云杉矮槲寄生遗传多样性及其群体遗传结构分析

该研究采用CTAB法提取云杉矮槲寄生(Arceuthobium sichuanense)的基因组DNA,利用ITS1片段的序列信息对中国9个不同地理群体的62份云杉矮槲寄生样本的遗传多样性及群体遗传结构进行分析。结果表明:(1)62条ITS1序列共定义16个单倍型(H1~H16),表现出较低的遗传多样性水平(h=0.678 5,π=0.005 9),而群体间的遗传多样性水平则表现出较大差异(h=0~1.000 0,π=0~0.009 4);AMOVA分析显示云杉矮槲寄生群体内的遗传变异占到51.37%,群体间为48.63%。(2)Network单倍型网络分析表明,单倍型H1和H12较为古老,且所有群体对2种单倍型无共享现象;单倍型H1是广布单倍型,存在于青海和甘肃的6个群体中,单倍型H12仅在四川的2个群体中有分布。(3)基于最大似然法(ML)构建的群体聚类和中介邻接法构建的单倍型网络图均显示,四川的3个群体为独立类群,区别于青海、甘肃群体,且甘肃和青海的群体之间没有明显分化。该研究首次报道了云杉矮槲寄生遗传多样性和遗传结构,为进一步研究其进化及后续的病害防控提供了一定的参考。     

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。     

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。     

太白山独叶草6个海拔居群的遗传多样性SSR分析

采用SSR分子标记对独叶草(Kingdonia uniflora)6个海拔居群的遗传多样性进行分析,研究其居群遗传多样性水平和遗传结构。结果表明:(1)独叶草居群具有较低的遗传多样性,平均多态位点百分率(PPB)、Shannon多样性指数(I)、Nei’s多样性指数(H)分别为47.04%、0.241 6、0.161 4,总基因多样性(Ht)、居群内基因多样性(Hs)分别为0.419 0、0.163 7,基因流(Nm)为0.527 4。(2)6个居群遗传多样性变化规律随海拔增加先降低后升高。(3)AMOVA分析显示,居群间遗传变异占总遗传变异的66%,与基因分化系数(Gst=0.611 8)相一致。(4)聚类分析将6个居群聚为2支,海拔相近区域的居群优先聚类,但各海拔居群并不严格按照地理距离的远近聚类,与Mantel(r=0.341,P0.05)相关性检测结果相吻合。     

Intraspecific Genetic Diversity of Undaria pinnatifida in Japan, based on the Mitochondrial cox3 Gene and the ITS1 of nrDNA

The intraspecific genetic diversity of the kelp Undaria pinnatifida (Harvey) Suringar (Laminariales, Phaeophyceae) was investigated using DNA sequences of the mitochondrial cytochrome oxidase subunit 3 (cox3) gene and internal transcribed spacer 1 (ITS1) of nuclear ribosomal DNA in plants collected from 21 localities along the Japanese coast between 2001 and 2003. Morphological variation was also examined and compared with the genetic diversity. Cox3 analyses of 106 plants revealed 9 haplotypes (I–IX) that differed from each other by 1–7 bp (all synonymous substitutions). Haplotype I was distributed in Hokkaido and the northern Pacific coast of Honshu, while haplotype III was found along the Sea of Japan coast of Honshu. Other types were found along the central and southern coast of Honshu. ITS1 analyses of 42 plants revealed 0–1.7% nucleotide differences, but plants from the Sea of Japan coast and northern Japan had similar sequences. The lower genetic differentiation along the Sea of Japan and northern coasts might be due to the recent establishment (after the middle of the last glacial period) of the Sea of Japan flora. The cox3 haplotype of cultivated plants was found in natural populations occurring close to cultivation sites (Naruto, Tokushima Pref., and Hokutan, Hyogo Pref.). This suggests that cultivated plants possibly escaped and spread or crossed with plants of natural populations. Morphological analyses of variation in 10 characters were conducted using 66 plants. The results showed no significant local variation owing to the wide variation in each population and did not support any forma previously described. No correlations between the morphological characters and cox3 haplotypes were detected.     

