新疆乌拉尔甘草居群的遗传多样性研究

摘 要：乌拉尔甘草是甘草属内一个广布且形态变化极为多样化的种。我们用淀粉凝胶电泳研究了新疆境内11个居群的乌拉尔甘草，另以一个内蒙古居群作对照，结果共标记了7个位点的等位基因。结果显示，与已知的其他资料相比较，新疆产乌拉尔甘草的遗传多样性水平为中等；平均有37％的基因位点是多态的，即具有两个以上的等位基因，平均每个位点有1．5个等位基因；基因分析显示新疆乌拉尔甘草的基因变化远较内蒙古的为大。居群的平均期望杂合度和平均观察杂合度分别为0．155和0．105，表明这些居群杂合体不足而纯合体有很大程度过量。居群的平均固定指数为0．34。根据观察发现乌拉尔甘草自花不育，这表明这些居群有较大程度的近交。分析结果还显示：这些居群的总体遗传变异水平大于典型的异交植物，而接近于自交和异交均有的植物；它们平均的两两居群的遗传距离为0．064，遗传一致度为0．93，这说明乌拉尔甘草是个在遗传结构上比较一致的种群。F统计量Fst为0．29，表明在等位酶测定的总体变异中，有29％来自居群之间，其余71％的变异存在于各居群内部，这说明新疆境内乌拉尔甘草群体间有中等程度的遗传分化。通过基因分析和居群间遗传一致度分析，表明石河子地区是新疆乌拉尔甘草的遗传多样化中心。

关键词：遗传多样性；等位酶；乌拉尔甘草；中国新疆

1 前言

乌拉尔甘草（Glycyrrhiza uralensis Fisch．）是由Fischer F．E．（俄）根据采自西伯利亚的一份没有果实的标本命名的。当时的记录非常简单。1825年被De Candolle A．P．正式发表。

1831年，Tausch（捷克）在《植物志》中发表了G．grandiflora；1834年，Besser（波兰）根据Turczaninow（俄）的描述，发表了G．viscida。该种以其叶片和嫩茎有很丰富的树脂分泌而有别于当时甘草属的其他种。1842年，Ledebour K．F．（俄）根据花萼及子房上分布有大量腺体和腺毛等特征，把G．grandiflora Tausch．降为G．grandiflora Waldst．的一个变种G．grandifloravar．grandiflora Ldb．。后来，G．grandiflora被并入光果甘草G．glabra L．。1866年，Regel（德）在G．asperrima Subinernis内建立了几个变种，其中两个变种var．uralensis和var．desertorum被后人归入G．uralensis中，而G．asperrima是粗毛甘草G．aspera Pall．的异名。在这段时间里，G．uralensis的分类是比较混乱的，等级地位不定，主要原因是当时的学者没有认识到本种果实形态在分类中的重要性。光果甘草的荚果较直，其上无毛；粗毛甘草的荚果种子间缢缩，呈念珠状；而本种荚果多少总是弯曲且绝不呈念珠状。

1895年，Korshinsky对乌拉尔甘草进行整理，把G．grandiflora、G．viscida、G． granduliferavar．grandiflora、G．asperrima var．uralensis和var．desertorum做了归并，认为名称与Fischer建立的G．uralensis Fischer ex DC．一致，并首先对该种进行了较详细的描述。1948年，Grigorjev在《苏联植物志》中完整地记述了本种的植物学特性。1977年，Maltseva发表了乌拉尔甘草的3个变型f．elongata、f．intermedia和f．rariflora。李学禹（1993a）年发表了一个新种G．eglandulosa，认为它是乌拉尔甘草的近缘种，而且通过数值分析也确认了它与乌拉尔甘草的间断性与形态性状数量差距大（李学禹，1993b）。

本种在甘草属中的系统地位随着不同的分类标准而有不同。在Boissier（1856）系统中属于Sect．I．Euglycyrrhiza，这也是甘草属内第一次组的划分，共分两个组。Engler和Prantl（1897）将甘草属分为3组，乌拉尔甘草仍属于Sect．I．Euglycyrrhiza Boiss．。这两次划分中，乌拉尔甘草均被作为G．glabra的变种。

