基于叶绿体DNA变异的湖北梨属种质系统进化及遗传多样性分析

利用trnL intron、trnL-trnF、trnS-psbC和accD-psa I等4个叶绿体DNA片段对来自湖北省的88份梨属种质资源进行系统进化和遗传多样性分析。结果表明,4个cpDNA片段共检测到变异位点11个,其中单一突变位点6个,插入/缺失(Indel)位点5个。acc D-psa I多态性最高,其变异位点数、核苷酸多态性和单倍型多样性均为最高。供试梨种质的核苷酸多样性和单倍型多样性分别为0.00112和0.769;Tajima's D检验值在P0.10水平上均不显著,表明所检测的4个区域以及合并后的片段均遵循中性进化模型;4个序列合并共检测到叶绿体单倍型10个,其中兴山梨种质中检测到的单倍型最多,荆门其次;Hap2和Hap5是2个主要单倍型,分别占总样本数的31.82%和30.68%;中介邻接网络图显示东方梨和西洋梨独立进化,而较为原始的稀有单倍型Hap8和Hap9均位于荆门,暗示该地区可能为砂梨的起源中心或多样性中心之一。     

利用线粒体COI基因揭示中国乌骨鸡遗传多样性和群体遗传结构

全面了解中国乌骨鸡的遗传背景有利于保护和开发利用其种质资源。本研究测定了中国12个乌骨鸡品种线粒体细胞色素c氧化酶亚基I (cytochrome c oxidase subunit I, COI)基因, 比较分析其遗传多样性和群体遗传结构。255份乌骨鸡样品共检测到22个变异位点, 占分析位点的3.17%; 核苷酸多样性为0.00142-0.00339, 单倍型多样性为0.380-0.757, 其中略阳乌鸡核苷酸多样性最高, 德化黑鸡最低。检测到7个氨基酸变异位点, 来自6个品种共11个个体。定义了24种单倍型, 其中单倍型H1和H3为12个乌骨鸡品种共享, 出现频率分别为115次和64次; 盐津乌骨鸡单倍型数最多, 广西乌鸡最少。中性检验与错配分析显示实验种群未经历显著的群体扩张事件。分子变异分析显示81.06%的变异来自群体内; 品种间遗传距离为0.002-0.004, 品种间遗传分化系数F_st值为-0.035至0.594, 雪峰乌骨鸡与其他种群间的遗传分化程度最高。邻接树显示, 乌骨鸡未能独立形成分支, 不能从家鸡和红原鸡中有效区分开来。中国乌骨鸡中介网络图将24个单倍型分为3条进化主支, 呈现出一定的品种特异性, 由无量山乌骨鸡、云南盐津乌骨鸡和雪峰乌骨鸡组成单倍型H8、H9、H11、H12游离于这3条进化主支之外。增加其他家鸡和红原鸡COI基因的中介网络图主体结构与中国乌骨鸡的相同。结果表明中国乌骨鸡品种遗传多样性较低, 但品种间遗传分化显著, 可能是从当地家鸡中选育而来, 需要加强种质资源的保护。     

我国部分黄牛品种线粒体D-loop区遗传多样性与起源分化

为了解我国地方黄牛品种线粒体DNA的遗传变异情况, 文章测定了16个地方黄牛品种206个个体线粒体D-loop区的全序列, 共检测到101个变异位点; 99种单倍型, 其中73种是普通牛单倍型, 26种是瘤牛单倍型; 平均核苷酸差异为22.6920, 单倍型多样度为0.9320, 核苷酸多样度为0.0227, 表明我国黄牛品种遗传多样性非常丰富。构建的NJ进化树显示16个品种来源于两大母系: 普通牛和瘤牛; 构建的Network图表明73种普通牛单倍型可以分为3大单倍型群; 26种瘤牛单倍型分为5种单倍型群, 推测我国瘤牛在迁移过程中, 至少经历了4次群体扩张事件。通过分析比较地方黄牛品种与内罗门牛共有的 H3单倍型, 发现其中只有16%的序列与内罗门牛的H3单倍型非常相似, 其余84%的序列均发生了鸟嘌呤变异, 推测这些变异很可能是我国瘤牛固有的变异。     

