分子标记在猕猴遗传多样性研究中的应用

分子标记目前已成为研究遗传多样性的主要工具,为此,简要综述了几种常用的分子标记(RFLPs、RAPD、mtDNA、微卫星DNA、SNPs)的检测方法及其在猕猴种群遗传多样性研究中的应用,为国内猕猴遗传多样性的研究提供参考。     

分子标记在百合属植物遗传多样性研究中的应用

介绍分子标记技术及其发展概况,并重点论述几种常见分子标记技术如随机扩增多态性DNA(random amplified polymorphism DNA,RAPD)、简单重复序列间区(inter-simple sequence repeat,ISSR)、扩增片段长度多态性(amplified fragment length polymorphism,AFLP)和内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)等的基本原理、技术上的优缺点及其在百合属植物遗传多样性研究中的应用现状,同时对分子标记技术在百合属植物遗传多样性研究中的应用前景进行展望.     

基于SNP标记的短须裂腹鱼自然群体遗传多样性分析

研究应用SLAF-seq技术开发了短须裂腹鱼(Schizothoraxwangchiachii)的SNP标记, 并使用开发的SNP标记分析了野生种群的遗传多样性。结果显示实验中RsaⅠ-HaeⅢ的酶切效率为86.93%, 共得到80.08 M reads。通过生物信息学分析, 共获得709758个SLAF标签, 其中多态性的SLAF标签共有243304个, 共得到777082个群体SNP, 测序平均Q30为94.79%, 平均GC含量为40.16%, 测得观测等位基因数为2.005, 期望等位基因数为1.5272, 观测杂合度为0.2007, 期望杂合度为0.3160, 平均遗传距离为0.1523, 遗传多样性指数为0.3386, 香浓指数为0.4827, 多态性信息含量(PIC)为0.2562, 次要基因型频率(MAF)为0.2313, 结果表明目前金沙江阿海至龙开口段短须裂腹鱼野生种群遗传多样性处于中等水平, 这和人为干扰有关。近年来短须裂腹鱼数量逐年减少, 研究短须裂腹鱼的遗传多样性对保护其种质资源起着重要的作用。     

基于SSR分子标记的延胡索遗传多样性研究

采用SSR分子标记分析延胡索的遗传多样性,筛选出多态性高、稳定性好的12对引物,对19个居群360份延胡索样品进行了群体遗传分析。结果表明:(1)12对SSR引物共扩增出多态性位点227个,检测到4~9个等位基因,平均等位基因数目为5.25个,表现出丰富的多态性;延胡索居群具有较高的遗传多样性(Na=5.25,I=1.192 6,H=0.387 9),物种间遗传分化程度高(Fst=0.388 3),基因流较弱(Nm=0.393 8)。(2)UPGMA聚类分析和贝叶斯距离分析结果表明,19个居群明显聚为4大支;Mantle Test结果(r=0.326,P=0.01)表明,地理位置相近的种群亲缘关系更近。研究认为,延胡索的遗传结构是该物种自交为主的繁育系统、克隆生长、地理隔离以及居群间有限的基因流共同作用的结果,故对该物种的保护应以就地保护为主。     

SNP分子标记及其在木本植物遗传育种的应用

木本植物因其生命周期长、基因组杂合度高、基因组较大、遗传背景不清晰等特性,制约了其研究进程。随着现代生物技术的发展,DNA分子标记技术在木本植物研究领域的应用越来越多,其中单核苷酸多态性(SNP)作为第三代分子标记技术以其高效、快速、稳定、可靠等诸多优点得到广泛应用。本文简述SNP标记的特点、开发方法、检测方法及其在木本植物遗传多样性和亲缘关系分析、品种鉴定、连锁图谱构建和辅助育种等方面的研究进展,为更好地应用SNP技术开展木本植物研究提供参考。     

黑藻cpDNA分子标记的筛选及其遗传多样性的初步研究

本研究从18个叶绿体DNA（cpDNA）分子标记中筛选出3个有效分子标记trnL-trnF、trnH-psbA和RPL16,利用它们对中国黑藻（Hydrilla verticillata（L.f.）Royle）8个居群进行了遗传多样性研究。结果显示,黑藻8个居群40个样本共有12个单倍型,总变异位点数为135个;单倍型多样性指数为0.9064,遗传多样性主要存在于居群间（89.6%）。其中单倍型Hap4同时存在于地理距离相隔较远的陕西汉中（SXHZ）和浙江余姚（YY）居群中。研究结果表明黑藻可以通过无性繁殖的方式快速完成居群扩张,同时,地理隔离和生境差异可能导致居群间基因流较低,奠基者效应和遗传漂变可能对黑藻的遗传结构产生重要影响。     

