三种兰科植物的保护遗传学研究初探

采用随机扩增多态 DNA(RAPD)分析研究了中国3种珍稀濒危兰科植物硬叶兜兰(Paphiopedilum micranthum Tang et Wang)、麻栗坡兜兰(P. malipoense S.C.Chen et Tsi)和独花兰(Changnienia amoena Chien)的遗传多样性与群体遗传结构.12个RAPD引物在2种兜兰中共扩增出131条带.对4个硬叶兜兰群体的检测表明其物种水平的多态条带百分率(PPB)为 71.6%,Nei 的基因多样度(h)为 0.217 1,Shannon多样性指数 (I) 为 0.330 1;4个群体的平均多样性水平为 PPB = 45.2%,h = 0.145 7,I = 0.220 4,低于远交兰花的平均水平.在总遗传变异中,群体间遗传变异占20.31%,略高于远交物种的平均水平.在物种水平上,麻栗坡兜兰的PPB为49.5%,h为0.117 4,I为0.176 4,均大大低于硬叶兜兰.对11个独花兰群体采用16个RAPD引物共扩增出119条带.物种水平PPB=76.5%,h=0.194 1,I=0.305 8;在群体水平上,上述3个指标的平均值则分别为37.2%、0.119 7和0.181 0,均低于远交兰花的平均水平.群体间的遗传变异占45.27%,遗传分化明显高于远交物种的平均水平.导致3个物种遗传多样性偏低而群体间遗传分化较高的主要原因在于人为的过度采挖和生境的片断化.研究结果为兰花保护策略和措施的制定提供了理论基础.     

红花荷天然群体的遗传多样性分析

利用ISSR分子标记技术,对红花荷主要分布区8个天然群体的遗传多样性和遗传结构进行研究。结果表明:红花荷在物种水平上其多态位点百分率(PPB)为94.86%,Shannon表型多样性指数(H0)为0.3438;在群体水平上PPB为73.07%,H0为0.2763,说明红花荷群体具有丰富的遗传多样性。AMOVA分子方差分析表明,红花荷遗传变异主要来自群体内,群体内遗传变异占群体的70.29%,群体间占29.71%。Mantel检测表明红花荷群体间的遗传距离与地理距离之间没有明显相关性。     

四个鲤鱼种群遗传多样性的AFLP分析

本文采用AFLP技术对黑龙江野鲤、黄河鲤、建鲤和荷包红鲤4个鲤鱼种群共96个个体进行了遗传多样性分析。结果显示,8对选择性扩增引物共扩增得到502个位点,其中多态性位点273个,多态性比率为54.38%。同时对4个种群的Shannon多样性指数,Nei's基因多样性等参数进行了分析,结果表明,4个种群的Shannon多样性指数分别为0.2114±0.2705,0.1825±0.2694,0.1888±0.2587和0.1600±0.2426,Nei's基因多样性指数分别为0.1398±0.1872,0.1225±0.1863,0.1235±0.1774和0.1036±0.1636;总基因多样性(Ht)平均值为0.1721±0.0350;种群内基因多样性(Hs)平均值为0.1224±0.0190;基因分化系数(Gst)为0.2892,种群内的基因多样性占总群体的71.08%,种群间为28.92%,而基因流系数(Nm)为1.2291。另一方面,分子方差分析(AMOVA)结果表明,种群平均近交系数(Fst)为0.31191,变异31.19%来自种群间,68.81%来自种群内。4个种群中黑龙江野鲤的种内多态性比例最高,而荷包红鲤种群最低,并且4个鲤鱼种群当前的种质资源良好,具有一定的种群稳定性;建鲤已经开始分化,与亲本荷包红鲤亲缘关系逐渐分化,逐步形成自己稳定的遗传结构。本研究为探讨鲤鱼种群的遗传特性和遗传分化提供参考,也为其种质资源的保护及合理利用提供科学依据。     