南方红豆杉谱系地理学研究

通过对南方红豆杉18个居群499个个体叶绿体基因组的trnL-F片段进行RFLP分析,共检测到6个叶绿体DNA单倍型,其中除台湾居群外的17个居群都包含有单倍型H1和H2;黄山及临安居群除单倍型H1、H2外,还分别各有1个特有单倍型。谱系关系分析显示,单倍型H1、H2为较古老的祖先单倍型。AMOVA分析显示,变异主要存在于居群内,居群间的遗传分化程度较低(26.39%)。嵌套分支分析(NCA)显示,单倍型分布与地理分布存在轻度的地理相关性,南方红豆杉现在的遗传结构可能源于居群的片段化效应,台湾居群可能是由于曾经的居群片段化而隔离或长距离扩散所致;在第四纪冰期,中国东、南部地区可能存在2个以上南方红豆杉的避难所。     

广东省地方鸡线粒体遗传多样性与母系起源

系统评估地方鸡的遗传变异水平并追溯其母系起源, 可为保护利用优质家禽种质资源库提供科学依据。本研究测定了广东省和邻省共12个地方鸡品种的线粒体DNA D-loop序列, 分析品种间的遗传距离与系统关系, 并构建单倍型系统发生树和中介网络图。360份样品共检测到60个突变位点, 均为转换。定义了85种单倍型, 归属于单倍型类群A、B、C和E, 在12个鸡品种中均有分布, 其中B是优势单倍型类群(187个, 51.94%), E次之(76个, 21.11%)。B02 和C01是优势单倍型(85个, 23.61%; 48个, 13.33%), 为12个鸡品种共有; E03位居第三(35个, 9.72%), 杏花鸡、黄郎鸡和宁都三黄鸡未见此单倍型。杏花鸡集中分布在单倍型类群B, 惠阳胡须鸡和中山沙栏鸡则主要分布在单倍型类群E; 怀乡鸡的单倍型数量最多, 中山沙栏鸡的最少。广东地方鸡品种间遗传距离为0.012-0.015, 单倍型多样性0.805 ± 0.047至0.949 ± 0.026, 核苷酸多样性0.0102 ± 0.0017至0.0138 ± 0.0009。邻接树和中介网络图将85种单倍型划分为进化枝A、B、C和E, 广东省与邻省地方鸡单倍型的地理分布模式相似。中性检验显示广东地方鸡未经历明显的群体历史扩张。结果表明广东地方鸡处于较好的保护状态, 遗传多样性水平较高, 品种的形成受到邻省和北方家鸡的影响, 东南亚红原鸡对广东地方鸡也有重要的遗传贡献。     

利用微卫星和线粒体标记分析北京鸭的起源与驯化

北京鸭是我国最著名的家鸭品种. 为分析北京鸭的起源与驯化, 本实验采集了包括北京鸭在内的6个中国地方鸭种共190只个体, 及来自辽宁省的14只野生绿头鸭(Anas platyrhynchos)血样. 利用15个微卫星标记对这6个家鸭品种的186只个体进行遗传关系分析. 并对其中88只家鸭个体及14只野鸭个体线粒体的DNA控制区(mtDNA D-loop)的部分序列进行了扩增和测序. 利用微卫星标记计算出的遗传距离(D_S)及FST分析结果表明, 北京鸭与其他中国地方鸭种的遗传分化程度较高. 聚类结果显示巢湖鸭、高邮鸭、绍兴鸭和金定鸭聚为一类, 建昌鸭、北京鸭聚为另一类. 线粒体DNA D-loop区序列分析结果表明, 虽然北京鸭群体含有所有鸭种所共有的单倍型H01, 但北京鸭的单倍型与其他家鸭仍有较大差异, 北京鸭群体具有12个独特的家鸭单倍型, 其中H02, H04, H08及H22等4个单倍型比较相近并形成单倍群A, 且H02和H22单倍型与中国绿头野鸭共有, 说明北京鸭起源于绿头鸭, 其驯化过程也基本独立于其他家鸭品种.     

