遗传多样性与濒危植物保护生物学研究进展

尽管对于濒危物种的遗传学人们已经进行了大量研究,但是种群遗传学在植物保护中的实际地位尚存在很大争议。濒危物种的遗传多样性可能会由于遗传漂变、近交的作用而丧失;但这种丧失更可能是濒危的结果而不是濒危的起因。遗传多样性水平与物种生存力之间没有任何必然的联系。但植物种群遗传结构如果由于自交不亲和等位基因的丧失和与亲缘种杂交造成的遗传同化而发生改变,那么它对物种生存力会产生明显负作用。     

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。     

通过遗传多样性探讨极小种群野生植物的致濒机理及保护策略: 以裸子植物为例

遗传多样性是生物多样性的重要组成部分, 然而由于资源的过度开发利用和生境的破碎化影响了物种的遗传多样性, 甚至威胁到物种的生存适应性和生物多样性。极小种群野生植物是亟待保护的国家重点保护濒危植物,遗传多样性研究对揭示极小种群致濒机理及保护策略具有重要意义。生境破碎化会造成物种遗传多样性降低、种群间分化增加、基因流减少等, 使种群濒危。但在某些物种中, 繁殖特征、进化历史等生物和生态因素的不同也可能造成近期生境破碎化后遗传效应的延迟。裸子植物进化历史悠久, 包含许多孑遗物种, 由于生活史周期长, 遭受生境破碎化后可能短期内显示不出遗传效应的改变, 但长期很难恢复。本文以裸子植物为例综述了濒危植物的遗传多样性研究的案例, 探讨了濒危裸子植物应对环境恶化的维持机制、致濒因素和保护方案, 旨在说明通过遗传多样性研究充分认识极小种群致濒机理对高效保护极小种群野生植物的重要性。     

濒危物种山红树居群遗传结构的RAPD分析

利用RAPD分子标记检测了云南省3个山红树居群的遗传多样性和居群遗传结构。10个引物共检测到54个位点, 其中多态位点11个, 占20 37%。与其他的濒危物种相比, 山红树居群内的遗传多样性很低, 居群间的遗传分化很大(78 65%)。大量经济植物的种植加上人为的破坏, 使山红树的生境遭到严重破坏, 数量大为减少, 可能导致了山红树遗传多样性的丧失、居群间较高的遗传分化。基于以上结果, 探讨了山红树进一步的迁地保护措施。     

藏羚Y染色体雄性特异区遗传多样性

<正>遗传多样性反映了物种应对环境变化与进化的潜力,遗传多样性越高,对环境变化的适应能力就越强(沈浩和刘登义,2001)。对于经历过人类猎杀导致种群危机的野生物种,随着短时间内大量个体的消亡,很多潜在的优良基因单倍型也会丧失,在后续种群数量恢复过程中,这些单倍型并不会随着种群个体数量的增加而迅速恢复,即遗传多样性的恢复明显滞后于种群数量的恢复(Frankham et al., 2002)。     

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。     

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。     

植物遗传多样性与生态系统功能关系的研究进展

全球变化和人类活动导致物种生境的萎缩, 造成很多植物种群数量缩减, 遗传多样性快速丧失。对于物种多样性低的生态系统, 优势种的遗传多样性可能比物种多样性对生态系统功能产生更大的影响。因此, 了解遗传多样性和生态系统功能的关系(GD-EF)及其机制对生物多样性保护、应对环境变化和生态修复具有指导意义。该文综述了植物遗传多样性对生态系统结构(高营养级生物群落结构)和生态系统功能(初级生产力、养分循环和稳定性)的影响及机制、功能多样性对GD-EF的影响、遗传多样性效应和物种多样性效应的比较, 以及GD-EF在生态修复等实际应用的研究进展。最后指出当前研究的不足之处, 以期为后续研究提供参考: 1)还需深入研究GD-EF机制; 2)未评估遗传多样性对生态系统多功能性的影响; 3)不同遗传多样性测度对生态系统功能的影响不明确; 4)缺少长期的和多空间尺度结合的GD-EF实验; 5)遗传多样性效应相对于其他因子的作用不清楚。     

A review on the relationships between plant genetic diversity and ecosystem functioning

全球变化和人类活动导致物种生境的萎缩, 造成很多植物种群数量缩减, 遗传多样性快速丧失。对于物种多样性低的生态系统, 优势种的遗传多样性可能比物种多样性对生态系统功能产生更大的影响。因此, 了解遗传多样性和生态系统功能的关系(GD-EF)及其机制对生物多样性保护、应对环境变化和生态修复具有指导意义。该文综述了植物遗传多样性对生态系统结构(高营养级生物群落结构)和生态系统功能(初级生产力、养分循环和稳定性)的影响及机制、功能多样性对GD-EF的影响、遗传多样性效应和物种多样性效应的比较, 以及GD-EF在生态修复等实际应用的研究进展。最后指出当前研究的不足之处, 以期为后续研究提供参考: 1)还需深入研究GD-EF机制; 2)未评估遗传多样性对生态系统多功能性的影响; 3)不同遗传多样性测度对生态系统功能的影响不明确; 4)缺少长期的和多空间尺度结合的GD-EF实验; 5)遗传多样性效应相对于其他因子的作用不清楚。     

