广东省猴耳环遗传多样性研究

为了解猴耳环(Archidendron clypearia)种质资源的遗传多样性,以广东省12个野生猴耳环群体的146份种质资源为材料,采用SSR分子标记技术对其遗传多样性和亲缘关系进行分析。结果表明,21对SSR引物共检测到249个等位基因,平均每对SSR引物检测的等位基因数(Na)为11.857,有效等位基因数(Ne)为3.500,期望杂合度(He)为0.718,多态信息含量(PIC)为0.676;12个群体中博罗群体的Shannon多样性指数(I=0.528)和有效等位基因数(Ne=0.716)均最大,是遗传多样性最丰富的群体;群体间的遗传分化系数为0.071,AMOVA分析表明,猴耳环的遗传变异主要在群体内(97%),群体内的遗传分化大于群体间。聚类分析表明,遗传系数在0.16时,可将12个群体分为6大类,与主坐标分析的结果大致相同。这为发掘、利用与保护猴耳环群体种质资源,开展猴耳环优良品种的遗传育种提供重要的理论依据。     

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。     

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。     

胡卢巴等位酶变异和遗传多样性研究

采用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,对33份胡卢巴(Trigonella foenum-graecum L.)种质资源的5个酶系统 24个酶位点的变异和遗传多样性进行初步分析.结果表明:参试胡卢巴的遗传多样性水平较高,物种水平上的遗传多样性参数:多态位点百分数(P)为75.0%,平均每位点的等位基因数(A)为1.75,平均期望杂合度(He)为0.352;种源水平上的平均遗传多样性参数:P=70.6%,A=1.87,He=0.422.各种质资源间基因分化系数(GST)为0.026;基因流(Nm)的平均值为26.14,表明胡卢巴不同种质资源间基因分化水平低,基因交流频繁.聚类分析结果显示,来自中国不同地区的胡卢巴亲缘关系较近,而国外胡卢巴和国内胡卢巴的亲缘关系相对较远.     

甘肃金鳟遗传资源评价及其与日本金鳟和道氏虹鳟遗传分化研究

为分析甘肃金鳟遗传资源状况, 研究利用18 个微卫星DNA 标记, 对甘肃金鳟、日本金鳟和道氏虹鳟3 群体各50 尾个体进行了遗传分析, 以评价甘肃金鳟遗传资源状况并研究其与日本金鳟和道氏虹鳟遗传分化情况。结果表明甘肃金鳟具有较丰富的遗传变异, 15 个微卫星DNA 座位共获得了51 个等位基因, 有效等位基因数(Ne)为1.13, 多态信息含量(PIC)为0.440, 平均观察杂合度(Ho)和期望杂合度(He)分别为0.430 和0.498。在Hardy-Weinberg 平衡条件下, 进行了P 检验, 发现3 个群体均有位点发生了显著偏离; 对3 个群体进行了Fst 值计算, 表明群体间存在着一定程度的遗传分化, 但遗传变异绝大部分存在于品种内。综合分析,认为甘肃金鳟遗传性状基本稳定, 遗传变异度较高, 遗传多样性相对丰富, 具有较大的遗传潜力, 与道氏虹鳟和日本金鳟群体间分化明显, 人工选育对群体的遗传变异产生了一定的影响。研究结果对甘肃金鳟的保种、选育及其合理的推广应用具有一定的指导作用。       

从松属相关物种筛选红松微卫星标记及其种群遗传多样性分析

近缘物种筛选法是获取微卫星引物的主要方法之一。利用松属植物EST-SSRs的种间通用性,从马尾松微卫星引物中筛选出红松EST-SSR标记,并与已有的红松基因组SSR标记进行对比分析。采集长白山露水河红松母树林4个种群的248个样本,分析种群遗传多样性。结果表明:马尾松与红松的种间通用率为27.27%,松属内不同亚属物种间的种间通用性偏低;与红松基因组SSRs相比,EST-SSRs的单位点等位基因数(N a)、有效等位基因数(Ne)、观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)等遗传多样性参数均较低;用2组引物分析4个种群的遗传多样性,发现有效等位基因均能反映出不同种群遗传变异的趋势,基因多样性均能反映出遗传同一性的差异,说明两组引物都能准确地反映红松种群的遗传多态性水平,新筛选的EST-SSRs可以用于红松种群遗传多样性研究。     

