基于ISSR标记的南方红豆杉野生种群和迁地保护种群的遗传多样性和遗传结构分析

采用ISSR标记方法,对南方红豆杉〔Taxus chinensis(Pilger)Rehd.var.mairei(Lemée et Lévl.)Cheng et L.K.Fu〕3个野生种群(包括江西黄港和黄沙种群以及福建枫溪种群)、2个迁地保护栽培种群及2个迁地保护衍生种群(均位于江苏南京中山植物园和江西庐山植物园)的遗传多样性和遗传结构进行了分析和比较。结果显示:用8个引物从南方红豆杉的基因组总DNA中共扩增出73条带,其中多态性条带62条。2个迁地保护衍生种群的多态性条带百分率(PPB)、Nei’s多样性指数(h)和Shannon信息指数(I)较高,3个野生种群的PPB、h和I值总体上居中,而2个迁地保护栽培种群的PPB、h和I值较低。合并后的迁地保护衍生种群以及野生种群均有较高的遗传多样性,二者的PPB、h和I值相近,分别为78.08%和82.19%、0.207 6和0.205 8、0.322 9和0.325 9;但二者的遗传结构存在差异,迁地保护衍生种群的遗传分化系数(GST)为0.068 9,明显低于野生种群(0.168 5)。合并后的迁地保护栽培种群的遗传多样性相对较低,PPB、h和I值分别为60...     

南方红豆杉的ISSR遗传多样性分析

采用ISSR标记技术对南方红豆杉迁地保护小种群及其衍生自然种群5个小斑块(小居群)的遗传多样性进行了分析.从90条引物中共筛选出10个多态性引物,获得ISSR谱带102条,其中多态性谱带74条,占72.54%.结果显示,南方红豆杉迁地保护小种群和迁地保护衍生自然种群的Nei's基因多样性指数(H)分别为0.220 9和0.254 8,Shannon信息指数(I)分别为0.322 4和0.376 2.5个小斑块居群的H分别为0.190 7、0.210 4、0.194 4、0.160 5和0.187 3,I分别为0.281 0、0.309 8、0.288 0、0.235 5和0.273 5.迁地保护衍生自然种群的遗传多样性高于迁地保护小种群,但各小生境下的的小斑块居群遗传多样性低于迁地保护小种群.聚类分析结果表明:南方红豆杉迁地保护各自然小居群间的遗传距离与这些居群的地理生境有关,而与地理距离并没有显著相关性.     

濒危植物南方红豆杉遗传多样性的RAPD分析

采用RAPD技术检测了山西南部南方红豆杉8个种群的遗传多样性。利用21个10聚寡核苷酸引物共检测出134个位点,其中多态性位点123个,占91.79%,8个种群的遗传多态位点百分率分别为67.16%(红豆峡)、67.91%(凤凰谷)、66.42%(小梯河)、66.42%(蟒河)、50.75%(历山西峡)、43.28%(云蒙山)、78.36%(长治宾馆)、50.75%(磨河)。南方红豆杉的遗传多样性分析结果显示：Shannon指数为2.180,其中31.7%的遗传多样性来自种群间,68.3%来自种群内;Nei指数为0.571,种群间的遗传分化系数(Gst)为0.181。8个种群间的遗传相似性分析结果显示：壶关红豆峡和陵川凤凰谷种群间的遗传距离最小(0.109 2),壶关红豆峡和陵川蟒河种群间遗传距离最大(0.55)。本研究结果揭示,南方红豆杉自然种群具有较高的遗传多样性,其遗传多样性不是导致该种群濒危的主要原因,导致南方红豆杉种群濒危的原因可能与南方红豆杉自然种群及群落所在生境的直接破坏及其本身生物学和生态学特性所导致的自然更新不良有着密切的联系。     

