植物交配系统的进化、资源分配对策与遗传多样性

影响植物自交率进化的选择力量主要体现在两个方面：当外来花粉量不足时,自交可以提高植物的结实率,即雌性适合度（繁殖保障）;而如果进行自交的花粉比异交花粉更易获得使胚珠受精的机会,那么自交也可以提高植物的雄性适合度（自动选择优势）。但是,鉴别什么时候是繁殖保障、什么时候是自动选择优势导致了自交的进化却是极其困难的。花粉贴现降低了自交植物通过异交花粉途径获得的适合度,即减弱了自动选择优势,而近交衰退既减少了自动选择优势也减少了繁殖保障给自交者带来的利益。具有不同交配系统的植物种群将具有不同的资源分配对策。理论研究已经说明,自交率增加将减少植物对雄性功能的资源分配比例,但将使繁殖分配加大,而且在一定条件下交配系统的改变甚至可以导致植物生活史发生剧烈变化,即从多年生变为一年生。文献中支持自交减少植物雄性投入的证据有很多,但是对繁殖分配与自交率的关系目前还没有系统的研究。资源分配理论可以解释植物繁育系统的多样性,尤其是能够说明为什么大多数植物都是雌雄同体的。自交对植物种群遗传结构的影响是减少种群内的遗传变异,增加种群间的遗传分化。长期以来人们一直猜测,自交者可能会丢掉一些长期进化的潜能,目前这个假说得到了一些支持。     

中国麋鹿遗传多样性现状与保护对策

通过对麋鹿野生种群的绝灭过程、圈养历史、种群增长及遗传多样性状况的分析研究,认为麋鹿脱离野生种群成为完全的圈养群体约有100多年的历史,捕猎和栖息地丧失是其绝灭的根本原因。麋鹿最初引入欧洲时曾经历了严重的近交衰退阶段,目前其耐受近交的能力显著增强。截至1994年我国麋鹿已达近500只,其遗传变异量约为其野生种群的70%。在我国重建麋鹿自然种群不仅完全可能,而且也只有如此才能使麋鹿在自然中进化并丰富其受损的遗传多样性。     

植物边缘种群遗传多样性研究进展

边缘种群指地理分布边缘可检测到的一定数量的同种个体集合, 准确评价其遗传多样性对于理解第四纪冰期后气候变化对物种边缘扩展或收缩、遗传资源保护与利用以及物种形成等有重要意义。该文探讨了维持植物边缘种群遗传多样性的进化机制, 分析交配系统对物种边缘及其遗传多样性的影响, 比较了边缘与中心种群遗传多样性的差异及其形成的生态与进化过程, 并探讨了边缘种群遗传多样性与其所在的群落物种多样性的关系及理论基础。该文提出今后研究的重点是应用全基因组序列或转录组基因序列研究前缘-后缘种群之间或边缘-中心种群之间的适应性差异, 边缘种群与所在群落其他物种之间相互作用的分子机制, 深入解析边缘种群对环境的适应及边缘种群遗传多样性与群落物种多样性关系的生态与进化过程。     

黄山钓桥青冈种群的交配系统与近交衰退

采用垂直板型不连续聚丙烯酰胺凝胶电泳检测了黄山钓桥青冈种群的遗传变异、交配系统及近交衰退程度。黄山钓桥青冈群维持有中等程度的遗传变异,多态位点百分比和期望杂合度分别为５０％和０．１８１４。采用ＰＯＤ－２、ＥＳＴ－１和ＥＳＴ－２等３个多态位点,利用ＭＬＴ程序估计的花粉库和母株基因频率之间存在一些差异,可能是由于成熟个体花粉产量不同和种群内个体非随机分布造成的。单位点杂交率平均为０．３９２,略高于多位     

