Genetic diversity of wild Cymbidium goeringii (Orchidaceae) populations from Hubei based on Inter-simple sequence repeats analysis

Cymbidium goeringii is a diploid and nonrewarding,bumblebee-pollinated species,which is distributed in China,Japan and Korea Peninsula.This species is now highly endangered due to the mass collection and forest clearance in China.In the present study,we investigated the distribution of genetic variation within and between eleven populations of Cymbidium goeringii in central China by using Inter-simple sequence repeats (ISSR) markers.Eleven primers produced a total of 127 clear and reproducible bands of which 112 were polymorphic.High genetic diversity was detected in Cymbidium goeringii for both population level (P = 63.1%;He = 0.194 5) and species level (P = 88.2%;He = 0.262 8).A higher level of genetic differentiation was detected among populations (GST = 0.244 0,FST = 0.220 7)with Nei's Gsr analysis and analysis of molecular variance (AMOVA),and no correlation was found between geographical and genetic distance.Genetic drift rather than gene flow played an important role in forming the present population structure of Cymbidium goeringii.Limited gene flow among populations and gene drift increase the extinction risk of local populations.Some conservation concerns are therefore discussed together with possible strategies for implementing in situ and ex situ conservation.     

春兰CgSEP3基因的克隆和表达分析

该研究采用RT-PCR和RACE技术从春兰(Cymbidium goeringii)中分离到1个SEPALLATA3(SEP3)基因。序列分析表明,该基因含有1个732bp的开放阅读框(ORF),共编码243个氨基酸。系统进化树分析显示,该基因是MADS-box基因家族AP1/AGL9组SEP的同源基因,其编码蛋白与其它植物SEP3类蛋白具有较高的一致性,命名为CgSEP3(登录号为KF924272)。实时荧光定量分析表明,CgSEP3在春兰花器官中均有表达,其中在唇瓣、侧瓣和萼片中的表达量较高,在子房和蕊柱中的表达量较低;而且CgSEP3在花发育各个时期都有表达,在1~2cm的花芽中表达量最高,在盛开的花中的表达量最低。研究认为,CgSEP3基因可能在春兰花瓣和萼片的形成过程中具有重要作用。     

云南野生春兰根系内生微生物多样性的分析

春兰(Cymbidium goeringii)是一种具有较高经济和观赏价值的地生兰。由于栖息地的严重破坏,大多数地生兰处于濒危状态,根系与微生物的共生关系伴随着兰科植物从种子萌发到开花结果,因此根系内生微生物在地生兰生活史中具有重要作用。【目的】分析野生春兰根系内生菌群落组成与潜在功能,为春兰的人工保育提供理论依据。【方法】采集云南省昆明市、保山市和大理州的野生春兰的根系,利用宏基因组测序,并进行物种注释及功能注释。【结果】保山的春兰根内微生物丰度及多样性大于大理及昆明的春兰样品,春兰根系内生真菌的优势门为担子菌门(Basidiomycota)、子囊菌门(Ascomycota)和球囊霉门(Glomeromycota),优势科为球囊霉科(Glomeraceae)、多孔菌科(Polyporaceae)和角担菌科(Ceratobasidiaceae),其中角担菌科是春兰主要的兰科菌根真菌(orchid mycorrhizal fungi, OMF);内生细菌的优势门为厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),优势科为韦...     

湖北野生春兰资源遗传多样性的ISSR分析

近年来,由于过度采挖和生境片断化,湖北野生春兰(Cymbidiumgoeringii)资源正面临着灭绝的危险。本文采用ISSR分子标记技术对湖北省内的11个春兰野生居群共325个个体的遗传多样性水平及居群遗传结构进行了研究。11个引物共检测到127个位点,其中112个为多态位点,占88.19%。POPGENE分析结果表明:与其他兰科植物相比,春兰具有丰富的遗传变异(在物种水平上,He=0.2628,Ho=0.4037;在居群水平上,PPL=63.06%,He=0.1945,Ho=0.2958)。Nei's遗传多样性分析和AMOVA分析表明,各居群间产生了一定程度的遗传分化(GST=0.2440,FST=0.2207)。居群间一定程度的遗传分化可能是由生境破坏和基因流障碍(Nm=0.8828)引起。UPGMA聚类分析可知,与其他居群相比,恩施地区的5个居群,即巴东(BD)、福宝山(FBS)、宣恩(XE)、毛坝(MB)、来凤(LF)优先聚成一支,而大悟(DW)居群单独聚为一支。同时本研究也表明,虽然春兰自交亲和,但在自然界中其繁育系统还是以异交为主。鉴于春兰资源的遗传多样性现状和其相应的居群遗传结构,我们建议在遗传多样性较高的来凤(LF)、京山(JS)、大悟(DW)居群设立保护点进行就地保护;而对资源破坏最为严重的毛坝(MB)和宣恩(XE)居群要实行迁地保护。     