北沙柳种质资源居群表型多样性

该研究采用单因素方差分析、巢式方差分析、群落多样性指数分析等方法,以国家北沙柳种质资源库内13个居群的494个无性系为实验材料,通过表型性状(叶面积、叶周长、叶柄长、叶长、叶宽、长宽比、开枝角度、株高和地径)比较分析,探讨居群间和居群内表型分化程度、表型多样性和地理变异,为北沙柳种质资源遗传改良和生产提供理论依据。结果显示:(1)北沙柳表型性状变异丰富,变异系数范围为17.64%~28.79%,平均为22.53%。(2)在13个居群中,居群P2的Simpson、Shannon和Brilliouin平均多样性指数最高,居群P13最低;表型性状中分枝角度多样性指数最大,地径多样性指数最小。(3)表型性状分化系数为0.265 4,即北沙柳种质资源居群间表型变异为26.54%,居群内表型变异为73.46%。(4)主成分分析表明,叶面积、叶周长、叶长、叶柄长和叶宽对分组的贡献率较大;聚类分析将13个北沙柳居群可划分为四组;Mantel检验表明,地理距离与表型距离(欧氏距离)相关性不显著(r=0.192 3,P=0.082)。研究认为,居群内不同无性系的选育是北沙柳定向育种的主要研究方向;边缘居群的表型性状具有形成地理变异的趋势;遗传多样性高是北沙柳适应性强的物质基础。     

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。     

马氏珠母贝F8代黑壳色选育系群体与普通养殖群体遗传多样性分析

利用9个SSR分子标记研究马氏珠母贝F_8代黑壳色选育群体与普通养殖群体的遗传多样性。结果显示:9个位点共检测出30个等位基因,各位点的等位基因数(Na)为2～5,平均等位基因数为3.333 3个。F_8代黑壳色选育系群体和普通养殖群体的平均等位基因数(Na)分别为2.777 8、3.222 2;平均有效等位基因数(Ne)分别为2.162 5、2.031 9;平均多态信息含量PIC值范围为0.129 1～0.730 0,平均期望杂合度(He)范围为0.223 1～0.857 7,平均观测杂合度(Ho)范围为0～0.950 0。F_8代黑壳色选育系群体有3个位点观测杂合度为0,说明这3个位点已被纯化。哈迪-温伯格平衡(HWE)检验发现,F_8代黑壳色选育系群体中有7个位点、普通养殖群体中有5个位点极显著偏离平衡(p0.01)。两群体遗传分化系数(Fst)为0.146 3。各项遗传参数表明,经8代群体继代选育,马氏珠母贝黑壳色选育系群体部分位点已被纯化,遗传多样性较普通养殖群体有所降低,但仍保持在较高水平。     

野生毛樱桃SSR遗传多样性和遗传结构分析

利用11对SSR多态性引物对秦岭山脉5个居群11个亚居群104份野生毛樱桃材料进行遗传多样性和遗传结构分析,以明确中国樱桃的种质资源,为樱桃育种以及生产中改良樱桃砧木提供理论依据。结果显示:(1)11对引物共检测出110个等位位点,各引物扩增的多态性条带在5~13个之间;观察到的平均等位基因数(A)为10,有效等位基因数(Ae)为7.586 3。(2)秦岭山脉天水居群的多态性比率(PPB)为69.55%、长安居群为76.53%、太白居群为81.36%、华阴居群为85.00%、眉县居群为92.17%,5个居群总的多态性比率为81.62%,各位点平均期望杂合度(He)为0.864 0。(3)秦岭山脉野生毛樱桃各居群的基因分化系数(Gst)为0.081 2,居群内的遗传分化占91.88%,居群间的遗传分化占8.12%;基于Gst测得基因流(Nm)为2.827 3,秦岭山脉Nei遗传距离为0.489 7,香农信息指数为2.101 9。研究认为,秦岭山脉野生毛樱桃的遗传多样性水平较高,遗传分化主要存在于居群内,且基因交流没有受到阻碍,居群内现存的遗传多样性水平对遗传漂变不敏感,但居群间存在适中的基因交流可能会降低整个种群的再分化。     

