三种兰科植物的保护遗传学研究初探

采用随机扩增多态 DNA(RAPD)分析研究了中国3种珍稀濒危兰科植物硬叶兜兰(Paphiopedilum micranthum Tang et Wang)、麻栗坡兜兰(P. malipoense S.C.Chen et Tsi)和独花兰(Changnienia amoena Chien)的遗传多样性与群体遗传结构.12个RAPD引物在2种兜兰中共扩增出131条带.对4个硬叶兜兰群体的检测表明其物种水平的多态条带百分率(PPB)为 71.6%,Nei 的基因多样度(h)为 0.217 1,Shannon多样性指数 (I) 为 0.330 1;4个群体的平均多样性水平为 PPB = 45.2%,h = 0.145 7,I = 0.220 4,低于远交兰花的平均水平.在总遗传变异中,群体间遗传变异占20.31%,略高于远交物种的平均水平.在物种水平上,麻栗坡兜兰的PPB为49.5%,h为0.117 4,I为0.176 4,均大大低于硬叶兜兰.对11个独花兰群体采用16个RAPD引物共扩增出119条带.物种水平PPB=76.5%,h=0.194 1,I=0.305 8;在群体水平上,上述3个指标的平均值则分别为37.2%、0.119 7和0.181 0,均低于远交兰花的平均水平.群体间的遗传变异占45.27%,遗传分化明显高于远交物种的平均水平.导致3个物种遗传多样性偏低而群体间遗传分化较高的主要原因在于人为的过度采挖和生境的片断化.研究结果为兰花保护策略和措施的制定提供了理论基础.     

采用空间自相关分析研究两种兰科植物的群体遗传结构

采用空间自相关分析方法对硬叶兜兰（Paphiopedilum micranthum)和独花兰（Changnienia amoena)4个天然群体的小尺度空间遗传结构进行了研究,以探讨两种兰科植物群体内遗传变异的分布特征及其形成机制。根据来自12个（硬叶兜兰）和16个（独花兰）RAPD引物所提供的多态位点,计算出每个群体的空间自相关系数Moran I值。结果表明,在2个硬叶兜兰群体中,遗传变异在短距离（3－4m)内表现出显著的正相关,在较大的距离内表现出显著的负相关,说明其遗传变异在群体内形成一定的空间结构。而对独花兰的空间自相关分析则显示,其遗传变异在参与计算的2个群体内不存在明显的空间结构。造成上述两种兰科植物具有不同空间分布特性的原因可能与其不同的繁殖方式有关。上述研究结果有助于进一步了解物种的进化历程和濒危机制,并为制定有效的保护策略和措施提供科学依据。     

濒危植物毛瓣金花茶遗传多样性的ISSR分析

采用ISSR分子标记对毛瓣金花茶6个自然居群的遗传多样性进行了分析。利用11个引物对150个个体进行了扩增,共扩增出92条条带,其中多态性条带74条。毛瓣金花茶在物种水平和居群水平都表现出相对较高的遗传多样性,在物种水平上,多态位点百分率(PPB)为80.43%,Nei’s基因多样性指数(h)为0.245 1,Shannon多样性指数(I)为0.377 6;在居群水平上,PPB为58.70%~66.30%,h为0.199 7~0.229 3,I为0.300 9~0.343 8。Nei’s遗传多样性分析和AMOVA分析表明,毛瓣金花茶的遗传变异主要存在于居群内,居群间的遗传分化程度较低(Gst=0.126 6,Φst=11.37%),基因流(Nm)为3.448 0。Mantel检测表明,居群间的遗传距离和地理距离之间存在显著的相关关系(r=0.755 1,P0.05)。研究认为,毛瓣金花茶较高的遗传多样性和较低的遗传分化可能与其异交型繁育系统和鸟类传粉有关。     

基于RAPD标记的皖南山核桃野生居群遗传多样性分析

应用随机扩增多态性DNA(RAPD)分子标记方法分析了皖南山区4个山核桃(Carya cathayensis)野生居群的遗传多样性及其分化程度。由POPGENE软件分析表明,15条随机引物共检测出139个扩增条带,其中多态性条带87个,多态性位点百分比(PPB)为62.59%,各居群平均多态性位点百分比(PPB)为43.35%。物种水平Shannon信息多样性指数(I)为0.208,Nei基因多样性指数(H)为0.124,多样性水平较低。由于受到地理隔离的影响,居群间的基因流较低(Nm=0.700),遗传分化程度相对较高(Gst=0.417)。     

