油茶栽培历史与长江流域油茶遗传资源

普通油茶(Camellia oleifera)是我国第一大木本油料作物。普通油茶作为油料作物的栽培历史, 现存确切记载不到1,000年, 长江流域可能是最早栽培油茶的地区之一。普通油茶的野生近缘种是油茶育种宝贵的遗传资源。普通油茶属于山茶科山茶属(Camellia)油茶组(Sect. Oleifera), 其野生近缘种应包括山茶属油茶组和短柱茶组(Sect. Paracamellia)的物种, 但油茶组和短柱茶组的划分仍有争议, 物种间的系统发育关系仍不清楚。油茶组和短柱茶组是山茶属中多倍体出现频率最高的类群, 而且存在突出的种内多倍性现象, 人工选择和种间杂交可能在其中起到促进作用。长江流域是普通油茶的主产区, 也是最主要的野生普通油茶分布区, 拥有丰富的野生普通油茶遗传资源。本研究统计了山茶属油茶组和短柱茶组物种的分布地, 并与野生普通油茶的潜在分布区进行了比较。分析结果显示, 长江流域与珠江流域的分水岭——南岭、苗岭及附近地区是油茶组和短柱茶组物种多样性最高的地区, 同时也是野生普通油茶潜在的高适生区, 可能是普通油茶及其野生近缘种潜在的种间杂交带。物种多样性从南向北呈下降趋势, 可能反映了从南向北的扩散方向。普通油茶及其野生近缘种间的潜在杂交带可能蕴含着丰富的遗传多样性, 为选择育种提供了天然的育种场, 应对这些地区优先开展研究和保护, 挖掘与利用有重要经济价值的遗传资源。     

长江流域野生猕猴桃遗传资源的潜在价值、现状分析与保护策略

长江流域是猕猴桃属(Actinidia)植物起源和演化的关键分布区, 富集了全世界重要的猕猴桃属野生物种资源和中华-美味猕猴桃物种复合体(Actinidia chinensis-A. deliciosa species complex)的种群遗传资源。作为水果作物, 猕猴桃在100多年前从长江流域经上海到新西兰, 通过栽培、驯化, 逐渐发展成新兴果树产业。目前, 猕猴桃植物的研究已在二倍体“红阳”中华猕猴桃(Actinidia chinensis cv. Hongyang)的基因组测序、种间关系的重测序分析和基础的分子系统发育、种群遗传结构等方面取得长足进步, 但基于最新研究成果的基本资源评价还相当匮乏, 对猕猴桃野生资源的保护与可持续利用亟待加强。本文回顾了栽培猕猴桃的驯化简史与猕猴桃属植物系统分类的研究进展, 通过与其他流域的比较, 对长江流域野生猕猴桃资源的潜在价值和现状进行分析, 阐述了该流域猕猴桃属植物的分布特点和受威胁的状况, 并针对目前存在的问题提出建立长效的保护机制、加强遗传资源的基础科研调查和系统评价, 以及健全种质资源保存规范和促进可持续利用等相应保护的策略。     

白莺山古茶的化学成分分析与栽培茶树的起源

应用高压液相色谱(HPLC)技术,对白莺山古茶的大理茶素、儿茶素类、茶掊素、没食子酸、咖啡因和茶氨酸的含量进行分析.同时,应用分光光度法测定茶多糖和茶多酚含量.在与野生大理茶及栽培大叶茶(普洱生茶)进行多成分比较的基础上,结合形态性状的变异与进化,讨论白莺山古茶种质资源的多样性与野生大理茶和栽培大叶茶的相互关系.分析研究结果不仅为白莺山古茶的品质评价提供可靠的科学数据,为白莺山丰富的古茶种质资源的深人系统研究和合理开发利用提供基础,同时,通过多种过渡类型的化学成分分析与比较,为栽培大叶茶的起源和大理茶作为大叶茶的野生基源之一的假说提供了植物化学方面的证据.     

