利用SSR标记分析海南普通野生稻的遗传多样性

选用平均分布于水稻基因组的28对SSR引物,对海南不同纬度5个普通野生稻居群的163份材料进行遗传多样性和遗传结构研究。结果表明:(1)海南普通野生稻具有较高的遗传多样性,28个位点共检测到227个等位变异,平均等位变异数A=8.1071,有效等位变异数Ae=4.4190,平均期望杂合度He=0.4004,实际观察杂合度Ho=0.7062,香农指数I=1.6048;(2)居群的遗传分化系数较大,总的遗传变异中有46.40%存在于居群间(Fst=0.4640);(3)居群内杂合体较高(F is=-0.7069),根据固定指数(F=0.0588)计算出的异交率t=0.8889,说明海南普通野生稻的繁育系统属于一种较高的异交混合交配类型。     

三峡库区特有种疏花水柏枝的保护遗传学研究

采用超薄平板微型聚丙烯酰胺等电聚焦电泳方法对三峡库区特有种疏花水柏枝 (Myricarialaxiflora)的 13个自然居群和 1个人工迁地保护居群的等位酶遗传变异进行了初步研究。检测了 5个酶系统 ,得到 13个等位酶位点 ,遗传多样性及其遗传结构分析结果表明 :疏花水柏枝具有较高水平的遗传多样性 ,平均多态位点比率P =78.7% ,每位点平均等位基因数A =1.8,平均预期杂合度He=0 .317,高于中国植物特有种的平均水平 ,且群体中杂合基因型个体偏多 ;其遗传变异主要发生于居群内 ( 84.86 % ) ,居群间又存在一定的遗传分化 (Gst=0 .15 14) ,居群间平均基因流Nm =1.40 1,居群间遗传距离为 0 .0 0 2～ 0 .176 ;UPGMA聚类分析显示疏花水柏枝在三峡湖北境内的白水河—泄滩一带分为上游和下游 2个居群组 ;武汉植物园迁地保护的混合居群基本保育了其遗传多样性总水平。在分析讨论疏花水柏枝遗传多样性与其繁育系统、生境及其起源进化的关系的基础上 ,探讨了疏花水柏枝濒危的主要原因 ,推断其应为第四纪冰期影响后的古孑遗种。最后 ,在评价迁地保护成果的基础上 ,提出了今后进一步保育的策略。     

我国北回归线区域普通野生稻遗传多样性和遗传结构研究

选择分布于水稻染色体组的26对SSR引物,对集中分布于广西来宾市北回归线附近的13个普通野生稻居群的342份材料进行遗传多样性和遗传结构研究。结果表明,该地区的野生稻无论在种内(A=9.154,Ae=4.446,I=1.547,He=0.671)还是居群水平上(P=95%,A=4.219,Ae=2.394,I=0.905,He=0.476)遗传多样性都十分丰富,高于同类研究水平。供试居群的遗传分化系数Gst为0.30,表明30%的遗传变异存在于居群间,大部分遗传变异存在于居群内。居群间的遗传一致度变化范围为0.332~0.903,且居群间地理距离越近,遗传一致度越高,说明北回归线附近的普通野生稻居群符合"隔离-距离"模型。综合上述研究结果和我国野生稻保护现状,建议对居群G13和G06实施优先保护。     

薇菜SSR分子标记的开发及遗传多样性初步探讨

利用改良FIASCO法(Fast Isolation by AFLP Sequences COntaining repeats)开发出的9对多态性SSR引物评价了薇菜(Osmunda japonica Thunb.)2个野生居群(庐山和恩施)、1个栽培居群(恩施)的遗传多样性和遗传分化水平。结果显示,9个SSR标记在3个薇菜居群中共检测到47个等位基因,每个SSR位点的平均等位基因数为5.222个,观测杂合度和期望杂合度分别为0.000~0.944和0.577~0.834,香农指数为0.962~1.860,表明各SSR位点多态性较高;各居群的平均期望杂合度均大于平均观测杂合度且种内近交系数均为正值,说明3个薇菜居群中都存在非随机交配现象;对各居群的相关遗传多样性参数分析表明,恩施野生居群遗传多样性最高,而其栽培居群最低;庐山野生居群与恩施野生居群间遗传分化系数为0.092,说明两地野生薇菜居群的遗传分化程度较低,AMOVA分析也表明遗传变异主要存在于野生居群内部。     

