应用单拷贝核基因标记研究我国欧洲山杨自然居群的遗传多样性

[目的]对分布于我国新疆地区欧洲山杨自然居群的遗传多样性与遗传分化进行研究。[方法]对4个欧洲山杨自然居群共72个个体的6个单拷贝核基因标记(sing-copy nuclear markers)进行扩增与测序,并计算相应的遗传多样性和遗传分化参数。[结果]表明:比对后6个基因的长度在459 bp到747 bp之间,平均多态核苷酸位点个数为14,遗传多样性指数π和θ_w分别达到了0.004 8和0.004 4,基因多样性指数为0.73,以上结果表明欧洲山杨表现出较高的遗传多样性水平。Tajima中性检验结果均不显著,表明所用6个单拷贝核基因均符合中性进化假设。AMOVA分析表明89.72%的遗传变异存在于居群内,居群间的平均遗传分化指数F_st为0.10,居群间平均基因流(Nm)为3.235。[结论]高度异交,高碱基突变率及超长距离的基因流机制能够很好的解释我国新疆地区欧洲山杨表现出的较高的遗传多样性水平与较低水平的遗传分化。     

花吊丝竹居群遗传多样性的ISSR分析

[目的]研究花吊丝竹居群遗传多样性和遗传结构,为种质资源有效利用和良种选育提供理论指导。[方法]利用12条ISSR引物对48份种质(共3个居群)花吊丝竹居群进行遗传多样性和遗传距离分析。[结果]共检测到124个位点,其中,多态性位点为102个,种质和居群水平上的多态位点百分比(PPB)分别为82. 26%和50. 27%,Ne’基因多样性指数(He)分别为0. 220 4和0. 206 6,Shannon’s信息指数(I)分别为0. 349 4和0. 300 5,表明花吊丝竹居群间存在中等水平的遗传变异。根据Nei’s遗传多样性计算出不同居群间分化水平(Gst)=0. 163 3,表明16. 33%的遗传变异存在于居群间,居群内的遗传变异为83. 67%。居群间的基因流Nm为2. 562 1,表明花吊丝竹居群间存在较大基因流,很大程度减少居群间遗传差异。基于遗传距离的UPGMA聚类结果表明,48份种质可分为3组,3个居群可分为2组,居群间地理距离与亲缘关系无显著相关性。[结论]虽然花吊丝竹主要靠营养生殖来繁衍后代,其居群遗传多样性较丰富,且居群内遗传多样性大于居群间。此外,福建居群遗传多样性明显高于广西和广东地区居群。     

基于表型和ISSR标记滇产黄杨叶栒子遗传多样性分析

[目的]从表型和分子2个角度揭示黄杨叶栒子(Cotoneaster buxifolius Lindl.)野生种群的遗传多样性。[方法]利用33个表型性状和ISSR分子标记对滇产野生黄杨叶栒子进行了遗传多样性分析。用PopGen 32软件计算多样性指数,用SPSS 16.0软件构建系统发育树系图。[结果]黄杨叶栒子种内表型性状在居群间存在着丰富的变异,居群间表型性状叶片大小变异系数达25.99%,萼裂片相关3个性状变异达40.66%,差异较大;24条ISSR引物扩增出228条带,其中,153条具有多态性,平均多态率为81.56%,Nei’s基因多样性指数和Shannon多样性指数分别为0.352 0和0.505 9,具有较高的遗传多样性;采用UPGMA法构建遗传关系聚类图,形态和分子标记的2种聚类结果基本一致:分布在同一地区的各个居群多数能聚在一起,地理位置的隔离促进了黄杨叶栒子居群间的遗传分化;个别居群未能与同一产区的其他居群聚在一起,而聚进了其他产区的居群之中,其原因可能是同一产区内各居群的小生境不完全相同,在不同产区内也有相似的小生境,导致黄杨叶栒子居群间发生了趋同进化。[结论]黄杨叶栒子遗传多样性丰富,居群间的亲缘关系及分布与地理位置、海拔位置有密切关系。     

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.     

天山樱桃野生居群遗传多样性SSR分析

为给天山樱桃种质资源的保护和开发利用提供参考,应用SSR标记技术对新疆天山樱桃4个居群44份种质的遗传多样性进行分析。结果表明:筛选的14对SSR引物共检测到191个位点,包含148个多态性位点。Nei’s基因多样性指数和Shannon信息指数分别为0.239 8和0.367 6,各居群遗传分化系数为0.193 5,基因流为2.084 3。天山樱桃遗传分化水平较低,各居群间基因交流频繁,遗传变异主要存在于居群内。由基于遗传距离的聚类结果可知,裕民县与大西沟居群遗传关系最近,与特克斯居群遗传距离较远,4个天山樱桃居群中大西沟居群遗传多样性最高。     

毛竹形态学性状遗传多样性研究

对不同栽培地区毛竹居群17个形态学性状进行研究,利用统计学原理分析了各性状之间的相关性。主成分分析表明影响毛竹生物学性状变异的因子有许多,但是起主要作用的有胸径1.3 m以上至枝下高1/3处和2/3处的直径以及胸径壁厚等性状,为毛竹形态学遗传多样性研究提供了依据。聚类分析将20个居群分为6类。形态学分析表明居群间和居群内存在相对丰富的遗传差异,并且存在居群内变异大于居群间变异现象,为毛竹形态学性状遗传多样性的鉴定与分类研究及种质资源收集提供依据。     