1948年，Vassilczenko（Григорьев）把甘草属分5组，乌拉尔甘草被归入Sect．IV． Uralensis Vass．。1955年，Kruganova（Круганова）又把甘草属合为两组，乌拉尔甘草属于Sect．I．Euglycyrrhiza。1993年，李学禹又对该系统进行了修订，把甘草属分为2组5个系统，乌拉尔甘草属于Sect．I．Glycyrrhiza P．C．Li，Ser．2 Longileguminaris X．Y．Li。目前，该系统被认为是较理想的。

乌拉尔甘草为广布种，有很多多型性（polytypism）的居群（population）。果穗形状有球形、椭圆形、长椭圆形、锥圆形、卵圆形和矩圆形；荚果表面腺毛刺从无到非常浓密；荚果从微弯、镰状弯曲到两侧面互相各方向折叠弯曲；羽状复叶小叶片的数目从5枚到19枚相差悬殊；小叶大小也很悬殊；叶缘有的极皱，有的仅呈微皱状，有的很平整；花的旗瓣有的很宽，有的很窄。总之，本种表现出极大的多形态变异，国内外均有变型和生态型（ecotype）的划分。

在甘草属长荚果系的9个品种中，有5个种或多或少与乌拉尔甘草有关。如黄甘草（G．eurycarpa P．C．Li）有人认为是乌拉尔甘草与胀果甘草（G．inflata Bat．）的天然杂交种；阿拉尔甘草（G．alalensis X．Y．Li）与黄甘草相近似；石河子甘草（G．shiheziensis X．Y．Li）则与乌拉尔甘草和光果甘草混生，其形态性状的表现往往在两者之间；膜荚甘草（G．korshinskyi Grig．），Fischer F．E．认为它是光果甘草与乌拉尔甘草的杂交种， Waldstein认为是乌拉尔甘草和腺体甘草（即光果甘草）或粗毛甘草的杂交种，1982年Ashurmetov又证明它可能是一个独立的种而非杂交种；无腺毛甘草（G．eglandulosa X． Y．Li）则是乌拉尔甘草的近缘种。在野外考察中，常发现在乌拉尔甘草与其他种的交界处，常常有中间类型的出现。另外，李学禹（待发表）在杂交试验中发现，乌拉尔甘草竟可与念珠状荚果系的疏花甘草（G．laxiflora X．Y．Li）杂交，结出饱满种子；在C带分析时发现，乌拉尔甘草可能与短荚果系和念珠状荚果系有关。

关于甘草属的起源与演化，到目前为止学者一致认为是起源于地中海－中亚地区，其他地区是次生分布的。我们的初步研究却发现，我国的特有种最多，且有在形态上、核型上比较原始的种，他们均分布于我国北部－西北部，因而推测甘草属可能起源于我国北部。乌拉尔甘草分布型为温带－亚洲分布式。在我国与中亚－地中海地区的甘草属的共有种中，有乌拉尔甘草、光果甘草、膜荚甘草和粗毛甘草。光果甘草的分布仅限于新疆，粗毛甘草、膜荚甘草亦仅限于新疆，只有乌拉尔甘草从我国东北、华北、西北到中亚和西伯利亚。这4个种中，仅粗毛甘草为念珠状荚果系，其余的均为长荚果系的植物。

综上所述，不难发现乌拉尔甘草在甘草属的演化中有很重要的地位。新疆在甘草属的迁移过程中的地位亦很重要，因为甘草属的分布正好在这里有个“瓶颈区”。

因此，我们选择乌拉尔甘草在新疆的居群为研究对象，弄清它的性状变异范围及其式样、遗传多样性及其分化模式，这对于探讨甘草属的起源、演化、分布及迁移，揭示性状间的相互关系，居群内个体及居群间的变异规律及其机制有重要意义。

目前，人们对物种的认识逐渐从传统的模式概念发展到居群概念，在居群水平上研究植物的进化过程和机制方兴未艾。我国的物种生物学研究才开始不久，本文旨在这方面做一初步尝试。