分子标记在家畜遗传多样性研究中的应用

家畜遗传多样性是生物多样性的重要组成部分,与人类未来的生存与发展密切相关。中国拥有丰富的地方家畜品种资源,但由于保种不当和盲目引进外来品种进行杂交、资金缺乏等原因,许多品种已濒临灭绝。如何保存利用好我国优良的家畜遗传资源已成为越来越严峻的问题。随着生物学技术的不断发展与完善,许多分子标记技术已经应用于畜禽遗传资源的研究。简要介绍了在家畜遗传多样性研究中应用最广的几种分子标记及其特性,讨论了在家畜遗传多样性的研究中如何选用适当的分子标记。     

基于全基因组重测序SNP标记的148份马铃薯种质遗传多样性分析

为了解148份国内外四倍体马铃薯普通栽培种的遗传背景和亲缘关系,该研究通过第三代高通量测序手段进行全基因组重测序,以SNP为分子标记、遗传相似系数为指标,结合系谱信息,利用群体结构与聚类分析相结合的方法,分析该群体遗传多样性。结果表明:(1)通过有效过滤筛选后获得1 209 969个高质量SNP位点,明确定位在染色体水平上的SNP位点为1 192 472个,占比98.55%;除11号染色体没有位点分布外,5号染色体分布位点最多,7号染色体最少。(2)各品种间遗传相似系数在0.784～0.958之间,平均为0.842,且主要集中于0.800～0.880(有10 604个),占97.5%。(3)群体结构分析显示,将148份材料分为6个群组,Q值0.6的品种有36个,占比24.3%,遗传背景较单一的品种中,华北区育成品种有16个占44.4%,国外品种有13个占36.1%,二者共占80.5%,说明华北区育成品种及国外品种的遗传组分相对单一而且比例高于其他区域品种。(4)聚类分析结果表明148份马铃薯品种被划分为3个类群,‘中薯系列’、‘陇薯系列’及‘冀张薯系列’品种聚在一起有着一定的地理区域性,其他不同地理来源的马铃薯品种相互交错分布,说明育成区域的差别与亲缘关系并无必然联系,同时也说明各育种单位相互引种频繁,新品种选育过程中存在基因交流情况。群体结构分析与聚类分析分群结果基本吻合,相互验证。研究认为,马铃薯绝大部分普通栽培种品种间遗传相似性很高,遗传背景不够丰富,在育种中亟待引入新型种质,拓宽遗传基础。     

分子标记及其在核桃遗传多样性研究中的应用

核桃是我国重要的坚果和木本油料树种之一,具有重要的学术研究和经济价值。现代分子标记技术的迅速发展为核桃的种质鉴定、遗传育种、遗传多样性分析、亲缘鉴定等提供了崭新途径。本文主要介绍RFLP、RAPD、AFLP及SSR等几种分子标记技术的主要原理、特点以及在核桃遗传多样性方面的研究进展,分析了分子标记在核桃遗传多样性研究中的主要问题,并对其发展提出了展望。     

应用RAMP分子标记研究红花资源遗传多样性

采用RAMP（Random amplified microsatellite polymorphism）对原产于42个国家的84份红花材料进行遗传多样性分析。结果表明,被测材料间RAMP标记多态性较高。16个引物组合所产生的122条DNA扩增片段中,有118条具有多态性,PPB为96.7%。PIC的变化范围为0.580～0.978,平均值0.874。每个引物可扩增出4～11个DNA片段,平均获得7.6个DNA片断,其中7.4个具有多态性,遗传相似系数（GS）的变化范围0.338～0.907,平均值为0.665。基于GS的聚类结果可以将所有84份材料完全分开,并划分为6类,聚类结果与材料的地理分布有一定关系,来源于亚洲和美洲的材料多样性相对比较丰富,所有来自中国的材料被聚为一大类。据此认为,红花种质资源在分子水平上确实存在较大遗传差异,RAMP分子标记是评价红花资源遗传多样性的有效方法。     

Autecology and conservation status of Magnolia sargentiana Rehder & Wilson (Magnoliaceae) in Dafengding region,southern Sichuan Province,China

The first population ecology study of the endangered Magnolia sargentiana Rehder & Wilson (Magnoliaceae) is reported in the paper. It is a protected species in China but little is known about its present status in the field. In 2007 and 2008 we surveyed the population and conservation status of M. sargentiana in the Provincial Mamize Nature Reserve and the National Meigu Dafengding Nature Reserve, Sichuan Province, southwestern China. Natural regeneration is poor because of unfavorable environmental conditions and anthropogenic disturbances. Flower buds and bark of M. sargentiana are used in traditional Chinese medicine and their collection by local people from 1983 to 1994 has led to dramatic population declines. The collection of flower buds and bark is now banned, but hewing branches for firewood and grazing continues to have a negative impact on the recovery of M. sargentiana populations. To protect the species we require a ban on hewing branches, closure of primary forest to reduce humans and ungulates, better education of local people, and increased awareness of wildlife conservation.     

