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。     

青藏高原地区山生柳遗传多样性研究

利用叶绿体非编码区片段研究分布于青藏高原地区的山生柳居群遗传多样性,对未来山生柳生态环境和青藏高原地区物种丰富度的保护具有指导意义。该研究设计并筛选出cpDNA引物5'trnG2G-3'trnG(UUC)和5'rpS12-rpL20,用扩增出的片段和对应的联合片段进行后续的遗传多样性分析。结果表明:通过山生柳的联合片段检测到35种单倍型,单倍型多态性0.626,核苷酸多态性0.000 85。中性检验Tajima’s D(-2.286 70,P0.01)和Fu’s Fs(-5.298 05,P0.02)都是显著负值,推测山生柳个体数近期经历过扩张。AMOVA分析显示,居群内和居群间遗传变异分别为93.70%和6.30%,表明居群内的变异是山生柳遗传变异的主要来源。居群间遗传分化程度中等偏低(FST=0.063),基因流(N_m)为7.439,说明山生柳各居群的基因交流非常频繁,不同地理居群间存在一定的基因流动。遗传分化系数N_(ST)(0.075)大于GST(0.068)和基于遗传距离和单倍型的UPGMA聚类分析,表明山生柳12个居群分为4组且与居群的地理分布没有明显相关性。山生柳是进行有性繁殖还是无性繁殖主要受环境因素的影响,居群内变异是山生柳遗传变异性的主要来源,居群间基因交流频繁。     

濒危植物伯乐树遗传多样性的初步研究

利用ISSR和RAPD分子标记技术时23份伯乐树材料进行遗传多样性研究.结果表明.筛选出的13条1SSR和lO条RAPD引物分别得到79条和57条扩增带,其中多态性条带分别为50条和33条,多态性条带比率分别为63.29%和57.89%;ISSR和RAPD检测的有效等位基因数分别为1.4036和1.3601,基因多样性为0.2305和0.2115,Shannon信息指数为0.3405和0.3145;分析表明23份伯乐树之间具有比较丰富的遗传变异.对比ISSR和RAPD在PCR反应中的稳定性和检测变异的能力表明,对于试验条件的稳定性而言,ISSR优于RAPD,且总的来说ISSR能检测到比RAPD更多的遗传变异.另外,本研究推断人类活动的干扰和生境的片断化是导致伯乐树濒危现状的主要因素之一.     

古尔班通古特沙漠南部植物多样性的区域差异

植物多样性分布受环境影响,具有尺度依赖性,研究不同区域植物多样性的差异和分布规律有助于剖析群落多样性的整体形成和变化原因,进而为实施有效的保护和利用提供科学依据。以古尔班通古特沙漠植物多样性集中分布的南部为研究区,沿经向方向划分3条样带(绿洲边缘样带、克拉玛依至吉木萨尔的沙漠公路样带以及距离二者之间的沙漠腹地样带),同时根据沙垄高度、走向和生境差异将研究区划分为5个分区,对比研究各样带、各分区的α、β多样性特征及物种共性和差异性。结果表明:3条样带的α多样性变化为绿洲边缘样带沙漠公路样带沙漠腹地样带。随经度的增加,各样带的物种相似性和替代性特征表现相似的变化趋势。物种分析发现沙漠公路样带内短命植物分布较多,绿洲边缘样带以多年生草本和灌木群落为主,而沙漠腹地样带介于二者之间。各分区间的物种组成存在一定差异。沙漠西部、东部、莫索湾垦区附近、沙漠腹地等分区物种丰富度均较高,而古玛纳斯湖区的植物丰富度较低,与其余4个分区间的物种相似性小,相互替代性较强。总结认为古尔班通古特沙漠南部各分区间植物多样性受地史过程的影响较大,而样带间植物多样性受土壤质地、降水量等环境因素影响较大;沙漠东部似是整个南部沙漠的物种扩散中心。     

