中华猕猴和美味猕猴桃自然居群遗传结构及其种间杂交渐渗

利用9对SSR引物对中华猕猴桃(Actinidia chinensis)和美味猕猴桃(A. Deliciasa)两近缘种的5个同域分布复合体和各自1个非同域分布居群进行了遗传多样性、居群遗传结构的分析以及种间杂交渐渗的探讨.结果表明:1)两物种共有等位基因比例高达81.13%,物种特有等位基因较少(中华猕猴桃:13.27%,美味猕猴桃:5.61%),但共享等位基因表型频率在两近缘种间存在差异,而且与各同域复合体中两物样本的交错程度或间距存在关联;2)两种猕猴桃均具有极高遗传多样性,美味猕猴桃的遗传多样性(Ho=0.749,PIC=0.818)都略高于中化猕猴桃(Ho=0.686,PIC=0.799);3)两猕猴桃物种均具有较低的Nei'8居群遗传分化度,但AMOVA分析结果提示种内异域居群间(FST=0.0915)和同域复合体种间(FST=0.1115)均存在一定程度的遗传分化;中华猕猴无法居群遗传分化(GST=0.086;FST=0.2121)高于美味猕猴桃(GST=0.080;FST=0.1420);4)同域分布复合体两物种间的遗传分化(GST=0.020)低于物种内异域居群间的遗传分化(中华猕猴桃:GST=0.086;美味猕猴桃:Nm=2.880);5)居群UPGMA聚类提示在同一地域的居群优先聚类,个体聚类结果显示多数个体聚在各自群组内,但各地理居群并不按地理距离的远近聚类,这与Mantel相关性检测所提示的居群间遗传距离与地理距离没有显著性相关的结果一致.进一步分析表明两种猕猴桃的遗传多样性和居群遗传结构不仅受其广域分布、远交、晚期分化等生活史特性的影响,同时还与猕猴桃的染色体基数高(x=29)、倍性复杂和种间杂交等因素密切相关,其中两种猕猴桃的共享祖先多态性和同域分布种间杂交基因渗透对两猕猴桃的居群遗传结构产生了重要影响.     

小果油茶与普通油茶居群遗传结构及种间杂交渐渗

利用11对SSR引物对5个同域分布的小果油茶和普通油茶居群进行了遗传多样性、居群遗传结构,以及种间杂交渐渗的研究.结果表明:两物种的共有等位基因数为57个,占总数的96.6％;在普通油茶中仅检测到2个特异等位基因,而在小果油茶中没有检测到特异等位基因,但两物种的等位基因频率存在一定的差别.两物种的遗传多样性均较高.在物种和居群层次上,两物种的多态信息含量的变化幅度均为0.25 ～0.50,属于中度多态性.同域分布的两物种间的平均遗传分化系数为0.057,明显低于物种内异域居群间的遗传分化系数的平均值(小果油茶0.332,普通油茶0.201),也低于木本被子植物种内居群间平均水平(0.102).5个同域分布物种间基因流的平均值为10.072,明显高于物种内异域间基因流的平均值(小果油茶1.006,普通油茶1.990).UPGMA聚类结果显示,小果油茶和普通油茶之间的亲缘关系非常接近,明显存在着因杂交而产生的基因渐渗.小果油茶或许是普通油茶的一个变种.     