基于AFLP标记的中国西藏近缘野生大麦遗传多样性分析

选取7对引物组合, 构建了36份西藏近缘野生大麦和4份栽培大麦的AFLP指纹图谱, 共获得清晰可辨的条带227条, 其中多态性带194条, 占85.46％, 从DNA分子水平显示出所试材料遗传多样性较为丰富。计算得各样品间的遗传距离(欧氏距离)介于2.646~10.488之间, 应用离差平方和法对供试材料的AFLP数据结果进行聚类, 建立了40份大麦材料的AFLP树状图, 聚类结果将40份材料分为5类, 进一步揭示出供试材料间遗传背景的相似性和复杂性。结合Nei’s遗传一致性分析结果, 发现近缘六棱野生大麦较之近缘二棱野生与栽培大麦的亲缘关系更近, 支持栽培大麦是从野生二棱大麦起源, 而野生六棱大麦是进化过程中的过渡类型的大麦系统发生观点。     

基于SSR标记分析小豆及其近缘植物的遗传关系

本研究利用87对SSR引物分析了80份栽培小豆(Vigna angularis)、22份野生小豆(V.angularis var.nipponensis)以及10份豇豆属(共7个种)近缘植物,旨在比较豇豆属不同种的遗传多样性,并分析种间的遗传关系.结果显示87对SSR引物在112份小豆及其近缘植物资源中共检测到667个等位变异.其中有75个、71个和82个SSR位点分别在栽培小豆、野生小豆和近缘植物中表现为多态.随机抽样分析发现,平均每SSR位点检测到的等位变异数目为近缘植物>野生小豆>栽培小豆,与多态信息含量(PIC)值一致,说明近缘植物及野生小豆中蕴含着丰富的遗传变异,是栽培小豆育种的重要基因来源.聚类分析显示,栽培小豆、野生小豆和近缘植物间的遗传分化比较明显,分别聚为三大类,其中栽培小豆的遗传背景与其生态环境相对应;近缘植物又可以分为三个亚类,亚类间的遗传距离与其亲缘关系相对应.本研究结果也说明利用SSR标记辅助豇豆属的种间分类是可行的.     

芋(Colocasia esculenta)的民族植物学

应用民族植物学的基本原理和方法,选择中国云南和山东为试点,兼顾其他省区,开展芋[Colocasia esculenta(L.)Schott]的民族植物学研究.结果表明:在云南传统栽种芋的菜园和农地被高附加值的经济作物所代替,芋在不同民族家庭中的地位也从传统作为主食变成蔬菜或杂粮;在山东已形成芋的产业化、标准化生产的格局,芋在汉族农家经济中的地位得到提升.在云南分布有芋的野生近缘种、半栽培种、栽培品种,种质资源丰富;在山东未发现芋的野生类型,以旱芋类型的多子芋栽培品种为主.由于经济的发展和主流文化的影响,民间对芋的植物崇拜及植物崇拜文化丢失的速度大大加剧.在古朴的传统食芋文化中,蕴含着丰富的关于芋植物资源利用和保护的传统知识和朴素的科学内涵,需要进行深入的挖掘和探讨.     

作物野生近缘种的研究与保护需要重视

<正>作物野生近缘种(crop wild relatives,CWR)是宝贵的植物遗传资源,对于改良作物品种,提高粮食和其他栽培植物的产量和质量具有十分重要的意义。这是因为野生种的遗传多样性十分丰富,而现代栽培品种的遗传多样性却非常贫乏。在生物技术快速发展的今天,野生植物,特别是作物野生近缘种的利用前景更加广阔。     

“一带一路”与生物遗传资源获取和惠益分享: 关联、路径与策略

“一带一路”倡议的提出具有重要的时代意义和深远的历史影响。“一带一路”的持续推进和贯彻落实也使得其发展面向和具体内容日趋多元和丰富。生物遗传资源获取和惠益分享已成为全球生物多样性领域长期、持续关注的焦点领域和热门话题, 其在理念、目标、方式与主体等方面与“一带一路”高度契合。对于中国而言, 在“一带一路”背景下开展生物遗传资源获取和惠益分享应选择双边路径为主、多边路径为辅的方案。未来“一带一路”倡议下中国与沿线国家开展生物遗传资源获取和惠益分享可能的策略包括：提出地区或区域性生物遗传资源获取和惠益分享行动规划, 实施地区或区域性生物遗传资源获取和惠益分享行动倡议, 持续推动国内生物遗传资源获取管制法律和监管体制创设, 开展生物遗传资源获取和惠益分享能力建设项目。     

云南及周边地区农作物野生近缘植物

"云南及周边地区生物资源调查"项目是国家科技部基础性工作专项,现已通过国家验收。云南及周边地区是低纬度高海拔地区,也是我国少数民族聚居区,农作物的种类和物种多样性及遗传多样性都十分丰富,并且孕育了丰富的农作物野生近缘植物。本文仅介绍云南及周边地区粮食作物、经济作物、蔬菜作物、果树作物的野生近缘植物,旨在为这些野生近缘植物的研究和开发,制定国家野生植物多样性保护政策提供基础数据和相关信息。     

