不同喀斯特小生境中小蓬竹的遗传多样性

通过RAPD标记法对5类喀斯特小生境中小蓬竹的遗传结构及其多样性进行了分析。RAPD随机引物8个扩增共得87个清晰度高且重复性好的条带,分子量200～3 000 bp,含多态68条,物种PPL=78.16%,Nei’s基因多度H=0.291 3,Shannon多样性指数I=0.431 0。土面(TM)生长的小蓬竹遗传多样性水平最高(PPL=47.13%,H=0.195 3,I=0.283 4),石缝(SF)中的小蓬竹遗传多样性水平最低(PPL=39.08%,H=0.147 4,I=0.219 2)。POPGENE 32分析5类小生境中小蓬竹的遗传分化系数G_st=0.415 1,基因流N_m=0.704 5。5类小生境的小蓬竹间遗传相似系数(I)变化范围0.777 3～0.999 4,平均为0.865 6;遗传距离(D)变化范围0.000 6～0.251 9,平均为0.148 3。各类小生境的遗传多样性水平PPL均值为43.91%,5类小生境间的遗传分化G_st=0.405 4。研究结果说明,小生境间的差异增加了小蓬竹的遗传多样性。     

中国特有植物卧龙沙棘自然群体的RAPD分析

应用12个随机引物对卧龙沙棘全部2居群共28个个体进行了RAPD分析。结果表明,卧龙沙棘具有较丰富的遗传多样性,多态位点百分率为78.05%,Nei’s基因多样性h=0.2553,Shannon’s多态性信息指数Ι=0.3841。分布范围狭窄的卧龙沙棘在亚种水平的遗传多样性明显高于分布较广的中国沙棘。在居群水平上,卧龙沙棘同样具有很高的遗传多样性,平均多态位点百分率为63.42%,Nei’s基因多样性h=0.2193,Shannon’s多态性信息指数I=0.3287。卧龙沙棘的基因分化系数Gst=0.1425,表明遗传变异主要存在于居群内。AMOVA的结果也表明,在全部的遗传变异中,19.18%的遗传变异存在于居群之间,与Gst值基本一致。这一结果符合卧龙沙棘风媒、异交的繁育系统特点。     

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。     

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。     

珍稀濒危植物安徽羽叶报春遗传多样性的RAPD分析

利用RAPD分子标记对安徽特有濒危物种安徽羽叶报春（Primula merrilliana）6个自然居群的134个个体的遗传多样性进行了研究。从100个随机引物中筛选出12个RAPD引物,扩增共得到158条带,其中129个多态性位点（PPL）。POPGENE分析显示安徽羽叶报春具有较丰富的遗传变异（PPL=81.65%,He=0.2515,Ho=0.3849）。Nei′s基因多样性指数计算的居群间遗传分化系数（GST=0.5511）与Shannon信息指数（54.48%）基本一致。生境的片段化和基因流障碍可能是导致居群间遗传分化显著的主要原因。针对安徽羽叶报春的居群遗传变异提出了相应的保护措施：保护好自然生境和现有的居群及个体;加强居群间的基因流动;在迁地保护过程中,在尽可能多的居群中采样,以提高栽培居群的遗传多样性。     

濒危植物连香树居群的遗传多样性和遗传分化研究

利用ISSR分子标记技术对濒危植物连香树10个居群的遗传多样性和遗传变异进行了分析,结果表明:连香树物种水平遗传多样性较高,多态位点百分率(PPB)达到69.59%,Nei’s基因多样性指数(H)和Shannon信息指数(I)分别为0.231 3和0.351 4;而在居群水平上,多态位点百分率(PPB)为30.61%,Nei’s基因多样性指数(H)和Shannon信息指数(I)分别为0.115 6和0.173 3。遗传变异分析表明,居群间遗传分化程度高,遗传分化系数(GST)为0.500 3,居群间基因流Nm为0.527 3。Mantel检测,居群间的遗传距离和地理距离之间不存在显著的相关性。生境的片断化使居群间的基因流受阻,可能是导致居群间高遗传分化和居群水平低遗传多样性的主要原因。     

