铜鱼线粒体控制区的序列变异和遗传多样性

采用PCR和DNA测序技术研究长江中上游野生铜鱼的遗传多样性和群体遗传学特征,从9个采样点共获得100尾铜鱼,用于分析的线粒体DNA控制区的片段序列为946bp。在100个序列中,共检测出变异位点47个(其中增添/缺失位点8个),单倍型41种。9个地理群体的平均单倍型多样性(Hd)和平均核苷酸多样性(Pi)分别为0.9257±0.0162和0.004178±0.002337,表现出较贫乏的遗传多样性。群体间的分化指数(FST值)、平均基因流(Nm)、分子方差分析(AMOVA)和平均K2-P遗传距离均表明9个铜鱼地理群体间存在广泛的基因交流,未明显发生群体遗传分化。另外,共享单倍型比例较高,约为34%(14/41)。单倍型的UPGMA分子系统树和简约网络图显示单倍型的聚类与地理分群没有相关性。上述结果表明9个铜鱼地理群体属于同一种群。       

基于线粒体Cyt b基因序列变异的克孜河塔里木裂腹鱼和斑重唇鱼遗传多样性

采用线粒体细胞色素b基因(Cyt b)序列,分析了采自新疆克孜河3个群体(斯木哈纳SM、牙师YS、卡拉贝利KL)的塔里木裂腹鱼(Schizothorax biddulphi)41尾个体及1个斑重唇鱼(Diptychus maculates)群体(斯木哈纳)23尾个体的种群遗传多样性和遗传结构.结果显示,塔里木裂腹鱼检测到6个碱基变异位点,定义了4种单倍型,平均单倍型多样性指数及核苷酸多样性指数分别为0.525 4和0.001 16.分子变异分析(AMOVA)结果提示,塔里木裂腹鱼的遗传变异全部发生于群体内部;群体间Kimura-2-parameter遗传距离、分化指数(F<,st><0.085 25)和基因流(N<,m>>3.18)都显示3个群体没有种群分化,属于单一种群.斑重唇鱼检测出7个变异位点,定义了8个单倍型,平均单倍型多样性指数与核苷酸多样性指数分别为0.830 1和0.001 13.研究表明,克孜河的塔里木裂腹鱼和斑重唇鱼均处于很低的遗传多样性水平,物种维持力较弱.     

松江鲈线粒体DNA控制区结构和遗传多样性分析

为探讨松江鲈(Trachidermus fasciatus Heckel)线粒体控制区特征及其群体遗传结构, 研究测定分析了中国和日本沿海共8个群体的线粒体控制区序列, 分析了其结构特征, 识别出终止序列区(ETAS)、中央保守区(CD)和保守序列区(CSB)的特征序列。遗传多样性分析结果显示: 69个松江鲈个体共检测到47个单倍型, 呈现出核苷酸多样性(0.0079)较低和单倍型多样性(0.978)较高的特点。单倍型邻接关系树和单倍型网络关系图均显示松江鲈分为中国和日本两大世系。遗传分化系数(Fst)和分子方差分析(AMOVA)结果表明, 松江鲈中国群体和日本群体之间存在的遗传差异较显著, 中国沿海各群体之间亦存在着一定程度的遗传差异, 该分化主要由历史环境变动、当代环境因素和自身生态习性等原因造成。     

基于线粒体Cyt b基因的龙头鱼群体遗传结构分析

在我国黄海、东海和南海海岸带上, 选取青岛、南通、舟山、三门、宁德、泉州和湛江共7个群体164尾龙头鱼(Harpadon nehereus)为研究对象, 通过PCR扩增共获得长度为1112 bp的线粒体DNA细胞色素b (Cyt b)基因序列, 共检测到32个变异位点, 其中单变异位点27个, 简约信息位点1个。164条序列定义了29个单倍型, 平均单倍型多样性(H_d)和核苷酸多样性(π)分别为0.3026±0.0479和0.000371±0.000379, 其中泉州群体的单倍型多样性和核苷酸多样性均最低。分析比较了不同龙头鱼群体间遗传变异情况, 发现群体间平均遗传距离为0.00035, 遗传分化指数F_ST值均小于0.05, 群体间没有发生明显的遗传分化。AMOVA分析结果显示龙头鱼群体遗传差异主要来源于群体内个体间的变异。中性检验的Tajima’s D和Fu’s F_s统计值均为负值且显著偏离中性, 核苷酸不配对分布图呈现明显的单峰分布, 表明龙头鱼历史上经历了群体扩张事件, 参考已知海洋鱼类Cyt b基因2%每百万年的进化速率, 估算群体扩张发生的时间大约在0.08—0.32百万年前的第四纪更新世中晚期。     

