1、油松(PinustabulaeformisCarr.)根系發(fā)達(dá)，極耐干旱貧瘠，具有良好的保持水土、涵養(yǎng)水源及改良土壤的作用，是我國(guó)華北及西北荒山綠化和營(yíng)造生態(tài)林的重要樹種。山西是天然油松林分布面積最大的省份之一，也是油松的分布中心，以油松為建群種構(gòu)成的寒溫性針葉林是分布于山西關(guān)帝山、太岳山和中條山等地的優(yōu)勢(shì)植被類型，在山西森林生態(tài)系統(tǒng)中占著舉足輕重的地位。然而以往對(duì)油松遺傳多樣性的研究多集中于形態(tài)學(xué)、細(xì)胞學(xué)和蛋白質(zhì)水平。分子水平的研究工

2、作剛剛起步，油松的許多遺傳指標(biāo)仍知之甚少，這對(duì)于油松天然林的合理保護(hù)和可持續(xù)經(jīng)營(yíng)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
　　RAPD分子標(biāo)記和ISSR分子標(biāo)記是研究種群遺傳結(jié)構(gòu)的兩個(gè)非常有效的工具。本研究在對(duì)山西油松地理分布實(shí)地考察和全面分析的基礎(chǔ)上，選取歷山、紫團(tuán)山、靈空山、蘆芽山和關(guān)帝山5個(gè)天然油松種群作為研究對(duì)象。運(yùn)用RAPD和ISSR標(biāo)記兩種方法，檢測(cè)天然油松種群的遺傳結(jié)構(gòu)及其空間分布格局，探討各種生態(tài)因子與遺傳變異的關(guān)系，揭示油松對(duì)復(fù)雜生境的分

3、子適應(yīng)機(jī)制。運(yùn)用兩對(duì)引物擴(kuò)增了葉綠體trnT-trnL和trnS-trnG基因間隔序列，為松屬基因組的比較和系統(tǒng)進(jìn)化研究提供重要信息。主要的研究結(jié)果如下:
　　1.山西油松種群的多態(tài)位點(diǎn)百分率和多樣性指數(shù)。用15個(gè)RAPD引物對(duì)油松種群140個(gè)個(gè)體進(jìn)行PCR擴(kuò)增，共擴(kuò)增出125個(gè)位點(diǎn)，其中多態(tài)位點(diǎn)99個(gè)，占79.20％;Nei多樣性指數(shù)和Shannon多樣性指數(shù)分別為0.2853和0.4232，在5個(gè)油松種群中其變化范圍分別介于0

4、.2243～0.2626和0.3352～0.3860之間。5個(gè)ISSR引物共擴(kuò)增出35個(gè)位點(diǎn)，多態(tài)位點(diǎn)28個(gè)，占80.00％;Nei多樣性指數(shù)和Shannon多樣性指數(shù)分別為0.3085和0.4468。兩種標(biāo)記估算的多樣性能比較一致地反映各種群的遺傳多樣性，即靈空山種群和關(guān)帝山種群擁有較高的遺傳多樣性，蘆芽山種群的遺傳多樣性水平相對(duì)較低。通過與松屬其它物種的比較，油松種群遺傳多樣性在松屬中處于中等偏高水平。
　　2.山西天然油松種

5、群的遺傳結(jié)構(gòu)。RAPD標(biāo)記擴(kuò)增的油松種群遺傳多樣性指數(shù)為0.2853，種群內(nèi)變異為0.2428，遺傳分化系數(shù)為0.1491;ISSR擴(kuò)增的油松種群的遺傳多樣性指數(shù)為0.3085，種群內(nèi)變異為0.2667，遺傳分化系數(shù)為0.1356。兩種標(biāo)記反映出油松種群間均存在一定程度的變異和分化，在總的遺傳變異中85.00％以上的變異存在于種群內(nèi)，種群間的變異近15.00％。遺傳變異主要存在于種群內(nèi)，種群間的變異雖然不是遺傳變異的主要來源，但這是不可

6、忽視的，說明各種群間已經(jīng)產(chǎn)生一定的遺傳分化，從種群分布的自然地理環(huán)境分析可知，種群遺傳結(jié)構(gòu)格局的形成是環(huán)境因素、人為因素和物種本身生物學(xué)特性綜合作用的結(jié)果。
　　3.5個(gè)油松種群間的遺傳關(guān)系。基于ISSR標(biāo)記，根據(jù)Nei的方法計(jì)算油松種群的遺傳相似系數(shù)和遺傳距離。蘆芽山種群和關(guān)帝山種群遺傳一致度最高為0.9716，遺傳距離最小為0.0288，這兩個(gè)種群的相似程度最大;紫團(tuán)山種群和關(guān)帝山種群遺傳一致度最低為0.8999，遺傳距離最大

7、為0.1054，這兩個(gè)種群親緣關(guān)系相對(duì)較遠(yuǎn)。RAPD標(biāo)記和ISSR標(biāo)記反映5個(gè)種群間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近稍有不同，但UPGMA的聚類結(jié)果完全一致。靈空山種群和紫團(tuán)山種群首先聚在一起，再與歷山種群聚為一組，蘆芽山種群和關(guān)帝山種群聚為另一組，2組再聚在一起，地理距離相近的種群首先聚在一起。
　　4.油松葉綠體DNA間隔序列的特點(diǎn)及應(yīng)用。由于葉綠體DNA的編碼區(qū)和非編碼區(qū)分子進(jìn)化速度不同，因而適用于不同階元的系統(tǒng)學(xué)研究。本研究用兩對(duì)特異引物擴(kuò)

8、增油松葉綠體非編碼區(qū)trnT-trnL和trnS-trnG間隔序列，序列對(duì)比結(jié)果顯示這兩個(gè)片段在物種水平十分保守和穩(wěn)定，而在松科各屬間變異位點(diǎn)豐富，說明這兩個(gè)序列片段不適合作為物種以下種群間的分析，適合作為物種以上的分子標(biāo)記和系統(tǒng)學(xué)研究。結(jié)合GenBank(http://www.ncbi.nlm.nih..qov)中已有的序列資料，下載其它有關(guān)的松科植物trnT-trnL和trnS-trnG序列，一起進(jìn)行分支分析，構(gòu)建鄰接系統(tǒng)進(jìn)化樹。分