采用RAPD标记探讨瓣蕊唐松草(毛茛科唐松草属)的遗传多样性及其地理分布格局

采用随机扩增多态DNA(RAPD)标记对瓣蕊唐松草(Thalictrum petaloideum L.)(毛莨科)11个居群246个体的遗传多样性及居群遗传结构进行了检测.20个随机引物扩增出125个用于分析的条带.结果表明:瓣蕊唐松草在物种水平上具有极高的遗传多样性,多态条带比率(PPB)为96%,Nei的基因多样度(h)为0.3502,Shannon多样性指数(I)为0.519 9;居群间分化比较明显,基因分化系数(GsT)为0.351 1,分子方差分析(AMOVA)表明居群间遗传变异占总遗传变异的38.88%;根据条带频率与平均分类距离和Nei遗传距离分别进行UPGMA聚类,结果基本一致,并且反映出与该种地理分布有一定相关性;长江流域分布的两个居群表现出较高的相似性,并与北方分布的各居群构成独立的两支,显示出这两个居群的特殊性,从而对该物种独特分布区成因是由于冰退回迁造成的观点提供了一定的支持.     

青藏高原东部矮生嵩草遗传多样性的RAPD研究

基于随机扩增多态DNA（RAPD）方法分析了青藏高原东部矮生嵩草（Kobresia humilis）8个居群的遗传多样性及分化程度。14条随机引物共扩增出194个位点数,其中多态性片段168个。研究表明,矮生嵩草无论是在物种水平（多态条带比率PPB（％）为86．60％,Nei’s基因多样性（h）为0．2622,Shannon’s信息指数（I）为0．3983）,还是在居群水平（PPB=62．65％,h=0．2126．I=0．3185）,都具有较高的遗传多样性,居群的遗传多样性大小与生境有相关性。而且,用SPSS分析得出,8个居群的遗传多样性大小与海拔没有明显相关性。用AMOVA数据表明矮生嵩草的遗传变异主要分布在居群内（83．04％）,居群间变异较小（16．96％）。遗传分化指数Gst也显示了相似的结果（0．1891）。从矮生嵩草8个居群的遗传距离和聚类分析发现,以及用NTSYS对矮生嵩草8个居群的的遗传距离矩阵与地理距离矩阵间的关系进行Mantel检测,其结果表明各居群间的遗传距离与地理距离之间没有明显相关性（r=0．37779,P=0．9718〉0．05）。     

珍稀濒危植物硬叶兜兰的遗传多样性及遗传结构研究

由于人为采集、走私贩卖以及生境的破坏,分布于中国西南石灰岩地区的野生硬叶兜兰居群受到严重的干扰与威胁。为有效地保护这种珍稀野生植物,本研究采用ISSR和SRAP两种分子标记对15个硬叶兜兰野生居群进行遗传多样性及遗传结构的研究。结果表明,硬叶兜兰在物种水平上具有较高的遗传多样性（ISSR：PPB=91．66％,He=0．3839;SRAP：PPB=99．29％,Hc=0．2806）。硬叶兜兰居群间存在一定程度的遗传分化（ISSR：Gs1： 0．2577;SRAP：Gst=0．2383）,可能由于较低的基因流（ISSR：Nm=0．7201;SRAP：Nm=0．7991）所致。UPGMA聚类分析以及主成分分析均把15个居群分成2个主要分支。居群间的地理距离和海拔差距是引起居群遗传分化的自然因素。     

天津和唐山小豆地方品种遗传多样性分析

利用SSR分子标记对唐山红小豆、天津红小豆的96个品种（按品种地地理来源划分为14个品种群）进行遗传多样性分析,表明197对引物中共有89对的扩增谱带清晰稳定,共扩增出285条带,多态性条带百分率（PPB）达100%,经Popgene32软件分析,遵化品种资源的遗传多样性的水平最高[PPB=85.39%,I（信息指数）=0.567],其次为玉田和迁安的品种资源,而在天津红小豆资源中,除静海县（排位第5）外,遗传多样性水平相对较小,其中宁河的遗传多样性水平最低（PPB=22.47%,I=0.1575）。聚类分析表明,96个品种可分为三个组群,唐山红小豆组群中包含了天津静海小豆;天津红小豆中的大港品种资源单独为一组群;其它天津红小豆为第二大组群。本研究可为地方品种的保存及杂交组配提供参考。     

