珠芽蓼种群克隆多样性及克隆结构的初步研究

珠芽蓼(Polygonum viviparum)是青藏高原东缘广泛分布的克隆植物,具有有性和无性(根状茎和珠芽)两种生殖方式。该研究采用RAPD技术对分布于不同海拔的珠芽蓼7个自然种群进行了克隆结构和克隆多样性(是单克隆种群还是多克隆种群)以及克隆多样性与海拔因子之间的相关性研究,为了解高山克隆植物对环境的适应性策略及揭示克隆植物的繁殖和分布特点提供科学依据。研究结果表明:1)采用13条RAPD引物对珠芽蓼7个种群共140个样本进行扩增分析,共扩增到117个位点,其中多态性位点84个,多态位点百分率PPL达到71.79%,检测到43个基因型,且全部为局限型基因型;2)与Ellstrand和Roose(1987)总结的克隆植物的克隆多样性平均值相比(PD=0.17,D=0.62),珠芽蓼种群克隆多样性水平稍高,Simpson指数平均为0.639,基因型比率PD平均为0.307;3)克隆结构分析表明,珠芽蓼种群内克隆之间的镶嵌明显,这可能与珠芽蓼过渡型的克隆构型有关。研究中珠芽蓼种群的构型有游击型、密集型以及这两者之间的过渡类型;4)采用SPSS软件对珠芽蓼种群的克隆多样性与海拔高度进行相关性分析,结果显示它们之间并无明显的相关性。     

羊草种群克隆多样性的初步研究

 采用水平淀粉凝胶电泳技术检测了松嫩草原上两种叶色类型(灰绿型和黄绿型)羊草(Leymus chinensis)种群的克隆多样性。羊草种群中克隆多样性较高,Simpson指数平均为0.983,97.7% 的基因型为局部分布;在克隆特性上,灰绿型和黄绿型羊草也明显不同,黄绿型种群的克隆多样性低于灰绿型。由基株数据计算的种群遗传多样性与由分株计算的结果一致,进一步确认了黄绿型和灰绿型羊草间存在着明显的遗传分化。种群中不时有实生苗补充及环境异质性引起的分化选择作用可能是维持种群内基因型多样性的重要因素。     

贺兰山丁香自然居群克隆生长格局及遗传多样性的ISSR分析

运用ISSR分子标记技术,通过制定挖掘采样、"+"形采样及"垂直"采样3种采样方案,对贺兰山丁香(Syringa pinnatifolia var.alanshanica)不同居群的克隆多样性、克隆生长格局及其遗传多样性进行了分析.克隆多样性分析表明:挖掘采样方式采到的3个克隆系内,各自所包含的单株间具有完全相同的基因型;"垂直"采样及"+"形采样的7个居群、 239个样品表现出136个不同的基因型或克隆,显示贺兰山丁香具有较高的克隆多样性(D=0.994)及基因型分布均匀性(E=0.985).克隆生长空间格局分析表明,贺兰山丁香为密集型克隆植物.每个居群都由多克隆组成,克隆生长只发生在同一丛内,多数基株只含有1个分株,最多可达8个.物种水平上的平均克隆大小(N_C)和平均基因型比例(PD)分别为1.757和0.569.对贺兰山丁香遗传多样性分析的结果显示,在居群水平和物种水平上都保持着较高的遗传多样性,其遗传变异主要存在于居群内;但居群间分化程度较低(G_ST=0.320),表明自然居群间基因交流有限.     