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。     

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.     

直立百部遗传多样性的ISSR分析

利用ISSR分子标记,对直立百部4个居群的84个样本进行遗传多样性研究,探讨山东百部种的地位。结果表明:(1)15个引物共检测到184条清晰的谱带,其中多样性条带153条;直立百部的遗传多样性水平较高,其物种水平多样性条带百分率(PPF)为83.15%,有效等位基因数(Ae)为1.425,Shannon多样性指数(I)为0.388,Nei’s多样性指数(Hpop)为0.254。(2)居群平均水平上多样性条带百分率为63.04%,有效等位基因数为1.351,Shannon多样性指数为0.310,Nei’s多样性指数为0.206。(3)AMOVA分析显示直立百部居群间遗传分化水平(ΦST)为0.126 3,POPGENE分析显示居群间的遗传分化系数(GST)为0.191 1,二者均表明居群内变异大于居群间变异;直立百部居群间的基因流(Nm)为2.116 6,说明居群间的基因交流较频繁。(4)聚类及主成分分析显示,直立百部4个居群聚为两支,其中泰山居群与其他居群关系较远,以蔓生百部和大百部为外类群分析的结果支持将山东百部作为直立百部的异名,Mental检测显示居群间遗传距离与地理距离间没有显著相关性。     

宝兴百合与匍茎百合遗传多样性的ISSR分析

利用5条ISSR引物对宝兴百合(Lilium duchartrei)9个居群和匍茎百合(Lilium lankongense)13个居群的遗传多样性进行了初步检测。结果表明:(1)宝兴百合在物种水平上多态位百分率(PPB)为97.26%,Nei’s基因多样度(H)为0.309 8,Shannon’s多样性信息指数(Hsp)为0.469 4;匍茎百合在物种水平上多态位百分率(PPB)为100%,Nei’s基因多样度(H)为0.3390,Shannon’s多样性信息指数(Hsp)为0.503 0,均略高于宝兴百合。(2)宝兴百合与匍茎百合的遗传多样性在居群水平上相对较低;宝兴百合和匍茎百合居群间遗传分化系数(Gst)分别为0.642 5和0.563 7,表明2个物种居群间的遗传分化大于居群内的遗传分化。(3)经Mantel检测,两种居群间的遗传距离与地理距离均不存在显著的相关性(宝兴百合r=0.263 7,P=0.844 0;匍茎百合r=0.104 2,P=0.695 0);宝兴百合与匍茎百合的遗传多样性及遗传分化现状可能是两者的生活史特性、地理隔离等作用的结果。(4)UPGMA聚类结果显示,宝兴百合与匍茎百合在分子水平上出现了明显分化,支持二者是独立的物种。     

珍稀濒危植物金毛狗的SRAP分析

利用SRAP分子标记技术,对7个居群79株金毛狗进行遗传多样性分析。结果表明:10对SRAP引物组合共得到107条扩增条带,多态性条带比率为85.98%,Nei’s基因多样性指数为0.229 6,Shannon’s多样性指数为0.358 6,表明金毛狗居群水平具有较高的遗传多样性;金毛狗7个居群的总基因多样度为0.229 6,居群内遗传多样度为0.135 4,居群间的遗传分化指数为0.410 6,表明有41.06%的变异存在于居群间,有58.94%的变异存在于居群内;居群间基因流为0.717 8,表明居群间基因交流频率较低;遗传一致度和UPGMA聚类分析结果显示,生境条件相似的居群优先聚集,说明金毛狗种质亲缘关系与地理分布相关性不显著。     

