基于核基因LEAFY的中国珍稀濒危植物中华水韭的遗传多样性分析

利用核基因LEAFY第二个内含子片段对中国现存中华水韭（Isoetes sinensis Palmer）的遗传多样性进行分析,探讨了中华水韭自然居群的遗传多样性结构及其形成机制。结果显示：现存中华水韭7个自然居群共105个样本中存在78个单倍型,单倍型多样性（H_d）为0.989,核苷酸多样性（π）为0.021,遗传差异主要存在于居群内（72%）,且存在较高的基因流（N_m=0.59）。同时,居群遗传学分析结果发现中华水韭居群不存在明显的谱系地理格局（G_ST>N_ST）;Mantel检验中Rxy值为-0.286,P（rxy-rand≥rxy-data）值为0.370,表明居群遗传距离和地理距离之间没有明显相关性;UPGMA聚类分析显示处于海拔较高位置的2个居群与其它5个居群遗传关系较远;中性检验（Taijima's D、Fu & Li's D^*和F^*）检测结果均为负值,基于稳定模型的失配分布检测显示为多峰。根据中华水韭居群的地理位置,推测中华水韭的遗传结构可能与水系、海拔分布及其杂交后代多倍化的物种形成过程相关。     

珍稀濒危植物太行菊遗传多样性的ISSR分析

利用ISSR分子标记技术对太行山特有濒危物种太行菊11个自然居群的遗传多样性进行研究。用10个引物对11个居群的122个样品进行扩增,共得到150个扩增位点,其中多态性位点149个,多态位点百分率(PPL)为99.33%。POPGENE分析显示,太行菊具有较高的遗传多样性(H=0.2149,I=0.3455)。沁阳市大西天居群的遗传多样性水平最高(H=0.1910,I=0.2969),山西陵川县大双村居群的遗传多样性水平最低(H=0.1356,I=0.2155)。Nei’s遗传多样性分析表明,11个自然居群间出现了较高的遗传分化(基因分化系数Gst=0.2566,基因流Nm=1.4488)。生境的的片段化和基因流障碍可能是导致太行菊居群间遗传分化显著的主要原因。通过对太行菊居群遗传多样性和遗传结构的分析,该文提出了一些保护策略。     

珍稀濒危植物长叶红砂种群遗传多样性的ISSR分析

采用ISSR分子标记技术,对濒危小灌木长叶红砂(Reaumuria trigyna) 集中分布的5个种群的遗传多样性水平和遗传结构进行了研究。14条引物共检测到114个位点,其中99个为多态位点,多态位点比率为86.84％,长叶红砂种群具有较高的遗传多样性。物种水平上Shannon多样性指数(I)为0.468 8,Nei基因多样性指数(H)为0.308 4;种群水平上,多态位点比率P为77.89%,I为0.410 6,H为0.260 9,基因分化系数Gst为0.106 9,揭示了长叶红砂种群遗传变异多存在于种群内,种群间的遗传分化较小,占10.69%。 基因流(Nm)为4.178 7＞1,说明种群间的基因交流,防止了由于遗传漂变导致的遗传分化。聚类分析表明长叶红砂种群遗传距离与地理距离之间无显著的相关性。研究结果说明遗传多样性水平与物种本身特性和所处不同群落有关,濒危植物并不一定表现为遗传变异水平的降低。     

珍稀濒危蕨类植物中华水韭染色体数目的研究

蕨类植物中华水韭 Isoetes sinensis Palmer,隶属于拟蕨类水韭亚门水韭目水韭科水韭属。该亚门现仅存单目单科 2属 [1] ,形态特征独特 ,系统位置也原始而孤立 [2 ] ,其染色体资料对探讨单目单科水韭属植物的系统演化进而对蕨类植物系统演化均极具意义。水韭属植物全世界现存约 1 30种[1] ,主要分布于北半球 ,我国仅有 4种 ,且数量十分稀少 ,全部被列为国家一级重点保护对象 ,其中 ,中华水韭是中国境内发现的第一种水韭 ,现仅零星存在于江苏、安徽、浙江、江西的少数湿地 [3 ,4] ,已处于极度濒危状态 [4] 。目前有关水韭属植物染色体资料均…     

分子标记技术在蕨类植物遗传多样性研究中的应用

简要介绍了蕨类植物的生态类型和生殖方式;回顾了近年来分子标记技术在蕨类植物遗传多样性研究中的应用,主要包括种间亲缘关系和分类学的研究、遗传变异和遗传结构的研究,以及系统发育地理学方面的研究.最后,对蕨类植物遗传多样性研究中存在的一些问题进行了讨论和展望.     