Autecology and conservation status of Magnolia sargentiana Rehder ＆ Wilson （Magnoliaceae） in the Dafengding region,southern Sichuan Province,China

This paper reports the first population ecology study of the endangered Magnolia sargentiana Rehder ＆ Wilson （Magnoliaceae）. Magnolia sargentiana is a protected species in China, but little is known about its present status in the field. In 2007 and 2008, we surveyed the population and conservation status ofM. sargentiana in the Provincial Mamize Nature Reserve and the National Meigu Dafengding Nature Reserve, Sichuan Province, southwestern China. Natural regeneration is poor because of unfavorable environmental conditions and anthropogenic disturbances. Flower buds and bark ofM. sargentiana are used in traditional Chinese medicine and their collection by local people over the period 1983-1994 has led to marked population declines. The collection of flower buds and bark is now banned, but hewing branches for firewood and grazing continues to have a negative impact on the recovery of M. sargentiana populations. To protect the species, we require a ban on hewing branches, closure of primary forests to reduce the impact of humans and ungulates, better education of local people, and increased awareness of wildlife conservation.     

Population differentiation and gene flow within a metapopulation of a threatened tree, Magnolia stellata (Magnoliaceae)

We examined genetic differentiation among eight local populations of a metapopulation of Magnolia stellata using 10 nuclear and three chloroplast microsatellite (nSSR and cpSSR) markers and evaluated the influence of historical gene flow on population differentiation. The coefficient of genetic differentiation among populations for nSSR (F(ST) = 0.053) was less than half that for cpSSR (0.137). An isolation-by-distance pattern was detected for nSSRs, but not cpSSRs. These results suggest that pollen flow, as well as seed dispersal, has significantly reduced genetic differentiation among populations. We also examined patterns of contemporary pollen flow by paternity analysis of seeds from nine seed parents in one of the populations using the nSSR markers and found it to be greatly restricted by the distance between parents. Although most pollen flow occurred within the population, pollen flow from outside the population accounted for 2.5% of the total. When historical and contemporary pollen flows among populations were compared, the levels of pollen flow seem to have declined recently. We conclude that to conserve M. stellata, it is important to preserve the whole population by maintaining its metapopulation structure and the gene flow among its populations.     

华木莲居群遗传结构与保护单元

华木莲(Sinomanglietia glauca)仅分布于江西宜春和湖南永顺, 是我国一级重点保护植物。前人采用RAPD、ISSR以及叶绿体SSCP(single-stranded conformation polymorphism)标记对华木莲进行了居群遗传学研究, 但未包括后发现的湖南居群或未检出居群内遗传变异。为了全面检测华木莲遗传多样性及其空间分布格局, 并据此确定保护单元, 本研究采用细胞核微卫星标记对华木莲所有4个居群共77个个体进行了居群遗传学分析。结果表明, 华木莲具有较低的遗传多样性(平均等位基因数A = 2.604, 平均期望杂合度H_E = 0.423)和较高的遗传分化(F_ST = 0.425)。STRUCTURE和主成分分析(Principal Coordinated Analysis, PCA)将4个居群首先分为江西、湖南两组, 江西的2个居群实际上是同一个自然繁育居群, 而湖南的2个居群则为2个分化明显的自然繁育居群。研究还发现湖南居群存在明显的杂合子过剩现象, 可能是小居群内随机因素造成的。研究结果表明华木莲可能在近期历史上遭受过强烈的瓶颈效应, 导致种群缩小、遗传多样性丧失和居群分化加剧, 需要加强对其进化潜力的保护。在制定保护措施时, 需要考虑其较高的遗传分化水平, 根据遗传结构可以将其划分为3个保护单元, 即湖南居群和江西居群分别为2个进化显著单元, 湖南居群进一步划分为2个管理单元(分别为朗溪乡云盘村和小溪乡鲁家村居群)。     

微卫星DNA标记技术及其在遗传多样性研究中的应用

微卫星DNA的高突变率、中性、共湿性及其在真核基因组中的普遍性,使其成为居群遗传学研究、种质资源鉴定、亲缘关系分析和图谱构建的优越的分子标记。本研究系统介绍了微卫星DNA在结构和功能上的特点,并对微卫星DNA标记技术应用的遗传学机理和一般方法进行了扼要的阐述。另外,本研究还探讨了微卫星DNA标记技术在遗传多样性研究中的应用现状,并进一步提出其发展前景。     

