无患子天然居群遗传多样性研究

[目的]通过我国无患子主要分布区的居群样本,研究无患子天然居群的遗传多样性和遗传结构.[方法]采用ISSR分子标记技术,利用12条ISSR引物分析18个天然居群的265株个体样本.[结果]表明无患子遗传多样性水平较高,物种和居群水平上的多态位点百分率 (PPB)分别为95.37%和57.82%,Shannon's信息指数(I)分别为0.256 9和0.199 8,Nei's遗传多样性指数(H)分别为0.390 9和0.298 0.AMOVA分析表明,18个居群间出现一定程度的遗传分化,且遗传变异主要发生在居群内.UPGMA聚类和Mantel检验结果表明,18个天然居群可分为2大组群,且居群间的地理距离与遗传距离之间不存在显著相关性(r=0.066 7,P=0.541 7>0.05).[结论]无患子以自交为主,其天然居群遗传多样性丰富,居群内的遗传多样性高于居群间.研究结果可为无患子育种策略的科学制定和种质资源的有效保护及利用提供理论依据.     

新疆额尔齐斯河流域白杨派植物居群遗传多样性分析

应用SSR标记技术,对新疆齐斯河流域河谷分布的白杨派树种银白杨、银灰杨和欧洲山杨天然居群的克隆结构、克隆多样性和遗传多样性进行研究。结果表明:欧洲山杨、银白杨和银灰杨均有很强的克隆繁殖特性。欧洲山杨、银白杨居群的克隆多样性均比较高,Simpson指数分别为0.987和0.983。与欧洲山杨相比较,银白杨居群具有较低的遗传多样性,Shannon信息指数分别为1.068 9和0.324 9,Nei多样性指数平均为0.505 6和0.211 2。欧洲山杨和银白杨居群间的遗传一致度均较高,变幅分别为0.778 1 0.954 4和0.975 1 0.994 6,反映出其超长距离的基因流特性,超强的基因流阻止了银白杨和欧洲山杨居群的遗传分化。研究发现,银白杨和欧洲山杨分别有95%和89.98%的遗传变异存在于居群内。     

红花石蒜遗传多样性的ISSR分析

利用ISSR分子标记技术对14个居群的红花石蒜进行遗传多样性研究,结果表明:POPGEN32分析显示红花石蒜物种的遗传多样性很高,多态位点百分率为92.31%,Shannon指数(H)为0.459 7,Ne i指数(I)为0.302 5;居群水平的遗传多样性较低,多态位点百分率平均为49.65%,Shannon指数(H)平均为0.262 0,Ne i指数(I)平均为0.176 3;居群间的遗传分化系数(Gst)为0.503 5,基因流(Nm)为0.698 3。AMOVA分子变异分析显示:居群间遗传分化程度高,46.12%的变异发生在居群内,53.88%的变异发生于居群间。生境的片段化使居群间的基因流受阻,可能是居群间高遗传分化和居群水平低遗传多样性的主要原因。     

地理隔离对西南藏区山杨居群遗传结构影响的SRAP分析

采用SRAP分子标记技术,对分布于我国西南3个藏族地区山杨9个居群130个个体进行了遗传结构分析。结果表明,筛选出的7对引物组合共检测到多态性条带(AP)99条,多态性条带百分比(PPB)为59.28%。采用POPGENE软件分析,山杨9个居群平均多态位点百分率(PPB)为33.80%,Nei’s基因多样性指数(H)和Shannon’s信息指数(I)分别为0.130 9和0.213 7,较东北地区山杨具有偏低的遗传多样性。遗传分化系数Gst=0.325 5,表明遗传变异主要存在于居群内个体间。地理距离与遗传距离之间具有弱相关关系(r=0.349,P=94.5%),山脉阻隔效应是导致西南藏族地区山杨居群间遗传分化的主要因素。UPGMA聚类表明,甘孜地区4个居群与迪庆地区的维西居群具有较近的亲缘关系,迪庆地区的德钦、香格里拉居群和昌都地区2个居群的遗传相似度较高。基于西南藏族地区山杨遗传结构分析,建议实施就地保护的同时,建立山杨种质资源库,促进不同居群间的基因交流。     

