基于SSR标记的新疆野杏群体遗传多样性及遗传结构

利用27对SSR分子标记对新疆4个野杏群体遗传多样性和遗传结构进行分析,评价新疆野杏遗传多样性水平和分化程度,为新疆野杏合理保护与利用提供科学依据。结果显示：（1）27对SSR引物共检测到431个等位基因（N_a）,各位点平均等位基因数（N_a）和多态性信息含量（PIC）分别为15.96和0.84;物种水平上Shannons信息指数（I）和期望杂合度（H_e）分别为2.21和0.78。（2）群体水平上等位基因数（N_a）、有效等位基因（N_e）、Shannons信息指数（I）、期望杂合度（H_e）和观察杂合度（H_o）分别为10.98、5.85、1.92、0.79和0.55;其中新源县野杏群体遗传多样性最丰富,巩留县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（F_st）为0.05,基因流（N_m）为5.26;分子方差分析显示新疆野杏群体大部分遗传变异来自群体内（95.4%）,群体间的遗传变异仅占4.6%。（4）新疆野杏群体遗传距离为0.06~0.49,平均为0.24;遗传相似度为0.61~0.94,平均为0.80;遗传相似度的聚类分析和遗传距离的主坐标分析结果一致,均将供试4个群体划分为两组;Mantel检测显示,新疆野杏群体遗传距离与地理距离无显著相关（r=0.332,P＝0.16）。研究表明,新疆野杏资源具有丰富的遗传多样性,群体遗传分化程度较低,群体间遗传距离较小,这与新疆野杏群体的大小和悠久的演化历史以及群体间频繁的基因交流相关。     

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。     

内蒙古居群抗寒西伯利亚杏繁殖生态学研究

对内蒙古居群抗寒西伯利亚杏的12个种源同一树龄的102株进行雌蕊败育率、花粉量、花粉活力、柱头可授性及自交不亲和性进行研究,以明确西伯利亚杏主产地资源的花期生物学特性和繁殖特性,为杏杂交育种和资源利用提供理论依据。结果表明:(1)有86.27%的西伯利亚杏雌蕊败育率低于90%;73.53%的西伯利亚杏单朵花花粉量在1×104～5×104之间;86.27%的西伯利亚杏花粉活力低于50%,且寿命较短。(2)花苞在将开未开时,柱头已经具备一定的可授性,开花后1～4d内柱头可授性保持较高水平,第5天开始有下降趋势。(3)荧光显微观察结果显示,授粉后16h时,96.08%的杏花花粉管在花柱上部;授粉后24h时,74.51%的杏花花粉管仍在花柱上部;授粉后48h时,35.29%的杏花花粉管到达花柱中部;授粉后80h时,花粉管到达花柱下部的杏花约50%,但受精胚珠数为0。研究认为,西伯利亚杏基本为自交不亲和。     

内蒙古山杏种群表型变异

为明确内蒙古山杏(Armeniaca sibirica)种群间和种群内的表型变异程度和变异规律, 以内蒙古山杏自然分布区的13个种群的23个表型性状为研究对象, 采用巢式方差分析、多重比较、变异分析、相关性分析和主成分分析等多种分析方法, 对种群间和种群内的表型多样性及其与地理生态因子的相关性进行了讨论。研究结果表明: 内蒙古山杏的表型性状在种群间和种群内均存在丰富的变异, 种群间的变异大于种群内的变异, 表型性状的平均分化系数为73.03%, 种群间变异是山杏表型变异的主要变异来源。各性状的平均变异系数为14.28%, 变异幅度为7.01%-27.23%, 其中核的变异系数最大, 果的变异系数最小。土默特左旗万家沟种群表型多样性最丰富, 科尔沁右翼前旗察尔森种群表型多样性最小。表型性状主要受经度、年降水量以及年日照时间3个主要地理生态因子影响。通过主成分分析可以把13个种源区划为四大类, 其中乌拉山种群的叶性状和阿鲁科尔沁旗种群的核性状受地理生态因子影响最大。     

华仁杏幼果转录组SSR信息分析及其分子标记开发

为了解华仁杏微卫星(SSR)分布规律,开发EST-SSR引物,为华仁杏种质资源评价与辅助育种提供有效的鉴定标记。本研究采用生物信息学方法对华仁杏幼果转录组SSR位点的数量、频率、分布特征进行了统计分析;利用转录组数据进行了SSR引物的筛选和开发,并利用开发出的引物对华仁杏29个无性系进行了多态位点检测和鉴定。结果表明:华仁杏幼果EST-SSR的分布频率为19.21%,重复单元的重复次数分布在5~24次之间,优势重复基序为单核苷酸、2核苷酸、3核苷酸,分别占总SSR的19.81%、46.47%、32.49%。参试的139对引物中有39对引物可扩增出目标序列,其中24对引物可检测出多态性位点,占参试引物总数的17.27%。24对引物在29个华仁杏无性系中共检测出了170个等位基因位点,多态性信息含量(PIC)介于0.33~0.87之间,平均为0.64,其中高多态性引物19条,占多态性引物比例的79.2%。本研究对华仁杏转录组SSR信息进行了分析,并开发出了19对高多态性SSR引物,5对中多态性引物,为华仁杏种质资源评价及分子标记辅助育种提供了基础。     