中国栽培稻遗传多样性中心和起源研究

本研究对中国栽培稻6个地理分布群的700份古老地方栽培品种进行9个多态性等位酶基因位点的遗传多样性分析.结果表明籼稻和粳稻的平均基因多样性均以云南最大,淮河上游次之,黄河以北最小.中国栽培稻有3个遗传多样性中心:云南,长江中游-淮河上游,华南.长江中游-淮河上游可能是中国栽培稻的起源中心.结合考古学资料及前人的工作,认为云南不是中国栽培稻的起源中心,而可能是中国起源中心衍生的一个次生中心并受到南亚中心的强烈影响.     

栽培植物野生近缘种的保护与利用

栽培植物是人类赖以生存和发展的重要物质基础。全球人口与人均需求量的持续增长导致对植物资源的需求与日俱增。栽培植物较低的遗传多样性是限制其产量增长和质量提高的主要因素。栽培植物野生近缘种在自然环境中积累了丰富的遗传变异, 并在应对环境变化的过程中产生了很多新的适应性状, 是栽培植物种质创新和品种改良的重要遗传资源。然而, 栽培植物野生近缘种的存续和自然进化因生境破坏以及全球气候变化等正面临严重威胁, 需要采取有效的措施进行保护。本文总结了国内外对栽培植物野生近缘种进行原生境保护与迁地保护所取得的进展, 并基于我国实际情况提出了栽培植物野生近缘种的保护建议。此外, 本文还对栽培植物野生近缘种利用技术进行了梳理, 探讨了栽培植物野生近缘种遗传资源可持续利用的新思路。最后, 我们以长江流域几种代表性栽培植物为例, 对主要作物类型的保护与利用情况进行了讨论。     

长江流域农作物起源及其与生物多样性特征的关联

长江流域的农耕文明是中华文明的重要组成部分。作为世界著名的农作物起源中心之一, 长江流域拥有丰富的生物多样性, 孕育了大量的栽培植物。本文梳理了起源于长江流域的农作物的资料以及新石器时代文化遗址的植物遗存信息; 结合对长江流域的自然环境特征与全新世以来植被变化的总结, 尝试厘清长江流域对植物资源利用的动态变化, 探讨本地栽培植物与生物多样性的关联。结果表明长江流域农耕文明以稻作为最主要的生产方式, 驯化了大量果树与水生蔬菜, 反映出对本地亚热带常绿阔叶林与湿地的依赖与适应。与其他流域相比, 长江流域具有相对优越的生态要素配置, 其驯化作物类型表现出典型的亚热带湿润森林植被区特征。研究长江流域农作物驯化相关的自然与人类因素, 有助于我们更好地把握长江流域农耕文明的起源。本文不但可为长江流域植物遗传资源的保护与开发提供参考, 而且对于推进长江流域的生态文明建设和可持续发展具有指导作用。     

水稻驯化与长江文明

水稻(即亚洲栽培稻Oryza sativa)是世界上最重要的粮食作物之一, 全球有超过半数以上人口以稻米为食。关于水稻是何时、何地、在什么环境下开始驯化等问题一直是学术界关注的热点。得益于分析技术的进步, 近年来考古学和遗传学研究在水稻驯化起源问题上取得了重要进展。本文简要综述了有关长江流域的水稻驯化起源的遗传学和考古学的研究进展, 并讨论了水稻驯化与稻作文化及长江文明的关系。遗传学研究结果认为水稻(粳稻)最早起源于中国长江流域及以南地区(珠江流域), 考古学证据则表明水稻最先于10,000-8,000 BP在中国长江流域被驯化, 水稻驯化和稻作农业的发展催生了长江文明。这些进展促进了我们对水稻驯化、稻作文化和长江文明的认识, 对长江流域重要植物资源的保护也有启示意义。     

中国栽培稻的起源与演化

中国栽培稻起源地主要有4种假说:华南起源说、云南起源说、长江中下游说和长江中游-淮河上游说。对其进行了简要概括,并进行评述:目前没有一种假说能完全符合水稻起源的4个条件,此外有些学者提出水稻的多起源中心;从分子生物学角度综述了栽培稻籼粳分化研究进展,主要有两个起源说:一源论和二次(或多次)起源论,大量研究支持籼稻和粳稻多起源论;从古DNA、水稻落粒性与驯化、植硅石等方面探讨栽培稻起源演化的研究方法。旨在能为水稻的起源演化研究提供有价值的参考。     