不同天然居群小蓬竹的遗传多样性

从分子水平探讨不同居群小蓬竹的遗传多样性以及与环境因子的相关性,揭示其濒危原因,为小蓬竹的保护和后续开发利用提供理论支撑,助力实施极危物种最佳保护策略。运用RAPD标记技术和POPGENE32对16个小蓬竹天然居群进行遗传多样性研究和遗传变异分析。结果表明,8个RAPD随机引物共扩增出105条清晰、重复性高的条带,其中多态性条带有98条,分子量300~2000bp;物种水平多态性位点百分率PPL=93.33%,有效等位基因数Ne=1.4942,Nei’s基因多样性H=0.3005,Shannon多样性指数I=0.4586;落湾(ZY1)居群的遗传多样性水平最高(PPL=60.95%,H=0.2329,I=0.3451),[JP3]桃坡(PT1)居群的最低(PPL=44.76%,H=0.1700,[JP]I=0.2523);16个天然居群的遗传分化系数Gst=0.3231,基因流Nm=1.0478,基于Shannon’s多样性指数的分化系数[(HSP-HPOP)/HSP]为0.3429。小蓬竹居群内存在丰富的遗传多样性,各个天然居群间具有一定的遗传分化但分化水平并不高,主要的遗传变异存在于居群内部。     

基于ISSR的硬叶兜兰居群遗传多样性研究

利用ISSR标记对7个硬叶兜兰居群160个体扩增,10对引物共扩增出101个条带,其中多态性条带97个,种水平上的多态性条带比率(PPB)达96.02%,香侬指数(I)为0.488 9,Neis基因多样性指数(H)为0.332 4。居群水平的遗传参数,多态性条带比率(PPB)为33.51%,香侬指数(I)为0.194 3,Neis基因多样性指数(H)为0.133 2。总的遗传多样性(H_T)为0.323 9,个体遗传多样性(Hs)达到0.133 2。AMOVA结果揭示居群间遗传分化大,居群间基因流N_m为0.349 2。居群间的Neis遗传距离0.148 1~0.4385。基于UPGMA聚类,在遗传距离为0.327时,7个居群聚为两支,第一支由古林箐和马固、田坝、夹寒箐和杨柳井居群组成,第二支由斗咀和小坝子居群组成,聚类关系反映居群间遗传分化与地理距离无显著相关性。     

基于RAPD标记的南苍术居群遗传多样性分析

采用RAPD标记技术对分布于江苏小九华山、小汤山和湖山,安徽金寨和芜湖以及湖北保康和英山的7个南苍术〔Atractylodes lancea(Thunb.)DC.〕野生居群的28个单株基因组总DNA进行PCR扩增,在此基础上分析居群的遗传多样性及遗传分化,并采用聚类分析法对居群的遗传关系进行分析。结果表明:用18条RAPD引物共扩增出193条带,其中多态性条带111条,多态性条带百分率(PPB)为57.51%;平均每条引物扩增出10.72条带,其中多态性条带6.17条。从省级水平看,安徽居群的PPB、有效等位基因数(Ne)、Nei’s基因多样性指数(H)和Shannon信息指数(I)均最低,而湖北居群的Ne、H和I均最高,但江苏居群的PPB最高;从居群水平看,湖北保康居群的PPB、Ne、H和I均最高,而安徽金寨居群均最低。7个居群的基因分化系数和基因流分别为0.206 5和1.921 5,说明7个居群总遗传变异的20.65%存在于居群间、79.35%存在于居群内。7个居群间的遗传距离为0.150 7～0.252 1,其中,安徽金寨和芜湖居群间最小(0.150 7),江苏湖山和安徽芜湖居群间最大(0.252 1)。基于遗传距离的聚类分析结果表明:7个居群可分为2组,湖北保康居群单独成组,其他6个居群聚为另一组;来自同一居群的单株均聚在一起。研究结果提示:南苍术居群间的遗传多样性较低,居群间无明显的遗传分化。     

