云杉矮槲寄生遗传多样性的ISSR分析

为探究云杉矮槲寄生(Arceuthobium sichuanense)的遗传多样性及其与不同寄主选择压力和地理分布的关系,采用ISSR分子标记方法,对青海、甘肃、四川等地区5种寄主上的100份云杉矮槲寄生样本进行遗传多样性和遗传结构分析。结果表明:(1)10条引物共扩增出130个条带,其中多态性条带129条,多态位点百分率(PPB)为99.23%。(2)物种水平上的Nei’s遗传多样性指数(He)和Shannon信息指数(I)分别为0.313 9和0.476 5,表明云杉矮槲寄生物种水平的遗传多样性较高,但群体间的基因流(Nm=0.528 7)较弱,可能会加速群体间的遗传分化(Gst=0.486)。(3)UPGMA聚类结果显示,来自甘肃、青海的样本聚为一组,表现出较高的相似性,而四川的样本独立聚类;不同寄主来源的聚类结果显示,寄生于鳞皮云杉(Picea asperata)与川西云杉(P.likiangensis var.balfouriana)的样本聚为一类,而寄生于青海云杉(P.crassifolia)、青杄(P.wilsonii)和紫果云杉(P.purpurea)的样本聚为一类,表明地理隔离和寄主选择压力对云杉矮槲寄生的遗传分化起到了重要作用。     

基于ITS序列对栽培中国樱桃遗传多样性及其群体遗传结构的分析

该研究基于ITS序列对栽培中国樱桃[Cerasus pseudocerasus(Lindl.)G.Don]18个群体共154个个体的遗传多样性及其群体遗传结构进行了分析,以期从DNA序列水平上揭示栽培中国樱桃种质资源的遗传背景,为保护和利用中国樱桃种质资源提供理论依据。结果表明:(1)154条ITS序列比对后共定义了11个单倍型,表现出较低的遗传多样性(h=0.559 0,π=0.001 2),群体间遗传多样性也表现出较大差异(h=0~0.905 0,π=0~0.006 1)。(2)群体分析显示,群体间遗传分化水平较低(FST=0.140 0),只有14%的遗传变异来自群体间,而86%的遗传变异来自群体内部。研究认为,栽培中国樱桃在驯化过程中所产生的奠基者效应以及瓶颈效应可能是导致群体遗传多样性丢失的主要原因,而较长的世代周期及较短的分化时间可能导致了群体间低的遗传分化;因此,对栽培中国樱桃种质应采取就地保护策略;若需迁地保护种质建议减少采样群体数而增加群体内个体数量的采样策略。     

基于线粒体控制区的序列变异分析青海东部甘肃鼢鼠遗传多样性

甘肃鼢鼠(Myospalax cansus)是一种终年营地下独居生活的小型掘土类动物。本文通过测定mt DNA的控制区部分序列(530 bp)变异,分析青海东部地区8个甘肃鼢鼠地理种群遗传多样性与遗传结构。158个样本共发现26个变异位点,定义了39种单倍型,整体的平均单倍型多样性高(h=0.953 2)、核苷酸多样性低(π=0.006 36)。歧点分布和中性检验均说明青海东部甘肃鼢鼠种群在历史上存在着快速扩张的事件。基于邻接法构建的网络关系图中,单倍型呈星状分布,没有按地理位置形成对应类群。基因流(Nm)数据显示多数地理种群间基因交流贫乏,AMOVA结果显示种群内与种群间遗传变异分别为48.82%和51.18%,遗传分化明显。IBD分析表明,甘肃鼢鼠的遗传分化与地理距离呈正相关,说明距离隔离对甘肃鼢鼠种群分化具有重要作用。甘肃鼢鼠的这种遗传多样性与种群遗传结构特点,可能是地下生活方式靠挖掘迁移带来的较小扩散能力的结果。     

