青藏高原东北部黄缨菊的谱系地理学

黄缨菊（Xanthopappus subacaulis）是青藏高原地区一种特有的高山草甸药用植物。为探讨第四纪冰期气候波动对黄缨菊居群遗传结构和空间分布格局的影响,对黄缨菊20个居群、123个个体的叶绿体DNA片段（psbA-trnH、rbcL和psbI-psbK）进行测序和数据分析。结果表明：黄缨菊居群共检测到6个单倍型,其中H1为古老单倍型,除居群P7外其余居群均具有单倍型H1,H3、H5和H6为特有单倍型,单倍型H3为居群P7的私有单倍型,单倍型H5和H6只存在于居群P18,单倍型H2和H4主要存在于青海湖流域的居群;总的遗传多样性（H_e）和核苷酸多样性（π）分别为3.101和0.008 903;居群间遗传变异（68.98%）大于居群内遗传变异（31.02%）,居群间遗传分化较高（F_ST=0.689 85,P<0.01）;居群遗传分化系数N_ST（0.727）大于G_ST（0.656）（P>0.05）,表明黄缨菊在分布区域内不存在明显的谱系地理结构;错配分布和中性检验结果显示,黄缨菊居群可能经历过近期扩张。据此,推测第四纪冰期黄缨菊可能在青海湖流域和甘肃临潭地区存在微型避难所,认为第四纪气候变迁及青藏高原隆升塑造了黄缨菊的现代地理分布格局。     

rpl32-trnL片段在柳穿鱼不同地理居群遗传多样性分析中的应用

为了探究柳穿鱼（Linaria vulgaris）不同地理居群的遗传多样性,利用叶绿体DNA的rpl32-trnL片段对包含62个个体的4个柳穿鱼地理居群遗传多样性进行了研究。结果显示：柳穿鱼4个居群中共检测到15种单倍型和76个变异位点,总遗传多样性较高（H_d=0.878,π=0.003 88,K=2.994）,遗传变异主要存在于居群内（51.49%）,隶属于柳穿鱼虫媒异交繁殖策略的遗传特征;不同地区柳穿鱼居群间遗传分化大（0.466 14）,居群间基因交流水平较低（0.29）;遗传分化程度与地理距离存在中等程度相关性但不显著（R² = 0.36,P > 0.05）。中性检验显示除合水居群（HS）在进化过程中经历过瓶颈效应（Fu and Li’s D=-2.450 49,P<0.05）外,其他居群进化过程符合分子进化的中性理论。本研究结果不仅揭示了繁殖策略、地理隔离及生境干扰等因素塑造我国北方柳穿鱼居群遗传多样性和遗传结构特征,而且也为今后柳穿鱼资源保护策略的选择提供了理论依据。     

喜马拉雅-横断山区优越虎耳草谱系地理学研究

利用叶绿体DNA非基因编码区rpl20-rps12和trnL-trnF作为分子标记,对喜马拉雅-横断山区优越虎耳草13个居群151个个体进行谱系地理学研究,旨在揭示优越虎耳草现有的遗传结构及其演化历程。共检测到19个单倍型,其中63%的单倍型为居群特有单倍型。研究还发现,优越虎耳草居群总的遗传多样性较高（H_t=0.868）,居群内平均遗传多样性较低（H_s=0.466）。分子变异分析（AMOVA）表明,优越虎耳草居群57.37%的遗传变异来自居群内,居群间遗传变异为42.63%。居群遗传分化系数N_st大于G_st（N_st=0.463,G_st=0.438,P>0.05）,但不显著,表明优越虎耳草在其整个分布范围内没有明显的谱系地理结构。中性检验结果表明,Tajima's D为负值（-1.348 32,P>0.05）而Fu's F_s*为正值（18.915 72,P>0.05）,但均不显著,结合歧点分布分析发现该物种在整个分布范围内未经历过居群扩张。此外,在本研究中优越虎耳草遗传多样性和核苷酸多样性较高的居群及大量特有单倍型在整个分布范围内随机分布,符合"微型避难所"假说。优越虎耳草居群在冰期可能随气候波动而发生分布范围的不断变化,最终在相互隔离的"高山岛屿"中发生异域分化,导致大量特有单倍型产生。因此,推测优越虎耳草与其生境中的乔木和灌木可能具有相似的谱系地理历史,它们可为优越虎耳草提供微型避难所而使之在冰期时保留下来。     

