中华猕猴桃和美味猕猴桃的倍性变异及地理分布研究

根据已有的猕猴桃自然地理分布资料,通过对中华猕猴桃（Actinidia chinensis）和美味猕猴桃（A．deliciosa）野外分布居群的详细调查,利用流式细胞技术对我国西部高原台地向中东部丘陵平原过渡地带6个纯中华猕猴桃、1个纯美味猕猴桃和5个中华／美味猕猴桃同域分布居群共276个个体的倍性进行了检测。结果表明：（1）中华猕猴桃存在二倍体和四倍体,美味猕猴桃存在四倍体、五倍体和六倍体;（2）中华猕猴桃和美昧猕猴桃在经度和纬度的分布上存在显著差异（P〈0．05）,中华猕猴桃在经度上偏东分布而美味猕猴桃偏西,纬度分布上中华猕猴桃偏南而美味猕猴桃偏北;而且不同倍性小种在经、纬度分布上呈现显著差异（P〈0．05）,二倍体、四倍体、六倍体的分布在经度上依次从东到西、纬度上从南到北;（3）中华猕猴桃和美味猕猴桃不同倍性小种的海拔分布存在显著性差异（P〈0．05）,二倍体小种分布海拔最低,四倍体小种次之,六倍体小种海拔分布最高,但通过LSD分析四倍体个体和六倍体个体在海拔分布上不存在显著差异（P〉0．05）。通过对中华／美味猕猴桃这两种具有重要经济价值的果树的倍性变异及地理分布的探讨,提出了猕猴桃倍性小种分布的上述规律并给猕猴桃种质资源收集、评价、创新和可持续利用方面提供了初步的研究基础,尤其是为我国猕猴桃新品种选育提供了基础数据和科学依据。     

用分支分析方法研究中华猕猴桃与美味猕猴桃的亲缘关系

本文根据形态特征和染色体资料,以毛花猕猴桃为外类群,用分支分析法研究美味猕猴桃与中华猕猴桃(含二倍体和四倍体)的亲缘关系,产生了三个步长相等的Wagner树。其中一树能较好地与现有地理分布和细胞学资料吻合。反映出中华猕猴桃二倍体衍生出四倍体类型,二者具有直接祖裔关系:美味猕猴桃与中华猕猴桃是已分支发展的两个分类群,但二者亲缘关系密切。可能属于同一物种复合体的两个近缘物种。     

云南山茶花四倍体的首次发现及其科学意义

本文对分布于云南和四川金沙江河谷的云南山茶花C. reticulata及其两个近缘种(怒江山茶C.saluenensis和西南山茶C．pitardii)进行了细胞学研究。34个居群的云南山茶花中,21个居群是四倍体类型(2n=60),11个居群是六倍体类型(2n=90),另2个居群为二倍体(2n=30),云南山茶花的四倍体类型为首次发现,并且进行了核形态研究。四倍体和六倍体的花粉母细胞减数分裂染色体构型在大多数居群都为二价体(四倍体中30个二价体,六倍体中45个二价体),少数居群或是个体除二价体为主外还出现单价体和四价体,六倍体类型没有出现六价体构型。根据减数分裂的构型,我们认为,四倍体和六倍体分别为异源四倍体和异源六倍体,少数四价体的存在表明染色体有部分同源性。所有四倍体和六倍体的体细胞间期核特征和前期染色体形态特征基本相似。中海拔(1800m)以上的四倍体的云南山茶花外部形态特征与六倍体类型比较相似,而低海拔(1100～1800 m)的四倍体类型的外部形态特征则有些不同,但核形态结构是比较相似的。四倍体与六倍体类型地理分布是连续的,并与近缘的二倍体种怒江山茶、西南山茶重叠分布。     