猕猴桃属植物的cpSSR遗传多样性及其同域分布物种的杂交渐渗与同塑

同域分布的近缘物种常常发生杂交而导致种间基因渐渗, 从而对相关物种的自然居群遗传结构产生重要影响, 近缘种间的杂交渐渗已成为进化生物学和保护生物学关注的热点。本研究采用8对cpSSR引物对我国西部高原台地向中东部丘陵平原过渡地带同域重叠分布的猕猴桃属(Actinidia)7个物种的自然居群遗传多样性、居群遗传结构和同域分布种间遗传分化进行了检测。结果表明: (1)在6个多态性位点检测到18个等位基因形成的42个单倍型, 尽管各单倍型间显示了复杂的网状进化关系, 但还是具有明显的物种特异性; (2)各物种有丰富的cpSSR遗传多样性, 但种间存在较大差异, 绵毛猕猴桃(Actinidia fulvicoma var. lanata)的遗传多样性水平最高(P = 62.50%, h_T = 0.173, H_T = 0.897), 美味猕猴桃(A. deliciosa)的最低(P = 37.5％, h_T = 0.041, H_T = 0.516); (3)尽管不同物种的居群分化程度存在较大差异, 但种内居群间存在明显分化(G_ST为0.319–0.780, F_ST为0.401–0.695), 居群间的基因流不足(N_m为0.219–0.747<1); 其中以美味猕猴桃的居群遗传分化度最高(G_ST = 0.780, F_ST = 0.695); (4)遗传分化系数G_ST(unordered alleles)与N_ST(ordered alleles)无显著差异, 揭示本研究的大多数猕猴桃属物种不存在系统地理结构, 与用Mantel检验得出的居群遗传距离和地理距离不存在显著性相关的结果一致; (5)除了中华/美味猕猴桃复合体(A. chinensis / A. deliciosa complex)的湖北五峰(HW)和广西资源(GZ)两个同域复合居群外, 同域分布的物种间遗传分化强烈(F_ST为0.476–0.990), 与UPGMA聚类时多数居群按各自物种聚类的结果一致。进一步分析表明, 中华/美味猕猴桃复合体近缘种间存在明显的共祖多态性和杂交渐渗现象, 近缘种植株分布的交错程度以及是否存在亚居群结构对杂交渐渗存在着重要影响。亲缘关系较远的物种间杂交渐渗事件稀少, 但存在个别同塑事件。本研究结果有助于进一步了解猕猴桃属植物自然居群cpDNA的遗传特性和渐渗杂交进化模式, 为我国猕猴桃野生种质资源保育及可持续开发利用提供基础数据和科学依据。     

猕猴桃驯化改良百年启示及天然居群遗传渐渗的基因发掘

猕猴桃(Actinidia chinensis Planch.)是近代由野生到人工商品化栽培最为成功的植物驯化范例。该文综述了我国猕猴桃资源流失国外及其驯化改良和产业发展的100年历史, 概述了我国野生猕猴桃资源的分布状况, 并在总结我国猕猴桃品种选育改良、科研与产业发展的基础上, 阐明了我国猕猴桃资源及其发掘利用对世界猕猴桃产业的重要影响。通过深入分析野生猕猴桃资源的可持续发掘利用问题, 提出了利用天然杂交带的遗传渐渗作用开展野生植物新种质和新基因型发掘的思路。     

利用EST-SSR分子标记检测鹅掌楸种间渐渗杂交

引进物种常与本土近缘种间发生杂交而导致基因渐渗,进而影响本地种的遗传系统。鹅掌楸(Liriodendron chinense)为我国濒危树种之一,鹅掌楸种间杂交可配性高,近10年来随着北美鹅掌楸(L.tulipifera)的大量引种及杂交鹅掌楸的繁殖推广,鹅掌楸种间发生基因渐渗的可能性大大增加。本文以5个包含鹅掌楸、北美鹅掌楸、杂交鹅掌楸的人工混交林为实验群体,每个群体包含19–130个成年个体及60–117个自然更新小苗或半同胞子代,利用EST-SSR(simple sequence repeat based on expressed sequence tag)分子标记对各子代群体进行亲本分析,探究鹅掌楸种间自然交配方式以检测鹅掌楸种间渐渗杂交;同时,以亲子群体等位基因频率的回归系数作为渐渗系数,定量分析鹅掌楸属种间基因渐渗。结果表明:在研究的5个鹅掌楸混生群体中,均检测到种间渐渗杂交,且渐渗杂交的方向与效应大小在不同群体间有差异。研究还发现,各树种基因渐渗程度与其种群个体数有关,种群个体数越多,其渐渗能力越强。据此,我们还探讨了鹅掌楸种质资源保护策略。     

