基于GBS简化基因组技术的宽杯杜鹃遗传多样性分析

宽杯杜鹃花色纯黄且钟状花冠簇生于枝顶,具有较高的观赏价值。近年来受道路建设及盗挖盗伐等人为影响,其生境破碎化严重且种群规模日渐萎缩,对其开展保护生物学研究已迫在眉睫。本研究采用基因分型(genotyping-by-sequencing,GBS)技术对宽杯杜鹃老君山(LJS)与大黑山(DHS)两个残存种群进行单核苷酸多态性(single-nucleotide-polymorphism,SNP)位点挖掘与遗传多样性分析。结果表明,通过获得的103 133个高质量SNP位点分析发现两个种群在物种水平上具有较低的遗传多样性(Ne=1.3086,Ho=0.1878,He=0.1856),而种群间具有较高的遗传分化(Fst=0.1765),种群间基因流(Nm)=1.1674。聚类分析、主成分分析与种群遗传结构分析表明36个个体被聚为2个不同的遗传类群。本研究首次揭示了宽杯杜鹃较低的遗传多样性现状,有助于进一步了解其濒危机理和科学地制定宽杯杜鹃保护措施。     

基于线粒体16S rRNA探讨渤海海区矮拟帽贝的种群生态遗传

采用聚合酶链式反应和直接测序的方法研究了渤海海区15个矮拟帽贝Patelloida pygmaea种群遗传多样性与环境因子的关系。180个个体的16S rRNA部分序列(615 bp)共发现264个多态性位点,153个转换,114个颠换,界定32个单倍型。所有个体碱基含量依次为C(18.12%)、T(27.74%)、A(33.07%)、G(21.07%);单倍型多样性为0.835 1±0.019 1,核苷酸多样性为0.449±0.214。矮拟帽贝大陆沿岸种群核苷酸多样性(0.191 8±0.091 7)高于岛屿种群(0.107 3±0.081 6)。种群历史动态结果显示,矮拟帽贝经历了种群近期扩张。与环境因子相关性研究发现,遗传距离、序列变异、核苷酸多样性与日照时数、日照百分率分别呈显著正相关(P0.05);形态相关分析结果表明,变异主成分(壳长、壳宽)与年均降水量呈显著负相关(P0.05);年均降水量、日照时数、日照百分率是影响矮拟帽贝形态变异、遗传多样性的主导因子,环境越稳定地区种群的遗传多样性越高。     

舟山小黄鱼线粒体DNA D-loop区序列变异的遗传多样性分析

小黄鱼(Pseudosciaena polyactis)为我国重要海产经济鱼类之一,过度捕捞和环境污染等因素造成其资源日益衰退。研究小黄鱼种群遗传结构对其资源的保护及其可持续利用有十分重要的意义。该研究采用聚合酶链式反应(PCR)技术对浙江舟山附近海域小黄鱼种群53个个体的mtDNA D-loop区全序列进行扩增,序列长度在795~801bp之间,长度差异不大。采用ClustalX1.83、MEGA3.1、DnaSP4.0等生物信息学软件进行遗传多样性分析,结果显示:53条小黄鱼线粒体DNA D-loop区的T、C、A和G碱基平均含量分别为30.3%、23.1%、32.3%和14.3%,排除13处核苷酸的插入或缺失后,共检测到93处转换和颠换位点,约占分析序列总长度的11.6%,其中包括53个单一多态位点和40个简约信息位点,共确定了52种单倍型,单倍型多样性(hd)为0.9993,单倍型间的平均遗传距离为0.012,转换/颠换平均值为4.305,平均核苷酸差异数(k)为9.73875,核苷酸多样性(π)为0.01233,表明舟山小黄鱼遗传多样性处于中等水平。     