中华猕猴桃和美味猕猴桃自然居群遗传结构及其种间杂交渐渗

 利用9对SSR引物对中华猕猴桃（Actinidia chinensis）和美味猕猴桃（A. deliciosa）两近缘种的5个同域分布复合体和各自1个非同域分布居群进行了遗传多样性、居群遗传结构的分析以及种间杂交渐渗的探讨。结果表明：1）两物种共有等位基因比例高达81.13%,物种特有等位基因较少（中华猕猴桃：13.27%,美味猕猴桃：5.61%）,但共享等位基因表型频率在两近缘种间存在差异,而且与各同域复合体中两物种样本的交错程度或间距存在关联;2）两种猕猴桃均具有极高遗传多样性,美味猕猴桃的遗传多样性（H_o＝0 .749, PIC＝0.818）都略高于中华猕猴桃（H_o＝0.686,PIC＝0.799）;3）两猕 猴桃物种均具有较低的Nei’s居群遗传分化度,但AMOVA分析结果揭示种内异域居群间（F_ST=0.091 5）和同域复合体种间（F_ST=0.111 5）均存在一定程度的遗传分化;中华猕猴桃居群遗传分化（G_ST=0.086; F_ST=0.212 1）高于美味猕猴桃（G_ST= 0.080;F_ST=0.142 0）;4）同域分布复合体两物种间的遗传分化（G_ST=0.020）低于物种内异域居群间的遗传分化（中华猕猴桃：G_ST=0.086; 美味猕猴桃：G_ST=0.080）,同域复合体物种间的基因流（N_m＝7.89 -29.75）远远高于 同种异域居群间（中华猕猴桃：N_m =2.663; 美味猕猴桃：N_m=2.880）; 5）居群UPGMA聚类揭示在同一地域的居群优先聚类,个体聚类结果显示多数个体聚在各自居群组内,但各地理居群并不按地理距离的远近聚类,这与Mantel相关性检测所揭示的居群间遗传距离与地理距离没有显著性相关的结果一致。进一步分析表明两种猕猴桃的遗传多样性和居群遗传结构不仅受其广域分布、远交、晚期分化等生活史特性的影响,同时还与猕猴桃的染色体基数高 (x=29)、倍性复杂和种间杂交等因素密切相关,其中两种猕猴桃的共享祖先多态性和同域分布种间杂交基因渗透对两猕猴桃的居群遗传结构产生了重要影响。     

猕猴桃野生居群的SSR分析初报

采用SSR分子标记技术对我国猕猴桃的2个商业栽培物种——中华猕猴桃和美味猕猴桃的9个天然居群(共221个样)的遗传多样性进行了初步分析。通过对14对猕猴桃引物的筛选,8对重现性好的引物扩增结果表现出良好的多态性。在8个多态性位点上共获得222个等位基因。居群等位基因平均数A=17．3,多态位点百分率P-100,多态信息指数PIC为0．87～0．96,显示出我国的猕猴桃野生居群具有极高的遗传多样性。中华猕猴桃和美味猕猴桃野生居群拥有高比例的共同等位基因,反映出二者的亲缘关系极近。     

中国西南部菖蒲属的细胞学研究，兼论菖蒲的细胞地理

通过对中国西南部3种菖蒲属（Acorus L.）植物（菖蒲A.calamus L.、石菖蒲A.tatarinowii Schott和金钱蒲A.gramineus Soland.）的细胞学研究,发现分布在运动及四川的9个菖蒲居群中,有5个居群为四倍体（2n=4x=44）,4个居群为六倍体（2n=6x=66）。其中四倍体见于滇南及川西南;六倍体见于滇中及滇西北,并为首次报道。在云南及贵州分布的石菖蒲及金钱蒲5个居群均为二倍体。讨论了菖蒲分布区从二倍本、三倍体、四倍体和六倍体4种不同倍性居群的分布规律和可能的演化关系,六倍体居群的产生很可能喜马拉雅造山运动有关。     

猕猴桃倍性混合居群基因组遗传和表观遗传变异

植物倍性混合居群的形成和维系常伴随着明显的基因组遗传及表观遗传变异。利用AFLP和MSAP两种分子标记探讨了中华猕猴桃复合体(Actinidia chinensis)倍性混合居群的遗传变异和结构及其基因组甲基化变异方式。结果表明, 该倍性混合居群具有较高的遗传和表观遗传多样性, 但两者之间没有明显的相关性。种群的遗传多样性与海拔呈显著的负相关(P<0.05), 但表观遗传多样性与海拔不具显著相关性。AMOVA分析显示, 主要的遗传和表观遗传分化出现在倍性小种内部(97.65% vs 99.84%, P<0.05); 同时, AFLP邻接聚类分析显示二者存在一定程度的倍性相关性, MSAP分析则未显示有明显的倍性相关性。进一步研究发现, 中华猕猴桃居群的总甲基化程度为24.86%, 且多倍体具有更多的甲基化位点变异。该研究结果为深入探讨猕猴桃倍性混合居群的形成和维系机制奠定了基础。     