珠江源头入侵种波氏吻虾虎的遗传多样性分析

为了解入侵种波氏吻虾虎Rhinogobius cliffordpopei在珠江源头地区的遗传多样性分布特征及其影响成因,本研究以线粒体细胞色素b(cyt b)基因为分子标记,对珠江源头的9个水库自然种群进行了遗传多样性与遗传分化分析。获得该物种cyt b基因全序列1 141 bp,其中保守位点1 072个,变异位点69个,无插入和缺失位点。96只个体具有5个单倍型,群体单倍型多样性为0.359±0.059,核苷酸多样性为0.021±0.010,表现为低单倍型多样性与高核苷酸多样性的群体遗传特征。以外群子陵吻虾虎R.giurinus、褐吻虾虎R.brunneus和短吻红斑吻虾虎R.rubromaculatus构建的分子系统发育树和网络分支图显示,波氏吻虾虎群体的所有单倍型与外群物种分开,构成一个单系群,并分化为2个明显的系统分支。分子变异分析结果表明,种群间和种群内的遗传变异率分别为62.99%、37.01%,固定指数为0.630(P<0.01),证实波氏吻虾虎群体形成了显著的遗传分化结构。波氏吻虾虎在珠江源头入侵地具有较高的遗传多样性水平与显著的遗传结构,入侵种群可能受到了奠基者事件和遗传瓶颈效应的影响,而多次人为引入和水利大坝的隔离作用可能为该物种扩散分布和积累突变提供了条件。研究结果将为防治波氏吻虾虎的入侵危害及保护土著鱼类物种多样性提供科学指导。     

长江中下游湖泊短颌鲚线粒体控制区遗传多样性分析

为探明长江中下游不同湖泊中短颌鲚(Coilia brachygnathus)遗传多样性水平和遗传分化程度,以洞庭湖、长湖、巢湖3个地理群体作为研究对象,采用线粒体控制区序列为分子标记,分别应用软件Dna SP 5.0、Arlequin3.1.1、MEGA5.0和Network 5.1进行了遗传参数统计和单倍型间分子变异分析(AMOVA),构建邻接系统树及单倍型网络图。对长江中下游短颌鲚野生群体的遗传多样性和遗传结构进行分析。结果显示,用来分析的1 236 bp D-loop区序列中共90个变异位点,54个简约信息位点。长江中下游3个地理群体中共发现58个单倍型,单倍型多样性(h)范围0.949~0.982,核苷酸多样性范围0.004 99~0.006 21,说明长江中下游3个湖泊短颌鲚地理群体具有较高的遗传多样性水平。3个短颌鲚地理群体遗传分化指数(Fst)为0.265 95,呈现出中等程度的分化水平,主要表现在巢湖群体与其他群体之间处于中等程度分化水平。依据遗传距离构建系统发育树及单倍型网络图也出现相类似结果。     

中国沿海日本囊对虾线粒体16S rRNA基因序列变异及遗传分化

对中国东南沿海4个日本囊对虾地理群体16S rRNA基因片段进行了序列测定和分析.在获得的467bp 序列中,共检测到45个变异位点,多态位点比例为9.64%.具有10种单倍型,三亚群体单倍型多样性最高(0.900±0.161).各群体的核苷酸多样性(π)为0.0007～0.0082,其中三亚群体核苷酸多样性最为丰富,远高于湛江、北海和海口群体.群体间遗传分化指数(F_(st))为0.000～0.945.结合已报道的16S rRNA基因序列,构建了NJ分子系统树,中国海域日本囊对虾可分为3支.香港至台湾沿岸所有单倍型聚集为一分支,湛江、海口和北海群体内的所有单倍型聚集成另一分支,两分支分别属于已报道的变种Ⅰ和变种Ⅱ,但三亚群体内的4个单倍型单独聚集成一分支,与前两分支的核苷酸序列差异大(7.95%～8.35%),遗传分化明显,可能为一亲缘关系很远的新种(或变种).研究结果可为日本囊对虾的资源管理和遗传选育提供参考.     

