刺槐不同居群遗传多样性的ISSR分析

利用ISSR标记对全国10个刺槐居群子代100个个体的遗传多样性进行了比较分析,从65个随机引物中筛选出10个多态性引物进行扩增,共检测到91个位点,多态位点数(AP)为85,多态位点百分率(P)为93.41%.刺槐在种级水平的遗传多样性参数略高于居群水平,多态位点百分率(P)分别为95.60%、69.01%,Shannon′s信息指数(I)分别为0.6145、0.3733,Nei′s基因多样性指数(H)分别为0.4337、0.2514.居群间的遗传分化指数Gst、Nei′s基因多样性指数和Shannon′s信息指数统计结果,均显示出中国刺槐居群内遗传多样性大于居群间遗传多样性.利用PopGen32软件对10个居群进行聚类分析可知,10个刺槐群体可分为三大类,亲缘关系和地理分布呈一定的相关性,但没有形成明显的地理变异模式.     

遗传多样性的取样策略

合理取样是生物多样性有效保护、利用和研究所面临的最基本问题 ,它在很大程度上受到植物自身的生物学特性、环境条件和取样目的的影响。遗传多样性的取样策略是指对一定地理分布范围内的生物个体取样时 ,使样本具有代表性和包含尽可能多的遗传变异的最佳取样方法 ,包括了取样数目 (一个给定区域的居群数和一个居群的个体数 )以及取样方式。包括“哈迪 温伯格平衡 (Hardy WeinbergEquilibrium)”定律在内的居群遗传学基本原理是研究取样策略的理论基础 ,在此基础上可以对居群内的取样个体数及应获取的居群数进行理论计算 ,同时还可以根据物种居群的遗传结构特点和环境条件的异质性来决定取样的方式。因此 ,应该依据研究对象本身的特点和取样的目的来确定某一特定区域的居群取样数 ,以及某一居群内的样本数及取样方式。     

RAPD引物数量对施式巴鲵遗传多样性评估结果的影响

应用RAPD技术对神农架施式巴鲵居群内24个个体进行了遗传多样性分析,探讨引物数量对遗传多样性分析结果 的影响,结果表明:遗传多样性分析准确度与引物数量有关,引物数增加到30左右时,PPB(Percentageofpolymorphicbands)、 Shannon信息指数(Shannon′sinformationindex)、Nei′s遗传多样性指数(Nei′sgenediversity)变化趋于稳定。标准误分析表明, 引物数增加到25左右时,再增加引物,标准误变化很小。若要客观反映出个体之间的遗传变异关系,引物数应在25以上,多 态位点数应在250以上。     

山西省榛属植物居群的SSR遗传多样性研究

利用9对SSR引物对山西省平榛(Corylus heterophylla Fisch)和毛榛(C.mandshurica Maxim.et Rupr.)野生居群、欧榛(C.avellana L.)和平欧杂种榛(C.heterophylla Fisch.×C.avellana L.)的人工栽培居群,共205个样本进行PCR扩增,共扩增出172个等位基因。每个位点的等位基因数为5~18个,平均等位基因数为12.5个。居群观测杂合度(Ho)和预期杂合度(He)的变化范围分别为0.395~0.665和0.778~0.906,表明榛属植物遗传多样性较高,其中平欧杂种榛的遗传多样性最高(He=0.867,I=2.271),毛榛遗传多样性最低(He=0.825,I=2.006)。不同物种居群间遗传分化系数FST=0.106,平均基因流Nm=2.609,表明居群间的遗传分化水平较低。各居群在大多数位点上偏离Hardy-Weinberg平衡,主要原因是人工选择或近交所致。分子方差分析(AMOVA)表明,遗传变异主要发生在物种居群内。NJ聚类结果显示毛榛和平榛多数个体聚在各自居群内,平欧杂种榛和欧榛个体交互混合组成一小支后再与平榛聚在一起,表明平欧杂种榛与欧榛、平榛的亲缘关系较近,而毛榛与其它3种榛属植物的亲缘关系较远。本研究还分析讨论了山西省榛属植物居群具有较高遗传多样性的原因,并提出了野生榛子的保护利用策略。     