6种1变种猕猴桃植物染色体数目的研究

报道了猕猴桃属６种１变种细胞染色体数目,表明湖北猕猴桃、激光猕猴桃、黄毛猕猴桃为二倍体,２ｎ＝２ｘ＝５８;大花猕猴桃为四倍体,２ｎ＝４ｘ－１１６,绿果猕猴桃（美味猕猴桃的１个变种）为种倍体,染色体数目２ｎ＝４ｘ－１１６,以上均为首次报道。并再次证实ｘ＝２９应是本属染色体数目的基础,狗枣猕猴桃和阔叶猕猴桃二倍体类型２＝５８。     

猕猴桃属种间体细胞杂种

利用PEG融合方法,分别进行了中华猕猴桃(Actinidia chinensis var.chinensis)(2n=2x=58)子叶愈伤组织来源的原生质体与美味猕猴桃(A.deliciosa var.deiciosa)(2n=6x=174)子叶愈伤组织原生质体、以及狗枣猕猴桃(A.kolomikta)(2n=2x=58)叶肉原生质体种间原生质体融合。结果表明:中华猕猴桃与美味猕猴桃融合的1个克隆和中华猕猴桃与狗枣猕猴桃融合的4个克隆的RAPD谱带分别具有双亲特异的DNA谱带;经流式细胞仪分析,前者细胞核倍性推测为8倍体,后者细胞核为3倍体、4倍体和5倍体。初步鉴定这5个克隆是猕猴桃属种间体细胞杂种。     

中华猕猴和美味猕猴桃自然居群遗传结构及其种间杂交渐渗

利用9对SSR引物对中华猕猴桃(Actinidia chinensis)和美味猕猴桃(A. Deliciasa)两近缘种的5个同域分布复合体和各自1个非同域分布居群进行了遗传多样性、居群遗传结构的分析以及种间杂交渐渗的探讨.结果表明:1)两物种共有等位基因比例高达81.13%,物种特有等位基因较少(中华猕猴桃:13.27%,美味猕猴桃:5.61%),但共享等位基因表型频率在两近缘种间存在差异,而且与各同域复合体中两物样本的交错程度或间距存在关联;2)两种猕猴桃均具有极高遗传多样性,美味猕猴桃的遗传多样性(Ho=0.749,PIC=0.818)都略高于中化猕猴桃(Ho=0.686,PIC=0.799);3)两猕猴桃物种均具有较低的Nei'8居群遗传分化度,但AMOVA分析结果提示种内异域居群间(FST=0.0915)和同域复合体种间(FST=0.1115)均存在一定程度的遗传分化;中华猕猴无法居群遗传分化(GST=0.086;FST=0.2121)高于美味猕猴桃(GST=0.080;FST=0.1420);4)同域分布复合体两物种间的遗传分化(GST=0.020)低于物种内异域居群间的遗传分化(中华猕猴桃:GST=0.086;美味猕猴桃:Nm=2.880);5)居群UPGMA聚类提示在同一地域的居群优先聚类,个体聚类结果显示多数个体聚在各自群组内,但各地理居群并不按地理距离的远近聚类,这与Mantel相关性检测所提示的居群间遗传距离与地理距离没有显著性相关的结果一致.进一步分析表明两种猕猴桃的遗传多样性和居群遗传结构不仅受其广域分布、远交、晚期分化等生活史特性的影响,同时还与猕猴桃的染色体基数高(x=29)、倍性复杂和种间杂交等因素密切相关,其中两种猕猴桃的共享祖先多态性和同域分布种间杂交基因渗透对两猕猴桃的居群遗传结构产生了重要影响.     