基于Cyt b基因序列分析的松毛虫种群遗传结构研究

为了揭示松毛虫种群的遗传结构,采用DNA序列测定的方法测定了松毛虫不同种群的线粒体细胞色素b (Cyt b)基因的部分序列,并利用分子生物学软件分析其核苷酸组成、转换和颠换、氨基酸组成、遗传距离及亲缘关系。结果显示:在获得的Cyt b 基因387bp的序列中碱基A,T,C,G平均含量分别为40.1%、33.5%、9.5%、16.9%,A+T含量明显高于G+C含量表现出强烈的A、T偏向性,密码子第3位点的A+T含量高达86.5%,这种偏向性在种群间无明显差异。碱基替换主要发生在密码子第三位,转换大于颠换,且种群内替换高于种群间。该序列片段中共有39个核甘酸位点发生变异,遗传距离为0.000-0.100,显示出较小的遗传变异。蛋白质氨基酸由除谷氨酸以外的19种氨基酸组成。聚类分析结果表明马尾松毛虫和油松毛虫亚种遗传距离较近,种群间的遗传分化与生态环境有关。     

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。     

四川西部濒危植物桃儿七遗传多样性的RAPD分析

桃儿七是一种具有重要药用价值的珍稀濒危植物。采用RAPD分子标记技术,对在四川西部地区的桃儿七7个自然种群的遗传多样性水平和遗传结构进行了分析。用12个RAPD引物对7个种群共140个样品进行了扩增,共得到111条清晰带,其中32条具有多态性,在物种水平上多态位点百分率(PPB)为28.83%,在种群内的多态位点百分率变动幅度为4.50%至16.22%。同其它一些濒危植物相比,桃儿七种群具有较低的遗传多样性(He=0.0622,Ho=0.0987)。7个自然种群间出现了很强的遗传分化,分化指数接近70%。种群间的基因流低(Nm=0.2240)。造成上述结果的可能原因是与桃儿七的繁育方式和有限的基因流等因素有关。应将遗传多样性相对较高的松潘县牟尼沟种群作为原位保护的核心种群进行保护,尽量保护所有现有种群。     

水松自然种群和人工种群遗传多样性比较

采用ISSR分子标记技术分析水松不同起源种群的遗传多样性.结果表明:10条引物共检测出95个扩增位点,多态位点数占39.0%.与其他濒危裸子植物相比,水松的遗传多样性较低,遗传分化系数Gst为0.3982,基因流Nm仅0.3778,种群间存在一定程度的遗传分化,但种群内变异占主导地位;遗传距离与地理距离呈正相关关系.自然种群的多态位点百分率(P)、Nei的条带多样度(He)和Shannon信息指数(Ⅰ)平均值(39.3%、0.1499和0.2202)分别高于人工种群(30.7%、0.1265和0.1759).自然种群的遗传分化系数(Gst0.4513)和平均遗传距离(D=0.0301)也高于人工种群(Gst=0.3025,D=0.0192).     

和田维吾尔族人群Y染色体遗传多样性分析北大核心

[目的]分析和田维吾尔族人群Y染色体遗传多样性及与不同人群的差异。[方法]运用基因芯片技术检测860个Y-SNP位点,挑选相关位点利用Genomestudio进行分析。[结果]共检出24种单倍群。其中,单倍群R-M207和O-M175(38.10%、14.28%)在和田维吾尔族中具有较高的频率。主成分和聚类分析显示:和田维吾尔族人群与南亚、中亚、西部欧亚人群有较近的亲缘关系;与东亚、美洲、西伯利亚人群遗传结构之间差异比较大。[结论]1和田维吾尔族Y染色体SNP突变位点多样性丰富,其中主单倍群的多样性为55%。2和田维吾尔族Y染色体的两大主单倍群:R-M207(38.10%)和O-M175(14.28%)。3和田和吐鲁番两个维吾尔族群体单倍群频率和类型十分接近无显著性差异(F=0.833,P=0.367)。4和田维吾尔族人群的单倍群频率显示明显的亚欧混合现象。     

