群体遗传结构中的基因流

群体遗传结构上的差异是遗传多样性的一种重要体现,对群体遗传结构的研究已有较久的历史,而其中的基因流研究近些年来越来越受到重视。它对群体遗传学、进化生物学、保护生物学、生态学有着极其重要的作用。虽然传统的群体遗传学能估测基因流大小,但它的精确性还有很大局限性。随着生物技术的进步,对基因流的研究逐渐向分子水平过渡,应用蛋白质电泳技术、分子标记技术(RAPD、RFLP、VNTR、ISSR、DNA测序等)方法对群体间基因流的流动水平进行了深入细致的研究。通过综述群体遗传结构的几种模式:陆岛模式、海岛模式、阶石模式、距离隔离模式、层次模式,以及在群体遗传结构的几种模式基础上的基因流的研究方法、作用、地位和近些年来研究者的研究成果,并指出了这些方法的局限性。     

丹霞梧桐群体遗传结构及其遗传分化

丹霞梧桐(Firmiana danxiaensis)是分布于我国韶关地区北部丹霞地貌的特有物种, 其分布范围狭窄, 种群数量小。本文利用EST-SSR分子标记位点, 分析丹霞梧桐群体(丹霞山组群和南雄组群)的遗传多样性和遗传结构, 研究群体的分化历史, 探讨该物种的可能分布和科学保护策略。结果表明: 丹霞梧桐总的遗传多样性中等(Ht = 0.631), 群体内遗传多样性较高(Hs = 0.546), 遗传变异主要存在于群体内(79.66%), 但不同地理组群间存在显著的遗传分化(F_ST = 0.150)。长期地理隔离和现代人为干扰是形成丹霞梧桐当前遗传变异模式的主要原因。STRUCTURE分析可将研究群体划分为清晰的两个基因库(gene pool), 其遗传结构与系统发育地理格局之间有密切关系。丹霞梧桐不同地理群体经历了独立的进化路线, 但丹霞山群体的杂合性高, 遗传背景更为复杂。近似贝叶斯运算法(Approximate Bayesian Computation, ABC)分析表明, 丹霞山和南雄地理群体在10万年前由同一个祖先群体分化而来, 分化时有效群体大小分别为7,290和5,550。结合丹霞梧桐的遗传变异和生态位信息, 可推测丹霞梧桐曾广泛分布于南岭地区, 受第四纪第三次亚冰期的影响, 南岭北部的丹霞梧桐群体因气候剧烈变化而灭绝, 仅在南岭南部适宜的环境中得以保存并繁衍至今, 丹霞山和南雄是丹霞梧桐最主要的两个冰期避难所。在全面掌握丹霞梧桐的自然分布, 开展就地保护的基础上, 通过建立种质资源圃、人工种苗扩繁、自然回归试验等措施, 对于该物种的异地保护、种群恢复和开发利用具有重要意义。     

花粉作为外源基因媒介的植物遗传转化

以花粉作为２外源ＤＮＡ的媒介,获得转基因植株是有潜力的遗传转化体系,它可避免离体培养过程中的遗传变异和转基因植株的嵌合现象。本文介绍以花粉为外源基因的载体,利用植物有性生殖过程和小孢子胚胎发生两条途径进行植物遗传转化的研究进展。     

群体遗传结构中的基因流

群体遗传结构上的差异是遗传多样性的一种重要体现,对群体遗传结构的研究已有较久的历史,而其中的基因流研究近些年来越来越受到重视。它对群体遗传学、进化生物学、保护生物学、生态学有着极其重要的作用。虽然传统的群体遗传学能估测基因流大小,但它的精确性还有很大局限性。随着生物技术的进步,对基因流的研究逐渐向分子水平过渡,应用蛋白质电泳技术、分子标记技术(RAPD、RFLP、VNTR、ISSR、DNA测序等)方法对群体间基因流的流动水平进行了深入细致的研究。本文综述了群体遗传结构的几种模式：陆岛模式、海岛模式、阶石模式、距离隔离模式、层次模式,以及在群体遗传结构的几种模式基础上的基因流的研究方法、作用、地位和近些年来研究者的研究成果,并指出了这些方法的局限性。Abstract: The difference of population genetic structure is one of the important embodiments of genetic diversity. There is a long history of the study of population genetic structure, and the study of gene flow of population genetic structure is aroused more and more importance. It has an important effect on population genetics, evolution biology, conservation biology and ecology. Although the level of gene flow is estimated by traditional population genetics, there is a large restriction in its precision. With the development of biological technology, the methods of the research on gene flow reach the molecular level. Methods of protein electrophoresis and molecular markers (RAPD, RFLP, VNTR, ISSR and mitochondrial DNA) are used to research gene flow among populations. This paper introduces not only some models of population genetic structure: Continent-Island Model, Island Model, Stepping-Stone Model, Isolation-By-Distance Model and Hierarchical Model; but also the study methods, function and role of gene flow is based on models of population genetic structure, research achievements in recent years and the restriction of the methods.     

