岷江柏野生居群和迁地保护居群的遗传多样性比较

通过分析岷江柏的迁地保护居群和野生居群的遗传多样性、遗传结构及居群间基因流,判断迁地保 护岷江柏居群的遗传多样性水平,为其迁地保护提供理论基础。本研究利用GBS（Genotyping-by-Sequencing） 测序技术获得的SNP位点对四川大渡河双江口岷江柏迁地保护移栽苗、苗圃播种苗及3个野生居群进行主成分分析（PCA分析）、聚类分析、分子进化树、遗传多样性和遗传结构分析。经过GBS测序共获得高质量Clean Data 118 321 514 728 bp,并开发了1947 047个tags,从中鉴定到了1 259 610个SNP位点。系统发育进化树显示大部分移栽岷江柏居群和野生岷江柏聚在一起,居群结构分析结果显示交叉验证错误率的谷值确定最优分群数为1。4个岷江柏居群的观测杂合度（H_o）、期望杂合度（H_e）、Shannon信息指数I（S_hi）、近交系数（F_is）、多态信息含量（P_ic）的值分别为0.181 5~0.272 0、0.223 2~0.300 3、0.331 0~0.464 9、0.178 0~0.246 5和0.272 2~0.309 2,说明岷江柏居群的遗传多样性水平较高。移栽岷江柏居群的H_e=0.300 3,S_hi=0.464 9,岷江柏居群迁地保护居群遗传多样性总体水平略高于野生居群。野生岷江柏居群中白湾隧道（BW）_vs_松岗镇（SA）的遗传分化指数（F_st）较大,基因流（N_m）较小（F_st=0.091,N_m=2.496）,而迁地保护的岷江柏居群与野生岷江柏居群没有明显的遗传分化,居群间的基因交流频繁（F_st<0.05,基因流N_m>4）,说明没有明显的分群现象,岷江柏居群迁地保护居群遗传多样性较高。因此,移栽濒危植物是迁地保护过程中较好的方法,本文为以后野生岷江柏迁地保护提供参考,为其他树木种质资源的保存提供理论依据。     

珍稀濒危植物阜康阿魏的遗传多样性及遗传结构

明确珍稀濒危小种群阜康阿魏（Ferula fukanensis）的遗传多样性和遗传结构,是对其制定有效的保护和管理策略的基础和前提。本研究基于10对多态性好且可以稳定扩增的SSR引物对来源于3个居群87个珍稀濒危植物阜康阿魏的遗传多样性和遗传结构进行分析。结果显示：小种群的阜康阿魏具有相对较高的遗传多样性,居群间Nei’s基因多样性指数（h_S）为0.514,总的Nei’s基因多样性指数（h_T）为0.516,观测杂合度（H_o）为0.881,期望杂合度（H_e）为0.512,香农信息指数（I）为0.836,多态位点百分率（P_PB）为100%,遗传分化程度较低 （F_st=0.007）,95.9%的变异发生在居群内,遗传距离与地理距离无显著相关性,66.7%的居群遭遇了遗传瓶颈。结果表明,阜康阿魏遗传变异丰富,有较高的进化潜力。结合该种野外种群现状,建议建立保护区,开展就地保护,并加强引种和人工繁育等迁地保护措施,辅助阜康阿魏保育。本研究可为阜康阿魏植物资源保护提供理论支持,具有重要的理论和实践意义。     

极小种群野生植物独龙江空竹遗传多样性研究

目的：了解云南省极小种群野生植物独龙江空竹(Cephalostachyum mannii)种质资源的遗传结构和遗传多样性。方法：对野外采集到的30个独龙江空竹个体进行RAD测序，通过质控获取高质量单核苷酸多态性位点(SNPs)，利用生物信息学软件进行遗传结构和遗传多样性分析。结果：(1)筛选过滤共得到66 339个高质量SNP位点，SNP转换与颠换的比值(Ts/Tv)为1.75，转换大于颠换；(2)系统发育树分析将独龙江空竹划分为四个支系，主成分分析和主成分判别分析显示其没有明显的分组，群体结构分析显示其最优分群数为1;(3)通过对独龙江空竹四个支系进行遗传多样性分析发现，第Ⅰ支系遗传多样性相对较高，但物种水平上独龙江空竹遗传多样性水平较低(PPL=16.24%,Ho=0.217,He=0.252，π=0.257,F_is=0.157)。结论：分布于云南省的独龙江空竹具有较低的遗传多样性，没有明显的遗传结构，应加强对独龙江空竹天然种群的保护。     