武陵山区蛇足石杉遗传多样性的AFLP分析

采用AFLP分子标记对武陵山区蛇足石杉(Huperzia serrata)4个居群进行遗传多样性的研究,结果表明:(1)7对引物组合共扩增出条带615条,其中549条为多态性条带;在物种水平上,多态性条带百分率PPB=89.27%,有效等位基因数Ne=1.257,Nei’s基因多样度指数H=0.178,Shannon多样性信息指数Isp=0.298;在居群水平上,PPB=71.42%,Ne=1.235,H=0.154,Shannon多样性信息指数Ipop=0.251;遗传多样性在居群间有明显的差别,其中坪坝营(PBY)居群最高(PPB=81.95%),而铁峰山(TFS)居群最低(PPB=64.55%)。(2)居群间的遗传分化较低,基于Nei’s基因多样性分析结果显示,居群间遗传分化系数GST=0.159;Shannon’s居群分化系数[(Isp-Ipop)/Isp]为0.16;WINAMOVA分析显示,武陵山区蛇足石杉的遗传变异主要存在于居群内,居群内的遗传变异分量为65.057,占总变异的75.77%,而居群间的遗传变异分量为20.804,占总变异的24.23%;居群内存在极显著的遗传分化(ΦST=0.242,P0.001)。(3)由遗传分化系数(GST)估计,武陵山区蛇足石杉居群间的基因流Nm=2.647,表明蛇足石杉属于异交种。(4)两两居群间的Nei’s遗传一致度(IN)范围为0.031 0~0.969 4;Mantel检测结果显示,居群间的遗传距离与地理距离之间不存在显著的正相关关系(r=0.269,P=0.887)。研究认为,遗传多样性与遗传结构主要决定于居群历史,较少干扰而稳定的居群偏向克隆生殖,遗传多样性较低,而新建居群的遗传多样性则较高;克隆生长、生态位选择、异交,以及有效的孢子风媒传播等可能是其维持较高遗传多样性水平的因素,而过度采挖等人类活动和生境片断化是导致蛇足石杉濒危的主要因素。     

森林生态系中球孢白僵菌遗传多样性的ISSR分析

应用ISSR分子标记对安徽大别山区的球孢白僵菌遗传多样性进行了研究。从33个引物中筛选出12个多态性高、稳定性好的ISSRs用于正式的扩增分析,在2个自然保护区、3个不同季节和3个不同海拔梯度采集的48个菌株中共扩增出84条带,其中73条为多态性条带,多态性为81％,平均每个引物扩增出7条（2～11）。群体的多态位点百分率（PPL）达81％,Nei’s基因多样性（H）为0.3187,Shannon信息指数（I）为 0.4782。居群间的基因分化系数较小（Gst）0.1028。以上结果表明：安徽大别山区球孢白僵菌有较高的遗传多样性, 居群间遗传变异较小,居群内表现出较高水平的遗传分化。     

锥栗自然居群遗传多样性的ISSR分析

采用20条ISSR分子标记对栗属中国特有种-锥栗(Castanea henryi)的16个自然居群进行了遗传多样性与遗传关系分析。在449份试材上共扩增得到379个位点,其中多态性位点378个,多态性位点百分率(PPL)达99.74%,平均期望杂合度(He)为0.2950,Shannon信息指数(I)为0.4522;居群水平遗传多样性为46.09%,且不同居群遗传多样性水平有较大差异,16个自然居群中以湘西居群的遗传多样性水平最高(PPL=53.30%,He=0.1861,I=0.2781),其次为靖州、庆元、昭通及都江堰居群,南平居群最低(PPL=36.94%,He=0.1202,I=0.1817)。Nei’s遗传多样性和AMOVA分析表明,居群间产生了较大的遗传分化(Gst=0.4466),锥栗自然居群内的遗传变异稍占优势(52.51%)。UPGMA聚类分析将16个锥栗居群分为2大类5亚类。湘西地区可能是锥栗的次生分布中心和现代遗传多样性分布中心,是锥栗研究的资源中心,也是最有价值的基因库,需要重点保护。     

珍稀濒危植物太行菊遗传多样性的ISSR分析

利用ISSR分子标记技术对太行山特有濒危物种太行菊11个自然居群的遗传多样性进行研究。用10个引物对11个居群的122个样品进行扩增,共得到150个扩增位点,其中多态性位点149个,多态位点百分率(PPL)为99.33%。POPGENE分析显示,太行菊具有较高的遗传多样性(H=0.2149,I=0.3455)。沁阳市大西天居群的遗传多样性水平最高(H=0.1910,I=0.2969),山西陵川县大双村居群的遗传多样性水平最低(H=0.1356,I=0.2155)。Nei’s遗传多样性分析表明,11个自然居群间出现了较高的遗传分化(基因分化系数Gst=0.2566,基因流Nm=1.4488)。生境的的片段化和基因流障碍可能是导致太行菊居群间遗传分化显著的主要原因。通过对太行菊居群遗传多样性和遗传结构的分析,该文提出了一些保护策略。     