广西木兰属一新种

描述了广西木兰属(木兰科)一新种, 即木论木兰。     

蒙古沙葱萤叶甲种群遗传多样性的微卫星分析

【目的】沙葱萤叶甲 Galeruca daurica (Joannis)是一种近年来在内蒙古草原上猖獗成灾的新害虫,本研究旨在明确内蒙古沙葱萤叶甲不同地理种群间的遗传分化和基因交流程度。【方法】应用5对微卫星引物分析了沙葱萤叶甲8个地理种群的遗传多样性、基因流和遗传分化。【结果】5个位点等位基因数为10~18,有效等位基因数为9.2796~16.0388,多态信息含量值为0.6760~0.8985,期望杂合度为0.3430~0.5284,说明所选5个微卫星位点均为高度多态性位点。8个种群的期望杂合度为0.2216~0.3701,平均值为0.2680;种群间遗传分化系数为0.1244~0.4116,平均值为0.2521;种群间基因流为0.3574~1.7596,平均值为0.9622。8个地理种群根据遗传距离聚为3个分支,遗传距离与地理距离呈显著的正相关关系 (r=0.4854,P=0.0180)。【结论】沙葱萤叶甲种群遗传多样性低,不同地理种群之间基因流较小,遗传分化程度高;沙葱萤叶甲迁移能力弱和地理阻碍可能是限制其基因交流和导致遗传高度分化的主要原因。     

微卫星标记分析中国梨木虱种群的遗传多样性

中国梨木虱Cacopsylla chinensis (Yang et Li)是梨树主要害虫之一。为了从分子水平评估中国梨木虱种群内的遗传变异和种群间的遗传分化, 本文应用7对微卫星DNA引物对中国16个地区中国梨木虱种群进行遗传多样性分析。结果表明： 各位点有效等位基因为2.2927～10.0610, 多态信息含量(PIC)值在0.5073～0.8735之间。16个种群的平均期望杂合度为0.7876, 遗传距离在0.0951～1.0139之间, Nei氏期望杂合度为0.4771～0.7892, Shannon信息指数在0.8396～1.9989之间, 群体分化率F_ST为11.61%, 基因流平均值为2.2236。结果表明, 7个微卫星位点均具有较高的多态性, 各种群间的遗传分化水平较低, 基因交流程度较高, 遗传变异主要存在于种群内的个体间。研究结果为制定针对中国梨木虱的有效防治策略提供部分分子生物学的基础资料。     

中国木兰科木兰属一新变种

对原产湖北五峰的红花玉兰新变种多瓣红花玉兰（Magnolia wufengensis var. multitepala L.Y.Ma et L.R.Wang）作了描述。新变种与红花玉兰原变种(M. wufengensis var. wufengensis)花色相近,整个花被片内外均为红色,内面略淡。主要区别在于：新变种花被片12、15、18、24;花被片阔倒卵状匙形、倒卵状匙形或窄倒卵状匙形;花色浓淡不同植株间有深红、红、浅红之差别;自然状态下可育,蓇葖果发育良好。     

Analysis of genetic diversity and relationships among genus Lycoris based on start codon targeted (SCoT) marker

Genetic diversity and relationship of Lycoris species were investigated using SCoT marker analysis. Of 57 SCoT primers screened, 23 SCoT primers were identified to be high polymorphism. A total of 154 DNA bands with size varied from 0.2 kb to 2.5 kb were amplified, and 131 (82.5%) of them were polymorphic. The average number of polymorphic DNA band per primer was 5.7. Based on Nei's similarity coefficients and genetic distances, total of 43 accessions from 14 species of the genus Lycoris tested were clustered into four groups. Group I consisting of 17 accessions was further divided into two subgroup (Ia and Ib). Subgroup Ia included four species with red flower and 22 (2n) chromosomes. Subgroup Ib contained Lycoris haywardii and Lycoris albiflora which were natural hybrids with oyster white flower. Group II consisted of three species with yellow flower and 16 (2n) chromosomes. Group III was composed of Lycoris Squamigera, Lycoris incarnata and all of hybrids whose flower color was variegated. Group IV only has one species (Lycoris sprengeri) whose petal was a mixture of pink and blue. Notably, the polymorphism generated by SCoT was associated with flower color and chromosome number in this genus plants. The present data provide high-valued information for the management of germplasm, genetic improvement, and conservation of the genetic resources of Lycoris species, important horticulture and medical plants.