山西省酸枣遗传多样性及遗传结构分析

[目的]山西省是我国酸枣集中分布区之一,开展山西省酸枣遗传多样性研究,为酸枣种质资源保护及可持续利用奠定基础。[方法]本研究利用生物信息学方法筛选酸枣中单拷贝核基因标记,对山西省14个酸枣居群的遗传多样性、遗传结构及居群动态进行分析。[结果]本研究筛选得到6个单拷贝核基因标记用于开展山西省酸枣种质资源相关研究。单拷贝核基因标记的长度为199～846 bp,分离位点数目和单倍型多样性平均值分别为37和0.857,表明单拷贝核基因标记多样性较高。中性检验表明:所有单拷贝核基因标记均符合中性进化假设。山西省酸枣表现出产高的遗传多样性(π=0.007 20,θw=0.009 25),这与高度异交及居群历史动态有关。失配分布分析表明:山西省酸枣在进化历史上经历过居群持续扩张,这与黄土高原地区受第四纪冰期循环影响小有关。STRUCTURE分析表明:山西酸枣居群没有形成明显的遗传结构。AMOVA分析显示:居群间遗传分化水平较高(Fst=0.145),居群内变异是总变异的主要来源(85.48%)。Mantel test表明:遗传距离和地理距离之间没有相关性(r=0.177 5,P=0.216.)。[结论]单拷贝核基因标记可以应用于酸枣种质资源遗传学研究。山西省酸枣种质资源遗传多样性水平较高,居群间遗传分化较明显。     

松材线虫Bxpel2基因的克隆及RNA干扰载体构建

[目的]为了构建松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)果胶酶Bxpel2基因干扰载体.[方法]通过Trizol 法提取松材线虫总RNA,反转录合成cDNA,设计带T₇启动子的果胶酶Bxpel2基因引物,以cDNA为模板扩增出果胶酶Bxpel2基因片段,连接到RNA干扰载体,再以干扰载体为模板,PCR扩增出目的片段后进行测序鉴定,合成果胶酶Bxpel2基因双链RNA(dsRNA),采用RT-PCR检测松材线虫Bxpel2基因干扰后的表达情况.[结果]表明:1)提取的松材线虫总RNA完整性好,无降解;2)成功克隆出松材线虫果胶酶Bxpel2基因片段(790 bp)并将其连接至pMD19-T载体;3)以RNA干扰载体为模板合成dsRNA,浓度分别为1.313 mg·mL^-1和1.152 mg·mL^-1;4)RT-PCR结果显示,松材线虫经过dsRNA干扰后,Bxpel2基因表达基本受到抑制.[结论]成功构建松材线虫果胶酶Bxpel2基因干扰载体,为进一步研究Bxpel2基因在松材线虫致病过程中的作用和功能奠定了良好的基础.     

新疆额尔齐斯河流域杨属植物种间关系的SSR分析

[目的]为探讨额河杨和银灰杨天然杂种的起源机制,[方法]应用18对SSR标记,从分子水平上对新疆额尔齐斯河流域杨属植物的种间关系进行分析研究。[结果]表明:(1)SSR系统发育树将整个流域天然杨属植物分为两大类群,即黑杨派和青杨派为一类,白杨派为一类;(2)白杨派派内系统聚类图显示,银白杨、欧洲山杨、银灰杨三个树种均有较大的遗传分化,特别是杂种银灰杨似乎更大;(3)黑杨派和青杨派的UPGMA分类图显示,青杨派和黑杨派分属于2个分支,其中,青杨派内部分化相对简单,分为2支,均为典型的苦杨;黑杨派内部的分化较为复杂,可分为4类,包括典型的欧洲黑杨、额河杨和回交子代。[结论]杂种额河杨具有更多的欧洲黑杨的遗传成分,因此,将额河杨放到黑杨派是正确的。     