不同生境夏蜡梅群体遗传多样性的RAPD分析

利用RAPD技术对天台大雷山4个不同生境：灌丛、常绿阔叶林、杉木林和竹林中的夏蜡梅群体进行遗传多样性研究。12个随机引物在80个个体中共检测到182个可重复的位点,其中多态位点为49个,总的多态位点百分率为26.92%。4个群体的多态位点百分率在6.04%~11.54%之间,平均为8.93%,其中竹林群体最高,常绿阔叶林群体最低,大小顺序为竹林群体＞灌丛群体＞杉木林群体＞常绿阔叶林群体,Shannon指数和Nei指数估算结果为灌丛群体最高,其次是竹林群体,第三是杉木林群体,最低的是常绿阔叶林群体。AMOVA分子差异分析表明夏蜡梅群体间遗传分化程度高,71.91%的变异存在于群体间,28.09%的变异存在于群体内,群体间的基因分化系数（G_ST）为0.627 4。夏蜡梅群体间的基因流很低,N_m=0. 297 0。聚类分析结果表明杉木林群体和灌丛群体最先聚在一起,再与常绿阔叶林群体相聚,最后与竹林群体聚在一起。可见,夏蜡梅在各生境间有着不同的遗传多样性,且在各生境间发生了明显的遗传分化。     

三种兰科植物的保护遗传学研究初探

采用随机扩增多态DNA（RAPD）分析研究了中国3种珍稀濒危兰科植物硬叶兜兰（Paphiopedilum micranthum Tang et Wang),麻栗坡兜兰（P.malipoense S.C.Chen et Tsi)和独花兰（Changnienia amoena Chien)的遗传多样性与群体遗传结构,12个RAPD引物在2种兜兰中共扩增出131条带,对4个硬叶兜兰群体的检测表明其物种水平的多态条带百分率（PPB）为71.6%,Nei的基因多样度（h)为0.2171,Shannon多样性指数（I）为0.3301;4个群体的平均多样性水平为PPB=45.2%,h=0.1457,I=0.2204,低于远交兰花的平均水平,在总遗传变异中,群体间遗传变异占20.31%,略高于远交物种的平均水平,在物种水平上,麻栗坡兜兰的PPB为49.5%,h为0.1174,I为0.1764,均大大低于硬叶兜兰,对11个独花兰群体采用16个RAPD引物共扩增出119条带,物种水平PPB-76.5%,h=0.1941,I=0.3058;在群体水平上,上述3个指标的平均值则分别为37.2%,0.1197和0.1810。均低于远交兰花的平均水平,群体间的遗传变异占45.27%,遗传分化明显高于远交物种的平均水平,导致3个物种遗传多样性偏低而群体间遗传分化较高的主要原因在于人为的过度采挖和生境的片断化,研究结果为兰花保护策略和措施的制定提供了理论基础。     

利用荧光SSR标记鉴定茶树自然杂交后代遗传背景

为研究茶树自然杂交后代遗传背景,分析不同茶树自然杂交后代遗传差异,本研究利用24对EST-SSR标记对82个茶树自然杂交后代和34个福建主要栽培品种进行分子标记,分析了茶树自然杂交后代的亲缘关系、群体遗传多样性、亲本模拟分析。结果表明：(1)24对SSR标记共检测到157个多态性位点,平均等位位点数为6.542个,Nei’s多样性指数平均为0.588,Shannon’s 信息指数平均为1.182,平均观测杂合度和期望杂合度分别为0.577和 0.591。(2)遗传距离聚类将个供试样品划分为4类,群体1主要为‘丹桂’及其自然杂交后代;群体2主要为‘丹桂’、‘黄观音’自然杂交后代与福建省乌龙茶品种;群体3主要为‘白鸡冠’及其自然杂交后代;群体4主要为福建省绿茶品种。(3)‘丹桂’、‘白鸡冠’、‘黄观音’自然杂交后代群体与福建主要栽培品种的遗传距离分别为0.079、0.117、0.107。(4)群体1亚群b内‘丹桂’自然杂交后代模拟亲本准确率为77.8%,模拟父本主要为福建乌龙茶品种,与群体2(亚群a)的遗传相似度、遗传分化系数、基因流分别为0.899、0.043、5.480。(5)AMOVA分析结果显示,有88.52%的遗传变异来自群体内部的个体间,表明遗传变异主要发生在群体内。     

省沽油群体遗传多样性的AFLP分析

利用4对AFLP引物对来自安徽石台、湖北大悟和河南桐柏的3个省沽油群体进行遗传多样性分析,共扩增出489条带,其中多态性条带460条,多态性百分比为93.99%。不同群体Nei’s基因多样性指数(H)和Shannon’s信息指数(I)变化范围分别为0.1920～0.2046和0.2937～0.3151,其中湖北大悟群体遗传多样性最高。物种水平和种群水平的H分别为0.2190和0.1964,群体内变异占总变异的89.68%,表明省沽油遗传变异主要存在于各群体内部。3个群体的平均遗传距离为0.0292,UPGMA聚类分析结果说明省沽油各群体间亲缘关系较近并和地域具有相关性。建议省沽油的遗传资源保护应以种内遗传多样性的保护为主。     

