中国濒危兽类保护遗传学研究进展与展望

我国是全球生物多样性大国,拥有包括大熊猫、金丝猴、华南虎、麋鹿、白鱀豚等特有物种和旗舰物种在内的丰富兽类资源。近几十年来,土地利用模式转变、盗猎、环境污染、气候变化等因素使许多兽类物种面临生存威胁,导致物种遗传多样性丧失。而遗传多样性是生物多样性的基本组成部分,决定了物种和种群能否长期生存。保护遗传学作为保护生物学的一大分支学科,旨在通过遗传学分析探明种群遗传变异和物种濒危的遗传学机制。近40年来,随着研究手段和技术的不断发展,我国兽类保护遗传学在遗传多样性和近交水平评估、景观遗传学、生态遗传学和圈养种群遗传管理等方面都取得了重要成果。然而,未来人类社会发展可能为濒危兽类带来的威胁依然存在,高通量测序等新技术的进一步发展则能够帮助我们更加深入地了解濒危物种和种群遗传适应与濒危机制,从而实现对濒危兽类的有效管理与保护。     

湘江野鲤养殖群体和自然群体遗传多样性的微卫星分析

采用微卫星技术,用17对微卫星引物对湘江野鲤养殖群体和自然群体的的遗传多样性进行分析.结果表明:有15对引物扩增出清晰的条带,其中13对引物在群体间呈现多态性;2个群体中,13对多态性引物分别扩增等位基因2～12个,共90个,其中35个等位基因为2群体共有,55个等位基因具有群体特异性,引物平均等位基因数为6.92个,等位基因频率为0.0667～0.8333;养殖群体和自然群体的平均遗传杂合度和平均多态信息含量分别为0.5688、0.5152,0.5860、0.5347;2个群体间遗传相似性指数为0.6762,遗传距离为0.3238,表明湘江野鲤养殖和自然群体遗传多样性均较为丰富,2个群体间遗传变异程度较高.     

中国6个国家级保护鸭种群遗传多样性分析

为探讨国家级保护鸭种群的遗传多样性和遗传分化关系,利用17个微卫星标记,对我国6个国家级保护鸭品种资源的遗传多样性进行了分析,统计了平均遗传杂合度(H)、多态信息含量(PIC)、基因多样度(FST)、平均遗传分化系数(GST)和遗传距离等。结果表明,各鸭品种的杂合度较高,除两个群体表现为显著的杂合子缺失外,其他群体均处于Hard-Weinberg平衡状态。6个鸭种群间平均FST值为17.0%,平均遗传分化系数GST为14.7%,各品种平均杂合度为0.706～0.604,平均多态信息含量(PIC)为0.561～0.663。本研究说明我国6个国家级保护鸭品种资源各品种内和品种间的遗传变异大,遗传多样性丰富。     

珍稀濒危药用植物黄檗野生种群遗传多样性的AFLP分析

黄檗(Phellodendronamurense)是我国珍贵的药用和用材树种,现已被列为国家二级保护植物。为了研究其遗传多样性和遗传结构,以制定有针对性的保护策略,作者采用8对荧光引物,对来自10个野生种群共计129个黄檗个体进行了AFLP分析。共扩增出1,704条谱带,其中多态带1,581条。遗传分化系数Gst为0.3420,即有34.20%的遗传变异来自种群间。黄檗物种水平的遗传多样性高于种群水平:在物种水平上,多态位点百分率PPL=92.77%,有效等位基因数Ne=1.4636,Nei’s基因多样性指数H=0.2316,Shannon信息指数I=0.4275;在种群水平上,PPL=54.20%,Ne=1.2487,H=0.1524,I=0.2371。UPGMA聚类结果表明,黄檗野生种群可分为四类,并且来自同一地区的黄檗个体有聚为一类的趋势,说明其遗传变异可能与生境有关。建议在各种群内大量采样,实施迁地保护;在长白山、完达山、大兴安岭、小兴安岭、千山以及燕山山脉的云蒙山等地区,均匀布点划分区域进行就地保护,保护种群完整性,促进种群自我更新。     