基于微卫星标记探讨同域分布竹蝗间的基因渐渗

竹蝗是我国竹林的重要害虫。同域分布物种间基因渐渗方面的研究较少,针对竹蝗属的尚未见报道。本文应用5对微卫星标记检测了安徽金寨县青脊竹蝗和黄脊竹蝗同域分布种群的遗传多样性、遗传结构及种群间的渐渗。结果表明,5对微卫星引物检测到的等位基因共60个,每个位点拥有等位基因10～13个,平均为12个;各位点的期望杂合度(He)范围为0.711～0.885,观测杂合度(Ho)均为1。每个位点都具有较高的多态性,平均多态信息含量(PIC)为0.799,说明这些位点都存在着丰富的遗传信息。在整体水平上,所有微卫星位点对之间为显著的连锁不平衡。同域分布的黄脊竹蝗和青脊竹蝗种群个体间发生了基因渐渗,且基因流从黄脊竹蝗转移到青脊竹蝗。最后,讨论并提出了对竹蝗属基因渐渗深入研究的建议。     

猕猴桃驯化改良百年启示及天然居群遗传渐渗的基因发掘

猕猴桃(Actinidia chinensis Planch.)是近代由野生到人工商品化栽培最为成功的植物驯化范例。该文综述了我国猕猴桃资源流失国外及其驯化改良和产业发展的100年历史,概述了我国野生猕猴桃资源的分布状况,并在总结我国猕猴桃品种选育改良、科研与产业发展的基础上,阐明了我国猕猴桃资源及其发掘利用对世界猕猴桃产业的重要影响。通过深入分析野生猕猴桃资源的可持续发掘利用问题,提出了利用天然杂交带的遗传渐渗作用开展野生植物新种质和新基因型发掘的思路。     

渐渗杂交的研究进展及其理论实践意义

渐渗杂交(Introgressive hybridization)一词最早是由Anderson和Hubricht 在1938年通过植物杂交研究提出,指两物种的杂交后代与亲本之一或双亲反复回交,把某一亲本的性状带至另一亲本.本文阐述了渐渗杂交的定义发展,各物种渐渗杂交的研究进展以及相关研究方法的发展.相关研究文献主要讨论了这样一些问题:渐渗杂交形成机制的探讨;基因渗透程度;在进化上的重要意义;对生物多样性的影响以及对物种保护上的贡献;作物育种上的应用等.最后从进化、生物多样性、作物育种等角度讨论了渐渗杂交的理论实践意义,提出了一些关于渐渗杂交有待于进一步深入研究的建议.     

山梨猕猴桃与中华猕猴桃种间杂交后代果实性状的遗传倾向分析

以山梨猕猴桃(Actinidia rufa(Siebold and Zuccarini)Planchon ex Miquel)品种‘63101’和中华猕猴桃(Actinidia chinensis var.chinensis C. F. Liang)品种‘磨山雄7号’杂交产生的400余株F₁代个体为材料,连续2～3年对其果实品质和外观特点的9个性状进行测定,分析它们的遗传规律。结果显示,子代群体单果质量连续3年低于双亲中值,遗传传递力连续3年低于100%,优势率连续3年均为负值;可溶性固形物子代中值除2015年略低外,其余2年均高于亲中值12.3%;优势率均为正值,遗传传递力均大于100%;子代果实形状出现分离,与母本圆柱形相同的比例占82%;果皮毛被中,偏离母本的有毛比例为60%;果皮颜色出现绿色、绿褐色、褐色的分离,比例为1∶1.5∶1;果实肩部形状多与母本的方形相似,占比为63%;果肉颜色也多与母本的绿色相似,占比为86%;果实风味中,与父本和母本相似的表型占比均为32%,口感酸的占比18%,超低亲极酸占比1%,超高亲浓甜占比9%。说明杂交子代单果质量和可溶...     

