中华猕猴桃和美昧猕猴桃的倍性变异及地理分布研究

根据已有的猕猴桃自然地理分布资料,通过对中华猕猴桃（Actinidia chinensis）和美味猕猴桃（A．deliciosa）野外分布居群的详细调查,利用流式细胞技术对我国西部高原台地向中东部丘陵平原过渡地带6个纯中华猕猴桃、1个纯美味猕猴桃和5个中华／美味猕猴桃同域分布居群共276个个体的倍性进行了检测。结果表明：（1）中华猕猴桃存在二倍体和四倍体,美味猕猴桃存在四倍体、五倍体和六倍体;（2）中华猕猴桃和美昧猕猴桃在经度和纬度的分布上存在显著差异（P〈0．05）,中华猕猴桃在经度上偏东分布而美味猕猴桃偏西,纬度分布上中华猕猴桃偏南而美味猕猴桃偏北;而且不同倍性小种在经、纬度分布上呈现显著差异（P〈0．05）,二倍体、四倍体、六倍体的分布在经度上依次从东到西、纬度上从南到北;（3）中华猕猴桃和美味猕猴桃不同倍性小种的海拔分布存在显著性差异（P〈0．05）,二倍体小种分布海拔最低,四倍体小种次之,六倍体小种海拔分布最高,但通过LSD分析四倍体个体和六倍体个体在海拔分布上不存在显著差异（P〉0．05）。通过对中华／美味猕猴桃这两种具有重要经济价值的果树的倍性变异及地理分布的探讨,提出了猕猴桃倍性小种分布的上述规律并给猕猴桃种质资源收集、评价、创新和可持续利用方面提供了初步的研究基础,尤其是为我国猕猴桃新品种选育提供了基础数据和科学依据。     

用分支分析方法研究中华猕猴桃与美味猕猴桃的亲缘关系

本文根据形态特征和染色体资料,以毛花猕猴桃为外类群,用分支分析法研究美味猕猴桃与中华猕猴桃(含二倍体和四倍体)的亲缘关系,产生了三个步长相等的Wagner树。其中一树能较好地与现有地理分布和细胞学资料吻合。反映出中华猕猴桃二倍体衍生出四倍体类型,二者具有直接祖裔关系:美味猕猴桃与中华猕猴桃是已分支发展的两个分类群,但二者亲缘关系密切。可能属于同一物种复合体的两个近缘物种。     

中华猕猴桃和美味猕猴桃自然居群遗传结构及其种间杂交渐渗

 利用9对SSR引物对中华猕猴桃（Actinidia chinensis）和美味猕猴桃（A. deliciosa）两近缘种的5个同域分布复合体和各自1个非同域分布居群进行了遗传多样性、居群遗传结构的分析以及种间杂交渐渗的探讨。结果表明：1）两物种共有等位基因比例高达81.13%,物种特有等位基因较少（中华猕猴桃：13.27%,美味猕猴桃：5.61%）,但共享等位基因表型频率在两近缘种间存在差异,而且与各同域复合体中两物种样本的交错程度或间距存在关联;2）两种猕猴桃均具有极高遗传多样性,美味猕猴桃的遗传多样性（H_o＝0 .749, PIC＝0.818）都略高于中华猕猴桃（H_o＝0.686,PIC＝0.799）;3）两猕 猴桃物种均具有较低的Nei’s居群遗传分化度,但AMOVA分析结果揭示种内异域居群间（F_ST=0.091 5）和同域复合体种间（F_ST=0.111 5）均存在一定程度的遗传分化;中华猕猴桃居群遗传分化（G_ST=0.086; F_ST=0.212 1）高于美味猕猴桃（G_ST= 0.080;F_ST=0.142 0）;4）同域分布复合体两物种间的遗传分化（G_ST=0.020）低于物种内异域居群间的遗传分化（中华猕猴桃：G_ST=0.086; 美味猕猴桃：G_ST=0.080）,同域复合体物种间的基因流（N_m＝7.89 -29.75）远远高于 同种异域居群间（中华猕猴桃：N_m =2.663; 美味猕猴桃：N_m=2.880）; 5）居群UPGMA聚类揭示在同一地域的居群优先聚类,个体聚类结果显示多数个体聚在各自居群组内,但各地理居群并不按地理距离的远近聚类,这与Mantel相关性检测所揭示的居群间遗传距离与地理距离没有显著性相关的结果一致。进一步分析表明两种猕猴桃的遗传多样性和居群遗传结构不仅受其广域分布、远交、晚期分化等生活史特性的影响,同时还与猕猴桃的染色体基数高 (x=29)、倍性复杂和种间杂交等因素密切相关,其中两种猕猴桃的共享祖先多态性和同域分布种间杂交基因渗透对两猕猴桃的居群遗传结构产生了重要影响。     