孑遗植物银杏群体遗传多样性的ISSR分析

采用ISSR分子标记技术,对江苏泰兴、美国纽约的栽培银杏(Ginkgo biloba)群体和中国3个可能为野生的银杏自然群体(浙江西天目山、贵州务川、湖北大洪山区)的遗传多样性水平和群体遗传结构进行了研究。用13个引物对5个群体共66个样品进行扩增,共得到88个清晰的扩增位点,其中多态性位点62个,多态位点百分率(PPB)为70．45％。POPGENE分析结果表明：与其他裸子植物相比,银杏具有丰富的遗传变异(He=0．2408;Ho=0．3599)。贵州务川群体的遗传多样性水平最高(PPB=56．82％,He=0．2089,Ho=0．3087),江苏泰兴栽培群体(PPB=34．09％,,Ho=0．1269,Ho=0．1858)和美国纽约的栽培群体(PPB=23．86％,,He=0．0884,Ho=0．1312)的遗传多样性水平较低。Nei′s遗传多样性分析和AMOVA分析表明,3个可能的自然群体间出现了一定程度的遗传分化(Gst=0．1476,Φst=14．26％)。群体间一定程度的遗传分化可能是人为选择压力和基因流障碍引起的。根据Nei′s遗传距离矩阵分别构建了群体间和个体间的遗传关系树状图。由UPGMA聚类分析可知,贵州务川群体与浙江西天目山群体优先聚类;美国纽约群体与湖北大洪山群体具有较近的亲缘关系,它们可能为同一野生群体的后裔。通过对银杏群体遗传结构的分析并结合群落学调查研究,结果表明：贵州务川银杏群体很可能为野生自然群体。基于银杏群体遗传学和生态学的研究结果,建议在自然银杏群体最适生境和遗传多样性最高的贵州务川建立银杏保护区。由于银杏群体间出现了一定程度的分化,建议3个自然群体间可进行植株和幼苗相互移栽,以提高群体间的基因交流,以最大限度地保护银杏的遗传多样性。     

都支杜鹃遗传多样性的ISSR分析

通过ISSR分子标记对都支杜鹃(Rhododendron shanii)5个居群114个个体的遗传多样性进行了分析。8个引物共检测到69个位点,其中多态位点36个,多态位点百分率 （P） 为52.17%;物种水平的Shannon多样性指数（I）为0.2536,Nei指数（H）为0.1659;居群水平的P、I和H分别平均为32.46%、0.1955和0.1344;Nei’s基因分化系数GST=0.1845,基因流Nm=2.2104;遗传结构的AMOVA分析显示,总的遗传变异中88.3%存在于居群内,11.7%存在于居群间;PCA分析和Splite Tree构建的NJ树均显示居群间分化小;遗传距离与地理距离显著相关。较强的基因流、多年生木本及异交与分布区狭窄等可能是导致都支杜鹃遗传多样性较低的主要原因。目前该种的保护应以就地保护为主,尤其要注意对大居群的保护。     

基于线粒体DNA Cyt b序列的双齿围沙蚕群体遗传多样性分析

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特有珍稀濒危植物景东报春遗传多样性的ISSR分析

景东报春(Primula interjacens Chen)是一分布在中国云南中南部的稀有的、分布区狭窄的特有种.该种含2个变种:原变种景东报春(P.interjacens Chen var.interjacens),现存一个居群;和光叶景东报春(P.interjacens Chen var.epilosa C.M.Hu),有2个居群.本文用ISSR分子标记对景东报春现存的3个居群进行了遗传多样性分析.和我们最初的预计相反,尽管居群小、分布区狭窄,景东报春的遗传多样性却很高(在居群水平的多态位点率P=59.75%,基因多样性HE=0.236 8,Hpop=0.345 9;在种的水平的多态位点率P=75.47%,遗传多样性HT=0.320 5,总的遗传多样性Hsp=0.4618).推测异型花和杂交可能是维持高的遗传多样性的原因.Nei的遗传多样性水平(26.13%)和Shannon多样性指数(25.09%)显示居群间存在中度分化.尽管景东报春原变种和变种在形态上有区别,但用非加权配对算数平均法(UPGMA)聚类分析的结果表明,两者并没有明显的遗传分化,可处理为一个单一的分类单元.基于观察到的居群遗传信息,建议采取就地保护和迁地保护的保护措施.     