基于ISSR遗传多样性分析的云南蓝果树保护措施探索

保存种群的遗传多样性和进化潜力是成功拯救保护濒危物种的关键。云南蓝果树(Nyssa yunnanensis W.C.Yin)是国家I级重点保护的极度濒危野生植物,也是国家实施极小种群野生植物保护工程的目的物种。为了制定针对性的保护措施,采用ISSR分子标记方法对64株极度濒危物种云南蓝果树子代个体进行遗传多样性分析。从100条引物中筛选出12条ISSR引物,共扩增出77个稳定、清晰的条带。其中58个为多态性条带,物种水平上的多态性条带百分率(PPL)变动范围为50.00%~87.50%,平均值为(74.65±0.01)%;等位基因观察值(Na)为1.7532;有效等位基因观察值(Ne)为1.5804;Nei's基因多样性指数(He)为0.3206,多态性信息含量指数(PIC)变动范围为0.15~0.44,平均值为0.27±0.01;Shannon's遗传多样性信息指数(I)随着样本数的增加而升高,但当样本数达到24及以上时,Shannon's指数的数值基本不再变化。基于遗传多样性分析结果,从地质历史原因和人为干扰因素等方面对云南蓝果树的濒危机制进行了探析,并提出了有针对性的云南蓝果树保护措施。     

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。     

基于保护基因组学揭示荷叶铁线蕨的濒危机制

理解物种的濒危机制对生物多样性的科学保护至关重要。荷叶铁线蕨(Adiantum nelumboides)作为国家一级重点保护野生植物, 其遗传多样性状况和濒危机制一直存在较大争议。本文利用简化基因组测序技术(genotyping by sequencing, GBS)对来自6个居群的28个荷叶铁线蕨样本测序, 共获得29.6 Gb的数据, 并筛选得到9,423个高质量单核苷酸变异位点(SNP), 通过遗传多样性和居群遗传结构分析, 并结合不同气候情景下物种潜在分布区差异, 探讨了荷叶铁线蕨的濒危原因和科学保护策略。结果表明: (1)荷叶铁线蕨具有较低的遗传多样性(H_o = 0.138、H_e = 0.232、P_i = 0.373), 同时种群间具有较低的遗传分化(F_st = 0.0202)和基因流(N_m = 1.9613); (2)所有样本均来自2个遗传分组, 基因组大小为 5.01‒5.83 Gb, 且均为四倍体, GC含量约为 39%‒41%; (3)生态位模拟表明, 与现代气候相比, 在未来气候变化下荷叶铁线蕨的潜在分布区面积略有增加, 但高适生区面积减小。其主要适生区向北迁移, 影响其分布的主导因子为昼夜温差月均值和最冷季降水量。正是由于荷叶铁线蕨遗传多样性低, 不同种群间遗传分化较低, 再加上气候条件的变化, 其适生区狭窄, 导致其遗传多样性和种群数量急剧下降。因此, 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。建议加强对荷叶铁线蕨的就地保护; 通过生境恢复及自然回归等措施, 增加居群间的基因交流, 防止遗传资源丢失加剧。     

云杉天然群体遗传多样性的等位酶变异

采用等位酶淀粉凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对中国西部亚高山特有树种云杉(Picea asperata)10个天然群体的300个个体的遗传多样性和遗传分化进行研究。对8个酶系统17个酶位点(27个等位基因)的检测分析结果表明,10个位点为单态位点,云杉具有中等偏低的遗传变异水平。群体水平上的遗传多样性指标分别为:多态位点的百分率P_P=29.41%~41.18%,等位基因平均数A_P=1.4~1.6,平均期望杂合度H_ep=0.06~0.131;种级水平的遗传多样性指标分别为:P_s=41.18%,A_s=1.2,H_es=0.138。10个群体的群体水平的观测杂合度为0.094 3,期望杂合度为0.096 4;10个群体中,7个多态位点的单位点的观测杂合度(H_o)的均值为0.229(变幅为0.142 9~0.342 9),期望杂合度(H_e)的均值为0.234 1(变幅为0.160 8~0.317 3), 云杉天然群体间遗传分化度(F_ST)为0.311,云杉群体间变异占总变异的31.1%,基因流低(N_m=0.553 9),说明群体间的基因交流有限。异交率高(t=0.957),近交率低(F_is=0.005),这些研究结果表明:云杉群体间等位基因的频率分化显著,其它云杉属树种基因的渐渗、群体微生境差异和不同强度的选择压力可能是造成群体间分化显著的主要原因;Fdh-2-B基因与综合生态梯度值呈显著的负相关(r=-0.661 1^*),H_e与经度呈显著负相关(r=-0.683^*),云杉群体间的地理和遗传距离相关不显著。10个群体均含有绝大部分等位基因,且群体间分化很大,应加以重点保护和管理,作为云杉种质资源原地保存的基地和该树种进一步遗传改良的重要育种群体。     