云南山茶花四倍体的首次发现及其科学意义

本文对分布于云南和四川金沙江河谷的云南山茶花C. reticulata及其两个近缘种(怒江山茶C.saluenensis和西南山茶C．pitardii)进行了细胞学研究。34个居群的云南山茶花中,21个居群是四倍体类型(2n=60),11个居群是六倍体类型(2n=90),另2个居群为二倍体(2n=30),云南山茶花的四倍体类型为首次发现,并且进行了核形态研究。四倍体和六倍体的花粉母细胞减数分裂染色体构型在大多数居群都为二价体(四倍体中30个二价体,六倍体中45个二价体),少数居群或是个体除二价体为主外还出现单价体和四价体,六倍体类型没有出现六价体构型。根据减数分裂的构型,我们认为,四倍体和六倍体分别为异源四倍体和异源六倍体,少数四价体的存在表明染色体有部分同源性。所有四倍体和六倍体的体细胞间期核特征和前期染色体形态特征基本相似。中海拔(1800m)以上的四倍体的云南山茶花外部形态特征与六倍体类型比较相似,而低海拔(1100～1800 m)的四倍体类型的外部形态特征则有些不同,但核形态结构是比较相似的。四倍体与六倍体类型地理分布是连续的,并与近缘的二倍体种怒江山茶、西南山茶重叠分布。     

猕猴桃野生居群的SSR分析初报

采用SSR分子标记技术对我国猕猴桃的2个商业栽培物种——中华猕猴桃和美味猕猴桃的9个天然居群(共221个样)的遗传多样性进行了初步分析。通过对14对猕猴桃引物的筛选,8对重现性好的引物扩增结果表现出良好的多态性。在8个多态性位点上共获得222个等位基因。居群等位基因平均数A=17．3,多态位点百分率P-100,多态信息指数PIC为0．87～0．96,显示出我国的猕猴桃野生居群具有极高的遗传多样性。中华猕猴桃和美味猕猴桃野生居群拥有高比例的共同等位基因,反映出二者的亲缘关系极近。     

中国西南部菖蒲属的细胞学研究，兼论菖蒲的细胞地理

通过对中国西南部3种菖蒲属（Acorus L.）植物（菖蒲A.calamus L.、石菖蒲A.tatarinowii Schott和金钱蒲A.gramineus Soland.）的细胞学研究,发现分布在运动及四川的9个菖蒲居群中,有5个居群为四倍体（2n=4x=44）,4个居群为六倍体（2n=6x=66）。其中四倍体见于滇南及川西南;六倍体见于滇中及滇西北,并为首次报道。在云南及贵州分布的石菖蒲及金钱蒲5个居群均为二倍体。讨论了菖蒲分布区从二倍本、三倍体、四倍体和六倍体4种不同倍性居群的分布规律和可能的演化关系,六倍体居群的产生很可能喜马拉雅造山运动有关。     

猕猴桃倍性混合居群基因组遗传和表观遗传变异

植物倍性混合居群的形成和维系常伴随着明显的基因组遗传及表观遗传变异。利用AFLP和MSAP两种分子标记探讨了中华猕猴桃复合体(Actinidia chinensis)倍性混合居群的遗传变异和结构及其基因组甲基化变异方式。结果表明, 该倍性混合居群具有较高的遗传和表观遗传多样性, 但两者之间没有明显的相关性。种群的遗传多样性与海拔呈显著的负相关(P<0.05), 但表观遗传多样性与海拔不具显著相关性。AMOVA分析显示, 主要的遗传和表观遗传分化出现在倍性小种内部(97.65% vs 99.84%, P<0.05); 同时, AFLP邻接聚类分析显示二者存在一定程度的倍性相关性, MSAP分析则未显示有明显的倍性相关性。进一步研究发现, 中华猕猴桃居群的总甲基化程度为24.86%, 且多倍体具有更多的甲基化位点变异。该研究结果为深入探讨猕猴桃倍性混合居群的形成和维系机制奠定了基础。     

