中国人类遗传多样性研究进展

人类遗传多样性表现为世界各种族、民族和个体间存在的基因组差异,是探讨人类进化与迁徙、环境与遗传背景相互作用、疾病与健康影响因素的主要资源和工具。中国具有世界1/5的人口,有56个民族和丰富的遗传多样性资源。经过几十年的努力,中国人类遗传多样性研究已积累了丰富的资料,部分成果已经达到国际先进水平。文章重点论述了近年来形态学标记、生化及免疫学标记、DNA遗传标记在我国人类遗传多样性研究中的应用,线粒体DNA、Y染色体DNA和HLA标记在中国不同民族源流和相互关系、东亚现代人起源和迁移等研究中的应用,以及我国在中华民族遗传资源保存和利用、疾病易感基因和环境适应相关基因的鉴定及全基因组关联分析和第二代测序技术的应用、中国人基因组结构研究等方面取得的重要成果和进展。     

植物核心种质研究进展

丰富的植物遗传资源为作物育种和遗传研究提供广阔的遗传基础,然而资源庞大的数量也给植物遗传资源的收集、保存、研究和利用带来了困难。Frankel首先提出并与Brown等人完善了核心种质(core collection)的概念,即通过一定的方法从整个种质资源中选择一部分样本,以最小的资源数量和遗传重复,尽可能最大限度的代表整个资源的多样性。核心种质的提出,为遗传资源的研究和利用提供了崭新的解决途径。目前,已在多年生野生大豆、硬粒小麦、花生等20种植物上开展了核心种质研究。本围绕核心种质具有四个显特点即代表性、实用性、有效性、动态性,介绍在不同植物构建核心种质时,所利用的数据、分组原则及取样方法等,并介绍了核心种质的评价进展。通过比较发现,不同植物在构建核心种质各有区别,但是以根据地理来源分组,按聚类法取样为主。目前,对植物核心种质的研究,多处于取样策略的研究阶段。对建成的核心种质评价研究较少,主要集中在农艺性状遗传多样性方面的验证,而时分子水平的验证较少,构建的核心种质还有待于实践的检验。     

应用15个STRs揭示广西4个少数民族的遗传关系

为研究广西仫佬、毛南、苗和瑶族的15个短串联重复序列（STR）基因座的遗传多态性,探讨这4个民族群体的遗传差异和进化关系。通过PCR-STR及测序仪,检测了广西4个民族766例无关个体的15个STR位点基因频率的分布并比较各民族间的差异,计算遗传学参数、遗传距离和构建系统进化树。结果显示：仫佬、毛南、苗和瑶族的15个STR位点分别共检出135,134,148,145种等位基因和424,432,445,436种基因型;各民族的平均Ho〉0.7,累积DP,EPP和PIC均在0.99999以上;毛南族和苗族,瑶族和其他民族间在多数位点的基因频率分布上存在显著差异,而仫佬族和毛南族或苗族间在多数位点上不存在差异;4个民族在进化树上被分为两组,仫佬族和毛南族聚成一组,苗族和瑶族聚成另一组。说明广西仫佬、毛南、苗和瑶族的15个STR基因座具有高度的遗传多态性,实用价值较高,是一组可用于人类群体遗传学、法医学个体识别和亲子鉴定等研究的有力工具;4个民族STR的遗传差异性和遗传关系与他们的语言文化和民族历史基本一致。     

我国人类遗传资源采集活动现状分析与对策建议*

人类遗传资源是指含有人体基因组、基因等遗传物质的器官、组织、细胞等遗传材料及其产生的数据等资料。我国人类遗传资源极其丰富,合理利用人类遗传资源对推动我国生命科学、生物医药和临床研究具有重要意义。为有效保护、管理和利用我国人类遗传资源,管理部门严格依法依规开展人类遗传资源行政审批。通过梳理2021年我国人类遗传资源采集活动行政许可情况,结合工作实际,对存在问题进行分析,并提出对策建议。     