药食同源植物薤白的谱系地理学研究

对我国14个地区的药食同源植物薤白（Allium macrostemon）的叶绿体基因片段（psbA-trnH、rps16和trnL-F）与核基因片段（ITS）进行测序分析,揭示薤白的遗传变异分布式样、单倍型地理分布格局,并推断其在第四纪冰期的避难所。结果表明：薤白叶绿体基因（cpDNA）遗传多样性低于核基因（nrDNA）遗传多样性（cpDNA：H_T=0.868;nrDNA：H_T=0.890）。cpDNA和nrDNA的分子变异分析（AMOVA）结果显示：薤白遗传变异主要发生在居群间（cpDNA：92.84%;nrDNA：98.40%）,存在遗传分化（cpDNA：N_st=0.918,G_st=0.866,F_st=0.928;nrDNA：N_st=0.984,G_st=0.855,F_st=0.984）,且N_st均大于G_st,表明该物种具有明显的谱系地理结构。在薤白居群中,共检测到11个叶绿体单倍型和14个nrDNA基因型;单倍型网络图及地理分布图表明,叶绿体单倍型H3、核DNA基因型H1频率最高,位于网络结构图的中心位置,可能为古老单倍型。此外,冰期避难所假说认为遗传多样性高、拥有古老单倍型和较多特有单倍型的区域可能是该物种的冰期避难所,因此推测薤白在第四纪冰期时可能在大盘山、天水和通化地区存在多个冰期避难所。这些分析可为类似草本植物的进化提供参考,丰富对东亚草本植物分子系统与生物地理学的认识。     

珍稀濒危植物阜康阿魏的遗传多样性及遗传结构

明确珍稀濒危小种群阜康阿魏(Ferula fukanensis)的遗传多样性和遗传结构,是对其制定有效的保护和管理策略的基础和前提。本研究基于10对多态性好且可以稳定扩增的SSR引物对来源于3个居群87个珍稀濒危植物阜康阿魏的遗传多样性和遗传结构进行分析。结果显示：小种群的阜康阿魏具有相对较高的遗传多样性,居群间Nei’s基因多样性指数(h_S)为0.514,总的Nei’s基因多样性指数(h_T)为0.516,观测杂合度(H_o)为0.881,期望杂合度(H_e)为0.512,香农信息指数(I)为0.836,多态位点百分率(P_PB)为100%,遗传分化程度较低(F_st=0.007),95.9%的变异发生在居群内,遗传距离与地理距离无显著相关性,66.7%的居群遭遇了遗传瓶颈。结果表明,阜康阿魏遗传变异丰富,有较高的进化潜力。结合该种野外种群现状,建议建立保护区,开展就地保护,并加强引种和人工繁育等迁地保护措施,辅助阜康阿魏保育。本研究可为阜康阿魏植物资源保护提供理...     

岷江柏野生居群和迁地保护居群的遗传多样性比较

通过分析岷江柏的迁地保护居群和野生居群的遗传多样性、遗传结构及居群间基因流,判断迁地保 护岷江柏居群的遗传多样性水平,为其迁地保护提供理论基础。本研究利用GBS（Genotyping-by-Sequencing） 测序技术获得的SNP位点对四川大渡河双江口岷江柏迁地保护移栽苗、苗圃播种苗及3个野生居群进行主成分分析（PCA分析）、聚类分析、分子进化树、遗传多样性和遗传结构分析。经过GBS测序共获得高质量Clean Data 118 321 514 728 bp,并开发了1947 047个tags,从中鉴定到了1 259 610个SNP位点。系统发育进化树显示大部分移栽岷江柏居群和野生岷江柏聚在一起,居群结构分析结果显示交叉验证错误率的谷值确定最优分群数为1。4个岷江柏居群的观测杂合度（H_o）、期望杂合度（H_e）、Shannon信息指数I（S_hi）、近交系数（F_is）、多态信息含量（P_ic）的值分别为0.181 5~0.272 0、0.223 2~0.300 3、0.331 0~0.464 9、0.178 0~0.246 5和0.272 2~0.309 2,说明岷江柏居群的遗传多样性水平较高。移栽岷江柏居群的H_e=0.300 3,S_hi=0.464 9,岷江柏居群迁地保护居群遗传多样性总体水平略高于野生居群。野生岷江柏居群中白湾隧道（BW）_vs_松岗镇（SA）的遗传分化指数（F_st）较大,基因流（N_m）较小（F_st=0.091,N_m=2.496）,而迁地保护的岷江柏居群与野生岷江柏居群没有明显的遗传分化,居群间的基因交流频繁（F_st<0.05,基因流N_m>4）,说明没有明显的分群现象,岷江柏居群迁地保护居群遗传多样性较高。因此,移栽濒危植物是迁地保护过程中较好的方法,本文为以后野生岷江柏迁地保护提供参考,为其他树木种质资源的保存提供理论依据。     