中国圈养林麝微卫星DNA多样性研究

本文利用13对微卫星标记,对我国3个核心种源地（巴山、秦岭、川西高原）圈养林麝种群进行遗传多样性和遗传结构分析。在167份样品中共检测到142个等位基因（Na）,每个位点等位基因数介于7~16,均值为10.92,平均有效等位基因数（Ne）为6.3730,期望杂合度（He）和观测杂合度（Ho）均值分别为0.8302和0.3897。这些圈养林麝种群遗传多样性水平较高,但较低的观测杂合度表明圈养群体存在近交现象。两两群体间的Fst 值和AMOVA分析结果均表明种群之间分化程度不明显。群体遗传结构分析显示,全部样本聚为3个遗传簇（最佳K值=3）,其主体与3个地理来源相符,但种群间存在基因渗透现象。本研究中的秦岭种群遗传变异最为丰富,可以作为种质改良的基因池。     

大别山山核桃种群遗传多样性研究

为了更有效地保护和合理开发大别山山核桃(Carya dabieshanensis)资源,该文利用RAPD分子标记技术,对3个天然大别山山核桃种群的90个单株的遗传多样性、种群内和种群间的遗传变异进行了研究,结果表明:20对10 bp随机引物共检测到238条谱带,其中多态带为162条,占68.1%。遗传多样性分析结果显示: Shannon多样性指数为0.476 1,58.18%的变异分布于群体内,而种群间变异占了41.82%;Nei指数群体总基因多样度为0.314 5,群体内平均基因多样度(H_S)为0.186 5,群体间的基因多样度(H_ST)为0.128 0,群体Nei基因分化系数(G_ST)为0.406 7,说明40.67%的变异存在于种群间,群体内的变异占了总变异的59.33%,与Shannon多样性指数相比基本一致,均表明种群内有较丰富的遗传变异,这为优良品种选育提供广阔前景;种群间的基因流(N_m)为0.730 6,证明种群间遗传交换较小,这与环境适应性和高山阻隔有一定的关系。     

梨小食心虫微卫星标记的扩增稳定性及多态性分析

【目的】筛选适合我国梨小食心虫Grapholita molesta种群遗传学研究的微卫星位点,并依据所筛选的微卫星位点进行梨小食心虫地理种群的遗传多样性分析。【方法】利用欧洲梨小食心虫和苹果蠹蛾Cydia pomonella种群中已报道的11个微卫星位点, 分析各位点在我国12个种群257头梨小食心虫样本中的扩增稳定性,再进行其多态性分析,筛选适合的位点,然后进行种群遗传多态性分析。【结果】在分析的11个微卫星位点中, 位点Gm01, Gm03, Gm04和Cyd15无法稳定扩增; 位点Gm05扩增成功率较低, 位点Gm07遗传多态性较低; 而位点Gm02, Gm06, Gm08, Gm09和Gm10等扩增效果稳定且遗传多态性丰富。这5个稳定扩增的微卫星位点平均等位基因数量（N_A）为7.417~12.500, 平均观察杂合度（H_o）为0.366~0.655, 平均期望杂合度（H_e）为0.642~0.846, 多态信息含量（PIC）为0.800~0.935。【结论】本研究成功筛选出位点Gm02, Gm06, Gm08, Gm09和Gm10等5个微卫星位点。基于这5个微卫星位点标记的结果显示, 山东和陕西不同梨小食心虫地理种群均具有丰富的遗传多样性。 这5个位点可以适用于我国梨小食心虫种群的进一步遗传分析研究。     

天目山不同海拔檫木群体遗传多样性和遗传结构

采用13对SSR引物,运用Bioptic Qsep100全自动核酸分析系统,分析了天目山5个海拔檫木群体的遗传多样性和遗传结构及其在不同海拔下的变化模式.结果表明: 天目山檫木群体具有较高的遗传多样性水平,其中期望杂合度和观察杂合度分别为0.84和0.61.根据Shannon指数,天目山檫木中海拔(500～800 m)群体的遗传多样性水平大于低海拔(200 m)和高海拔(1100～1400 m)群体的遗传多样性水平.由基因分化系数和AMOVA分析可知,檫木种群的遗传变异主要存在于群体内.STRUCTURE分析和UPGMA聚类分析表明,中、低海拔被划为一个群体,而高海拔被划为另一个群体.低海拔和中海拔檫木群体遗传距离的差异表明,人为干扰对物种多样性具有负面效应,而自然保护区对物种多样性的保护起到了积极作用.     