植物种质群体遗传结构改变的测度

本文旨在探讨植物种质资源保存中由于人为和自然缘故导致遗传结构改变的评价指标和评价方法.在介绍植物种质资源保存研究一些基本概念的基础上,归纳了测度种质库(收集品)遗传潜势的6种遗传多样性统计指标,包括同一变异层次的类型数、类型分布均衡度、遗传相似性与遗传距离、遗传方差与遗传变异系数、多元变异指数以及亲本系数.指出若无遗传丰富度相伴,单有遗传离散度并未提供遗传多样性的完整测度.探讨了人为条件导致植物种质资源遗传结构改变的遗传流失、环境胁迫所致植物种质资源遗传结构改变的遗传脆弱性和种子扩繁所引发的植物种质资源遗传结构改变的遗传漂变和遗传漂移等的统计指标.文末给出了自花授粉植物和异花授粉植物群体适宜样本容量研究的个例.     

巴马小型猪群体遗传结构的随机扩增多态DNA分析

目的分析巴马小型猪的群体遗传结构。方法应用经过筛选的 ３１条引物对巴马小型猪个体基因组ＤＮＡ进行ＲＡＰＤ扩增,利用从ｉｎｔｅｒｎｅｔ网上下载的软件ＲＡＰＤ ｉｓｔａｎｃｅ Ｐａｃｋａｇｅ ｖｅｒ－ｓｉｏｎ１．０４软件对实验结果进行分析,计算不同个体间的相似系数。结果经ＲＡＰＤ反应,共扩增出２７５条带,其中多态性带８５条,多态性带频率在０～６６．７％之间,平均为２７．７％。不同个体猪拥有的ＲＡＰＤ条带具有差异,但拥有相同条带个体猪比率较高。该群体猪的相似系数（Ｆ）为０．９２８（０．７８～０．９７）,平均等位基因频率（ｑ）为０．７３２,最低平均杂合率（Ｈ）为０．２８６。结论巴马小型猪个体具有较好的遗传一致性和遗传稳定性。     

花粉作为外源基因媒介的植物遗传转化

以花粉作为外源DNA的媒介,获得转基因植株是有潜力的遗传转化体系。它可避免离体培养过程中的遗传变异和转基因植株的嵌合现象。本文介绍以花粉为外源基因的载体,利用植物有性生殖过程和小孢子胚胎发生两条途径进行植物遗传转化的研究进展。     

群体融合对遗传方差的影响

探讨了群体融合对遗传方差的影响,无显性时基因型方差对群体中的基因频率为一凸函数,群体融合将导致它的增加,完全显性时,当群体中显性基因的频率时,群体融合导致基因型方差增加;而当时,融合导致基因型方差减小。超显性时,群体融合导致基因型方差增加,对加性方差和显性方差也分别进行了探讨。     

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）,样本人布在北纬２４°Ｎ－４１°Ｎ。各菌株的ＤＮＡ分别用限制性内切酶Ｐｓｔ Ⅰ和ＥｃｏＲⅠ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,两个探针的杂交图谱呈单态性,其他７个低拷贝探针的杂交图谱都呈多态性、指纹图谱探针的检测结果显示,辽宁     

马拉硫磷对中华稻蝗种群遗传结构的作用

将中华稻蝗(Oxya chinensis)注射1.5g/L的马拉硫磷,24h后死亡率为56%。用等位酶电泳确定死亡与存活个体在多态性基因座Pgm和Me上的基因型,并比较各基因型的死亡率差异。结果表明：在Pgm基因座上,马拉硫磷对具有不同基因型的中华稻蝗个体存在选择性致死作用,但是在Me基因座上未观察到类似选择性致死作用。在基因座Pgm上,Pgm-ab 基因型个体死亡率最高（80%）,Pgm-bb和Pgm-bc基因型个体死亡率最低（49%）,低于平均死亡率。卡方检验表明,基因型Pgm-bb和Pgm-cc的死亡率之间存在显著差异。在存活个体中,等位基因Pgm-b的频率显著增加。基于Roger’s遗传距离的聚类分析表明,马拉硫磷的急性致死作用会导致中华稻蝗种群遗传组成的变化。马拉硫磷是蝗虫防治中常用的杀虫剂,研究显示,不同基因型在死亡率上的差异也可能存在于田间。 Abstract: Allozyme electrophoresis was employed to compare the difference in mortality among the genotypes at two polymorphic loci of Pgm and Me of grasshopper Oxya chinensis individuals acutely exposed to 1.5g/L malathion which resulted in 56% mortality in 24 hours. The selective lethal effects were observed among the genotypes at Pgm locus but not at Me locus. It is noted that the genotype Pgm-ab experienced the highest mortality (80%), whereas Pgm-bb and Pgm-bc were 49%, lower than the average. The χ2 tests showed significant difference in morality between Pgm-bb and Pgm-cc. After exposure the allele frequency of Pgm-b showed a notable increase among surviving individuals. The cluster analysis based on Roger’s genetic distance indicated that the acute exposure to malathion can cause differentiation in genetic composition at population level in Oxya chinensis. Because malathion is commonly used as the insecticide for grasshopper control, the data obtained in this study suggest that the similar genotype-mortality effects may occur in crop fields.     

