植物交配系统的进化、资源分配对策与遗传多样性

影响植物自交率进化的选择力量主要体现在两个方面：当外来花粉量不足时,自交可以提高植物的结实率,即雌性适合度（繁殖保障）;而如果进行自交的花粉比异交花粉更易获得使胚珠受精的机会,那么自交也可以提高植物的雄性适合度（自动选择优势）。但是,鉴别什么时候是繁殖保障、什么时候是自动选择优势导致了自交的进化却是极其困难的。花粉贴现降低了自交植物通过异交花粉途径获得的适合度,即减弱了自动选择优势,而近交衰退既减少了自动选择优势也减少了繁殖保障给自交者带来的利益。具有不同交配系统的植物种群将具有不同的资源分配对策。理论研究已经说明,自交率增加将减少植物对雄性功能的资源分配比例,但将使繁殖分配加大,而且在一定条件下交配系统的改变甚至可以导致植物生活史发生剧烈变化,即从多年生变为一年生。文献中支持自交减少植物雄性投入的证据有很多,但是对繁殖分配与自交率的关系目前还没有系统的研究。资源分配理论可以解释植物繁育系统的多样性,尤其是能够说明为什么大多数植物都是雌雄同体的。自交对植物种群遗传结构的影响是减少种群内的遗传变异,增加种群间的遗传分化。长期以来人们一直猜测,自交者可能会丢掉一些长期进化的潜能,目前这个假说得到了一些支持。     

植物边缘种群遗传多样性研究进展

边缘种群指地理分布边缘可检测到的一定数量的同种个体集合, 准确评价其遗传多样性对于理解第四纪冰期后气候变化对物种边缘扩展或收缩、遗传资源保护与利用以及物种形成等有重要意义。该文探讨了维持植物边缘种群遗传多样性的进化机制, 分析交配系统对物种边缘及其遗传多样性的影响, 比较了边缘与中心种群遗传多样性的差异及其形成的生态与进化过程, 并探讨了边缘种群遗传多样性与其所在的群落物种多样性的关系及理论基础。该文提出今后研究的重点是应用全基因组序列或转录组基因序列研究前缘-后缘种群之间或边缘-中心种群之间的适应性差异, 边缘种群与所在群落其他物种之间相互作用的分子机制, 深入解析边缘种群对环境的适应及边缘种群遗传多样性与群落物种多样性关系的生态与进化过程。     

中国麋鹿遗传多样性现状与保护对策

通过对麋鹿野生种群的绝灭过程、圈养历史、种群增长及遗传多样性状况的分析研究,认为麋鹿脱离野生种群成为完全的圈养群体约有100多年的历史,捕猎和栖息地丧失是其绝灭的根本原因。麋鹿最初引入欧洲时曾经历了严重的近交衰退阶段,目前其耐受近交的能力显著增强。截至1994年我国麋鹿已达近500只,其遗传变异量约为其野生种群的70%。在我国重建麋鹿自然种群不仅完全可能,而且也只有如此才能使麋鹿在自然中进化并丰富其受损的遗传多样性。     

黄山钓桥青冈种群的交配系统与近交衰退

采用垂直板型不连续聚丙烯酰胺凝胶电泳检测了黄山钓桥青冈种群的遗传变异、交配系统及近交衰退程度。黄山钓桥青冈群维持有中等程度的遗传变异,多态位点百分比和期望杂合度分别为５０％和０．１８１４。采用ＰＯＤ－２、ＥＳＴ－１和ＥＳＴ－２等３个多态位点,利用ＭＬＴ程序估计的花粉库和母株基因频率之间存在一些差异,可能是由于成熟个体花粉产量不同和种群内个体非随机分布造成的。单位点杂交率平均为０．３９２,略高于多位     

中国特有濒危植物夏蜡梅的交配系统

夏蜡梅Sinocalycanthus chinensis具有局限的地理分布、片断化的生境、较小的种群规模和特殊的遗传结构,研究其交配系统,将为评估造成其目前这种遗传结构的内因、明确夏蜡梅遗传衰退机制和制定保护策略提供重要依据。通过野外观察、实验室检测和人工控制交配实验等研究,结果表明:夏蜡梅从开花到散粉雄蕊和退化雄蕊呈直立到平展再到合拢状的动态变化,当花药处于最平展状态时,柱头成熟具有粘性,可授性最强;说明夏蜡梅雌蕊先熟,雌雄配子存在一定的时空隔离,仅发育后期可遇。花粉胚珠比(P/O)、杂交指数(OCI)和人工控制交配实验的结果较为一致,表明夏蜡梅的交配系统为以异交为主的混合交配系统,部分自交亲和,完成授粉需要传粉者。综合种群结构、遗传结构和交配系统,夏蜡梅种群内遗传多样性降低而种群间遗传分化加剧最重要和直接的原因是生境的破坏、种群规模变小而导致的近交或自交比例增加。人工控制交配实验结果进一步表明,远交和混合授粉即用含有天台种群的花粉进行授粉具有显著的远交优势,远交结实率高达79.6％,平均每果实结实9.1粒种子,平均每胚珠结实0.75粒。因此,人为地促进2种群间的基因流将有利于夏蜡梅自然种群的恢复和遗传多样性的增加,对夏蜡梅保护策略的制定有重要参考价值。     