基于核基因和叶绿体基因序列的杏属系统发育分析——探讨洪平杏的起源和亲缘关系

洪平杏(Armeniaca hongpingensis C. L. Li)是杏属的一个狭域分布种,基于形态观察被推测为杏(A.vulgaris Lam.)和梅(A. mume Sieb.)的天然杂交种,但目前尚无该种与杏、梅亲缘关系的分子系统学研究。本文以洪平杏的成株和实生苗以及包括杏、梅在内的6种(含1变种)杏属植物为研究材料,分别采用核基因(ITS和SBEI)和叶绿体基因(mat K和ycf1b)序列构建系统发育树,并采用mat K、ycf1b和SBEI基因序列构建单倍型网络图,探讨该物种与杏、梅及杏梅(A. mume Sieb. var. bungo Makino)之间的亲缘关系。基于核基因和叶绿体基因序列分别构建的系统发育树均显示,洪平杏的成株及其全部实生苗个体单独聚为一支,且具有较高的支持率(分别为99/79、71/81),独立于杏属其他种之外。而基于核基因ITS序列的系统发育分析结果表明,洪平杏除极少数成株与杏、杏梅聚为一支外,其余所有成株与实生苗聚为2大支(支持率分别为0.82和0.97),而没有克隆的与梅聚在一起。单倍型分析结果表明,该物种的成株与实生苗在SBEI和ycf1b基因序列中均未检测到杏或梅的单倍型,仅有少数(2/9)的实生苗个体在叶绿体mat K基因序列中检测到杏的单倍型。研究结果不支持将洪平杏定为杏和梅的天然杂交种的观点,推测洪平杏应为一个独立的物种,与杏之间的亲缘关系更近并且存在可检测到的基因流。     

叉尾斗鱼种群遗传变异与亲缘地理

通过分析采自珠江、鉴江、漠阳江、赣江、韩江、黄冈河、九龙江和闽江8个流域23个采样点121尾叉尾斗鱼mtDNA控制区3'端和临近序列共400bp,研究其种群遗传变异和亲缘地理格局。所分析序列只有13个变异位点,共有11个单倍型,碱基序列总的单倍型多样性为0.576,核苷酸多样性为0.00818,均较低。珠江流域存在群体内独有单倍型,有两个广布单倍型H1和H2,分别占所有样品的19%和62%。最小进化网络图显示单倍型没有明显的亲缘地理格局,呈星状发散,H1和H2处于中心。AMOVA分析显示变异主要来自地理区内群体间,歧点分布和中性检测显示叉尾斗鱼并未经历种群扩张。结果表明叉尾斗鱼种群遗传多样性很低且存在地理差异;各流域个体呈混杂分布格局,现有群体可能在珠江流域有东西两个起源;推测种群最近经历严重瓶颈效应。     

药食同源植物薤白的谱系地理学研究

对我国14个地区的药食同源植物薤白（Allium macrostemon）的叶绿体基因片段（psbA-trnH、rps16和trnL-F）与核基因片段（ITS）进行测序分析,揭示薤白的遗传变异分布式样、单倍型地理分布格局,并推断其在第四纪冰期的避难所。结果表明：薤白叶绿体基因（cpDNA）遗传多样性低于核基因（nrDNA）遗传多样性（cpDNA：H_T=0.868;nrDNA：H_T=0.890）。cpDNA和nrDNA的分子变异分析（AMOVA）结果显示：薤白遗传变异主要发生在居群间（cpDNA：92.84%;nrDNA：98.40%）,存在遗传分化（cpDNA：N_st=0.918,G_st=0.866,F_st=0.928;nrDNA：N_st=0.984,G_st=0.855,F_st=0.984）,且N_st均大于G_st,表明该物种具有明显的谱系地理结构。在薤白居群中,共检测到11个叶绿体单倍型和14个nrDNA基因型;单倍型网络图及地理分布图表明,叶绿体单倍型H3、核DNA基因型H1频率最高,位于网络结构图的中心位置,可能为古老单倍型。此外,冰期避难所假说认为遗传多样性高、拥有古老单倍型和较多特有单倍型的区域可能是该物种的冰期避难所,因此推测薤白在第四纪冰期时可能在大盘山、天水和通化地区存在多个冰期避难所。这些分析可为类似草本植物的进化提供参考,丰富对东亚草本植物分子系统与生物地理学的认识。     