莲瓣兰DALP遗传多样性研究

采用DALP(Direct amplification of length polymorphism)检测莲瓣兰5个居群的遗传结构.5个引物组合共检测到103个多态位点.和其它具有相似生活史(多年生草本、以动物为媒介的杂交、种子随风散布)的物种相比,莲瓣兰原变种水平(PPB=88.18％,A=1.8818,Ae=1.4880,H=0.2911,I=0.4412)和物种水平(PPB=93.64％,A=1.9364,Ae=1.5262,H=0.3129,I=0.4732)均具有较高的遗传多样性;各居群间(Gst=0.3292)存在较大的遗传分化.基因流的估计值(Nm=1.0186)表明莲瓣兰物种水平上各居群间每代有1.0186个移居个体.地理隔离和选择压力可能是造成莲瓣兰居群间基因流动受到限制的原因.在这些研究的基础上,探讨了野生莲瓣兰资源的保护问题.     

春兰菌根真菌CL-3菌株的鉴定及共生体系的构建

采用分离自野生春兰(Cymbidium goeringii)根部的真菌CL-3菌株, 进行了春兰内生菌根真菌的人工接种、再分离及其共生培养研究。通过对CL-3菌株形态学观察和ITS序列同源性分析, 发现该菌株ITS序列与Acremonium strictum的亲缘关系最为接近, 序列同源性为100%。用CL-3菌株接种春兰组培苗, 接种后2个月可从组培苗中再分离获得该菌株, 且CL-3菌株处理苗的鲜重增长率达80.5%, 经方差分析, 与对照相比有显著差异。通过石蜡切片和染色, 在已接种的组培苗的根部组织中可观察到CL-3菌株存在。表明CL-3菌株能与组培幼苗成功建立共生培养体系。     

新疆地区番茄潜叶蛾遗传多样性的ISSR分析

[目的]番茄潜叶蛾已成为世界性番茄的重要害虫,对番茄产业的发展造成了严重的威胁,研究其遗传多样性有利于揭示不同地理种群的遗传变异结构。[方法]采用ISSR分子标记技术分析了20个地理种群番茄潜叶蛾的遗传多样性和遗传结构特征。[结果]15条引物扩增出137条ISSR条带,其中多态性条带占96.35%,所有个体显示了各自独特的ISSR图谱。ISSR的标记遗传多样性结果表明,20个番茄潜叶蛾地理种群遗传距离大小范围为0.0065~0.1623,遗传一致度范围为0.8502~0.9935。种群变异来源分析表明,25.36%的遗传变异来自种群间,74.64%的变异来源于种群内部。UPGMA系统发育分析结果表明,各地理种群的聚类与地理位置无较强的关联性。[结论]番茄潜叶蛾尚处在入侵早期阶段,且具备频繁入侵和多点的特征。防控上要注意加强检疫,阻绝多点入侵来源。     

气候变暖背景下春兰和蕙兰的适生区分布预测

为了阐明气候变暖背景下春兰(Cymbidium goeringii)和蕙兰(C. faberi)在我国的适生区分布变化情况,根据157条分布记录和19个生物气候变量,应用最大熵物种分布模型,对2070年4种温室气体排放情景下春兰和蕙兰在我国的适生区分布进行预测,并筛选影响其地理分布的主要气候因子。结果表明:(1)2070年春兰和蕙兰分布点的年均温(bio1)、最冷月最低温度(bio6)和最冷季平均温度(bio11)等均升高,气候有变暖趋势;(2)受试者工作特征曲线下面积(AUC)值在0.9—1.0之间,模型预测结果可信度较高;(3)影响春兰、蕙兰当前和2070年地理分布的限制性气候因子主要有最冷月最低温度(bio6)、最冷季平均温度(bio11)、年均降水量(bio12)和最干月份降水量(bio14);(4)气候变暖将会对春兰和蕙兰的适宜生境范围和面积产生影响。预测2070年春兰的适宜生境面积将会有所减小,而蕙兰的适宜生境面积将会增加,且整体有向北迁移的趋势。研究结果为野生春兰和蕙兰的生态风险评价和引种提供了重要依据。     

