基于RAD-seq技术的异型花SSR信息分析

用RAD-seq（restriction-site associated DNA sequencing）对异型花（Sinoswertia tetraptera（Maxiowicz） T.N.Ho,S.W.Liu & J.Q.Liu）进行简化基因组测序,并借此分析异型花的SSR（simple sequence repeats）信息。利用SR search软件甄别所得序列中的SSR,得到了双端各有至少100 bp的SSR位点5 844个,其中5 339个（91.38%）成功设计引物,而三核苷酸SSR位点最多（3 323个）;在能成功设计引物的SSR位点中,重复序列长度包括17种（12~36 bp）;重复序列的基序共277种,其中五核苷酸基序种类最多（106种）;随机挑选10对SSR引物,用4个异型花居群的32个个体检测检测其可用性和多态性,经PCR和聚丙烯酰氨凝胶电泳检测,有4对（ST2、ST3、ST6和ST10）成功扩增并表现出多态性;经GENEPOP 4.4对4个位点分析,显示其等位基因数量均值为6,多态性较高且不连锁（P<0.01）;4个位点在多数居群中偏离哈迪温伯格平衡（P<0.01）且存在较高的纯合子数量（观测杂合度均值0.023）,该结果归因于异型花主要进行自花授粉,在自然界中很难形成进行自由交配的居群;此外,ST2和ST6可在椭圆叶花锚（Halenia elliptica D.Don）中成功扩增,具有潜在通用性。本研究将为日后基于异型花SSR标记的相关研究提供数据库支持。     

椭圆叶花锚简化基因组的SSR信息分析及SSR引物开发

基于RAD-seq简化基因组测序技术获得椭圆叶花锚（Halenia ellipitica D.Don）简化基因组水平上的序列信息并开发SSR分子标记。利用SR search软件检测而得到双端各有至少100 bp的五种类型的SSR（二、三、四、五、六核苷酸）位点共6 201个,并成功设计其中3 865个SSR引物。在能成功设计引物的SSR位点中,三核苷酸SSR位点最多;重复序列长度包括17种（12~36 bp）;重复序列的基序共达316种,其中五核苷酸基序种类最多（91种）。从中挑选65对可对应五种SSR类型的引物,经梯度PCR检验后,利用椭圆叶花锚的4个居群32个个对可扩增的引物进行PCR和聚丙烯酰氨凝胶电泳检测,其中14对引物能在绝大多数个体中扩增,且13对具多态性。13个多态性位点的等位基因数量均值为5.462,多态性较高且不连锁（P<0.05）;其中10个位点在多数居群中偏离哈迪温伯格平衡（P<0.01）且存在较高的纯合子数量（观测杂合度H_o均值0.226）;近交系数在-0.443~1,均值为0.656;基因流N_m为0.474。     

山地虎耳草和棒腺虎耳草转录组SSR和SNP分析

利用Illumina HiSeqTM2000对山地虎耳草和棒腺虎耳草进行转录组测序,分析和比较其SSR和SNP特征。结果表明:山地虎耳草63 763条Unigene序列中含有4 622个SSR,发生频率为7.25%,有110种重复基元,平均每10.00kb出现一个SSR位点;棒腺虎耳草60 972条Unigene序列中含有4 542个SSR,发生频率为7.45%,有85种重复基元,平均每10.40kb出现一个SSR位点,略低于山地虎耳草。山地虎耳草和棒腺虎耳草转录组序列的SSR优势基元均为三核苷酸重复。2个物种的转录组SSR以5~10次的较低重复次数为主,长度主要集中于12~30bp,具有较高的多态性。山地虎耳草和棒腺虎耳草中分别获得118 424个和112 006个SNP位点,编码区的SNP位点分别占30.40%和28.59%,且在编码SNP中同义突变所占比例(30.27%、28.48%)远高于非同义突变(0.13%、0.11%)。比较发现,2个物种的各项检索结果基本一致,推测与选取的组织部位、组织的发育阶段以及物种的亲缘关系有关。     