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。     

台湾海峡鲐鱼种群遗传结构

以往研究表明,台湾海峡的鲐鱼分属2个地理种群,即东海种群和闽南——粤东地方种群.为研究这2个种群的遗传结构,对鲐鱼闽东(30尾)和闽南(30尾)种群进行了AFLP分析,8对选择性引物在2个种群60个个体中,共扩增出497个位点,其中多态位点343个.闽东和闽南种群的多态位点比例、Nei遗传多样性指数和Shannon遗传多样性指数分别为57.75％、64.59％,0.1779、0.2123,0.2725和0.3228,2个种群的遗传多样性处于同一水平.与其他鱼类对比显示,台湾海峡鲐鱼种群的遗传多样性水平高.生境广及生命周期短被认为是台湾海峡鲐鱼具有较高遗传变异水平的原因;基因分化系数Gst、Shannon遗传多样性指数和AMOVA分析均显示鲐鱼的遗传变异主要来源于种群内,而种群间无明显的遗传分化.Nm显示2个种群间基因交流频繁.种群的显性基因型频率分布显示2个种群有基本相同的种群遗传结构.结果表明,鲐鱼闽东和闽南种群间无明显的遗传差异.幼体较强的扩散能力、海洋环流及洄游特性可能是造成台湾海峡鲐鱼种群间遗传同质性较高的原因.     

枫香自然种群遗传多样性的ISSR分析

利用ISSR分子标记技术,对浙江省内枫香自然种群的遗传多样性进行分析。用10个引物对5个枫香种群共100个个体的样品DNA进行扩增,共测得135个位点,其中多态位点为118个,多态位点百分率(P)为87.41%,Shannon指数(I)为0.4646,Nei指数(h)为0.3122,表明枫香总体水平的遗传多样性较高。各种群的多态位点百分率平均为59.11%,Shannon指数平均为0.3660,Nei指数平均为0.2543。P、I、h均显示北山种群最高,天台山种群最低。AMOVA分子差异分析显示:85.49%的变异存在于种群内,14.51%存在于种群间,基因分化系数(Gst)为0.1856,种群间的遗传分化程度较低。种群间的基因流(Nm)为2.1944。5个种群间的平均遗传距离为0.1199。利用UPGMA法对5个种群进行聚类分析,结果分为两大类群:白云山、天台山、北山和安岱后4个种群组成一大类群;大明山种群单独为另一类群。     

中日5个岛屿山茶种群遗传多样性研究

运用ISSR分子标记法对中、日两国5个岛屿天然山茶种群共150个个体进行遗传多样性分析。结果表明:筛选出的20条引物扩增得到205条清晰条带,其中183条为多态性条带,多态位点百分比(PPB)为89.27%。经POPGENE软件分析,山茶种群平均多态位点百分比(PPB)为72.00%,Nei’s基因多样性指数(HE)为0.2743,Shannon信息多态性指数(H)为0.4023,种群水平遗传多样性较高。基因分化系数Gst=0.2033,表明遗传变异主要存在于种群内个体间。Mantel检验(r=0.7989,P<0.05)和UPGMA聚类表明岛屿地理隔离对山茶种群遗传分化具有重要影响。基于岛屿山茶种群遗传结构的分析,建议加强我国岛屿自然种群的就地保护力度。     

不同成花量金花茶花果期果枝叶内源激素的变化

该研究采用ISSR分子标记,对黄枝油杉7个自然种群的遗传多样性进行了分析。结果表明：用12条ISSR引物对218个黄枝油杉个体进行扩增,共扩增出125个位点。在物种水平上,多态性位点百分数( PPL)为100.00％,Shannon信息多样性指数( I)为0.4177,Nei’ s基因多样性指数( H)为0.2666;在种群水平上,多态性位点百分数(PPL)在71.20％~92.00％之间,平均值为80.69％,Shannon信息多样性指数(I)在0.3273~0.3886之间,平均值为0.3548,Nei’ s基因多样性指数( H)在0.2139~0.2478之间,平均值为0.2291。这说明黄枝油杉在物种水平和种群水平上均显示出较高的遗传多样性。 Nei’ s遗传多样性分析( Gst＝0.1433)和AMOVA分析(Φst＝17.91％)表明,黄枝油杉的遗传变异主要存在于种群内,种群间的遗传分化程度较低,种群间保持一定的基因交流( Nm＝2.9890>1)。 Mantel分析显示,黄枝油杉种群间的遗传距离和地理距离之间不存在显著的相关关系( r＝0.4567, P＝0.0610>0.05)。     