利用SRAP标记分析贵州砂梨资源遗传多样性

采用SRAP标记技术,对贵州59份砂梨种质的遗传多样性进行分析。结果表明:(1)筛选的15对SRAP引物共扩增出151个位点,其中120个是多态性位点,多态百分率为79.47%。(2)POPGENE分析表明,贵州砂梨资源在物种水平上有效等位基因数(Ne)为1.355 9,Nei’s基因多样性指数(H)为0.216 9,Shannon’s信息指数(I)为0.336 2;在区域品种群水平Ne=1.261 1,H=0.155 5,I=0.235 2,以黔西南地区资源的遗传多样性最高,六盘水市最低。(3)聚类分析显示,在遗传相似系数0.75处,可将59份砂梨资源分为6个组,聚类分析结果具有一定的地理区域特性。研究认为,贵州砂梨种质具有较为丰富的遗传多样性,并表现出明显的地理区域特性;SRAP标记与ISSR标记在揭示贵州砂梨种质遗传多样性上具有高度的一致性,但SRAP标记能在更小的变异范围内揭示更多的遗传信息。     

云南泸定百合遗传多样性的表型与ISSR分析

用表型变异分析并结合ISSR分子标记对云南境内10个泸定百合(Lilium sargenttiae)居群进行遗传多样性分析。结果显示:(1)云南10个泸定百合居群的7个表型性状的居群间F值在3.26～19.1之间,表型的居群间差异均达到显著或极显著水平;平均表型分化系数为71.22%,居群间变异(59.92%)大于居群内变异(23.42%),说明居群间表型变异是泸定百合居群变异的主要来源。(2)13个ISSR引物共检测到248个多态位点,物种水平上多态位点率98.80%,Nei’s多样性指数和Shannon多样性指数分别为0.265 5和0.413 1;居群内基因多样度(Hs)为0.175 7,居群间基因分化系数(Gst)0.336 7,Mantel检验显示泸定百合居群在地理距离和遗传距离间具有显著相关性(r=0.804 4,P=0.009 9)。研究表明,云南泸定百合的居群间表型和分子水平均具有较高的遗传多样性,居群间的遗传分化较大,并且分化趋势具有明显的地域性。因此,可选择迁地种植对泸定百合进行有效保护。     

濒危植物毛瓣金花茶遗传多样性的ISSR分析

采用ISSR分子标记对毛瓣金花茶6个自然居群的遗传多样性进行了分析。利用11个引物对150个个体进行了扩增,共扩增出92条条带,其中多态性条带74条。毛瓣金花茶在物种水平和居群水平都表现出相对较高的遗传多样性,在物种水平上,多态位点百分率(PPB)为80.43%,Nei’s基因多样性指数(h)为0.245 1,Shannon多样性指数(I)为0.377 6;在居群水平上,PPB为58.70%~66.30%,h为0.199 7~0.229 3,I为0.300 9~0.343 8。Nei’s遗传多样性分析和AMOVA分析表明,毛瓣金花茶的遗传变异主要存在于居群内,居群间的遗传分化程度较低(Gst=0.126 6,Φst=11.37%),基因流(Nm)为3.448 0。Mantel检测表明,居群间的遗传距离和地理距离之间存在显著的相关关系(r=0.755 1,P0.05)。研究认为,毛瓣金花茶较高的遗传多样性和较低的遗传分化可能与其异交型繁育系统和鸟类传粉有关。     

基于cpDNA非编码序列的北沙柳遗传多样性分析

为揭示北沙柳(Salix psammophila)的遗传多样性、遗传结构及分化特征,利用叶绿体非编码区序列(trnL-trnF和trnD-trnT)对分布于毛乌素沙地和库布齐沙漠的16个北沙柳居群(339个个体)进行了遗传研究,为北沙柳种子资源库遗传管理、遗传改良、遗传育种及品种选育提供理论依据。结果表明:(1)经trnL-trnF和trnD-trnT片段联合比对获得了1811 bp序列,共有12个核苷酸变异位点(8个简约信息位点,4个变异位点),得到16个单倍型。(2)单倍型多样性指数(Hd)为0.737,核苷酸多样性指数(π)为0.00107;且单倍型H3的分布在所有居群中位于单倍型网络图中心,其余单倍型随机分布于各个居群。(3)AMOVA分析表明,北沙柳cpDNA的变异主要来源于居群内(91.16%),居群间遗传分化程度中等(FST=0.08837),各居群间的基因交流非常频繁(Nm=2.58);遗传分化系数NST(0.085)显著大于GST(0.056,0.01相似文献   