影响披碱草属植物遗传分化和亲缘关系的地理因素分析

用微卫星标记法对产自中国青藏高原和蒙古高原地区9种披碱草属（Elymus L．）植物的40个居群进行遗传变异和亲缘关系分析,居群问遗传相似系数为0．020～0．957,居群间遗传距离与地理因素关系密切。以垂穗披碱草（Elymus nutctns Griseb．）为例,采用二维和三维Mantel检验,对遗传距离和地理因素间的关系（纬度、经度和海拔）作进一步分析,结果表明,地理位置（纬度和经度）是影响垂穗披碱草居群微卫星遗传差异的最重要因素（R=0．478;P＜0．05）,其次是海拔（R=0．258;P＞0．05）。单一地理位置因素（纬度或经度）与遗传距离的相关性并不明显,但从单一地理位置因素与遗传距离的相关系数、可信度区间来看,纬度对遗传分化的影响程度大于经度。     

猕猴桃品种果实性状特征和主成分分析研究

为深入了解猕猴桃不同品种(系)的果实性状与其倍性的相关性,本研究对国家猕猴桃种质资源圃保存的44个栽培品种(系)进行了果实性状分析,结果表明,44个栽培品种(系)的果实性状具有丰富的遗传多样性并且果实重量、果面毛被、果肉颜色和质地、果实维生素C含量、果实后熟天数和软熟果硬度、果实成熟期等与品种(系)倍性呈显著相关。对相关性状采用主成分分析表明,果实成熟时间、果肉质地、果面毛被和果实后熟天数、果肉颜色是区分品种(系)的主要特征。由于品种(系)的倍性与主要性状特征关联,品种(系)按倍性相对聚类,且二倍体品种(系)群和六倍体品种(系)群间无重叠,而四倍体品种(系)群与相邻的二倍体和六倍体品种(系)群均有一定重叠。     

中国西南六种广义拂子茅属(禾本科)植物的染色体数目

广义拂子茅属（Calamagrostis）是一个世界温带广布的大属,有些作者又分为拂子茅属和野青茅属,但近期的研究表明处理为一个属较为合适。中国共有37种广义拂子茅属植物,但至今没有任何染色体的研究。本文报道了其中产于中国西南6种野青茅的染色体数目,其中Deyeuxia petelotii 4个居群,D．diffusa,D．moupinemis,D．nivicola和D．flvens各一个居群都是四倍体（2n=4x=28）,D．neglecta为六倍体（2n=6x=42）。根据广义拂子茅属植物染色体倍性特征,该属植物中至今未发现二倍体,四倍体是该属中倍性最低和最普遍的,广义拂子茅属的演化很可能是在四倍体的水平上进行的。由于以上几个四倍体种均是狭域分布的类群,所以可能是由四倍体的祖先隔离分化形成的。     

葱属根茎组8种21居群植物的核型研究

对葱属根茎组Allium sect.Rhiziridium的8种21个地方居群的核型进行研究,以期为解决该组的种间亲缘关系和物种进化机制提供依据。贺兰韭A.eduardii和阿拉善韭A．flavovirens2个种的核型以及辉韭A．strictum的六倍体核型均属首次报道。研究结果表明：贺兰韭A.eduardii、阿拉善韭A.tlavovirens、北韭A.lineare、蒙古韭A.mongolicum和滩地韭A．oreoprasum的各居群均为二倍体,核型类型为Stebbins的2A型;韭A．tuberosum和野韭A.ramosum的各个居群均为四倍体,核型类型为2A型：辉韭A．Jtrictum的4个居群均为六倍体,核型类型为2B型。通过研究可以得出如下推论：（1）该组植物中存在着大量的多倍体或多倍体系列,染色体数目变化与物种进化具有密切相关性,多倍化可能是根茎组植物核型进化的重要机制之一;（2）随体染色体多为st或t染色体,均位于短臂末端;（3）可以认为辉韭是以增加倍性来克服该物种扩大新的生存空间所带来的困难;（4）现今栽培的韭可能是由野生的二倍体韭和四倍体韭经过长期人工驯化而来的,现今栽培的三倍体韭可能是二倍体韭和四倍体韭杂交而来,并且以无性繁殖方式保存三倍体类群的存在。     

