苦荞地方种质资源的遗传多样性分析

利用SSR分子标记技术对中国苦荞主产区陕西、云南、四川、西藏等地的82份苦荞地方种质的遗传多样性进行了分析,以揭示中国特有的作物种质--苦荞地方种质资源的遗传多样性,促进苦荞优良品种的选育.结果显示:(1)所用25个SSR引物中有13个引物在苦荞地方品种中具有多态性,且扩增条带的稳定性较好,共扩增出208条条带,其中多态性条带200条,占总数的96.2%;(2)聚类分析结果显示,82份苦荞材料的遗传相似系数(GS)分布于0.52～0.85之间,平均值为0.69,在GS值为0.722的水平上,82份材料被聚为10大类群.研究表明82份苦荞品种间遗传多样性明显,具有丰富的遗传基础.     

青藏高原青稞品种醇溶蛋白的遗传多样性

利用A-PAGE（acid-polyacrylamide gel electrophoresis）法对来自中国青藏高原地区67份青稞品种进行了醇溶蛋白位点的遗传多样性研究。共分离出29条相对迁移率不同的条带,多态性为100％。所有材料在Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ醇溶蛋白位点分别发现了36、46和7种等位变异类型,总变异数以四川材料为最高,甘肃材料为最少,等位变异类型频率在地区间的分布存在显著或极显著差异。4个青稞群体醇溶蛋白Ⅰ、Ⅱ位点的遗传多样性均略大于Ⅲ位点的遗传多样性,4个地区材料的平均遗传多样性无显著性差异。聚类分析结果表明,67份材料可分成A、B、C、D、E、F、G和H8类,材料聚类与其生长的地区有明显的相关性。     

西藏牦牛线粒体DNA 的遗传多样性及系统进化分析

为从分子水平上探究西藏牦牛类群的遗传多样性、亲缘关系,本研究测定了日多牦牛、类乌齐牦牛、丁青牦牛、错那牦牛、隆子牦牛、仲巴牦牛、聂荣牦牛、申札牦牛等8 个西藏牦牛类群共328 头牦牛mtDNAD-loop区序列,分析其多态性,构建系统进化树。结果表明:本次测定的西藏牦牛mtDNA D-loop 区序列长度为 887 - 895 bp,共检测到135 个变异位点,其中单态突变位点52 个,简约信息位点83 个。在328 个个体中共检测出91 种单倍型,平均单倍型多样性(Hd)、平均核苷酸多样性(π)分别为0. 884、0.010 27,显示西藏牦牛具有丰富的遗传多样性。8 个类群间平均遗传距离为0.011;日多牦牛与错那牦牛间遗传距离最小(0. 006);类乌 齐牦牛与隆子牦牛间遗传距离最大(0.015)。系统进化分析显示西藏牦牛可分为两大类,错那牦牛是较纯的牦牛类群,其它牦牛类群在进化过程中出现相互交流的情况。     

新疆克孜勒苏柯尔克孜地区帕米尔牦牛mtDNA COⅠ 的遗传多样性分析

为了更好地保护和开发我国新疆的牦牛遗传资源,对新疆克孜勒苏柯尔克孜地区帕米尔牦牛的遗传多样性及群体遗传结构进行了分析。对3个帕米尔牦牛类群的线粒体COⅠ基因序列进行测定,分析其多态性,构建系统进化树。研究结果显示,帕米尔牦牛COⅠ基因序列全长为1 048 bp,共检测到13个变异位点,其中单态突变位点9个,简约信息位点4个。在帕米尔牦牛类群中共检测出10种单倍型,平均单倍型多样性（haplotype diversity,H_d）、平均核苷酸多样性（nucleotide diversity,P_i）分别为0.762和0.001 64。3个类群间平均遗传距离为0.004 30,且苏木塔什牦牛与布伦口牦牛的遗传距离最小（0.003 72）。结果表明,帕米尔牦牛具有丰富的遗传多样性,但各类群之间遗传分化不明显,且经人工或自然选择后群体发生了扩张和基因交流的情况。研究结果为新疆帕米尔牦牛的遗传改良及新疆优良畜禽遗传资源的保护和开发提供了科学依据。     