植物遗传多样性保护及其分子生物学研究方法

植物遗传多样性保护及其分子生物学研究方法李俊清（北京林业大学森林资源与环境学院,１０００８３）ＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆＰｌａｎｔＧｅｎｅｔｉｃＤｉｖｅｒｓｉｔｙａｎｄＲｅｌａｔｅｄＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．￥Ｌｉ...     

论克隆植物的遗传多样性

概述了克隆植物的类型与特点 ,对克隆植物的遗传多样性及其遗传结构的一些特点进行了综述 ,并讨论了克隆植物遗传变异的来源。总体而言 ,克隆植物拥有比早期推测大得多的遗传变异 ,虽然克隆种与其近缘有性繁殖种相比 ,遗传多样性较低 ,但广泛的遗传单态性却很罕见。克隆植物种群的遗传结构有所改变 ,广布基因型很少 ,大多数基因型仅分布于某一种群之内 ,种群间基因型多态性存在广泛的变异。不同克隆植物之间遗传多样性相差很大 ,遗传结构也有巨大差异。说明除生殖模式外 ,其他的一些因素 ,如地理分布范围、生境特点 ,散布方式和种群历史等都对克隆植物遗传多样性有重要影响。     

论克隆植物的遗传多样性

概述了克隆植物的类型与特点,对克隆植物的遗传多样性及其遗传结构的一些 特点进行了综述,并讨论了克隆植物遗传变异的来源。总体而言,克隆植物拥有比早期推测大得多的遗传变异,虽然克隆种与其近缘有性繁殖种相比,遗传多样性较低,但广泛的遗传单态性却很罕见。克隆植物种群的遗传结构有所改变,广布基因型很少,大多数基因型仅分布于某一种群之内,种群间基因型多态性存在广泛的变异。不同克隆植物之间遗传多样性相差很大,遗传结构也有巨大差异。说明除生殖模式外,其他的一些因素,如地理分布范围、生境特点,散布方式和种群历史等都对克隆植物遗传多样性有重要影响。     

去劣疏伐对油松种子园交配系统及遗传多样性影响的研究

 为了解去劣疏伐对种子园群体交配系统和遗传组成的影响程度,采用水平淀粉凝胶电泳方法,对10个等位酶位点上,分别用混合交配模型(MLT)和Biosys-Ⅰ程序,分析了去劣疏伐前后辽宁兴城油松种子园3个年份群体的交配系统和遗传多样性变化。种子园去劣疏伐前(1993年)种子试样多位点异交率为0.962,而疏伐后2个年份(1996年和2000年)试样的多位点异交率明显减小,分别为0.795和0.801。疏伐后种子园的自交率有升高的趋势,从疏伐前的0.038到疏伐后的0.205和0.199。近交系数也有明显变化,疏伐前为0.141,疏伐后分别为0.341和0.239。去劣疏伐后种子园的每个位点的平均等位基因数(A)和多态位点百分率(P)都有不同程度的降低。本文对影响种子园交配系统和遗传多样性的因素作了探讨。     

RESOURCE ALLOCATION AND MATING SYSTEMS IN BUTTERFLIES

A cross-taxonomic comparison of resources allocated to reproductive reserves at adult eclosion reveals that females belonging to polyandrous species receive more ejaculate material and allocate proportionally less of their total reserves to potential reproduction compared to females belonging to monandrous species. These results suggest that adult females of polyandrous species have a higher expected nutrient income and are consistent with the idea that females can benefit from male nutrient donations transferred during mating. Males show the opposite pattern: males of polyandrous species allocate proportionally more to reproduction. This is expected since males in polyandrous species have both proportionally heavier ejaculates and have a higher ejaculative production capacity than do males in monandrous species. Interestingly, adults of the genus Heliconius which can obtain nutrients crucial to reproduction by pollen feeding do not seem to follow these patterns as strong as only nectar-feeding butterflies. Instead, the association between degree of polyandry and resources allocated to reproduction is relaxed.     

