中哈边境区域黑腿星翅蝗遗传多样性与遗传分化研究

【目的】为了明确中哈边境区域黑腿星翅蝗Calliptamus barbarus Costa的遗传多样性,阐明其区域性发生的遗传机制。【方法】测定中哈边境新疆边境区域阿勒泰、塔城、博乐、伊犁等和哈萨克斯坦境内黑腿星翅蝗5个种群100个体的COⅠ基因全长序列(1 540 bp),利用DnaSP 5.0,MEGA 6.0和Arlequin3.5等软件分析种群遗传多样性与分化情况。【结果】共获得100条COⅠ基因序列,在5个地理种群中发现122个变异位点,包含69个单倍型,其中1个单倍型为4个种群所共享。种群间的遗传距离范围为0.001-0.086。总群体单倍型多样性指数H_d=0.987,各地理种群单倍型多样性介于0.973-0.995之间,总群体核苷酸多样性P_i=0.008 4,总群体的遗传分化系数G_(st)=0.004 5,总群体固定系数F_(st)=0.014 2,总基因流N_m=4.61。中性检验(Tajima's D=-1.553 3,P0.05;Fu’s Fs=-3.732 4,P0.05)结果表明中哈边境黑腿星翅蝗种群在较近的历史上没有出现群体扩张。单倍型网络图和NJ单倍型系统树结果一致,博乐种群与其他种群分化较明显,AMOVA分子变异分析结果表明中哈边境不同地理种群黑腿星翅蝗的遗传分化主要来自种群内部(98.56%),种群间变异水平很低(1.44%)。不同地理种群的遗传距离与地理距离间的相关性不显著。各单倍型散布在不同地理种群中,未形成明显的系统地理结构。【结论】中哈边境区域不同地理种群黑腿星翅蝗基因交流频繁,遗传分化程度低。     

基于线粒体COI序列变异的高原鼢鼠种群遗传分化研究

基于线粒体COI基因序列对高原鼢鼠7个地理种群的遗传多样性、遗传分化和基因流进行分析,158条COI基因序列中发现了570个变异位点,界定了54个COI单倍型。总体单倍型多样性指数Hd为0.911,种群单倍型多样性在0.278—0.964之间,高原鼢鼠的种群遗传多样性较高。群体总的遗传分化系数Fst为0.611,群体间的基因流Nm在-0.020—3.700之间,部分地理种群之间的遗传分化程度高,基因流弱。AMOVA分子变异分析显示,高原鼢鼠的遗传变异主要来自种群之间(77.56%),种群内部的遗传变异较低(22.44%)。中性检验(P0.01)与错配分析显示高原鼢鼠种群经历了群体扩张事件。IBD未检测到地理距离与种群间遗传距离的显著性相关关系(R2=0.124,P=0.118)。综合分析认为,高原鼢鼠不同地理种群间遗传分化的原因除地理隔离外,还与迁移扩散方式、进化过程和其他环境因素有关。     

基于线粒体细胞色素b基因分析海南岛褐家鼠种群遗传多样性

褐家鼠(Rattus norvegicus)是海南岛的主要害鼠之一,海南岛是我国南方海上的重要交通口岸,但关于海南岛褐家鼠的种群遗传多样性以及和邻近地区褐家鼠种群间的基因交流情况还缺乏了解。本研究测序分析了来自海南岛、广东、越南等地91只褐家鼠的细胞色素b基因,分析了不同种群中的Cyt b单倍型,种群间的遗传分化程度(F_(st)),构建了全世界60个褐家鼠的Cyt b单倍型之间的系统进化关系。结果发现,海南岛琼中/澄迈和崖城的褐家鼠种群没有共享的Cyt b单倍型,种群间出现了明显的遗传分化(F_(st)=0.453),但这两个群体分别与广东和菲律宾/越南的褐家鼠分享共同的单倍型,表明海南岛褐家鼠与广东和菲律宾/越南褐家鼠近代存在着基因交流。系统进化分析结果表明,多数海南岛和广东褐家鼠的Cyt b单倍型来自共同的单倍型组CⅢ和CⅦ,说明海南岛和广东省的褐家鼠可能由一个或多个共同的祖先种群扩散而来。由于褐家鼠喜欢与人伴生,褐家鼠很可能随着黎族人在新石器时代中期(大约3 000年前)或更早以前,从广西、广东沿海地区迁移至海南。     