大麻品种遗传多样性的AFLP分析

利用POPGENE 3.2软件对13个不同来源的大麻群体进行遗传多样性分析。结果显示:云南地区的大麻群体具有最高的遗传多样性水平(PPB=88.82%,He=0.3000,I=0.4571),其次为黑龙江群体(PPB=75.66%,He=0.2572,I=0.3897)。13个大麻群体的多态位点百分率(PPB)为92.11%,Nei’s总遗传多样性(Ht)为0.3837,Shannon’s信息指数I=0.5374。群体内遗传多样性(Hs)为0.1640,群体间的遗传分化系数(Gst)为0.5725,总的遗传变异中有57.25%发生在群体间,42.75%发生在群体内。根据Nei’s(1978)的方法计算了13个大麻群体间的遗传距离和遗传一致度。结果显示:各群体间的遗传一致度在0.6556～0.9258之间,其中四川群体和广西群体间具有最高的遗传一致度(0.9258);云南群体与贵州群体和四川群体间遗传一致度分别为0.9196、0.9173。所有群体中甘肃群体和山西群体遗传一致度最低为0.6556,说明大麻种内具有较大的遗传变异。     

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).     

小菜蛾不同地理种群遗传多样性的ISSR标记研究

为阐明小菜蛾Plutella xylostella不同地理种群的遗传多样性, 应用ISSR技术对我国小菜蛾8个地理种群的遗传多样性进行了研究分析。15条引物扩增出395条ISSR条带, 其中多态性条带占89.11%, 全部个体显示了各自独特的ISSR图谱。ISSR标记的遗传多样性分析结果表明： 小菜蛾无论在物种水平上（P=89.11%, H=0.2706, I=0.4286）, 还是在种群水平上（P=88.80%, H=0.2759, I=0.4349）都表现出较高的遗传多样性。其中, 北京南口种群内遗传变异最大, 海南海口和甘肃兰州种群内遗传变异最小, 南方地区（云南、 湖北）小菜蛾种群遗传多样性明显高于北方地区（北京、 天津、 山东、 黑龙江、 甘肃）种群。据种群变异来源分析, 有5.66%的遗传变异来自种群间, 94.34%的变异来源于种群内（N_m=8.3399）, 不同地理种群间没有明显的遗传分化。本文有关小菜蛾不同地理种群基因流动和遗传变异的研究为小菜蛾抗药性的控制及田间种群的综合防治提供了有价值的分子生物学依据。     

红花荷天然群体的遗传多样性分析

利用ISSR分子标记技术,对红花荷主要分布区8个天然群体的遗传多样性和遗传结构进行研究。结果表明:红花荷在物种水平上其多态位点百分率(PPB)为94.86%,Shannon表型多样性指数(H0)为0.3438;在群体水平上PPB为73.07%,H0为0.2763,说明红花荷群体具有丰富的遗传多样性。AMOVA分子方差分析表明,红花荷遗传变异主要来自群体内,群体内遗传变异占群体的70.29%,群体间占29.71%。Mantel检测表明红花荷群体间的遗传距离与地理距离之间没有明显相关性。     

西藏地区雪层杜鹃遗传多样性的AFLP分析

采用AFLP技术对西藏地区雪层杜鹃（Rhododendron nivale）5个天然种群135份材料进行遗传多样性和遗传分化研究。筛选得出的6对引物共扩增产物273条DNA片段,扩增多态位点百分率为85.71%。5个雪层杜鹃种群的遗传多样性指标表现了相似的变化趋势,Nei基因多样性指数（h）和Shannon信息指数（I）的变化趋势一致,均为工布江达县种群 < 米林种群 < 嘎隆拉种群 < 色季拉山种群 < 红拉山种群。POPGENE分析结果表明雪层杜鹃在物种水平（PPL=85.71%,I=0.415 1,h=0.273）具有较高的遗传多样性,种群水平（PPL=62.26%,I=0.280 3,h=0.184 1）的遗传多样性较低。AMOVA分析结果表明36%的遗传变异存在于种群间,64%的遗传变异存在于种群内,雪层杜鹃种群间的遗传分化系数（G_st=0.324）与AMOVA分析得到的遗传变异分布结果一致。UPGMA聚类结果说明雪层杜鹃的遗传距离与地理距离和海拔高度没有明显的相关性。综合分析,引起雪层杜鹃的遗传变异的原因可能是地理环境不同和种群的生境类型差异。最后就雪层杜鹃的合理开发和保护提出建议。     