珍稀濒危植物距瓣尾囊草遗传多样性的ISSR分析

利用ISSR分子标记,对狭域分布在四川省江油涪江上游区段的毛茛科濒危植物距瓣尾囊草(Urophysarockii Ulbrich)现存4个居群的遗传多样性进行了研究。结果显示:(1)14个引物共检测到121条清晰的谱带,其中多样性条带118条;距瓣尾囊草在物种水平上遗传多样性较高,多态位点百分率(PPB)为97.86%,Nei’s基因多样度指数(H)为0.306 9,Shannon’s多样性信息指数(Hsp)为0.466 3;在居群水平上遗传多样性相对偏低,PPB为63.22%,H为0.196 2,Shannon多样性信息指数(Hpop)为0.271 1。(2)3种方法分析显示,居群间遗传分化较低,AMOVA、Gst和(Hsp-Hpop)/Hsp分别为0.341 2、0.295 2和0.42,据此推测距瓣尾囊草繁育系统以异交为主。(3)经Mantel检验,居群间的遗传距离与地理距离之间存在正相关关系(r=0.742 4,P=0.089 0)。研究表明,人类活动的干扰和生境的片断化是导致距瓣尾囊草濒危现状的主要原因,建议对距瓣尾囊草全部居群的全部个体予以及时地就地保护;因遗传变异主要存在于居群内的个体间,故迁地保护时应在各居群内大量采样,以达到最大限度保存距瓣尾囊草遗传多样性的目的。     

濒危植物山白树遗传多样性及亲缘关系的ISSR分析

利用ISSR分子标记,对我国特有种金缕梅科(Hamamelidaceae)濒危植物山白树(Sinowilsonia fienryi Hemsl)6个野生居群和2个栽培居群75份试验材料的遗传多样性进行研究,以期为该物种种质资源的保护和合理利用提供科学依据。试验结果显示:(1)10条引物共检测到89条清晰的谱带,其中多态性条带85条,多态位点百分率(PPB)为95.5%,说明山白树在物种水平上遗传多样性较高;(2)Nei's基因多样度指数(H)为0.283 3,Shannon's多样性信息指数(I)为0.4034;Nei's遗传分化系数(G_(st))为0.3507,居群间与居群内变异百分率分别是25.49%,74.51%,说明山白树居群内与居群间都存在遗传分化,且主要遗传分化来自居群内部;(3)聚类分析(UPGMA法)得到,在阈值0.87处,山白树8个调查居群分为三类,分类结果与其地域分布存在一定规律。     

濒危植物观光木遗传多样性及遗传结构分析

采用筛选的8条ISSR引物对濒危植物观光木13个野生种群的遗传多样性及遗传结构进行分析,结果显示:物种和种群水平上多态性位点百分率分别为79.67%和46.84%,Shannon表型多样性指数分别为0.3880和0.2192,与木兰科其他近缘植物相比,遗传多样性水平较高;分子方差分析表明,观光木野生种群间遗传分化系数为0.3752,种群间存在显著的遗传距离;STRUCTURE分析和UPGMA聚类表明,参试的13个野生种群可分为3大类群;相关性分析表明,种群间遗传距离与其地理距离呈显著正相关。南昆山、笔架山、弄相山种群的遗传多样性最丰富,建议优先加以保护。     