壳斗科植物叶绿体基因组结构及变异分析

利用生物信息学方法比较壳斗科6个属14个物种的叶绿体基因组间差异,以近缘物种榛为外类群构建系统进化树,揭示壳斗科叶绿体基因组的结构特征及变异规律。结果显示,14种壳斗科植物的叶绿体基因组均为双链环状分子结构,大小在160 kB左右,差异较小,最大仅差1 366 bp;基因顺序基本一致,而基因数量有所差异,infA、petG、rpl22、ycf1、ycf15等多个基因在部分物种中发生丢失;主要有32个蛋白编码基因长度发生变异,其原因是内含子的丢失、内含子或者编码区的长度改变,华南锥基因长度变异较大;4个IR边界相对保守,但锥栗、Castanea pumila、华南锥3个物种由于边界扩张导致rps19基因部分序列进入到IR区;以榛为外类群构建的系统发育树,各进化支支持率较高,分辨率较好。研究结果表明,叶绿体基因组可以用于分析关系较近与进化较快物种的系统发生问题,为系统发育和进化研究提供依据。     

秦巴山区漆树nrDNAITS和cpDNA序列分子进化特点的分析

应用PCR产物直接测序法分析漆树种群nrDNA （核糖体DNA） ITS序列和cpDNA序列（matK、rbcL、psbA-trnH）的碱基差异,初步研究两套植物基因组的变异速率。结果表明：nrDNA ITS序列共有518 bp,有变异位点15处,变异位点百分率为2.9%,（G+C）含量为61.8%。cpDNA序列合并后长度1 907 bp,有变异位点20处,变异位点百分率为1.05%,（G+C）含量为36.1%。通过对ITS序列核糖型（Ribotype）和叶绿体序列单倍型（Haploype）进行分析发现,秦巴山区漆树区域性分布明显,不同区域拥有自己独特的单倍型,漆树居群历史近期没有扩张。nrDNA ITS序列较叶绿体序列进化较快,变异速率较快。nrDNA ITS序列及叶绿体matK、psbA-trnH适合漆树的亲缘地理学研究。     

苎麻叶绿体SSR引物筛选及分析

叶绿体微卫星标记为单亲遗传(除部分裸子植物外),有独立的进化路线,它在植物遗传多样性、群体遗传结构、系统发育分析及杂种鉴定等研究上用途广泛,是研究谱系地理的有效手段。苎麻的主产地和主要分布区均在我国,但其谱系地理研究目前尚未见有报道。该研究选择来自全国不同地区的52个苎麻样本,利用聚丙烯酰胺凝胶电泳法,在23对已知通用叶绿体SSR引物中筛选出适用于苎麻谱系地理研究的SSR引物,并利用筛选到的多态引物对52个苎麻样本进行聚类分析和单倍型网络图分析。结果表明:从23对通用引物中共筛选出16对适用于苎麻的多态引物,其平均多态信息含量为0.1053,虽然以上引物多态性较低,但能够用于野生苎麻的遗传分析研究;这52个苎麻样本聚为10支,分为8个单倍型,初步分析表明叶绿体SSR遗传变异速率较慢,不适用于苎麻种内的系统发育研究,但以上引物能够检测苎麻种内单倍型变异,可用于苎麻的谱系地理研究。     

毛茛叶报春高分化的谱系地理结构

毛茛叶报春（Primula ranunculoides Chen）是我国特有的珍稀濒危花卉,其野生种质资源已十分稀少。为了揭示其谱系地理结构,本文对11个居群114个个体的叶绿体trnL-F和trnS-G基因片段进行了测序分析。结果共检测到10个单倍型,除YJPA和YJPB两居群共享一个单倍型（H9）外,其余各居群均仅有一个特有单倍型,居群内不存在单倍型多样性。毛茛叶报春具高分化的谱系地理结构,居群间的总平均遗传距离达0.015,单倍型间的平均突变次数高达31.2步,两者均显著高于同属的近缘种。其种子散布能力弱、生境片断化和地理隔离明显及两年生的生活史可能是导致其高分化谱系地理结构产生的主要原因。Samova、Structure以及TCS分析均支持将毛茛叶报春11个居群的遗传结构分为6组,它们与地形（山脉）关系密切对应,彼此间分化明显,因此建议不同山体的居群应视为不同的保护单元进行遗传管理。     