基于基因组SNPs对东亚家马不同群体遗传多样性的评估

家马地方品种的遗传多样性是动态演变的, 并与其育种模式息息相关; 在过去约300年中, 育种者培育了具突出表型特征的标准化培育品种, 该类型品种对家马地方品种的繁育产生了巨大影响, 这是导致家马地方品种遗传多样性下降及遗传分化的主要因素之一。本研究采集了5个东亚家马地方品种(蒙古马、哈萨克马、河曲马、藏马和西南马)、2个西亚家马品种(阿拉伯马和阿哈尔捷金马)以及2个欧洲家马品种(设特兰矮马和克莱斯黛尔马)的70个样品, 并整合之前所发表的100匹内蒙古地区家马不同群体单核苷酸多态性(SNPs)数据集, 通过全基因组重测序和生物信息学方法分析了东亚家马不同群体的遗传多样性。研究发现东亚家马地方品种具有较丰富的遗传多样性, 相比欧洲和西亚品种产生了显著的遗传分化, 其中蒙古高原群体的遗传多样性最为丰富; 受杂交改良影响, 内蒙古不同群体间产生了一定程度的遗传分化; 河曲马和藏马的遗传背景最为单一, 受引种杂交繁育影响较小。本研究评估了东亚家马地方品种的遗传多样性分布格局和演化特征, 可为建立家马地方种质核心保护群体以及培育新品种提供遗传学理论支持。     

Low genetic diversity and high genetic differentiation in the critically endangered Omphalogramma souliei （Primulaceae）： implications for its conservation

Omphalogramma souliei Franch. is an endangered perennial herb only distributed in alpine areas of SW China. ISSR markers were applied to determine the genetic variation and genetic structure of 60 individuals of three populations of O. souliei in NW Yunnan, China. The genetic diversity at the species level is low with P=42.5% （percentage of polymorphic bands） and Hsp=0.1762 （total genetic diversity）. However, a high level of genetic differentiation among populations was detected based on different measures （Nei＇s genetic diversity analysis： Gst=0.6038; AMOVA analysis： Fst=0.6797）. Low level of genetic diversity within populations and significant genetic differentiation among populations might be due to the mixed mating system in which xenogamy predominated and autogamy played an assistant role in O. souliei. The genetic drift due to small population size and limited current gene flow also resulted in significant genetic differentiation. The assessment of genetic variation and differentiation of the endangered species provides important information for conservation on a genetic basis. Conservation strategies for this rare endemic species are proposed.     

青岛沿海六种自由生纤毛虫的形态学研究

纤毛虫原生动物在海洋微食物网及近岸生态系的物质流动与能量传递过程中起枢纽作用。由于种类多样性极高,长期以来,有关该类群种类鉴定之困难仍是制约相关微生态研究的一个瓶颈。国内除特定生境内的常见种外,大量非习见类群仍急待现代分类学的研究。       

Population genetic characterization of the endangered silver skipper,Leptalina unicolor (Lepidoptera: Hesperiidae), using novel microsatellite markers and mitochondrial DNA gene sequences

The silver stripped skipper, Leptalina unicolor, is listed as an endangered species with a paucity of leftover populations in Korea. Prior population genetic analysis is essential for the establishment of effective conservation strategies. In the present study, we investigated the genetic diversity and the relationships of L. unicolor populations in Korea using 12 newly developed L. unicolor-specific microsatellite markers and two mitochondrial DNA (mtDNA) sequences (a total of 1283 bp from COI and CytB). Due to the endangered status and rarity, a total of 33 individuals from two localities in Gangwon-do Province (Seohwa and Girin) and one in Gyeongsangnam-do Province (Danjang) were sampled. The concatenated mtDNA sequences revealed very low genetic diversity in each population, with only one to three independent haplotypes per population. F_ST, principal coordinate analysis, and independent structural analysis of the concatenated mtDNA sequences and the 12 microsatellite loci developed in this study showed that each L. unicolor population in Korea is nearly completely isolated, although inbreeding has not yet occurred. Long-term conservation habitat recovery that increases the available population appears to be important in the prevention of genetic drift and inbreeding, which occur in small isolated populations and reduce the viability of populations under fluctuating environmental conditions.     