基于LSU和ITS的青藏高原黄绿卷毛菇种群遗传多样性分析

为研究黄绿卷毛菇群体遗传结构,以青海、西藏、四川3个省份的10个地理群共91个样本黄绿卷毛菇为实验材料,采用分子生物学方法测定和分析所有样本的LSU和ITS序列。结果显示:1 995bp的LSU和ITS基因序列共有8个变异位点,得到20个基因型。单倍型多样性指数(Hd)和核苷酸多样性指数(pi)分别为0.538±0.026和0.00029±0.00002;青海玉树和青海兴海的遗传多样性指数最高。分子变异分析结果表明黄绿卷毛菇群体遗传变异主要来自种群内(75.70%),种群间遗传分化较大。系统进化树结果也表明,10个地理群分成2个支系,黄绿卷毛菇群体存在明显的地理结构。中性检测结果进一步证实,黄绿卷毛菇群体有着复杂的群体历史,曾发生过种群数量扩张,近期种群数量正在衰减。     

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。     

基于线粒体控制区序列的黄河上游厚唇裸重唇鱼种群遗传结构

采集黄河上游厚唇裸重唇鱼(Gymnodiptychus pachycheilus)甘肃玛曲群体,测定其线粒体DNA控制区序列,并从GenBank中下载青海玛多和贵德等3地2个群体的同源序列,分析该物种的遗传多样性、遗传结构及其演化历史.从81条729 bp序列中,检测到26个变异位点(占3.57％),碱基序列总的单倍型多样性为0.844,核苷酸多样性为0.0054,界定了34个单倍型,有1个广布单倍型H2,占所有样品的38.27％.单倍型网络图图显示单倍型没有明显的亲缘地理格局,H2处于中心,呈星状发散,系统发育分析没有显示出单倍型与地理位置的对应关系.AMOVA分析显示变异主要来自地理区内群体间,歧点分布和中性检测显示厚唇裸重唇鱼近期经历了种群扩张.分析表明黄河上游3地种厚唇裸重唇鱼种群未出现分化,建议应作为一个整体进行保护.     

濒危植物宽叶羌活天然居群cpDNA非编码区多态性分析

采用叶绿体DNA非编码区直接测序的方法,对青海、甘肃、四川3个省区内濒危植物宽叶羌活14个天然居群的遗传多样性和遗传结构进行了研究,以明确其遗传背景,为宽叶羌活的保护提供理论依据。结果表明:(1)14个居群138个个体的序列长度介于509~515bp;碱基组成A+T含量较高(平均67.6%)。(2)根据序列的核苷酸变异共鉴定出31个单倍型,其中9种单倍型(H5、H1、H9、H10、H16、H17、H19、H20、H22)为居群所共享,而且单倍型H5分布最广、在10个群体的67个个体中检测到,占总样品数的48.56%。(3)14个居群宽叶羌活具有高水平单倍型多样性(Hd=0.750 3)和较高水平核苷酸多样性(Pi=0.007 11),但31个单倍型没有按地理分布形成明显的族群,各地理单元中的单倍型相互混杂,没有明显的地理分化模式。(4)AMOVA分析、居群间分化度(FST=0.602 4)分析和基因流(Nm=0.330)分析的结果一致,表明宽叶羌活大部分遗传变异(60.24%)发生在居群间,居群间的基因流较低,群体间变异是宽叶羌活的主要变异来源。(5)14个居群的遗传距离在0.000~0.007,平均为0.003,表明居群间的亲缘关系较远,且居群间的遗传距离与地理距离之间无显著相关关系(P=0.143),说明宽叶羌活居群遗传变异的分布没有明显的地理趋势。研究认为,宽叶羌活居群间高的遗传变异可能是由基因流受阻、遗传漂变、地理隔离造成的,并提出了对该物种遗传多样性的保护策略。     

四川裂腹鱼乌江种群mtDNA控制区序列的遗传多样性分析

采用PCR扩增和直接测序法分析了四川裂腹鱼乌江种群32个个体mtDNA控制区的序列差异和遗传多样性.在该种群mtDNA控制区长度为464 bp的同源序列中,共计有9个变异位点,占总位点数的1.94%.32个个体共定义了9种单倍型,单倍型间平均遗传距离(P)为0.0060,单倍型多样度(Hd)为0.768.核苷酸多样性(π)为0.00324,平均核苷酸差异数(K)为1.500.用单倍型间遗传距离构建的NJ分子系统树聚为两个分支.结果提示四川裂腹鱼乌江种群遗传多样性匮乏,保护四川裂腹鱼乌江种群刻不容缓.     