在本研究中涉及的居群名称、简称和生境列于表1，地理位置见图1。

表1 本文所涉及的居群名称、简称和生境

生物任何层次的复杂多样性的根源是生物遗传上的多样化。只有遗传的多样化变异才能在生物世代间传递。进化就是对这些遗传变异的选择，生物的进化过程就是居群基因频率的变化过程（Cook，1985）。居群遗传结构的研究有助于阐明自然条件下植物变异的性质，与环境的关系以及物种形成机制（Cook，1985；Gottlieb，1981）。同工酶电泳技术借助特定的分析手段能有效地度量基因位点的变异，因而为生物遗传变异和进化研究提供了一种重要的方法，也为系统发育关系的建立找到了一条新途径（Crawford et al．， 1985）。目前这项技术已经成为进化生物学研究中的一项重要手段。

20世纪60年代中期以前，人们主要利用同工酶谱带进行定性的描述（如谱带数目、迁移率变化等），但这种方法只是一种生化表型，缺乏遗传学基础（Gottlieb，1971）。1966年以后，人们开始采用同工酶基因位点来研究自然居群的遗传变异和进化。1969年， Scandalios总结了植物中同工酶遗传控制的一些报道，从理论上证实同工酶可以成为植物中的遗传标记。随后植物界掀起了采用同工酶基因位点来探讨植物的遗传变异和分化、物种形成和系统发育的浪潮，目前正方兴未艾。相比之下，国内这方面的研究基本上还停留在初级阶段。同工酶（isozyme）是指同一种酶的多种分子形式，这些不同分子形式具有相同或相似的底物，催化相同的反应。酶电泳技术就是根据酶蛋白带有特定静电荷，具有特定分子大小和构型的特点，利用电泳技术将其分离出来的技术。当一种酶具有多种分子形式（同工酶）时，通过电泳和特异性染色，就可在凝胶介质上显示出可见的带纹，这些着色带纹（或称谱带）就是同工酶分析的原始资料（葛颂，1994a）。

酶是基因表达的产物，从遗传基础上看，同工酶遗传标记有两种不同的类型：①由不同位点上的基因所编码；②由同一位点上不同的等位基因编码，Prakash等（1969）把它称为等位基因同工酶（alleleisozyme），简称等位酶（allozyme）。由于等位酶的遗传基础最简单，也最容易检测和识别，故目前在植物系统和进化研究中广泛利用的基本上是一批遗传性质比较清楚的等位酶位点。最近，王中仁（1994）总结了等位酶分析的遗传学基础，详细分析了基因型与酶谱型的关系，为我们对酶谱的分析提供了方便。我们通过对一批等位酶位点上等位基因数目和频率上的变化，可以推断植物居群的遗传变异高低，时空变化以及居群之间的关系。

2 材料和方法

实验所用材料取自以居群为单位的标本，包括新疆境内11个居群和1个内蒙古的对照居群，它们是伊吾（YWU）、哈密（HMI）、博湖（BHU）、焉耆（YQI）、库尔勒（KRL）、石河子（SHZ）、玛纳斯（MNS）、博乐（BLE）、伊宁（YNA）、阿勒泰（ALT）、布尔津（BRJ）和内蒙古杭锦旗（NMG）。它们的地理位置和生境参见表1和图1。焉耆居群为无腺毛甘草（G．eglandulosa X．Y．Li），每个居群任选5～10株，取其种子混匀，再随机抽取10～20粒种子，经浓硫酸处理20min，放入25℃培养箱中萌发。5天后，取实生苗上展开的、呈绿色的子叶，放入滴皿中，加2滴提取缓冲液，于冰浴中研磨匀浆，匀浆后，在其中放入3mm×5mm的芯片，放入冰箱中过夜，以备第二天使用。提取缓冲液为0．2mol／L磷酸缓冲液（p H7．4），提取前加1％（V／V）巯基乙醇、5％（W／V）聚乙烯吡咯烷酮和10％（V／V）二甲亚砜。

