土壤是植物生長(zhǎng)必須依賴的基本條件，土壤水分含量是影響干旱半干旱地區(qū)沙漠生態(tài)系統(tǒng)制約性環(huán)境因素，與生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)、信息傳遞過(guò)程都有直接或間接的關(guān)系，對(duì)沙地土壤的發(fā)生、演化和土地生產(chǎn)力起著決定性的作用，在土地沙漠化區(qū)域作為維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定、正常發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)鍵因子而存在，對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的水熱平衡狀態(tài)的維護(hù)起決定性作用[37]。辛倩[38]在甘草屬植物中開展研究的結(jié)果表明土壤因素與遺傳多樣性趨勢(shì)存在一致性，脹果甘草分布區(qū)的土壤含水量越低，遺傳多樣性越低，干旱環(huán)境的選擇壓力使脹果甘草耐旱性強(qiáng)的基因型適應(yīng)極端環(huán)境形成，反過(guò)來(lái)，土壤含水量越高，另一親本的出現(xiàn)有可能促進(jìn)雜交和漸滲種的產(chǎn)生，導(dǎo)致遺傳多樣性升高。宋雪梅[39]通過(guò)研究表明內(nèi)蒙古高原紅砂(Pall.) Maxim.種群間遺傳變異的形成是生境中水熱組合共同作用的結(jié)果，紅砂種群的遺傳差異在很大程度上是由其生長(zhǎng)環(huán)境中的土壤平均含水量決定的。張志南等[40]對(duì)黃土高原半干旱區(qū)天然草地的群落結(jié)構(gòu)研究發(fā)現(xiàn)，物種多樣性和物種豐富度均隨著土壤含水量的增加而增加，土壤水分是限制半干旱地區(qū)群落生產(chǎn)力和物種多樣性的重要因子，而禾本科和豆科作為指示物種可以反映土壤的水分狀況，含水量越高，群體的多樣性越高。因此，在適宜的生境生長(zhǎng)，脹果甘草的基因庫(kù)不至于遭受破壞，避免了遺傳漂變的發(fā)生，種群內(nèi)的遺傳多樣性也會(huì)相應(yīng)地升高。拜城縣的脹果甘草種群生長(zhǎng)在河灘地帶，而其他5個(gè)種群均生長(zhǎng)在村落旁，在土壤水分含量方面有著明顯不同。土壤水分含量可能是影響脹果甘草遺傳分化的核心因素。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突

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Genetic diversity ISSR analysis offrom Xinjiang

WANG Li-li1, ALIMJAN·PARHAT2, LI Li-wei1, JURAT·TOHTI2, LIU Zhong1

1.School of Pharmacy, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China 2.College of Xinjiang Uyghur Medicine, Hotan 848000, China

To evaluate the genetic diversity of, which is one of the source plants ofet, abundantly distributed in the Xinjiang.ISSR molecular marker method was used to analyze 167 individuals from six populations offrom different geographical locations of southern Xinjiang.In the six populations, 46 primers were used to amplify 193 polymorphic bands, accounting for 69.68% of the percentage of polymorphic loci (PPL).Moreover, Nei's genetic diversity index () was 0.272 2, and Shannon's diversity index () was 0.401 0.Nei's genetic diversity index at the level of total populations (t) was 0.513 0; The genetic differentiation coefficient (st) was 0.530 7, showing 0.4388 of the gene flow (m).In contrast, among these populations, PPLs ranged from 52.11% to 81.87%; the observed allele numbers (a) and the effective allele numbers (e) varied from 1.521 1 to 1.818 7 and from 1.307 9 to 1.498 9, respectively; Likewise, the averaged Nei's genetic diversity index () was 0.240 8, while the averaged Shannon's diversity index () was 0.3571.Finally, Mantel test showed that there was no correlation among genetic differentiations and geographical distances.Besides, the level of genetic diversity among populations showed a decreasing tendency of BC> KEL> PS> QM> AQS> KC.In cluster calculation, the six populations were gathered into three groups (clades) at the genetic correlation coefficient of 0.69.The PPL range of six populations was 52.11%—81.87%; The range ofaandewas 1.521 1—1.818 7 and 1.307 9—1.498 9, the averagevalue was 0.240 8, the averagevalue was0.357 1.It is well known thatpossesses comparatively rich genetic diversity.The genetic diversity of inter-populations was higher than that of intra-populations in this species.Habitat fragmentation was considered as the principle factor giving rise to the spatial distribution pattern of the genetic diversity, and the water content of habitat soils might be the crucial factor impacting the differentiation of the genetic diversity of the species.In sum, this study would provide a serviceable reference for a comprehensive and better understanding of the natural resource and their evolutionary potential, contributing to the conservation and sustainable utilization of such unadequately-studied medicinal plants.

Bat.; ISSR; genetic diversity; genetic structure; natural resource conservation

R282.12

A

0253 - 2670(2021)22 - 6975 - 08

10.7501/j.issn.0253-2670.2021.22.024

2021-05-06

新疆維吾爾自治區(qū)區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新專項(xiàng)（科技支疆項(xiàng)目）（2017E0230）

王莉莉，碩士研究生，研究方向?yàn)樗帉W(xué)。Tel: (021)34208145 E-mail: liliwangz@sjtu.edu.cn

通信作者：劉 忠，副教授，研究方向?yàn)樯帉W(xué)。Tel: (021)34208148 E-mail: liuzhong@sjtu.edu.cn

#并列第一作者: 阿力木江·排爾哈提，講師，研究方向?yàn)樯锟茖W(xué)。Tel: 13899478919 E-mail: 652343507@qq.com

[責(zé)任編輯 時(shí)圣明]