基于线粒体D-loop区的抚仙湖鱇浪白鱼遗传多样性分析

为了解鱇浪白鱼(Anabarilius grahami)种质资源和遗传多样性现状, 采集抚仙湖7个地理群体共计133尾鱇浪白鱼, 基于线粒体D-loop控制区全序列开展遗传多样性分析。结果表明: 鱇浪白鱼D-loop控制区序列的A+T含量(62.28%)高于G+C(37.72%); 共发现变异位点40个, 定义单倍型36个, 整体单倍型多样性指数(H_d)为0.791±0.036, 核酸多样性指数(π)为0.00254±0.00027, 呈“高H_d低π遗传分布”; 抚仙湖西岸各群体(H_d = 0.826—0.846, π=0.00236—0.0031)较东岸各群体(H_d =0.657—0.805, π=0.00204—0.00271)的平均遗传多样性呈现出“西高东低”的分布特征; 其中, 明星鱼洞(MX)群体的鱇浪白鱼单倍型多样性和核酸多样性指数最高, 下坝(XB)群体的鱇浪白鱼单倍型多样性和核酸多样性指数最低; 路岐(LQ)群体与海镜(HJ)群体遗传距离最远(0.00296), 但7个群体遗传分化不显著(F_st=0.01954, P＞0.05); 中性检验(Tajima’s D=–1.73617, P=0.03729; Fu’s F_s=–1.64259, P=0.23943)与核酸错配分布均表明抚仙湖鱇浪白鱼群体未经历种群扩张事件。综上所述, 抚仙湖鱇浪白鱼展现出高单倍型多样性和低核酸性的遗传多样性特征, 可能与线粒体进化速度较快有关; 而鱇浪白鱼扩散式生活史及人工增殖放流可能是造成其群体间遗传分化不显著的主要原因。研究利用线粒体DNA开展了抚仙湖鱇浪白鱼遗传多样性现状的初步评估, 为后续鱇浪白鱼种质资源保护及种业开发提供重要理论依据。     

9个野生中国樱桃群体叶绿体DNA trnQ-rps16序列变异及其遗传结构分析

中国樱桃(Cerasus pseudocerasus Lindl.)是我国古老的具有较高经济价值的栽培果树之一,个别性状突出的野生中国樱桃是对现有栽培品种进行遗传改良的重要资源。四川野生中国樱桃资源丰富,为了明确该地区野生中国樱桃群体的遗传多样性和遗传结构,文章对9个野生中国樱桃群体(其中7个分布四川,2个来自陕西和贵州)共145个个体的叶绿体基因间隔区trnQ-rps16序列进行了测定和分析。结果表明:9个群体145个个体的trnQ-rps16序列比对后共检测到13个多态位点,占位点总数的1.87%,其中3处碱基替换,10处插入/缺失。9个群体总的遗传多样性水平较低(h=0.562,π=0.00184),相对于其他地区的2个群体(h=0.733;π=0.00243),四川的7个群体表现出更低的遗传多样性水平(h=0.544;π=0.00203),且群体间的遗传多样性水平存在较大差异(h=0-0.708;π=0-0.00298),其中北川桃龙群体最高(h=0.708,π=0.00298),而峨眉群体最低(h=0.000,π=0.000)。群体内低的遗传多样性可能与群体的边缘性所产生的奠基者效应以及近期群体收缩和随机遗传漂变造成的瓶颈效应导致群体内遗传多样性丢失有关。此外,9个群体遗传分化水平较低,平均FST为0.21573。分析认为主要是由于野生中国樱桃较强的种子传播能力增加了群体间的基因流动而导致遗传分化不明显,也可能与野生中国樱桃较长的世代周期有关。针对上述研究结果,建议在资源保护中采取减少群体数目而加大群体内的个体数量的保护策略。     