采用淀粉凝胶水平板状电泳。水平凝胶板为250m L，6mm厚，每板可放30个芯子（相当于30个样品槽），用盐桥（进入了电泳缓冲液的海绵布）搭在胶端上表面导电。电泳完后，取下凝胶，放入1．5cm厚的割胶盘中水平切成4片，对不同切片进行不同的特异性酶染色。为得到分辨清晰的同工酶谱带，通过大量对比实验，筛选出一种凝胶系统，为Soltis等（1983）所介绍的柠檬酸／组氨酸电泳和凝胶缓冲液系统。电泳缓冲液为0．4mol／L（p H7．0）柠檬酸三钠盐，凝胶缓冲液为0．01mol／L（p H7．0）盐酸组氨酸。电泳为稳流，I＝44m A，U＝60V，电泳时间为7h，染色完毕后立即进行绘图和照相。

在供试材料中共检测了12种酶系统，但仅4种得到分离良好的谱带，这4种酶系统的名称、缩写及系统编号见表2。4种酶系统的染色均参照Wendel和Weeden（1989）配方，并根据乌拉尔甘草植物特点稍作修改。

表2 4种酶系统的名称、缩写及编号

甘草等位酶基因位点和等位基因的确定根据以下4个方面的证据：①不同谱带个体在居群中的分布；②乌拉尔甘草均为二倍体；③二倍体植物中常见等位酶的酶型与基因型的模式；④其他类群的研究结果。等位酶位点和等位基因的命名按常规，以酶的缩写字母代表该酶系统，连字符后数字代表该酶不同的位点，愈靠近正极（迁移率愈大）的位点以愈小数字表示；每个位点的等位基因用小写字母表示，靠正极最近的等位基因以a表示，其次以b表示，依此类推。

遗传多样性（变异）度量的指标，这里只给出各指标的计算公式，公式来源详见有关文献（Gottlieb，1981；Brown ＆Weir，1983；葛颂，1989b，1994b）。

（1）多态位点百分率（P）

P＝（k／n）×100％k＝等位酶测定为多态的位点数，n＝等位酶测定位点的总数。

多态位点的定义为（Nei，1973）：绝大多数的等位基因的频率小于或等于0．99的位点，即当群体中某位点有两个以上等位基因且每个等位基因的频率均在0．01以上时，该位点就被称为多态的，采用0．01为标准是因为在基因型之间适合度有差异时，由于突变和自然选择而保持的平衡频率在0．01以下。

（2）等为基因平均数（A）

ai＝第i个位点上的等位基因数，n的意义同上。

A能确切地反映出每个位点上等位基因的平均数。

（3）平均期望杂合度（He）

hei＝第i个位点的期望杂合度，pij＝第i个位点上第j个等位基因频率，n意义同前。

（4）固定指数（F）

F＝1－Ho／He

Ho＝群体中实际观察到的杂合体比率，He意义同前。

（5）遗传一致度（I）和遗传距离（D）

Xij＝X群体中第i个位点上第j个等位基因的频率，Yij＝Y群体中第i个位点上第j个等位基因的频率。

（6）F－统计量（F－statistics）

FIS＝1－Hoi／Hei FIT＝1－Ho／He FST＝1－（1－FIT）／（1－FIS）

Hoi和Ho：分别表示第i个亚群体和总群体的实际杂合体频率；Hei和He：分别表示第i个亚群体和总群体的期望杂合体频率。

3 结果

3．1 等位酶位点和等位基因的确定

通过预备实验，本研究中筛选出4种分离良好、谱带清晰的酶系统（表2）。对于二倍体植物中的一个给定酶来说，表达等位酶位点的数目在不同类群中是高度保守的。每种酶通常有两个核基因位点编码，分别在细胞液和叶绿体中表达，它们产生的多肽链之间不能自由组合，在酶谱上通常表现为两组带（王中仁，1994）。根据谱带的分离和不同酶谱带个体在居群中的分布，并参考有关酶系统的文献，最后确定了4种酶系统共7个等位酶位点。

（1）磷酸葡萄糖变位酶（PGM）

PGM为单聚体，通常受2～4个位点控制。在乌拉尔甘草植物中，可检测出两个活性区，每个活性区的谱带型符合典型的二倍体植物中该酶谱带性的分离与组合，故各是一个位点，分别命名为PGM－1和PGM－2位点。检测全部供试个体，PGM－1有3个等位基因，PGM－2有4个等位基因，这两个位点上的等位基因和基因型见图2。(www.xing528.com)