海洋岛屿生物多样性保育研究进展

海洋岛屿生态系统因具有明显的海域地理隔离而区别于陆地生态系统,被誉为生物地理与进化生态学研究的"天然实验室".陆地或其它邻近岛屿的种源物种迁移到新的岛屿后,经历地理隔离、特征置换或适应辐射等一系列的岛屿进化过程,形成与种源物种具有显著遗传差异的岛屿特有种.岛屿在小面积范围内分化形成大量的特有种,是岛屿生物多样性最为重要的特点之一.但是,岛屿种群由于分布范围局限、生境脆弱且种群规模较小,岛屿种群较陆地种群具有更高的灭绝风险.本文通过对海洋岛屿物种的起源与演化、遗传结构以及岛屿物种的濒危与保护3个热点问题的讨论,阐述岛屿生物多样性的形成机制、濒危肇因以及岛屿生物多样性保育的重要性.     

珍稀濒危植物海南粗榧种群遗传多样性研究

利用RAPD技术对珍稀濒危植物海南粗榧（Cephalotaxus manniiHook.f.)遗传多样性水平,分布、濒危原因及物种保护等问题进行了探讨。结果表明：1、海南粗榧在海南岛的5个取样地点表现出低水平的遗传多样性,对环境变化物适应能力不强;2、海南粗榧种群内和种群间的遗传多样性所占比例有很大差异,绝大部分变异分布于种群内（DAN多样性为85.1%);种群间仅有较低程度的分化;3、人为砍伐,植被破坏,台风、被食用遗传漂变是海南粗榧遗传多样性低水平的主要原因,也是物种濒危的主要原因;4、对于呈零星分布的濒危植物海南粗榧的研究与保护,应充分考虑个体小环境之间的差异。考虑影响小种群的随机因素;5、应采取有力措施,就地保护现有种群,并寻求适当的方法迅速扩展种群,降低基因丧失率;选择遗传多样性较高且破坏相对较小的黎母岭种群作为保护重点;同时应加强对其他种群的保护与管理;6、海南粗榧种群内,种群音质遗传多样性在不同引物之间有较大差别。多态性位点百分率则是种群间的变化大于引物间的变化。     

浅析环境特征对遗传多样性与物种多样性的平行效应

遗传多样性与物种多样性是生物多样性的两个基本层次。近年来的研究表明,环境特征可能对种群遗传多样性与群落物种多样性产生平行效应。本文对遗传多样性与物种多样性关联模型中环境特征对遗传多样性与物种多样性的平行效应部分进行了具体化介绍。基于群落形成的四个基本过程,即突变与物种形成、选择、漂变和扩散,探讨了环境特征对遗传多样性与物种多样性产生平行效应的理论基础。在全球变化的大背景下,研究环境特征对遗传多样性与物种多样性的平行效应及这两个维度多样性对全球变化响应的异同具有重要的生态学与保护生物学意义。然而,目前大多数生物多样性研究仍然只基于物种多样性一个维度,在同一系统中同时对遗传多样性与物种多样性进行整合研究的工作仍然较少。希望通过本文的总结与讨论,能对国内遗传多样性与物种多样性整合研究起到参考与促进作用。     

珍稀濒危植物海南粗榧种群遗传多样性研究

利用RAPD技术对珍稀濒危植物海南粗榧(Cephalotaxus mannii Hook . f.)遗传多样性水平、分布、濒危原因及物种保护等问题进行了探讨.结果表明:1. 海南粗榧在海南岛的5个取样地点表现出低水平的遗传多样性,对环境变化的适应能力不强; 2. 海南粗榧种群内和种群间的遗传多样性所占比例有很大差异,绝大部分变异分布于种群内(DNA多样性为85.1%);种群间仅有较低程度的分化;3. 人为砍伐、植被破坏、台风、被食及遗传漂变是海南粗榧遗传多样性低水平的主要原因,也是物种濒危的主要原因;4. 对于呈零星分布的濒危植物海南粗榧的研究与保护,应充分考虑个体小环境之间的差异,考察影响小种群的随机因素;5. 应采取有力措施,就地保护现有种群,并寻求适当的方法迅速扩展种群,降低基因丧失率;选择遗传多样性较高且破坏相对较小的黎母岭种群作为保护重点;同时应加强对其他种群的保护与管理;6. 海南粗榧种群内、种群间的遗传多样性在不同引物之间有较大差别;多态性位点百分率则是种群间的变化大于引物间的变化.     