北沙柳群体遗传多样性和遗传结构分析

以内蒙古北沙柳(Salix psammophila)国家种质资源库内9个群体(P1~P9)288个无性系为实验材料,利用TP-M13-SSR技术,选取22对具有多态性EST-SSR北沙柳引物,采用毛细管电泳对PCR产物进行检测,分析北沙柳遗传多样性、分化程度和群体遗传结构,为北沙柳种质资源库遗传管理、无性系鉴定、品种选育、遗传改良和构建指纹图谱提供理论依据。结果显示:(1)22对EST-SSR引物共检测到222个等位基因,各位点平均等位基因数(A)为10,四倍体基因型丰富度(G)和特异基因型(G1)总和分别为1 460和802个,平均特异基因型比率(P1)和种质鉴别率(P2)分别为45.86%和13.21%。(2)9个群体平均等位基因数(A)为7.475,基因型丰富度(G)为15.586,观察杂合度(Ho)和期望杂合度(He)分别为0.577和0.638。以期望杂合度He为标准,北沙柳群体遗传多样性水平最低的是P1和P9。(3)北沙柳群体遗传分化系数仅为0.02,AMOVA分子变异分析显示,北沙柳群体大部分遗传变异来自群体内(97%),群体间变异仅为3%。(4)三维主成分、聚类和Structure群体遗传结构分析显示,9个群体被划分为2个组,Mantel检验表明北沙柳遗传距离与地理距离极显著相关(r=0.684 P0.001)。研究表明,北沙柳种质资源具有丰富的遗传多样性,这是其具有耐旱、耐寒、耐高温、耐沙埋和抗风蚀等适应性较强的分子基础;北沙柳的遗传变异集中在群体内;分布区群体呈现由中心向边缘群体扩张分化的趋势。     

Genetic Diversity and Genetic Structure of an Endangered Species, Trillium tschonoskii

The genetic diversity and genetic structure of Trillium tschonoskii (Maxim) were investigated using amplified fragment length polymorphism markers. Eight primer combinations were carried out on 105 different individuals sampled from seven populations. Of the 619 discernible DNA fragments generated, 169 (27.3%) were polymorphic. The percentage of polymorphic bands within populations ranged from 4.52 to 10.50. Genetic diversity (H_E) within populations ranged from 0.0130 to 0.0379, averaging 0.0536 at the species level. Genetic differentiation among populations was detected based on Nei's genetic diversity analysis (53.03%) and analysis of molecular variance (AMOVA) (52.43%). AMOVA indicated significant genetic differentiation among populations (52.43% of the variance) and within populations (47.57% of the variance) (p < 0.0002). Gene flow was low (0.4429) among populations. Species breeding system and limited gene flow among populations are plausible reasons for the high genetic differentiation observed for this species. We propose an appropriate strategy for conserving the genetic resources of T. tschonoskii in China.     

额济纳湿地多枝柽柳种群的遗传多样性与遗传结构

多枝柽柳(Tamarix ramosissima)是干旱区分布最广的柽柳属植物之一,可分布在沙荒地、干旱盐碱地和盐碱湿地等生境中,在维持特定生态系统稳定和保护植物种质资源多样性方面具有重要作用。该研究利用14个EST-SSR分子标记,分析了阿拉善额济纳湿地12个天然多枝柽柳种群(191个个体)的遗传多样性和遗传结构,为额济纳湿地多枝柽柳种质资源的管理、保护和利用提供理论依据。结果显示:(1)14个EST-SSR标记在191个多枝柽柳个体中共扩增出79个等位基因(N_a),平均每个基因座上的等位基因数为5.6,期望杂合度(H_e)平均为0.55,观测杂合度(H_o)平均为0.29,多态信息含量(PIC)平均为0.51,说明所调查种群的遗传变异信息丰富。(2)12个多枝柽柳种群的平均多态位点比率为97.0%,平均Shannon's信息指数(I)为0.862,平均固定指数(F)为0.332,表明该地区多枝柽柳群体的遗传多样性较高。(3)种群内的近交系数(F_(is))为0.366,种群间的平均遗传分化系数(F_(st))为0.079,平均基因流(N_m)为4.425,表明所调查种群间的基因交流频繁,且种群内的遗传变异明显高于种群间。(4)在遗传结构上,12个多枝柽柳种群可分为4个亚群;种群间的遗传距离与地理距离无相关性(r=0.194,P=0.120)。研究发现,所调查的多枝柽柳种群具有较丰富的遗传多样性,但它们均呈现出一定程度的杂合子不足及近交现象,对该地区多枝柽柳遗传多样性的长期维持构成了潜在不利影响。     