青岛沿岸吸管虫(原生动物,纤毛门)一新属、新种及九新纪录种记述

对采自青岛沿岸的10种吸管目纤毛虫做了形态学报道,包括9个国内新纪录：结节壳吸管虫Acineta tuberosa,粗壮壳吸管虫Acineta foetida,扁平壳吸管虫Acineta compressa,钟状贝吸管虫Conchacineta complatana,锯齿杯吸管虫Actinocyathula crenata,小甲吸管虫Loricophrya parva,具边似壳吸管虫Paracineta limbata,冠状斑吸管虫Ephelota mammillata,生芽斑吸管虫Ephelota gemmipara;以及一新属、新种,半球拟粘管虫Paramucophrya semisphaerice gen.nov.et sp.nov.。     

青岛沿海七种腹毛类纤毛虫的形态学研究(原生动物,纤毛门)

借助活体观察及银染法等对采自青岛沿海的7种较罕见的腹毛类纤毛虫(拉氏游仆虫Euplotes raikovi,拟伍氏游仆虫Euplotes parawoodruffi,坚盾檐纤虫Aspidisca leptaspis,斯坦槽纤虫Aspidsca steird,收缩沙冠虫Psammnomitra retractilis,柔弱异列虫 Anteholosticha manca,条纹小双虫Amphisiella annulata)进行了形态学研究,包括两个国内新纪录:拉氏游仆虫,拟伍氏游仆虫,同时补充了各青岛种群的纤毛图式及银线系等资料.对迄今缺乏详细研究的拉氏游仆虫首次做了纤毛图式水平上的描述并在前人工作基础上给出了修订后的定义:活体约40～60 μn×25～40 μn,背部有明显的6列嵴突;口区延至虫体1/2后;口围带由23～35片小膜组成;额-腹棘毛包括7根典型棘毛以及位于额区中部的仅由1对毛基粒构成的退化结构;稳定的1根缘棘毛、2根尾棘毛;背触毛6～8列;银线系为double-patella型;海水种.     

山东半岛近岸水域铃苔虫属一新种（苔藓动物门：唇口目：马孔苔虫科）

双型铃苔虫,新种Ｃｏｄｏｎｅｌｌｉｎａ ｂｉｆｏｒｍｉｓ ｓｐ．ｎｏｖ．群体双型,被覆－直立。单层群体个虫细狭;口下鸟头体小;颚骨圆三角形、半椭圆形。双层群体个虫较宽;口下鸟头体大,颚骨均呈匙形,其末端部分均膨胀。新种双层群体个虫的口下鸟头体颚骨形态和卵胞表面孔饰与口盖铃苔虫Ｃｏｄｏｎｅｌｌｉｎａ ｏｐｅｒｃｕｌａｔａＭａｗａｔａｒｉ,１９５６有些相似,但新种在群体生长方式以及在室口形态、口盖表面     

濒危物种四合木与其近缘种霸王遗传多样性的比较研究

 采用垂直板聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,对西鄂尔多斯高原的濒危植物四合木(Tetraena mongolica)种群和生长于同一生境的普通种霸王(Zygophyllon xanthoxylon)种群的遗传多样性和遗传分化进行了比较研究。等位酶分析表明,与其他灌木相比,两种植物均维持较高的遗传多样性。但濒危植物四合木种群遗传多样性水平低于霸王种群,多态位点百分率P分别为60％和83.3％,等位基因平均数A为1.6和2.2,平均期望杂合度He为0.245和0.392。种群间遗传分化不明显,基因分化系数Gst为0.051和0.020。这一结果说明不同类型的濒危植物具有不同的遗传含义,采取的保护措施也不尽相同。     