基于线粒体控制区序列的黄河上游厚唇裸重唇鱼种群遗传结构

采集黄河上游厚唇裸重唇鱼(Gymnodiptychus pachycheilus)甘肃玛曲群体,测定其线粒体DNA控制区序列,并从GenBank中下载青海玛多和贵德等3地2个群体的同源序列,分析该物种的遗传多样性、遗传结构及其演化历史.从81条729 bp序列中,检测到26个变异位点(占3.57％),碱基序列总的单倍型多样性为0.844,核苷酸多样性为0.0054,界定了34个单倍型,有1个广布单倍型H2,占所有样品的38.27％.单倍型网络图图显示单倍型没有明显的亲缘地理格局,H2处于中心,呈星状发散,系统发育分析没有显示出单倍型与地理位置的对应关系.AMOVA分析显示变异主要来自地理区内群体间,歧点分布和中性检测显示厚唇裸重唇鱼近期经历了种群扩张.分析表明黄河上游3地种厚唇裸重唇鱼种群未出现分化,建议应作为一个整体进行保护.     

基于cpDNA非编码序列的北沙柳遗传多样性分析

为揭示北沙柳(Salix psammophila)的遗传多样性、遗传结构及分化特征,利用叶绿体非编码区序列(trnL-trnF和trnD-trnT)对分布于毛乌素沙地和库布齐沙漠的16个北沙柳居群(339个个体)进行了遗传研究,为北沙柳种子资源库遗传管理、遗传改良、遗传育种及品种选育提供理论依据。结果表明:(1)经trnL-trnF和trnD-trnT片段联合比对获得了1811 bp序列,共有12个核苷酸变异位点(8个简约信息位点,4个变异位点),得到16个单倍型。(2)单倍型多样性指数(Hd)为0.737,核苷酸多样性指数(π)为0.00107;且单倍型H3的分布在所有居群中位于单倍型网络图中心,其余单倍型随机分布于各个居群。(3)AMOVA分析表明,北沙柳cpDNA的变异主要来源于居群内(91.16%),居群间遗传分化程度中等(FST=0.08837),各居群间的基因交流非常频繁(Nm=2.58);遗传分化系数NST(0.085)显著大于GST(0.056,0.01相似文献   

中国不同SKTI类型栽培大豆地方品种的遗传多样性

大豆Kunitz型胰蛋白酶抑制剂（SKTI）广泛存在于栽培大豆和野生大豆中,具有多种变异类型,常作为一种遗传标记用来研究大豆的起源与传播。本研究对我国10131份大豆地方品种进行了SKTI多态性鉴定,使用20对细胞核SSR（nuSSR）标记和5对叶绿体SSR(cpSSR)标记对不同SKTI类型的187份地方品种进行了遗传多样性分析。结果显示,在细胞核水平上Tib类型材料遗传多样性低于Tia类型,但是在叶绿体基因组水平上Tib类型材料明显高于Tia类型,暗示Tib类型大豆在驯化过程中可能来源于较多的野生大豆个体祖先,而不是来源于单一祖先。聚类分析显示不同地区的Tib类型材料存在优先聚类的现象,说明Tib类型材料具有祖先亲缘性。来源于甘肃省的Tib类型大豆地方品种的叶绿体单倍型类型丰富,并以 Ⅱ型和Ⅲ型为主,具有Ⅱ型叶绿体单倍型的大豆地方品种很可能是其他地区的同类型大豆的主要来源;基于甘肃Tib类型大豆具有较高的遗传多样性,并与其他省区Tib类型材料亲缘关系密切等因素,推测甘肃地区是栽培大豆Tib类型的起源中心。     