基于单拷贝核基因的褐沙蒿遗传结构和谱系地理学分析

褐沙蒿(Artemisia intramongolica)是我国浑善达克沙地重要的固沙植物。本研究利用转录组测序开发获得的直系同源单拷贝核基因c9065和c7847对褐沙蒿8个自然种群进行群体遗传结构与谱系地理特征研究。结果表明：c9065和c7847总长度分别为485、457 bp,具有14、19个变异位点,分别获得48、40种单倍型;褐沙蒿单倍型多样性H_d分别为0.871 6和0.934 8,各种群均在0.8以上;总核苷酸多样性π分别为0.008 2和0.005 9,各种群均在0.005以上,表明不论是种还是种群均有高的遗传多样性。AMOVA分析结果显示,基于c9065和c7847,褐沙蒿分别有99.398%和98.908%的遗传变异存在于种群内,基因流N_m分别为6.810和7.270,远远大于1,说明褐沙蒿种群间基因交流十分广泛。c9065的分析结果N_stst,c7847虽然N_st>G_st,但差异不显著(P>0.05),说明褐沙...     

喜马拉雅-横断山区优越虎耳草谱系地理学研究

利用叶绿体DNA非基因编码区rpl20-rps12和trnL-trnF作为分子标记,对喜马拉雅-横断山区优越虎耳草13个居群151个个体进行谱系地理学研究,旨在揭示优越虎耳草现有的遗传结构及其演化历程。共检测到19个单倍型,其中63%的单倍型为居群特有单倍型。研究还发现,优越虎耳草居群总的遗传多样性较高（H_t=0.868）,居群内平均遗传多样性较低（H_s=0.466）。分子变异分析（AMOVA）表明,优越虎耳草居群57.37%的遗传变异来自居群内,居群间遗传变异为42.63%。居群遗传分化系数N_st大于G_st（N_st=0.463,G_st=0.438,P>0.05）,但不显著,表明优越虎耳草在其整个分布范围内没有明显的谱系地理结构。中性检验结果表明,Tajima's D为负值（-1.348 32,P>0.05）而Fu's F_s*为正值（18.915 72,P>0.05）,但均不显著,结合歧点分布分析发现该物种在整个分布范围内未经历过居群扩张。此外,在本研究中优越虎耳草遗传多样性和核苷酸多样性较高的居群及大量特有单倍型在整个分布范围内随机分布,符合"微型避难所"假说。优越虎耳草居群在冰期可能随气候波动而发生分布范围的不断变化,最终在相互隔离的"高山岛屿"中发生异域分化,导致大量特有单倍型产生。因此,推测优越虎耳草与其生境中的乔木和灌木可能具有相似的谱系地理历史,它们可为优越虎耳草提供微型避难所而使之在冰期时保留下来。     

光皮桦6个南方天然群体的遗传多样性

为揭示中国特有珍贵用材树种光皮桦(Betula luminifera)天然群体的遗传多样性和遗传结构, 采用AFLP分子标记, 分析了采自浙江、福建、江西、广西和贵州5个省区6个天然群体的120份样品。9对引物获得了355个位点, 其中多态性位点323个。分析结果表明光皮桦天然群体具有较高的遗传多样性, 多态位点百分率(PPL)达90.99%, 各群体的PPL和Nei’s基因多样性(h_j)分别为93.20-98.60%和0.3143-0.3645; 总群体遗传多样性指数(H_t)为0.3616, 群体间遗传分化系数(F_st)为0.0650, 群体间总的基因流较高(N_m= 3.5962)。AMOVA分析表明群体间的遗传变异占总变异的11.49%, 浙江临安群体和贵州修文群体间的遗传距离最大(0.0665), 江西龙南群体和广西龙胜群体间的遗传距离最小(0.0173), 且遗传结构分析显示这两个群体的部分个体可能来自同一近祖。Mantel检测发现, 群体间的遗传距离与地理距离没有显著相关性(r = 0.423, P = 0.113), 而与两两群体所在地的均温差呈显著相关(r = 0.449, P = 0.017)。结合群体实地调查, 可以得出光皮桦天然群体的遗传多样性和遗传结构的形成不仅与其广域分布、自然杂交、种子特性以及生活史有关, 而且与群体被人为砍伐、生境片断化等因素有重要关系。基于上述结果我们提出了光皮桦天然种群的保护策略。     