不同年龄巴山木竹种群克隆结构

很多竹类植物是典型的克隆植物,也是大熊猫的食物。研究典型竹子种群克隆结构的形成和发展对竹林的生产和抚育具有理论和实践意义,可为预测该竹林群落的演替趋势和大熊猫保护提供科学依据。利用SSR标记研究不同年龄A(7龄)、B(30龄)和C(60龄)巴山木竹种群的克隆结构和多样性,探讨小尺度范围内不同年龄巴山木竹种群的克隆结构及斑块的建立和发展。8对SSR引物共扩增出了118个位点,3个种群样地的256个样本共检测到了49个克隆(基因型),A、B和C种群分别检测出31、10个和8个克隆。随着种群年龄的增长,巴山木竹克隆面积增加,克隆数量减少;A和B样地各克隆分布格局为团块状,而C样地克隆既有团块状又有离散状。这一结果显示出在幼苗定居的初期,基株可能以短距离的克隆延伸为主从而呈现出团块状;而随着年龄的增长,克隆面积不断扩大,当复轴混生型的巴山木竹克隆受到强大的压迫时,基株可能会进行较多的单轴和长距离克隆延伸,呈现出离散状。Mantel检测和空间自相关分析都支持3个样地在小尺度范围内存在明显的克隆空间遗传结构。3个样地在10 m等级下显著的正相关空间遗传结构距离为3.1、28、48 m,X-轴截距为9.051、30.698和50.536,空间自相关系数的范围分别为0.1—0.167、0.008—0.703和0.006—0.735。由此可推断,随着年龄的增长,巴山木竹克隆斑块的规模在不断地扩大,同一克隆的分株数量增加,在均匀取样情况下,正相关空间遗传结构距离范围内取到具有相同基因型的可能性越大。A、B和C 3样地的基因型比率(G/N)为1、0.14和0.055,Simpson多样性指数(D)分别为1、0.876和0.744。这说明巴山木竹幼苗期基因型比例远远高于成年的竹林,随着年龄的增长巴山木竹克隆多样性虽有所降低,但由于有性繁殖的作用仍然保持了较高的多样性。聚类和主坐标分析均表明总体上各样地的克隆被聚为一类,但不同样地少数克隆的基因型有重叠和聚集,可推断出不同巴山木竹种群之间可能存在着基因流动和近似的克隆起源。     

鄱阳湖具刚毛荸荠居群遗传多样性和克隆结构的初步研究

采用ISSR标记对鄱阳湖的2个具刚毛荸荠(Heleocharis valleculosa f.setosa)居群共120个个体的遗传多样性和克隆结构进行了研究.5条ISSR引物共检测到85个位点,其中49个为多态位点,占57.65%.具刚毛荸荠具有较高的遗传多样性(在物种水平上,Nei's基因多样性指数H=0.1545,Shannon信息指数I=0.2400),两居群间遗传分化很小.具刚毛荸荠的克隆多样性很高(D=0.9975),两居群不具有共同的基因型.空间自相关分析表明,具刚毛荸荠居群内遗传变异为随机分布格局.     

匍匐茎草本植物蛇莓小尺度克隆结构

采用ISSR分子标记技术比较分析了3个斑块匍匐茎草本植物蛇莓的遗传多样性、克隆多样性和克隆结构,探讨蛇莓克隆结构的形成机制及与环境的相关性.结果表明蛇莓的遗传多样性较低,多态位点百分率P为37.93%, Shannon信息指数I为0.2402, Nei指数h为0.1677;蛇莓的克隆多样性与其它克隆植物较为接近,基因型比率G/N=0.2013,Simpson多样性指数D为0.6396,基因型分布的均匀度E为0.5862;蛇莓的遗传变异大部分存在于斑块间,基因流较小,仅为0.1019.3个斑块蛇莓的遗传多样性以临海斑块(LH)最高(P=10.34%, I =0.0513, h =0.0344),安吉斑块(AJ)次之(P=10.34%, I =0.0443, h =0.027),而天台斑块(TT)最低(P=5.17%, I =0.0325, h =0.0227).基株数目、基因型比率、Simpson多样性指数和基因型分布的均匀度均表明克隆多样性以LH斑块最大(G=12, G/N=0.3077, D=0.8677, E=0.8380),AJ斑块次之(G=9, G/N=0.1800, D=0.5870, E=0.4753),TT斑块最低(G=5, G/N=0.1163, D=0.4642, E=0.4453).3个斑块中均存在优势克隆,但优势克隆的大小在3个斑块中均不相同,以LH斑块最小,AJ斑块次之,TT斑块最大.空间自相关分析显示LH斑块在20 cm和40 cm时存在显著性正相关,其X轴截矩为49.959;AJ斑块仅在20 cm时存在显著性正相关,其X轴截矩为63.333;TT斑块在20 cm、30 cm、40 cm和70 cm时均存在显著性正相关,其X-轴截矩高达90.512.这表明3个不同斑块内蛇莓基因型的空间分布距离不同,TT斑块最大,AJ斑块最小;克隆所能到达的距离也不同,TT斑块最大,LH斑块最小.3个不同斑块蛇莓的遗传多样性、克隆多样性与克隆结构具有明显的差异.蛇莓的遗传多样性与克隆多样性与蛇莓较强的克隆繁殖能力和较低的种子萌发率有关.蛇莓的遗传结构、克隆结构及克隆的空间分布格局与不同斑块所处生境的生态因子及其它因素(如干扰、演替和突变)有关.     