红泡刺藤居群的遗传多样性研究

利用ISSR分子标记对红泡刺藤的12个居群共242个个体进行了遗传多样性分析.结果表明:(1)16个ISSR引物共扩增到257个位点,其中236个是多态性位点,占91.83％.(2)红泡刺藤居群具有较高水平的遗传多样性,在物种水平上,平均每个位点的多态位点百分率为97.50％,有效等位基因数为1.267,Nei's遗传多样性为0.177,Shannon's多态信息指数为0.296;居群水平上多态位点百分率为51.43％,有效等位基因数为1.205,Nei's 遗传多样性为0.127,Shannon's多态信息指数为0.202.(3)居群间基因分化系数为0.2815,AMOVA分析居群间遗传变异占总量的34.47％,二者结果相近,说明红泡刺藤居群间存在一定程度的遗传分化.居群内的遗传变异为65.53％,基因流为1.2762.(4) Mantel检测显示居群间的遗传距离与地理距离不存在相关性.UPGMA聚类分析和二维主成分分析结果一致,红泡刺藤居群可分为2个居群组,即金沙江居群和维西居群为一个类群,其他居群为另外一大类,表明生态地理条件相似的居群优先集中.     

梵净山尖叶拟船叶藓的遗传多样性分析

采用RAPD技术,选取10个引物对梵净山的尖叶拟船叶藓(Dolichomitriopsis diversiformis)自然分布区的南、北坡14个居群153个个体的总DNA进行了扩增,共得到196个位点.统计分析表明:(1)梵净山尖叶拟船叶藓在物种水平有较高的遗传多样性,居群水平的遗传多样性相对较低.(2)该藓种遗传多样性高低与海拔高度无关,但南坡的多样性水平略高于北坡.(3)遗传多样性的63.29%发生在居群间,只有36.71%发生在居群内.研究结果提示尖叶拟船叶藓的遗传多样性受小生境的影响较大,遗传漂变和环境适应可能是影响居群分化的主要原因.     

利用ISSR标记研究野大豆居群内遗传变异及其取样策略

为了有效地保护野大豆(Glycine soja Sieb.et Zucc.)并制定合理的居群取样策略,对上海江湾机场的一个人然野大豆居群进行了 100个单株(个体)的随机取样,并用ISSR分子标记对其进行了遗传多样性分析.利用筛选出的15条ISSR引物在这个居群中检测到较高的遗传变异,样本内个体间的相似系数变化在0.17～0.89之间.居群内平均每个位点的平均预期杂合度(He)为0.171 4,香农指数(I)为0.271 4.PCA分析显示,江湾野大豆居群内的遗传变异不是呈均匀分布,而是呈从状分布.该野大豆居群遗传多样性和样本内个体数量间的相关性分析显示:在个体数少于40的情况下,遗传多样性随个体数的增加而迅速增加;当样本中的个体数大于40时,遗传多样性的增加减慢并很快趋于饱和.研究表明:对野大豆居群进行异地保护时,对各居群的采样植株数不应当低于35～45;在居群内采样时,所采集的个体之间最好相隔一定的空间距离.     