烟草和毛白杨次生维管发育相关MYB转录因子分析

[目的]为探讨额河杨和银灰杨天然杂种的起源机制,[方法]应用18对SSR标记,从分子水平上对新疆额尔齐斯河流域杨属植物的种间关系进行分析研究。[结果]表明:(1)SSR系统发育树将整个流域天然杨属植物分为两大类群,即黑杨派和青杨派为一类,白杨派为一类;(2)白杨派派内系统聚类图显示,银白杨、欧洲山杨、银灰杨三个树种均有较大的遗传分化,特别是杂种银灰杨似乎更大;(3)黑杨派和青杨派的UPGMA分类图显示,青杨派和黑杨派分属于2个分支,其中,青杨派内部分化相对简单,分为2支,均为典型的苦杨;黑杨派内部的分化较为复杂,可分为4类,包括典型的欧洲黑杨、额河杨和回交子代。[结论]杂种额河杨具有更多的欧洲黑杨的遗传成分,因此,将额河杨放到黑杨派是正确的。     

平榛ChWRKY28基因克隆及表达模式分析

[目的]研究平榛ChWRKY28基因序列特征及其在不同非生物胁迫下的表达规律.[方法]以平榛为试材,采用RACE-PCR方法进行基因克隆;利用实时荧光定量PCR方法检测基因在不同组织及不同非生物胁迫下的表达模式.[结果]表明:克隆得到的WRKY基因,全长1 342 bp,基因内部包含1个长963 bp的完整开放阅读框,编码320个氨基酸残基,命名为ChWRKY28.构建的系统发育树表明:该序列与拟南芥AtWRKY28及杨树PtrWRKY93的关系最近,相似性分别为49%和60%.基因表达分析表明:ChWRKY28在雄花序、雌花芽及茎中均有表达,但在茎部(皮)中的表达量高于雄花序和雌花芽中的表达量,具有组织表达特异性;低温、干旱及盐胁迫均能诱导ChWRKY28基因的表达,但受诱导程度存在差异.亚细胞定位分析结果表明:ChWRKY28蛋白分布在细胞核内,是一个核蛋白.[结论]推测ChWRKY28基因可能参与植物响应非生物胁迫的信号转导过程.     

油松毛虫亚居群遗传结构的SSR分析

采用SSR分子标记技术对平泉县5个油松毛虫亚居群进行遗传多样性和遗传分化研究.结果显示:8对SSR引物对5个油松毛虫亚居群的扩增片段长度范围为78～430 bp,检测到的等位基因数为1～6个;种群总体水平多态位点比率P=87.50%,平均有效基因数A＝3.1250,平均期望杂合度He＝0.474 7,种群平均遗传距离为0.070 3～0.419 7;遗传分化度Fst=0.215 9,基因流Nm=0.908 1.由此可以得出在5个天然油松毛虫亚居群中,天然油松纯林居群内杂合度要比其他居群高;油松毛虫亚居群间已发生明显的遗传分化,基因交流较少,遗传漂变已经成为导致该物种种群分化的主要原因之一;油松毛虫亚居群遗传结构产生变异推测是由于常年化学防治和单一寄主植物造成的选择压力的影响.     

10个南方皂荚群体遗传多样性的AFLP分析

[目的]研究南方皂荚的遗传多样性和遗传结构现状,为制定有效的保护策略和育种策略提供理论依据。[方法]采用扩增片段长度多态性技术对供试的215份皂荚的遗传多样性及遗传距离进行分析。[结果]表明:检测到1 782个位点,其中,有1 389个为多态性位点,多态位点百分率为77.94%;皂荚各群体Shannon’s信息指数平均为0.256;Nei’s多样性指数平均为0.168,表明皂荚群体的遗传多样性偏低,皂荚群体间存在着一定的遗传分化;根据遗传距离UPGMA聚类分析,将10个群体划分为4大类。由遗传分化系数和分子方差分析结果发现,群体内的变异是皂荚遗传变异的主体,74.79%的变异来自群体内。[结论]皂荚群体的遗传多样性与遗传结构的形成不仅与其分布广泛、种子特性及生活史有关,而且与人为的砍伐、引种、生境片段化等因素有重要关系。基于上述结果提出了皂荚的保护策略。     