基于线粒体COI基因分析钩手水母的群体遗传结构

钩手水母(Gonionemus vertens)为大西洋和太平洋广布种, 是我国习见的有毒水母种类之一。本文对采自黄渤海海域4个地理群体的104个钩手水母线粒体COI基因序列进行扩增, 并结合GenBank上其他182个钩手水母同源序列进行序列变异分析。在286个基因序列中共检测出52个多态位点, 定义了14种单倍型。总群体的单倍型多样性和核苷酸多样性分别为0.743 ± 0.012和1.046% ± 0.097%, 与其他几种大型水母相比, 钩手水母总群体的遗传多样性处于较高水平。AMOVA结果显示, 60.17%的分子变异源于群组间, 13.37%的分子变异源于群体内, 26.46%的分子变异源于组内群体间, 群组间、群体内和组内群体间的遗传分化均极显著。F_st值统计检验表明, 中国厦门群体与乐亭、东营、烟台、大连群体间存在显著的遗传分化, 大连与东营、烟台群体间也存在显著的遗传分化。系统分析结果显示, 钩手水母群体间存在2个明显的单倍型谱系分支。不同的钩手水母地理群体间具有复杂的遗传模式, 钩手水母复杂的生活史、扩散能力、地理隔离和海流分布可能是影响钩手水母遗传结构的重要因素。     

家牦牛线粒体DNA(mtDNA)遗传多样性及其分类

通过分析包括我国10个家牦牛品种(类群)在内共296个样本的mtDNA控制(D-loop)区部分序列的遗传变异,对我国家牦牛的遗传多样性、遗传分化、聚类关系和分类进行了研究.所测序列经比对后,共检测到61个变异位点,定义了77种单倍型.分析显示青海环湖牦牛的单倍型多样性最高,达0.9848±0.0403,而巴州牦牛单倍型多样性最低,为0.8000±0.0825;核苷酸多样性方面,斯布牦牛存在最为丰富的核苷酸序列变异,核苷酸多样性值为0.022582±0.011767,而巴州牦牛仅为0.006856±0.002476,表明我国家牦牛品种(类群)遗传多样性水平存在较大差异.总体上,我国家牦牛单倍型多样性、核苷酸多样性分别为0.9251±0.0095和0.015265±0.007757,呈现出丰富的遗传多样性.聚类分析显示我国家牦牛存在两个聚类簇--斯布牦牛独立为一类;其余9个品种(类群)聚为一类,表明家牦牛品种(类群)间遗传距离与地理分布无明显相关.分子变异分析(AMOVA)显示九龙、嘉黎、斯布牦牛构成的组与其余7个家牦牛品种(类群)构成的组之间存在极显著的遗传分化(?CT=0.05285,P<0.01),且其品种间/组内遗传分化不显著(?SC=0.00648,P>0.05),支持依据遗传分化程度将我国家牦牛划分为两大类型.AMOVA支持的分组在品种(类群)组成上与蔡立的研究结果相符,首次为我国家牦牛划分为横断高山型和青藏高原型两种类型提供了源自分子遗传学的证据.     

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.     

乔氏新银鱼基于细胞色素b序列的种群遗传结构和种群历史

为促进乔氏新银鱼(Neosalanx jordani)种质资源的保护, 采集了长江流域和淮河流域5个乔氏新银鱼地理种群计129个样本, 利用线粒体细胞色素b基因(Cyt b)全序列作为分子标记, 初步分析了乔氏新银鱼种群的遗传多样性、遗传结构及种群历史动态。研究结果共检测到18个Cyt b单倍型, 发现和其他鱼类相比, 乔氏新银鱼具有较高的单倍型多样性(h, 0.590±0.047), 但核苷酸多样性较低(π, 0.00088±0.00011)。分子变异分析(AMOVA)表明, 乔氏新银鱼5个地理种群内个体间和流域内种群间均存在显著的遗传差异, 而长江流域与淮河流域之间遗传分化不明显, 显示乔氏新银鱼遗传分化与当前水系的分布格局不吻合。结果表明乔氏新银鱼目前的遗传格局主要是由于长距离独立的建群事件、基因流限制以及种群的持续扩张的共同作用而形成的。种群历史动态分析结果显示乔氏新银鱼种群为近期扩张种群, 其大部分变异发生在1.897万年之内, 与最后一次冰期全面消退、海平面上升、长江流域及淮河流域中下游大量湖泊(适宜生境)形成的时间相吻合。建议对现存的乔氏新银鱼种群, 特别是遗传多样性较高的那些种群(如鄱阳湖、太湖及洪泽湖种群)分别保护。     