利用SRAP标记研究四个暗纹东方鲀群体的遗传多样性

利用相关序列扩增多态性SRAP(Sequence-related amplified polymorphism)分子标记首次对4个暗纹东方鲀(Takifugu obscurus)群体(1个长江捕捞群体、1个放流群体和2个养殖群体)进行了遗传多样性分析。从49对引物组合中筛选出18对扩增条带清晰、稳定的引物组合对4个群体进行扩增,共获得231个位点,其中多态位点数为156个,总多态位点百分率为67.53%。4个群体内多态位点比例为54.98%—58.87%,群体的Nei’s基因多样性指数(H)为0.1992—0.2005,群体Shannon多样性指数(I)为0.2953—0.3016,群体间基因流(Nm)为4.1291。长江捕捞群体的多态位点比例、基因多样性指数、Shannon多样性指数均略高于其他三个群体。采用UPGMA法对4个群体进行聚类分析显示,上海养殖群体单独聚为一类,其余3个群体聚为另一类。AMOVA结果表明遗传变异主要来源于群体内,占总遗传变异的87.40%。以上结果表明,4个暗纹东方鲀群体具有较高的遗传多样性,群体间相似性较大,并且存在一定的基因交流。     

华北落叶松种子园控制授粉子代遗传多样性分析

以华北落叶松控制授粉群体的全部子代为材料,母本相同的个体视为同一家系,利用18对SSR分子标记对7个家系257个个体进行扩增,分析其遗传多样性及其遗传分化水平。结果表明:(1)18个SSR位点共检测到72个等位基因,平均等位基因数4个,有效等位基因数(Ne)为1.247~3.411。(2)7个家系的平均有效等位基因数为2.135个,观测杂合度(Ho)为0.518,期望杂合度(He)为0.502,Shannon信息指数0.846,其中55号家系遗传多样性水平最高,56号的遗传多样性水平最低。(3)遗传分化系数(GST)为0.113,各家系群体处于中等遗传分化水平,AMOVA分析结果显示82%的遗传变异存在于家系内,18%的遗传变异存在于家系间。(4)聚类分析结果表明,55号与59号家系的遗传距离最近,具有较近的亲缘关系,49号家系与其他家系的遗传距离最远。(5)结合遗传多样性及遗传分化水平结果,估算获得选择核心家系数及核心个体数,选择5个家系均可获得96%以上的遗传多样性,对于个体数较少的家系,选择15~20个个体;对于个体数较多的家系,选择35个个体,即可获得96%以上的遗传多样性。该研究结果对华北落叶松种子园育种群体的选择及其遗传多样性的保护具有重要意义。     

鸭茅野生种质遗传多样性的AFLP分析

利用AFLP分子标记技术,对采自中国新疆和吉尔吉斯斯坦2个地区的6份鸭茅种质群体共90个单株材料进行遗传多样性分析,探讨不同地理来源鸭茅种质遗传变异产生的分子生态机理。结果显示:(1)4对AFLP引物共扩增出208条多态性条带,多态百分比为59.86%,多态信息量为0.205 3;种群Neis基因多样性指数变化范围在0.201 9~0.233 6,总多样性指数为0.335 8,均值为0.230 9;种群Shannon信息指数变化为0.235 5~0.293 5,总体和均值分别为0.399 4和0.266 4。(2)单株和群体的UPGMA聚类树形图、STRUCTURE分析和主坐标分析均表明,同一地区的种质材料均聚在一起,表现出明显的地域性。(3)AMOVA分析显示,63.30%的遗传变异发生在种质群体内的个体间,种质群体间遗传分化为36.70%,2个采样地区之间的遗传差异达23.51%。研究表明,供试种质材料具有丰富的遗传多样性和高水平的遗传分化,种质群体的遗传多样性不仅受到地域隔离的限制,同时环境因子,如海拔、温度和月降水量对其影响也比较明显。     