印楝种子品质性状的遗传多样性及稳定性分析

在云南印楝资源全面调查的基础上,以实生株系的种子为研究对象,运用HPLC技术分析种子印楝素组分含量,采用描述统计、方差分析、系统聚类和重复力估计,定性、定量分析印楝实生株系种子品质的遗传多样性及稳定性。结果表明:云南引种栽培印楝实生株系的种子品质存在广泛变异,种子印楝素A、B、AB含量和印楝素A与印楝素B含量比的变异幅度分别为0.28% 0.85%、0.04% 0.39%、0.37% 1.15%和1.698.25;种子印楝素A、B、AB含量分为3个类型:高含量型(azA ≥ 0.69%、azB ≥ 0.25%、azAB ≥ 0.92%)、低含量型(azA ≤ 0.44%、azB ≤ 0.10%、azAB ≤ 0.51%)和中等含量型(azA=0.68% 0.45%、azB=0.24% 0.11%、azAB=0.91% 0.52%);按此标准将高印楝素AB含量型分为"印楝素AB优异型(azAB ≥ 1.15%)"、"印楝素A优、B劣型"(azA ≥ 0.85%、azB ≤ 0.21%)、"印楝素A劣、B优型"(azA ≤ 0.67%、azB ≥ 0.39%)和"印楝素AB含量高型"(azAB=1.05% 0.92%);反映在重复力上,印楝实生株系种子印楝素A、AB的重复力分别为0.2063、0.3252,都属于"中"重复力性状。"印楝素AB优异型"即具有优异种子品质性状的植株是印楝药用原料林培育的繁殖材料;"印楝素A优、B劣型"和"印楝素A劣、B优型"即种子品质性状优缺点互补的植株是药用印楝品质育种的杂交亲本。     

AFLP analysis of genetic variation of Hyphantria cunea (Drury) populations in Beijing and a nearby site

Hyphantria cunea (Drury) is a severe invasive pest in Beijing. It is important to understand the reason for its successful invasion and outbreak. Accordingly, this study was tailored to assess molecular variation and genetic relationships among three H. cunea populations in Beijing and one population from Sanhe in Hebei Province as control (totally 100 individuals). A silver-labeled amplified fragment length polymorphisms (AFLP) DNA profiling method was used to detect the genetic diversity and relationship among the populations. Five EcoRI and MseI primer combinations produced a total of 171 (91.2% polymorphic) informative fragments. The average Nei’s genetic diversity in four H. cunea populations analyzed by Popgene3.2 software was 0.2287, and the level of genetic diversity ranked in the order BDR (reared population in Daxing, Beijing) > BDN (natural population in Daxing, Beijing) > HSN (natural population in Sanhe, Hebei Province) > BFN (natural population in Fengtai, Beijing). The value of genetic differentiation among populations was 0.3321, and the gene flow was 1.0057. The genetic distance between these populations ranged from 0.0735 to 0.3309, 0.0531 on average. The result of UPGMA (unweighed pair group method with arithmetic averages) clustering showed that populations BFN and HSN were closely related, while BFN and BDN had the largest genetic distance. These results indicate that H. cunea populations in Beijing might originate from several areas.     

Genetic diversity of Lithocarpus harlandii populations in three forest communities with different succession stages

By using random amplified polymorphic DNA (RAPD) technique, this paper studied the genetic diversity and genetic differentiation of Lithocarpus harlandii populations in three forest communities (coniferous forest, coniferous and broad-leaved mixed forest, and evergreen broad-leaved forest) with different succession stages in Tiantai Mountain in Zhejiang Province. The results showed that a total of 173 repetitive loci were produced in 60 individuals of L. harlandii by 12 random primers, among which, 152 loci were polymorphic, and the total percentage of polymorphic loci was 87.86%. The average percentage of polymorphic loci of the populations was 65.32%, and their total genetic diversity estimated by Shannon information index was 0.4529, with an average of 0.3458, while that judged from Nei’s index was 0.3004, with an average of 0.2320. The percentage of polymorphic loci, Shannon information index, and Nei’s index of the populations were in the sequence of coniferous forest community > coniferous and broad-leaved mixed forest community > evergreen broad-leaved forest community. Analysis of molecular variance (AMOVA) showed that 72.85% of genetic variance was found within the populations, and 27.15% of genetic variance resided among the populations. The coefficient of gene diferentiation was 0.2277, and the gene flow was 1.6949. The genetic structure of L. harlandii was influenced not only by the biological characteristics of this species, but also by the microenvironment of different communities. The mean of genetic identity among three populations of L. harlandii was 0.8662, and the mean of their genetic distance was 0.1442. The genetic similarity between coniferous and broad-leaved mixed forest community and evergreen broad-leaved forest community was the highest, while that between evergreen broad-leaved forest community and coniferous forest community was the lowest. The unweighted pair group method with arithmeticmean (UPGMA) cluster analysis based on Nei’s genetic distance showed that conierous and broad-leaved mixed forest community first gathered with evergreen broad-leaved forest community, and then with coniferous forest community. __________ Translated from Chinese Journal of Ecology, 2007, 26(4): 509–514 [译自: 生态学杂志]     