春兰AGL6-3基因的克隆及实时定量表达分析

该研究以春兰(Cymbidium goeringii)正常花及其2枚侧瓣突变成唇瓣样的花瓣(简称:蝶花)为实验材料,采用RT-PCR结合RACE技术从春兰中分离出AGL6-3基因。序列分析表明,AGL6-3基因在春兰正常花和蝶花中序列相同,该基因含有1个720bp长的开放阅读框(ORF),共编码239个氨基酸。系统进化树进行分析表明,该基因属于MADS-box基因中AP1/AGL9组的AGL6同源基因,命名为CgAGL6-3(基因登录号为KU058679)。实时荧光定量表达分析表明,CgAGL6-3在春兰正常花和蝶花各花器官中表达存在差异。在正常春兰中CgAGL6-3基因在唇瓣中强烈表达,在主萼、侧萼及蕊柱中表达量较低,在侧瓣中则微乎其微;而在蝶花中CgAGL6-3基因在唇瓣中强表达,侧瓣中的表达量次之,在主萼、侧萼和蕊柱中的表达量相近且均较低。研究说明,CgAGL6-3基因可能在春兰蝶花侧瓣唇瓣化的过程中扮演重要角色。     

植物园迁地保护环境下纹瓣兰的繁殖生物学研究

深入了解濒危物种的繁殖特性,能为物种制定有效保护策略提供科学依据。于2022和2023年对中国科学院西双版纳热带植物园迁地保存的纹瓣兰(Cymbidium aloifolium)的繁殖生物学特征进行了观察和研究,主要包括开花物候、繁育系统、花部形态特征、昆虫传粉特征以及花的挥发性成分等。结果表明,纹瓣兰的盛花期在4月中旬,单花花期7 d;群体花期约为36 d。花粉活力在开花第1天时最高,约为47.15%,之后呈下降趋势。柱头在整个单花期一直具可授性,开花第2天可授性最强。人工授粉实验表明纹瓣兰自交亲和,不存在无融合生殖和自动自花授粉,繁育系统属于兼性异交繁育并依赖传粉者,自然结实率较低为6.9%。唇瓣的先端和基部的表皮细胞分别为锥形和指状突起,基部的指状突起细胞外附着有油脂颗粒,可能是传粉者的报酬。药帽黄色,其表皮细胞为锥形细胞,能够反射光线,可能起到吸引昆虫的作用,中华蜜蜂(Apis cerana)是纹瓣兰唯一的有效传粉昆虫。纹瓣兰的挥发性气味中(E)-乙酸-2-癸烯-1-醇酯含量最高。因此,纹瓣兰的花部结构与传粉昆虫具有显著的适应性。     

秦岭山区美容杜鹃五个野生种群遗传多样性的ISSR分析

美容杜鹃是杜鹃花科杜鹃花属常绿观花植物,也是秦岭地区的特有属,在维持当地生态平衡方面发挥着重要作用,但目前资源正在遭受严重的破坏。该文通过ISSR分子标记技术对秦岭地区5个美容杜鹃野生种群进行遗传多样性分析,了解美容杜鹃不同种群的遗传分化,从而为美容杜鹃野生种质资源保护策略的制定提供理论依据。用8个ISSR引物对5个天然种群的90个单株进行扩增,共扩增出78条带(平均每条引物产生9.75条带),其中65条带是多态的,多态位点占总位点的百分率为83%。种群总的Nei’s基因多样性指数为0.3386,Shannon信息多态性指数为0.4972,表明美容杜鹃总的遗传多样性水平较高。种群多态位点百分率为82.71%~90.25%,Shannon信息多态性指数为0.4161~0.5867,Nei’s基因多样性指数为0.3044~0.4122,表明美容杜鹃不同种群遗传多样性水平差异较大。其中镇安木王种群和柞水牛背梁种群的遗传多样性水平较高。AMOVA分析表明种群内的遗传变异(91.22%)大于种群间的遗传变异(8.78%)。UPGMA聚类分析表明5个种群的遗传分化程度与地理距离没有相关性。因此建议尽可能地保护美容杜鹃所有的天然种群原生境条件,以最大限度保护其遗传变异。由于镇安和柞水种群具有较高的遗传多样性,因此建议优先对这2个种群实施就地保护和迁地保护。     