红花玉兰种质资源遗传多样性初探

采用AFLP分子标记对目前仅发现在湖北五峰狭域分布的红花玉兰种质资源的遗传多样性进行了研究.用10对引物对6个居群的43个个体进行了选择性扩增,共检测到623个有效位点,其中多态位点595个.结果表明:在物种水平上,红花玉兰的遗传多样性水平很高,多态位点百分率达95.51%,Nei s基因多样度(HT)为0.211 0±0.028 6;红花玉兰的遗传变异主要存在于居群内,居群间的遗传分化较小.AMOVA分析表明总变异的93.37%存在于居群内,居群间的变异只占总变异的6.63%.Nei s遗传分化系数(GST)为0.191 9,居群间基因流(Nm)2.105 5.鉴于红花玉兰总体遗传多样性水平很高,而居群数目及居群内个体数量均很少,应该对红花玉兰各居群的所有个体实施及时的就地保护,并对其生境进行保护;并在原产地营建基因保存林,营建时应加大各居群内的取样数量,使得红花玉兰较高的遗传多样性得到保存;同时积极开展异地引种栽培,使红花玉兰在观赏应用中得到切实的保护.     

8个山荆子居群遗传多样性的ISSR分析

采用ISSR标记对中国北方地区的8个山荆子居群进行了遗传多样性分析,以探讨山荆子在苹果属植物演化过程中的作用.结果显示:(1)从55个ISSR引物中,筛选出11个多态性引物,共扩增出71个位点,其中多态性位点69个,多态位点达97.47%.(2)在物种水平上,有效等位基因数Ne=1.467 0,Nei's基因多样性(H)为0.284 6,Shannon信息指数(I)为0.439 9,多态位点百分率(PPB)=80.22;基因流(Nm)为1.659 1,居群间基因分化系数(Gst)为0.231 6,Φst值为0.236 0.(3)聚类分析结果显示,在遗传距离为0.155 5、0.136 9、0.125 8处8个山荆子居群分别聚为两大类、三亚类、四小类,但居群聚类位置与地理位置无明显的相关性.(4)山荆子的居群内遗传多样性贡献率占76.40%,而居群间的贡献率占23.60%,说明山荆子的遗传多样性主要分布在居群内,但居群间的遗传分化程度也较高.由此推测,山荆子的起源中心在华北和东北范围内,其中灵空山(山西)和塞罕坝(河北)居群可近似为核心居群;ISSR标记与花部的一些性状可能有连锁关系.     

利用ISSR标记研究野大豆居群内遗传变异及其取样策略

为了有效地保护野大豆(Glycine soja Sieb.et Zucc.)并制定合理的居群取样策略,对上海江湾机场的一个天然野大豆居群进行了100个单株(个体)的随机取样,并用ISSR分子标记对其进行了遗传多样性分析。利用筛选出的15条ISSR引物在这个居群中检测到较高的遗传变异,样本内个体间的相似系数变化在0．17～0．89之间。居群内平均每个位点的平均预期杂合度(He)为0．1714,香农指数(I)为0．2714。PCA分析显示,江湾野大豆居群内的遗传变异不是呈均匀分布,而是呈丛状分布。该野大豆居群遗传多样性和样本内个体数量间的相关性分析显示：在个体数少于40的情况下,遗传多样性随个体数的增加而迅速增加：当样本中的个体数大于40时,遗传多样性的增加减慢并很快趋于饱和。研究表明：对野大豆居群进行异地保护时,对各居群的采样植株数不应当低于35～45;在居群内采样时,所采集的个体之间最好相隔一定的空间距离。     

忍冬属植物的遗传多样性及其种间关系研究

应用RAPD标记技术对甘肃省境内的23种忍冬属(Lonicera Linn．)植物的遗传多样性及其种间关系进行了探讨。从34个随机引物中共选出9个多态性和重复性较好且谱带清晰的引物,这9个引物扩增出的DNA片段大多在300～3000bp之间,所形成的多态性位点数差距较大。POPGENE 1．31软件分析结果表明：甘肃省忍冬属植物具有较为丰富的遗传多样性,其多态性比率为71．93％,Shannon多样性指数与Nei指数分别为0．3230和0．2086。Nei‘s遗传距离和UPGMA分析结果显示,23种忍冬明显地聚为2大类,其下又有较多分支,即隶属于同一亚组或相近亚组的不同种基本归为一类,其种间关系与传统的形态学分类结果基本一致。但也有个别种的归属及种间关系稍有变化,如形态学上差异较大的毛药忍冬和毛花忍冬在本研究中聚在一起。这可能与不同的分类水平有关。     

