细叶云南松天然种源林遗传多样性的SSR分析

利用12对SSR引物对三个不同种源的细叶云南松群体遗传多样性进行研究。结果表明:共检测到13个位点37个等位基因,每个位点平均观察等位基因数(A)为2.85,多态率为100%;平均有效等位基因数(Ne)1.45。各群体内的有效等位基因数平均为1.447,观察杂合度平均为0.341,期望杂合度平均为0.281。三个群体的Nei’s基因多样度指标的变化范围为0.256~0.297,Shannon多样性指数变化范围为0.448~0.484,各群体间的多态性水平差异不大。细叶云南松群体间的基因分化系数(Gst)为0.089,群体间的遗传分化水平较低,大部分变异均存在群体内。细叶云南松群体间的基因流(Nm)在不同位点的变化范围从4.693~122.189,平均为11.17。说明细叶云南松群体间存在比较充分的基因交流。     

中国灌木辣椒种质遗传多样性的SRAP和SSR分析

应用SRAP和SSR分子标记对8份辣椒种质进行了遗传多样性分析,结果表明,15对SRAP引物组合共扩增出321条带,平均每对引物扩增出21.40条,多态性位点比率为72.90%;18对SSR引物共扩增出109条带,平均每对引物扩增出6.06条,多态性位点比率为98.17%。与SRAP比较,SSR检测到的Shannon多样性指数(I)、观测等位基因数(Na)和有效等位基因数(Ne)等遗传多样性参数都较大,说明SSR有更高的多态性检测效率。基于SRAP的聚类与基于SSR的聚类之间存在极显著正相关,且都能将中国灌木辣椒种质与美洲灌木辣椒种质及一年生辣椒种质有效区分。     

福建省枳椇种质资源遗传多样性RAPD分析

建立和优化枳椇Hovenia acerba的RAPD反应体系,并对福建省12个种源地35份枳椇材料进行遗传多样性及亲缘关系研究。利用筛选出的10个RAPD引物共检测基因组DNA中193个位点,其中多态性位点161个(83.42%)。供试材料观测等位基因数(Na)1.8342、有效等位基因数(Ne)1.4155,Nei’s基因多样性(H)0.2493,Shannon多样性指数(I)0.3822。以遗传相似系数0.754为阈值,可将35份枳椇分成五大组。RAPD标记可有效揭示福建省枳椇种质资源的遗传多样性,所测枳椇种质资源遗传多样性丰富,极具开发利用价值。     

濒危特有种掌叶木的微卫星遗传多样性研究

掌叶木居群具有较丰富的遗传多样性,该研究利用9对微卫星(SSR)分子标记揭示了掌叶木(Handeliodendron bodinieri)的遗传多样性。结果表明:观测等位基因数(Na)平均为3.903,有效等位基因数(Ne)平均为2.545,期望杂合度(He)平均为0.521,Shannon’s多态性信息指数(I)为0.962,PIC平均值为0.465。掌叶木的自然分布居群有相对较高的遗传多样性,但由于人为破坏等因素导致该群体濒危,而濒危并不是因为遗传多样性降低而造成的。居群间的遗传分化为掌叶木8个居群间的遗传一致度为(GI=0.849~0.970),遗传距离为(GD=0.032~0.164)。基于Nei’s遗传距离用UPGMA法对掌叶木居群进行聚类,Nei’s的基因分化系数为(G_(st))为0.027,平均Nei标准遗传分化系数(G'_(st)N)为0.031,平均Herick’s标准遗传分化系数(G'_(st)H)为0.064,基因流(N_m)为3.368。AMOVA分析结果表明:掌叶木居群间变异占3%,居群内变异占97%,居群内的遗传分化大于居群间的分化。利用Mantel检测发现,居群间的遗传距离与地理距离显著正相关(r=0.299,P0.05)。该研究结果为掌叶木生物多样性和资源保护与利用提供了更充分的科学依据。     