基于ISSR分子标记的西藏杓兰种群遗传多样性分析

西藏杓兰(Cypripedium tibeticum)是具有很高观赏和药用价值的兰科植物,已被列为中国优先保护的濒危植物。该研究采用ISSR分子标记技术,对采自中国西部地区的7个西藏杓兰种群进行遗传结构及遗传多样性分析,为中国野生西藏杓兰种质资源的保护提供理论依据。结果显示:(1)从100条ISSR引物中共筛选出12条多态性高、重复性好的引物,共检测出136个位点,多态位点百分率(PPB)达100%,总体Nei's基因多样性指数(H_e)和Shannon信息指数(I)分别为0.318 6和0.484 3,种群间的Nei's遗传距离在0.033 3～0.170 1之间,Nei's遗传相似度在0.843 5～0.967 3之间,总体遗传分化系数(G_(st))和基因流(N_m)分别为0.222 9和1.743 0。(2)基于UPGMA法和邻接法的种群系统聚类结果均显示出四川种群与陕西种群之间存在遗传分化。总体上西藏杓兰种群间遗传分化与地理隔离之间相关性不显著。研究认为,西藏杓兰种群在分子水平上具有丰富的遗传多样性,且四川种群与陕西种群已产生了遗传分化;ISSR分子标记可用于西藏杓兰种群遗传多样性、遗传结构及种群间遗传分化等方面的研究。     

不同倍性桤木属植物遗传差异的AFLP分析

采用AFLP技术对桤木属4种不同倍性的116份材料指纹图谱进行了分析,5对引物组合共得到301个位点,282个为多态位点,多态位点百分率为93.7%。4个种群多态位点百分率为35.2%~72.4%,平均多态位点百分率为54.6%。总的Nei's基因多样性为0.3043,总Shannon多态信息指数为0.4578。种群间及种群内部均具有较丰富的遗传多样性,种群间的遗传差异大于种群内部的遗传差异。NJ聚类分析与主坐标分析结果一致,所有的供试材料明显的分为3个组,地理分布距离较近的种群优先聚在一起。     

荞麦属种间13S球蛋白基因序列比较研究

荞麦13S球蛋白是荞麦种子中的一类主要贮藏蛋白。本研究选用荞麦属植物甜荞栽培种及其野生类型、苦荞栽培种及其野生类型、毛野荞、左贡野荞、细柄野荞和硬枝万年荞6个种共44份材料,进行PCR特异性扩增、测序得到荞麦13S球蛋白基因的保守片段序列。对序列进行差异分析,结果发现44份供试材料13S球蛋白基因片段的285个排列位点中不变位点为24个,多态性位点S为261个(含简约信息位点数198个和单型可变位点63个),序列总突变位点Eta为503个。野生甜荞种内13S球蛋白基因序列差异明显高于栽培甜荞,但野生苦荞种内13S球蛋白基因序列差异仅稍高于栽培苦荞。推测其一方面可能与繁殖方式有关,另一方面可能与荞麦驯化过程中通常只有少数野生型群体被驯化有关。系统聚类分析发现栽培甜荞与野甜荞亲缘关系近,与左贡野荞亲缘关系次之;栽培苦荞与野苦荞亲缘关系近,与毛野荞亲缘关系次之;细柄野荞和硬枝万年荞的13S蛋白基因片段序列差异较小,说明其亲缘关系较近。上述结果为荞麦属种间遗传多样性与进化关系研究提供了理论依据。     

四川裂腹鱼乌江种群mtDNA控制区序列的遗传多样性分析

采用PCR扩增和直接测序法分析了四川裂腹鱼乌江种群32个个体mtDNA控制区的序列差异和遗传多样性.在该种群mtDNA控制区长度为464 bp的同源序列中,共计有9个变异位点,占总位点数的1.94%.32个个体共定义了9种单倍型,单倍型间平均遗传距离(P)为0.0060,单倍型多样度(Hd)为0.768.核苷酸多样性(π)为0.00324,平均核苷酸差异数(K)为1.500.用单倍型间遗传距离构建的NJ分子系统树聚为两个分支.结果提示四川裂腹鱼乌江种群遗传多样性匮乏,保护四川裂腹鱼乌江种群刻不容缓.     

基于psbA-trnH分析的何首乌野生居群遗传多样性

对产自不同省区的何首乌[ Fallopia multiflora (Thunb.) Harald.] 17个野生居群85个单株的sbA-trnH序列进行了扩增和分析,在此基础上分析了居群间的遗传多样性,并采用NJ法对85个单株进行了聚类分析.结果表明:供试85个单株的psb A-trnH序列长度为384 bp;其中,变异位点为167 bp,简约信息位点为53 bp,分别占序列总长度的43.5％和13.8％.变异类型主要为碱基缺失和替换;变异位点主要集中在235～281 bp区域,根据位点变异情况可将17个居群大体分为3类.各居群间的遗传距离为0.000～0.172,其中,贵州居群与其他16个居群间的遗传距离为0.167 ～0.172,而其他16个居群间的遗传距离为0.000～0.017.17个居群间的核苷酸多样性指数(Pi)、遗传分化系数(Nst)和基因流(Nm)分别为0.028 56、0.918 68和0.04;除贵州居群外其他16个居群的Pi、Nst和Nm分别为0.015 68、0.837 19和0.10;贵州局群与其周边省区(四川、云南、广西、湖南和湖北)居群的Pi、Nst和Nm分别为0.047 99、0.937 62和0.03.在NJ系统树上,17个居群可聚为4支,且大部分居群的供试单株聚在同一分支中;仅贵州居群单独聚为一支,与序列分析的划分结果基本一致.由研究结果可见:野生何首乌居群总遗传变异的91.868％来自居群间,8.132％来自居群内,居群间的基因交流较少;除贵州居群外其余16个居群的整体遗传多样性水平偏低,说明何首乌居群整体多样性水平在很大程度上受贵州居群的影响.     