6种1变种猕猴桃植物染色体数目的研究

报道了猕猴桃属６种１变种细胞染色体数目,表明湖北猕猴桃、激光猕猴桃、黄毛猕猴桃为二倍体,２ｎ＝２ｘ＝５８;大花猕猴桃为四倍体,２ｎ＝４ｘ－１１６,绿果猕猴桃（美味猕猴桃的１个变种）为种倍体,染色体数目２ｎ＝４ｘ－１１６,以上均为首次报道。并再次证实ｘ＝２９应是本属染色体数目的基础,狗枣猕猴桃和阔叶猕猴桃二倍体类型２＝５８。     

影响披碱草属植物遗传分化和亲缘关系的地理因素分析

用微卫星标记法对产自中国青藏高原和蒙古高原地区9种披碱草属（Elymus L．）植物的40个居群进行遗传变异和亲缘关系分析,居群问遗传相似系数为0．020～0．957,居群间遗传距离与地理因素关系密切。以垂穗披碱草（Elymus nutctns Griseb．）为例,采用二维和三维Mantel检验,对遗传距离和地理因素间的关系（纬度、经度和海拔）作进一步分析,结果表明,地理位置（纬度和经度）是影响垂穗披碱草居群微卫星遗传差异的最重要因素（R=0．478;P＜0．05）,其次是海拔（R=0．258;P＞0．05）。单一地理位置因素（纬度或经度）与遗传距离的相关性并不明显,但从单一地理位置因素与遗传距离的相关系数、可信度区间来看,纬度对遗传分化的影响程度大于经度。     

中华猕猴和美味猕猴桃自然居群遗传结构及其种间杂交渐渗

利用9对SSR引物对中华猕猴桃(Actinidia chinensis)和美味猕猴桃(A. Deliciasa)两近缘种的5个同域分布复合体和各自1个非同域分布居群进行了遗传多样性、居群遗传结构的分析以及种间杂交渐渗的探讨.结果表明:1)两物种共有等位基因比例高达81.13%,物种特有等位基因较少(中华猕猴桃:13.27%,美味猕猴桃:5.61%),但共享等位基因表型频率在两近缘种间存在差异,而且与各同域复合体中两物样本的交错程度或间距存在关联;2)两种猕猴桃均具有极高遗传多样性,美味猕猴桃的遗传多样性(Ho=0.749,PIC=0.818)都略高于中化猕猴桃(Ho=0.686,PIC=0.799);3)两猕猴桃物种均具有较低的Nei'8居群遗传分化度,但AMOVA分析结果提示种内异域居群间(FST=0.0915)和同域复合体种间(FST=0.1115)均存在一定程度的遗传分化;中华猕猴无法居群遗传分化(GST=0.086;FST=0.2121)高于美味猕猴桃(GST=0.080;FST=0.1420);4)同域分布复合体两物种间的遗传分化(GST=0.020)低于物种内异域居群间的遗传分化(中华猕猴桃:GST=0.086;美味猕猴桃:Nm=2.880);5)居群UPGMA聚类提示在同一地域的居群优先聚类,个体聚类结果显示多数个体聚在各自群组内,但各地理居群并不按地理距离的远近聚类,这与Mantel相关性检测所提示的居群间遗传距离与地理距离没有显著性相关的结果一致.进一步分析表明两种猕猴桃的遗传多样性和居群遗传结构不仅受其广域分布、远交、晚期分化等生活史特性的影响,同时还与猕猴桃的染色体基数高(x=29)、倍性复杂和种间杂交等因素密切相关,其中两种猕猴桃的共享祖先多态性和同域分布种间杂交基因渗透对两猕猴桃的居群遗传结构产生了重要影响.     