图2 7个等位酶位点的电泳谱带、基因型及编码基因

（2）6－磷酸葡糖酸脱氢酶（PGD）

PGD通常受3个位点控制，为二聚体结构。在乌拉尔甘草植物中检测出两个明显的、稳定的活性区。靠近阳极的活性区在所有个体中均呈单一稳定状态，可以肯定这是一个位点，且只有一个等位基因PGD－1a；靠近阴极的活性区谱带型的表现符合典型的二倍体植物中该种酶谱带型的分离与组合，检验全部供试个体，只发现有2个等位基因， PGD－2a和PGD－2b。这两个位点的各个等位基因与基因型见图2。

（3）苹果酸脱氢酶（MDH）

MDH是植物中变化较大的酶系统，受2～5个基因位点编码，为二聚体结构。在乌拉尔甘草中检测出两个明显的活性区。靠近阳极的活性区在所有个体中均有5～7条分离良好的带，但其呈现很复杂的变化，无明显规律，推测可能是2～3个位点相互作用造成的，故不参与后面的分析。靠近阴极的活性区呈现稳定的简单表型，命名为MDH－3，检测全部供试样品，发现在大多数居群中该位点呈单态，即MDH－3a，只在一个居群中发现有两个等位基因，即MDH－3a和MDH－3b，且只以杂合态存在。MDH－3位点的两个等位基因与基因型见图2。

（4）天冬氨酸转氨酶（AAT）

AAT是植物中研究很多的一种酶。该酶为二聚体结构，通常受2～4个位点控制。在乌拉尔甘草中，检测出3个活性区。第一活性区中各酶型符合典型二倍体植物中该酶的分离组合形式。检测全部供试个体，发现有3个等位基因，分别为AAT－1a，AAT－1b和AAT－1c。第二活性区紧靠第一活性区，但染色较浅，甚至无色，故不参与分析。第三活性区与上两个活性区相隔较远，在所有个体上均无变化，可断定只有一个等位基因，即AAT－3a，AAT－1和AAT－3两个位点上的等位基因和基因型见图2。

3．2 居群的遗传结构

居群的遗传结构是指居群体系中遗传变异的式样，包括基因库中遗传变异的大小，这些变异如何组成基因型，基因型的时空分布等，它反映了居群进化的历史过程。表3是乌拉尔甘草（及近缘种）在新疆分布的11个居群及内蒙古对照居群的各个酶位点以及各位点等位基因的种类和频率。由表可见，本研究共测定了7个酶位点16个等位基因，表中同时给出了每个居群在每个位点上的期望杂合度（He）和实际观察的杂合体比率（Ho），以下所有的遗传分析都是根据表中这一套基因频率数据进行的。

表3 12个居群在7个位点上的等位基因频率、杂合度和X2检验

续 表

＊＊：1％水平显著；＊＊＊：0．1％水平显著。

从表3中可以看出，7个位点中有2个单态位点PGD－1和AAT－3；存在2个等位基因的位点是PGD－2和MED－3；存在3个等位基因的是PGM－1和AAT－1；PGM－2位点含有最多的等位基因，计4个。多态位点数最多的是SHZ和BRJ居群，有4个多态位点；而ALT、BLE、YNA、KRL、BHU、YQI和NMG居群，只有2个多态位点。居群的等位基因数目从SHZ居群的13个等位基因到YNA、HMI、KRL和BHU居群的9个等位基因；可以看出SHZ居群有最多的多态位点数和等位基因数。值得指出的是，在PGM－2位点上只有SHZ、HMI两个居群出现了PGM－2d等位基因，且频率较低，是个稀有等位基因。

通常在等位酶位点上衡量遗传变异大小的指标主要是由多态位点百分率（P）、等位基因平均数（A）和平均杂合度（H），这些指标列于表4。P反映了多态位点的差异，A进一步反映了位点上等位基因的差异，F能准确的反映居群变异性的高低。H值可根据Hardy－Weinberg平衡定律算出，称期望杂合度（He）；也可根据居群中观察的实际杂合体比例计算出来，称观察杂合度（Ho）。He与Ho之间的差距反映出居群实际杂合体比率偏离理论期望比率的程度，固定指数F就是衡量这种偏离程度的指标，当居群中杂合体不足时F＞0；反之，当杂合体过量时，F＜0。