普遍野生稻和亚洲栽培稻遗传多样性的研究

用 ４４个 ＲＦＬＰ标记对来自中国、印度、泰国等亚洲 １０个国家的普通野生稻（简称普野,下同）和来自多个国家的７５个栽培稻品种,从多态位点的比率、等位基因数、基因型数、平均杂合度及平均基因多样性等多个方面,比较了不同国家和不同地区的普通野生稻、栽培稻籼粳亚种及栽培稻与普野之间遗传多样性的差异。结果表明：中国普野的遗传多样性最大;其次是印度普野;南亚普野的平均基因多样性大于东南亚普野,而多态位点的比率、等位基因数及基因型数等却低于东南亚普野;栽培稻的遗传多样性明显小于普通野生稻。在所检测的４４个位点中,栽培稻的多态位点数仅为野生稻的３／４,等位基因数约为野生稻的６０％,基因型种类约为野生稻的１／２。栽培稻中籼稻的遗传多样性高于粳稻。在平均每个位点的实际杂合度上,以中国普野杂合度最高,普通野生稻是栽培稻的２倍。说明从野生稻演化成栽培稻的过程中,经过自然选择和人工选择,杂合度降低,等位基因减少,基因多样性下降。     

云南元江普通野生稻(Oryza urfipogon Griff)遗传多样性分析及保护策略研究

用SSR方法对云南元江普通野生稻3个自然居群进行30个位点的遗传多样性分析.结果表明,元江普通野生稻具有较高的遗传变异水平(Ap＝2.6,Hs=0.77),且群体遗传分化系数较大,GST为41.08%,即在遗传变异总量中41.08%存在于居群间.本文还通过对云南元江普通野生稻遗传多样性特点的分析,提出了保护策略.     

极濒危植物中华水韭休宁居群的遗传结构

采用超薄平板微型聚丙烯酰胺等电聚焦电泳方法对极濒危蕨类植物中华水韭(Isoetes sinensis)现存于安徽休宁的5个亚居群的等位酶多样性和遗传结构进行了研究。结果表明：中华水韭居群每位点平均等位基因数A=1．7,平均多态位点比率P=55．56％,平均预期杂合度He=0．201。居群中半数的多念位点表现为等位基因的“固定杂合”,5个亚居群的遗传多样性无显著差异,但都表现出严重偏离Hardy—Weinberg平衡的杂合子过昔;其遗传变异主要发生于亚居群内(94．27％),亚居群之间的遗传分化较小(Gsl=0．0573),亚居群间遗传一致度较高(I=0．960—0．999)。我们推断这可能是由于居群构建之初的奠基者效应或者原种群曾经历了较为严重的遗传瓶颈所导致;此外亚居群间便利的基因交流也可能起到了很大作用(Nm=4．5062)。取自休宁居群的75株样品由13个专一多位点基因型(18个位点等位酶基因型)组成,亚居群及个体间高度遗传均质。本文还就中华水韭休宁野生居群濒危的遗传因素进行了探讨,并提出了相应的保育策略。     