基于LSU和ITS的青藏高原黄绿卷毛菇种群遗传多样性分析

为研究黄绿卷毛菇群体遗传结构,以青海、西藏、四川3个省份的10个地理群共91个样本黄绿卷毛菇为实验材料,采用分子生物学方法测定和分析所有样本的LSU和ITS序列。结果显示:1 995bp的LSU和ITS基因序列共有8个变异位点,得到20个基因型。单倍型多样性指数(Hd)和核苷酸多样性指数(pi)分别为0.538±0.026和0.00029±0.00002;青海玉树和青海兴海的遗传多样性指数最高。分子变异分析结果表明黄绿卷毛菇群体遗传变异主要来自种群内(75.70%),种群间遗传分化较大。系统进化树结果也表明,10个地理群分成2个支系,黄绿卷毛菇群体存在明显的地理结构。中性检测结果进一步证实,黄绿卷毛菇群体有着复杂的群体历史,曾发生过种群数量扩张,近期种群数量正在衰减。     

云南苦荞种质资源主要性状的遗传多样性分析

为了从云南苦荞种质资源中挖掘优异种质资源,拓宽苦荞遗传基础,以48份苦荞种质资源为材料研究了6个主要农艺性状和5个品质性状的遗传多样性。结果表明,云南的苦荞资源存在着丰富的遗传多样性,6个农艺性状中株粒重的变异系数为34.4%最大,品质性状中总黄酮含量的变异系数为51.72%最大。聚类结果表明,将48份材料聚为3大类,可区分为低产型、矮秆高产型和中秆高产型。6个主要农艺性状和5个品质性状的主成分分析结果表明,前3个累计贡献率分别达84.105%和80.332%,各主成分性状载荷值反映了主要数量性状的育种选择潜力。综合分析种质资源的主要农艺性状,可为云南苦荞种质资源的利用提供有效的科学依据。     

Genetic Diversity of Buckwheat Cultivars (<Emphasis Type="Italic">Fagopyrum tartaricum</Emphasis> Gaertn.) Assessed with SSR Markers Developed from Genome Survey Sequences

Tartary buckwheat is an important edible crop as well as medicinal plant in China. More and more research is being focused on this minor grain crop because of its medicinal functions, but there is a paucity of molecular markers for tartary buckwheat due to the lack of genomics. In this study, a genome survey was carried out in tartary buckwheat, from which SSR markers were developed for analysis of genetic diversity. The survey generated 21.9 Gb raw sequence reads which were assembled into 348.34 Mb genome sequences included 204,340 contigs. The genome size was estimated to be about 497 Mb based on K-mer analysis. In total, 24,505 SSR motifs were identified and characterised from this genomic survey sequence. Most of the SSR motifs were di-nucleotide (67.14 %) and tri-nucleotide (26.05 %) repeats. AT/AT repeat motifs were the most abundant, accounting for 78.60 % of di-nucleotide repeat motifs. SSR fingerprinting of 64 accessions yielded 49.71 effective allele loci from a total of 63 with the 23 polymorphic SSR primer combinations. Analyses of the population genetic structure using SSR data strongly suggested that the 64 accessions of tartary buckwheat clustered into two separate subgroups. One group was mainly distributed in Nepal, Bhutan and the Yunnan-Guizhou Plateau regions of China; the other group was mainly derived from the Loess Plateau regions, Hunan and Hubei of China and USA. The cluster analysis of these accession’s genetic similarity coefficient by UPMGA methods strongly supported the two subgroup interpretation. However accessions from Qinghai of China could be grouped into either of the two subgroups depending on which classification method was used. This region is at the intersection of the two geographical regions associated with the two subgroups. These results and information could be used to identify and utilize germplasm resources for improving tartary buckwheat breeding.     

