盐渍条件下野大豆群体的遗传分化和生理适应：同工酶和随机扩增多态D…

黄河三角洲野大豆盐渍群体的耐盐性高于附近的正常群体。群体内个体间耐盐能力差别很大。盐渍群体有比最耐盐的栽培大豆品种耐盐能力高得多的个体,也有对盐相当敏感的植株。同工酶分析表明群体内高水平多态性,但酶谱与抗性没有相关性。盐渍与正常群体间的遗传一致性高达０．９６。用改良的随机扩增多态ＤＮＡ（ＲＡＰＤ）方法,１０个引物扩增得出群体内多态位点百分数为６８／１８８＝０．３６。看来,绝大多数位点与耐盐能力无关     

企鹅珍珠贝不同地理群体遗传多样性的fAFLP 分析

为阐明企鹅珍珠贝(Pteria penguin)不同地理种群的遗传多样性机制, 采用荧光标记扩增片段长度多态性(fAFLP)技术分析了企鹅珍珠贝广西涠洲岛、广东流沙湾和海南黎安3 个不同地理群体的遗传多样性。选取7 对引物组合对90 个个体(每个群体30 个)进行fAFLP 扩增, 结果发现每个个体均能扩增出清晰的、可重复的扩增条带, 每对引物的扩增位点数在100—163 之间, 共得到895 个扩增位点, 多态位点数为865 个; 涠洲岛、流沙湾和黎安群体的多态位点比例分别为70.73%、63.13%、66.82%。Nei 遗传多样性指数为0.1634、0.1558、0.1783, Shannon 遗传多样性指数为0.2635、0.2474、0.2932。3 个群体间遗传相似度在0.9722—0.9824之间, 遗传距离在0.0177—0.0282 之间。根据遗传距离绘制UPGMA 聚类图, 但Mantel 检验结果显示企鹅珍珠贝三群体间的遗传距离与地理距离之间无显著相关。Shannon 遗传多样性指数和AMOVA 分析, 结果均显示企鹅珍珠贝的遗传变异主要来源于群体内个体间, 7.91%的遗传变异来自群体间, 92.09%的遗传变异来自群体内。分析群体的显性基因型频率分布和基因流Nm 发现3 个群体有基本相同的遗传结构, 有明显的基因交流。研究结果表明北海涠洲岛群体、湛江流沙湾群体和海南黎安群体的企鹅珍珠贝种质有较高的多态位点比例, 但未发生显著地理分化。这一结果为我国企鹅珍珠贝的良种选育以及种质资源保护措施的制定提供了参考依据。       

福寿螺3个地理群体遗传多样性的AFLP分析

应用AFLP分子标记技术对我国江苏苏州、福建漳州和广东珠海3个地理群体福寿螺进行了遗传多样性分析.8对选择性引物在3个群体的90个个体中,共扩增出382个位点,多态位点369个.江苏、福建和广东3个福寿螺群体的多态位点比率和Shannon's指数分别为84.82%、85.08%、79.06%,0.4259、0.4308、0.4079;表明3个群体遗传多样性在同一水平上.不同地理来源的福寿螺个体归群分析聚成3类,与地理分布一致,表明3个地理群体间已出现遗传分化,广东群体和福建群体首先聚在一起,再与江苏群体聚类.Shannon's指数和AMOVA分析估算均显示福寿螺的遗传变异主要来自于群体内个体间.综上所述,3个福寿螺群体具有丰富的遗传多样性而且已形成相对独立的遗传结构;并找到了3个群体间遗传特异性AFLP标记,可用于群体间分子鉴定和辅助分类.     