表4 12个居群的遗传多样性指标、固定指数和异交率

由表4中可见，12个居群P平均为36．9％，变动幅度为28．6％～57．1％；A平均为1．5，变动幅度1．3～1．9；He平均为0．155，变动幅度为0．086～0．250。这表明这些乌拉尔甘草居群遗传组成中有37％左右的位点是多态的，每个位点平均有1．5个等位基因，如果居群中个体为随机交配就含有15．5％左右的杂合体，12个居群在这几个指标上差异很大，说明这些居群的遗传变异差异很大。SHZ居群在这几个指标上均为最大值，P＝57．1％，A＝1．9，He＝0．250，说明SHZ居群拥有最大的遗传变异；KRL居群的遗传变异最小。从总体上看，遗传变异最小的几个居群YQI、BHU和KRL，集中在南疆博斯腾湖附近。内蒙古居群的遗传变异性也很小，与上述3个居群的变异较近。

采用X2分析检验每个多态位点上各基因型的实测值与理论值的差异显著性（表5）。从居群角度看，BRJ、MNS、YMU、YQI偏差较严重，总群体在5个多态位点的4个上实测值与理论值的偏差都达到极显著水平，说明这个大群体是处于非平衡状态的。F值可检查居群偏离平衡的程度，揭示造成这种偏离的原因。每个居群的F值和每个位点的F值分别列于表4和表6。

表5 各多态位点基因型实测值与理论值偏离的X2检验值

续 表

＊：5％水平显著；＊＊：1％水平显著；＊＊＊：0．1％水平显著。

对每个位点来说，F值均大于0，说明各个位点上均杂合体不足而纯合体过量，特别是PGM－1位点，它的值（0．396）比MDH－3位点（0．074）大5倍，说明此位点杂合体严重不足。对于每个居群，除SHZ、YNA和YQI外，其他居群的F值大于0，说明它们杂合体不足。特别是BRJ和YQI两个居群，F值相当大（分别为0．939和0．818），说明这两个植物居群中杂合体不足是很常见的现象。Brown（1979）认为，这是由于小环境的分化、授粉行为或一定程度的近交或自交造成的。乌拉尔甘草寿命较长，根茎的再生繁殖作用也很强，每年结出大量的果实散落在母株周围或水平根茎上的芽萌生出的年苗植株，使居群中一定范围内的个体均有亲缘关系，从而导致一定程度的近交和自交。遗传学表明，近交或自交导致天然居群中杂合体不足，纯合性增加。对于YNA、SHZ和NMG三个居群中出现的杂合体过剩，主要原因是近些年大量的采挖，我们采样的植株均为近几年内水平根茎重新长成的年苗幼株，这些来自不同母体的植株杂交，使子代杂合性大大提高。我们把表4中的F值换算成异交率t［t＝（1－F）／（1＋F）］列于表4中。不同居群的异交率在0．031和3．608之间，平均为0．768，说明居群间的异交程度有相当大的差别，平均值较低。把所有居群作为一个大群体考虑时，t＝0．494，异交率很低，说明近交和自交是群体不平衡的主要原因。

3．3 居群分化

3．3．1 等位基因频率的差异

由频率数据求得X2值见表3最右列。可以看出，5个多态位点上等位基因频率在12个居群间的差异都极显著。这说明从基因频率上看，这12个居群间有显著差异。

3．3．2 F统计量

F统计量的各项指标列于表6中。FIS和FIT分别表示各居群中和所有居群为整体时各位点基因型的实际频率与理论期望频率的偏离程度，FST则表示居群间的分化程度。

表6 5个多态位点F统计量

居群的杂合体严重不足，而YNA、SHZ和NMG的杂合体却又相对过剩，把所有居群作为一个整体来看，其F＝0．339＞0，杂合体不足而纯合体过量。

由表6中可见，FIT的平均值（为0．479）比FIS平均值（为0．289）大1．5倍，从FST（为0．268）可知，是由于居群间的分化造成的。不同的位点分化程度不同，MDH－3分化程度最小（0．092），PGD－2分化程度最大（0．300）。在总遗传变异中有26．8％的变异存在于居群间，有73．2％的变异存在于居群内。

