西藏牦牛SRAP遗传多样性及分类进化研究

用4对SRAP分子标记引物对西藏11个牦牛类群和四川麦洼牦牛的DNA进行扩增,研究其遗传多样性和分类关系。结果表明,在335头牦牛中,共得到29个基因位点,其中有19个多态位点,多态率占65.52%。12个牦牛群体间的Nei’s遗传多样性和Shannon多样性指数分别为0.048 2和0.073 4,遗传相似系数在0.781 1-0.989 1。巴青牦牛和康布牦牛的遗传多样性指数较其他类群高,分别为0.095 5和0.090 0;桑日牦牛类群的遗传多样性指数最低,仅为0.008 5。这些结果表明,12个牦牛类群的SRAP遗传多样性较低。根据Nei’s遗传距离,利用UPGMAM构建聚类关系图结果显示,嘉黎牦牛、帕里牦牛、类乌齐牦牛、桑桑牦牛、康布牦牛、巴青牦牛、丁青牦牛、斯布牦牛和麦洼牦牛聚为一大类,然后依次才与桑日牦牛、工布江达牦牛和江达牦牛相聚在一起,显示在SRAP分子遗传标记所反映的牦牛基因组的遗传结构中,江达牦牛、工布江达牦牛和桑日牦牛与其他牦牛群体间的亲缘关系较远,牦牛的这种亲缘关系与其地理分布也不一致,说明这12个牦牛的起源、演化关系较复杂,有待于进一步研究分析。     

植物分子群体遗传学研究动态

分子群体遗传学是当代进化生物学研究的支柱学科, 也是遗传育种和关于遗传关联作图和连锁分析的基础理论学科。分子群体遗传学是在经典群体遗传的基础上发展起来的, 它利用大分子主要是DNA序列的变异式样来研究群体的遗传结构及引起群体遗传变化的因素与群体遗传结构的关系, 从而使得遗传学家能够从数量上精确地推知群体的进化演变, 不仅克服了经典的群体遗传学通常只能研究群体遗传结构短期变化的局限性, 而且可检验以往关于长期进化或遗传系统稳定性推论的可靠程度。同时, 对群体中分子序列变异式样的研究也使人们开始重新审视达尔文的以“自然选择”为核心的进化学说。到目前为止, 分子群体遗传学已经取得长足的发展, 阐明了许多重要的科学问题, 如一些重要农作物的DNA多态性式样、连锁不平衡水平及其影响因素、种群的变迁历史、基因进化的遗传学动力等, 更为重要的是, 在分子群体遗传学基础上建立起来的新兴的学科如分子系统地理学等也得到了迅速的发展。文中综述了植物分子群体遗传研究的内容及最新成果。     

鱼类线粒体DNA及其研究进展

鱼类是脊椎动物中最原始而在种属数量上又最占优势的类群,其起源复杂,分布广泛,拥有丰富的遗传多样性。鱼类线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)同其他脊椎动物的mtRNA一样,呈共价闭合环状,是细胞核外具自主复制、转录和翻译能力的遗传因子。与核DNA相比,鱼类mtDNA具有分子较小、结构简单、进化速度快、遗传相对独立性和母系遗传等特点,是一个相对独立的复制单位。由于鱼类线粒体DNA具有上述特点,以mtDNA作为分子标记,探讨鱼类的群体遗传结构与系统演化,已成为鱼类分子群体遗传学和系统学研究中的热点。综述了鱼类mtDNA的结构特征、进化和多态性检测方法及其在鱼类分子群体遗传学和鱼类系统学研究中的应用。     

微卫星DNA标记及其在鱼类遗传多样性研究中的应用

微卫星DNA作为第二代分子遗传标记是高等真核生物基因组中种类多、分布广、具有高度的多态性和杂合度的分子标记,由于其具有多态性检出率高、信息含量大、共显性标记、实验操作简单、结果稳定可靠等优点,已经成为种群遗传学研究中被广泛应用的分子遗传标记。微卫星DNA标记技术在鱼类的群体遗传结构的分析、物种遗传多样性的鉴定以及遗传基因连锁图谱的构建等方面已初步得到应用。该文就微卫星技术的原理方法,在鱼类遗传多样性研究中的应用概况以及应用范围和注意事项等方面进行综述。为微卫星技术在鱼类遗传多样性研究中应用提供了理论参考。     

群体遗传结构中的基因流

群体遗传结构上的差异是遗传多样性的一种重要体现,对群体遗传结构的研究已有较久的历史,而其中的基因流研究近些年来越来越受到重视。它对群体遗传学、进化生物学、保护生物学、生态学有着极其重要的作用。虽然传统的群体遗传学能估测基因流大小,但它的精确性还有很大局限性。随着生物技术的进步,对基因流的研究逐渐向分子水平过渡,应用蛋白质电泳技术、分子标记技术(RAPD、RFLP、VNTR、ISSR、DNA测序等)方法对群体间基因流的流动水平进行了深入细致的研究。通过综述群体遗传结构的几种模式:陆岛模式、海岛模式、阶石模式、距离隔离模式、层次模式,以及在群体遗传结构的几种模式基础上的基因流的研究方法、作用、地位和近些年来研究者的研究成果,并指出了这些方法的局限性。     