辽东湾斑海豹遗传多样性的AFLP分析

利用AFLP标记技术对辽东湾斑海豹的遗传多样性进行分析。采用7对AFLP引物对斑海豹3个群体(按不同采样年份分类)43个个体扩增共得到241个位点,3个群体内的多态位点比例为80.45%～95.85%,总多态位点比例为99.59%。群体的香农(Shannon)多样性指数为0.3817～0.4716,群体间的遗传距离在0.1742～0.4023之间。2007年群体的多态位点比例、Shannon多样性指数均高于2006年群体,2005年群体处于中等水平。用NTSYS软件进行个体聚类及UPGMA方法构建的群体系统树,发现3个群体的个体基本随机聚到一起,界限不十分明显,说明3年的群体差异不明显,甚至可以认为它们是混合群体。结果表明,斑海豹群体遗传多样性水平较低,遗传结构趋于简单化,且存在较强的基因交流。     

三个地理群体赤眼鳟遗传多样性的RAPD分析

利用RAPD技术对宿鸭湖、青龙湖和丹江口水库3个野生赤眼鳟群体的遗传多样性进行分析.9个RAPD引物共获得93个扩增位点,其中多态位点56个,多态位点比例为60.22%.3个群体的多态位点比例分别为53.01%、54.12%和57.95%,遗传距离分别为0.1548、0.1613和0.1764,Shannon信息指数分别为0.2249、0.2318和0.2437.群体间遗传距离以宿鸭湖和青龙湖群体最近(0.1257),青龙湖与丹江口水库群体最远(0.1416).结果表明3个赤眼鳟群体的遗传多样性均较丰富,但群体间地理遗传分化差异并不明显.     

栲树天然群体遗传结构的RAPD分析

利用RAPD分子标记对5个栲树(Castanopsis fargesii Franch.) 天然群体共计188个个体的遗传多样性和群体遗传结构进行了分析.41个随机寡核苷酸引物共检测到385个位点,其中多态位点157个,占40.78%.物种水平的Shannon多样性指数I=0.459 7,Nei基因多样度h=0.296.遗传变异分析表明,栲树群体的遗传变异主要存在于群体内,利用Shannon多样性指数估算的分化(Hsp-Hpop)/Hsp=0.047 6,遗传分化系数Gst =0.042 9,分子方差分析(AMOVA)也证实了这一结论,群体内的变异组分占了94.97%,群体间变异只占5.03%.AMOVA分析结果的显著性检验也表明,群体间及群体内个体间均呈现出显著分化(P<0.001).     

野生和近交稀有鮈鲫的遗传多样性

用RAPD技术对稀有鮈鲫近交10代及3个野生群体的遗传多样性和群体间差异进行了研究。无论从多态位点的比例、个体间的共带率还是从多样性指数来看,近交10代的遗传多样性极低。在226个RAPD位点中,野生群体有近半数的位点是多态的,Shannon多样性指数在0.2911～0.3235间,表明自然群体保持了较丰富的遗传多样性。近交10代与野生群体间遗传差异十分明显。野生群体间在11～19个位点上的表型频率存在显著差异,总遗传多样性的91.33%来自群体内,8.67%来自于群体间。     

长臀鮠的AFLP分析

采用 AFLP分子标记技术对珠江长臀鮠和海南长臀鮠共60个个体(每个群体30个)进行了遗传多样性研究。选取的18对引物组合均能扩增出清晰、可重复的扩增产物,扩增带型差异明显。两个群体均表现出较高的多态位点比例和特异性条带数。群体内个体间的遗传相似度(平均值)珠江长臀鮠种群为0.9462±0.0237, 海南长臀鮠为0.9465±0.0226,海南长臀鮠比珠江长臀鮠略高。群体间的遗传相似度是0.9367±0.0231,小于两个群体内的遗传相似度,两群体的遗传距离是0.0634±0.0230。根据遗传相似度绘制了UPGMA 聚类图。研究结果表明：珠江长臀鮠和海南长臀鮠间的遗传差异属于种内差异,两者同属一个有效种。     

野生和近交稀有Ju鲫的遗传多样性

用ＲＡＰＤ技术对稀有Ｊｕ鲫近交１０代及３个野生群体的遗传多样性和群体间差异进行了研究。无论从多态位点的比例,个体间的共带率还是多样性指数来看,近交１０代的遗传多样性极低。在２２６个ＲＡＰＤ位点中,野生群体有近半数的位点是多态的,Ｓｈａｎｎｏｎ多样性指数在０．２９１１－０．３２３５间,表明自群本保持了较丰富遗传多样性。近交１０代与野生群体间遗传差异十分明显。野生群体间在１１－１９个位点上的表型频率存     