濒危物种珊瑚菜遗传多样性的ISSR分析

该研究采用ISSR分子标记对中国10个居群的241个珊瑚菜样本进行了遗传多样性分析。结果显示:8条引物共检测到76条清晰谱带,其中多样性条带64条;POPGENE分析显示,其物种水平多样性条带百分率(PPB)为84.21%,有效等位基因数(Ne)为1.562 8,Shannon多样性指数(I*)为0.866 3,Nei’s遗传多样性指数(h*)为0.342 5,居群间的遗传分化系数(GST)为0.205,基因流(Nm)为1.939 1,表明野生珊瑚菜具有较高的遗传多样性,且大部分遗传多样性存在于居群内;AMOVA分析显示,珊瑚菜居群间遗传分化水平(FST)为0.259 1,也表明珊瑚菜居群内变异大于居群间变异。研究认为,珊瑚菜的濒危原因主要来源于野生生态环境的破坏,应当加强种质资源的保护。     

四川核桃良种SSR指纹图谱构建及遗传多样性分析

为构建四川核桃良种指纹图谱,分析遗传多样性,增强品种间的区分能力,该研究利用SSR标记技术,对四川29个核桃良种进行遗传多样性和聚类分析。结果表明:(1)11对SSR引物共检测到121个基因型和80个等位基因,平均每个位点7.273个等位基因和11个基因型。(2)11个位点的平均有效等位基因数为3.644,平均观察杂合度为0.645,平均期望杂合度为0.718,平均香农信息指数为1.518,平均多态信息含量为0.680。(3)采用引物组合法利用引物wga001、wga032和zmz02构建了29个核桃品种的指纹图谱。(4)聚类分析结果表明,29个核桃品种按照品种类型优先聚类,四川本地核桃品种聚类关系与地理来源没有明显的相关性。研究认为,选用的11个SSR标记能够较好地运用于四川核桃品种的遗传多样性研究(PIC0.5);29个四川核桃品种间亲缘关系较近,遗传基础相对较窄。     

中国引种桉树种质资源的遗传多样性分析

该研究从110对SSR引物中,选用47个扩增稳定、条带特异的SSR多态位点,对42种159份桉树种质材料进行PCR扩增,通过统计条带构建二维数据库的方法,进行遗传多样性分析和聚类分析。结果显示:(1)共检测到137个等位基因,平均每个位点等位基因数为2.915个,各位点等位基因变异范围为2~7个。(2)遗传多样性分析结果表明,平均Shannon’s信息指数为0.181,平均观察杂合度Ho为0.068,平均多态信息含量PIC为0.182。综合各指标分析发现,位点eSSR-GR018、eSSR-GR083和eSSR-GR109的多态性程度最高,反映的遗传信息量更大,能够在桉树种质资源的遗传多样性分析和种质鉴定等方面发挥更大的作用。(3)非加权类平均法(UPGMA法)和主坐标分析法(PCoA法)聚类分析均表明,159份桉树种质材料分为两大类群,且昆士兰桉和少花桉间具有较高的遗传相似度,很可能产生杂交种;聚类结果与基于形态学的HillJohnson分类系统基本一致。研究表明,中国引种的桉树种质资源具有较高水平的遗传多样性,该研究所选用的47对SSR引物可有效地应用于桉树种质资源的鉴定分析。     