南岭地区观光木自然和人工迁地保护种群的遗传多样性

迁地保护是珍稀濒危植物保护的重要措施.观光木(Tsoongiodendron odorum)是古老的孑遗树种,被列为国家二级重点保护植物,营建迁地保护林是对其进行保护的重要手段,但已经营建的迁地保护林每个种群目前只保存下来几十株个体.为了评价这些迁地保护林的遗传多样性现状,作者采用ISSR分子标记对南岭地区观光木3个人工迁地保护种群和4个自然种群的遗传多样性进行了比较.结果显示:16条ISSR引物共扩增出362个条带,其中301个为多态条带,多态条带百分比(P)为83.2％,各种群P值为37.9-62.2％,平均为53.1％,表明观光木在物种和种群水平都具有较高的遗传多样性.自然种群总体P值和Shannon信息指数(Ⅰ)(80.9％,0.3629)均高于人工迁地保护种群(66.6％,0.2990),说明人工迁地保护种群遗传多样性较低.种群结构分析表明3个人工迁地保护种群均有可能来源于源口自然种群.4个自然种群间遗传分化系数(GST)为0.2495,表明自然种群间存在显著遗传隔离,基因流受阻和生态环境差异是造成种群遗传分化的主要原因.在今后的迁地保护工作中,我们建议从不同生态地理区收集种质材料,并在不同生态类型区开展迁地保护工作,同时开展观光木种群生态生殖生物学研究.     

奠基者效应对海南坡鹿迁地保护种群遗传多样性的影响

在迁地保护中,奠基者效应通常会导致新建种群与源种群的遗传分化,并使新建种群的遗传多样性低于源种群。海南坡鹿(Cervuseldi hainanus)是世界濒危种,野生种群仅分布在中国海南岛。由于栖息地破坏和过度狩猎,至20世纪70年代,这个物种仅剩26只,已经濒临绝灭,被列为国家一级保护动物。自1976年开始对海南坡鹿实施就地保护和迁地保护,该种群的数量从最初的26只增加到1600多只。本文采用10个微卫星位点对一个源种群(大田种群)和5个迁地种群(邦溪、甘什岭、枫木、金牛岭、文昌种群)的遗传多样性进行检测,结果发现6个种群的遗传多样性水平均较低(He≈0·3);5个迁地种群分别有1、3或5个单态位点,大田种群无单态位点;邦溪种群与大田种群遗传分化显著,而甘什岭种群与大田种群的遗传分化不显著。结果表明,奠基者效应导致种群的遗传多样性水平较低,并且对于不同迁地种群,影响也不相同。造成这些差异的因素有建群者数量、引种方式和建群种群的结构。该研究为今后在海南岛建立新的海南坡鹿迁地种群提供建议和参考,同时也为其他濒危物种的迁地保护提供理论指导。     

南方红豆杉迁地保护小种群动态的研究

南京中山植物园于20世纪50年代引种栽培了11株南方红豆杉〔Taxus chinensis(Pilg.)Rehd. var. mairei(Lemée et Lévl.)Cheng et L.K.Fu〕。45年后,在邻近的天然林中出现了含有400余个个体的自然种群。根据这一事实作者认为,如果整体生态条件具备,也就是在生物多样性和生境多样性都很丰富的自然生境中,迁地保护的小种群可以发展成较大种群,这将使迁地保护的作用与功能得到重大发展。从保护生物学原理出发,应认真关注迁地保护的生境条件。因此,迁地保护区的设计应予以改进,还应构建人工栽培园地与自然(野生)生境混合的区域,以创造自然种群发生的必要条件。     