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。     

送春与多花兰种间杂交后代的ISSR分析

该文使用简单重复序列间( ISSR)分子标记,对送春与多花兰种间杂交后代进行了研究。结果表明：从80个ISSR引物中筛选出14个扩增效果稳定的ISSR引物,对两亲本和59个F1代个体进行了ISSR扩增,得到107个扩增位点,扩增的片段大小位于90~2100 bp之间,平均每个引物扩增7.64条条带,得到11种类型的带。 ISSR标记在送春×多花兰的F1代中表现出一定的多态性,分离频率为44.86％,分离位点有83.33％符合孟德尔1︰1或3︰1的分离规律,产生偏孟德尔分离的位点占12.50％,余下的4.17％属于特殊分离带型。可能导致后代变异的位点为偏孟德尔分离的6条带、缺失的8条带或新生成的2条带。聚类图中父本和母本与F1代个体间的遗传距离较远,59个杂交后代先聚集成一组,再同母本相聚为一组,最后才同父本聚在一起,59个杂种均偏母本型。送春与多花兰的杂交后代在植株形态、染色体、遗传物质方面都具备双亲特点,61个个体间的ISSR分子量标记结果和植株形态学特征都说明,59个F1代杂种包含送春和多花兰的遗传特性是真杂种;F1代杂种既有双亲的互补特征带,又有双亲的重组片断即产生新的特异带,这说明送春与多花兰的杂交后代具有遗传变异的特点。该研究结果可以有效地对杂交后代进行定向选择,为兰花的杂交育种提供了分子依据。     

我国口岸瓜实蝇监测样本的SSR分子标记分析

[目的] 瓜实蝇是世界性检疫害虫,被列入我国口岸常年监测计划中。本研究以检疫性有害生物瓜实蝇为研究对象,利用不同地理种群瓜实蝇的转录组发现特异性的微卫星（simple sequence repeats,SSR）序列,分析我国口岸监测的瓜实蝇样本的遗传多样性。[方法] 利用生物信息学方法,对4个不同地理来源的瓜实蝇转录组进行分析,发现了特异性的SSR序列,并设计特异性引物,选用我国11个省市的49个瓜实蝇监测样本进行测试及验证,使用NTsys和Popgene 32软件进行遗传多样性分析。[结果] 筛选出15对多态性较好的引物,UPGMA聚类分析显示,新疆、四川和广西种群归为一支,浙江、广东、江苏种群归为一支,上海、云南、海南、天津种群归为一支,北京种群单独聚为一支。[结论] 聚类分析结果显示,11个不同省市的瓜实蝇监测样本间基因分化系数为0.6712,表明不同口岸的瓜实蝇监测样本间的遗传分化较大,可能具有不同的来源地,可为进一步开发监测样本溯源技术提供理论依据。     

Genetic diversity within and among the wild populations of Murraya koenigii (L.) Spreng., as revealed by ISSR analysis

Murraya koenigii (L.) Spreng., commonly known as curry leaf plant, is found in the different hilly regions of India. In the present study, fifty-nine accessions representing eight wild populations of M. koenigii were analyzed using thirteen ISSR primers. A total of 152 bands were amplified, out of which, 136 were polymorphic corresponding to 89.47% polymorphism across the accessions. The pairwise population genetic distances were calculated for all the populations that varied from 0.05 to 0.13 between the populations of M. koenigii. AMOVA and Nei’s genetic diversity analysis revealed higher genetic variations within populations than among the populations. The clustering of populations in the dendrogram was not in congruence with geographical affiliations. The results indicate that the ISSR method is sufficiently informative and powerful to estimate the genetic diversity in M. koenigii populations. As M. koenigii is an important wild plant genetic resource, therefore, information on genetic variability might be a potential source as breeding material for development of commercially valuable traits in M. koenigii plants.     

西南地区野生刺梨的遗传多样性和遗传结构研究

为了探究西南地区野生刺梨(Rosa roxburghii)的遗传多样性和起源演化,该研究基于2段单拷贝核基因(GAPDH和ncpGS)和3段叶绿体基因(atpF-trnH、trnL-trnF和trnG-trnS)的拼接序列,对刺梨27个野生居群共320个个体进行PCR扩增和测序,并用相关软件对测序结果进行分析。结果表明:(1)在单拷贝核基因和叶绿体基因水平上刺梨均表现出较低的遗传多样性(scnDNA: Hd=0.469 2, π=0.000 49; cpDNA: Hd=0.653 4, π=0.000 65),并且不同居群间存在较大差异。(2)分子方差分析(AMOVA)结果均显示,遗传变异主要发生在居群内,表明居群内的变异是野生刺梨遗传变异的主要来源,居群间存在明显的遗传分化( cpDNA:F_ST=0.336 47,G_ST=0.273,N_ST= 0.308; scnDNA:F_ST=0.094 87,N_ST=0.076,G_ST=0.056),刺梨的分布不具有明显的谱系地理结构(P>0.05)。(3)中性检验 Tajima''s D值均为不显著负值,符合中性进化模型。Fu''s Fs值均为显著负值,结合失配分析曲线,推测刺梨种群在小范围内经历过扩张,但总体上维持稳定状态。(4)根据单倍型多样性得出,毕节地区的居群遗传多样性水平较高并且拥有丰富的单倍型,推测可能为冰期避难所,因此应对其实施就地保护。对于拥有特殊性状和特有单倍型的居群也应采取优先保护措施。该文为野生刺梨资源保护和遗传育种提供了一定的参考价值。     