棉花种间杂交渐渗系SSR及农艺性状分析

利用87对多态性SSR和EST-SSR引物,对57份棉属种间杂交渐渗系及其6个代表性血缘亲本进行了鉴定分析.共检测到540个等位变异,多态性等位变异占98.5%,EST-SSR变异占63.9%,41个SSR标记定位在棉花基因组的22条染色体上.种质间成对相似系数为0.553～0.937,平均为0.748.渐渗系的SSR聚类与种质材料的系谱来源基本吻合,而和农艺性状聚类结果相差很大,前者更能反映其亲缘关系.     

GENETIC DIVERSITY AND INTROGRESSION IN TWO CULTIVATED SPECIES (PORPHYRA YEZOENSIS AND PORPHYRA TENERA) AND CLOSELY RELATED WILD SPECIES OF PORPHYRA (BANGIALES,RHODOPHYTA)1

We investigated the genetic variations of the samples that were tentatively identified as two cultivated Porphyra species (Porphyra yezoensis Ueda and Porphyra tenera Kjellm.) from various natural populations in Japan using molecular analyses of plastid and nuclear DNA. From PCR‐RFLP analyses using nuclear internal transcribed spacer (ITS) rDNA and plastid RUBISCO spacer regions and phylogenetic analyses using plastid rbcL and nuclear ITS‐1 rDNA sequences, our samples from natural populations of P. yezoensis and P. tenera showed remarkably higher genetic variations than found in strains that are currently used for cultivation. In addition, it is inferred that our samples contain four wild Porphyra species, and that three of the four species, containing Porphyra kinositae, are closely related to cultivated Porphyra species. Furthermore, our PCR‐RFLP and molecular phylogenetic analyses using both the nuclear and plastid DNA demonstrated the occurrence of plastid introgression from P. yezoensis to P. tenera and suggested the possibility of plastid introgression from cultivated P. yezoensis to wild P. yezoensis. These results imply the importance of collecting and establishing more strains of cultivated Porphyra species and related wild species from natural populations as genetic resources for further improvement of cultivated Porphyra strains.     

松嫩草原羊草种群遗传分化的研究

通过等位酶技术, 综合分析了松嫩平原11 个羊草种群的遗传多样性及遗传分化指标, 深入剖析了灰绿型和黄绿型两种叶色类型羊草种群之间的遗传差异:两类种群在等位基因频率、非平衡位点和A、P、He 及固定指数F 上明显不同, 两类种群间有极明显的遗传分化。黄绿型种群的A、P、He 皆低于灰绿型;黄绿型F < 0, 灰绿型F > 0, 这种差异主要表现在DIA-1、PGM、SKD 和ACP 等位点上;两类种群间的遗传分化主要发生在ADH、DIA-2 和PGM 等位点上。种群间的遗传距离与地理距离之间没有相关。     

用分支分析方法研究中华猕猴桃与美味猕猴桃的亲缘关系

本文根据形态特征和染色体资料,以毛花猕猴桃为外类群,用分支分析法研究美味猕猴桃与中华猕猴桃(含二倍体和四倍体)的亲缘关系,产生了三个步长相等的Wagner树。其中一树能较好地与现有地理分布和细胞学资料吻合。反映出中华猕猴桃二倍体衍生出四倍体类型,二者具有直接祖裔关系:美味猕猴桃与中华猕猴桃是已分支发展的两个分类群,但二者亲缘关系密切。可能属于同一物种复合体的两个近缘物种。     