七筋菇种群的克隆多样性及其与生境因子的相关性分析

利用ISSR（Inter-Simple Sequence Repeat）分子标记检测了七筋菇种群的克隆多样性,同时对克隆多样性指数与生境因子进行了相关性分析．结果表明,种群和种水平上每个基因型含有的个体数（克隆分株）分别为1．12和1．149,16个种群均为多克隆种群．检测到的基因型100％为局部分布,群体间的克隆分化较大．七筋菇种群的克隆多样性很高,Simpson指数平均为0．975．基株分布为游击型的克隆构型．由基株数据计算的种群遗传多样性与由分株计算的结果一致,进一步确认了不同七筋菇种群间存在着遗传分化．种群中不时的幼苗更新及自交不亲和,可能是维持七筋菇种群内基因型多样性的重要原因．相关性分析表明,Simpson指数与样地土壤中的酸碱度pH值呈显著的正相关（P〈0．05）,与其他环境因子的相关性不显著．     

青冈种群克隆多样性及其与环境因子的关系

 采用等位酶分析测定了6个青冈种群的克隆多样性。种群和种水平上每基因型含有的个体(克隆分株)数分别为1.270和1.508。青冈种群中克隆多样性较高,Simpson’s指数平均为0.9882,均匀度平均为0.7921。81.3％的基因型为局部分布,仅有1种(0.5％)基因型分布于75％以上的种群中。相关分析表明Simpson’s指数与总氮含量呈显著的负相关(P<0.05),与其他环境因子的相关性不显著。     

海南岛海菖蒲种群克隆多样性和遗传结构

海草是生长在潮间带和潮下带的单子叶植物,由海草植物组成的海草床是生态系统服务价值最高的生态系统之一.然而,近几十年人类活动干扰、全球气候变化等因素导致海草床衰退严重.海菖蒲是分布于热带、体型最大的雌雄异株海草,我国位于该物种的分布北缘,本文对其克隆多样性和遗传结构进行研究,以期为该海草的保护提供参考.采用4对多态微卫星标记对采自海南岛4个地点的现存海菖蒲种群的样品进行基因型分型.结果表明:海菖蒲种群克隆多样性和遗传多样性较低,这与所研究种群处于分布区北缘有关;种群间遗传分化值范围较大(0.073~0.309),这可能是由于分布于不同港湾的种群间距离范围较大以及局域绝灭/再拓殖的遗传漂变效应所致;各种群未发现近期经历种群瓶颈的信号,很可能是由于种群内遗传多样性已经很低,种群减小未能导致遗传多样性明显降低.根据种群遗传特征,提出了重点保护种群的建议,鉴于目前我国海菖蒲等海草快速衰退的局面,应强化海草保护并实施海草床生态恢复.     

论克隆植物的遗传多样性

概述了克隆植物的类型与特点,对克隆植物的遗传多样性及其遗传结构的一些 特点进行了综述,并讨论了克隆植物遗传变异的来源。总体而言,克隆植物拥有比早期推测大得多的遗传变异,虽然克隆种与其近缘有性繁殖种相比,遗传多样性较低,但广泛的遗传单态性却很罕见。克隆植物种群的遗传结构有所改变,广布基因型很少,大多数基因型仅分布于某一种群之内,种群间基因型多态性存在广泛的变异。不同克隆植物之间遗传多样性相差很大,遗传结构也有巨大差异。说明除生殖模式外,其他的一些因素,如地理分布范围、生境特点,散布方式和种群历史等都对克隆植物遗传多样性有重要影响。     