野生毛樱桃SSR遗传多样性和遗传结构分析

利用11对SSR多态性引物对秦岭山脉5个居群11个亚居群104份野生毛樱桃材料进行遗传多样性和遗传结构分析,以明确中国樱桃的种质资源,为樱桃育种以及生产中改良樱桃砧木提供理论依据。结果显示:(1)11对引物共检测出110个等位位点,各引物扩增的多态性条带在5~13个之间;观察到的平均等位基因数(A)为10,有效等位基因数(Ae)为7.586 3。(2)秦岭山脉天水居群的多态性比率(PPB)为69.55%、长安居群为76.53%、太白居群为81.36%、华阴居群为85.00%、眉县居群为92.17%,5个居群总的多态性比率为81.62%,各位点平均期望杂合度(He)为0.864 0。(3)秦岭山脉野生毛樱桃各居群的基因分化系数(Gst)为0.081 2,居群内的遗传分化占91.88%,居群间的遗传分化占8.12%;基于Gst测得基因流(Nm)为2.827 3,秦岭山脉Nei遗传距离为0.489 7,香农信息指数为2.101 9。研究认为,秦岭山脉野生毛樱桃的遗传多样性水平较高,遗传分化主要存在于居群内,且基因交流没有受到阻碍,居群内现存的遗传多样性水平对遗传漂变不敏感,但居群间存在适中的基因交流可能会降低整个种群的再分化。     

Genetic transformation of green-colored cotton

Summary This study reports an Agrobacterium-mediated transformation of green-colored cotton (Gossypium hirsutum L.). A tissue culture procedure was optimized to induce callus formation from hypocotyl explants and subsequent differentiation into the embryogenic type. Callus formation could be induced by growing explants on Murashige and Skoog medium containing 2,4-dichlorophenoxyacetic acid and kinetin. Among the four genotypes studied, embryogenic calli and plant regeneration were observed only in var. G9803. Agrobacterium-mediated transformation of G9803 with the fiber-specific expansin gene GhExpl was achieved based on the establishment of these tissue culture methods. A total of 32 individual regenerants resistant to kanamycin were generated within 7 mo., with a transformation frequency of 17.8%. Transformation was confirmed by Southern blot analysis and RT-PCR. These results represent the first step towards genetic manipulation of the colors and fiber quality of green-colored cottons by biotechnology. These authors contributed equally to this work     

Genetic Variability of Iris setosa

Genetic variability of Iris setosa Pall. ex Link. was studied by the RAPD method. Plants from three different habitats were compared by 135 loci revealed with eight arbitrary primers. The three plant accessions all exhibited a high level of polymorphism, and each was characterized by different frequencies of polymorphic fragments, which probably reflected the geographic isolation of the analyzed populations. The average level of polymorphism detected was 35%.     

陕西唐棣遗传多样性和遗传分化的AFLP分析

采用扩增片段长度多态性分子标记技术对陕西省分布的6个野生唐棣居群的96个个体进行了遗传多样性分析, 以明确野生唐棣资源的亲缘关系,为唐棣资源的保护、良种选育和开发利用提供理论依据。结果显示：(1)从64对引物组合中筛选出8对扩增条带清晰、多态性高的引物组合,共扩增出277条清晰条带,其中多态性条带116条,多态性位点百分率为42.86%。(2)UPGMA聚类、主坐标分析(PCoA)和遗传结构分析结果相似,将6个陕西野生唐棣居群分成2大支,秦岭南北居群间遗传分化明显,且群体间存在一定基因流。(3)分子方差分析(AMOVA)结果显示遗传变异主要存在于居群内(63%),居群间遗传变异为37%。Mantel检验表明陕西唐棣居群地理距离与遗传距离之间无明显相关性(r = 0.192,P = 0.220)。研究表明,AFLP分子标记可以准确、有效地用于唐棣遗传多样性分析;唐棣遗传变异主要来源于居群内,居群间的基因交流有限;陕西野生唐棣遗传多样性水平较低,但部分居群的遗传多样性较高。该研究结果可为野生唐棣资源的保护、良种选育和开发利用提供理论依据。     