瓜类枯萎病菌遗传多样性和亲缘关系的SRAP分析

尖孢镰刀菌可造成不同瓜类的枯萎病.为明确不同寄主、不同地区的瓜类枯萎病菌菌株间的遗传多样性及亲缘关系,采用相关序列扩增多态性(SRAP)分子标记技术,对来源于不同地区、不同寄主的95株尖孢镰刀菌的基因组DNA进行多态性扩增.以筛选出的19对引物共扩增出238条带,多态性比率为100%,平均每对引物扩增出12.5个位点和12.5个多态性位点;尖孢镰刀菌苦瓜专化型共扩增出166条带,其中145条为多态性条带,多态性比率为87.4%,平均每对引物扩增出8.7个位点和7.7个多态性位点,说明尖孢镰刀菌的遗传变异较为广泛.瓜类枯萎病菌株间的遗传相似系数范围为0.68～0.99,样品间的平均Nei遗传多样性指数和Shannon指数分别为0.2390和0.3718.在遗传相似系数为0.74时,可将供试的95株尖孢镰刀菌划分为苦瓜、黄瓜、西瓜、甜瓜4个专化群.在SRAP聚类树中,同一寄主的尖孢镰刀菌聚在一个分支上,其中尖孢镰刀菌苦瓜专化型菌株间的遗传相似系数范围为0.78～0.99,Nei遗传多样性指数为0.1811,平均Shannon指数为0.2750,表明尖孢镰刀菌苦瓜专化型的遗传变异较大,且菌株的聚群与地理来源存在相关性.     

Development and use of chloroplast microsatellites in Phaseolus spp. and other legumes

Chloroplast microsatellites (cpSSRs) provide a powerful tool to study the genetic variation and evolution of plants. We have investigated the usefulness of 39 primer pairs tagging cpSSR loci on a set of eight different genera of Leguminosae (Papilionoideae subfamily) and five species belonging to the genus Phaseolus . Thirty-six 'universal' primer pairs were retrieved from the literature, one was re-designed and a further two were designed de novo . The cpSSR loci analysed were highly polymorphic across the individuals examined. Twenty-seven primer pairs were polymorphic in the overall sample, 18 within Phaseolus , and 16 in both P. vulgaris and P. coccineus . Analysis of the plastome sequences of four Leguminosae species (obtained from GenBank) showed that in the loci targeted by universal primer pairs: (i) the originally tagged cpSSRs can be lost; (ii) other cpSSRs can be present; and (iii) polymorphism arises not only from differences in the numbers of cpSSR repeats, but often from other insertion/deletion events. Multilocus linkage disequilibrium analysis suggests that homoplasy is not a major problem in our dataset, and principal component analysis indicates intelligible relationships among the species considered. Our study demonstrates that this set of chloroplast markers provides a useful tool to study the diversity and the evolution of several legumes, and particularly P. vulgaris and P. coccineus .     