华东地区地方鸡品种mtDNA控制区遗传多样性

为了探明我国华东地区地方鸡品种的遗传多样性和群体遗传结构,追溯其母系起源和进化过程,利用PCR技术扩增了11个地方鸡品种的线粒体DNA(mtDNA)控制区(D-loop)序列,并结合NCBI数据库中已发表的红色原鸡(Gallus gallus)D-loop区全序列,分析了它们的遗传多样性与亲缘关系,构建了11个品种与红色原鸡系统发生邻接树。结果表明:11个地方品种mtDNA D-loop区全长为1,231或1,232 bp,其中1,231 bp的序列有196条,1,232 bp的序列有123条,经过比对发现,两者在859 bp处存在单碱基缺失。11个地方品种319个个体共计检测到变异位点37个,总体单倍型多样度核苷酸多样度和平均核苷酸差异分别为0.901±0.009、0.00573±0.000001和6.833。按照鸡mtDNA单倍型分类通用标准,共包含35种单倍型,可以分为A、B、C和E共4个分支(单倍型群),分别包括11、10、9和5个单倍型。中介网络图中11个鸡品种也很明显地分成了4个支系,分别含有100、118、47和54条序列。系统发育树分为4个大枝,海南亚种(G.gallus jabouillei)自成一枝;C单倍型群与4个亚种的红色原鸡聚为一枝;E单倍型群与2个亚种红色原鸡聚为一枝;A和B单倍型群只与滇南亚种(G.gallus spadiceus)聚为一枝。11个品种中,除了狼山和丝羽乌骨鸡2个标准化品种外,都有很高的遗传多样性,可开发选择潜力很大。没有发现线粒体品种特异性DNA序列。华东地区地方品种至少有4个母系起源,部分品种可能受到了欧美高产品系的渗入。     

多花海棠叶绿体基因组分析

多花海棠（Malus floribunda Siebold.）是世界范围内广泛栽培的苹果属物种,具有较高的观赏价值和育种意义。对其进行叶绿体基因组比较分析,有利于完善苹果属系统进化以及种质利用的研究内容。基于全基因组测序数据,组装获得一个完整的具有四分体结构的多花海棠叶绿体基因组。该基因组包括大单拷贝区（88 142 bp）、反向重复区B （26 353 bp）、小单拷贝区（19 189 bp）与反向重复区A （26 353 bp）,共计160 037 bp。多花海棠叶绿体全基因组共注释到111个基因,包括78个蛋白编码基因、29个tRNA基因和4个rRNA基因。此外,在其基因组中识别到大量的重复序列,与三叶海棠和变叶海棠略有差异。通过计算相对同义密码子使用度,发现其高频密码子共30种,并且密码子具有偏向A/T结尾的使用模式。种间序列比对、边界分析的结果表明,大单拷贝区序列变异较大,8种苹果属植物SC区与IR区扩张收缩情况整体上较为相似。基于叶绿体基因组序列的系统进化分析,将多花海棠、湖北海棠和变叶海棠聚为一类。多花海棠叶绿体基因组的研究可为今后遗传标记开发与种质资源利用等提供数据支持。     

基于COⅠ基因探讨北京及其周边地区跳钩虾种群遗传结构

跳钩虾Platorchestia japonica栖息于湖泊、河流岸边,是重要的环境指示生物。本研究以线粒体COⅠ基因片段为分子标记,对北京及其周边地区22个采样点的128个样本进行种群遗传多样性和遗传结构研究。结果显示,623 bp的COⅠ基因序列中有567个保守位点、56个变异位点和38个简约信息位点。128个样本检测到43个单倍型,单倍型多样性为0.938,核苷酸多样性为0.011 72。最大似然法和贝叶斯法构建的系统发育树以及单倍型网络图表明,研究区域跳钩虾没有明显的地理种群结构,但所有单倍型形成2个遗传进化支。分子变异分析结果证实,跳钩虾2个进化支间的遗传变异显著高于进化支内的,进化支间固定系数为0.852 19,表明2个进化支遗传分化明显。本研究为进一步研究中国区域跳钩虾的遗传结构提供了有意义的基础数据。     

伏牛山区连翘遗传多样性研究

利用2个叶绿体及1个核基因片段,对伏牛山区3个连翘野生种群30个个体进行了遗传多样性分析.结果表明,叶绿体基因数据得到4个单倍型(H1～H4),单倍型多样性指数(h)为0.545±0.066,核酸多样性指数π为0.001 72±0.000 21.核基因数据得到10个单倍型(A～J),单倍型多样性指数为0.501±0.076,核酸多样性指数π为0.002 53±0.000 49.核基因种群间遗传分化(ФST)为0.167,小于叶绿体基因ФST(0.886),种群间基因流(Nm)为1.250,显著大于叶绿体基因Nm(0.030).研究发现,伏牛山区野生连翘种群目前仍具有较高的遗传多样性,但部分人类活动较多的地区已经造成了连翘遗传多样性的降低.连翘种群间地理距离会限制种子介导的基因流,但在小区域范围内对花粉所介导的基因流影响不明显.