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)。     

我国西南地区玉米地方品种遗传多样性的SSR分子标记分析

利用微卫星(SSR)标记技术和DNA混合取样方法,选取均匀覆盖玉米染色体组的42对SSR引物,检测了来自我国西南地区54个玉米地方品种的遗传多样性。在54个玉米地方品种中检测到256个等位基因,每个SSR标记的等位基因数为2～9个,平均6.1个,说明我国西南地区玉米地方品种遗传多样性丰富。根据遗传相似系数矩阵做出的树状图,将54个玉米地方品种大致划分成4类,来源于同一地区的多数玉米地方品种划分在同一类中,表明西南地区玉米地方品种的地理分布与其遗传背景存在内在联系。从54个玉米地方品种中选出11个,每个品种选取15个单株,共165个DNA单株样品,分析玉米地方品种的遗传结构及其品种内的遗传多样性。对于检测玉米地方品种的遗传多样性,DNA单株样品分析优于DNA混合样品分析,42对相同的SSR引物在11个玉米地方品种中检测到330个等位基因,平均等位基因数A=7.86,有效等位基因数Ae=3.90,平均期望杂合度He=0.69,实际观察杂合度H0=0.37。据遗传结构分析结果,固定指数(F)为0.25～0.79,表明玉米地方品种是典型的混合繁育系统;由于杂合体不足,玉米地方品种群体间及群体内的遗传结构均偏离了Hardy-Weinberg平衡;杂合性基因多样度比率(Fst)平均为0.07,表明品种间和品种内的遗传变异分别占总遗传变异的7%和93%。玉米地方品种内遗传多样性及品种间遗传距离分析结果表明,在我国西南地区,分布在四川的玉米地方品种具有最丰富的遗传变异。经综合分析推测,我国西南地区玉米地方品种最早引进到四川种植,由此向毗邻地区传播扩散。     

湖北海棠的等位酶变异和遗传多样性研究

采用超薄平板微型聚丙烯酰胺等电聚焦电泳方法对湖北海棠（Malus hupehensis)的9个野生居群和2个人工栽培居群的等位酶变异和遗传多样性进行了初步研究。通过对12个酶系统29个酶位点的检测,结果表明湖北海棠有25个酶位点的等位基因频率分布差异,,有10个居群发现稀有等位基因,并有11个（37．9％）重复位点;湖北海棠的遗传多样性水平很高,等位基因平均数A＝2．127,多态位点百分率P＝74．927,平均预期杂合度He=0.376;居群间的基因分化系数GST＝0．224。与其他苹果属植物相比,湖北海棠具有中等丰富的遗传变异水平。居群间的基因流仅为Nm=0.866,表明遗传漂变是影响居群遗传变异和遗传结构的一个重要因素。     

广西武宣濠江流域普通野生稻居群遗传多样性及保护研究

选用平均分布于水稻基因组的24对SSR引物,对沿河分布最长的广西武宣濠江流域的12个普通野生稻居群343份材料的遗传结构进行研究.结果表明:(1)该地普通野生稻遗传多样性丰富.24个位点共检测到206个等位变异,平均等位变异数A＝8.7083,有效等位变异数Ae＝3.7117;(2)该地普通野生稻居群具有较高的遗传分化和一定频率的基因流.群体遗传分化系数Gst＝0.2659,基因流Nm＝0.6901,表明26.59%的遗传变异存在于居群间;(3)SSR标记使普通野生稻居群中一些稀有等位变异得以显现.206个等位变异中,65个等位变异仅出现在1个或2个居群中,且频率较低,其中12个等位变异只出现在居群B中;(4)通过聚类分析和主坐标分析(PCO),下游居群A和B遗传关系较近,中游居群C比较独特,单独成为一类,中游居群D、E、F和G遗传关系较近,中游居群H、I和J及上游居群K和L遗传关系较近.根据上述分析结果,建议对濠江下游和中游具有代表性的居群(即居群B、D和H)的普通野生稻进行重点保护.     

Microsatellite analysis of genetic diversity and population genetic structure of a wild rice (<Emphasis Type="Italic">Oryza rufipogon</Emphasis> Griff.) in China

Genetic diversity and population genetic structure of natural Oryza rufipogon populations in China were studied based on ten microsatellite loci. For a total of 237 individuals of 12 populations collected from four regions, a moderate to high level of genetic diversity was observed at population levels with the number of alleles per locus ( A) ranging from 2 to 18 (average 10.6), and polymorphic loci ( P) from 40.0% to 100% (average 83.3%). The observed heterozygosity ( H(O)) varied from 0.163 to 0.550 with the mean of 0.332, and the expected heterozygosity ( H(E)) from 0.164 to 0.648 with the mean of 0.413. The level of genetic diversity for Guangxi was the highest. These results are in good agreement with previous allozyme and RAPD studies. However, it was unexpected that high genetic differentiation among populations was found ( R(ST) = 0.5199, theta = 0.491), suggesting that about one-half of the genetic variation existed between the populations. Differentiation (pairwise theta) was positively correlated with geographical distance ( r = 0.464), as expected under the isolation by distance model. The habitat destruction and degradation throughout the geographic range of O. rufipogon may be the main factor attributed to high genetic differentiation among populations of O. rufipogon in China.     