黑藻cpDNA分子标记的筛选及其遗传多样性的初步研究

本研究从18个叶绿体DNA（cpDNA）分子标记中筛选出3个有效分子标记trnL-trnF、trnH-psbA和RPL16,利用它们对中国黑藻（Hydrilla verticillata（L.f.）Royle）8个居群进行了遗传多样性研究。结果显示,黑藻8个居群40个样本共有12个单倍型,总变异位点数为135个;单倍型多样性指数为0.9064,遗传多样性主要存在于居群间（89.6%）。其中单倍型Hap4同时存在于地理距离相隔较远的陕西汉中（SXHZ）和浙江余姚（YY）居群中。研究结果表明黑藻可以通过无性繁殖的方式快速完成居群扩张,同时,地理隔离和生境差异可能导致居群间基因流较低,奠基者效应和遗传漂变可能对黑藻的遗传结构产生重要影响。     

异叶泽兰的遗传多样性和居群历史动态研究

异叶泽兰属于菊科泽兰属,是该属分布海拔相对较高的植物,分布在青藏高原东部和横断山海拔1700~3000 m的地区。该文利用ycf6-psbM和rpl32-trnL两个叶绿体DNA(cpDNA)片段以及核DNA片段ITS(nITS)作为分子标记,研究了异叶泽兰的遗传多样性及其分布特征,探讨了其居群历史动态。结果表明:(1)叶绿体片段联合分析结果显示,异叶泽兰在物种水平遗传多样性水平不高,单倍型多态性指数(H_d)为0.656,核苷酸多态性(π)为0.00161;而ITS的基因型多态性指数(H d)为0.687,核苷酸多态性(π)为0.00235。(2)cpDNA和nITS分析结果均显示,异叶泽兰居群水平总的遗传多样性大于居群内平均遗传多样性,遗传变异主要发生在居群间,居群间存在明显的遗传分化(cpDNA:G_st=0.679,N_st=0.655,F st=0.655;nITS:G_st=0.543,N_st=0.370,F_st=0.584),但是由于N_st值小于G_st值,因此异叶泽兰的分布不具有明显的谱系地理结构。(3)基于单倍型地理分布以及Network分析推测,横断山区南部(川西南-滇西北)和云南中部可能是异叶泽兰在第四纪冰期时的两个避难所,中性检验和失配分析的结果支持异叶泽兰在冰期后未发生过居群扩张。     

基于核基因和叶绿体基因的台湾水韭遗传多样性和遗传结构的分析

利用核基因和叶绿体基因对台湾水韭（Isoetes taiwanensis Devol）2个居群20个样本的遗传多样性和遗传结构进行了分析,并对台湾水韭的保育提出了建议。核基因的检测结果显示,2个居群共存在18个单倍型,单倍型多样性为0.9842,核苷酸多样性为0.00215,居群间基因流N_m为4.26,居群间分化系数G_st值为0.05543;叶绿体DNA的检测结果显示,单倍型数目为6,单倍型多样性为0.6211,核苷酸多样性为0.00326。其中台北居群的单倍型多样性和核苷酸多样性均比金门居群高。核基因和叶绿体基因的AMOVA分析显示,居群内的遗传差异远高于居群间。台湾水韭的核苷酸多样性相对其他水韭属植物较低,可能与台湾水韭的染色体倍型以及狭域分布有关。居群结构的形成可能和基因流以及奠基者效应有关。宜采用原地和迁地保护的方法对居群进行保护。     

锁阳ITS序列遗传多样性分析

为阐明锁阳(Cynomorium songaricum)的遗传结构与遗传多样性, 以甘肃省河西走廊地区及青海省共18个居群的188个锁阳个体为研究对象, 利用现代分子生物学技术, 采用序列分析方法从核-质基因方面对遗传结构进行了分析。结果显示, 锁阳ITS序列总长度为687 bp, 含有7个变异位点, 定义9个单倍型, 整体单倍型多态性H_d=0.294 20, 核苷酸多样性π=0.000 49。在整个单倍型网络中介图中, 单倍型H1位于中心位置, 并在所有的居群中均有分布, 为核心的古老单倍型。分子方差分析结果显示, 锁阳种群变异主要来源于种群内。根据ITS序列得到的群体间遗传分化系数以及Mantel检验结果, 锁阳种群间的遗传距离与地理距离之间不存在相关性, 表明现存的锁阳居群是相对近期发生生境片段化的产物。中性检验结果表明, 锁阳拒绝中性进化, 群体历经扩张或者基因座位受到负选择作用, 其中性零假说不能被排除。该研究为锁阳的系统分类、资源鉴定以及保护措施的制定提供了分子证据。     