闽楠天然种群遗传多样性的RAPD分析

利用RAPD分子标记分析了闽楠主要分布区江西和福建两省的8个天然种群的遗传多样性和种群遗传分化.应用12条引物从160个植株中共检测到135个位点,其中多态位点134个.RAPD数据经Lynch-Milligan矫正后利用POPGENE软件计算出种群间遗传分化系数GST为0.373;利用Shannon多样性表型指数估算出46.4%的变异存在于种群间;分子方差分析(AMOVA)亦显示种群间变异占43.3%(P<0.001).尽管遗传变异主要存在于种群内,但闽楠种群间亦存在强烈的遗传分化,这可能与闽楠种群生境片断化、地理隔离等有关.根据闽楠的遗传变异特点,建议尽可能多地保护闽楠天然种群,对遗传多样性较高的福建西芹、浦城、明溪等种群应予以重点保护,同时收集各地闽楠遗传资源进行迁地保护,并通过种群扩繁以及合理回归自然等方式扩大种群规模、增强种群间的基因流,以维持其遗传多样性水平.     

秦岭山区美容杜鹃五个野生种群遗传多样性的ISSR分析

美容杜鹃是杜鹃花科杜鹃花属常绿观花植物,也是秦岭地区的特有属,在维持当地生态平衡方面发挥着重要作用,但目前资源正在遭受严重的破坏。该文通过ISSR分子标记技术对秦岭地区5个美容杜鹃野生种群进行遗传多样性分析,了解美容杜鹃不同种群的遗传分化,从而为美容杜鹃野生种质资源保护策略的制定提供理论依据。用8个ISSR引物对5个天然种群的90个单株进行扩增,共扩增出78条带(平均每条引物产生9.75条带),其中65条带是多态的,多态位点占总位点的百分率为83%。种群总的Nei’s基因多样性指数为0.3386,Shannon信息多态性指数为0.4972,表明美容杜鹃总的遗传多样性水平较高。种群多态位点百分率为82.71%~90.25%,Shannon信息多态性指数为0.4161~0.5867,Nei’s基因多样性指数为0.3044~0.4122,表明美容杜鹃不同种群遗传多样性水平差异较大。其中镇安木王种群和柞水牛背梁种群的遗传多样性水平较高。AMOVA分析表明种群内的遗传变异(91.22%)大于种群间的遗传变异(8.78%)。UPGMA聚类分析表明5个种群的遗传分化程度与地理距离没有相关性。因此建议尽可能地保护美容杜鹃所有的天然种群原生境条件,以最大限度保护其遗传变异。由于镇安和柞水种群具有较高的遗传多样性,因此建议优先对这2个种群实施就地保护和迁地保护。     

濒危植物绵刺8个种群遗传多样性的AFLP分析

利用8对AFLP引物对我国绵刺的8个种群240份材料的基因组DNA进行扩增,得到大小在65～530bp之间的397条清晰显带,其中296(74.56%)条呈多态性,平均每对AFLP引物得到37条多态性带;用PopGen32软件将AFLP多态性数据进行分析,不同种群的Nei's基因多样性指数和Shannon信息指数变化范围分别在0.0845～0.1779和0.1280～0.2377之间,其中遗传多样性最高为上沙窝种群,最低为银根种群,可将上沙窝种群作为种质遗传中心之一进行保护.绵刺遗传变异有68.31%存在种群内,31.69%种群之间,说明变异主要存在于种群内部.8个种群的平均遗传距离为0.1341,按UPGMA进行聚类分析,结果表明绵刺种群具有明显的地域相关性和遗传类型趋同性,说明不同的种群可能有共同的起源,随机遗传漂变不是影响绵刺种群遗传多样性的主要过程.建议在迁地保护和取样时,不仅要在每个种群中取足够多的个体,而且要在尽可能多的种群中取样,最大限度地保护绵刺的遗传多样性,为进一步地系统演化研究奠定基础.     