基于ISSR分子标记的西藏杓兰种群遗传多样性分析

西藏杓兰(Cypripedium tibeticum)是具有很高观赏和药用价值的兰科植物,已被列为中国优先保护的濒危植物。该研究采用ISSR分子标记技术,对采自中国西部地区的7个西藏杓兰种群进行遗传结构及遗传多样性分析,为中国野生西藏杓兰种质资源的保护提供理论依据。结果显示:(1)从100条ISSR引物中共筛选出12条多态性高、重复性好的引物,共检测出136个位点,多态位点百分率(PPB)达100%,总体Nei's基因多样性指数(H_e)和Shannon信息指数(I)分别为0.318 6和0.484 3,种群间的Nei's遗传距离在0.033 3～0.170 1之间,Nei's遗传相似度在0.843 5～0.967 3之间,总体遗传分化系数(G_(st))和基因流(N_m)分别为0.222 9和1.743 0。(2)基于UPGMA法和邻接法的种群系统聚类结果均显示出四川种群与陕西种群之间存在遗传分化。总体上西藏杓兰种群间遗传分化与地理隔离之间相关性不显著。研究认为,西藏杓兰种群在分子水平上具有丰富的遗传多样性,且四川种群与陕西种群已产生了遗传分化;ISSR分子标记可用于西藏杓兰种群遗传多样性、遗传结构及种群间遗传分化等方面的研究。     

Genetic structure of endangered Rhodiola sachalinensis

Rh. sachalinensis is a perennial,medicinal herb. The species is rare with apatchy distribution. Due to heavy disturbanceby human activities, it is now endangered.Allozyme analysis was employed to estimate itsgenetic diversity. Nineteen loci encoding 12enzyme systems were used. Rh.sachalinensis has a lower genetic variationwithin patches and higher differentiationbetween patches than other endangered, endemicspecies with limited distributions. The geneticdifferentiation between patches withingeographic regions is lower than that amonggeographic regions. Genetic drift is likely adominant factor contributing to the observedpattern of genetic structure. Because a higherdegree of genetic differentiation existsbetween patches in Rh. sachalinensis,more populations should be protected insitu, and samples from more populations shouldbe collected for ex situ conservation.     

基于SLAF-seq技术的苗药八爪金龙遗传分析

为探究苗药八爪金龙群体遗传进化和亲缘关系的远近,该研究利用简化基因组测序技术(SLAFseq)对42份八爪金龙样品进行测序,获得多态性SLAF标签。同时采用GATK和SAMtools软件在多态性SLAF中检测单核苷酸多态性(SNP)分子标记,并利用SNP分子标记分析八爪金龙样品间的遗传分化关系。结果表明:(1) 42份八爪金龙共获得246.35 Mb reads,测序质量值Q30的平均值为95.66%,GC含量的平均值为41.14%。(2)通过生物信息学的分析,获得1 769 265个SLAF标签,其中379 829个多态性SLAF标签,共开发2 299 640个SNPs分子标记。(3)利用开发的SNPs数据构建八爪金龙的系统发育树,42份八爪金龙分成两个大的类群。第一类群为细柄百两和原变种百两金;第二类群由贵州朱砂根、红凉伞、湖北朱砂根和江西朱砂根组成。江西朱砂根与其余群体关系较远,有明显的分群现象。该研究从基因组水平揭示不同地区八爪金龙资源之间的遗传关系,为八爪金龙种质资源的鉴定和遗传多样性分析提供了理论基础,所开发的SNP位点可进一步用于挖掘与品质、抗逆性等相关的基因。