基于SCoT分子标记的裸果木遗传多样性分析

为了揭示裸果木的遗传多样性和遗传结构,采用SCoT分子标记对新疆7个裸果木自然种群201个植株进行分析。结果表明12条引物共扩增出145个位点,在物种和种群水平上裸果木多态位点百分率分别为97.24%和76.45%,Nei's遗传多样性指数分别为0.263 8和0.213 7,Shannon's信息多样性指数分别为0.408 1和0.331 6,说明裸果木具有较高的遗传多样性,且物种水平遗传多样性略高于种群水平;遗传分化系数为0.183 9,说明其遗传变异主要来自种群内,种群间存在一定程度的分化;Mantel检验结果表明裸果木种群地理距离与遗传距离不存在显著相关性;运用主坐标分析（PCoA）和STRUCTURE分析对裸果木个体间亲缘关系聚类分析的结果存在一定差异,但总体上结果是一致的。裸果木的遗传多样性和遗传结构可能与进化历史、繁育系统、地理隔离和人为干扰有关。     

Genetic diversity and population connectivity of the Asian green mussel Perna viridis in South China Sea,inferred from mitochondria DNA markers

The Asian green mussel Perna viridis is ecologically and economically important in the coastal regions of China. In order to characterize the genetic diversity and population connectivity of P. viridis in South China Sea, a 664 bp region of mitochondrial COI gene and a 293 bp region of 16S rRNA gene were sequenced and analyzed for 78 and 92 individuals from four populations in South China Sea, respectively. A total of 15 haplotypes were defined by 14 variable nucleotide sites in COI gene, and 7 haplotypes by 6 variable nucleotide sites in 16S rRNA gene. High haplotype diversity and low nucleotide diversity were observed in COI gene, while moderate haplotype diversity and low nucleotide diversity were observed in 16S rRNA gene. Pairwise F_ST values of COI gene were all negative and those of 16S rRNA gene ranged from −0.01409 to 0.10289. The results showed that no significant genetic divergence (or shallow genetic structure) and high levels of population connectivity among the four populations of P. viridis in South China Sea.     

Fragmented habitats and Pleistocene climate shaped diversification of the hoary bamboo rat (Rhizomys pruinosus) in the mountainous plateau of SW China

The southwest mountainous region of China has been characterized as one of the worldwide biodiversity hotspots, but mechanisms underlying diversification of organisms in this region are still not clear. We assessed whether fragmented mountainous habitats and Pleistocene climate changes impacted the genetic diversity and diversification patterns of the hoary bamboo rat (Rhizomys pruinosus Blyth), a widely distributed species of rodent in SW China. Genetic diversity analyses were undertaken based on four mitochondrial DNA regions and 12 nuclear microsatellite loci (simple sequence repeats), representing 153 individuals from 24 populations across SW China. Moreover, we investigated correlations between genotype and geographical components, and predicted species distribution models for R. pruinosus under the historical and present climate conditions. Both mitochondrial DNA and simple sequence repeat markers revealed substantial genetic diversity and strong differentiation between populations. Phylogeographical analyses revealed two phylogenetic clades that were consistent with their geographical distributions (eastern and western clades). We inferred that the divergence of R. pruinosus was largely driven by Quaternary climatic oscillations and regionally fragmented mountainous habitats with environmental and geographical heterogeneity. Overall, our study revealed diversification patterns of R. pruinosus—patterns that may be shared by small alpine vertebrates in SW China.     

喜马红景天叶绿体基因组特征及其系统发育分析

以青藏高原特有药用植物——喜马红景天（Rhodiola himalensis）为试验材料,利用高通量测序技术对喜马红景天进行叶绿体基因组测序、组装和注释,获得完整的叶绿体基因组。结果显示：喜马红景天叶绿体基因组全长为151 074 bp,GC含量为37.8%,具有1个长单拷贝区、1个短单拷贝区和1对反向重复区的典型四分体结构,其序列长度分别为82 309、17 017、25 874 bp;叶绿体基因组共编码130个基因,其中编码蛋白的基因86个、编码tRNA的基因37个、编码rRNA的基因7个;叶绿体基因组共检测出25 513个密码子,其中编码亮氨酸（Leu）的密码子占比最大;喜马红景天IRa和IRb区的rps19和ycf1基因缺失,长单拷贝区的trnH基因收缩;喜马红景天与圣地红景天（R. sacra）亲缘关系最近;短单拷贝区域的单核苷酸多态性（SNP）变异频率最高。本研究报道了喜马红景天的叶绿体基因组,并对其进行了组装、注释和序列分析,为今后开展喜马红景天的遗传多样性研究和合理开发利用提供理论依据。     