马尾松桐棉种源天然群体遗传结构研究

广西桐棉是我国重要的马尾松优良种源区,该种源分布面积达1.56万hm2,马尾松遗传资源优质且丰富,但近30年来该地区的马尾松天然资源受到较为严重的破坏。为了解该地马尾松天然种质资源的遗传多样性现状,该研究利用SSR分子标记分析了桐棉马尾松的群体遗传结构。结果表明：16对 SSR 引物在285个样本中共检测到53个等位基因,多态位点百分率为100％。桐棉群体的平均等位基因数( N a )、平均有效等位基因数(Ne)、Shannon 多样性指数(I)、观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)分别为3.31、1.68、0.64、0.35和0.36,可见桐棉群体现今仍具有较高的遗传多样性。群体的遗传分化系数(GST)为0.049,固定指数(FST)为0.072,基因流(Nm)为3.21。这说明桐棉群体内基因型分布接近于平衡状态,未出现明显的杂合子过剩或不足,遗传变异主要存在于林分内,林分间不存在明显的遗传分化,群体内基因交流顺畅。同时,处于桐棉种源核心区域的4个林分遗传多样性水平显著低于核心区外围的3个林分,说明桐棉种源核心区域遭到更为严重的人为破坏。为了保障该处马尾松天然群体的正常更新及自然遗传改良能力应重视对马尾松天然林的科学管护。一方面通过遗传资源选择收集,建立大规模种质资源库;另一方面,对于桐棉种源这类分布面积大、利用价值高、目前所受破坏尚不严重的天然群体,应建立专门的自然保护区,严禁盗伐、主伐、非法采割松脂及过度采种。该研究结果对于马尾松天然种质资源的研究与保护具有重要参考价值。     

中型狼尾草种质资源遗传多样性的ISSR分析

运用ISSR标记对采自云南的25份野生种质和4份驯化新品系中型狼尾草材料进行遗传多样性分析。结果显示:(1)50条ISSR引物中共筛选出10条能扩增出清晰条带且多态性明显的引物,29份材料DNA共获得72个扩增位点,其中多态性位点62个,多态性比率为87.4%,平均每条引物扩增位点为7.2个;平均观察等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ne)、Shannon多样性信息指数(I)和Nei’s基因多样性指数(H)分别为1.861 1、1.742 8、0.561 0和0.395 9;种质材料间的遗传相似性系数变幅为0.236~0.903,表现出丰富的遗传多样性。(2)利用UPGMA聚类分析,以遗传相似系数0.51为界,29份材料划分为4大类,但Mantel检测表明29份种质材料的遗传聚类和地理距离之间不存在显著的正相关关系(r=0.437 0,P=0.204 6)。研究结果首次从分子水平揭示了中型狼尾草的遗传多样性和变异水平,为合理地引种、驯化、保护和利用中型狼尾草野生资源提供了重要的参考依据和数据支持。     

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。     

福建武夷山甜槠不同世代种群遗传多样性的SSR分析

按胸径将福建武夷山大安源样地的甜槠(Castanopsis eyrei)群体划分为成体、小树、幼苗3个世代,利用SSR分子标记对不同世代的甜槠遗传多样性及遗传分化进行分析,旨在揭示其不同世代间的遗传变异规律,为甜槠资源的保护与利用提供科学依据。14对SSR引物共检测到92个等位基因,平均每位点的等位基因数A=6.571 4,居群的平均有效等位基因数Ae=3.905 4,平均期望杂合度He=0.722 9,表明甜槠群体具有丰富的遗传变异。SSR分析显示3个世代的Ae、He、Nei指数(h)、Shannon信息指数(I)均以幼苗最高,小树次之,成体最低,幼苗的遗传多样性指数高于成体及小树,且幼苗中出现最多的稀有等位基因数,表明甜槠种群世代间的遗传多样性呈稳定上升趋势。分子方差分析(AMOVA)表明甜槠群体不同世代内、世代间均存在遗传变异,但遗传变异主要存在于世代内。SSR分析显示,甜槠不同世代间的遗传分化系数Fst=0.074 3,基因流Nm=3.115 4。甜槠不同世代间的遗传相似度以成体与幼苗最小,遗传距离以成体与幼苗间最大。基于甜槠群体SSR的研究结果,认为自然保护区的建立对物种遗传多样性的保护具有重要作用,并提出在遗传多样性保护中应注重保护成体和幼苗中稀有的等位变异。     