中国绒山羊遗传多样性现状和系统发生关系的微卫星分析

为了调查中国绒山羊遗传资源现状, 作者应用联合国粮农组织和国际家畜研究所推荐的19对微卫星引物并结合荧光PCR技术, 对9个中国地方产绒山羊群体和1个西非山羊品种进行了遗传多样性检测。14个微卫星座位在10个山羊群体中显示为高度多态, 可作为山羊遗传多样性分析的有效标记。多态信息含量和遗传杂合度等数据表明: 目前中国地方产绒山羊群体的遗传多样性较为丰富, 并且大部分保种场较好地保存了这些地方资源。采用非加权配对算术平均法构建的聚类图和采用主成分分析法得到的散点图均显示, 中国山羊与西非山羊为不同的2类; 中国产绒山羊中河谷山羊、河西绒山羊与其他山羊的遗传距离较远; 其他山羊又大致分为2类: 一类由辽宁绒山羊、新疆山羊、柴达木山羊、陕北山羊组成, 另一类由内蒙古绒山羊组成。此研究结果为开展我国地方绒山羊种质特性研究及资源保护和利用提供了科学依据。     

茶洞话群体的Y染色体遗传结构及其父系起源研究

我国广西的桂东北地区大约有20,000人使用茶洞话,该群体的族源问题一直存在争议。本文为调查茶洞话群体的Y染色体遗传结构,探讨其父系起源,对临桂县使用茶洞话的21名无关男性个体的Y-STR和Y-SNP进行了检测分型,并对该群体与周边民族的遗传关系进行了研究分析。结果显示:茶洞话群体的17个Y-STR位点具有丰富的遗传多态性,适用于群体遗传学和法医学研究;Y染色体高频单倍群为O2*-P31和O2a1*-M95,表明茶洞话群体具有显著的百越民族系统侗傣族群的遗传背景;N-J树和主成分分析显示茶洞话群体与仫佬族的父系遗传关系较之与毛南族和汉族更亲近。本研究结果为茶洞话群体的族源研究提供了遗传学证据。     

植物种质群体遗传结构改变的测度

本文旨在探讨植物种质资源保存中由于人为和自然缘故导致遗传结构改变的评价指标和评价方法.在介绍植物种质资源保存研究一些基本概念的基础上,归纳了测度种质库(收集品)遗传潜势的6种遗传多样性统计指标,包括同一变异层次的类型数、类型分布均衡度、遗传相似性与遗传距离、遗传方差与遗传变异系数、多元变异指数以及亲本系数.指出若无遗传丰富度相伴,单有遗传离散度并未提供遗传多样性的完整测度.探讨了人为条件导致植物种质资源遗传结构改变的遗传流失、环境胁迫所致植物种质资源遗传结构改变的遗传脆弱性和种子扩繁所引发的植物种质资源遗传结构改变的遗传漂变和遗传漂移等的统计指标.文末给出了自花授粉植物和异花授粉植物群体适宜样本容量研究的个例.     

人类群体遗传空间结构的"克立格"模型

通过将“克立格”技术应用于人类群体遗传学领域,构建了人类群体遗传空间结构的“克立格”模型,并论述了其原理和计算方法。以HLA-A基因座为例,应用“克立格”模型,定量分析了中国人群HLA-A基因座的空间遗传异质性;对HLA-A基因频率的空间数据矩阵进行了主成分分析,进而定义了人类群体遗传结构的综合遗传测度(SPC),绘制了综合遗传测度和主成分(PC)的“克立格”地图,分析了其群体遗传空间结构特性。与其他空间插值或平滑方法相比,人类群体遗传空间结构的“克立格”模型具有明显优点：1)“克立格”估计以空间遗传变异函数模型为基础,在绘制空间遗传结构地图之前,可利用变异函数模型定量分析所研究基因座(或多基因座)的空间遗传异质性;2)“克立格”插值方法是真正意义上的无偏估计模型,它利用待估区域周围的已知群体遗传调查点数据,并充分考虑调查点的空间影响范围,给出待估区域的最优估计值;3)“克立格”模型允许估计插值误差,这种插值误差既可用于评价空间估计效果,又可通过绘制误差地图指导在误差过高的地点增加新的群体遗传调查样本点,以优化估计效果。然而,人类群体遗传空间结构的“克立格”模型也存在一定缺点：1)若不能用任何理论遗传变异函数模型拟合观察遗传变异函数值,则不能建立“克立格”模型;2)若理论遗传变异函数的拟合优度很低,则据此建立的“克立格”模型的估计标准差在整个空间范围内会很大,此时“克立格”模型不适用于估计群体遗传空间结构。出现上述两种情形时,应选用不考虑空间相关性的空间随机插值方法绘制群体遗传结构地图,如基因绘图软件中的Cavalli-Sforza方法,反向距离加权法和条样函数插值法等。     