卧龙圈养大熊猫遗传多样性现状及预测,

以中国最大的大熊猫圈养种群—四川卧龙中国大熊猫保护中心的圈养种群为对象,以８个大熊猫微卫星位点为分子标记, 探讨了大熊猫圈养种群的遗传多样性, 并与邛崃野生种群及其他７个濒危物种进行比较。微卫星数据表明, 圈养种群的遗传多样性水平(A＝5.5, He ＝0.620, Ho＝0.574) 低于邛崃野生种群(A＝9.8,He＝0.779,Ho＝0.581),但高于其他7 个濒危物种的种群(He＝0.13~0.46)。在此数据的基础上对未来100个世代内圈养种群遗传多样性的变化情况做出了预测。结果表明假设种群数量比现在扩大一倍, 经历100个世代后也只会使平均等位基因数少减少0.4。因此继续增加野生个体对保持遗传多样性的意义已经不大, 建议该圈养种群的保护策略应将重点放到制定更有效的繁殖计划以避免近交上。     

极小种群野生植物海南风吹楠的遗传多样性研究

为探讨海南风吹楠(Horsfieldiahainanensis)的濒危原因,利用限制性酶切位点相关的DNA测序技术(RAD-seq)开发单核苷酸多态性(SNPs),评估居群的遗传多样性和遗传结构。结果表明,海南风吹楠的遗传多样性较低(Ho=0.167),其中BWL居群表现出最高的遗传多样性;居群间存在中等程度的遗传分化(Fst=0.120)。Structure分析表明居群的最佳聚类值为2,但个别居群的遗传结构混杂,Mantel检测结果也表明遗传距离和地理距离没有相关性(r=0.733,P0.075)。自身更新能力低以及过度的人为活动干扰,可能是导致其濒危的主要原因。建议加强对遗传多样性高的居群(BWL和YGL)进行就地保护;对生境破坏严重的居群(EXL和DLS)进行近地或迁地保护,以增加居群间的基因交流,同时构建核心种质,防止遗传资源丢失加剧。     

走出中国：酿酒酵母的起源、驯养与演化

酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)被广泛应用于酒类酿造和食品发酵等行业,其被人类利用的历史已有近万年。酿酒酵母也是遗传学、分子生物学、基因组学和合成生物学等研究中常用的模式生物。近年来研究者对其自然和驯养种群进行了全球范围的生态学、群体遗传学和群体基因组学等方面的研究,更新了对其生态分布、遗传多样性、自然进化和驯养史以及进化动力等方面的认知。发现酿酒酵母在原始森林等自然环境中普遍存在,并可能偏好阔叶树树干、腐木和周围土壤等生境。中国酿酒酵母的遗传多样性显著高于世界其他地区,该物种最古老的谱系也仅发现于中国,说明中国可能是该物种的起源地。生态适应是塑造该物种群体结构的主要力量,导致其野生和驯养群体之间的明显分化。驯养群体又分化为固态发酵和液态发酵两大类群,每个类群内又形成不同的驯养谱系。该物种野生群体的遗传多样性远高于其驯养群体,而野生群体遗传多样性的形成主要由中性突变引起。中国野生和驯养群体在麦芽糖利用能力、基因组杂合性、子囊孢子形成率和孢子活力等方面表现出显著差异,表明这2个群体采取不同的生活策略来适应其不同的生活环境。驯养群体通过群体或谱系特异性基因拷贝数...     

Assessment of genetic diversity and population structure of Chinese wild almond, Amygdalus nana, using EST- and genomic SSRs

Amygdalus nana L., commonly known as wild almond, is an endangered wild relative of cultivated almond, which has great potential in almond crop breeding. In this study, we used microsatellite (SSR) loci derived from both expressed sequence tag (EST) and anonymous genomic sequence to explore the genetic diversity and population structure of A. nana in Xinjiang of China. Seven natural populations were collected across the whole distribution of A. nana in China, including populations from both inside (four populations) and outside (three populations) the established protected areas. A total of 22 and 19 alleles were detected from the seven pairs of EST and genomic SSR loci, respectively. Generally, the genomic SSRs showed lower levels of variation than EST-SSRs, which may partially due to the higher cross-species transferability in EST-SSRs than in genomic SSRs. The population-level genetic diversity (A = 1.84, P = 50.00%, H_o = 0.3491, H_E = 0.2271) was lower than cultivated almond and several wild fruit species with similar breeding system. Most of the genetic variation (82.16%) was partitioned within populations. In particular, the population collected from Tacheng County (outside the protected areas) had the highest levels of genetic diversity and had significantly different genetic constitution from other populations.     