山药种质资源的ISSR分析及初级核心种质库的构建

采用ISSR分子标记技术对中国不同产地的35份山药种质资源进行遗传多样性分析,并用最小遗传距离逐步抽样法构建核心种质库。结果表明:(1)筛选出12个有效引物共扩增出142个位点,多态性比率为97.18%,平均Shannon’s信息指数(I)为0.4230,平均Nei’s基因多样性指数(h)为0.269 4,平均有效等位基因数(Ne)为1.427 1,平均等位基因数(Na)为1.971 8,说明35份山药种质遗传多样性很丰富。(2)聚类分析表明,种质间的遗传相似系数介于0.54~0.97之间,其中来源地不同的个别种质间的遗传相似系数也很高。(3)经6次逐步抽样,随着抽取种质数目的减少,种质库遗传多样性参数变化不明显,而多态性比率在其中5次逐步抽样中呈现下降趋势;但抽样4在抽样数是抽样前的31%时,多态位点率仍可达到抽样前的97.8%,说明抽样4所构建的山药核心种质库最具代表性。     

基于SSR标记的陆地棉早熟相关种质遗传多样性分析

丰富的遗传变异对于提高作物的环境适应性和遗传改良进度至关重要。为了解我国早熟陆地棉种质资源遗传多样性,本研究利用136对SSR引物对186份陆地棉材料(96份早熟陆地棉材料和90份中、晚熟陆地棉材料)进行了遗传多样性分析,共检测到等位基因变异355个,平均2.61个。在早熟棉材料中,有134对多态性SSR引物扩增出341个条带,平均2.54个;中、晚熟材料中有133对多态性SSR引物,扩增出345个条带,平均2.59个。早熟棉材料的位点多态性信息含量(PIC)、有效等位基因数(Ne)、基因型多样性(H')分别为0.684、3.994和1.361;中、晚熟棉材料的PIC、Ne、H'分别为0.668、3.852和1.343。早熟棉材料和中、晚熟棉材料的Jaccard相似性系数分别在0.349~0.935和0.270~0.907之间,平均为0.635、0.666。遗传相似性系数总体平均值接近,但早熟棉变化范围较中、晚熟棉小。用类平均法(UPGMA)进行聚类可将186份材料分成2个类群。总体上来看,供试材料遗传相似性系数较高,说明我国陆地棉早熟相关种质遗传基础狭窄。本研究结果为早熟棉育种亲本选配,早熟棉种质创新提供依据。     

基于SSR标记的大明松天然群体遗传多样性分析

大明松是广西和贵州特有的高山松类,具有很高的经济价值和生态价值,其自然种群长期没有得到充分的保护和利用,不利于该树种长期稳定发展。为了合理保护和开发利用大明松天然遗传资源,该文利用12个SSR分子标记对大明松3个天然群体进行遗传多样性研究,分析其群体间的遗传分化和基因流,为该物种的保护策略提供参考。研究结果表明:(1)12对引物共检测到37 个等位基因,多态位点百分率为100%。每个位点平均观察等位基因数(Na)为3.08,平均有效等位基因数(Ne)为1.68, 不同位点间有效等位基因数差异较大; 每个位点平均观察杂合度(Ho)为0.35,平均期望杂合度(He)为0.40,平均多态信息含量(PIC)为0.31。(2)3 个群体的Shannon''s多样性指数变化范围为0.48～0.65,Nei''s基因多样度的变化范围为0.27～0.39,与其他近缘种松类相比遗传多样性偏低。群体平均观察杂合度为0.40,平均期望杂合度为0.33,平均有效等位基因数为1.58。群体间基因分化系数(Gst)为0.10,群体间的遗传分化水平较低,大部分变异均存在群体内。群体间的基因流(Nm)为2.74,说明大明松群体间的基因交流比较充分。该研究可为大明松生物多样性保护提供重要参考依据,为科学利用大明松资源打下基础。     

基于SSR标记的紫花风铃木群体遗传多样性分析

为揭示紫花风铃木(Handroanthus impetiginosus)的群体遗传变异特征,对广东省6市12个群体72份种质材料进行遗传多样性和群体遗传结构分析。结果表明,9对引物共扩增出123个等位基因位点,引物的平均多态信息量为0.754,具有较高的多态性。12个群体均具有较高的遗传多样性,群体间平均有效等位基因数为3.272个,平均Shannon指数为1.159。AMOVA分析表明群体间遗传分化程度相对较低,群体内遗传分化程度较高。群体的总体遗传分化系数为0.077,处于中等程度。基于Structure分析、主坐标分析和NJ聚类分析均可将12个群体分为2大类群,分组结果具有一定相似性,表明供试紫花风铃木群体遗传结构较为简单。这为紫花风铃木优良种质资源的利用、遗传变异和科学育种提供了理论参考。     