基于mtCOII基因对山东省越冬代亚洲玉米螟不同种群的遗传结构分析

亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis (Guenée)是我国重要农业害虫.为了全面揭示亚洲玉米螟遗传分化以及山东省亚洲玉米螟不同种群的遗传结构,对山东省越冬代亚洲玉米螟不同种群mtCOⅡ基因序列与来自GenBank的相关序列进行了遗传结构分析,并建立了鉴别不同遗传支系的PCR-RFLP方法.基于对340条mtCOⅡ序列的分析结果表明:所有样本共获得62个单倍型,其中单倍型17(H17)广泛分布于各种群之间,有6个单倍体型为山东种群所特有;亚洲玉米螟分化为2个遗传支系(支系Ⅰ与支系Ⅱ);2个遗传支系均在山东省发现,但以支系Ⅰ为主;亚洲玉米螟各单倍体型散布于山东省各地理种群中,缺乏明显的地理分布格局.山东亚洲玉米螟总体的单倍体型多样性指数Hd为0.695,种群内单倍型多样性指数在0.333-0.889之间;总体的核酸多样性指数π为0.00424,种群内核酸多样性指数在0.00061-0.00809之间.总群体的固定系数Fst为0.79421.AMOVA分析结果表明山东亚洲玉米螟的遗传分化主要来自于2个支系之间(79.42％).构建的亚洲玉米螟2个支系鉴别方法为其生物学与生态学的进一步研究奠定了基础.     

Study on population genetic diversity of Camellia japonica in 5 islands between China and Japan

运用ISSR分子标记法对中、日两国5个岛屿天然山茶种群共150个个体进行遗传多样性分析.结果表明:筛选出的20条引物扩增得到205条清晰条带,其中183条为多态性条带,多态位点百分比(PPB)为89.27％.经POPGENE软件分析,山茶种群平均多态位点百分比(PPB)为72.00％,Nei's基因多样性指数(HE)为0.2743,Shannon信息多态性指数(H)为0.4023,种群水平遗传多样性较高.基因分化系数Gst=0.2033,表明遗传变异主要存在于种群内个体间.Mantel检验(r=0.7989,P＜0.05)和UPGMA聚类表明岛屿地理隔离对山茶种群遗传分化具有重要影响.基于岛屿山茶种群遗传结构的分析,建议加强我国岛屿自然种群的就地保护力度.     

岛屿特有种全缘冬青遗传多样性的ISSR分析

全缘冬青(Ilex integra)为岛屿特有植物,主要分布于浙江舟山群岛,被列为浙江省珍稀濒危植物。作者运用ISSR分子标记对舟山群岛的6个全缘冬青种群(5个自然种群和1个栽培种群)共57个个体进行了遗传多样性分析。采用9条随机引物扩增出78条清晰谱带,其中45条为多态性条带,多态位点百分比(PPL)为57.7%。经POPGENE软件分析,全缘冬青种群平均多态位点百分比(PPL)为42.1%,Nei’s基因多样度(HE)为0.153,较其他海岛植物的遗传多样性偏低。5个自然种群遗传分化系数Gst=0.316,AMOVA测度Fst=0.295,Shannon多样性分化系数S=0.304,遗传分化程度较高。全缘冬青种群间地理距离与遗传距离具有正相关性(r=0.649,P<0.05),岛屿间地理隔离对种群间遗传分化产生了较为显著的影响。UPGMA聚类分析显示,朱家尖岛与普陀岛种群亲缘关系较近,而舟山岛栽培种群是由桃花岛自然种群移植而来。针对全缘冬青种群遗传多样性较低及遗传分化程度较高的现状,应加强现有自然种群的就地保护,促进种群自然更新;建立种质资源库,收集不同岛屿的种源进行混合繁殖,促进基因交流。     

四川六个厚朴种群遗传结构

利用ISSR技术对四川6个野生厚朴种群的遗传结构进行了分析,以评估野生厚朴资源的遗传现状。10条ISSR引物共测到114个位点,其中多态位点93个,多态位点百分率(PPB)为81.58%,Nei遗传多样性指数(H)和Shannon信息指数(I)分别为0.320和0.469,表明厚朴物种水平具有较高的遗传多样性;相比之下,种群水平遗传多样性则相对较低(PPB、H、I分别平均为48.25%、0.189和0.277)。分子变异分析(AMOVA)表明,种群内部和种群间均存在极显著遗传分化(P0.001),其中,36.82%的变异存在于种群间,63.18%存在于种群内,种群间的基因分化系数(GST)为40.42%。厚朴种群间的基因流(Nm)为0.737,平均遗传距离为0.211,算术加权平均数法(UPGMA)显示厚朴6个种群被分为3大类群。Structure分析表明,厚朴种群间遗传结构具有独立性特点。     