中国特有濒危植物夏蜡梅的交配系统

夏蜡梅Sinocalycanthus chinensis具有局限的地理分布、片断化的生境、较小的种群规模和特殊的遗传结构,研究其交配系统,将为评估造成其目前这种遗传结构的内因、明确夏蜡梅遗传衰退机制和制定保护策略提供重要依据。通过野外观察、实验室检测和人工控制交配实验等研究,结果表明:夏蜡梅从开花到散粉雄蕊和退化雄蕊呈直立到平展再到合拢状的动态变化,当花药处于最平展状态时,柱头成熟具有粘性,可授性最强;说明夏蜡梅雌蕊先熟,雌雄配子存在一定的时空隔离,仅发育后期可遇。花粉胚珠比(P/O)、杂交指数(OCI)和人工控制交配实验的结果较为一致,表明夏蜡梅的交配系统为以异交为主的混合交配系统,部分自交亲和,完成授粉需要传粉者。综合种群结构、遗传结构和交配系统,夏蜡梅种群内遗传多样性降低而种群间遗传分化加剧最重要和直接的原因是生境的破坏、种群规模变小而导致的近交或自交比例增加。人工控制交配实验结果进一步表明,远交和混合授粉即用含有天台种群的花粉进行授粉具有显著的远交优势,远交结实率高达79.6％,平均每果实结实9.1粒种子,平均每胚珠结实0.75粒。因此,人为地促进2种群间的基因流将有利于夏蜡梅自然种群的恢复和遗传多样性的增加,对夏蜡梅保护策略的制定有重要参考价值。     

植物遗传多样性保护及其分子生物学研究方法

植物遗传多样性保护及其分子生物学研究方法李俊清（北京林业大学森林资源与环境学院,１０００８３）ＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆＰｌａｎｔＧｅｎｅｔｉｃＤｉｖｅｒｓｉｔｙａｎｄＲｅｌａｔｅｄＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．￥Ｌｉ...     

东南亚兰科植物的物种多样性、生活习性及其传粉系统（附表）

兰科(Orchidaceae)植物广布于除两极和极端沙漠地区外的各种陆地生态系统,包括5个亚科800多属28 000多种。东南亚地区兰科植物种数约占世界的1/3,是兰科植物生物多样性热点区域之一。通过查阅文献及书籍等资料,该文系统整理了东南亚兰科植物物种种类及其扩散演化历史,并对其生活习性和传粉系统进行了归类。结果表明:(1)东南亚兰科植物8 855种,分属5亚科17族26亚族240属;(2)主要生活型为附生的有127属6 000种以上,地生97属2 000种以上,腐生13属约100种,藤本4属40余种;(3)根据整理出的东南亚79个属的兰科植物传粉系统发现,有44个属含有自动自交的物种,具报酬物的传粉系统有花粉(仅见于拟兰亚科)、芳香类物质(仅见于香荚兰亚科)和花蜜(5个亚科均有)等报酬物类型。欺骗性传粉系统广泛存在于各个亚科,包括食源性欺骗、性拟态、繁殖地拟态和信息素拟态等类型。东南亚兰科植物在物种、生活习性及传粉系统都展现出极高的多样性,对这些生物学特点的总结将为兰科植物的保育提供一定的理论基础和本底资料。     

论克隆植物的遗传多样性

概述了克隆植物的类型与特点,对克隆植物的遗传多样性及其遗传结构的一些特点进行了综述,并讨论了克隆植物遗传变异的来源。总体而言,克隆植物拥有比早期推测大得多的遗传变异,虽然克隆种与其近缘有性繁殖种相比,遗传多样性较低,但广泛的遗传单态性却很罕见。克隆植物种群的遗传结构有所改变,广布基因型很少,大多数基因型仅分布于某一种群之内,种群间基因型多态性存在广泛的变异。不同克隆植物之间遗传多样性相差很大,遗传结构也有巨大差异。说明除生殖模式外,其他的一些因素,如地理分布范围、生境特点,散布方式和种群历史等都对克隆植物遗传多样性有重要影响。     

植物遗传多样性及保护研究进展

根据国内外最近资料和作者的研究体会,综述目前生物多样性的概念、研究方法和研究动态,文章比较了应用形态、分类、同功酶、ＲＦＬＰ和ＲＡＰＤ方法研究栎树的最新结果,介绍了研究目标和采用方法的相互关系,分子生物学方法在生物多样性,尤其是遗传多样性研究中的应用。结合概念、方法和结果的讨论,文章最后介绍一些有关生物多样性保护方面的理论和方法以及国际国内生物多样性保护研究的发展动态。     

华东地区青冈种群的遗传多样性及遗传分化

采用垂直板型聚丙烯酰胺凝胶电泳测定了华东地区6个青冈(Cyclobalanopsis glauca(Thunb.)Oerst.)种群的遗传多样性和遗传分化程度以及基因流。青冈种和种群水平都维持有较高的遗传多样性,期望杂合度分别为0.2252和0.2126,观察杂合度分别为0.1661和0.1771。种群间的遗传分化程度较低,分化度仅为5.6％,种群间的遗传一致度和遗传距离的均值分别为0.9729和0.0276。种群间的分化时间为1.4～27万年。基因流分别为4.21和20.49。     