不同天然居群小蓬竹的遗传多样性

从分子水平探讨不同居群小蓬竹的遗传多样性以及与环境因子的相关性,揭示其濒危原因,为小蓬竹的保护和后续开发利用提供理论支撑,助力实施极危物种最佳保护策略。运用RAPD标记技术和POPGENE32对16个小蓬竹天然居群进行遗传多样性研究和遗传变异分析。结果表明,8个RAPD随机引物共扩增出105条清晰、重复性高的条带,其中多态性条带有98条,分子量300~2000bp;物种水平多态性位点百分率PPL=93.33%,有效等位基因数Ne=1.4942,Nei’s基因多样性H=0.3005,Shannon多样性指数I=0.4586;落湾(ZY1)居群的遗传多样性水平最高(PPL=60.95%,H=0.2329,I=0.3451),[JP3]桃坡(PT1)居群的最低(PPL=44.76%,H=0.1700,[JP]I=0.2523);16个天然居群的遗传分化系数Gst=0.3231,基因流Nm=1.0478,基于Shannon’s多样性指数的分化系数[(HSP-HPOP)/HSP]为0.3429。小蓬竹居群内存在丰富的遗传多样性,各个天然居群间具有一定的遗传分化但分化水平并不高,主要的遗传变异存在于居群内部。     

基于SSR技术对黄河三角洲二色补血草遗传多样性研究

应用GENALEX6.502、ARLEQUINversion3.5、STRUCTUREv2.3.4、STRUCTURE Harvester、CLUMP和Distruct等软件进行遗传参数估算、主成分分析、遗传变异分析及遗传结构分析。在这项研究中,我们系统地从分布在中国黄河三角洲的12个二色补血草居群中采集到202份个体。我们通过使用共显性的微卫星标记探索微地理遗传结构,旨在解决黄河三角洲二色补血草居群结构和动态问题。结果表明：二色补血草呈中等程度的遗传分化,遗传变异主要存在于居群内,微弱的遗传分化存在于居群间,为（F_ST=0.067）。香农信息指数平均是1.037,基因流平均是4.106,观测杂合度和期望杂合度平均值分别是0.43和0.529。通过分析二色补血草群体的遗传多样性和遗传结构,旨在为资源的管理、保护和利用提供依据。总之,保护遗传多样性时,应保存尽可能多的居群和特异单株。     

光皮桦6个南方天然群体的遗传多样性

为揭示中国特有珍贵用材树种光皮桦(Betula luminifera)天然群体的遗传多样性和遗传结构, 采用AFLP分子标记, 分析了采自浙江、福建、江西、广西和贵州5个省区6个天然群体的120份样品。9对引物获得了355个位点, 其中多态性位点323个。分析结果表明光皮桦天然群体具有较高的遗传多样性, 多态位点百分率(PPL)达90.99%, 各群体的PPL和Nei’s基因多样性(h_j)分别为93.20-98.60%和0.3143-0.3645; 总群体遗传多样性指数(H_t)为0.3616, 群体间遗传分化系数(F_st)为0.0650, 群体间总的基因流较高(N_m= 3.5962)。AMOVA分析表明群体间的遗传变异占总变异的11.49%, 浙江临安群体和贵州修文群体间的遗传距离最大(0.0665), 江西龙南群体和广西龙胜群体间的遗传距离最小(0.0173), 且遗传结构分析显示这两个群体的部分个体可能来自同一近祖。Mantel检测发现, 群体间的遗传距离与地理距离没有显著相关性(r = 0.423, P = 0.113), 而与两两群体所在地的均温差呈显著相关(r = 0.449, P = 0.017)。结合群体实地调查, 可以得出光皮桦天然群体的遗传多样性和遗传结构的形成不仅与其广域分布、自然杂交、种子特性以及生活史有关, 而且与群体被人为砍伐、生境片断化等因素有重要关系。基于上述结果我们提出了光皮桦天然种群的保护策略。     