基因组学技术在生物多样性保护研究中的应用

在分子生物学、细胞生物学、微生物学、遗传学等学科的推动下, 生物多样性研究从仅关注宏观表型的博物学, 迅速演化为涵盖生态系统、物种和遗传多样性等多个维度的综合性生命科学。组学技术, 尤其是DNA测序技术的更新和发展, 使获取DNA序列所需的成本大幅下降, 促进了近年来其在生物多样性研究中取得的一系列令人瞩目成就。本文将从物种水平的遗传多样性和群落水平的物种多样性两个层面总结和介绍与DNA相关的组学技术在生物多样性研究中的一些创新和应用。其中, 物种水平主要是总结单一个体的基因组和单物种多个体在时空多个维度上的群体遗传研究; 而群落水平的物种多样性层面主要总结现有的分子鉴定技术(metabarcoding, eDNA, iDNA等), 以及上述新技术在群落多样性评估、旗舰保护物种监测以及物种间相互作用关系等研究中的应用。     

DNA分子标记技术及其在水产动物遗传上的应用研究

随着DNA分子标记技术的发展,其在动物遗传上发挥了重大作用,使用DNA分子标记可以观察到整个基因组的遗传多样性。目前,在水产养殖种类中使用的遗传标记主要包括线粒体DNA、RFLP、RAPD、AFLP、微卫星、SNP和EST标记。DNA分子标记的应用使得人们对水产养殖动物的遗传多样性、近亲繁殖、种类和品系鉴定以及遗传连锁图谱建立的研究都取得了很大进展,也加快了数量性状位点(QTL)基因的鉴定作为分子标记辅助选择(MAS)的研究。将这些标记技术在水产动物上的应用进行了论述,以及如何从人类基因组工程和斑马鱼这种模式鱼的研究中得到启发,更好的应用于水产动物基因组学和遗传学研究做一讨论。     

扬子鳄的保护遗传学研究进展

保护遗传学是主要研究与灭绝风险相关的遗传因素以及如何利用遗传学管理方法降低物种灭绝风险的科学,是保护生物学和分子遗传学的交叉学科.近几十年来,遗传学研究在生物多样性保护的理论和实践中发挥着越来越重要的作用.本文回顾了AFLP、mtDNA D-loop、RAPD、微卫星DNA、MHC等DNA分子标记技术在扬子鳄的样品采集、生物多样性、个体鉴定、繁殖管理、野外放归等保护遗传学方面研究所取得的一些进展.对扬子鳄保护的工作提出了建议:重建扬子鳄的谱系;加大对扬子鳄的放归力度;加强饲养种群之间的基因交流;借鉴密河鳄的管理经验.     

牦牛和普通牛CAPN4基因内含子6多态性分析

本研究采用PCR-SSCP技术和DNA测序法对大通牦牛、天祝白牦牛、甘南牦牛、普通牛4个群体CAPN4基因第6内含子的SNP多态性进行检测,并研究该基因在牦牛和普通牛群体中的遗传特征。试验所得表明:牦牛和普通牛CAPN4基因第6内含子表现出丰富的遗传多样性。CAPN4基因第6内含子检测到5种等位基因A-E,其中等位基因D和E仅存在于普通牛群体中。除天祝白牦牛外,等位基因B频率在其他3个牛群体中均在43%以上为优势等位基因。普通牛PIC0.25为低度多态外,3个牦牛群体PIC0.5为高度多态。     

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.     