猕猴桃品种果实性状特征和主成分分析研究

为深入了解猕猴桃不同品种(系)的果实性状与其倍性的相关性,本研究对国家猕猴桃种质资源圃保存的44个栽培品种(系)进行了果实性状分析,结果表明,44个栽培品种(系)的果实性状具有丰富的遗传多样性并且果实重量、果面毛被、果肉颜色和质地、果实维生素C含量、果实后熟天数和软熟果硬度、果实成熟期等与品种(系)倍性呈显著相关。对相关性状采用主成分分析表明,果实成熟时间、果肉质地、果面毛被和果实后熟天数、果肉颜色是区分品种(系)的主要特征。由于品种(系)的倍性与主要性状特征关联,品种(系)按倍性相对聚类,且二倍体品种(系)群和六倍体品种(系)群间无重叠,而四倍体品种(系)群与相邻的二倍体和六倍体品种(系)群均有一定重叠。     

不同倍性猕猴桃的适生区预测及生态位分化

多倍体与2倍体植物之间的生态位分化是多倍体植物成功建立的重要条件。2倍体、4倍体和6倍体猕猴桃分布在不同的地区,目前尚不明确不同倍性猕猴桃之间是否发生了明显的生态位分化,也不明确影响不同倍性猕猴桃生态位的主要环境因子。本研究通过文献查阅和野外调查收集不同倍性猕猴桃的自然分布点,利用最大熵模型预测不同倍性猕猴桃在当前气候条件下的潜在适生区及影响其分布的主导气候因子,并通过生态位一致性检验评估不同倍性猕猴桃间的生态位差异。结果表明: 不同倍性猕猴桃的潜在适生区存在明显差异,2倍体猕猴桃的高适生区集中在海拔较低的湖南丘陵;4倍体猕猴桃的高适生区大部分与2倍体重叠,但有部分向贵州北部、重庆东部区域偏移;6倍体猕猴桃的高适生区则集中分布在贵州大部、湖南西北部、湖北西南部和陕西南部。6倍体猕猴桃明显向高海拔、高纬度地区偏移,并且有更广的高适生区面积。生态位一致性检验证明,2倍体与4倍体猕猴桃有重叠的生态位,而2倍体与6倍体、4倍体与6倍体猕猴桃之间均发生了明显的生态位分化。最冷月最低温(Bio6)和最干月降雨量(Bio14)是影响不同倍性猕猴桃生态位分化的主要环境因素。多倍体猕猴桃在较低的Bio6和Bio14下能保持较高的存在概率,表明多倍体猕猴桃能占据低温、干旱的极端生态位。     

Sex determination in Actinidia. 1. Sex-linked markers and progeny sex ratio in diploid A. chinensis

 First results from two strategies aimed at elucidating the genetics of sex in the dioecious genus Actinidia Lindl. (Actinidiaceae) support the hypothesis that sex-determining genes are localized in a pair of chromosomes which, although cytologically indistinguishable, function like an XX/XY system with male heterogamety. A. chinensis Planch., a close relative of the kiwifruit [A. deliciosa (A. Chev.) CF Liang et AR Ferguson], has diploid and tetraploid races. Bulk segregant analysis to find sex-linked markers revealed two markers whose inheritance patterns in three diploid families showed X and Y linkage and indicated that the male is the heterogametic sex. Some recombination between the markers and the sex-determining loci was also demonstrated. Sex ratios in 12 progenies from controlled crosses varied around 1:1, as expected for an XX/XY system. Received: 20 December 1995 / Revision accepted: 24 April 1997     

In situ hybridization in Actinidia using repeat DNA and genomic probes

 In situ hybridization has been used to probe chromosome spreads of hexaploid Actinidia deliciosa (kiwifruit; 2n=6x=174) and tetraploid A. chinensis (2n=4x=116). When a species-specific repeat sequence, pKIWI516, was used, six hybridization sites were observed in some accessions of tetraploid A. chinensis and all of A. deliciosa. Southern analysis with the pKIWI516 probe revealed that there are two types of tetraploid A. chinensis. Genomic probes from diploid A. chinensis (2n=2x=58) did not differentiate the genomes of hexaploid A. deliciosa and tetraploid A. chinensis, irrespective of the presence or absence of blocking DNA. The results indicate that the genomes of polyploid Actinidia species are similar but not identical. The origin of A. deliciosa is discussed. Received: 29 June 1996 / Accepted: 5 July 1996     