荒漠区垂直河岸带植物多样性格局及其成因

荒漠区河岸植物多样性格局特征和影响机制研究可为河岸带生物多样性保护和管理提供依据。艾比湖荒漠区垂直河岸样带的植物多样性格局及其土壤影响机制的研究表明:(1)距河2.0—3.0 km(T3.0)和0.9—1.5 km(T1.5)的样带植物本质多样性、α多样性整体高于距河0.1—0.2 km(T0.2)和0.2—0.4 km(T0.4)的样带(P0.05);(2)T0.4样带多样性最低,物种相似性最高,且植物生活型和土壤属性均较T0.2有较大的变化,反映了距河0.2—0.4 km区域群落性质的转变,0.2—0.4 km可作为确定河岸带宽度的参考样带;(3)影响植物多样性的土壤因素和途径沿T0.2—T3.0样带趋于简单化,即由近河带(T0.2)贫营养(碳磷比(C/P)、土壤有机质(SOM))和高土壤水分(SWC)、盐分(TS)的限制作用,到远离河流旱胁迫加剧时对植物多样性影响逐渐突出的土壤全磷(P)和SWC;(4)根据T1.5、T3.0植物多样性特征,研究区土壤水分在7.0—7.5%间,C/P在26.1—30.2之间以及盐分低于1.0%时能维持较高的多样性。最后对保护区河岸带和缓冲带宽度的确定、河岸带管理、植被资源保护以及生态系统恢复等提出针对性建议,以期为制定有效的河岸带生物多样性维护和资源管理对策提供理论参考和科学依据。     

探析遗传多样性与濒危植物的关系

遗传变异、遗传结构、生活史特征以及种群动态等决定及影响着一个物种与环境及其它物种相互作用的方式与影响,并提出保护建议。     

唐古特大黄ISSR-PCR反应条件的优化

利用单因素试验对影响唐古特大黄ISSR-PCR扩增的重要参数进行优化,以期建立其最佳反应条件。结果如下:20μL反应体系包括1.5×PCR buffer(15mmol/LTris-HCl,75mmol/LKCl),1.00mmol/LMgCl2,0.6UTaq DNA聚合酶,0.125mmol/LdNTP,0.5μmol/L引物和30ng模板DNA;引物UBC888适宜的退火温度为57.4℃。ISSR反应条件的建立为利用分子标记技术研究唐古特大黄居群遗传多样性奠定了良好基础。     

濒危植物崖柏遗传多样性研究

以重庆市大巴山和雪宝山的崖柏为研究对象,对其鳞叶的形态分化进行了初步研究,并用RAPD分子标记技术探讨了该物种在分子水平上的遗传变异。结果表明:崖柏居群内和居群间均存在着广泛的表型及基因型的变异;基于形态数据建立的崖柏居群之间的关系和基于RAPD数据建立的关系不相符;空间距离和生态因子对崖柏居群进化的影响较小;崖柏居群之间的基因流水平较低;应对崖柏居群采取就地保护的措施。     

伏牛山区连翘遗传多样性研究

利用2个叶绿体及1个核基因片段,对伏牛山区3个连翘野生种群30个个体进行了遗传多样性分析.结果表明,叶绿体基因数据得到4个单倍型(H1～H4),单倍型多样性指数(h)为0.545±0.066,核酸多样性指数π为0.001 72±0.000 21.核基因数据得到10个单倍型(A～J),单倍型多样性指数为0.501±0.076,核酸多样性指数π为0.002 53±0.000 49.核基因种群间遗传分化(ФST)为0.167,小于叶绿体基因ФST(0.886),种群间基因流(Nm)为1.250,显著大于叶绿体基因Nm(0.030).研究发现,伏牛山区野生连翘种群目前仍具有较高的遗传多样性,但部分人类活动较多的地区已经造成了连翘遗传多样性的降低.连翘种群间地理距离会限制种子介导的基因流,但在小区域范围内对花粉所介导的基因流影响不明显.     