利用RAPD 标记技术对白桦种源遗传变异的分析及种源区划

用随机扩增多态DNA(RAPD)分子标记方法对白桦17 个种源152 个个体进行了遗传变异的比较分析, 通过14 个随机引物扩增共检测到233 个位点, 各种源多态位点百分率差异明显, 范围在20.17%~32.19%之间, 多态位点百分率最高的是帽儿山种源和清源种源, 最低的是绰尔种源。遗传变异在种源间占43.53%, 在种源内个体间占56.47%。根据种源间的遗传距离, 构建了白桦17 个种源的遗传关系聚类图, 结果将东北地区的白桦聚为一类, 华北、西北地区的白桦聚为另一类。同时根据地理气候因子和遗传距离对白桦群体进行了种源区的划分。     

Genetic Differentiation and Physiological Adaptation of Wild Soybean (Glycine soja) Populations Under Saline Conditions: Isozymatic and Random Amplified Polymorphic DNA Study

A higher level of salt tolerance in saline populations of wild soybean ( Glycine soja Sieb. et Zucc. ) has been found in the Yellow River Delta. The levels of salt tolerance for individuals with in populations vary widely. In the saline populations, there are a few plants with much higher tolerant level than that of the most tolerant cultivars, such as Morgan, and others as saline sensitive plants. Isozyme analysis showed a high level of genetic diversity, however, no relationship was found between isozymatic patterns and salt tolerance. Saline and normal populations shared similar genetic structure with a genetic distance of 0. 045. By using a modified procedure of random amplified polymorphic DNA(RAPD), a higher level of DNA diversity was detected in saline populations. The authors propose that the high level of genetic diversity and developmental flexibility is responsible for adaptation of wild soybean to changing saline conditions.     

Identification of a major QTL allele from wild soybean (Glycine soja Sieb. & Zucc.) for increasing alkaline salt tolerance in soybean

Salt-affected soils are generally classified into two main categories, sodic (alkaline) and saline. Our previous studies showed that the wild soybean accession JWS156-1 (Glycine soja) from the Kinki area of Japan was tolerant to NaCl salt, and the quantitative trait locus (QTL) for NaCl salt tolerance was located on soybean linkage group N (chromosome 3). Further investigation revealed that the wild soybean accession JWS156-1 also had a higher tolerance to alkaline salt stress. In the present study, an F₆ recombinant inbred line mapping population (n = 112) and an F₂ population (n = 149) derived from crosses between a cultivated soybean cultivar Jackson and JWS156-1 were used to identify QTL for alkaline salt tolerance in soybean. Evaluation of soybean alkaline salt tolerance was carried out based on salt tolerance rating (STR) and leaf chlorophyll content (SPAD value) after treatment with 180 mM NaHCO₃ for about 3 weeks under greenhouse conditions. In both populations, a significant QTL for alkaline salt tolerance was detected on the molecular linkage group D2 (chromosome 17), which accounted for 50.2 and 13.0% of the total variation for STR in the F₆ and the F₂ populations, respectively. The wild soybean contributed to the tolerance allele in the progenies. Our results suggest that QTL for alkaline salt tolerance is different from the QTL for NaCl salt tolerance found previously in this wild soybean genotype. The DNA markers closely associated with the QTLs might be useful for marker-assisted selection to pyramid tolerance genes in soybean for both alkaline and saline stresses.     