不同倍性大青杨的光合特性及叶片解剖结构比较

通过对二年生二倍体、三倍体和四倍体大青杨叶片结构和光合特性的研究,探讨不同倍性大青杨生长性状差异的原因。结果表明：不同倍性大青杨的净光合速率（Pn）、光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）等光合指标差异显著。三倍体的最大净光合速率（Pmax）高出二倍体21%。叶片厚度、表皮细胞厚度、栅栏组织厚度、栅栏组织与海绵组织厚度的比值,都是三倍体和四倍体大青杨比二倍体高,且均呈现增加的趋势。其中,四倍体大青杨表皮细胞最厚,上下表皮分别高出二倍体64%和17%。三倍体大青杨的栅栏组织厚度及栅栏组织与海绵组织厚度的比值最大,比值高出二倍体50%。通过叶片光合特性和解剖结构比较证明,三倍体和四倍体大青杨对光的适应性和光合作用能力强于二倍体。     

The effect of 2n gametes on sex ratios in Actinidia

Sex can sometimes lead to complications. In some crops, 2n gametes have been exploited by plant breeders to transfer genetic variation between taxa of different ploidy levels. However, their role and use in dioecious genera have received relatively little attention. In the dioecious genus Actinidia (kiwifruit), seedling populations usually segregate equally for females and males as sex is determined by an XX female/XY male system. While fertilization involving 2n egg cells is not expected to affect the sex ratios of progenies, fertilization involving 2n pollen is likely to produce progenies with excess males. The extent of sex ratio distortion will depend on the relative contributions of first and second division restitution, and the frequency and location of cross-overs in meiosis. In this study, seedlings recovered from crosses between females of hexaploid Actinidia deliciosa and males of two diploid species, Actinidia chinensis and Actinidia eriantha, included a proportion of pentaploid hybrids presumably derived from fertilization involving 2n pollen. Most of these pentaploids were male, and a proportion of them were likely to be carrying two Y chromosomes. If used as parents in further crosses, males with multiple Y chromosomes are likely to cause distorted sex ratios in their immediate progenies. In dioecious genera such as Actinidia, the effects on sex ratios of different mechanisms of ploidy change need to be taken into account when considering the evolution of polyploidy and the design of breeding strategies involving ploidy manipulation.     

The allopolyploid origin of kiwifruit,Actinidia deliciosa (Actinidiaceae)

The genetic origin of kiwifruit (Actinidia deliciosa var.deliciosa) was studied using phylogenetic analysis of DNA sequences derived from the polygalacturonase gene. Results indicate that hexaploid kiwifruit had an allopolyploid origin with the diploidA. chinensis contributing one genome (genome A) and another (as yet unidentified) diploid species contributing a second genome (genome B). The results leave open the question of whether a third, distinct species contributed to the hexaploid kiwifruit genome. A tetraploid race ofA. chinensis is also suggested to be allopolyploid containing genomes A and B.     

Chromosome numbers and geographical distribution of Ulex europaeus subsp. europaeus (Leguminosae)

FERNANDEZ PRIETO, J. A., VERA, M. L., ALVAREZ MARTINEZ, M. J., DIAZ, T. E., FERNANDEZ CASADO, M. A., FERNANDEZ-CARVAJAL, M. C, GUTIERREZ VILLARIAS, M. I. & NAVA, H. S., 1993. Chromosome numbers and geographical distribution of Ulex europaeus subsp. europaeus (Leguminosae). Chromosome numbers are reported in Ulex europaeus subsp. europaeus (99 samples from northern Spain, France and Great Britain). Three levels of ploidy (diploid, tetraploid and hexaploid) have been detected; the diploid and tetraploid levels, hitherto unknown in this taxon, have been found exclusively in coastal areas of northern Spain and western France.