白皮松天然群体遗传结构的地理变异分析

为探讨白皮松天然群体遗传结构在地理分布上的差异,利用7对SSR引物对5个白皮松分布区域的遗传结构进行了分析。结果表明：7对SSR引物在5个区域内476个单株中共检测到14个多态性位点。各区域间观测等位基因数（Na）、有效等位基因数（Ne）、Shannon’s 信息指数（I）、观测杂合度（Ho）、期望杂合度（He）、Nei’s期望杂合度（Nei’s）分别介于1.7143~2.1429、1.1942~1.571、0.1948~0.4954、0.1726~0.3116、0.1178~0.3325、0.1172~0.3307之间。白皮松遗传多样性水平总体较低,区域间差异较大;遗传多样性水平最高的区域为秦岭西侧群体,其次为大巴山区群体;太行山与吕梁山群体多样性水平相对较低。区域间的遗传分化系数Fst介于0.0138~0.2242之间,基因流Nm介于0.865~17.8646之间。遗传分化较大、基因流水平较低的区域均发生在秦岭西侧及其与其他区域之间。各区域间遗传相似系数在0.8416~0.9964之间,遗传相似度最高的群体为太行山与吕梁山区域,遗传距离最大的为太行山与秦岭西侧区域。白皮松多样性分布的中心主要存在于秦岭西侧和大巴山区域,因此应对该区域进行重点保护。     

华仁杏EST-SSR标记引物设计与开发

随着生物科技的进步,ESTs（表达序列标签）已经成为开发SSR（简单重复序列）标记的重要资源。本文利用NCBI公共数据库下载蔷薇科EST序列22 458条,使用SSRHunter1.3软件进行了SSR搜索,从中获得22 527条SSR,应用Primer5.0软件设计并经由Oligo7.0软件检测,共得到61对EST-SSR引物。利用这些引物对8个华仁杏品种进行了PCR扩增及检测,得到10对能产生清晰多态性条带的EST-SSR标记,标明了10对引物的序列,为进一步开展华仁杏SSR分子标记辅助育种研究奠定了基础。     

野生杏和栽培杏的遗传多样性和遗传结构分析

利用SSR分子标记结合荧光毛细管电泳检测技术,研究了野生杏和栽培杏的遗传多样性和遗传结构,结果显示:27个SSR位点,平均每个位点检测到17.82个等位基因(Na)和7.44个有效等位基因(Ne),平均Shannon's信息指数(I)为2.23,平均期望杂合度(He)和观察杂合度(Ho)分别为0.70和0.52。基于SSR位点,群体水平上平均等位基因数、有效等位基因数、期望杂合度、观察杂合度和Shannon's信息指数分别为6.59、4.15、0.70、0.53和1.50,说明我国杏种质资源遗传多样性丰富,其中野生杏资源遗传多样性明显高于栽培杏资源,野生杏中西伯利亚杏种质遗传多样性最高且具有较多的特异等位基因,而栽培杏中仁用杏遗传多样性最低,特有等位基因较少。聚类分析将供试159份种质分为4组。群体遗传结构分析将159份种质划分为5个类群,分类情况与传统形态指标划分基本一致。通过本研究可知,我国杏资源遗传多样性丰富,遗传结构较为复杂;西伯利亚杏与栽培杏亲缘关系较远;野生普通杏与栽培杏具有类似的遗传结构,推测野生普通杏为栽培杏原始种;仁用杏遗传多样性较低,遗传背景狭窄。本研究结果可为杏资源新品种选育及持续利用提供重要的理论依据。     

珍稀濒危植物种子休眠的成因及解除方法研究进展

珍稀濒危植物为人类提供了稀缺的化工、医药、生活原料等产品，还是地质变迁、植物进化和系统发育等的见证者，是维护地球生物多样性不可或缺的重要成员之一。然而，部分珍稀濒危植物的种子因休眠作用难以萌发，这是导致它们濒临灭绝的主要原因之一。为探究珍稀濒危植物种子休眠的原因，本文综述了近年来造成珍稀濒危植物种子休眠的外因和内因，特别归纳了引起种子休眠的关键基因、miRNAs和转录因子，并从物理和化学两个层面综述了解除休眠的方法，最后讨论了未来研究的重点方向，将为濒危植物种子休眠与萌发的分子调控和其它难以打破休眠的植物苗木工程化繁育技术体系的建立奠定理论基础和科学依据。