濒危植物翅果油树种群的遗传多样性和遗传分化研究

利用微卫星（SSR）标记对来自山西和陕西两省的7个翅果油树（Elaeagnus mollisDiels）种群进行遗传多样性和遗传结构研究。10对SSR标记共检测到126个位点,其中多态位点114个。在物种水平上,平均多态位点百分率为90.79%,有效等位基因数（Ne）、Nei基因多样性指数（H）和Shannon多样性指数（I）分别为1.6072、0.3166、0.4603;在种群水平上,多态位点百分率为61.99%,有效等位基因数（Ne）、Nei’s基因多样性指数（H）、Shannon多样性指数（I）分别为1.5445、0.2683、0.3815。遗传分化系数GST为0.2074,表明了翅果油树种群的遗传变异主要存在于种群内。基因流Nm为1.9111〉1,说明种群间基因交流可以阻止由于遗传漂变导致的遗传分化。聚类结果表明,翅果油树种群间的遗传距离与地理距离有一定的相关性,经Mantel检验,种群的地理距离与遗传距离之间呈正相关,但未达到显著水平（p〉0.05）。结果表明,遗传多样性水平与物种本身特性和不同干扰生境有关,濒危植物并不一定表现为遗传变异水平的降低。     

Genetic diversity and population structure of the endangered and medically important Rheum tanguticum (Polygonaceae) revealed by SSR Markers

Rheum tanguticum (Polygonaceae), an endangered plant, is endemic to the Qinghai-Tibetan Plateau. A total of 114 individual of R. tanguticum from 10 geographically separate populations were analyzed using seven pairs simple sequence repeats (SSR) markers. 102 alleles were recorded, with an average of 14.6 alleles per locus (ranging from 13 to 17) and the expected heterozygosity (H_e) ranged from 0.384 to 0.515 (average 0.459). The genetic differentiation between populations was relatively high (F_st = 0.249); the gene flow (N_m = 0.754), however, was limited, which suggested that around 21.18% of the total genetic variations occurred between populations. Our results revealed high levels of genetic variations within and between populations. The endangered status of this species is probably due to harvesting of the wild populations, rather than a lack of the genetic diversity. Anthropologic effects as well as other factors may, together, have shaped the genetic structure of this species.     

Genetic diversity of wild populations of Rheum tanguticum endemic to China as revealed by ISSR analysis

Rheum tanguticum is an important but endangered traditional Chinese medicine endemic to China. The wild resources have been declining. Establishing the genetic diversity of the species would assist in its conservation and breeding program. Inter-simple sequence repeats (ISSR) markers were used to assess the genetic diversity and population genetic structure in 13 wild populations of R. tanguticum from Qinghai Province. Thirteen selected primers produced 329 discernible bands, with 326 (92.94%) being polymorphic, indicating high genetic diversity at the species level. The Nei's gene diversity (He) was estimated to be 0.1724 within populations (range 0.1026–0.2104), and 0.2689 at the species level. Analysis of molecular variance (AMOVA) showed that the genetic variation was found mainly within populations (71.02%), but variance among populations was only 28.98%. In addition, Nei's differentiation coefficients (G_st) was found to be high (0.3585), confirming the relatively high level of genetic differentiation among populations. Mantel test revealed a significant correlation between genetic and geographic distances (r = 0.573, P = 0.002), and the unweighted pair-group method using arithmetic average (UPGMA) clustering and Principal coordinates analysis (PCoA) demonstrated similar results. Meanwhile, the genetic diversity of R. tanguticum positively correlated with altitude and annual mean precipitation, but negatively correlated with latitude and annual mean temperature. This result might be an explanation that the natural distribution of R. tanguticum is limited to alpine cold areas. We propose conservation strategy and breeding program for this plant.     

Development of 10 microsatellite loci for <Emphasis Type="Italic">Rheum tanguticum</Emphasis> (Polygonaceae)

Rhubarb is an important Traditional Chinese Medicine. However, the wild resource has been declining. In order to design appropriate conservation methods for the official species across their natural distributions, it is important to characterize their genetic diversity. Here, we describe the development of 10 new microsatellite loci for AC/TG/CCA in Rheum tanguticum. The microsatellites were enriched using the combined biotin capture method. The polymorphism of each locus was further assessed in 12 individuals from four geographically distinct populations of this species. The number of alleles ranged from three to seven and the expected heterozygosity ranged from 0.53 to 0.73. All markers have been checked in the other three species in the genus and two of them together comprise the official medicinal rhubarb resource with R. tanguticum. These microsatellite markers could provide a useful tool for genetic and conservation studies of the rhubarb species.     