云南金钱槭 等位酶 遗传多样性 生境片段化 保育策略

云南金钱槭（Dipteronia dyeriana）是我国特有的国家Ⅱ级重点保护珍稀濒危植物,仅分布于云南的文山、屏边和蒙自三县交界地区。采用水平切片淀粉凝胶电泳等位酶分析方法,对采自三个县的天然居群的63个样品进行了遗传多样性检测。8个酶系统的13个等位基因位点分析表明,云南金钱槭的遗传多样性水平低,其平均多态位点百分率P=15.4%,每位点平均等位基因数A=1.2,平均预期杂合度He=0.064,各居群都偏离Hardy-Weinberg平衡,杂合子过量,居群间的基因分化系数GST=0.099,遗传变异主要发生在居群内（90.1%）,居群间分化较小,居群间遗传一致度较高（I=0.985～1）,具有一定的基因流（Nm=2.669）。不加权对平均法（UPGMA）聚类可将4个居群分为两支,水头箐居群和马家寨居群亲缘关系最近,聚类后与黑洞居群形成一支再和中槽子居群聚类,这与其地理分布格局大致吻合。据此提出了关于云南金钱槭保育策略的建议。     

云南金钱槭天然居群等位酶遗传多样性研究

云南金钱槭(Dipteronia dyeriana)是我国特有的国家Ⅱ级重点保护珍稀濒危植物,仅分布于云南的文山、屏边和蒙自三县交界地区。采用水平切片淀粉凝胶电泳等位酶分析方法,对采自三个县的天然居群的63个样品进行了遗传多样性检测。8个酶系统的13个等位基因位点分析表明,云南金钱槭的遗传多样性水平低,其平均多态位点百分率P=15.4%,每位点平均等位基因数A=1.2,平均预期杂合度H_e=0.064,各居群都偏离Hardy-Weinberg平衡,杂合子过量,居群间的基因分化系数G_ST=0.099,遗传变异主要发生在居群内(90.1%),居群间分化较小,居群间遗传一致度较高(I=0.985~1),具有一定的基因流(Nm=2.669)。不加权对平均法(UPGMA)聚类可将4个居群分为两支,水头箐居群和马家寨居群亲缘关系最近,聚类后与黑洞居群形成一支再和中槽子居群聚类,这与其地理分布格局大致吻合。据此提出了关于云南金钱槭保育策略的建议。     

具混合繁殖策略的草本植物异果舞花姜的居群遗传结构

 居群遗传结构的形成受到各种因素的影响。其中, 繁殖方式可能对居群内遗传变异有极其重要的意义, 而距离隔离也是居群间变异产 生的主要原因之一。异果舞花姜(Globba racemosa)具有混合繁殖策略(以种子进行有性繁殖和以珠芽进行无性克隆繁殖)。调查分布于云南的7 个异果舞花姜居群间有性与无性克隆繁殖的差异。采用ISSR标记研究各个居群的遗传多样性与克隆多样性, 探讨繁殖方式和距离隔离对居群遗 传结构的影响。调查结果表明, 异果舞花姜各个居群存在一定的繁殖差异。ISSR结果显示, 该种在种水平上呈现较高水平的遗传变异 (PPB=71.19%), 大部分的变异来自于居群间(G_ST = 0.590 7)。同时, 异果舞花姜具有较高水平克隆多样性(G/N = 0.88)。遗传多样性和克隆多 样性与繁殖水平的变异间相关性不明显, 说明繁殖方式不是居群遗传结构形成的必要和决定性的因素。居群间的地理距离与遗传距离显著相关 (r = 0.68, p < 0.05), 表明距离隔离是居群间遗传变异形成的重要原因。其它因素(如少量新有性个体的补充、细胞突变、奠基效应等)也对 异果舞花姜居群遗传结构的形成和维持起到了重要作用。     

Low Levels of Genetic Diversity within Populations of Hosta clausa (Liliaceae)