中国石蒜属遗传多样性与亲缘关系的SSR分析

利用SSR-PCR分析中国石蒜属植物的遗传多样性与种间亲缘关系,从46对SSR引物选出18对扩增清晰、多态性好的引物对石蒜属15个种和外类群中国水仙进行了PCR扩增,采用非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳和改良的银染法染色,结果表明供试材料具有高度的遗传多样性,多态性位点百分率达97.63%。通过UPGMA法将供试20份材料聚成4类。第I类包括安徽石蒜、长筒石蒜、黄长筒石蒜、忽地笑、中国石蒜、乳白石蒜,其中安徽石蒜与长筒石蒜的亲缘关系很近;第II类包括香石蒜、鹿葱、换锦花、红蓝石蒜和玫瑰石蒜;第III类由石蒜、矮小石蒜、稻草石蒜和江苏石蒜组成;第IV类为外类群中国水仙。分子聚类结果不仅支持乳白石蒜、鹿葱、红蓝石蒜、江苏石蒜、稻草石蒜的杂交起源观点,而且与形态学分类、物种的染色体倍性、核型存在较高的一致性,即除乳白石蒜外,染色体基数接近或等于11、核型含有11t或11t 倍数的物种聚为一大类;染色体基数不等于11、核型为6M+10T的种聚成了另一大类。SSR-PCR容易区分同种不同产地的安徽石蒜或不同花色的长筒石蒜,外形十分相似的石蒜和矮小石蒜,忽地笑和中国石蒜。本研究认为,将安徽石蒜作为一个独立的种不太合适,它可能是长筒石蒜的变种或是以长筒石蒜为亲本的杂交种。     

SSR分子标记在山茶属观赏资源遗传多样性研究中的应用

采用微卫星(SSR)分子标记的方法,利用20对SSR引物对33份山茶属资源(含种和品种)的DNA样品进行了PCR扩增,从中筛选出10对扩增效果较好的SSR引物,并对33份资源进行了遗传多样性分析。结果显示:10对引物在33个植物材料中共检测出123个等位基因,每个SSR位点的等位基因数为3~22个,SSR2引物检测到的等位基因数量最多,达22个,平均每对引物含有12.3个等位基因,平均多态性信息量为0.74,变化范围为0.06~0.96。利用遗传距离矩阵按UPGMA方法进行聚类,结果表明33份植物材料可分为9个分支,很好的区分了品种间的亲缘关系,可为杂交育种的组合选择提供理论基础。不同花型的山茶属植物在10个微卫星位点上共发现42个特异等位基因,可能与不同的花型性状有关。     

微卫星DNA标记探讨镜鲤的种群结构与遗传变异

采用30个微卫星分子标记, 对5个镜鲤群体的观测杂合度(^H_o)、期望杂合度(^H_e)、多态信息含量(PIC)和有效等位基因数(^A_e)等进行了遗传检测, 根据基因频率计算遗传相似系数和Nei氏标准遗传距离, 以c2检验估计Hardy-Weinberg平衡, 以近交系数(FST)和基因流(Nm)分析群体的遗传分化。同时, 使用PHYLIP3.63软件绘制基于Nei氏标准遗传距离的UPGMA聚类图, 并进行bootstrap自举检验验证进化树的可靠性。在德国镜鲤选育系(Scattered Cyprinus carpio L.)和来自4个不同养殖场(松浦、东岗、奉城和辽中)的德国镜鲤群体中共检测到7 083个扩增片段, 长度在102 ~ 446 bp之间, 在群体内扩增出等位基因1~16个不等, 共计356个等位基因。结果表明: (1)5个群体检测的有效等位基因数在1.07~12.30个不等, 平均多态信息含量为0.74、0.74、0.69、0.75和0.75, 无偏期望杂合度的平均值为0.74、0.78、0.70、0.76和0.78, 说明这几个群体属于高度多态, 遗传多样性水平较高。(2)群体间相似系数在0.52以上, 相似性较高。聚类分析显示, 东岗、奉城和辽中3个养殖场的德国镜鲤群体聚类成一个分支, 而德国镜鲤选育系与松浦群体聚类成另一分支。聚类的先后与它们在地理分布上距离远近有一定的相关性。(3)在与功能基因相关的多个微卫星基因座位上, 扩增产物呈现不同程度的缺失现象, 这些无效等位基因的产生可能与结构基因在育种中受到人工选择的影响较大有关。     

Genetic differentiation of Helicoverpa armigera (Hübner) and H. assulta (Guenée) (Lepidoptera: Noctuidae) based on AFLP markers