Allozyme variation and population genetic structure of common wild rice Oryza rufipogon Griff. in China

In order to determine the genetic diversity and genetic structure of populations in common wild rice Oryza rufipogon, an endangered species, allozyme diversity was analyzed using 22 loci in 607 individuals of 21 natural populations from the Guangxi, Guangdong, Hainan, Yunnan, Hunan, Jiangxi and Fujian provinces in China. The populations studied showed a moderate allozyme variability (A=1.33, P=22.7%, Ho=0.033 and He=0.068), which was relatively high for the genus Oryza. The levels of genetic diversity for Guangxi and Guangdong were significantly higher than those for the other regions, and thus South China appeared to be the center of genetic diversity of O. rufipogon in China. A moderate genetic differentiation (F_ST=0.310, I=0.964) was found among the populations studied. Interestingly, the pattern of population differentiation does not correspond to geographic distance. An estimate of the outcrossing rate (t=0.324) suggests that the species has a typical mixed-mating system. The deficit of heterozygotes (F=0.511) indicates that some inbreeding may have taken place in outcrossing asexual populations because of intra-clone outcrossing events and ”isolation by distance” as a result of human disturbance. In order to predict the long-term genetic survival of fragmented populations, further studies on gene flow among the remaining populations and the genetic effects of fragmentation are proposed. Finally, some implications for the conservation of endangered species are suggested. Received: 22 June 1999 / Accepted: 20 December 1999     

云南及周边普通野生稻遗传多样性及其分布特征研究

利用27对SSR标记对云南普通野生稻的2个自然群体进行遗传多样性和起源进化分析,结果发现我国其他省份的材料与东南亚材料的遗传多样性较高,云南元江材料的遗传多样性最低。亲缘关系分析结果表明,云南元江材料与我国其他省份的普通野生稻之间关系较近,云南景洪普通野生稻与缅甸的普通野生稻关系最近,且云南元江和景洪的普通野生稻的遗传结构之间存在明显差异,说明云南普通野生稻属于中国与东南亚普通野生稻的过渡类型,为水稻起源地的"印度阿萨姆——中国云南"学说提供了科学依据。     

Genetic diversity and origin of weedy rice (Oryza sativa f. spontanea) populations found in North-eastern China revealed by simple sequence repeat (SSR) markers

BACKGROUND AND AIMS: Weedy rice (Oryza sativa f. spontanea) is one of the most notorious weeds occurring in rice-planting areas worldwide. The objectives of this study are to determine the genetic diversity and differentiation of weedy rice populations from Liaoning Province in North-eastern China and to explore the possible origin of these weedy populations by comparing their genetic relationships with rice varieties (O. sativa) and wild rice (O. rufipogon) from different sources. METHODS: Simple sequence repeat (SSR) markers were used to estimate the genetic diversity of 30 weedy rice populations from Liaoning, each containing about 30 individuals, selected rice varieties and wild O. rufipogon. Genetic differentiation and the relationships of weedy rice populations were analysed using cluster analysis (UPGMA) and principle component analysis (PCA). KEY RESULTS: The overall genetic diversity of weedy rice populations from Liaoning was relatively high (H(e) = 0.313, I = 0.572), with about 35 % of the genetic variation found among regions. The Liaoning weedy rice populations were closely related to rice varieties from Liaoning and japonica varieties from other regions but distantly related to indica rice varieties and wild O. rufipogon. CONCLUSIONS: Weedy rice populations from Liaoning are considerably variable genetically and most probably originated from Liaoning rice varieties by mutation and intervarietal hybrids. Recent changes in farming practices and cultivation methods along with less weed management may have promoted the re-emergence and divergence of weedy rice in North-eastern China.     