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。     

云南虫生真菌粉棒束孢遗传分化研究

对云南粉棒束孢8个当地居群和蝙蝠蛾拟青霉2个当地居群进行ITS测序和RAPD扩增分析,结合Gen Bank中相关序列,对粉棒束孢开展遗传多样性、居群遗传结构及其种内分化研究。共获得大范围内地理距离远的6个居群共97条粉棒束孢ITS序列,共有33种单倍型,单倍型多样性Hd=0.546和总核苷酸多样性Pi=0.00276,显示粉棒束孢在物种水平上遗传多样性较低。云南粉棒束孢共37条序列,有14种单倍型(10种为云南特有),具有较高单倍型多样性和核苷酸多样性(Hd=0.659,Pi=0.00274);单倍型聚类和网状分支分析表明云南粉棒束孢单倍型类型丰富,遗传多样性高,暗示云南为粉棒束孢多样性分布中心之一。ITS序列分析表明,云南当地居群间遗传分化系数Fst=51.95%;RAPD分析表明,居群间遗传分化系数Gst=0.5547,基因流Nm=0.4014;说明云南当地居群粉棒束孢分化剧烈。居群遗传距离与地理距离相关性研究表明,粉棒束孢居群遗传距离与地理距离无明显相关。中性检验和失配分析表明粉棒束孢经历过近期居群扩张。结合单倍型聚类和网状分支分析,表明Hap 19为扩张建群单倍型,但原始祖先单倍型(Hap 1)依然是粉棒束孢居群中最优势单倍型(频率为48.45%),表明粉棒束孢并不存在明显的因地理原因造成的生殖隔离。值得重视的是,通过ITS单倍型和RAPD分析,支持将蝙蝠蛾拟青霉作为粉棒束孢异名处理。     

沿海岛屿与内陆藓类植物遗传多样性和分化的比较研究——以真藓(Bryum argenteum Hedw.)为例

基于11个内陆居群和32个岛屿居群的252份标本,采用ISSR分子标记技术对真藓（Bryum argenteum Hedw.）的遗传多样性进行了研究。结果显示：岛屿与内陆居群间的遗传多样性差异显著,岛屿居群间的分化程度（G_st=0.453）大于内陆居群（G_st=0.387）,岛屿居群的遗传分化与地理来源间存在极显著相关性（r=0.478,n=175,P<0.001）。地理隔离效应是导致岛屿居群间遗传分化的重要因素。岛内居群间的遗传分化水平较低,仅有29.4%~29.7%的遗传多样性存在于居群间。聚类分析表明,43个居群可划分为10大类群,真藓遗传关系受地理因素和生境异质性的影响,水域隔离影响了真藓繁殖体在岛屿间的传播。     

臭柏天然居群遗传多样性及演变历史分析

为了合理有效地保育天然臭柏(Juniperus sabina L.)种质资源,追溯和阐释其分布格局的历史成因,本文对我国内蒙古自治区、陕西省、甘肃省和青海省共10个天然臭柏居群388个个体的核糖体内转录间隔区(ITS)序列片段进行测序分析。结果显示:臭柏ITS序列总长度为1089 bp,共含有25个变异位点,定义32个单倍型,其中H4和H6单倍型为共有单倍型;分子变异分析(AMOVA)显示,臭柏居群变异主要来源于居群内,遗传变异为95.04%,而居群间遗传变异仅4.96%,居群间差异水平极显著(F ST=0.0496,P<0.001);Network单倍型网络分析表明,H4和H6为古老单倍型,其他单倍型是由他们衍生而来;遗传分化系数N ST(0.072)0.05)。推测臭柏起源于第三纪中新世(Miocene)中期约12.38 Mya,在第四纪冰期可能存在多个小型避难所。沙埋产生不定根的扩繁能力和较好的有性更新环境可能是沙地居群遗传多样性高于山地居群的决定性因素。     

基于AFLP分析的伯乐树(Bretschneidera sinensis)谱系地理学研究

伯乐树（Bretschneidera sinensis Hemsl.）是主要分布于中国的濒危物种。采用AFLP分子标记对分布于中国11个省的24个伯乐树居群192个个体进行谱系地理学研究。结果显示,伯乐树有相对较高的遗传多样性水平,基因多样性指数（He）和Shannon指数（Ⅰ）分别为0.2728和0.4070。伯乐树居群间的遗传分化远大于居群内遗传分化,遗传分化系数G_ST=0.7138,基因流N_m=0.2005。通过聚类分析、STRUCTURE分析和BAPS分析发现,24个伯乐树居群可形成4大地理居群组和进化谱系;云贵高原东部地区居群遗传多样性较高,可能是伯乐树在中国的扩散中心和冰期避难所,伯乐树在冰期后由此向外进行居群扩散;南岭地区各居群遗传多样性水平普遍高于其他地区,与邻近地区各居群的亲缘关系较近,可能为伯乐树演化历史上的另一个冰期避难所。     