北沙柳群体遗传多样性和遗传结构分析

以内蒙古北沙柳(Salix psammophila)国家种质资源库内9个群体(P1~P9)288个无性系为实验材料,利用TP-M13-SSR技术,选取22对具有多态性EST-SSR北沙柳引物,采用毛细管电泳对PCR产物进行检测,分析北沙柳遗传多样性、分化程度和群体遗传结构,为北沙柳种质资源库遗传管理、无性系鉴定、品种选育、遗传改良和构建指纹图谱提供理论依据。结果显示:(1)22对EST-SSR引物共检测到222个等位基因,各位点平均等位基因数(A)为10,四倍体基因型丰富度(G)和特异基因型(G1)总和分别为1 460和802个,平均特异基因型比率(P1)和种质鉴别率(P2)分别为45.86%和13.21%。(2)9个群体平均等位基因数(A)为7.475,基因型丰富度(G)为15.586,观察杂合度(Ho)和期望杂合度(He)分别为0.577和0.638。以期望杂合度He为标准,北沙柳群体遗传多样性水平最低的是P1和P9。(3)北沙柳群体遗传分化系数仅为0.02,AMOVA分子变异分析显示,北沙柳群体大部分遗传变异来自群体内(97%),群体间变异仅为3%。(4)三维主成分、聚类和Structure群体遗传结构分析显示,9个群体被划分为2个组,Mantel检验表明北沙柳遗传距离与地理距离极显著相关(r=0.684 P0.001)。研究表明,北沙柳种质资源具有丰富的遗传多样性,这是其具有耐旱、耐寒、耐高温、耐沙埋和抗风蚀等适应性较强的分子基础;北沙柳的遗传变异集中在群体内;分布区群体呈现由中心向边缘群体扩张分化的趋势。     

华北落叶松种子园控制授粉子代遗传多样性分析

以华北落叶松控制授粉群体的全部子代为材料,母本相同的个体视为同一家系,利用18对SSR分子标记对7个家系257个个体进行扩增,分析其遗传多样性及其遗传分化水平。结果表明:(1)18个SSR位点共检测到72个等位基因,平均等位基因数4个,有效等位基因数(Ne)为1.247~3.411。(2)7个家系的平均有效等位基因数为2.135个,观测杂合度(Ho)为0.518,期望杂合度(He)为0.502,Shannon信息指数0.846,其中55号家系遗传多样性水平最高,56号的遗传多样性水平最低。(3)遗传分化系数(GST)为0.113,各家系群体处于中等遗传分化水平,AMOVA分析结果显示82%的遗传变异存在于家系内,18%的遗传变异存在于家系间。(4)聚类分析结果表明,55号与59号家系的遗传距离最近,具有较近的亲缘关系,49号家系与其他家系的遗传距离最远。(5)结合遗传多样性及遗传分化水平结果,估算获得选择核心家系数及核心个体数,选择5个家系均可获得96%以上的遗传多样性,对于个体数较少的家系,选择15~20个个体;对于个体数较多的家系,选择35个个体,即可获得96%以上的遗传多样性。该研究结果对华北落叶松种子园育种群体的选择及其遗传多样性的保护具有重要意义。     

硬核资源遗传多样性的AFLP分析

为了解云南省硬核[Scleropyrum wallichianum（Wight et Arn.）Arn.]的遗传多样性,采用AFLP标记分析了7个居群84份种质材料的遗传变异。结果表明,从64对引物组合中挑选出多态性较好的引物8对,共扩增出1 728条带,其中多态性条带1 388条,多态性百分率为80.14%。硬核在物种水平的多样性指数分别为Na=1.416,Ne=1.179,H=0.137,I=0.225,在居群水平上分别为H=0.111,I=0.175;在遗传相似性系数为0.52时,这些种质材料可分为3组,其中易武居群具有丰富的遗传变异,大部分的遗传变异存在于居群内,而在0.05置信区间内居群间遗传变异仅为11.5%;居群间的遗传距离和地理距离无显著相关性（r=0.0323,P=0.5820）。因此,硬核资源可采用就地和迁地保护策略,以增加其遗传多样性。     