基于mtDNA Cytb基因序列的我国北方地区甜菜夜蛾遗传多样性与种群历史分析

为了明确我国北方不同地理种群甜菜夜蛾Spodoptera exigua遗传多样性与种群遗传结构,阐明该种害虫的种群历史动态,首次对采自我国北方8省17县(市)304头甜菜夜蛾样品进行mt DNA Cytb基因序列测定与分析,利用Dna SP 5.0和Arlequin 3.0软件分析种群遗传多样性、遗传结构、遗传分化与分子变异,基于MP、ML与贝叶斯法构建单倍型系统发育树,与此同时,基于Median-joining法对所有个体构建单倍型网络关系图。结果表明,在所分析的304个序列样本中,共检测出19个单倍型,其中,包括9个共享单倍型,单倍型Hap6为所有种群所共享。总群体具有较低的遗传多样性(Hd=0.422±0.035,π=0.00119±0.00011)与较小的遗传分化(F_(ST)=0.108,P0.001)。单倍型系统发育分析与网络关系图结果表明,虽然19个单倍型被分为2个分支,但各单倍型相互散布在不同种群中,未形成明显谱系地理格局。AMOVA分析表明,甜菜夜蛾遗传变异主要来自种群内(89.18%),种群间变异水平较低(10.82%)。中性检验(Tajima's D=-1.897,P0.05;Fu's FS=-4.424,P0.05)与错配分布分析表明,我国北方地区甜菜夜蛾种群曾经历过种群的近期扩张。     

基于线粒体细胞色素b基因序列探讨长江流域斑点蛇种群遗传结构和地理分化

通过分析303尾来自长江上游赤水河、长江上游干流和长江中游的斑点蛇Saurogobio punctatus线粒体细胞色素b(Cyt b)基因序列,探讨这3个种群的遗传结构及地理分化过程。用于分析的Cyt b基因序列长1 097 bp,含变异位点80个,其中简约信息位点34个。303尾个体共检测到49个单倍型,整体呈现较高的单倍型多样性(H_d=0.803)和较低的核苷酸多样性(P_i=0.003 71)。由单倍型构建的系统发育树显示:所有来自长江中游种群的单倍型聚在一起,形成一个单系群,处于系统发育树最进化的位置;来自长江上游干流和赤水河种群的单倍型处于更基部的位置,不能构成单系群。长江上游干流种群与赤水河种群间具有较多的共享单倍型,二者间的遗传分化指数较低(F_(ST)=0.029 4),存在广泛的基因交流。而长江中游与长江上游干流及赤水河种群间的FST值分别为0.614 0和0.706 0,暗示长江上游与长江中游的斑点蛇间已发生高度分化。中性检验及错配分析显示,长江上游干流种群及赤水河种群经历过种群扩张,而长江中游种群未检测到扩张。Bayesian skyline plot(BSP)分析显示,斑点蛇种群从距今20万年前开始发生扩张,一直持续到末次间冰期(MIS5)晚期,而后迅速扩张。根据BSP分析及单倍型网络图,推测斑点蛇的起源中心可能在长江上游,然后通过种群扩张逐渐扩散到长江中游,进化成遗传分化较大的种群。     

基于线粒体Cytb基因的意大利蝗遗传多样性分析

【目的】分析新疆荒漠半荒漠草原意大利蝗Calliptamus italicus不同地理种群的遗传多样性,探讨新疆意大利蝗持续严重发生的分子生物学机制。【方法】测定并获得意大利蝗10个不同地理种群的100条Cytb基因全长序列(1 140 bp),利用DnaSP 5.0和Arlequin 3.5软件分析种群遗传多样性、遗传结构、遗传分化与分子变异,并构建了最大似然法系统发育树及单倍型中介网络图。【结果】在100个序列样本中,共检测出54个单倍型。总群体单倍型多样度H_d为0.890,各地理种群单倍型多样度范围介于0.818-1.000,总群体固定系数F_(st)、遗传分化系数分别为0.017 8、0.018 9,总基因流N_m为13.84,种群间遗传差异(3.31%)远小于种群内的遗传变异(96.69%),结果表明,意大利蝗群体稳定,历史上未出现群体扩张,地理距离可能不是影响种群间遗传距离的重要因素。【结论】新疆意大利蝗不同地理种群间基因交流频繁,通过种群内遗传变异提高适应外界环境能力,可能是其持续严重发生的重要原因之一。     

柴达木野生黑果枸杞的空间遗传结构

基于cpDNA序列, 研究柴达木野生黑果枸杞(Lycium ruthenicum)的遗传多样性、遗传结构和单倍型进化关系, 可为其种群的遗传保护提供理论依据。该研究基于3个筛选的叶绿体多态引物: psbA-trnH、psbK-psbI和trnV, 利用群体遗传分析方法研究柴达木盆地野生黑果枸杞的遗传变异格局: 利用软件DnaSP 6.0和Permut 2.0计算分子多样性指标, 利用分子方差分析研究组间和种群间的遗传变异来源, 利用单倍型网络分析和主坐标分析研究单倍型的聚类关系; 利用最大似然树和贝叶斯系统树分析单倍型的谱系进化关系。结果显示: 叶绿体序列psbA-trnH、psbK-psbI和trnV拼接后的总长度为1 454 bp, 鉴别出14个核苷酸变异位点, 共定义了7个单倍型。种群间总的遗传多样(h_T)和种群内遗传多样性(h_S)分别为0.916和0.512。AMOVA分析结果表明, 80%以上的遗传变异来源于组间和种群间。叶绿体单倍型的贝叶斯系统树和最大似然树均表明柴达木盆地黑果枸杞种群聚为2支: 德令哈和格尔木为一支, 诺木洪为另一支。单倍型网络和主坐标分析结果揭示的拓扑结构和聚类关系与系统树一致。Mantel检验结果表明柴达木黑果枸杞种群间的遗传距离与地理距离存在显著的弱相关关系(r = 0.591 1, p = 0.000 9)。柴达木盆地黑果枸杞种群具有较高的遗传多样性, 种群间遗传分化显著。从遗传多样性保护的角度而言, 具有较高遗传多样性的诺木洪林业站和格尔木新乐村种群可划分为保护管理单元。     