黄瓜多样性固定核心样本集的构建与评价

利用149对具有多态性的In Del引物对473份黄瓜初选核心种质自交系进行遗传多样性分析。采用3种方法 12种取样比例对该初级遗传多样性固定群体进行抽样获得候选多样性固定核心样本集(GDFCC),使用等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ne)、Shannon's信息指数(I)、基因多样性指数(gene diversity)、多态性信息含量(PIC)、总等位位点数(total number of loci)、等位位点保留百分率(retention rate of loci)评价候选多样性固定核心样本集的多样性和代表性,结果表明,采用逐级聚类+稀有基因优先取样法并按照15%取样比例构建出的多样性固定核心样本集的效果较好。比较发现,该核心样本集的Ne、I、基因多样性指数和PIC值均接近或高于初级遗传多样性固定群体,且对原始群体的等位位点的保留百分率为99.68%。入选多样性固定核心样本集的材料来自15个国家和国内18个省市。该研究为今后黄瓜优异基因资源的挖掘利用提供了代表性强、覆盖度广、遗传稳定的研究群体,将有利于黄瓜种质资源的高效研究利用。     

应用微卫星标记分析23个中国地方马种的遗传多样性

为了调查中国马种的群体遗传分化与遗传结构状况, 本研究应用FAO和ISAG推荐的25对微卫星引物, 结合荧光标记PCR分析技术, 对中国23个马群体和1个英纯血马群体进行了分子遗传学研究。结果表明: 中国地方马群体的遗传多样性比较丰富, 23个中国马群体的等位基因数、多态信息含量和遗传杂合度等都高于英国纯血马。根据群体遗传距离构建的系统进化树, 能够清晰地将英纯血马从中国马中独立出来, 同时可将中国马群体分成不同的支, 基本上与其地理分布格局相符。我们用MVSP软件进行群体遗传分化分析可见, 前三个主成分的三维散点图可以明显地把英纯血马从所有群体中独立出来, 并把中国的马群体分成几个相对独立的支。进一步分析第一、二主成分的二维散点图, 可将中国的马群体分化成南方支系、藏马支系、新疆和青海支系、内蒙古支系及东北支系等5个部分。根据Structure软件分析, 推测中国马群体含有5个潜在的支系, 基本上代表了我国现在主要家马来源的基础遗传支系。这些信息可以为我国现有马种类型的划分与马种资源遗传多样性的保护提供科学依据。     

《濒危野生动植物种国际贸易公约》与我国遗传资源管理对策

遗传资源是21世纪的战略资源之一, 是当代国际谈判中的热点问题。本文首先分析了《濒危野生动植物种国际贸易公约》(Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora, CITES)的运作机制、该公约涉及的遗传资源管理的条款及其对我国遗传资源管理的影响, 简要回顾了我国在CITES履约与遗传资源方面的立法和管理现状, 指出我国遗传资源管理领域亟待解决管理部门过多、立法不足、缺少明确的对外政策和国家战略、资源本底情况不详、产权划分不清、没有建立有利于野生动植物遗传资源保护与利用的经济调控机制等问题。最后, 我们提出了制定国家战略、建立遗传资源的协调管理机制、将遗传资源保护问题纳入相关法规、开展野生动植物遗传资源状况调查、建立有利于遗传资源保护的经济机制等解决对策。     