肋果沙棘北缘居群的遗传多样性与遗传结构

该研究利用SSR分子标记,对肋果沙棘(Hippophae neurocarpa)分布区北缘青海祁连地区5个自然居群进行分析,旨在了解小地理尺度下肋果沙棘北缘居群的遗传多样性和片段化分布居群的遗传结构,为肋果沙棘居群的资源保护提供了依据。采用6对微卫星引物对107个样本DNA进行扩增,共检测到27个等位变异,变幅为2~9个,平均每个位点有4.67个,平均观测杂合度(Ho)和期望杂合度(He)分别为0.142和0.230,Shannon信息指数(I)的变幅介于0.280~0.567之间,平均值为0.374,说明肋果沙棘北缘居群的遗传多样性较为丰富。遗传分化系数Fst=0.483,分子方差分析(AMOVA)表明肋果沙棘有48.33%的变异存在于居群间,51.67%存在于居群内。对5个居群之间的遗传距离与地理距离做Mental检验,结果表明遗传距离与地理距离相关性不显著,对基因流检测发现居群间的Nm为0.328,推测遗传漂变是居群分化的关键因素之一。Structure分析把5个居群分为2组。UPGMA聚类分析表明5个居群聚为2个分支,其中居群ARX为单独的一支,与主坐标分析的结果一致。基于分布区北缘青海祁连肋果沙棘自然居群的遗传结构分析,建议应尽可能多地保护不同的地方居群。     

A Study of Conservation Genetics in Cupressus chengiana,an Endangered Endemic of China,Using ISSR Markers

ISSR markers were used to analyze the genetic diversity and genetic structure of eight natural populations of Cupressus chengiana in China. ISSR analysis using 10 primers was carried out on 92 different samples. At the species level, 136 polymorphic loci were detected. The percentage of polymorphic bands (PPB) was 99%. Genetic diversity (H _e) was 0.3120, effective number of alleles (A _e) was 1.5236, and Shannon’s information index (I) was 0.4740. At the population level, PPB = 48%, A _e=1.2774, H _e=0.1631, and I=0.2452. Genetic differentiation (G _st) detected by Nei’s genetic diversity analysis suggested 48% occurred among populations. The partitioning of molecular variance by AMOVA analysis indicated significant genetic differentiation within populations (54%) and among populations (46%; P < 0.0003). The average number of individuals exchanged between populations per generation (N _m ) was 0.5436. Samples from the same population clustered in the same population-specific cluster, and two groups of Sichuan and Gansu populations were distinguishable. A significantly positive correlation between genetic and geographic distance was detected (r=0.6701). Human impacts were considered one of the main factors to cause the rarity of C. chengiana, and conservation strategies are suggested based on the genetic characters and field investigation, e.g., protection of wild populations, reestablishment of germplasm bank, and reintroduction of more genetic diversity.     

濒危羊踯躅子代幼苗遗传多样性的SSR分析

利用本课题组此前开发的20对多态性较高的羊踯躅SSR引物,分析来自3个省份的4个羊踯躅野生幼苗自然居群(共64个株系)的遗传多样性和遗传结构,以期为羊踯躅保护提供科学依据。结果显示:(1)20对SSR引物共扩增出314个等位基因,每个SSR位点的平均等位基因数为15.700,多态信息含量PIC和有效等位基因数N_e的均值分别为0.850和4.457。(2)羊踯躅幼苗自然居群的基因多样性指数H和Shannon多样性指数I的均值分别为0.717和1.557,其中江西金溪(JX)居群的遗传多样性最丰富,浙江磐安(PA)的最低。(3)基于无限等位基因模型(IAM)分析发现,羊踯躅幼苗种群的基因流N_m和遗传分化系数F_(st)分别为1.372和0.155;AMOVA分析表明,羊踯躅幼苗种群的86.0%变异发生于居群内,仅有14%变异发生在居群间。(4)遗传距离法聚类NJ分析和Structure分析结果基本一致,分别聚为3大类和4大类。综合比较分析发现,羊踯躅幼苗种群中的各个遗传多样性相关的指标参数均低于成年自然居群,表明生境片段化已对羊踯躅的生存构成了极大的威胁。