云杉矮槲寄生遗传多样性及其群体遗传结构分析

该研究采用CTAB法提取云杉矮槲寄生(Arceuthobium sichuanense)的基因组DNA,利用ITS1片段的序列信息对中国9个不同地理群体的62份云杉矮槲寄生样本的遗传多样性及群体遗传结构进行分析。结果表明:(1)62条ITS1序列共定义16个单倍型(H1~H16),表现出较低的遗传多样性水平(h=0.678 5,π=0.005 9),而群体间的遗传多样性水平则表现出较大差异(h=0~1.000 0,π=0~0.009 4);AMOVA分析显示云杉矮槲寄生群体内的遗传变异占到51.37%,群体间为48.63%。(2)Network单倍型网络分析表明,单倍型H1和H12较为古老,且所有群体对2种单倍型无共享现象;单倍型H1是广布单倍型,存在于青海和甘肃的6个群体中,单倍型H12仅在四川的2个群体中有分布。(3)基于最大似然法(ML)构建的群体聚类和中介邻接法构建的单倍型网络图均显示,四川的3个群体为独立类群,区别于青海、甘肃群体,且甘肃和青海的群体之间没有明显分化。该研究首次报道了云杉矮槲寄生遗传多样性和遗传结构,为进一步研究其进化及后续的病害防控提供了一定的参考。     

北沙柳群体遗传多样性和遗传结构分析

以内蒙古北沙柳(Salix psammophila)国家种质资源库内9个群体(P1~P9)288个无性系为实验材料,利用TP-M13-SSR技术,选取22对具有多态性EST-SSR北沙柳引物,采用毛细管电泳对PCR产物进行检测,分析北沙柳遗传多样性、分化程度和群体遗传结构,为北沙柳种质资源库遗传管理、无性系鉴定、品种选育、遗传改良和构建指纹图谱提供理论依据。结果显示:(1)22对EST-SSR引物共检测到222个等位基因,各位点平均等位基因数(A)为10,四倍体基因型丰富度(G)和特异基因型(G1)总和分别为1 460和802个,平均特异基因型比率(P1)和种质鉴别率(P2)分别为45.86%和13.21%。(2)9个群体平均等位基因数(A)为7.475,基因型丰富度(G)为15.586,观察杂合度(Ho)和期望杂合度(He)分别为0.577和0.638。以期望杂合度He为标准,北沙柳群体遗传多样性水平最低的是P1和P9。(3)北沙柳群体遗传分化系数仅为0.02,AMOVA分子变异分析显示,北沙柳群体大部分遗传变异来自群体内(97%),群体间变异仅为3%。(4)三维主成分、聚类和Structure群体遗传结构分析显示,9个群体被划分为2个组,Mantel检验表明北沙柳遗传距离与地理距离极显著相关(r=0.684 P0.001)。研究表明,北沙柳种质资源具有丰富的遗传多样性,这是其具有耐旱、耐寒、耐高温、耐沙埋和抗风蚀等适应性较强的分子基础;北沙柳的遗传变异集中在群体内;分布区群体呈现由中心向边缘群体扩张分化的趋势。     

大别山山核桃天然群体遗传结构的初步分析

利用RAPD分子标记技术检测了大别山山核桃3个天然居群的遗传多样性和遗传结构。20条10 bp随机引物共检测到238个扩增位点,其中多态性位点162个,多态位点百分率(PPB)为68.1%。居群水平Shannon’s多态性信息指数(I)介于0.2651~0.2801之间;居群水平Ne i’s基因多样性指数(H)介于0.1789~0.1890之间。遗传变异计算显示大别山山核桃居群间基因分化系数(Gst)为0.4063,分子方差分析(AMOVA)表明居群间基因分化水平为0.4177,居群间基因流(Nm)为0.7306,说明大别山山核桃大部分变异存在于居群内,居群间基因交流相对较少。这一结果符合大别山山核桃风媒、异交的繁育系统特点,但其居群间基因分化程度明显高于异交植物的平均水平(Gst=0.1930)。地理隔离、居群内近交及居群间基因流受阻可能是形成目前大别山山核桃天然群体遗传结构的主要因素。     