中国灌木辣椒种质遗传多样性的SRAP和SSR分析

应用SRAP和SSR分子标记对8份辣椒种质进行了遗传多样性分析,结果表明,15对SRAP引物组合共扩增出321条带,平均每对引物扩增出21.40条,多态性位点比率为72.90%;18对SSR引物共扩增出109条带,平均每对引物扩增出6.06条,多态性位点比率为98.17%。与SRAP比较,SSR检测到的Shannon多样性指数(I)、观测等位基因数(Na)和有效等位基因数(Ne)等遗传多样性参数都较大,说明SSR有更高的多态性检测效率。基于SRAP的聚类与基于SSR的聚类之间存在极显著正相关,且都能将中国灌木辣椒种质与美洲灌木辣椒种质及一年生辣椒种质有效区分。     

天女木兰遗传多样性微卫星标记的研究

以中国7个省份9个天女木兰种群为研究对象,采用微卫星技术(SSR)探讨天女木兰分子遗传多样性。结果显示:(1)9个天女木兰种群间存在较低的遗传多样性,种群平均Nei基因多样性指数(H)0.098 5,平均Shannon信息指数(I)0.146 8;种群间基因流为0.597 9(1),处于很低的水平。(2)天女木兰不同种群在长期进化过程中发生了一定的遗传分化,9个天女木兰种群的遗传距离为0.068 8~0.214 2,遗传相似度介于0.82~0.93之间。(3)聚类分析结果显示,9个天女木兰种群在进化上形成2个主要分枝,贵州麻江种群为一支,其他地区的种群为另一支,其中贵州麻江的天女木兰生存状况较差。(4)天女木兰的遗传多样性与种群分布的经度呈正相关。研究表明,天女木兰种群间的遗传多样性低,缺乏基因交流,可能是导致其濒危的主要遗传学机制。     

武陵山区蛇足石杉遗传多样性的AFLP分析

采用AFLP分子标记对武陵山区蛇足石杉(Huperzia serrata)4个居群进行遗传多样性的研究,结果表明:(1)7对引物组合共扩增出条带615条,其中549条为多态性条带;在物种水平上,多态性条带百分率PPB=89.27%,有效等位基因数Ne=1.257,Nei’s基因多样度指数H=0.178,Shannon多样性信息指数Isp=0.298;在居群水平上,PPB=71.42%,Ne=1.235,H=0.154,Shannon多样性信息指数Ipop=0.251;遗传多样性在居群间有明显的差别,其中坪坝营(PBY)居群最高(PPB=81.95%),而铁峰山(TFS)居群最低(PPB=64.55%)。(2)居群间的遗传分化较低,基于Nei’s基因多样性分析结果显示,居群间遗传分化系数GST=0.159;Shannon’s居群分化系数[(Isp-Ipop)/Isp]为0.16;WINAMOVA分析显示,武陵山区蛇足石杉的遗传变异主要存在于居群内,居群内的遗传变异分量为65.057,占总变异的75.77%,而居群间的遗传变异分量为20.804,占总变异的24.23%;居群内存在极显著的遗传分化(ΦST=0.242,P0.001)。(3)由遗传分化系数(GST)估计,武陵山区蛇足石杉居群间的基因流Nm=2.647,表明蛇足石杉属于异交种。(4)两两居群间的Nei’s遗传一致度(IN)范围为0.031 0~0.969 4;Mantel检测结果显示,居群间的遗传距离与地理距离之间不存在显著的正相关关系(r=0.269,P=0.887)。研究认为,遗传多样性与遗传结构主要决定于居群历史,较少干扰而稳定的居群偏向克隆生殖,遗传多样性较低,而新建居群的遗传多样性则较高;克隆生长、生态位选择、异交,以及有效的孢子风媒传播等可能是其维持较高遗传多样性水平的因素,而过度采挖等人类活动和生境片断化是导致蛇足石杉濒危的主要因素。