八面山银杉林的遗传多样性和群体分化

采用水平淀粉凝胶电泳技术对分布于湖南八面山的濒危植物银杉(cathaya argyrophylla Chun etKuang)的遗传多样性和群体分化进行了初步研究。对13个酶系统25个等位酶位点的检测表明,该地区的银杉林群体遗传变异水平很低,多态位点比率 P=0.28,等位基因平均数 A=1.36,平均期望杂合度He=0.100;但3个小群体间存在着明显的遗传分化,基因分化系数高达G_ST=0.26,明显不同于其它裸子植物的报道。八面山银杉林低水平的遗传变异和明显的群体分化,一方面反映了银杉的古老性和残遗性,另一方面也说明在银杉的进化过程中可能发生了严重的遗传漂变,而且群体之间的基因流明显受阻。     

塔里木裂腹鱼群体遗传结构及遗传多样性分析

塔里木裂腹鱼为塔里木河水系特有濒危裂腹鱼类。研究采集5个群体(多浪渠首、喀拉喀什河、木扎提河、塔什库尔干、玉龙喀什河)塔里木裂腹鱼,扩增线粒体控制区第一高变区,共获得长度456 bp序列95条。塔里木裂腹鱼单倍型多样度和核苷酸多样度分别为0.7118、0.0024。AMOVA分析显示,群体间遗传分化显著。FST值统计检验表明,除喀拉喀什河群体与玉龙喀什河群体之间差异不显著外,其他两两群体之间都是显著的。分子系统树和单倍型网络图分析表明,塔里木裂腹鱼单倍型间关系较近。中性检验和mismatch分析显示,塔里木裂腹鱼群体经历过近期群体扩张事件。根据核苷酸不配对分布τ值计算其群体扩张时间为20万年前。天山、昆仑山的运动以及第四纪冰期-间冰期的变化可能影响了塔里木裂腹鱼的群体历史动态。     

银鲫两个雌核发育克隆间两性生殖子代的遗传多样性分析

本研究在揭示银鲫两性生殖方式的基础上,对以一尾人工雌核发育克隆F的卵子与一尾天然雌核发育克隆D的精子授精所获得的18尾FD后代及其亲本进行RAPD分析.扩增结果表明,在18尾FD子代中可检测到丰富的DNA多态片段,这些多态片段来自于银鲫两性生殖的重组.FD子代的扩增图谱不仅与母本的扩增图谱不同,而且个体间的扩增图谱也存在着较大的差异.这些差异的DNA片段根据其来源可基本分为四类.与异精刺激雌核发育的子代的情况不同,两性生殖FD子代间平均遗传距离高达0.23±O.123,远远高于异精刺激雌核发育的子代间的平均遗传距离(约＜0.01).在FD的三类表型中,SD个体间的平均遗传距离最大,为0.235±0.097;其次是SF间的平均遗传距离,为0.148±0.073;而NL间的平均遗传距离最小,为0.094±0.083.银鲫的遗传多样性和两性生殖方式为银鲫种群提供了丰富的遗传变异,创造了更多的遗传多样性.在分析了2320条(平均每个个体116条)可分辨的扩增带的基础上,采用NJTREE构建了呈现FD个体间及其与亲本相似性的分支图.NL3与母本的相似度最高,SD3与父本的相似度最高.在FD三种类型中,SD与NL和SF的平均遗传距离较大(＞0.31),而NL和SF的平均遗传距离仅为0.124.母本与父本的遗传距离约为0.35,与以前的研究结果类似,而FD 18尾个体与父母本的平均遗传距离均约为O.32,基本一致.但将18尾个体按体型分别统计平均遗传距离,不同的体型与父母本的相似性存在着较大差别.母本与SF的相似率最高,约为71%;父本与SD的相似率最高,约为70%.这可能由于扩增出一些与表型相关的DNA片段,从而导致了FD三种类型与亲本的相似性与表型相关.银鲫具有两种生殖方式的揭示将为解决长期困惑进化遗传学家的难题寻找到一个新的突破口,也进一步确立了银鲫在单性脊椎动物和多倍体脊椎动物进化遗传学研究中的特殊意义.     