江苏野生大豆的耐盐性和离子在体内的分布及选择性运输

以相对发芽率和出苗率为指标比较了3个野生大豆(Glycine soja)种群的耐盐性,测定了NaCl胁迫下2个耐盐性不同的野生大豆种群(江苏野生大豆,JWS,耐盐;N23232,盐敏感)植株根、茎和叶片中Na^+、K^+和Cl^-含量的变化。结果表明,JWS的耐盐性最强,盐胁迫抑制野生大豆幼苗生长,使其干物质积累量减少,根冠比上升,对耐盐性弱的N23232抑制作用大于耐盐性强的JWS,不同器官离子含量测定结果表明,盐胁迫下野生大豆茎部Na^+含量最高,耐盐的JWS根系具有积累Na^+和Cl^-的能力,叶片Na^+、Cl含量较低,而盐敏感种群N23232根系中：Na^+、Cl^-含量低于耐盐种群JWS,叶片中Na^+、Cl^-含量则高于JWS,JWS根系对K^+、Na^+吸收的选择性(selectivity ratio,SK,Na)和N23232没有明显差异;但叶片和茎运输的SK,Na明显高于N23232,使地上部K^+／Na^+较高,因此认为野生大豆根系对Na^+、Cl^-的积累及K^+向地上部运输的选择性高是其耐盐性强的主要原因。     

大豆耐盐机理及相关基因分子标记

大豆耐盐涉及多种生理代谢途径.耐盐大豆能够通过Cl-排除、控制Na 的吸收和转运、合成渗透调节物质、改变细胞膜膜脂组分及相关酶类的活性等多种形式来适应盐胁迫;野生大豆群体具有盐腺,从形态结构上适应盐逆境;大豆-根瘤菌共生体在盐胁迫下通过互作来提高整体的耐盐性.分子生物学技术应用于大豆耐盐研究,已获得了一些与耐盐相关基因连锁的分子标记.广泛搜集筛选大豆栽培种和野生种资源,利用分子生物学技术和基因工程提高大豆耐盐性,将成为未来大豆耐盐研究的主要内容.     

大豆耐盐机理及相关基因分子标记

大豆耐盐涉及多种生理代谢途径。耐盐大豆能够通过Cl-排除、控制Na+的吸收和转运、合成渗透调节物质、改变细胞膜膜脂组分及相关酶类的活性等多种形式来适应盐胁迫;野生大豆群体具有盐腺,从形态结构上适应盐逆境;大豆-根瘤菌共生体在盐胁迫下通过互作来提高整体的耐盐性。分子生物学技术应用于大豆耐盐研究,已获得了一些与耐盐相关基因连锁的分子标记。广泛搜集筛选大豆栽培种和野生种资源,利用分子生物学技术和基因工程提高大豆耐盐性,将成为未来大豆耐盐研究的主要内容。     

栽培大豆和野生大豆耐盐性及离子效应的比较

以国际上常用的耐盐大豆（Glycine max L.)品种Lee68为对照,在发芽期和苗期两个阶段,利用发芽指数、指害指数和耐盐系数等指标对一年生具盐腺野生大豆（Glycine soja L.)和部分栽培大豆（Glycine max L.)及某些野生大豆品系或品种的耐盐性进行了比较,讨论了耐盐指标的可行性。从离子效应方面比较了Na^ 和Cl^-对大豆发芽率的影响,并对具盐腺野生大豆的耐盐机理进行了初步分析。结果表明,大豆品种的耐盐性在发芽期和苗期无一致相关性。轻度等渗胁迫下,Na^ 对种子发芽率的抑制作用大于Cl^-,而重度等渗胁迫下则相反。通过减少由根系吸收的Na^ 、Cl^-向叶片的运输,维持叶片中较高含量的K^ ,减轻盐离子毒害,可能是具盐腺野生大事耐盐的主要生理机制之一。     

野生大豆耐盐性研究进展

野生大豆对于拓宽大豆种质遗传基础和丰富大豆种质基因库具有重要意义.该文从野生大豆的资源概况及优良性状、耐盐机理和利用野生大豆提高栽培大豆耐盐性等三个方面,对近年来国内外有关野生大豆耐盐性的解剖结构、生理基础、分子生物学基础等方面的研究进展进行了系统综述,并提出野生大豆通过茎叶表皮上的"腺体"及对Na+和Cl-的排斥性,实现对盐渍环境的颉颃作用.较强的抗氧化能力、大豆异黄酮代谢和耐盐基因也是其适应盐渍环境的重要原因.今后应对野生大豆耐盐机理的遗传学基础进行深入研究,并通过种群保护以保障野生大豆的发掘鉴定和创新利用.     