翼萼蔓属系统位置的研究

对翼萼蔓属进行了外部形态、花部解剖学、大小孢子发生和雌雄配子体发育、花粉形态和染色体 的研究,并以此为据,讨论了该属的分类等级和系统位置。翼萼蔓属的花具花冠腺体。花萼筒具16条 维管束,花冠筒具12条维管束,二者的维管束是独立发生的。每心皮具1条背维管束和2条腹维管束。 雄蕊先熟。花药四室;药壁发育为双子叶型;绒毡层异型起源,细胞具双核,属腺质型绒毡层;一层中层 细胞;药壁表皮层宿存,细胞膨大,细胞壁纤维状加厚;药室内壁部分纤维状加厚。小孢子母细胞减数分 裂的胞质分裂为同时型;成熟花粉为3-细胞型。子房为2心皮,1室,超侧膜胎座;胚珠25～40列,倒生 胚珠,腹维管束靠近腹缝线。薄珠心,单珠被。大孢子母细胞减数分裂形成的4个大孢子呈直线式排 列,其中合点端的大孢子具功能。胚囊发育为蓼型。极核在受精前融合为次生核,反足细胞3个,具反 足吸器。胚乳发育为核型。花粉球形,极轴长约32.8μm,赤道轴长约34.2μm,外壁纹饰为网状纹 饰。体细胞染色体数为2n=26,染色体基数为x＝13,核型公式为2n＝26＝18m＋4sm+2st＋2t,属 2A型。比较翼萼蔓属、蔓龙胆属和扁蕾属的外部形态、花部解剖学、胚胎学、花粉形态和染色体特征,表 明翼萼蔓属和扁蕾属可能具较近的亲缘关系,起源于一个较早的共同祖先。在分类等级上,把翼萼蔓属作为一独立属处理较为合适。     

虎耳草属异叶虎耳草复合群的数量分类学研究

山羊臭组（Saxifraga sect. Ciliatae Haworth）隶属于虎耳草属（Saxifraga Tourn. ex L.）,具有极高的物种丰富度,但山羊臭组内部的系统发育关系一直都未能很好解决。唐古拉亚组（S. subsect. Hirculoideae Engl.）是山羊臭组中最大的亚组,主要分布于青藏高原及其周边地区。根据形态特征,可将唐古拉亚组划分为3个复合群,其中叶背边缘有突起叶脉的物种被归入异叶虎耳草复合群（S. diversifolia complex）。本研究通过标本查阅,选取异叶虎耳草复合群24个物种、2变种共657份标本,对其24个定性性状信息进行主成分分析和聚类分析;获取443条地理分布信息,构建复合群的分布式样。特征值大于1的前7个主成分的累计贡献率较低,仅为67.748%。“茎生叶是否具柄”“中下部茎生叶形态”“花序类型”“中下部茎生叶大小”“萼片脉纹于先端汇合”“叶基心形”等性状对前3个主成分的贡献值大,可作为异叶虎耳草复合群物种分类与鉴定的关键性状。基于形态聚类结果和地理分布式样,可将异叶虎耳草复合群划分为3个分支：喜马拉雅山南坡分支、环四川盆地山区分支以及横断山分支（包含一个广布种S. egregia）。主成分分析结果支持将异叶虎耳草复合群划分为3个分支。     

虎耳草属山羊臭组的界定和系统发育: 核糖体DNA ITS序列证据

虎耳草属Saxifraga山羊臭组sect. Ciliatae是该属中最大的一个组, 共有175种, 主要分布在喜马拉雅地区, 我国分布有166种, 占总种数的95%; 其中, 112种为中国特有。约80%的种类分布在我国青藏高原和西南地区, 是中国喜马拉雅植物成分的代表类群。山羊臭组内物种分化十分显著, 分类处理也很困难, 该组是否为单系类群, 组下的系统发育关系也不清楚, 均需进一步验证。本文测定了虎耳草属山羊臭组及其他组33种植物样品的核糖体DNA内转录间隔区ITS序列, 并从GenBank调取虎耳草组sect. Saxifraga等组和近缘属唢呐草属Mitella共22种植物的该序列。ITS分析结果表明: (1)所研究的山羊臭组类群聚为单独一支, 而且与垫状组sect. Porphyrion、虎耳草组、球茎组sect. Mesogyne和仅在欧洲分布的sect. Cymbalaria和sect. Cotylea等8个组聚成的另一分支构成姊妹群; (2)根据形态特征建立的山羊臭组的3个亚组即唐古拉亚组subsect. Hirculoideae、莲座状亚组subsect. Rosulares和具芽亚组subsect. Gemmiparae各自聚为一支, 但是莲座状亚组这一支的支持率较低。同时, 山羊臭组的鞭匐枝亚组subsect. Flagellares和subsect. Hemisphaericae的代表类群单独聚为一支, 位于具芽亚组类群分支内部而不能成立; (3)唐古拉亚组和莲座状亚组又聚为一亚分支与具芽亚组构成姊妹群, 而且具芽亚组最早从山羊臭组这一支中分化出来。我们的研究还发现山羊臭组内种间形态分化较大, 而ITS碱基变异较小, 这可能是山羊臭组类群在青藏高原及毗邻地区的高山环境下物种快速分化的结果。     