华木莲居群遗传结构与保护单元

华木莲(Sinomanglietia glauca)仅分布于江西宜春和湖南永顺, 是我国一级重点保护植物。前人采用RAPD、ISSR以及叶绿体SSCP(single-stranded conformation polymorphism)标记对华木莲进行了居群遗传学研究, 但未包括后发现的湖南居群或未检出居群内遗传变异。为了全面检测华木莲遗传多样性及其空间分布格局, 并据此确定保护单元, 本研究采用细胞核微卫星标记对华木莲所有4个居群共77个个体进行了居群遗传学分析。结果表明, 华木莲具有较低的遗传多样性(平均等位基因数A = 2.604, 平均期望杂合度H_E = 0.423)和较高的遗传分化(F_ST = 0.425)。STRUCTURE和主成分分析(Principal Coordinated Analysis, PCA)将4个居群首先分为江西、湖南两组, 江西的2个居群实际上是同一个自然繁育居群, 而湖南的2个居群则为2个分化明显的自然繁育居群。研究还发现湖南居群存在明显的杂合子过剩现象, 可能是小居群内随机因素造成的。研究结果表明华木莲可能在近期历史上遭受过强烈的瓶颈效应, 导致种群缩小、遗传多样性丧失和居群分化加剧, 需要加强对其进化潜力的保护。在制定保护措施时, 需要考虑其较高的遗传分化水平, 根据遗传结构可以将其划分为3个保护单元, 即湖南居群和江西居群分别为2个进化显著单元, 湖南居群进一步划分为2个管理单元(分别为朗溪乡云盘村和小溪乡鲁家村居群)。     

Species delimitation of North American Nyssa species

The development of next-generation sequencing technologies allows researchers to address complex problems in species delimitation, especially for non-model organisms. The taxonomic status of North American Nyssa species has long been debated and remains controversial. To elucidate the genetic structure and phylogenetic relationships of the five currently recognized North American Nyssa species, we conducted whole-genome sequencing of representative individuals and identified genome-wide single-nucleotide polymorphisms (SNPs) by utilizing the recently released chromosome-level assembly of Nyssa sinensis genome. Population genetic and phylogenetic analyses consistently inferred four well-supported genetic clusters from our sampled individuals, that is, N. aquatica, N. ogeche, N. sylvatica, and N. biflora–N. ursina. Although the identification of N. biflora and N. ursina is primarily based on the morphological characteristics of leaves and drupes, the present evidence, including our principal components analysis of leaf morphological traits, strongly supports the taxonomic designation of N. biflora and N. ursina as a single species. In addition, these four genetic clusters were grouped into two major clades, that is, clade 1 (N. aquatica and N. ogeche) and clade 2 (N. sylvatica and N. biflora–N. ursina). Despite the fact that no evidence of widespread gene flow was found between these two major clades, our analyses revealed the possibility of introgression from N. sylvatica into N. biflora, albeit at a relatively low frequency. This study demonstrates the use of whole-genome sequences as a promising avenue for delimiting species boundaries and further advocates for an integrative approach in the assessment of species delimitation.     

不同喀斯特小生境中小蓬竹的遗传多样性

通过RAPD标记法对5类喀斯特小生境中小蓬竹的遗传结构及其多样性进行了分析。RAPD随机引物8个扩增共得87个清晰度高且重复性好的条带,分子量200～3 000 bp,含多态68条,物种PPL=78.16%,Nei’s基因多度H=0.291 3,Shannon多样性指数I=0.431 0。土面(TM)生长的小蓬竹遗传多样性水平最高(PPL=47.13%,H=0.195 3,I=0.283 4),石缝(SF)中的小蓬竹遗传多样性水平最低(PPL=39.08%,H=0.147 4,I=0.219 2)。POPGENE 32分析5类小生境中小蓬竹的遗传分化系数G_st=0.415 1,基因流N_m=0.704 5。5类小生境的小蓬竹间遗传相似系数(I)变化范围0.777 3～0.999 4,平均为0.865 6;遗传距离(D)变化范围0.000 6～0.251 9,平均为0.148 3。各类小生境的遗传多样性水平PPL均值为43.91%,5类小生境间的遗传分化G_st=0.405 4。研究结果说明,小生境间的差异增加了小蓬竹的遗传多样性。