人工砍伐后短柄枹栎的居群遗传重建研究

为探讨人工砍伐后短柄枹栎(Quercus glandulifera var.brevipetiolata Nakai)居群的遗传关系,采用SSR分子标记技术,对短柄枹栎天然林中的4个次生林居群的遗传多样性、遗传结构进行研究。结果表明,筛选的7对SSR引物在4个居群内共揭示了101个等位基因。砍伐后恢复20年(20YAH)的短柄枹栎居群的遗传多样性最高,而砍伐后恢复1年(1YAH)和10年(10YAH)的遗传多样性相对较低。从长远来看,试验地居民特殊的砍伐习惯不会造成短柄枹栎天然林遗传多样性的变化。     

广东省猴耳环遗传多样性研究

为了解猴耳环(Archidendron clypearia)种质资源的遗传多样性,以广东省12个野生猴耳环群体的146份种质资源为材料,采用SSR分子标记技术对其遗传多样性和亲缘关系进行分析。结果表明,21对SSR引物共检测到249个等位基因,平均每对SSR引物检测的等位基因数(Na)为11.857,有效等位基因数(Ne)为3.500,期望杂合度(He)为0.718,多态信息含量(PIC)为0.676;12个群体中博罗群体的Shannon多样性指数(I=0.528)和有效等位基因数(Ne=0.716)均最大,是遗传多样性最丰富的群体;群体间的遗传分化系数为0.071,AMOVA分析表明,猴耳环的遗传变异主要在群体内(97%),群体内的遗传分化大于群体间。聚类分析表明,遗传系数在0.16时,可将12个群体分为6大类,与主坐标分析的结果大致相同。这为发掘、利用与保护猴耳环群体种质资源,开展猴耳环优良品种的遗传育种提供重要的理论依据。     

福建泰宁野生铁皮石斛种群的ISSR亲缘关系分析

为了解铁皮石斛(Dendrobium officinale)种质间的亲缘关系,利用ISSR技术对34份铁皮石斛种质资源进行亲缘关系和遗传多样性分析。结果表明,9条ISSR引物在34份种质中共扩增出78条带,多态位点百分率达100%。UPGMA聚类分析表明,种质的相似系数为0.61~0.92,在相似系数0.626处,福建省泰宁的野生铁皮石斛与栽培铁皮石斛分为两大类。泰宁野生铁皮石斛种群的Nei’s基因多样性(H)和遗传分化系数(Gst)分别为0.3111和0.4609,均高于栽培种群(0.3056和0.4204),表明泰宁野生铁皮石斛具有较丰富的多样性和较高的种群分化系数。AMOVA分析表明,铁皮石斛种群内变异指数为74%,种群间变异指数为26%,表明不同种群间可能存在基因交流。这些为不同地域的野生铁皮石斛资源的有效保护及利用提供理论依据及技术参考。     

中国东部沿海水仙归化群体的遗传多样性

为揭示我国东部归化水仙(Narcissus tazetta var. chinensis)的群体遗传多样性,利用2个叶绿体基因mat K和trn H-psb A片段对采自沪、浙、闽的5个代表群体的49株水仙进行了评估。结果表明,双基因联合序列的总长为1443bp,共定义6个单倍型,各归化群体的遗传多样性水平为DLSYPTDNJD=ZZCMD。AMOVA分析表明,群体内变异为遗传变异的主要来源(91.98%),群体间的遗传分化较低(Fst=0.080 22)。群体物种水平上的谱系结构不显著(Nst=0.020Gst=0.031;P0.05)。Mantel检验表明水仙群体间的遗传距离与地理距离呈显著的线性相关(r=0.929,P=0.02 0.05)。中性检验和错配分布分析结果均暗示水仙群体背离了快速扩张模型的假设。单倍型分布的中介网络图结合系统发育NJ树均将所有群体划分为2大分支。因此,我国东部沿海水仙归化群体整体遗传多样性水平较低,各群体间遗传分化较弱,遗传变异主要来自群体内,物种近期未经历扩张事件,可能是基因流受海岛隔离、自身生物学特征、生境异质性与及人为干扰的综合作用影响。     