基于保护基因组学揭示荷叶铁线蕨的濒危机制

理解物种的濒危机制对生物多样性的科学保护至关重要。荷叶铁线蕨(Adiantum nelumboides)作为国家一级重点保护野生植物, 其遗传多样性状况和濒危机制一直存在较大争议。本文利用简化基因组测序技术(genotyping by sequencing, GBS)对来自6个居群的28个荷叶铁线蕨样本测序, 共获得29.6 Gb的数据, 并筛选得到9,423个高质量单核苷酸变异位点(SNP), 通过遗传多样性和居群遗传结构分析, 并结合不同气候情景下物种潜在分布区差异, 探讨了荷叶铁线蕨的濒危原因和科学保护策略。结果表明: (1)荷叶铁线蕨具有较低的遗传多样性(H_o = 0.138、H_e = 0.232、P_i = 0.373), 同时种群间具有较低的遗传分化(F_st = 0.0202)和基因流(N_m = 1.9613); (2)所有样本均来自2个遗传分组, 基因组大小为 5.01‒5.83 Gb, 且均为四倍体, GC含量约为 39%‒41%; (3)生态位模拟表明, 与现代气候相比, 在未来气候变化下荷叶铁线蕨的潜在分布区面积略有增加, 但高适生区面积减小。其主要适生区向北迁移, 影响其分布的主导因子为昼夜温差月均值和最冷季降水量。正是由于荷叶铁线蕨遗传多样性低, 不同种群间遗传分化较低, 再加上气候条件的变化, 其适生区狭窄, 导致其遗传多样性和种群数量急剧下降。因此, 自身更新能力低以及过度的人为活动干扰可能是导致其濒危的主要原因。建议加强对荷叶铁线蕨的就地保护; 通过生境恢复及自然回归等措施, 增加居群间的基因交流, 防止遗传资源丢失加剧。     

引致蝉若虫地方病的蝉棒束孢种群遗传结构

采用ISSR分子标记技术对在3个不同地区引起蝉若虫地方病的蝉棒束孢种群遗传结构进行研究.结果表明: 3个地方病种群均表现出较高的遗传多样性,其中敬亭山种群的遗传多样性最高,石台种群最小.UPGMA聚类分析表明,不同地方病种群无优势性,均为多系的异质种群,遗传谱系与地理来源无关.敬亭山不同采集时间的菌株表现出明显的时间异质性.种群(亚种群)间的遗传分化系数G_st为0.2153,而基因流N_m为0.9110(N_m＜1), 暗示低水平的基因交流是种群内遗传变异的主要原因之一.因此,蝉棒束孢种群水平的高异质性和低优势性是维持蝉若虫地方病的遗传结构特征.     

Genetic diversity of an amphicarpic species, Amphicarpaea edgeworthii Benth. (Leguminosae) based on RAPD markers

Amphicarpaea edgeworthii Benth. is an amphicarpic legume widespread in China. Amphicarpy describes the phenomenon that a plant produces aerial as well as subterranean fruits. A. edgeworthii can reproduce via three kinds of flowers: aerial chasmogamous flowers, aerial cleistogamous flowers, and subterranean cleistogamous flowers. Although there are some studies on the population genetic structure of species with both chasmogamous and cleistogamous flowers, none has been done for that of an amphicarpic species so far. The present study uses random amplified polymorphic DNA (RAPD) to assess level and pattern of genetic variation in 15 natural populations of A. edgeworthii. A total of 131 stable and clearly scored RAPD bands were achieved from 13 primers. The average genetic diversity within populations estimated by Shannon's information index was 0.218 at the population level, but ranged from 0.119 to 0.302, which was significantly different (P < 0.01). Different statistical analyses revealed a high level of genetic differentiation among populations (G_ST = 0.473–0.527). Thus, the pattern of genetic structure of A. edgeworthii is consistent with that of an inbreeding species.