野大豆种群转座子和转录因子的多样性和分子适应

对环境变化的适应机理一直是进化生物学和生态学长期争论的核心课题。根据适应逆境的生态学和分子生理的最新进展,设想逆境诱导转座子的转座,影响转录因子的表达,随即改变一系列抗性基因的表达水平,抗性种群快速适应形成;由此可能建立一个统一的进化理论。从黄河入海口野生大豆(Glycine soja)盐渍种群植株DNA扩增到一段干旱应答元件结合蛋白基因(DREB)序列,称为GsDREB1。克隆了一个全长的类Gypsy逆转录转座子整合酶基因序列,称为GsINT。种群内各植株该序列有多个拷贝,植株间存在限制片段长度多态性。根据所得的这两个序列,设计并合成包括GsINT 5'上游保守序列的Gs-1等若干引物,试图检测野大豆基因组中GsDREB1的5'上游是否存在逆转录转座子整合酶序列。将GsDREB1标记为探针,Southern杂交表明用Gs-1为正向引物GmDR1为逆向引物所扩增的产物既是多拷贝而又与GsDREB1高度同源。这一对引物扩增和部分测序的结果暗示逆转录转座子有的插入DREB的5'上游,种群内外植株间显现两基因间隔长度的多样性。据此提出抗性种群形成即适应进化分子机理的下列假说。正常种群主要由非抗性普通植株组成。当环境发生变化处于逆境条件时,种群内植株转座频率大大增加。转座子非定向地插入基因组。多数突变中性,不影响表型。少数插入到转录因子的5'上游或其编码区,可促进或阻抑其表达,由此引发转录因子所控制的抗性基因网络表达的增加或减少,抗性相应增加或降低。总的结果是在短时间内就能积累包括高抗性植株在内的有各种抗性水平的个体;对逆境敏感的个体不断地被自然选择所淘汰,但逆境不断诱导其产生,少数植株有可能利用逆境减弱的较短时间完成发育得以生存下来。此假说可以解释逆境条件下的植物种群为什么能快速形成而有更高的遗传多样性;又为什么抗性种群在高抗性植株产生的同时有时存在敏感植株。逆境促进的转座改变转录因子基因表达可能是植物生理和形态快速进化的一般分子机理。     

滨海盐渍土野大豆根瘤菌分离筛选及其在大豆中的应用

【目的】了解盐渍土野大豆根瘤菌的多样性，筛选具有耐盐促生作用的菌株，为栽培大豆耐盐菌剂的开发提供菌种资源。【方法】采用传统培养方法从滨海盐渍土野大豆中分离根瘤菌，评价菌株的促生特性，并验证其对野大豆和栽培大豆的促生效果。【结果】从野大豆根和根瘤样品中分离出87株根瘤菌，主要为中华根瘤菌属(Sinorhizobium)、根瘤菌属(Rhizobium)和慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)。测定了24株代表性菌株的促生特性，发现有16株根瘤菌具有产吲哚-3-乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)能力，6株能够产生1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-amino-cyclopropane-1- carboxylic, ACC)脱氨酶，16株具有溶磷活性，6株能够产生铁载体。根据以上促生特性，选择了11株优良根瘤菌进行野大豆促生和结瘤能力评价，发现美洲中华根瘤菌(Sinorhizobium americanus) DL3的性能优于其他菌株。最后，通过盆栽试验检测了菌株DL3对野大豆和栽培大豆耐盐能力的影响，发现菌株DL3在盐胁迫下能促进野大豆和大豆的生长，同时，降低了叶片脯氨酸水平，缓解了植物的盐胁迫程度。【结论】菌株DL3在提高植物耐盐性方面具有一定的作用，对实现大豆的盐碱地种植具有重要的理论意义和实践价值。