Abstract Here we use amplified fragment length polymorphism (AFLP) to assess genetic differentiation of Helicoverpa armigera and H. assulta . The results indicated that both species-specific fingerprints and cluster analysis showed the ability of AFLP technique to discriminate the two sibling species; among a total 1963 AFLP markers amplified from nine primer combinations: 777 (39.6%) were H. armigera -specific, 602 (30.7%) were H. assulta -specific, and 584 (29.7%) were common bands. The mean number of H. armigera -specific bands was significantly more than that of H. assulta -specific bands for nine primer combinations ( P < 0.05); the intraspecific distance of H. armigera and H. assulta was 0.123 0 and 0.110 7 respectively, and the interspecific distance was 0.178 3. In addition, the percentage of polymorphic loci and estimated average heterozygosity were used to estimate genetic diversity of the two species. This study therefore demonstrates that AFLP analysis is a sensitive and reliable technique to study genetic differentiation and genetic relationships between species and provides sufficient molecular markers for future linkage map construction, location and eventual cloning of genes involved in traits differentiation.     

基于SSR分子标记的酸浆属植物亲缘关系研究

近年来, 由于营养价值高、果实可当水果食用且具有潜在的药用价值, 酸浆属(Physalis)植物在全球范围内受到了越来越多的关注。采用SSR分子标记技术对我国范围内主要分布的4种酸浆属植物的22份样品进行了亲缘关系研究, 结果表明, 20对SSR引物共扩增出118个位点, 其中107个(90.7%)为多态性位点; 平均种间遗传相似系数为0.501。UPGMA聚类和PCoA分析结果得出相似结论, 并且将供试酸浆属植物样品分为两大类。其中, 酸浆(P. alkekengi var. francheti)的所有样品与其它酸浆属植物的遗传距离最远, 单独聚为一类, 与前人的研究结果非常吻合。研究表明, SSR标记遗传信息丰富, 可以用于酸浆属植物的亲缘关系分析。研究结果为酸浆属种质资源保护提供了有效信息, 并且为酸浆属植物的分子辅助育种奠定了重要基础。     

基于SRAP和TRAP标记的河北野生狗牙根种质遗传多样性分析

以SRAP和TRAP 2种标记技术对36份狗牙根材料的遗传多样性及亲缘关系进行了分析,其中包含34份河北省野生狗牙根种质资源。分别由238对SRAP和85对TRAP引物组合中筛选获得具有多态性的SRAP和TRAP引物组合各10对,PCR扩增总条带分别为186和161条,多态性条带156和132条,平均每对引物扩增出多态性条带各15.6和13.2条,多态性位点比率分别为83.4%和81.0%。2种标记合并进行聚类分析,所有供试的36份狗牙根材料遗传相似系数GS=0.519~0.983,平均为0.7。当GS=0.68时,可将36份供试材料分为4个类群。本研究结果表明河北野生狗牙根种质资源存在较丰富的遗传多样性,可为种质资源保护和选育优良狗牙根新品种提供科学依据。     

Genetic Diversity in Cymbopogon Species using PCR-Based Functional Markers

Genetic diversity among 25 accessions (involving 8 species, 2 interspecific hybrids and one hybrid mutant) of medicinally important genus Cymbopogon was assessed using 17 PCR-based functional markers, that were designed from members of three different multigene families. We developed 16 primer pairs from two multigene families, 8 primer pairs each from cytochrome P450 and UDP-glucosyltransferase (UGT); one primer pair was derived from 5S rRNA gene family. A total of 119 fragments were visualized, of which 108 (91%) were polymorphic. The level of diversity among different taxa/accessions observed during the present study was, however, low relative to the diversity level obtained due to RAPD markers in two earlier studies. The pattern of genetic diversity neither matched with the known taxonomic classification, nor did it always match with the distribution of chemical constituents of the essential oils available in these accessions. Thus, present investigation though revealed poor correlation between the molecular and chemical diversity, these gene-based markers may prove useful in the development of perfect markers for association mapping of genes involved in controlling agronomically important traits.