珍稀濒危植物金毛狗的SRAP分析

利用SRAP分子标记技术,对7个居群79株金毛狗进行遗传多样性分析。结果表明:10对SRAP引物组合共得到107条扩增条带,多态性条带比率为85.98%,Nei’s基因多样性指数为0.229 6,Shannon’s多样性指数为0.358 6,表明金毛狗居群水平具有较高的遗传多样性;金毛狗7个居群的总基因多样度为0.229 6,居群内遗传多样度为0.135 4,居群间的遗传分化指数为0.410 6,表明有41.06%的变异存在于居群间,有58.94%的变异存在于居群内;居群间基因流为0.717 8,表明居群间基因交流频率较低;遗传一致度和UPGMA聚类分析结果显示,生境条件相似的居群优先聚集,说明金毛狗种质亲缘关系与地理分布相关性不显著。     

山东省长岛县南部四岛藜（Chenopodium album L.）天然种群遗传多样性的ISSR分析

采用ISSR分子标记对分布于山东省长岛县南部的北长山、南长山、大黑山和小黑山4个岛屿上的藜天然种群共81个个体进行了遗传多样性及遗传结构的研究。13个引物共检测到157个可重复的位点。遗传多样性研究结果表明：种内的多态位点比率为66.24％,具有较高的遗传多样性（Shannon（I）指数在物种水平上为0.332 0）;种群间有一定的遗传分化,根据G_st值,种群间的遗传多样性占总群体的9.27％。遗传距离分析表明,XHS种群和NCS种群的遗传一致度最高,与地理距离无相关性。     

基于ISSR分子标记的孑遗濒危植物四合木遗传结构分析

为阐明中国西北干旱区单属种孑遗濒危植物四合木(Tetraena mongolica)种群间的遗传分化和基因流。利用6个不同地理分布的四合木种群作为试验材料,从30条UBC引物中筛选出6条引物,并且对ISSR扩增反应体系和扩增程序进行了合理的优化,6个引物扩增出370个条带,多态性条带占71%。分析结果如下:①Nei’s基因多样性指数(He)为0. 316 8,Shannon’s多态性信息指数(I)为0. 458 6。表明四合木在不同种源间的遗传多样性水平差异较小;②群体多态性位点百分率在70. 00%~83. 33%,Nei’s基因多样性指数范围0. 286 5~0. 350 8,Shannon’s多态性信息指数在0. 423 6~0. 504 9。6个群体间的遗传分化系数Gst为0. 125 3,表明群体间具有一定程度的遗传分化;③6个种群的基因流(Nm)为3. 491 5>1,说明6个种群间存在一定的基因流,可以防止遗传漂变引起的遗传分化;④通过聚类分析,将6个不同地理种群的四合木分为3类,千里沟种群、伊克布拉格种群和巴拉贡种群先聚成第一大类,再与磴口—桃司兔种群聚成第二大类,而四合木自然保护区种群和甘德尔山种群则组成第大三类,这说明距离因素是影响四合木种群间遗传分化的主要原因,但不同生境条件也对四合木种群的遗传分化产生了影响。     

中国卵叶海桑遗传多样性的ISSR研究

卵叶海桑 (Sonneratiaovata)是海桑科濒危红树植物 ,在我国仅分布于海南文昌清澜自然保护区内。采用简单序列重复区间扩增 (ISSR)分子标记技术对该天然居群和东寨港红树林自然保护区引种的人工居群共 3个居群 3 9个个体进行了遗传变异分析。 1 1个引物共扩增出 1 85条带 ,其中 1 2 7条具多态性 ,多态位点百分率为 68.65 %。在居群水平上相对较低 ,多态位点百分率 3 6.76%～ 5 4.5 9% ,平均值为 47.2 1 %。Nei的基因多样性、Shannon信息指数在物种水平上分别为 0 .1 41 1和 0 .2 2 92 ;在居群水平上平均值分别为 0 .1 2 0 9和0 .1 91 0。Nei的遗传分化系数Gst表明 :87.5 8%遗传变异分布在居群内 ,1 2 .42 %的遗传变异分布在居群间。居群间的遗传一致度达 0 .970 7。东寨港迁地保护的人工居群有效地保护了卵叶海桑的遗传多样性。     