草茨藻的多倍体系列和细胞地理学初步研究

通过对草茨藻Najas graminea Del.,多倍体系列的分析,笔者认为首次发现的分布于云南的二倍体居群为偏性特有。该居群的迁移与今天草茨藻在亚洲的分布图式密切相关。该图式不表现多倍体随纬度或海拔增加而增多,也不明显与生态爱好相关。二倍体和六倍体居群核型比较以及其它证据指示草茨藻的多倍体起源可能是同源多倍化。在茨藻属中,草茨藻具最强的核型不对称性,最高的倍性和极减化的花部器官等特征,均可能指示它是该属中进化程度最高的类群。     

猕猴桃自然居群SSR遗传变异的空间自相关分析

本研究采用空间自相关分析方法对同域分布的中华猕猴桃(Actinidiachinensis)和美味猕猴桃(A.deliciosa)自然居群SSR遗传变异的空间结构进行了研究,以探讨猕猴桃自然居群遗传变异的分布特征。选用的9对SSR引物在两物种中共扩增出104个等位基因。选择频率在20–80%的SSR等位基因,运用等样本对频率方法分别对同域分布的中华猕猴桃和美味猕猴桃各1个居群及其中华/美味猕猴桃复合居群进行了空间自相关系数Moran’sI值计算。结果表明:中华猕猴桃和美味猕猴桃的遗传变异在居群内均存在着一定程度的空间结构,尽管近半数或半数以上的等位基因在居群内表现为随机分布的空间模式,但也有相当比例(29.6–48.0%)的等位基因在种内居群中和复合居群中(河南西峡51.0%,陕西商南44.7%)呈现渐变、衰退、双向衰退或侵扰模式。而且其居群内遗传变异的空间分布规律,不论是在种内还是复合居群中都基本一致:相距在100m以内,特别是30m范围内的个体间的等位基因表现出显著性的正相关,但随着地理距离的增大逐渐显示出负相关,说明猕猴桃属植物的有效传粉距离可能在100m左右,种子散播主要集中在30m的近距离内。猕猴桃自然居群遗传变异的空间结构是其传粉和种子散播等生物学特性与生境共同作用的结果,其中种子近距离的散播、花粉传播的有限距离及人为干扰是最主要的因素。本研究结果揭示了这两个近缘物种居群遗传变异的空间分布特征及相互关系,有助于进一步探讨猕猴桃属植物的遗传变异、居群扩散及其地理系统发育进化等方面的规律,并为制定相应的保育策略和措施提供基础数据和科学依据。     

不同倍性猕猴桃的适生区预测及生态位分化

多倍体与2倍体植物之间的生态位分化是多倍体植物成功建立的重要条件。2倍体、4倍体和6倍体猕猴桃分布在不同的地区,目前尚不明确不同倍性猕猴桃之间是否发生了明显的生态位分化,也不明确影响不同倍性猕猴桃生态位的主要环境因子。本研究通过文献查阅和野外调查收集不同倍性猕猴桃的自然分布点,利用最大熵模型预测不同倍性猕猴桃在当前气候条件下的潜在适生区及影响其分布的主导气候因子,并通过生态位一致性检验评估不同倍性猕猴桃间的生态位差异。结果表明: 不同倍性猕猴桃的潜在适生区存在明显差异,2倍体猕猴桃的高适生区集中在海拔较低的湖南丘陵;4倍体猕猴桃的高适生区大部分与2倍体重叠,但有部分向贵州北部、重庆东部区域偏移;6倍体猕猴桃的高适生区则集中分布在贵州大部、湖南西北部、湖北西南部和陕西南部。6倍体猕猴桃明显向高海拔、高纬度地区偏移,并且有更广的高适生区面积。生态位一致性检验证明,2倍体与4倍体猕猴桃有重叠的生态位,而2倍体与6倍体、4倍体与6倍体猕猴桃之间均发生了明显的生态位分化。最冷月最低温(Bio6)和最干月降雨量(Bio14)是影响不同倍性猕猴桃生态位分化的主要环境因素。多倍体猕猴桃在较低的Bio6和Bio14下能保持较高的存在概率,表明多倍体猕猴桃能占据低温、干旱的极端生态位。     