Spatial genetic structure of Lycium ruthenicum in the Qaidam Basin

基于cpDNA序列, 研究柴达木野生黑果枸杞(Lycium ruthenicum)的遗传多样性、遗传结构和单倍型进化关系, 可为其种群的遗传保护提供理论依据。该研究基于3个筛选的叶绿体多态引物: psbA-trnH、psbK-psbI和trnV, 利用群体遗传分析方法研究柴达木盆地野生黑果枸杞的遗传变异格局: 利用软件DnaSP 6.0和Permut 2.0计算分子多样性指标, 利用分子方差分析研究组间和种群间的遗传变异来源, 利用单倍型网络分析和主坐标分析研究单倍型的聚类关系; 利用最大似然树和贝叶斯系统树分析单倍型的谱系进化关系。结果显示: 叶绿体序列psbA-trnH、psbK-psbI和trnV拼接后的总长度为1 454 bp, 鉴别出14个核苷酸变异位点, 共定义了7个单倍型。种群间总的遗传多样(h_T)和种群内遗传多样性(h_S)分别为0.916和0.512。AMOVA分析结果表明, 80%以上的遗传变异来源于组间和种群间。叶绿体单倍型的贝叶斯系统树和最大似然树均表明柴达木盆地黑果枸杞种群聚为2支: 德令哈和格尔木为一支, 诺木洪为另一支。单倍型网络和主坐标分析结果揭示的拓扑结构和聚类关系与系统树一致。Mantel检验结果表明柴达木黑果枸杞种群间的遗传距离与地理距离存在显著的弱相关关系(r = 0.591 1, p = 0.000 9)。柴达木盆地黑果枸杞种群具有较高的遗传多样性, 种群间遗传分化显著。从遗传多样性保护的角度而言, 具有较高遗传多样性的诺木洪林业站和格尔木新乐村种群可划分为保护管理单元。     

基于mtCoI基因序列分析秦岭地区耶屁步甲(鞘翅目:步甲科)的谱系地理结构

为揭示秦岭地区耶屁步甲(Pheropsophus jessoensis Morawitz)种群的谱系地理结构,对秦岭2个地理区内25个耶屁步甲地理种群的184个个体的线粒体细胞色素氧化酶亚基Ⅰ (mtCoI)基因部分序列进行了分析.在879 bp个碱基中,共检测到55个变异位点,定义了67个单倍型.单倍型多样性(Hd=0.9550)较高,核苷酸多样性(Pi=0.0049)较低.东、西秦岭地区间和25个地理种群间的平均Kimura 2-parameter (K2P)遗传距离都很小,介于0.0026 ～0.0072.分子变异(AMOVA)和嵌套进化枝谱系地理学分析(NCPA)表明,耶屁步甲的分子变异主要来源于种群内个体间,而东、西两个地区间没有明显的谱系地理结构.错配分布和中性检验分析表明,单倍型之间存在一定的地理关联,距离隔离的限制性基因流以及快速或持续的种群扩张是造成该种目前遗传特征的主要因素.对秦岭地区的耶屁步甲进行种群动态推断,最近一次扩张时间发生0.05 ～ 0.23 Ma,处于更新世晚期,认为可能是第四纪冰期气候的反复变化导致了耶屁步甲现今的遗传格局.     

基于线粒体COⅡ基因序列的双斑长跗萤叶甲中国北方地理种群的遗传多样性研究

双斑长跗萤叶甲Monolepta hieroglyphica (Motschulsky)是自2001年以来在我国北方为害玉米呈加重趋势的一种害虫。为初步探讨中国北方不同地理种群间和种群内该害虫的遗传分化程度、 遗传多样性以及基因流水平, 对来自中国北方的26个不同地理种群的线粒体COⅡ (细胞色素C氧化酶亚基Ⅱ) 基因片段序列的核苷酸多态性进行了研究。结果表明： 在515头个体的长度为484 bp COⅡ片段中共发现了28个变异位点和15种单倍型。单倍型间的系统进化分析发现, 15种单倍型主要分为两大分支。总种群单倍型多样性指数Hd为0.257, 种群内单倍型多样度在0.100～0.515范围内。总种群的Fst为0.585, Gst为0.417, 基因流Nm为0.35。AMOVA分子变异分析结果发现, 双斑长跗萤叶甲的遗传分化主要来自种群之间, 占方差比率的58.58%。实验总种群及大部分种群的中性检验符合中性突变, 说明我国北方双斑长跗萤叶甲在近期没有出现种群扩张现象。研究结果揭示中国北方双斑长跗萤叶甲不同地理种群间基因流水平低, 种群间已发生明显的遗传分化, 分化主要来自种群之间。