濒危植物连香树居群的遗传多样性和遗传分化研究

利用ISSR分子标记技术对濒危植物连香树10个居群的遗传多样性和遗传变异进行了分析,结果表明:连香树物种水平遗传多样性较高,多态位点百分率(PPB)达到69.59%,Nei’s基因多样性指数(H)和Shannon信息指数(I)分别为0.231 3和0.351 4;而在居群水平上,多态位点百分率(PPB)为30.61%,Nei’s基因多样性指数(H)和Shannon信息指数(I)分别为0.115 6和0.173 3。遗传变异分析表明,居群间遗传分化程度高,遗传分化系数(GST)为0.500 3,居群间基因流Nm为0.527 3。Mantel检测,居群间的遗传距离和地理距离之间不存在显著的相关性。生境的片断化使居群间的基因流受阻,可能是导致居群间高遗传分化和居群水平低遗传多样性的主要原因。     

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。     

白木香遗传多样性研究

用ISSR分子标记技术对白木香(Aquilaria sinensis(Lour.)Gilg)的遗传多样性进行分析.结果表明,白木香物种水平的遗传多样性较高,而居群水平的遗传多样性相对较低,其中广东茂名居群的遗传多样性最高.白木香居群间存在较大的遗传分化,遗传分化系数G_(ST)=0.4425,表明居群内遗传分化大于居群间的分化.UPGMA聚类分析表明白木香分化为两个谱系,其中谱系Ⅰ由广东、福建、海南的5居群组成,谱系Ⅱ由广西、云南的3个居群组成.居群间的基因交流受到阻碍(Nm=0.6633<1),阻碍主要产生于两个谱系间,而谱系内部的居群间在较近的历史时期基因交流频繁(Nm分别为1.4382和1.2333),谱系分化的原因主要是地理因素,两谱系交界处有云开山脉等形成的天然屏障,阻碍物种的扩展和基因交流.     

杉木远交亲本群体遗传多样性研究

借助ISSR分子标记技术,对杉木和侧柏远交亲本群体的遗传多样性进行了研究,采用国际上流行的软件（PopGENE）进行数据处理,获得如下结果：(1)群体多态性位点百分率为88.2%;(2)Nei’s基因多样性指数平均值为0.399 7;(3)Shannon信息指数多样性数为0.582 4;(4)群体内亲本间的平均遗传距离为0.669 8,变幅为(0.069 0,1.609 4),其变异系数为69.19%。经与国内外同类研究结果比较分析后认定:杉木远交亲本群体具有较高的遗传多样性,具有较大的改良潜力,由其衍生的生产群体亦具有较宽的生态适应性。     

基于核基因和叶绿体基因的台湾水韭遗传多样性和遗传结构的分析

利用核基因和叶绿体基因对台湾水韭（Isoetes taiwanensis Devol）2个居群20个样本的遗传多样性和遗传结构进行了分析,并对台湾水韭的保育提出了建议。核基因的检测结果显示,2个居群共存在18个单倍型,单倍型多样性为0.9842,核苷酸多样性为0.00215,居群间基因流N_m为4.26,居群间分化系数G_st值为0.05543;叶绿体DNA的检测结果显示,单倍型数目为6,单倍型多样性为0.6211,核苷酸多样性为0.00326。其中台北居群的单倍型多样性和核苷酸多样性均比金门居群高。核基因和叶绿体基因的AMOVA分析显示,居群内的遗传差异远高于居群间。台湾水韭的核苷酸多样性相对其他水韭属植物较低,可能与台湾水韭的染色体倍型以及狭域分布有关。居群结构的形成可能和基因流以及奠基者效应有关。宜采用原地和迁地保护的方法对居群进行保护。     

两种濒危水韭植物迁地保护居群的基因流动态及回归重建保育遗传管理策略

采用微卫星分子标记对中华水韭（Isoetessinensis）安徽休宁、浙江建德和东方水韭（I.orientalis）浙江松阳三个孑遗居群的迁地保护居群开展了遗传多样性检测与遗传结构分析。7对多态性微卫星引物在36个迁地保护亚居群的720个样本中共检测到59个等位基因,每位点平均等位基因数（A）为8·43。迁地保护亚居群均维持很高的遗传多样性,多态信息含量（PIC）平均为0·707。迁地保护亚居群间遗传分化较低,遗传分化系数GST仅为0·070,居群间具有较大基因流（Nm=3·59）。单因素方差分析发现水韭孢子或孢子体在沿主要水流方向上的长距离传播能力要强于弱水流方向上的短距离传播能力,水流动态对水韭植物的基因流有重要影响。这与UPGMA聚类分析中迁地保护亚居群按邻近位置或水流相通程度优先聚类的结果相一致,水流所带动的强大基因流导致了不同孑遗居群来源的迁地保护亚居群间的遗传混杂。建议在开展水韭植物的迁地保护或回归自然重建时,对具有地方适应分化或者显著性进化的水韭植物居群应相互隔离而不宜配置在一起,以避免远交衰退的遗传风险。     