Abstract Genetic diversity of Korean populations in Hosta clausa was investigated using starch gel electrophoresis. Hosta clausa is widespread, grows only along streamsides, and has both sexual and asexual reproduction. Populations of the species are small and isolated. Thirty-two percent of the loci examined were polymorphic, and mean genetic diversity within populations (He_p=0.082) was lower than mean estimates for species with very similar life history characteristics (0.131), particularly for its congener H. yingeri (0.250). The mean number of multilocus genotypes per population was 8.7, and genotypic diversity index (D_G) was 0.84. Significant differences in allele frequencies among populations were found in all seven polymorphic loci (P < 0.001). About one-fifth of the total allozyme variation was among populations (G_ST=0.192). Indirect estimate of the number of migrants per generation (Nm=0.48, calculated from mean G_ST) and nine private alleles found indicate that gene movement among populations was low. The low levels of genetic diversity within populations and the relatively high levels of genetic diversity among populations suggest that strong moist habitat preferences, clonal reproduction, low level of gene flow among populations, genetic drift, and historical events may have played roles in the genetic structuring of the species.     

广西区西南桦天然居群遗传多样性的研究

 以采自广西区11个西南桦(Betula alnoides)天然居群的种子培育出的幼苗为材料,取其嫩叶开展21种酶系统的水平切片淀粉凝胶电泳实验,运用作者改进的Tris-马来酸提取缓冲液 (含30%PVP 40 000和1%2-巯基乙醇),筛选出AMP(氨基肽酶Aminopeptidase)、FBA(果糖二磷酸酶Fructose-bisphosphate aldolase)、GDH(谷氨酸脱氢酶Glutamate dehydrogenase)、G6PD(6-磷酸葡萄糖脱氢酶Glucose-6-phosphate dehydrogenase)、IDH(异柠檬酸脱氢酶Isocitrate dehydrogenase)、MDH(苹果酸脱氢酶Malate dehydrogenase)、PGD(6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶Phosphogluconate dehydrogenase)、PGI(磷酸葡萄糖异构酶Phosphoglucoisomerase)、PGM(磷酸葡萄糖变位酶Phosphoglucomutase)和SKD(莽草酸脱氢酶Shikimate dehydrogenase)等10种酶,获得了清晰且可重复的酶谱。通过谱带遗传分析确定了15个位点,其中有6个单态位点,9个多态位点 (0.95标准),具40个等位基因。在居群水平上,西南桦的多态位点百分数 (P) 为55.2%,平均每个位点的等位基因数 (A) 为2.00,平均预期杂合度 (He) 为0.204。均超过Hamrick (1992)等提出的远交风媒木本植物的平均值(53.0%,184%和0154),表明西南桦的遗传变异水平高。在11个西南桦居群内,实际杂合度 (Ho)均高于预期杂合度,出现杂合子过量,可能存在利于杂合子的自然选择。西南桦遗传多样性与地理位置相关不显著。居群2 (靖西地州)、5 (平果海城)、9 (田林者苗) 包含绝大部分的等位基因,而且具较高的遗传多样性,应加以保护和管理,作为其基因资源就地保存的基地。本研究解决了以西南桦嫩叶为材料进行等位酶分析的关键技术,为进一步开展西南桦乃至桦木属树种的遗传结构和遗传多样性等提供了技术基础;同时掌握了西南桦天然居群的遗传多样性现状,为其有效保护和合理经营以及西南桦的遗传改良提供了理论依据。     

Genetic diversity of the endangered species Rosa rugosa Thunb. in China and implications for conservation strategies

Rosa rugosa Thunb. is one of the dominant and important shrub species in estuary dunes and shingle beaches of northern China. However, its area of distribution, the number of populations, and the size of each population have decreased rapidly in the past two decades because of habitat degradation and loss. Random amplified polymorphic DNA markers were used to determine the genetic diversity of four remaining large natural populations of R. rugosa and to discuss an effective conservation strategy for this endangered species in China. High genetic variations were detected in R. rugosa populations in China. The mean percentage of polymorphic loci （P%） within four local populations was 57.99%, with the P% of the total population being 75.30%. Mean Shannon＇s information index （H0） was 0.2826, whereas total Ho was 0.3513. The genetic differentiation among populations was 0.1878, which indicates that most genetic diversity occurs within populations. Population Tumenjiang （TMJ） showed the highest genetic diversity （P% = 66.27%; H0 = 0.3117） and contained two exclusive bands. Population Changshandao （CSD） showed higher genetic diversity （P% =59.04%; H0 = 0.3065）. Populations TMJ and CSD contained 95.33% and 99.33%, respectively, of loci with moderate to high frequency （P〉0.05） of the total population. These results indicate that populations TMJ and CSD should be given priority for in situ conservation and regarded as seed or propagule sources for ex situ conservation. The results of the present study also suggest that R. rugosa in China has become endangered as a result of human actions rather than genetic depression of populations; thus, human interference should be absolutely forbidden in R. rugosa habitats.     