西藏牦牛mtDNA D-loop区的遗传多样性及其遗传分化

通过测定和分析西藏11个牦牛类群114个个体的mtDNA D-loop区全序列,对西藏牦牛的遗传多样性、类群间的亲缘关系及其遗传分化进行了研究。结果表明:①西藏牦牛mtDNA D-loop区全序列长度为890—896 bp,4种核苷酸T、C、A、G的平均比例分别为28.5%、25.3%、32.4%、13.8%,西藏牦牛mtDNA D-loop区富含碱基A+T,表现出一定的碱基偏好性。②共检测到130个变异位点,占分析总位点数的14.33%;其中单一多态位点85个,占多态位点总数的65.38%,简约信息位点45个,占多态位点总数的34.62%。序列变异中碱基缺失、插入和碱基替换等均有,其中碱基替换变异类型中转换114次,颠换12次,在转换变异类型中以A/G、T/C为主,占95.61%,在颠换变异类型中以A/T为主,占75%。③在114个个体中鉴定出90种单倍型,单倍型多样性为0.981±0.008,核苷酸多样性为0.01056±0.00701,均说明西藏牦牛具有丰富的单倍型类型。④90种单倍型分为2个聚类簇(Ⅰ、Ⅱ),聚类簇Ⅰ包含80种单倍型,占全部单倍型的88.89%,涵盖本研究中所有的西藏牦牛类群;聚类簇Ⅱ中有10种单倍型,占单倍型总数的11.11%,涉及的类群有工布江达、帕里、丁青、巴青、江达、类乌齐、桑桑、桑日、斯布,说明西藏牦牛可能有2个母系起源。⑤西藏牦牛类群间核苷酸分歧度(Dxy)在0.503%—1.416%之间,聚类分析和AMOVA分析显示西藏牦牛可分为两大类,康布牦牛、嘉黎牦牛为一类,其余的牦牛类群为另一类。     

Mitochondrial DNA sequence diversity and origin of Chinese domestic yak

In order to clarify the origin and genetic diversity of yak in China, we analysed mitochondrial DNA (mtDNA) control region sequences (approximately 891 bp) in 52 individuals from four domestic yak (Poephagus grunniens) breeds, as well as from a hybrid between yak and cattle (Pianniu). Twenty-five samples were further selected for partial (420 bp) cytochrome b sequencing based on control region sequence information. Two yak samples shared sequences with Chinese cattle (Bos taurus); the remaining yak mtDNAs converged into two major clades in the phylogenetic analysis. Genetic diversity varied substantially among the breeds, with the hybrid Pianniu yak demonstrating the highest diversity. Our results suggest that the Chinese yak was domesticated from two distinct matrilineal sources or from a heterogeneous pool containing both divergent lineages, with occasional gene introgression from cattle.     

鸡的遗传多样性的研究方法及研究进展

遗传多样性是生物学研究中的一个重要领域,研究鸡的遗传多样性,不仅能加强生物多样性的保护。同时对起源进化、分类鉴定及遗传育种等都有重要的意义。本文对目前DNA水平鸡的遗传多样性的研究方法和研究进展进行了详细的阐述。重点介绍了DNA分子标记的特征;概括了在鸡遗传多样性分子标记的方法,包括微卫星分子标记(SSR)、扩增片段长度多态性(AFLP)、随机扩增多态性标记(RAPD)、限制性片段长度多态性标记(RFLP)和单核苷酸多态性标记(SNP)。本文综述了最近有关鸡DNA水平的遗传多样性的研究方法在系统学、遗传结构、生物地理等研究中的应用情况;提出在研究鸡遗传多样性时,可根据研究的目的,选择合适的方法。     

植物保护遗传学研究进展

保护遗传学是过用遗传学的原理和研究手段,以生物多样性尤其是遗传多样性的研究和保护为核心的一门新兴学科,近几十年来,遗传学研究在生物多样性保护的理论和实践中发挥着越来越重要的作用。本文简要回顾了保护遗传学的发展历史,研究方向和涉及的概念,着重介绍了植物保护遗传学研究所取得的一些进展,包括植物系统发育重建和保护单元的确定,遗传多样性与物种和群体适应性之间的关系,群体遗传结构与保护策略的制定以及植物遗传资源的鉴定和利用等方面的内容,并强调保护遗传学研究是未来生物多样性和保护生物学研究中一个亟待加强的研究领域。     

Isolation and characterization of polymorphic microsatellites in the genome of Yak (Bos grunniens)

The researches on yak genetics and breeding were extremely restricted due to lacking of reliable DNA molecular markers. The microsatellites with repeat motif (AC)_n/(GT)_n in yak genome were enriched by Dynal magnetic beads and the gene libraries containing (AC)_n/(GT)_n were constructed. Among the 92 identified and sequenced positive clones, 40 contained perfect repeats (43.48 %), 41 contained imperfect repeats (44.57 %) and 11 contained compound repeats (11.96 %). As compared with the percentage of perfect repeats, no significant increases of imperfect repeats were observed in yak genome, which indicated that the level of adaptive evolution of the ability to repair damaged genomic DNA for yaks were high enough to endure the natural pressure of nucleotide substitution resulted from ultraviolet irradiation in high-altitude areas. Totally 19 polymorphic microsatellite loci were screened and genotyped on the basis of electropherograms on an ABI 310 Genetic Analyzer. All the loci exhibited moderate to high-level polymorphisms in a test population of Bos grunniens and the polymorphic information content ranged from 0.299 to 0.861 (mean 0.678). The newly isolated (AC)_n/(GT)_n repeats from yak genome will display their potential values in examining intra-population genetic structure and inter-population relationships, and also in investigating molecular markers for production and adaptive traits of individual/population.