Genetic diversity of two endemic and endangered Plantago species

Plantago algarbiensis and Plantago almogravensis are two endangered and endemic species from Portugal. Due to the rarity and endangered nature of these species as well as the lack of molecular data, their genetic variation was evaluated using ISSR and RAPD markers. P. algarbiensis species showed higher genetic variability (73.9% of polymorphism) than P. almogravensis (61.2%). The two species revealed a high level of genetic diversity, with a Nei's genetic diversity of 0.1965 and 0.2309 and a Shannon's diversity index of 0.2975 and 0.3520, for P. almogravensis and P. algarbiensis, respectively. A low level of genetic differentiation was observed (Gst = 0.1873) among the species. However, the cluster and PCA analyses, based on genetic similarity, revealed two main, clearly separate clusters, which directly corresponded to the plants isolated from each species. In situ and ex situ measures should be applied in order to preserve both species but, based on these results, P. almogravensis population should be a priority for conservation.     

新疆土著大豆根瘤菌种群遗传结构的初步分析

应用重复序列REP（repetitive extragenic palindromic,重复基因外回）和ERIC（ente-robaterial repetitive intergenic consensus,肠细菌重复基因间共有序列）结合聚合酶链式反应（ERP－PCR和ERIC－PCR）对从新疆有集的27株土大豆根瘤菌染色体进行指纹分析,发现在相似水平0.5时可基本分为两大聚类群,一个类群主要包括慢生型根瘤菌,另一类群为快生型根瘤菌,来自同一地区的根瘤菌具有较高的遗传相似性,以上结果表明该技术中对大豆根瘤菌进行种群结构和遗传多样性分析的有效手段。     

中国东部栗疫病菌群体的遗传分化

本实验采用RFLP技术,对中国东部栗疫病菌(Cryphonectria parasitica)进行了群体遗传结构的研究。313个参试菌株来自10个省(市)的16个群体(子群体),样本分布在北纬24°N—41°N。各菌株的DNA分别用限制性内切酶Pst Ⅰ和EcoR Ⅰ酶切,先后以10个低拷贝DNA探针和1个DNA指纹图谱探针进行了杂交和检测。结果表明,两个探针(pCB29和pMS29.1)的杂交图谱呈单态性;探针pCB19的杂交图谱显示,菌株DNA以PstⅠ酶切的为单态性,以EcoR Ⅰ酶切的则呈多态性;其他7个低拷贝探针的杂交图谱都呈多态性(Pst Ⅰ酶切)、指纹图谱探针的检测结果显示,辽宁凤城群体的菌株与中国东部其他群体的菌株相比,具有更多的限制性杂交片段,菌株间的遗传变异性也更大。     

广东沿海洛氏角毛藻复合群物种多样性的探究

为了澄清洛氏角毛藻复合群的物种多样性, 并明确洛氏角毛藻和并基角毛藻的种间界限, 文章以广东沿海为例, 建立了洛氏角毛藻复合群的22个单克隆培养株系, 利用光学显微镜和电子显微镜技术, 开展了基于生活史的连续形态学观察; 结合基于核糖体大亚基编码基因D1-D3区序列的分子系统学分析。结果表明: 文章支持近年研究的观点, 认为“角毛基部并行融合”不是稳定特征, 不宜继续作为并基角毛藻的标志特征; 发现洛氏角毛藻形态相似藻株聚类在2个分支上, 确认了洛氏角毛藻确实存在隐藏的物种多样性。其中一类与目前认知的洛氏角毛藻最为接近, 而另一类在角毛孔纹、休眠孢子上存在明显区别。经过对洛氏角毛藻历史文献的对比研究, 发现洛氏角毛藻的物种界定存在混乱和模糊的情况, 如休眠孢子形态, 及其初生壳面是否具有二叉状分布结构等, 均存在相互矛盾或不一致的历史报道。