青海云杉自由授粉家系遗传评价与选择

[目的]通过对青海云杉1代无性系种子园自由授粉家系开展遗传评价,利用遗传测定结果提升青海云杉造林的良种化水平及提高良种使用率。[方法]本文以青海云杉初级种子园自由授粉家系测定林为研究材料,对13年生青海云杉家系树高、新梢长、保存率和11年生的主、侧梢冻害率进行了遗传评价,采用综合指数选择优良家系和最佳线性无偏预测方法预测单株育种值选择二代优树。[结果]研究结果表明:家系13年生的树高、新梢长、保存率和11年生主、侧梢冻害率的表型变异系数是24. 06%84%,遗传变异系数是3. 28%19. 31%。家系、家系和区组互作效应显著影响了13年生青海云杉树高和新梢长。树高和新梢长的家系遗传力分别是42. 5%和34. 2%,而单株遗传力是3. 00%,家系遗传力高于单株遗传力。采用综合指数选择法进行生长和抗性性状的综合选择,根据综合指数基于多样性和遗传增益进行平衡选择,有21个家系入选,入选家系的树高、保存率、主梢冻害率现实遗传增益分别为5. 66%、12. 59%和12. 96%。根据家系内单株13年生的树高育种值从1 103个单株中选择二代优树111个,单株入选率为10. 06%,入选二代优树树高的期望遗传增益是20. 10%。[结论]青海云杉13年生树高和新梢长在家系间存在显著变异,且还受家系与环境互作效应的影响,说明青海云杉家系的生长不仅受遗传的控制,还受遗传和环境的互作影响。根据各家系13年生树高和保存率和11年生主、侧梢冻害率综合指数值按35%的入选率综合选择21个家系,入选的家系不仅生长好,且抗性能力强,可用于回选优良无性系用于改扩建1代种子园或建立1. 5代种子园。     

中国榛属植物资源培育与利用研究(Ⅰ)--榛种质资源研究

原产中国的榛属植物有8个种和2个变种,约占全世界种数的一半。榛子是传统的木本粮油树种,中国先民自古以来就采集野生榛子食用。中国榛属植物种质资源分布经纬跨度较大(24°31'~51°42'N、85°55'~132°12'E),从"东北—华北山区、秦岭和甘肃南部及河南—华中—云贵高原"呈斜带状,海拔从100~4 000 m都有分布,行政地域范围涉及25个省(自治区、直辖市)。通过地理分布生态适应性研究,建立了榛属植物分布种数与气候因子间的回归方程:Y=11.883-0.051X_1+0.131X_2-0.003X_4-0.004X_5-0.001X_6+0.051X_8。初步提出了榛属植物资源描述与评价体系,开展了榛坚果、花粉形态及雄花序等形态多样性研究,并且在分子水平上对榛属植物遗传多样性和系统进化进行了研究,明确了川榛应该作为一个独立的种,平榛与欧洲榛尽管地理位置较远,但是遗传距离较近,这既说明了平榛和欧洲榛杂交成功的原因,同时也为进一步研究榛树植物地理距离和遗传距离的不一致性提出了新的课题。     