3．3．3 遗传一致度I和遗传距离D

I表示两居群间的相似程度，D则衡量居群之间的遗传分化程度。各居群的I值和D值见表7。

表7 乌拉尔甘草居群间的遗传一致性（对角线下方）和遗传距离（对角线上方）

本种的平均I＝0．932。一般说来，植物种内居群间的I＞0．90，而种间I＜0．70，可见本种是一个比较整齐的种群；除BHU和YNA的I值略小于0．90外，其余的居群均I＞0．92，可见这12个居群还是遗传上很均匀的。与所有居群相似程度最高的是哈密（HMI）居群（I＝0．958，D＝0．043），相似性最差的是YNA居群（I＝0．857，D＝0．156）。为讨论遗传相似性与地理距离之间的关系，对12个种群的I值进行相似性聚类分析，结果见图3。从图可知，遗传距离与地理距离没有关系， MNS与SHZ居群地理上相距最近，可遗传相似性却很低；KRL居群与MNS居群地理相距很远，但遗传相似性却很高。

图3 乌拉尔甘草各居群的遗传相似聚合图（UPGMA法）

4 讨论

（1）为了比较乌拉尔甘草的遗传变异水平和分化程度，我们把Hamrick和Godt （1990）的最新总结整理成表8。乌拉尔甘草的对应项数据列于表最后。总体看来，乌拉尔甘草的遗传多样性水平为中等，其分化程度亦为中等。乌拉尔甘草为长寿多年生双子叶植物，以混交为主，与表中相应项（打＊）相比，本种的遗传变异水平相对较高，多态位点百分率（P）与同类植物平均值相当；而等位基因平均数（A）较高，高于同类植物平均值；平均期望杂合度明显高，为同类植物平均值的1．5～2倍。本种的居群间的分化程度为中等。因此，我们推测乌拉尔甘草的遗传变异主要靠较少量的位点产生较多的等位基因来维持，即某些位点突变率较高，而大部分位点相对较单一。另外，从表中还可看出，本种的居群分化程度相当于中期演替阶段的植物类群分化值。

表8 不同类群植物遗传变异和居群分化程度

续 表

（2）通过我们前面的分析可知，这个种的起源是古老的，染色体形态是原始的，而遗传上有保持密切的相似性。因此，乌拉尔甘草的演化速度是较慢的。

（3）从遗传分析看，无腺毛甘草（YQI居群）遗传多样性水平（P＝28．6，A＝1．3， He＝0．083）较低。其遗传分化程度（D＝0．064）不高，但却高于KRL居群。这说明它与乌拉尔甘草在遗传结构上具有较大的近缘关系。

（4）从理论上来说，某植物的起源地或次生分化中心有最大的遗传变异（He、A、P最大），随着其扩展，遗传变异有逐渐降低的趋势（王中仁，1994）。乌拉尔甘草在SHZ居群中有最大的He值，但那里不可能是本种的起源中心，因为在地质史上，它出现得很晚，对这种现象的解释只能是次生的分化中心。在那个地区，分布有甘草属国产种中的一半（12～13种及变种）。这样集中的分布地区没有第二个，这与我们的遗传研究结果是相符的。因此，准噶尔盆地及其邻近地区的居群（YNA、BLE、BRJ、ALT、MNS）受其影响，具有较高的遗传变异（A、P和He值较大）（见表3）。对于地理上关系密切的东疆－南疆居群，则呈现一定的规律性，它们的遗传变异水平体现出从东向西减低的趋势（He值：YWU＞HMI＞BRJ＞YQI＞KRL），这表明此区域的乌拉尔甘草传播方向可能是由东向西的。

阚志峰 李学禹 王中仁

国家自然科学基金项目：39270050

18Pacific Science Congress，Prospecis and Initiatives，

Collection of Abstracts，－T8－O9A－04