小慈姑的开花状态、传粉机制与交配系统

在自然种群中对沼生植物小慈姑（Sagittaria potamogetifolia Merr.）的开花状态和传粉过程作了观测,并用同工酶遗传标记法定量估测了其3个种群中5个样本的异交率。该种为中心媒传粉为主的虫／风 媒兼性传粉机制,访花昆虫的飞行距离多在0-2m范围内,并与花序密度呈不显著的正相关。异交率（－／^／t）为50.0％－92.8％,表明该种为异交为主的混合交配系统（ixed mating system）。对雌雄同株的小慈姑而言,异交率与各种群花期植株密度无关,异交水平取决于种群中开花花序的两个或两个以上的植株所占比例。     

植物遗传多样性及保护研究进展

根据国内外最近资料和作者的研究体会,综述目前生物多样性的概念、研究方法和研究动态,文章比较了应用形态、分类、同功酶、ＲＦＬＰ和ＲＡＰＤ方法研究栎树的最新结果,介绍了研究目标和采用方法的相互关系,分子生物学方法在生物多样性,尤其是遗传多样性研究中的应用。结合概念、方法和结果的讨论,文章最后介绍一些有关生物多样性保护方面的理论和方法以及国际国内生物多样性保护研究的发展动态。     

植物的交配系统及其进化机制与种群适应

高等植物的繁殖方式远比高等动物的要复杂多样〔１,２〕,历来受到众多学者的关注。交配系统和作用于交配系统的选择力量,在达尔文时代的进化理论中就有着重要的地位〔３,４〕,达尔文本人对交配系统的进化结果也有着浓厚的兴趣〔５〕。植物交配系统方面的信息,对遗传育种〔６～１０〕、濒危物种遗传多样性检测的取样策略〔１〕、种质遗传资源的保护和利用〔１１～１５〕有着重要的理论指导意义。然而,交配系统与相关概念之间有一定的交叉重合,易引起术语和概念的混乱,笔者将首先探讨交配系统及有关概念的范畴。当然最引人关注的是交…     

黄帚橐吾花序结构的资源配置与环境的关系

 为了系统地了解黄帚橐吾(Ligularia virgaurea) 自然种群的繁殖对策,在其繁殖分配研究的基础上,通过统计不同部位头状花序的生物量投入,进一步分析了存在于总状花序内资源分配上的结构效应及其对不同生境条件的反应。结果表明：1）总状花序、不同部位头状花序在资源投入上受其栖息生境各种生态因子的影响而在不同生境和平均种群密度间存在着差异,并表现出一定的趋势;2）可代表个体水平的总状花序大小、头状花序大小、头状花序数量和头状花序平均重量等特征,都与种群密度呈现出程度不同的负相关关系,而总状花序内不同部位的头状花序大小则与种群密度变化无关;3）总状花序内的资源分配存在着位置依赖性,这种显著差异表现为顶部头状花序比基部和中部头状花序有较大的资源分配;4）总状花序顶部、中部和基部头状花序的资源分配与总状花序大小表现出极显著或显著的负相关关系。     

植物种群交配系统、亲本分析以及基因流动研究

 在过去的二十年中,有关植物种群交配与散布过程的研究与日俱增,重点集中在利用母本子代系列(Maternal progeny arrays)来估计种群间自交与异交的相对比例,种群的花粉散布与雄性育性变异的模式。早期的研究主要依靠排除法来确定亲本,但几乎同时也意识到基因流动事件几乎是检测不到的。在大多数估计中,难以做到为大多数非迁移子代确定唯一的亲本。因此,基因流动与雄性育性的最大似然性方法得以引入该领域的研究。本文介绍了用单位点和多位点模型来估计家系与种群自交与异交的相对频率,着重阐述了目前可用于亲本分析与基因流的估计方法。最后介绍了我们对木根麦冬交配系统与亲本分析的研究以及亲本分析将来的研究方向。     

华东地区青冈种群的遗传多样性及遗传分化

采用垂直板型聚丙烯酰胺凝胶电泳测定了华东地区6个青冈(Cyclobalanopsis glauca(Thunb.)Oerst.)种群的遗传多样性和遗传分化程度以及基因流。青冈种和种群水平都维持有较高的遗传多样性,期望杂合度分别为0.2252和0.2126,观察杂合度分别为0.1661和0.1771。种群间的遗传分化程度较低,分化度仅为5.6％,种群间的遗传一致度和遗传距离的均值分别为0.9729和0.0276。种群间的分化时间为1.4～27万年。基因流分别为4.21和20.49。