大叶藻居群微卫星遗传多样性研究

采用4对微卫星引物对大叶藻的7个地理居群进行了遗传多样性与遗传结构分析。扩增148株大叶藻得到57个等位基因, 每个位点平均等位基因数为6, 大叶藻居群的平均期望杂合度(He)为0.687, 平均观测杂合度(Ho)为0.417。青岛湾居群的遗传多样性最高(A=7.750, AR=7.043), 俚岛居群最低(A=4.750, AR=4.543)。从F_st值来看, 7个大叶藻居群间属于中度分化。UPGMA系统发育树显示, 中国4个大叶藻居群聚类到一起, 其遗传分化可能是由于历史大海草场的遗留小片段居群产生, 而中国、韩国、日本和爱尔兰居群间的遗传分化则主要是由于地理隔离造成的。自由交配估计结果支持海草的东亚起源说。青岛湾居群遗传多样性较高, 可优先作为大叶藻移植修复的材料和基因库, 并进行重点保护。     

祁连山青海云杉天然群体的种实性状表型多样性

 以系统揭示其表型变异程度和变异规律为目的,对祁连山青海云杉(Picea crassifolia )天然分布区的10个群体的8个种实性状进行了比较分析。采用方差分析、多重比较,相关分析、聚类分析等多种分析方法,对群体间和群体内的表型多样性进行了讨论。方差分析结果表明,各种实性状在群体间都存在极显著差异,除球果干质量和球果长/球果径外,其余性状在群体内都存在着极显著的差异;表型分化系数即群体间变异为27.18%,小于群体内的变异(72.82%);球果长、球果径、球果干质量、球果形状指数、种子长、种子宽、千粒重和种子形状指数的变异系数分别为：10.08%、5.80%、19.29%、9.66%、8.38%、15.34%、6.52%和13.94%;8个种实性状间多数呈极显著或显著的正相关,球果干质量、种子长、千粒重、球果长和球果径为青海云杉易测定和重要的种实性状;种实性状呈现出以经度变异为主的梯度规律性;通过表型性状的聚类分析可以将青海云杉10个群体划分为4类。     

Population genetic structure of the medicinal plant Vitex rotundifolia in China: implications for its use and conservation

Vitexrotundifolia L.is an important plant species used in traditional Chinese medicine.For its efficient use and conservation,genetic diversity and clonal variation of V.rotundifolia populations in China were investigated using inter-simple sequence repeat markers.Fourteen natural populations were included to estimate genetic diversity,and a large population with 135 individuals was used to analyze clonal variation and fine-scale spatial genetic structure.The overall genetic diversity (GD) of V.rotundifolia populations in China was moderate (GD=0.190),with about 40% within-population variation.Across all populations surveyed,the average within-population diversity was moderate (P = 22.6%; GD = 0.086).A relatively high genetic differentiation (Gst=0.587)among populations was detected based on the analysis of molecular variance data.Such characteristics of V.rotundifolia are likely attributed to its sexual/asexual reproduction and limited gene flow.The genotypic diversity (D=0.992) was greater than the average values of a clonal plant,indicating its significant reproduction through seedlings.Spatial autocorrelation analysis showed a clear within-population structure with gene clusters of approximately 20 m.Genetic diversity patterns of V.rotundifolia in China provide a useful guide for its efficient use and conservation by selecting particular populations displaying greater variation that may contain required medicinal compounds,and by sampling individuals in a population at >20 m spatial intervals to avoid collecting individuals with identical or similar genotypes.