内蒙古西伯利亚杏群体遗传多样性和遗传结构分析

利用27对SSR分子标记对内蒙古地区13个西伯利亚杏群体的遗传多样性和遗传结构进行分析,评价其遗传多样性水平和分化程度,为内蒙古西伯利亚杏资源的合理保护与利用提供理论依据。结果显示:(1)27对SSR引物共检测到512个等位基因(Na),各位点平均等位基因数(Na)和多态性信息含量(PIC)分别为19和0.84;物种水平上Shannons信息指数(I)和期望杂合度(He)分别为2.25和0.73。(2)群体水平上的等位基因(Na)、有效等位基因(Ne)、Shannons信息指数(I)、期望杂合度(He)和观察杂合度(Ho)分别为6.95、4.48、1.60、0.76和0.56;其中科左后旗群体遗传多样性最丰富,克什克腾旗群体遗传多样性最低。(3)基于F统计量分析的遗传分化系数(Fst)为0.12,基因流(Nm)为1.86;分子方差分析显示内蒙古西伯利亚杏群体大部分遗传变异来自群体内(92%),群体间的遗传变异仅占8%。(4)内蒙古西伯利亚杏群体遗传距离为0.04~0.67,遗传相似度为0.33~0.83;遗传相似度的聚类分析、遗传距离的主坐标分析和遗传结构分析(Structure)均将供试13个群体划分为4组。Mantel检测显示,内蒙古西伯利亚杏群体遗传距离与地理距离呈显著相关关系(r=0.453,P0.01)。研究表明,内蒙古西伯利亚杏资源具有丰富的遗传多样性,这一特性与其群体的大小、悠久的演化历史以及自身生物学特性相关;内蒙古西伯利亚杏群体间存在中等程度的遗传分化,这可能源于自然地理隔离以及近期人类活动引起的生境片段化。     

2个中国藏獒群体遗传多样性及遗传分化的研究

本研究以青海土种犬和藏狮犬为对照,采用RAPD技术对河曲藏獒和青海藏獒群体的遗传多样性及遗传分化进行了分析.研究结果表明,河曲藏獒和青海藏獒群体的多态性位点百分率分别为85.53%和98.16%,平均多态性位点百分率为91.85%.藏獒群体遗传变异分析显示两个藏獒群体的有效等位基因数(Ne)、Nei氏平均预期基因杂合度(H)和Shannon遗传信息指数(I)的平均值分别为1.5354、0.3191和0.4807;且两个藏獒群体93.09%的变异来自群体内,仅6.91%变异来自群体间;两个群体间的基因流为3.3679.研究还发现两个藏獒群体之间的Nei氏标准遗传距离(D)为0.050 5.本研究结果说明藏獒群体内遗传变异丰富,不同地域的藏獒群体之间存在广泛的基因交流,群体之间遗传分化程度很低,这为藏獒品种资源保护与合理开发利用提供了参考.     

中国民族特色药材艾纳香研究进展

艾纳香为我国重要民族药物之一,在黎族、壮族、苗族等少数民族地区有着悠久的用药历史,具有镇痛、发汗、祛风除湿、祛痰止咳、通经止血等功效。本文试从艾纳香的有效成分结构、含量、资源分布、遗传多样性、栽培管理及繁殖方式等几个方面对过去的相关研究进行简短的综述,以期为艾纳香的资源及可持续开发利用提供一定的理论依据。     

采用微卫星标记分析10个双峰驼群体的遗传变异和群体间的遗传关系

为从分子水平上对我国双峰驼(Camelus bactrianus)群体的遗传多样性、群体间遗传关系、群体遗传分化及近交情况进行全面、系统地研究,为双峰驼种质资源保护和新品种培育提供基础数据,本文利用18对微卫星引物,分析了我国9个双峰驼群体和1个蒙古双峰驼群体的遗传多样性和遗传关系。结果显示:10个群体均具有较高的遗传多样性,共检测到242个等位基因,平均等位基因数为13.44,平均有效等位基因数为4.18,平均观察杂合度(Ho)为0.5528。10个群体间存在显著的遗传分化,有9.6%的遗传变异来自群体间,90.4%的遗传变异来自群体内部的个体间。聚类分析、主成分分析和群体遗传结构分析结果都表明10个群体被分成2个明显的分支,新疆4个群体单独聚为一类,剩下的6个群体聚为一类。这一结果可能与它们的地理分布和群体间的地理屏障有关。     