贵州省野生皂荚种实表型性状多样性分析

为深入了解贵州省野生皂荚(Gleditsia sinensis)荚果表型性状的遗传多样性及其变异类型,为皂荚的遗传改良、种质鉴定、亲本选择以及品种培育奠定理论基础。该研究以贵州省7个野生皂荚群体70个个体为研究对象,采用方差分析、主成分分析、相关性分析及多性状综合评价等方法对皂荚群体的10个种实表型性状进行系统分析和综合评价。结果显示：(1)所测皂荚的表型性状差异在群体内均达到极显著水平(P＜0.01);在群体间,除每荚粒数、种子宽、种子长宽积以及种子长宽比之外,其余表型性状的差异均达极显著水平(P＜0.01)。(2)7个居群野生皂荚各性状平均变异系数为21.16%,其中凯里市(P4)居群的变异系数最高(24.44%);居群间荚果的变异(29.22%)高于种子的变异(11.04%),且变异主要来自于群体内。(3)相关分析显示,皂荚种实各性状之间存在不同程度的关联性;主成分分析显示,前4个主成分(皂荚种子大小、单个荚果出籽数量、种子形态指数因子、与荚果长和种子厚相关的因子)的累积贡献率达69.783%,可基本反映皂荚表型性状的大部分信息;以10个种实性状对皂荚野生群体进行综合评价发现,来自于惠水县(P7)群体的皂荚种实性状综合评价最高。研究表明,贵州省野生皂荚在群体间及群体内具有丰富的表型变异,且群体内的变异大于群体间的变异,变异主要来自于群体内。     

基于SSR标记的紫花风铃木群体遗传多样性分析

为揭示紫花风铃木(Handroanthus impetiginosus)的群体遗传变异特征,对广东省6市12个群体72份种质材料进行遗传多样性和群体遗传结构分析。结果表明,9对引物共扩增出123个等位基因位点,引物的平均多态信息量为0.754,具有较高的多态性。12个群体均具有较高的遗传多样性,群体间平均有效等位基因数为3.272个,平均Shannon指数为1.159。AMOVA分析表明群体间遗传分化程度相对较低,群体内遗传分化程度较高。群体的总体遗传分化系数为0.077,处于中等程度。基于Structure分析、主坐标分析和NJ聚类分析均可将12个群体分为2大类群,分组结果具有一定相似性,表明供试紫花风铃木群体遗传结构较为简单。这为紫花风铃木优良种质资源的利用、遗传变异和科学育种提供了理论参考。     

Genetic diversity of Schistosoma mansoni within and among individual hosts (Rattus rattus): infrapopulation differentiation at microspatial scale

The distribution of genetic diversity in a local population of the trematode Schistosoma mansoni was determined within and between individual wild rats at a microspatial geographic scale of a standing water transmission site. Using RAPD markers, molecular variance and canonical correspondence analysis were performed to test the significance of genetic differentiation between infrapopulations. Of total gene diversity, 8 and 11% was partitioned between hosts trapped at few metres distance from each other. Significant temporal differentiation (2%) was also detected among schistosomes sampled at 6 month intervals with more infrapopulation pairs differentiated during the dry season of parasite transmission than during the rainy season (45 and 12%, respectively). A combination of factors such as restricted displacement of rats, patchy spatial aggregation of infected snails and limited cercarial dispersion in standing water are likely to promote the genetic differentiation observed between infrapopulations at this microgeographic scale.