Genetic Diversity in Restoration Materials and the Impacts of Seed Collection in Colorado's Restoration Plant Production Industry

The ever increasing demand for native plants and seed for use in restoration and revegetation has created a sizable industry. The large‐scale production and planting of native plants have given rise to a suite of ecological concerns including collection impacts, genetic diversity, and provenance. This study examines the practices and beliefs of 12 restoration plant production companies in Colorado with regard to arising ecological issues and identifies where further research is needed. We found that native seed collection in Colorado was largely unregulated and unmonitored and impacts were unknown. Maintaining genetic diversity in restoration materials is costly and does not have universal support. The use of provenance material (or local ecotypes) was hotly contested with strong and sound arguments on both sides of the issue. Procurement of pure ecotypes was difficult because of the variety of institutions involved in production and complications such as artificial selection and cross‐pollination.     

人类群体遗传空间结构对应分析中的“蹄型效应”及其遗传学解释

探讨了人类群体遗传结构对应分析中“蹄型效应”的产生机制及其遗传学解释。从分析基因频率矩阵的结构特点入手,以实例验证和比较了对应分析中散点图的结构特征。发现当基因频率矩阵的结构不同时,其对应分析中散点图的分布模式不同;当基因频率矩阵中存在稀有基因时,其对应分析的散点图则呈现明显的“蹄型效应”。“蹄型效应”经常会歪曲潜在遗传结构的真实形态,其产生主要是因为对应分析中的c2距离不相似测度高估了稀有基因的作用。在人类群体遗传结构对应分析中,当出现“蹄型效应”效应时,需认真分析基因频率矩阵的结构,寻找“蹄型效应”产生原因并给出合理的遗传学解释,以免做出错误结论。     

用SSR研究栲树群体遗传结构

利用微卫星（SSR）分子标记对福建省内4个栲树（Castanopsis fargesii Franch.）群体遗传结构进行了研究。SSR标记揭示了栲树群体丰富的遗传变异：平均等位基因数A＝9.0,平均有效等位基因数Ne=4.8,平均期望杂合度He=0.65,而群 具有较低的Fst值（Fst=0.031）。SSR每个位点的等位基因频率分布在栲树群体间都存在显或极显差异,表明根据SSR等位基因频率分布亦能了解各体的分化。SSR标记使栲树群体中一些稀有等位基因得以表现,54个SSR等位基因中有15个等位基因仅出现在1个或2个群体中,且频率较低,在遗传多样性保护中更应注重保护这些稀有的等位变异。     

濒危植物观光木遗传多样性及遗传结构分析

采用筛选的8条ISSR引物对濒危植物观光木13个野生种群的遗传多样性及遗传结构进行分析,结果显示:物种和种群水平上多态性位点百分率分别为79.67%和46.84%,Shannon表型多样性指数分别为0.3880和0.2192,与木兰科其他近缘植物相比,遗传多样性水平较高;分子方差分析表明,观光木野生种群间遗传分化系数为0.3752,种群间存在显著的遗传距离;STRUCTURE分析和UPGMA聚类表明,参试的13个野生种群可分为3大类群;相关性分析表明,种群间遗传距离与其地理距离呈显著正相关。南昆山、笔架山、弄相山种群的遗传多样性最丰富,建议优先加以保护。     

303份甘薯地方种SSR遗传多样性与群体结构分析

利用SSR分子标记,对我国303份甘薯地方种进行了遗传多样性和群体结构分析。进一步明确了甘薯地方种间的遗传多样性和亲缘关系,为优异资源挖掘和品种改良提供了参考。利用SSR建立研究材料的0~1数据库,通过NTSYS-pc2.10软件计算Nei72遗传距离矩阵,将遗传距离矩阵导入MEGA 6.06,计算平均遗传距离和聚类分析;并利用STRUCTURE2.3.4对303份地方种进行群体结构分析。结果表明:30对SSR引物共检测出203条多态性位点,每对引物检测到1~14条多态性条带,平均每对引物获得6.77条。303份材料的平均遗传距离为0.564,聚类分析在遗传距离为0.477处可以把303份材料分成11个类群,其中第Ⅺ类群在遗传距离为0.452处可分为3个亚群。群体结构分析将303份材料划分成了5个稳定的群体,群体结构划分与聚类有相似的结果,其中70份材料Q值小于0.6,属于混合亚群。