中国穗状狐尾藻遗传多样性的初步分析

利用叶绿体DNA三个片段(trnK-matK、trnL-trnF、rpl32-trnL)对中国大陆广布的水生植物穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)的遗传多样性进行了初步分析,以探讨其自然居群的遗传结构及具有广泛分布格局的可能机制。AMOVA分析显示,穗状狐尾藻8个居群间的遗传变异为84.97%,而居群内的遗传变异为15.03%,居群遗传分化系数(Fst)为0.85,表明穗状狐尾藻具有较高的遗传多样性(Hd=0.83)且主要存在于居群间,奠基者效应可能导致了最初的遗传差异,而隔离障碍(Nm=0.09)又进一步导致了居群间的遗传分化。基于17个单倍型构建的系统发育树和网络关系图均显示,单倍型H5和H6在居群中的分布范围最广且出现频率最高,表明H5和H6可能为最古老的祖先单倍型。Mantel检验表明居群间的遗传距离与地理距离之间不存在显著的相关性,失配分布检测结果显示穗状狐尾藻在历史上曾发生过扩张事件,而Tajima’s、FuLi’s D*和F*检测发现,该物种不存在明显的谱系地理格局,这可能与穗状狐尾藻种子的长距离扩散有关。     

Phylogeography of an alpine aquatic herb Ranunculus bungei (Ranunculaceae) on the Qinghai–Tibet Plateau

Many phylogeographic studies of terrestrial plant species on the Qinghai–Tibet Plateau (QTP) have been carried out to elucidate the range shifts in response to climatic oscillations in the Quaternary. However, patterns of range shifts for aquatic plants following the climate change on the QTP are poorly understood. Here, we studied the historical range shifts of the aquatic herb Ranunculus bungei Steud. on the QTP using four chloroplast (cpDNA) non-coding spacers. We revealed low within-population genetic diversity (H_S = 0.052) and high interpopulation genetic differentiation (G_ST = 0.914; N_ST = 0.954). But the high population differentiation was not coupled with a distinct phylogeographic structure (N_ST > G_ST, P > 0.05). Phylogenetic analyses revealed two main cpDNA haplotype lineages and the split between these two lineages can be dated back to the late Tertiary (3.84–11.90 Ma). Two independent range expansions within the two intraspecific lineages at approximately 0.15–0.46 and 0.17–0.50 Ma were revealed. Our results suggested that R. bungei survived the Last Glacial Maximum and/or previous glacial periods on the QTP. Colonization or recolonization during the repeated range expansions may have replaced the early haplotypes and the pre-existing genetic structure and could explain the non-significant phylogeographical structure.     

基于叶绿体基因序列rbcL-accD研究莛子藨的分子遗传多样性和谱系地理结构

莛子藨是莛子藨属的一种多年生草本植物,主要分布在青藏高原东北部及邻近高山地区和日本,为东亚特有种。本文基于叶绿体DNA基因间隔区rbcL-accD序列,对莛子藨物种水平的序列特征、分子遗传多样性和谱系地理结构进行研究。分析结果发现该区域莛子藨种群的遗传变异主要来自于居群间（72.28%）,优势单倍型（H2）广泛分布,特有单倍型分散在多个居群。居群间遗传分化系数N_STST,没有检测到显著谱系地理结构,而且居群间基因流较低（N_m=0.096）,青藏高原及其邻近地区特殊地形和生态环境造成的地理隔离或者生境异质化可能是现有单倍型分布格局形成的原因。种群动态历史分析显示莛子藨经历过不显著的种群选择或者扩张事件,综合分析推测莛子藨居群应该是在间冰期或者冰期后从不同避难所扩散形成现在的分布格局,具体避难所还需进一步深入研究才能确认。     