遗传改良对杉木针叶和种实性状的影响

为揭示遗传改良对主要造林用材树种叶和种实性状的影响,阐明性状的变异趋势,该研究以杉木第4轮育种的精选树(改良群体)、四省五地的表型优树与古树(未改良群体)为对象,调查了218个无性系的针叶和种实性状指标,采用方差分析和多重对比方法研究遗传改良对杉木及不同类型杉木的表型差异,并通过相关性分析探究遗传改良对杉木针叶和球果部分表型性状的影响,以及利用主成分分析和聚类分析进行了分类。结果表明:(1)未改良群体的针叶长、针叶宽和出籽率分别比改良群体小13.28%、10.81%和33.90%,其他性状表现为未改良群体大于改良群体,差异在10.90%～27.03%之间。未改良群体球果长、球果宽和出籽率的变异系数,分别比改良群体大9.14%、12.73%和15.38%。(2)球果长、球果宽、苞鳞长和苞鳞宽4个性状,在未改良群体中仅有球果长和球果宽(0.931)、苞鳞长和苞鳞宽(0.622)之间呈极显著正相关,经遗传改良后,该4个性状两两之间均呈显著或极显著正相关。(3)四川雅安(SCYA)的球果长和球果宽的性状比改良群体大48.83%和53.26%,安徽黄山(AHHS)的百粒重比改良群体大16.92%。(4)遗传改良导致松张型球果的杉木比例降低,紧包型和反翘型球果的杉木比例增加。综上认为,杉木的遗传改良导致球果大小下降,改变了不同针叶和球果类型的比例,同时会改变针叶性状和种实性状的相关性,将为杉木种质资源评价和未来多目标育种提供依据。     

广西红树植物桐花树种群遗传多样性分析

采用RAPD-PCR方法探讨广西3个不同生境下桐花树种群的遗传多样性和遗传分化。结果表明:3个不同生境桐花树RAPD扩增多态百分率为20.2%,3个不同生境桐花树种群两两之间的遗传距离分别为0.195、0.169、0.26,平均遗传距离为0.208。同一种群不同个体的扩增多态百分率最高为37.28%,其次为20.93%,最小的为19.32%。Shannon’s遗传多样性指数3个种群分别为0.331、0.225和0.17,其大小顺序与多态百分率的结果一致。种群内遗传多样性比率为62.3%,种群间遗传多样性比率为37.7%。说明广西3个不同生境的桐花树种群的遗传变异大部分存在种群内,种群间遗传变异较小。     

杉木人工林土壤真菌遗传多样性

为探明杉木人工林土壤真菌遗传多样性及其与环境因子的关系,采用454测序技术对土壤真菌的遗传多样性进行了分析,测定了黄丰桥林场杉木人工林土壤真菌的遗传多样性与环境因子的相关性。试验结果表明:①不同代数、林龄的杉木人工林土壤理化性质及林下植被多样性均有显著差异。第1代杉木幼林林土壤肥力较高,有机质、全N、速效K的均值分别为88.02g/kg、2.56 g/kg、84.96 mg/kg均高于第2代和第3代杉木幼林林,速效N和含水量的均值分别为22.86 mg/kg和26.28%低于其他样地。杉木幼林林下植被多样性最为丰富。②通过454测序技术分析发现第1代杉木幼林真菌Ace丰富度指数、Chao丰富度指数及群落遗传多样性指数均大于第2代杉木幼林和第3代杉木幼林。杉木人工林土壤中粪壳菌纲(Sordariomycetes)真菌为优势种群。不同栽培代数杉木人工林的真菌群落存在差异,其中块菌科(Tuberaceae)为第2代和第3代杉木林特有真菌,而不同发育阶段的杉木人工林的真菌群落差异不明显。③经RDA分析,杉木人工林土壤主要真菌群落受含水量、有机质、速效P、速效K影响较大。土壤真菌群落遗传多样性Shannon-Wiener多样性指数与林下植被多样性、土壤全N显著正相关,土壤真菌Chao指数与土壤真菌Shannon-Wiener多样性指数、土壤全N含量显著正相关。本研究表明不同栽培代数杉木人工林的真菌群落存在差异,土壤真菌群落与环境因子之间具有相关性。     

杉木连栽土壤微生物多样性的比较研究

分析了位于湖南会同广坪镇1～4代人工杉木林根际土壤微生物数量变化情况,结果表明,随杉木连栽代数的增加,根际土壤中三大类群微生物数量发生显著变化,细菌和放线菌数量明显减少,真菌数量显著增加.利用PCR和DGGE技术分析了1～4代杉木林根际土壤细菌区系和真菌区系.结果表明,细菌生物多样性在不同连栽代数杉木根际土壤中变化不明显,各代杉木土壤之间细菌的遗传相似性为87%.而真菌随连栽代数的增加,DGGE图谱带逐渐减少,真菌生物多样性降低,各代杉木土壤之间真菌的遗传相似性也较低,仅为45%.对各代杉木土壤主要真菌类群的分析表明,随连栽代数的增加,病原真菌及产毒真菌增加显著.