Rh系统单倍型在中国人群中的分布

对中国已发表的125个人群Rh血型系统表型分布频率数据进行了收集和整理。用累积计算法（Counting method)重新计算单倍型频率,通过各单倍型的分布差异分析中国不同地区不同种族、人群的遗传差异,分组比较了不同地区汉族和少数民族人群的基因多样度和基因分化度,结果表明南方少数民族和北方少数民族民族亚群体基因多样度有明显差异,用不同方法计算中小组遗传距离并进行聚类分析。最后,计算了除维吾尔族和哈萨克族外的68个人群间的遗传距离并聚类比较,结果表明Rh基因单倍型的分布与地理分布基本相符。     

广西4个少数民族17个Y-STR基因座的多态性分析

应用Yfiler复合扩增试剂盒及基因分型技术, 调查了广西瑶、彝、京、壮4个少数民族人群17个Y-STR基因座的多态性分布, 计算等位基因频率和单体型多样性, 并结合国内其他4个群体相应基因座的遗传学资料, 分析其遗传距离和聚类关系。瑶族100名无关男性个体中检出61种单体型, 单体型多样性为0.9784; 彝族105名无关男性个体中检出67种单体型, 单体型多样性为0.9866; 京族103名无关男性个体中检出79种单体型, 单体型多样性为0.9911; 壮族107名无关男性个体中检出91种单体型, 单体型多样性为0.9956。在4个少数民族中, 京族和壮族的遗传距离最小(0.0391), 彝族和瑶族的遗传距离最大(0.3376)。结果表明, 该17个Y-STR基因座在广西4个少数民族人群中均具有较高的多态性, 在法医学、群体遗传学等方面有重要的应用价值。     

西双版纳傣族曼仑村植物遗传资源研究:现状与保护策略

本文采用民族植物学和文化人类学的方法,对地处我国西南边陲西双版纳勐仑镇的傣族村寨曼仑村的植物遗传资源进行了调查和研究,结果表明：当地仍然保存有十分丰富的植物遗传资源,栽培植物有68个科,136个属,204个种,地方品种也较丰富,集中分布在葫芦科、天南星科、禾本科等8个科;当地人与植物遗传资源的形成和发展关系密切,随着社会变迁、经济发展和人口膨胀等各种因素的影响,原本丰富的植物遗传资源锐减,从而使与之共存的传统知识也面临消亡的危机。作者认为只有充分调动当地人的积极性,主动参与到植物遗传资源的保护领域,才能进行有效保护。     

西双版纳傣族曼仑村植物遗传资源研究:现状与保护策略

本文采用民族植物学和文化人类学的方法, 对地处我国西南边陲西双版纳勐仑镇的傣族村寨曼仑村的植物遗传资源进行了调查和研究, 结果表明: 当地仍然保存有十分丰富的植物遗传资源, 栽培植物有68个科, 136个属, 204个种, 地方品种也较丰富, 集中分布在葫芦科、天南星科、禾本科等8个科; 当地人与植物遗传资源的形成和发展关系密切, 随着社会变迁、经济发展和人口膨胀等各种因素的影响, 原本丰富的植物遗传资源锐减, 从而使与之共存的传统知识也面临消亡的危机。作者认为只有充分调动当地人的积极性, 主动参与到植物遗传资源的保护领域, 才能进行有效保护。     

利用微卫星标记分析贵州白水牛与普通水牛的遗传多样性与亲缘关系

利用11对微卫星引物对贵州白水牛和6个普通水牛群体的有效等位基因数、基因杂合度、多态信息含量和遗传距离进行了分析。结果表明,11个微卫星基因座在7个水牛群体中均存在多态性,可以用于水牛的遗传多样性评估。贵州白水牛和6个普通水牛群体的平均杂合度和平均多态信息含量分别为0·7450～0·7922和0·7021～0·7605。贵州白水牛和遵义普通水牛的亲缘关系最近,遗传距离为0·0910。由UPGMA聚类法得到的系统聚类图反映了贵州白水牛和6个普通水牛群体的亲缘关系远近程度,贵州白水牛没有单独聚为一类,而是与同分布区的遵义普通水牛首先聚类,然后依次与其余地区的普通水牛聚类。研究提出了贵州白水牛应是其产地的普通水牛群体中的一个突变群的见解,为开展贵州白水牛的遗传资源评估、保护与利用提供了分子水平的遗传学依据。