中国龙葵复合种细胞学分析和地理分布的研究

本文根据１５省３０余个县的实地考察,和对采自２５省的６６份中国龙葵种籽进行种植观察,并与国外的有关研究资料对比分析,在国内首次提出;（１）中国龙葵复合种的四个种,从低纬度到高纬度（１８．６－５３．５°Ｎ）,分别属于二倍体,四倍体和六倍体种;（２）从中国南方到北方,自然形成了二倍体,六倍体与二倍体交叉,六倍体与四倍体交叉三个地理分布区。     

猕猴桃属植物的cpSSR遗传多样性及其同域分布物种的杂交渐渗与同塑

同域分布的近缘物种常常发生杂交而导致种间基因渐渗, 从而对相关物种的自然居群遗传结构产生重要影响, 近缘种间的杂交渐渗已成为进化生物学和保护生物学关注的热点。本研究采用8对cpSSR引物对我国西部高原台地向中东部丘陵平原过渡地带同域重叠分布的猕猴桃属(Actinidia)7个物种的自然居群遗传多样性、居群遗传结构和同域分布种间遗传分化进行了检测。结果表明: (1)在6个多态性位点检测到18个等位基因形成的42个单倍型, 尽管各单倍型间显示了复杂的网状进化关系, 但还是具有明显的物种特异性; (2)各物种有丰富的cpSSR遗传多样性, 但种间存在较大差异, 绵毛猕猴桃(Actinidia fulvicoma var. lanata)的遗传多样性水平最高(P = 62.50%, h_T = 0.173, H_T = 0.897), 美味猕猴桃(A. deliciosa)的最低(P = 37.5％, h_T = 0.041, H_T = 0.516); (3)尽管不同物种的居群分化程度存在较大差异, 但种内居群间存在明显分化(G_ST为0.319–0.780, F_ST为0.401–0.695), 居群间的基因流不足(N_m为0.219–0.747<1); 其中以美味猕猴桃的居群遗传分化度最高(G_ST = 0.780, F_ST = 0.695); (4)遗传分化系数G_ST(unordered alleles)与N_ST(ordered alleles)无显著差异, 揭示本研究的大多数猕猴桃属物种不存在系统地理结构, 与用Mantel检验得出的居群遗传距离和地理距离不存在显著性相关的结果一致; (5)除了中华/美味猕猴桃复合体(A. chinensis / A. deliciosa complex)的湖北五峰(HW)和广西资源(GZ)两个同域复合居群外, 同域分布的物种间遗传分化强烈(F_ST为0.476–0.990), 与UPGMA聚类时多数居群按各自物种聚类的结果一致。进一步分析表明, 中华/美味猕猴桃复合体近缘种间存在明显的共祖多态性和杂交渐渗现象, 近缘种植株分布的交错程度以及是否存在亚居群结构对杂交渐渗存在着重要影响。亲缘关系较远的物种间杂交渐渗事件稀少, 但存在个别同塑事件。本研究结果有助于进一步了解猕猴桃属植物自然居群cpDNA的遗传特性和渐渗杂交进化模式, 为我国猕猴桃野生种质资源保育及可持续开发利用提供基础数据和科学依据。     

六倍体多星韭的发现及多星韭种内倍性组成及演化的分析

采用染色体常规制片技术,对云南西北部和中部地区11个多星韭居群进行了细胞学分析。结果显示:(1)云南西北部多星韭二倍体、四倍体混合分布的太子阁和华首门四倍体居群中发现了三倍体(2n=3x=21),核型公式分别为:2n=3x=21=[6m(2sat)+8sm]+(3m+4sm)和2n=3x=21=[4m(2sat)+10sm]+(2m+4sm+lst)。三倍体含2条随体染色体,它的21条染色体含2个同源染色体组和一个与它们同源性稍差的染色体组。(2)在云南中部的多星韭四倍体居群中首次发现了六倍体,核型公式为2n=6x=42=15m(3sat)+27sm,核型类型2A。(3)结合核型特征及地理分布对多星韭三倍体和六倍体的成因进行分析,提示多星韭三倍体来源于二倍体与四倍体的杂交,六倍体是通过四倍体产生的未减数配子(n=4x=28)与正常减数配子(n=2x=14)的结合形成的。本研究结果支持多星韭的分化中心是云南西北部高海拔地区的观点,并结合前人的研究和本工作的结果,对多星韭种内的倍性组成和演化进行了分析和讨论。