省沽油群体遗传多样性的AFLP分析

利用4对AFLP引物对来自安徽石台、湖北大悟和河南桐柏的3个省沽油群体进行遗传多样性分析,共扩增出489条带,其中多态性条带460条,多态性百分比为93.99%。不同群体Nei’s基因多样性指数(H)和Shannon’s信息指数(I)变化范围分别为0.1920～0.2046和0.2937～0.3151,其中湖北大悟群体遗传多样性最高。物种水平和种群水平的H分别为0.2190和0.1964,群体内变异占总变异的89.68%,表明省沽油遗传变异主要存在于各群体内部。3个群体的平均遗传距离为0.0292,UPGMA聚类分析结果说明省沽油各群体间亲缘关系较近并和地域具有相关性。建议省沽油的遗传资源保护应以种内遗传多样性的保护为主。     

樟科濒危植物思茅木姜子遗传多样性的ISSR分析

本文采用ISSR标记对中国特有且仅在云南南部狭域分布的樟科濒危植物思茅木姜子(Litseaszemaois)现存8个居群的遗传多样性进行了研究。从96条引物中筛选出了10条,对103个个体进行了扩增,共扩增出77条条带,其中多态性条带为67条。分析结果表明:(1)思茅木姜子的遗传多样性水平很高。在物种水平上,多态位点百分率PPB=87.01%,平均每个位点的有效等位基因数Ne=1.4006,Nei’s基因多样度指数H=0.2466,Shannon多样性信息指数Hsp=0.3826;在居群水平上,PPB=37.99%,Ne=1.2500,H=0.1418,Shannon多样性信息指数Hpop=0.2088。(2)居群间的遗传分化较低。基于Nei’s遗传多样性分析得出的居群间遗传分化系数Gst=0.3700;Shannon’s居群分化系数((Hsp–Hpop)/Hsp)为0.45。AMOVA分析显示:思茅木姜子的遗传变异主要存在于居群内,占总变异的72.99%,居群间的遗传变异占27.01%,表明思茅木姜子属于异交种。(3)两两居群间的Nei’s遗传一致度(I)的范围为0.8233–0.9761。经Mantel检测,居群间的遗传距离和地理距离之间不存在显著的正相关关系(r=0.0925,P=0.6931)。我们推断人类活动的干扰和生境的片断化是导致思茅木姜子濒危现状的主要因素。考虑到目前其遗传多样性水平虽然很高,但各居群个体数量很少,因此应该对思茅木姜子各居群的所有个体实施及时的就地保护;而遗传变异大部分存在于居群内的个体间,所以在迁地保护时应在各居群内大量采样。     

硬核资源遗传多样性的AFLP分析（英文）

为了解云南省硬核[Scleropyrum wallichianum (Wight et Arn.) Arn.]的遗传多样性,采用AFLP标记分析了7个居群84份种质材料的遗传变异。结果表明,从64对引物组合中挑选出多态性较好的引物8对,共扩增出1 728条带,其中多态性条带1 388条,多态性百分率为80.14%。硬核在物种水平的多样性指数分别为Na=1.416, Ne=1.179, H=0.137, I=0.225,在居群水平上分别为H=0.111,I=0.175;在遗传相似性系数为0.52时,这些种质材料可分为3组,其中易武居群具有丰富的遗传变异,大部分的遗传变异存在于居群内,而在0.05置信区间内居群间遗传变异仅为11.5%;居群间的遗传距离和地理距离无显著相关性(r=0.0323, P=0.5820)。因此,硬核资源可采用就地和迁地保护策略,以增加其遗传多样性。     

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 (CastanopsisfargesiiFranch .)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。 4 1个随机寡核苷酸引物共检测到 385个位点 ,其中多态位点 15 7个 ,占 4 0 .78%。物种水平的Shannon多样性指数I=0 .4 5 97,Nei基因多样度h =0 .2 96。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 .0 4 76 ,遗传分化系数Gst =0 .0 4 2 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 .0 3%。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 .0 0 1)。