蕙兰CfCIN基因克隆及其功能分析

以蕙兰(Cymbidium faberi Rolfe)为试验材料,采用RT-PCR技术克隆了TCP家族的CIN同源基因,开放阅读框长1 161bp,编码386个氨基酸,将其命名为CfCIN(GenBank登录号为KJ956809)。为进一步分析CfCIN的功能,构建了植物表达载体,采用农杆菌介导法转化非洲紫罗兰叶片,获得了转化植株并对转基因植株进行了性状分析。结果显示:与野生型非洲紫罗兰叶片相比,转基因植株的叶片更大,由圆形变为卵圆形,叶缘由平整光滑变为有缺刻且稍向后卷曲,叶脉明显,叶柄红,花器官形状变化不明显。研究表明,CfCIN可能参与调控植物叶片的形态建成。     

Inter-simple sequence repeat (ISSR) analysis of genetic variation of Chondrus crispus populations from North Atlantic

ISSR analysis was used to investigate genetic variations of 184 haploid and diploid samples from nine North Atlantic Chondrus crispus Stackhouse populations and one outgroup Yellow Sea Chondrus ocellatus Holmes population. Twenty-two of 50 primers were selected and 163 loci were scored for genetic diversity analysis. Genetic diversity varied among populations, percentage of polymorphic bands (PPB) ranged from 27.0 to 55.8%, H (Nei's genetic diversity) ranged from 0.11 to 0.20 and I (Shannon's information index) ranged from 0.16 to 0.30. Estimators PPB, H and I had similar values in intra-population genetic diversity, regardless of calculation methods. Analysis of molecular variance (AMOVA) apportioned inter-population and intra-population variations for C. crispus, showing more genetic variance (56.5%) occurred in intra-population, and 43.5% variation among nine populations. The Mantel test suggested that genetic differentiation between nine C. crispus populations was closely related with geographic distances (R = 0.78, P = 0.002). Results suggest that, on larger distance scale (ca. >1000 km), ISSR analysis is useful for determining genetic differentiations of C. crispus populations including morphologically inseparable haploid and diploid individuals.     

65份野生油茶种质遗传多样性的ISSR和RAPD标记分析

利用ISSR和RAPD标记,对名邛台地野生油茶种质进行遗传多样性分析。从60条简单重复序列引物中筛选出16条引物,在65份样品中共扩增出213条带,其中多态位点为203个,多态位点百分率为95.31%;从30条寡居核苷酸引物中筛选出8条引物,共扩增出105条带,其中多态性位点94个,多态位点百分率为89.52%。结果表明:名邛台地野生油茶种质具有较丰富的遗传多样性,ISSR和RAPD标记可以应用于油茶种质遗传多样性分析。     

Genetic variation within the endangered mangrove species Sonneratia paracaseolaris (Sonneratiaceae) in China detected by inter-simple sequence repeats analysis

Sonneratia paracaseolaris, is a critically endangered mangrove species in China. Using inter-simple sequence repeats (ISSR) markers, we compared the genetic variation of introduced populations with that of natural populations to check whether the genetic diversity has been conserved. At the species level, genetic diversity was relatively high (P = 81.37%, He = 0.2241, and SI = 0.3501). Genetic variation in introduced populations (P = 75.78%, He = 0.2291, and SI = 0.3500) was more than that in natural populations (P = 70.81%, He = 0.1903, and SI = 0.2980). Based on Nei's G_ST value, more genetic differentiation among natural populations was detected (G_ST = 0.3591). Our data show that the genetic diversity of S. paracaseolaris was conserved in introduced populations to some extent, however, owing to the small natural populations and the threats they encountered, more plants should be planted to enlarge and restore the populations.