四川西部濒危植物桃儿七遗传多样性的RAPD分析

桃儿七是一种具有重要药用价值的珍稀濒危植物。采用RAPD分子标记技术,对在四川西部地区的桃儿七7个自然种群的遗传多样性水平和遗传结构进行了分析。用12个RAPD引物对7个种群共140个样品进行了扩增,共得到111条清晰带,其中32条具有多态性,在物种水平上多态位点百分率(PPB)为28.83%,在种群内的多态位点百分率变动幅度为4.50%至16.22%。同其它一些濒危植物相比,桃儿七种群具有较低的遗传多样性(He=0.0622,Ho=0.0987)。7个自然种群间出现了很强的遗传分化,分化指数接近70%。种群间的基因流低(Nm=0.2240)。造成上述结果的可能原因是与桃儿七的繁育方式和有限的基因流等因素有关。应将遗传多样性相对较高的松潘县牟尼沟种群作为原位保护的核心种群进行保护,尽量保护所有现有种群。     

濒危植物宽叶羌活天然居群cpDNA非编码区多态性分析

采用叶绿体DNA非编码区直接测序的方法,对青海、甘肃、四川3个省区内濒危植物宽叶羌活14个天然居群的遗传多样性和遗传结构进行了研究,以明确其遗传背景,为宽叶羌活的保护提供理论依据。结果表明:(1)14个居群138个个体的序列长度介于509~515bp;碱基组成A+T含量较高(平均67.6%)。(2)根据序列的核苷酸变异共鉴定出31个单倍型,其中9种单倍型(H5、H1、H9、H10、H16、H17、H19、H20、H22)为居群所共享,而且单倍型H5分布最广、在10个群体的67个个体中检测到,占总样品数的48.56%。(3)14个居群宽叶羌活具有高水平单倍型多样性(Hd=0.750 3)和较高水平核苷酸多样性(Pi=0.007 11),但31个单倍型没有按地理分布形成明显的族群,各地理单元中的单倍型相互混杂,没有明显的地理分化模式。(4)AMOVA分析、居群间分化度(FST=0.602 4)分析和基因流(Nm=0.330)分析的结果一致,表明宽叶羌活大部分遗传变异(60.24%)发生在居群间,居群间的基因流较低,群体间变异是宽叶羌活的主要变异来源。(5)14个居群的遗传距离在0.000~0.007,平均为0.003,表明居群间的亲缘关系较远,且居群间的遗传距离与地理距离之间无显著相关关系(P=0.143),说明宽叶羌活居群遗传变异的分布没有明显的地理趋势。研究认为,宽叶羌活居群间高的遗传变异可能是由基因流受阻、遗传漂变、地理隔离造成的,并提出了对该物种遗传多样性的保护策略。     

唐古特大黄(Rheum tanguticum Maxim. ex Balf.)功效组分地理变异及气候响应特征

通过研究道地药材唐古特大黄（Rheum tanguticum Maxim.ex Balf.）四种功效组分的地理变异,以及与多层次气候因子间的响应关系,揭示唐古特大黄不同化学型形成的生态学机制。运用聚类方法研究唐古特大黄成分地理变异的空间规律,并利用相关系数法分析气候因子与唐古特大黄成分的响应关系。结果表明：唐古特大黄功效组分存在明显的地理变异。青海和甘肃地区的唐古特大黄属于结合蒽醌化学生态型;而四川所产唐古特大黄为游离蒽醌化学生态型。不同时间尺度气候因子与唐古特大黄组分间的响应特征为：结合蒽醌类物质与年均温呈强负相关,多酚类物质与年均温和年降水为负相关,而与年均日照时数为正相关;结合蒽醌类物质与最冷季节温度是强负相关,多酚类物质与最冷季节温度和最湿季降雨量呈强负相关;月均温和月均日照对结合蒽醌类物质和多酚类物质影响大,其中1月至6月平均气温和9月至12月平均气温与蒽醌类物质呈强负相关,多酚类物质与5月日照量、6月日照量和7月日照量表现出强正相关。地区间的温度和日照量差异是唐古特大黄不同化学型形成的气候原因。最冷季的低温和最湿季的日照量是影响唐古特大黄品质的关键气候因子和主要时间窗口。温度浮动大,日照量高且降水量少的低温区域有助于结合蒽醌类和多酚类物质的形成和累积。     