贺兰山丁香自然居群克隆生长格局及遗传多样性的ISSR分析

运用ISSR分子标记技术,通过制定挖掘采样、"+"形采样及"垂直"采样3种采样方案,对贺兰山丁香(Syringa pinnatifolia var.alanshanica)不同居群的克隆多样性、克隆生长格局及其遗传多样性进行了分析.克隆多样性分析表明:挖掘采样方式采到的3个克隆系内,各自所包含的单株间具有完全相同的基因型;"垂直"采样及"+"形采样的7个居群、 239个样品表现出136个不同的基因型或克隆,显示贺兰山丁香具有较高的克隆多样性(D=0.994)及基因型分布均匀性(E=0.985).克隆生长空间格局分析表明,贺兰山丁香为密集型克隆植物.每个居群都由多克隆组成,克隆生长只发生在同一丛内,多数基株只含有1个分株,最多可达8个.物种水平上的平均克隆大小(N_C)和平均基因型比例(PD)分别为1.757和0.569.对贺兰山丁香遗传多样性分析的结果显示,在居群水平和物种水平上都保持着较高的遗传多样性,其遗传变异主要存在于居群内;但居群间分化程度较低(G_ST=0.320),表明自然居群间基因交流有限.     

青藏高原东南部山丹nrDNA ITS和cpDNA petB/petD 序列的分子进化特点

采用改良CTAB法提取青藏高原东南部山丹25个居群所有个体的基因组DNA,选取核基因ITS和叶绿体petB/petD区域进行PCR扩增、纯化和测序。对所有序列对位排列,其中ITS序列总长696bp,变异位点有4处,共产生7种单倍型,变异位点百分率为0.72%,（G+C）含量60.4%;petB/petD序列总长616bp,仅1处变异位点和2种单倍型,变异位点百分率为0.16%,（G+C）含量34.6%。表明山丹中,petB/petD区域较ITS序列保守,变异速率较慢。对ITS序列单倍型进行失配分布和中性检验分析发现,山丹现有分布范围可能经历了近期居群小范围扩张,AMOVA分析发现山丹居群的遗传变异主要存在于居群内,N_ST >G_ST（P>0.01）,表明山丹的遗传变异有着不显著的谱系地理结构。因此,山丹ITS序列适合该种的谱系地理学研究。     

Genetic diversity in natural Cupressus sempervirens L. populations in Turkey

Nine polymorphic out of 13 isoenzymes (Gdh-A, Lap-A, Mdh-B, Mdh-C, Ndh-A, 6Pgd-B, Pgi-B, Pgm-A and Pgm-B) were used to assess genetic diversity in seven natural Cupressus sempervirens populations in South-western Anatolia. Except for Pgi-B, all loci were in Hardy–Weinberg equilibrium. A high level of genetic diversity was observed within populations. The mean number of alleles was 2.3±0.08, the effective number of alleles was 1.53±0.10, the percentage of polymorphic loci was 82.6±8.7%, expected heterozygosity was 0.350±0.039, observed heterozygosity was 0.326±0.039, and the fixation index was 0.049. Interpopulation differentiation was moderate, with differentiation indices of G_ST=0.073 and δ=0.104. A UPGMA tree and differentiation (D_j) showed that Kumluca, Kemer and Kas were the most differentiated populations. Pgm-B was one of the loci contributing most to interpopulation differentiation (G_ST=0.119; D_i=0.201), clearly distinguishing Eastern populations, as indicated by a highly significant correlation coefficient between D_j and longitude (R²=0.88^**). No other significant correlation was found between genetic measures and geographical traits for the Turkish cypress populations. A metanalysis of these and other cypress populations from Crete and the Aegean islands, that had been characterised previously using the same isoenzymes, showed no significant relationship between altitude and genetic measures (within-population differentiation or δ_T, observed heterozygosity, fixation index and D_j). Observed heterozygosity and latitude were negatively correlated. Longitude was found to be correlated with heterozygosity, fixation index and differentiation. Genetic and geographic distances were positively correlated over loci. Deviations from selective neutrality by Ewens–Watterson test were observed for Pgm-B, Ndh-A and 6Pgd-B.     

武夷山地伯乐树种群遗传多样性的ISSR分析

伯乐树（Bretschneidera sinensis Hemsl.）为我国特有单型科珍稀濒危植物,具重要的科研价值。本研究采用ISSR分子标记对武夷山脉分布的5个伯乐树天然种群和1个移栽种群进行遗传多样性分析。结果表明伯乐树物种水平遗传多样性较高（PPB：75.70%;H_ES：0.304 5;H：0.450 1）,种群水平则较低（PPB：60.13%;H_EP：0.238 1;H：0.347 5）,MJY种群和BSZ种群分别是所有种群中遗传多样性最高和最低的。5个地理种群间遗传分化程度较高（G_st=0.218 1）,原因可能源于伯乐树的繁殖方式及生境片段化,Mantel检验也证实了地理距离与遗传距离具有显著相关性（r=0.626 7,P＜0.05）。针对伯乐树种群遗传多样性现状,建议加强现有自然种群的就地保护,促进种群自然更新。