人工雌核发育鲢的遗传多样性及异源遗传物质整入的RAPD分析

运用RAPD技术对连续二代人工雌核发育鲢的遗传多样性及异源遗传物质的整入进行了分析 ,结果表明 :一代雌核发育鲢 ,个体间遗传相似度为 0 94 5— 0 995 6 ,多样性指数为 0 175 ;二代雌核发育鲢 ,个体间遗传相似度为0 96 15— 1 0 0 ,平均为 0 985 2 ,多样性指数为 0 0 6 2。研究揭示经过连续二代人工雌核发育后 ,其遗传多样性明显减少 ,种质进一步纯化。通过对雌核发育鲢二代、亲本鲢和雄鲤的RAPD扩增比较 ,发现雌核发育鲢含有少数与父本相同的特异DNA扩增带 ,而亲本鲢没有 ,在基因水平上表明雌核发育鲢整入了雄鲤的遗传物质     

COLOR PATTERN EVOLUTION,ASSORTATIVE MATING,AND GENETIC DIFFERENTIATION IN BRIGHTLY COLORED BUTTERFLYFISHES (CHAETODONTIDAE)

In butterflyfishes (Chaetodontidae), color pattern evolves rapidly and is often the only morphological trait separating closely related species. Vivid coloration is frequently assumed to provide critical signals for mate recognition and mate choice, but few direct experimental tests are available. Here we analyze the relationship between color pattern change, mate choice, and genetic differentiation in a group of three very closely related allopatric butterflyfishes. We found that in only one member of this group, Chaetodon multicinctus, is color pattern evolution associated with mate preference and genetic divergence. For its two sister species, C. punctatofasciatus and C. pelewensis, color pattern change has not resulted in assortative mating (based on laboratory pairing experiments and field observations) or in significant mtDNA or allozyme differentiation. In a contact zone on reefs in the Solomon Islands and Papua New Guinea, hybridization between the two forms has nearly homogenized color pattern differences. Outside these areas, however, color pattern remains distinct. Genetic variation is homogeneous over a much larger geographic scale. Sequence variation in the tRNA-proline end of the mitochondrial control region and allozyme variation was distributed widely within C. punctatofasciatus and C. pelewensis, which suggests few constraints to mitochondrial or nuclear gene flow across the color pattern boundary. These contrasting patterns strongly suggest that selection is maintaining color pattern differences in allopatry in the face of potentially homogenizing levels of gene flow. The mating pattern data show that this selection is not operating on mate recognition in the strictest sense, but probably on some other aspect of the social system of these territorial fish. In this case, divergence in mating preference can follow color pattern evolution, but is not contemporaneous with it.     

巴马小型猪与贵州小型香猪遗传多样性的RAPD分析

应用经过筛选的31条引物对巴马小型猪和贵州小型香猪的基因组DNA进行RAPD扩增,分析二品系实验用小型猪的遗传多样性.两品系实验用小型猪品系内及品系间多态性位点的百分数分别为30.9%和25.7%,品系间及品系内的平均遗传距离分别为0.120、0.072和0.067.结果表明,两品系实验用小型猪品系间及品系内遗传多样性贫乏,遗传变异较小.     

EVOLUTION,PHYLOGENY, SEXUAL DIMORPHISM AND MATING SYSTEM IN THE GRACKLES (QUISCALUS SPP.: ICTERINAE)

According to theory, two consequences of sexual selection are sexual dimorphism in size and secondary sexual characteristics, due to either intra- or intersexual selection. In this paper I suggest three criteria for the test of an evolutionary hypothesis involving quantitative morphological characters. First, the postulated change must be shown to have occurred in evolutionary time. Second, this change must be positively correlated with a change in the proposed selective agent. Third, given two taxa with different degrees of sexual size dimorphism and different mating system, the possible influence of drift must be rejected. If the hypothesis is not rejected by these three criteria, then we still have no proof of causality, but we can at least be more confident about its plausibility. This is applied to the particular hypothesis that sexual dimorphism in the Boat-tailed and Great-tailed grackles (Quiscalus spp; Icterinae; Aves) is caused by the highly polygynous mating system in these species. In relation to an outgroup, both species have increased disproportionately in male tarsus and tail size, creating an increased sexual dimorphism. This has cooccurred with the evolution of their particular mating system. However, the variance among species in male tarsus size can be accounted for by drift, and need not be a result of selection for increased size. In contrast, the variance among species in male tail size was much larger than expected under a null model of drift, indicating directional selection for long tails. The variance in female tail size was not larger than expected by drift, whereas the variance in female tarsus size was in fact lower than expected by drift, indicating stabilizing selection. The data are consistent with the hypothesis with regard to tail size, but not with regard to body size.