广东高州普通野生稻(Oryza rufipogon Griff)的遗传多样性和居群遗传分化研究

利用30对SSR引物对广东高州普通野生稻3个群体进行了遗传多样性分析和居群遗传分化研究.结果表明,30对引物中只有20对表现出多态,多态位点比率P为66.7%;在20个多态位点中共检测出81个等位变异,平均等位变异数(Ap)为4.05 个;3个群体总的遗传多样性(Ht)为0.61,其中,居群内的遗传多样性为居群间的遗传多样性的3倍多,说明总的遗传多样性主要来自居群内;虽然居群间的遗传分化系数(G ST)较低,仅为0.2427,但当遗传相似系数临界值增加时,3个群体在聚类图上相对独立 ,说明3个群体既存在着高度的遗传相似性,又具有一定程度的遗传分化,可以作为3个居群进行原生境保护.     

广西药用野生稻遗传多样性分析及SSR引物数量对遗传多样性结果的影响研究

采用25对SSR分子标记,对广西境内采集的1610份药用野生稻材料进行遗传多样性和聚类分析,其中检测到等位变异181个,有效等位基因数Ae范围为1.0094(RM240)~2.2674(RM488),平均值为1.3568;期望杂合度He范围为0.0093(RM240)~0.5591(RM448),平均值为0.2112;Shannon多样性指数I在0.0393~0.9296之间变动,平均值为0.3624。数据表明,广西药用野生稻遗传多样性较为丰富,12个药用野生稻地理居群按遗传多样性指数大小排序为:梧州-3南宁-1梧州-2梧州-1南宁-2玉林-2贵港-2梧州-4玉林-3玉林-1贺州贵港-1,其中指数高的居群均分布于梧州市和南宁市两地,因此确定了这两地为广西药用野生稻的遗传多样性中心。通过不同数量的SSR引物对药用野生稻材料间相似系数矩阵进行相关性测验,结果显示当引物按照PIC值降序排列时,10对引物即达到较好聚类效果,升序排列时,21对引物即达到较好聚类效果。研究表明,在进行药用野生稻大居群聚类分析时,SSR引物适宜数量应多于21对,最低不得少于10对。     

菰核基因组SSR引物的开发及其在稻族植物中的通用性检测

利用数据库中已有的部分菰(Zizania latifolia Turcz.)核基因组序列,采用in silico方法开发其SSR引物,并选取我国不同纬度的5个菰野生种群,对合成的64对引物进行筛选。结果显示:64对引物中有15对至少在一个种群中表现出多态性;共发现84个等位基因,每个位点平均有5.6个等位基因。在5个种群中,观察杂合度为0.000~0.941,预期杂合度为0.072~0.625。种群间的基因流(Nm=0.576)水平较低导致了种群间表现出较高的遗传分化(FST=0.432)。进一步对稻族其他物种的通用性检测发现,15个多态位点中,有8个位点在亚洲栽培稻(Oryza sativa L.)中得到扩增,有9个位点在普通野生稻(O.rufipogon Griff.)中得到扩增。     

广东高州7个普通野生稻居群遗传结构的SSR分析

利用32对SSR引物对来自全部7个自然居群的217份广东高州普通野生稻(简称“高野”)材料进行遗传结构、多样性和遗传聚类分析。结果表明, 高野各居群因遗传结构存在差异而相对独立, 但各居群之间由于存在基因渗透又具有一定的相似性。高野总体多样性指数(Ht)为0.65, 居群内的多样性(HS=0.431)略大于居群间的多样性(DS=0.392), 二者差异并不显著。居群间的遗传分化系数(GST)为0.611, 说明高野群体的遗传差异是由居群内和居群间的遗传分化共同作用的结果。其中A、B、E居群间, D、F、G居群间遗传相似性较高, C居群与其它居群之间存在较大差异。根据7个居群的遗传结构, 结合其地理分布状况, 认为遗传多样性最大的B和E居群以及遗传分化最小的C居群应作为重点对象进行保护。