龙牙木天然种群遗传多样性及遗传分化

采用水平切片淀粉凝胶电泳测定东北地区分布的4 个龙牙木种群的遗传结构。统计分析了10 个酶系统的11 个位点, 结果表明:龙牙木种群内存在着丰富的遗传变异, 多态位点百分率72.73%, 等位基因平均数为1.72, 期望杂合度为0.5617, 遗传一致度和遗传距离为0.9865和0.0133。这个结果与前文对其形态特征和薄层色谱特征分析所得结果基本一致, 充分说明区域龙牙木属于同一种物种的两个变种。     

GENETIC ISOLATION BETWEEN THREE CLOSELY RELATED TAXA: FUCUS VESICULOSUS,F. SPIRALIS,AND F. CERANOIDES (PHAOPHYCEAE)1

All traditional markers, both phenotypic and phylogenetic, have failed to discriminate between the taxa composing the Fucus vesiculosus L., F. spiralis L., and F. ceranoides L. species complex, particularly in Brittany (France), so we used five microsatellite markers to compare the allelic frequencies of populations of the three taxa in this region. The aim of this study was to assess whether the different populations were grouped according to their geographical location, their habitat (open coast versus estuary), or their a priori taxonomic assignment. Species‐specific alleles were identified at one locus, demonstrating the utility of microsatellite markers for recognizing the three taxa in Brittany. Moreover, our results clearly support the separation of F. vesiculosus, F. spiralis, and F. ceranoides into distinct species, independently of geography. We also identified genetic differentiation between estuarine and coastal populations of F. vesiculosus.     

松嫩平原中部地区羊草种群的遗传结构研究

松嫩平原中部地区的羊草,依其生长的微环境不同可分成灰绿色和黄绿色两种叶色类型的种群。移栽实验表明,这两类种群实际上是灰色和灰绿色两种类型的混生群体。采用淀粉凝胶电泳技术及等位酶分析方法测定了不同生境、不同分类种群的遗传结构,发现羊草种群遗传变异度很高;但是无论如何归属,这一草原区域上的羊草种群遗传分化程度很低(FST ≤ 0.034)。这可能与羊草为异花授粉、不同类型混生及种群间基因流强度大有关。     

A NEW MEASURE OF GENETIC IDENTITY BETWEEN POPULATIONS OF SEXUAL AND ASEXUAL SPECIES

We define a new genetic identity measure that is especially well suited for asexual polyploid species as it circumvents errors in the estimation of gene frequencies. It also can be applied to sexuals allowing the study of phylogenetic relationships in species complexes consisting of sexuals and asexuals of different ploidy levels. The measure groups genotypes into classes dependent on homozygosity vs heterozygosity and the number of ancestral allele types vs the number of presumed new mutations. Its value is related to evolutionary time since divergence. The application of the method is illustrated by using electrophoretic data on the species group Solenobia triquetrella (Lepidoptera: Psychidae). A high similarity of estimated relationships among the proposed as well as other genetic identity measures is shown in the case of diploid sexual and asexual races of this species group. The phylogenetic relationships within the group are reanalyzed and monophyletic vs polyphyletic origin of parthenogenesis in this species complex is discussed. The genetic identity values found by the proposed procedure are explained by a polyphyletic origin of parthenogenesis, though a monophyletic origin of parthenogenesis in a broader sense cannot be excluded. The explanation of the phylogenetic relationships is based on the assumption of hybridization between related species and the extinction of one ancestral species. Furthermore, the genetic diversity is compared among sexual and parthenogenetic races of the species.     

龙牙楤木天然种群遗传多样性及遗传分化

采用水平切片淀粉凝胶电泳测定东北地区分布的4个龙牙楤木种群的遗传结构。统计分析了10个酶系统的11个位点,结果表明：龙牙楤木种群内存在着丰富的遗传变异,多态位点百分率72.73%,等位基因平均数为1.72,期望杂合度为0.5617,遗传一致度和遗传距离和0.9865和0.0133。这个结果与前文对其形态特片和薄层色谱特征分析所得结果基本一致,充分说明区域龙牙楤木属于同一种物种的两个变种。