Genetic divergence between the South Korean and Mongolian populations of the dung beetle,Gymnopleurus mopsus (Coleoptera: Scarabaeidae) based on mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I (COI) gene sequences

The locally extinct dung beetle, Gymnopleurus mopsus Pallas, 1781 (Coleoptera: Scarabaeidae), has not been found in South Korea since the 1970s. This research was conducted to understand the genetic divergence between the South Korean and Mongolian populations of G. mopsus as a part of its reintroduction program in South Korea. The genetic distance and diversity were determined using the mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I (COI) gene sequence (658 bp ) corresponding to the DNA barcode region. The mitochondrial COI gene sequences of 64 individuals of G. mopsus collected in South Korea (7 individuals) and Mongolia (57 individuals) showed a relatively high level of genetic diversity (nucleotide diversity, 0.0078 ± 0.0007; Haplotype diversity, 0.965 ± 0.017). The genetic distances between the South Korean and Mongolian populations lay within the intraspecific level and the phylogenetic reconstruction using the neighbor‐joining (NJ) method showed that all individuals belonged to a single clade. This result indicates that the current Mongolian population of G. mopsus is a good candidate source population to restore the locally extinct population of the species in South Korea.     

淮河克氏原螯虾种群遗传结构

克氏原螯虾（Procambarus clarkii）是广泛分布于我国淡水水域的外来入侵物种,对其种群遗传结构的研究有助于了解种群扩散过程。本文测定了淮河流域自然水体中9个地理种群共151个野生克氏原螯虾线粒体COⅠ序列,获得624 bp的有效基因片段,共定义了25个单倍型。AMOVA分析结果表明,淮河流域的克氏原螯虾种群内的变异占主导地位,单倍型多样性和核苷酸多样性均为中等水平,各地理种群间平均遗传差异较小（F_st=0.078）,遗传差异不显著。系统发生树并没有按地理位置形成对应族群,表明克氏原螯虾各地理种群间存在明显的基因流,各地理种群间没有形成明显的种群遗传分化。     

Genetic structure of the endangered species <Emphasis Type="Italic">Pinna nobilis</Emphasis> (Mollusca: Bivalvia) inferred from mtDNA sequences

This study examines the population genetic structure of the endangered bivalve Pinna nobilis (Mollusca: Bivalvia), based on novel mtDNA sequences (partial COI and 16S rDNA mtDNA genes). The analyzed nucleotide sequences of COI were 729 bp in size, coding for a 243 amino acid peptide, while the analyzed nucleotide sequences of 16S rDNA were 489 bp in size. These sequences of P. nobilis were the first DNA sequences of the species submitted to any Genetic Data Base. Population samples from four geographic regions from Greece, as well as a population sample of Atrina fragilis (as an outgroup) were used. High values of haplotypic diversity were found in the population samples of P. nobilis, based on the COI sequences. A single base in the analyzed 16S rDNA sequences was different in all analyzed individuals from a single population sample (Chios island) differentiating it from the other ones. These mtDNA sequences could be informative for further genetic analyses of the endangered species, contributing in conservation plans for its protection and/or aquaculture investigations.     

基于简化基因组技术的云南蓝果树群体遗传分析

极小种群野生植物云南蓝果树是国家和云南省实施极小种群野生植物保护工程的代表性物种。为有效保护其遗传资源,本研究通过二代测序技术,对其进行简化基因组测序,开发一批特异性高的单核苷酸多态性标记,分析现存群体的遗传结构和遗传多样性。经过遗传变异检测,本次研究中共获得SNP位点98 498个,通过样品最低测序深度>2,样品缺失率<0.5,次要基因型频率（MAF）>0.05筛选以后,得到有效SNP位点6 309个。基于过滤后的SNP,运用生物信息学分析方法,对云南蓝果树完成了群体的遗传分析,其中：系统进化树分析将云南蓝果树划分为3大类,研究分析了云南蓝果树各分类的私人等位基因数目（Private）、平均观测杂合度（H_o）、平均期望杂合度（H_e）、核苷酸多样性（π）和平均近交系数（F_IS）5个遗传多样性参数;群体结构和主成分分析进一步证明了,云南蓝果树现存植株之间亲缘关系较远,遗传多样性差异较大,具有很高的遗传资源保存价值。本研究结果将为基于遗传管理的云南蓝果树就地保护、遗传资源保存和种群重建等保护工程提供科学依据。