周公河齐口裂腹鱼种群的遗传多样性和遗传结构

为探讨周公河中齐口裂腹鱼(Schizothorax prenanti)的遗传多样性和遗传结构, 沿周公河连续设定6个采样点进行齐口裂腹鱼采集, 在进行基因组DNA提取后以线粒体控制区(D-loop)为分子标记进行种群遗传多样性和遗传结构的评估。结果从63尾齐口裂腹鱼中共检测到32个单倍型, 核苷酸多样性(π)为0.013, 单倍型多样性(h)为0.966。遗传多样性最高的为张家湾种群(PopF, π=0.018, h=1.000), 核苷酸多样性最低的为罗坝种群(PopC, π=0.010, h=0.970), 单倍型多样性最低的为瓦屋山大坝下游种群(PopB, π=0.015, h=0.867)。种群间共享13个单倍型, 多数齐口裂腹鱼种群间的遗传分化水平中等或较低, 仅Pop C和Pop F (F_st=0.195, P<0.01), 种群Pop A 和PopE (F_st=0.158, P<0.01)分化程度较高, 显示各种群间较密切的遗传关系。周公河不同河段齐口裂腹鱼群体的遗传多样性处于较高的水平, 各种群间具有较近的遗传关系。     

长白落叶松群体4CL基因单核苷酸多态性分析

以黑龙江省林口县青山林场21年生长白落叶松（Larix olgensis Henry）异地保存种为材料,利用SNP标记方法和DNAMAN软件分析白刀山种源子代林的单核甘酸多态性情况。从分子水平证明长白落叶松具有丰富的遗传多样性,用4CL-A引物检测到178个SNP多态位点。共测序240条EST序列,测序成功193条,测序成功率为80.42%。本研究178个SNP变异中,有126个属于转换类型,占总变异的70.79%;有52个属于颠换类型,占总变异的29.21%,变异类型符合,转换∶颠换=7∶3。在转换类型中,A/G和C/T转换分别占37.08%和33.71%;颠换类型中G/C、A/C、A/T、和G/T分别在占7.87%、8.99%、7.87%和4.99%。但每个家系内的转换和颠换的比例相差较大,没有规律。转换和颠换的比例最大的是554号家系,其比值为7∶1,最小的家系是855号家系,其比值为3∶4。     

基于微卫星标记的中国东北地区灰飞虱遗传变异及种群遗传结构分析

【目的】本研究旨在明确我国东北地区灰飞虱Laodelphax striatellus种群遗传变异及种群遗传结构,阐明种群间遗传分化与基因流。【方法】利用9对微卫星引物对采自我国东北地区15个地理种群的375头灰飞虱样品进行测序与分析;利用GeneAlex6.51,GENEPOP4.0.9和STRUCTURE 2.3.4等软件分析灰飞虱地理种群间的遗传多样性、遗传分化、基因流及种群遗传结构。【结果】在所分析的375头灰飞虱个体中,各位点平均有效等位基因数Na=6.898;总体上,灰飞虱不同地理种群遗传多样性较高(平均观测杂合度Ho=0.548;平均期望杂合度He=0.582),各种群间基因流较低(Nm=0.660)。UPGMA聚类树、PCoA及STRCTURE分析结果表明,东北地区灰飞虱种群分为两分支:吉林(JL)和沈阳(SY2012,SY2013和SY2014)种群聚为一支;其余种群聚为一支。AMOVA分析结果表明,灰飞虱遗传变异主要来自种群内(87%),种群间变异水平较低(13%)。【结论】中国东北地区灰飞虱遗传多样性较高,不同地理种群存在一定程度的遗传分化,且基因交流较低,存在一定的种群遗传结构。