拉雅松遗传多样性及同域分布种间亲缘关系分析

拉雅松是广西西北部稀有的乡土用材、用脂树种,有较高的经济价值,但其遗传多样性状况及种间进化关系未知。利用SSR分子标记检测拉雅松群体遗传多样性,希望对该物种保护策略的制定提供参考依据。此外,鉴于该地区自然分布的松属树种仅有拉雅松、细叶云南松与马尾松三个种,试图利用SSR分子标记信息分析拉雅松与细叶云南松、马尾松的种间亲缘关系。结果表明:7对SSR引物在拉雅松群体共检测到14个等位基因。有效等位基因数为1.653,观测杂合度为0.577,期望杂合度为0.374,Shannon信息指数为0.540,Nei多样性指数为0.367,表明拉雅松具有较高的遗传多样性。拉雅松与马尾松遗传距离最近为0.0175,与3个细叶云南松群体距离较远,平均为0.0525。拉雅松与马尾松、细叶云南松平均共祖系数(Θ)分别为0.094、0.066,据此推测拉雅松可能与马尾松存在较近的亲缘关系。讨论了拉雅松的遗传多样性保护策略。     

我国锈色棕榈象遗传多样性及遗传结构分析

【目的】外来入侵种锈色棕榈象是全国林业检疫性有害生物。本研究旨在探讨锈色棕榈象在我国的种群遗传结构和分化规律,旨在为今后锈色棕榈象传播蔓延控制提供一定依据。【方法】基于微卫星技术测定12个锈色棕榈象中国地理种群在9个微卫星位点上的序列,使用PopGen32、BOTTLENECK、STRUCTURE等软件对锈色棕榈象种群间的遗传多样性和遗传结构进行分析。【结果】12个地理种群中,有9个种群具有较高的遗传多样性(Nei''s平均值>0.5);瓶颈效应的检测结果显示,除云南蒙自的锈色棕榈象种群在近期遭遇了瓶颈效应以外,其他种群近期均未经历瓶颈效应;广西和江西的锈色棕榈象种群在大多数位点符合哈迪温伯格平衡,其他种群在9个微卫星位点中基本都偏离该平衡;12个地理种群在9个SSR位点的F_st值大部分都小于0.18,平均值为0.1769,基因流N_em为0.4332~2.1130;Structure和主坐标分析法(PcoA)将12个地理种群划分为3支。【结论】锈色棕榈象种群间主要的遗传变异发生在种群内部,种群间遗传变异的变化并不明显,大部分种群间存在频繁的基因交流;新入侵地江西新余和四川崇州的地理种群可能由福建传入。中国锈色棕榈象种群可能存在多个入侵源和入侵路径。     

基于SSR标记探讨三种金花茶植物的遗传多样性和遗传结构

薄叶金花茶、小花金花茶和小瓣金花茶是三种濒危金花茶植物,为了解珍稀濒危植物遗传多样性和遗传结构,该研究利用微卫星标记对他们的7个种群共184个个体进行了遗传多样性和遗传结构分析。结果表明:11个位点共检测到等位基因92个。在物种水平上,小瓣金花茶平均等位基因数(N_A)为3.9、有效等位基因数(N_E)为2.328、观测杂合度(H_o)为0.520、期望杂合度(H_e)为0.501,高于薄叶金花茶和小花金花茶。在种群水平上,有效等位基因数(N_E)在1.788～2.466之间,期望杂合度(H_e)在0.379～0.543之间;种群间遗传分化系数(FST)在0.143 7～0.453 3之间,种群间基因流(N_m)在0.301 5～1.488 9之间。AMOVA分子变异分析显示65.72%的变异存在于种群内。三种金花茶具有较低水平的遗传多样性和高水平的种群间遗传分化。STRUCTURE和PCoA种群遗传结构分析结果将取样种群分为2组,即薄叶金花茶和小花金花茶大部分个体分为一组,小瓣金花茶大部分个体分为一组。现存所有种群应根据实际情况尽快采取就地保护或迁地保护措施。