Genetic consequence of restricted habitat and population decline in endangered Isoetes sinensis (Isoetaceae)

BACKGROUND AND AIMS: Isoetes sinensis (Isoeteaceae) is a critically endangered aquatic quillwort in eastern China. Rapid decline of extant population size and local population extinction have occurred in recent years and have raised great concerns among conservationists. METHODS: Amplified fragment length polymorphisms (AFLPs) were used to investigate the genetic variation and population structure of seven extant populations of the species. KEY RESULTS: Eight primer combinations produced a total of 343 unambiguous bands of which 210 (61.2 %) were polymorphic. Isoetes sinensis exhibited a high level of intra-population genetic diversity (H(E) = 0.118; hs = 0.147; I = 0.192; P = 35.2 %). The genetic variation within each of the populations was not positively correlated with their size, suggesting recent population decline, which is well in accordance with field data of demographic surveys. Moreover, a high degree of genetic differentiation (F(ST) = 0.535; G(ST) = 0.608; theta(B) = 0.607) was detected among populations and no correlation was found between geographical and genetic distance, suggesting that populations were in disequilibrium of migration-drift. Genetic drift played a more important role than gene flow in the current population genetic structure of I. sinensis because migration of I. sinensis is predominantly water-mediated and habitat range was highly influenced by environment changes. CONCLUSIONS: Genetic information obtained in the present study provides useful baseline data for formulating conservation strategies. Conservation management, including both reinforcement for in situ populations and ex situ conservation programmes should be carefully designed to avoid the potential risk of outbreeding depression by admixture of individuals from different regions. However, translocation within the same regional population should be considered as a measure of genetic enhancement to rehabilitate local populations. An ex situ conservation strategy for conserving all extant populations to maximize genomic representation of the species is also recommended.     

极濒危植物中华水韭休宁居群的遗传结构

采用超薄平板微型聚丙烯酰胺等电聚焦电泳方法对极濒危蕨类植物中华水韭(Isoetes sinensis)现存于安徽休宁的5个亚居群的等位酶多样性和遗传结构进行了研究。结果表明：中华水韭居群每位点平均等位基因数A=1．7,平均多态位点比率P=55．56％,平均预期杂合度He=0．201。居群中半数的多念位点表现为等位基因的“固定杂合”,5个亚居群的遗传多样性无显著差异,但都表现出严重偏离Hardy—Weinberg平衡的杂合子过昔;其遗传变异主要发生于亚居群内(94．27％),亚居群之间的遗传分化较小(Gsl=0．0573),亚居群间遗传一致度较高(I=0．960—0．999)。我们推断这可能是由于居群构建之初的奠基者效应或者原种群曾经历了较为严重的遗传瓶颈所导致;此外亚居群间便利的基因交流也可能起到了很大作用(Nm=4．5062)。取自休宁居群的75株样品由13个专一多位点基因型(18个位点等位酶基因型)组成,亚居群及个体间高度遗传均质。本文还就中华水韭休宁野生居群濒危的遗传因素进行了探讨,并提出了相应的保育策略。     

不同生态区罂粟种质的遗传多样性ISSR分析

为了揭示罂粟种质的遗传多样性,利用ISSR分子标记进行遗传多样性研究,从100条随机引物中筛选出9条多态性引物对所有样品扩增,共检测到109个等位变异位点,引物等位位点数在9～16之间,平均每条引物有12个等位变异,其中,引物807的等位位点最多,为16个。引物等位位点多态性信息量PIC值为0.77～0.92。其中引物807的PIC值最大(0.92),引物847的PIC值最小(0.77),遗传相似系数在-0.452～0.981之间,且明显聚为2个类群;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;本研究将为罂粟种质资源科学有效利用提供理论依据。