Genetic Divergence between Camellia sinensis and Its Wild Relatives Revealed via Genome-Wide SNPs from RAD Sequencing

Tea is one of the most popular beverages across the world and is made exclusively from cultivars of Camellia sinensis. Many wild relatives of the genus Camellia that are closely related to C. sinensis are native to Southwest China. In this study, we first identified the distinct genetic divergence between C. sinensis and its wild relatives and provided a glimpse into the artificial selection of tea plants at a genome-wide level by analyzing 15,444 genomic SNPs that were identified from 18 cultivated and wild tea accessions using a high-throughput genome-wide restriction site-associated DNA sequencing (RAD-Seq) approach. Six distinct clusters were detected by phylogeny inferrence and principal component and genetic structural analyses, and these clusters corresponded to six Camellia species/varieties. Genetic divergence apparently indicated that C. taliensis var. bangwei is a semi-wild or transient landrace occupying a phylogenetic position between those wild and cultivated tea plants. Cultivated accessions exhibited greater heterozygosity than wild accessions, with the exception of C. taliensis var. bangwei. Thirteen genes with non-synonymous SNPs exhibited strong selective signals that were suggestive of putative artificial selective footprints for tea plants during domestication. The genome-wide SNPs provide a fundamental data resource for assessing genetic relationships, characterizing complex traits, comparing heterozygosity and analyzing putatitve artificial selection in tea plants.     

Evolutionary Genomics of Weedy Rice in the USA

Red rice is an interfertiie, weedy form of cultivated rice (Oryza sativa L.) that competes aggressively with the cropin the southern US, reducing yields and contaminating harvests. No wild Oryza species occur In North America andthe weed has been proposed to have evolved through multiple mechanisms, including "de-domestication" of UScrop cultivars, accidental introduction of Asian weeds, and hybridization between US crops and Asian wild/weedyOryza strains. The phenotype of US red rice ranges from "crop mimics", which share some domestication traitswith the crop, to strains closely resembling Asian wild Oryza species. Assessments of genetic diversity haveindicated that many weed strains are closely related to Asian taxa (including indica and aus rice varieties, whichhave never been cultivated in the US, and the Asian crop progenitor O. rufipogon), whereas others show geneticsimilarity to the tropical japonica varieties cultivated in the southern US. Herein, we review what is known aboutthe evolutionary origins and genetic diversity of US red rice and describe an ongoing research project to furthercharacterize the evolutionary genomics of this aggressive weed.     

Evolutionary Genomics of Weedy Rice in the USA

Red rice Is an Interfertlle, weedy form of cultivated rice （Oryza sativa L.） that competes aggressively with the crop In the southern US, reducing yields and contaminating harvests. No wild Oryza species occur In North America and the weed has been proposed to have evolved through multiple mechanisms, Including ＂de-domestication＂ of US crop cultlvars, accidental introduction of Asian weeds, and hybridization between US crops and Asian wild/weedy Oryza strains. The phenotype of US red rice ranges from ＂crop mimics＂, which share some domestication traits with the crop, to strains closely resembling Asian wild Oryza species. Assessments of genetic diversity have Indicated that many weed strains are closely related to Asian taxa （Including indica and aus rice varieties, which have never been cultivated In the US, and the Asian crop progenitor O. ruflpogon）, whereas others show genetic similarity to the tropical Japonica varieties cultivated In the southern US. Herein, we review what Is known about the evolutionary origins and genetic diversity of US red rice and describe an ongoing research project to further characterize the evolutionary genomlcs of this aggressive weed.     

Domestication of cereal crops in the old world: in search of a new approach to solving old problem

N.I. Vavilov's theory of the centres of origin of cultivated plants is still as a methodological base for studying processes of domestication. This theory, along with archaeological, botanical, and molecular genetic data, helped to determine the most probable regions where the principal cultivated species were introduced into culture. The search for the mechanisms of origins of morphological changes in the course of domestication is one of evolutionary biology's oldest problems. Employing novd molecular biological data for solving this problem provides a key to the understanding of these mechanisms and helps to reconstruct a possible scenario of how the traits that distinguish domesticated plants from their wild relatives got involved into selection. It is hypothesized that distinct physiological and morphological differences important to ancient agrarians originated from quantitative and/or qualitative changes in the loci regulating the programmes of plant ontogeny. This hypothesis helps to reveal the mechanisms of origin of certain traits in the course of domestication, to study the connection between the direction of selection and how such traits are genetically controlled, and to outline particular ways for further detailed studies of the evolutionary aspect of domestication processes.