基于MaxEnt模拟人类活动与环境因子对青藏高原特有植物祁连獐牙菜潜在分布的影响

以青藏高原特有植物祁连獐牙菜(Swertia przewalskii Pissjauk.)为材料,基于该物种18个种群分布点及8个生物气候变量、海拔变量以及人类活动强度变量,运用最大熵模型(Max Ent)和ArcGIS技术分别构建当前气候情景下及人类活动影响下祁连獐牙菜的适宜生境预测模型,研究人类活动及自然环境变量对祁连獐牙菜空间分布的影响。结果显示,人类活动影响下的训练集和测试集的AUC值均小于无人类活动干扰的AUC值,人类活动与祁连獐牙菜分布呈负相关。限制祁连獐牙菜分布的主要变量为海拔、等温性、人类活动足迹指数及平均温度日较差。当前气候情景下祁连獐牙菜的最适宜生境占祁连山国家公园青海片区总面积的36.6%,有利于该物种的保护和恢复,而位于门源县和祁连县保护区内一般控制区的潜在生境受到人为干扰的可能性较大,应加强关注和保护。     

基于磁珠富集法的绣线菊SSR分子标记分离与筛选

微卫星序列（SSR）具有多态性高、共显性遗传等特点,是一种极具价值的分子遗传标记。采用磁珠富集法从高山绣线菊基因组DNA中分离和筛选SSR标记。高山绣线菊基因组经限制性内切酶Mse I酶切后与接头连接,并与生物素标记SSR探针（AC）15和（AG）15杂交,然后通过链霉亲和素磁珠富集、洗脱、PCR扩增、克隆,完成微卫星文库构建。利用载体通用引物和探针序列引物进行PCR扩增,筛选重组克隆并测序,获得112条序列。随机挑选其中60条序列设计的引物,经初期筛选获得多态性引物16对。用所得16对引物对4个居群92个个体的蒙古绣线菊和高山绣线菊进行PCR扩增。统计分析PCR产物的毛细管电泳结果,发现4个居群的平均等位基因数、平均期望杂合度及平均观测杂合度都比较高。64个数据系列（4个居群×16个位点）中的26个显著偏离HardyWeinberg平衡,推测可能由于无效等位基因的存在所引起。分析显示研究开发的16对多态性SSR引物可以用于后续遗传多样性、物种进化与亲缘关系等方面研究,丰富了绣线菊遗传多样性研究的分子标记。     

基于查尔酮合酶基因探讨鲜卑花的种群动态历史与遗传分化

以高山灌木鲜卑花为研究材料,收集其在中国全部分布区域内的13个居群共139个个体,以查尔酮合酶基因(CHS)的内含子区域为分子标记,探讨鲜卑花的种群动态历史、遗传分化的时间与成因。在鲜卑花中CHS共鉴定了29种单倍型,单倍型多样性和核苷酸多样性分别为0.9248和0.007 545,遗传变异大;贝叶斯分析说明鲜卑花种内遗传分化的时间始于4.37 Ma左右。中性检验与歧点分布分析一致表明鲜卑花在近期经历了明显的居群扩张,估算的扩张时间在55.8 ka左右。研究结果表明鲜卑花在末次冰期间冰阶时期从冰期避难所向外经历了明显的居群扩张;而青藏高原的整体隆升导致的环境剧变,加剧了鲜卑花居群间的遗传分化。     

中国西部高山8种龙胆属植物的染色体数目

本文报道了我国西部高山上的８种龙胆属植物的染色体数目。其中宽筒龙胆的染色体数目为２ｎ＝４８,提钟龙胆的染色体数目为２ｎ＝２６,小齿龙胆和四数龙胆的染色体数目为２ｎ＝２４,南山龙胆的染色体数目为２ｎ＝１８,上述５种植物的染色体数目为首次报道,其余蓝玉簪龙胆的染色体数目为２ｎ＝２４,线叶龙胆的染色体数目为２ｎ＝４８,钻叶龙胆的染色体数目为２ｎ＝１８。