毛红椿天然群体遗传多样性及取样策略探讨

[目的]研究毛红椿天然群体遗传多样性取样策略,为其种质资源收集、保存和遗传多样性保护等提供参考依据。[方法]利用8对微卫星分子标记进行毛红椿天然群体遗传多样性和空间自相关分析,综合制定其天然群体合理取样策略。[结果]毛红椿天然群体等位基因数平均为7.5个,期望杂合度(H_e)和多态性信息指数(PIC)均值分别为0.643 7和0.636 0,基因分化系数(G_(ST))均值为0.290 7。在遗传多样性取样策略方面,提出了根据毛红椿群体基因分化系数来确定取样群体遗传变异所占总变异比例的运算公式为1-(G_(ST))~(n-1),其中,n为取样群体的数量。当取样群体达到4个时,基本上能包括该树种97.5%的遗传变异;同时确定了目标群体的选择方法,应选择与其它群体间基因分化系数均值较大的4个群体,即贵州册亨(CH)、浙江遂昌(SC)、浙江仙居(XJ)和云南师宗(SZ)。通过构建云南宾川(BC)、云南师宗(SZ)和江西宜丰(YF)群体内取样单株数量与基因多样性和等位基因之间的捕获曲线,确定了群体内取样单株数量应达到15个以上;毛红椿天然群体内300～520 m范围内的单株间存在相似关系,超出此范围个体间差别较大,说明在进行群体内单株取样时,单株间距应大于520 m。[结论]取样群体数量、群体间遗传分化系数、群体内单株数量以及单株间距离等影响了毛红椿取样群体的遗传多样性。毛红椿天然群体遗传多样性取样策略为取样群体4个、每个群体最少取样15个单株,单株间距大于520 m。     

系谱重建在日本落叶松自由授粉子代测定中的应用

[目的]比较研究日本落叶松系谱重建前后生长和化学材性性状遗传参数的变化,以期为国内以自由授粉子代测定林为主的遗传测定提供更为科学有效的评价方法。[方法]采用系谱重建技术获取了来自66个日本落叶松自由授粉家系的601个子代的完整系谱信息,并利用单株混合线性模型比较了系谱重建前后生长(树高、胸径、材积)和材性(α-纤维素、木质素、综纤维素)性状的遗传参数(加性遗传方差、遗传力、育种值)、育种值准确度和现实遗传增益的变化。[结果]系谱重建后各性状的加性遗传方差和遗传力均有所下降;胸径和材积主要受加性效应控制,树高主要受显性效应控制,化学性状除了受加性效应控制外,也受显性效应控制;系谱重建后育种值和现实遗传增益的估算准确度高于系谱重建前,现实遗传增益由于加性方差的降低而减少,当以5%的强度进行子代的前向选择时,胸径、材积、α-纤维素、木质素(负选择)及综纤维素的遗传增益较重建前下降了26%、40%、56%、42%和51%,分别为2.72%、5.38%、8.06%、3.48%和8.75%。[结论]系谱重建能够提高自由授粉家系子代测定材料遗传参数、育种值和遗传增益估算的准确性,建议以基于系谱重建的单株模型方法取代基于亲本模型的自由授粉家系常规方法。     

Genetic variation among 11 <Emphasis Type="Italic">Abies concolor</Emphasis> populations based on allozyme analysis

In order to obtain information on the genetic structure ofAbies concolor and the genetic variation among 11 populations introduced from America to China, allozyme analysis based on starch gel electrophoresis technology was used. 24 loci of 10 allozyme systems were mensurated, and the genetic structure and genetic diversity of the 11 populations of A. concolor evaluated. The results show that the genetic variation among is significant, and the genetic variation within A. concolor populations is more important. In contrast with other conifers, the variation of A. concolor is above the average level of conifers, and higher than the same level of Abies. The percentage of polymorphic loci (P) was 62.5%, the number of alleles per locus (A) 2.08, the number of effective alleles per locus (Ae) was 1.37, the expected heterozygosity (H) 0.204, and the Shannon information index (/) 0.351 7. There is a short genetic distance (D=0.061) and a low gene flow (Nm=0.839 4) among the 11 introduced populations ofA. concolor with high genetic variation. The genetic differentiation coefficient (Gst) was 0.229 5, which is higher than that of the mean in Abies or Pinus.