甜荞品种内与品种间的遗传多样性研究

以9个甜荞品种为材料,1个苦荞品种为对照,每个品种随机取10粒种子发芽,提取基因组DNA,采用长随机引物和内含子切接点引物的PCR分子标记技术,对甜荞品种内和品种间的遗传多样性进行了分析.结果表明:(1)所使用的引物均能在 9份甜荞品种和1份苦荞品种中稳定扩增出条带,共获得了45条条带,其中多态性条带42条,占总数的93.3%;(2)甜荞同一品种内存在一定的遗传差异,但遗传距离较小,大部分不同甜荞品种间的遗传差异大于其品种内的遗传差异.因而,在甜荞品种鉴定和遗传多样性研究中,通过品种内适当混合取样可以较好地代表和反映甜荞品种特性.     

苦荞辐照突变体黄酮含量与PAL活性和农艺性状研

对苦荞辐照突变体黄酮含量和PAL活性以及农艺性状及其它们之间的相关性和显著性的研究得出：养麦种子萌发期黄酮含量与PAL活性在同一时期相关性不显著,呈平行变化关系;在苦荞高黄酮突变体选育过程中单株粒数、单株粒重、主茎分枝数和株高是重要的参考指标。对苦荞突变体综合特征进行分析得出：突变体A3和A4、突变体B2和B4、突变体C3和C5的品质综合指标较对照品种有很大的改善,特别是黄酮含量有明显的提高。     

基于ITS和ndhF-rpl32序列的荞麦种间亲缘关系分析

荞麦起源于我国, 演化形成了丰富的物种和遗传多样性。为了有效研究和利用荞麦及其野生种资源, 以从四川、甘肃、贵州等地采集的荞麦属(Fagopyrum)10个种(含变种、亚种和复合体种)共71份材料为对象, 通过ITS和叶绿体ndhF-rpl32序列分析, 利用MEGA5.0构建系统进化树, 探讨了荞麦种内及种间亲缘关系。结果表明, 在ITS序列矩阵中, 序列长度为725 bp, 信息位点为150个, 占序列总长度的20.7%; 在ndhF-rpl32序列矩阵中, 序列长度为940 bp, 信息位点为158个, 占序列总长度的16.8%。由ITS序列和ndhF-rpl32序列构建的两个进化树都可以将71份材料分为大粒荞麦种组和小粒荞麦种组; 其中, 大粒荞麦种组包括栽培苦荞和米苦荞(F. tataricum)、金荞复合体(F. cymosum complex)、栽培甜荞(F. esculentum)和野生甜荞(F. esculentum ssp. ancestralis); 小粒荞麦种组包括齿翅野荞(F. gracilipes var. odontopterum)、疏穗小野荞(F. leptopodum var. grossii)、小野荞(F. leptopodum)、密毛野荞(F. densovillosum)、细柄野荞(F. gracilipes)和硬枝万年荞(F. urophyllum)。而ndhF-rpl32序列构建的系统发育树还能区分栽培甜荞和野生甜荞, 具有更好的聚类效果。另外, 与栽培甜荞相比, 金荞复合体与栽培苦荞的亲缘关系更近。该研究为荞麦属种的分类和条形码研究提供了一定的科学依据。     

二倍体和四倍体栽培苦荞的细胞学比较研究

观察和统计了二倍体和四倍体苦荞 (Fagopyrum tataricum)花粉母细胞减数分裂过程 TI、T 时期的异常程度及花粉粒败育性等多个指标 ,并比较分析了二倍体和四倍体苦荞在这些指标上的差异显著性。结果显示 :四倍体苦荞的异常 TI细胞频率、异常 T 细胞频率、TI细胞平均微核数、T 细胞平均微核数及花粉败育率均显著高于二倍体苦荞 ,这表明四倍体苦荞的遗传稳定性和花粉可育性都比二倍体苦荞差。     

Old Crop,New Society: Persistence and Change of Tartary Buckwheat Farming in Yunnan,China

Traditional agricultural systems are important for crop genetic resources conservation. Many scholars have addressed the problem of traditional cultivar replacement by modern varieties, but few have investigated the entire loss of traditional crops from farming systems. Our prior research suggested that tartary buckwheat (Fagopyrum tataricum (L.) Gaertn.) agriculture is rapidly decreasing in Yunnan China, the center of the crop’s origin and an important repository of on-farm genetic diversity. Using interdisciplinary methodology to determine whether the crop is indeed in decline and evaluate reasons behind planting trends, we found a combination of interacting agroecological, socio-cultural, and institutional factors influence tartary buckwheat planting in Yunnan. Farmer ethnicity, presence of a commercial market for the crop, and government agricultural policy were particularly important. Low commercial value of the crop compared to other alternatives, reduction of available farmland, and labor shortages were major reasons cited for crop abandonment. Despite an overall reduction in tartary buckwheat planting across a wide spectrum of farms, we also found the crop retains subsistence, rotational and cultural value for many Yunnan farmers. We conclude that although Yunnan farms are increasingly managed commercially rather than for subsistence, tartary buckwheat will continue to occupy a niche in the agricultural landscape.