基于SCoT分子标记的裸果木遗传多样性分析

为了揭示裸果木的遗传多样性和遗传结构,采用SCoT分子标记对新疆7个裸果木自然种群201个植株进行分析。结果表明12条引物共扩增出145个位点,在物种和种群水平上裸果木多态位点百分率分别为97.24%和76.45%,Nei's遗传多样性指数分别为0.263 8和0.213 7,Shannon's信息多样性指数分别为0.408 1和0.331 6,说明裸果木具有较高的遗传多样性,且物种水平遗传多样性略高于种群水平;遗传分化系数为0.183 9,说明其遗传变异主要来自种群内,种群间存在一定程度的分化;Mantel检验结果表明裸果木种群地理距离与遗传距离不存在显著相关性;运用主坐标分析（PCoA）和STRUCTURE分析对裸果木个体间亲缘关系聚类分析的结果存在一定差异,但总体上结果是一致的。裸果木的遗传多样性和遗传结构可能与进化历史、繁育系统、地理隔离和人为干扰有关。     

三江源和祁连山国家公园雪豹种群的遗传结构分析

掌握遗传信息对濒危物种的保护和管理具有重要意义。本研究在我国雪豹重要分布区祁连山和三江源国家公园分别采集粪便样品,利用mtDNA的cyt b基因、微卫星多态性位点进行了雪豹的物种鉴定、个体识别和种群遗传结构评估。在采集286份疑似雪豹粪便样品中,成功的对86份雪豹样品进行了扩增鉴定,利用微卫星位点进行个体识别获得41只雪豹个体,其中祁连山国家公园26只,三江源国家公园15只。通过等位基因数、有效等位基因数、观测杂合度、期望杂合度、多态信息含量等指标进行种群遗传多样性评估,认为雪豹种群遗传多样性相对较低,但祁连山国家公园雪豹种群遗传多样性相对较高。STRUCTURE进行群体遗传结构分析表明,4个种群可以划分为3个遗传类群,祁连山国家公园的种群（YCW和QLS）与三江源国家种群(DC和SJ)的遗传差异,可能与种群间的地理隔离存在明显的相似性。     

西鄂尔多斯特有种四合木种群遗传多样性及遗传分化研究

利用垂直板聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,对西鄂尔多斯高原特有种四合木（Tetraena mogolica）4个种群遗传多样性和遗传分化进行了初步研究。电泳结果表明,四合木在种和种群水平维持较高的遗传多样性,1多态位点百分率P＝60％,等位基因平均数A＝1.6,平均期望杂合度He=0.245。4个种群之间遗传分化很小,基因分化系数GST只有0.052,明不同于其它濒危物种。四合木种较高的遗传多样性和极低的种群间分化,说明不同的种群可能有共同的起源,随机遗传漂变和近交衰退不是影响遗传多样性的主要过程。     

新疆马鹿塔里木亚种的现状与保护

新疆马鹿塔里木亚种高度适应荒漠生境, 自20 世纪50 年代以来, 由于自然和人为因素的影响, 种群数量急剧下降。栖息地退缩和片段化不仅导致种群遗传多样性的丧失, 而且也因遗传漂变和近亲繁殖, 不断地加剧了该亚种的濒危程度。为有效的保护该物种, 特提出可行的保护措施建议。     

景观遗传学：概念与方法

全球变化下的物种栖息地丧失和破碎化给生物多样性保护带来了新的问题和挑战,生物多样性保护必须由单纯的物种保护上升到栖息地景观的保护。景观遗传学是定量确定栖息地景观特征对种群遗传结构影响的一门交叉学科,在生物保护及自然保护区管理方面有巨大的潜力。从生物多样性保护的角度评述了景观结构与遗传多样性的关系,介绍了景观遗传学的基本概念,研究尺度和方法,并对景观遗传学当前的研究焦点及面临的挑战做了总结。     

福建地区小叶买麻藤遗传多样性ISSR分析

采用13条ISSR引物对福建地区小叶买麻藤11个种群共211个样本进行了种群遗传多样性检测。结果表明:(1)小叶买麻藤在物种水平上遗传多样性较高而在种群水平上较低,揭示该物种具有较强的生存、适应、发展潜力,但其种群遗传多样性已经受到生境片段化及人为活动的影响;(2)小叶买麻藤的遗传分化在裸子植物中处于中等水平,选择和基因流对种群遗传分化的作用大于遗传漂变的作用;(3)小叶买麻藤种群退化主要受人类活动影响,影响的时间较短,尚未表现出种群遗传结构的改变。     

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。