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。     

基于SSR分子标记的中国黄连木遗传多样性分析北大核心CSCD

该研究利用筛选出的7对SSR引物,对中国20个省、市、自治区的210份种质资源进行分子标记试验,分析中国黄连木种质资源遗传多样性、亲缘关系、遗传分化特点并构建DNA分子身份证,为黄连木的资源保护、种质利用提供理论依据,结果表明:(1)7对引物在210份种质中共扩增出158个等位基因位点,平均每对引物的等位基因数为22.571个。(2)基因多样性(GD)变化幅度为0.654~0.913,平均为0.804;期望杂合度(He)变化范围0.257~0.771,平均为0.532;多态信息含量(PIC)变化范围0.639~0.907,平均为0.784。(3)从不同地区黄连木群体的遗传多样性来看,观测杂合度(Ho)介于0.373~0.600之间,平均值为0.520;期望杂合度(He)介于0.632~0.811之间,平均值为0.737;从各群体间遗传分化指数(Fst)来看,黄连木各地区群体间的遗传分化值在0.015~0.099之间,各群体间的遗传分化处于中等以下水平。(4)分子方差分析(AMOVA)结果显示,黄连木的遗传分化变异以群体内为主,占总变异量的94%,群体间的变异占6%。(5)UPGMA聚类、群体遗传结构分析和PCoA分析结果相一致,全部种质被划分为两大类,西南地区群体单独为一类,其他地区单独为一类。(6)利用7对SSR引物构建了210份黄连木种质的DNA分子身份证。     

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标记探讨三种金花茶植物的遗传多样性和遗传结构

薄叶金花茶、小花金花茶和小瓣金花茶是三种濒危金花茶植物,为了解珍稀濒危植物遗传多样性和遗传结构,该研究利用微卫星标记对他们的7个种群共184个个体进行了遗传多样性和遗传结构分析。结果表明:11个位点共检测到等位基因92个。在物种水平上,小瓣金花茶平均等位基因数(N_A)为3.9、有效等位基因数(N_E)为2.328、观测杂合度(H_o)为0.520、期望杂合度(H_e)为0.501,高于薄叶金花茶和小花金花茶。在种群水平上,有效等位基因数(N_E)在1.788～2.466之间,期望杂合度(H_e)在0.379～0.543之间;种群间遗传分化系数(FST)在0.143 7～0.453 3之间,种群间基因流(N_m)在0.301 5～1.488 9之间。AMOVA分子变异分析显示65.72%的变异存在于种群内。三种金花茶具有较低水平的遗传多样性和高水平的种群间遗传分化。STRUCTURE和PCoA种群遗传结构分析结果将取样种群分为2组,即薄叶金花茶和小花金花茶大部分个体分为一组,小瓣金花茶大部分个体分为一组。现存所有种群应根据实际情况尽快采取就地保护或迁地保护措施。     

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。     

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。     

Genetic differentiation among populations ofArabis serrata (Brassicaceae) along its geographic distribution

Levels and distribution of genetic variation were investigated in ten populations of the perennialArabis serrata distributed along a latitudinal gradient throughout Japan. Populations of this endemic species occupy predominantly three types of habitats: limestone and derived soils, volcanic and disturbed sites. Previous studies showed that plants ofA. serrata are differentiated in morphological and ecological traits under both natural conditions and common garden experiments suggesting genetic differentiation among populations. To assess the degree of genetic differentiation under different habitats ofA. serrata populations, we analyzed the isozyme genetic structure. Ten populations, located in mountains of central and northern Honshu and Hokkaido, were analyzed by starch gel enzyme electrophoresis. Fourteen loci of eight enzymes were resolved and six loci were monomorphic for all the populations. Populations sampled maintain low levels of genetic variation (P=0.16;H=0.05;A=1.16) compared to that maintained by other outcrossing seed plants. In some cases, few or no heterozygous individuals were detected, and consequently, mean observed heterozygosity was zero or near zero. Six (29%) of the fixation indices,F, estimated deviated significantly from Hardy Weinberg genotypic expectations indicating a deficiency of heterozygotes in most of the cases. The mean genetic identity (Nei'sI) between population pairs was 0.852 and indicates a moderate level of genetic differentiation among populations.Arabis serrata has most of its genetic variation distributed among rather than within populations. The among-population component of the total genetic diversity (G _ST mean value) was 0.416, indicating genetic differentiation between populations. There groups of populations were recognized in an unrooted tree generated by the Neighbor-Joining method. These results suggest groups of populations differentiated regionally. Estimates of interpopulational gene flow (Nm) were very variable (range 0.049–3.718) with a meanNm=1.203 for all populations.