大花黄牡丹遗传多样性的SRAP分析

应用SRAP标记对西藏特有植物大花黄牡丹的遗传多样性进行研究。用16对引物从5个自然居群79个单株中共检测到396个有效位点,其中多态性位点357个。在物种水平上,多态位点百分率(Ppl)为90.15%,Shannon表型多样性指数(Ηsp)平均为0.2521;居群水平上的Ppl为31.82%,Shannon表型多样性指数(Ho)为0.0694～0.3428,平均值(Ηpop)为0.1307。上述遗传参数表明,大花黄牡丹具有丰富的物种遗传多样性,5个居群中自然居群C的遗传多样性最高(Ppl=82.32%,Ho=0.3428)。据AMOVA分析结果,总的变异中有41.58%的变异存在于居群间,58.42%的变异存在于居群内,居群分化较显著(ΦST=0.4158,P<0.001),由POPGENE1.32得到的居群间遗传分化系数GST(0.4309)和Shannon表型多样性指数计算的居群间遗传多样性所占比例(0.4816)也表明了类似的遗传结构。Mantel检测表明地理距离和Nei’s遗传距离间相关不显著(P>0.05)。利用NTSYSPC(2.1)软件构建大花黄牡丹5个居群79个个体的UPGMA聚类图,遗传相似系数变幅在0.47～0.99,大多数居群内的个体表现出较为密切的亲缘关系(如居群B,D,E),但也有一些居群的个体未聚在一起(如居群C)。依据大花黄牡丹居群遗传变异特点,初步探讨其保护和利用策略。     

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。     

红豆树优树子代遗传多样性及与生长相关性分析

[目的]研究红豆树优树自由授粉子代遗传多样性及其对生长的影响,比较天然居群子代和孤立木子代遗传多样性差异,揭示子代遗传多样性的变化规律及天然居群在子代遗传多样性维持中的作用,为红豆树遗传保育和优异种质挖掘提供科学依据。[方法]以来自浙、闽、赣、川等26个红豆树优树自由授粉家系为研究对象,利用11对SSR引物对765个子代群体进行遗传多样性评价,同时分析子代遗传多样性参数与种子、生长性状的相关性。[结果](1)红豆树优树子代群体具有较高的遗传多样性,有效等位基因数为7.766个,观测杂合度(H_O)和期望杂合度(H_E)分别为0.469和0.865。(2)除SSR8外,其余位点的观测杂合度均小于期望杂合度,表明子代群体绝大多数位点处于杂合子缺失状态。(3)红豆树不同家系的遗传多样性存在明显差异,12号家系的遗传多样性水平最高,8号家系则最低。(4)比较发现,天然居群子代的遗传多样性显著或极显著地高于孤立木子代。(5)F统计量和分子方差分析(AMOVA)均表明,红豆树优树子代群体的遗传变异主要存在于家系内,家系间的遗传分化相对较小。(6)相关性分析发现,子代遗传多样性参数与种子性状、子代年高生长量呈显著正相关(r=0.378~0.527)。[结论]较大的红豆树天然居群在维持其子代较高遗传多样性中发挥了重要作用,子代遗传多样性显著影响苗木生长,这为红豆树遗传保育和优良家系选择提供了理论依据。     

大花序桉的遗传多样性分析

[目的]揭示大花序桉的遗传多样性,为大花序桉群体资源的保存和育种潜力的评估提供理论基础。[方法]利用14个简单重复序列(SSR)标记对大花序桉4个主要分布地区进行变异检测,分析位点多态性和群体多样性,计算地区间的分化系数和遗传相似性以及地区间和地区内的分子方差分量,基于遗传相似性进行聚类分析。[结果]14个SSR标记共检测到249个等位片段,平均每个标记检测到18个等位片段。基于所有标记,大花序桉各地区的Shannon′s信息指数平均为1.785 4,观测杂合度平均为0.510 0,期望杂合度平均为0.788 2,表明遗传多样性较高。地区间平均遗传分化系数为0.071 6,分子方差分析(AMOVA)中群体间方差分量仅为6.8%,表明遗传分化水平中等、遗传变异主要存在于群体内。非加权分组算术平均法(UPGMA)聚类分析将大花序桉4个主要分布地区划分为北部和南部2大类。[结论]种质资源保存要优先考虑多样性较高的地区。大花序桉遗传多样性较高,进一步选育的潜力较大。     

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。     

云南河谷构树的遗传多样性研究

以云南省境内金沙江、元江、红河和怒江流域自然分布的构树为试材,采用AFLP分子标记技术对90份构树种质资源进行了遗传多样性分析研究.结果表明:筛选出的7对引物组合共扩增获得786条清晰可辩的条带,其中,多态性带632条,多态性条带百分率达80.4％,平均每对引物组合检测出90.3个多态位点.分布于4条水系流域的构树居群间,金沙江流域构树居群的遗传多样性水平最高,Nei's基因多样性指数为0.145 5,而元江流域构树居群的遗传多样性水平最低,Nei's基因多样性指数为0.1129.4个构树居群间的遗传分化系数为0.038 6,表明构树的遗传变异主要存在于居群内不同个体之间.在遗传距离为0.003时,4个构树居群可分为2组,第1组由金沙江流域的构树居群构成,第2组包含分布于红河、怒江和元江流域的3个构树居群.     

新疆额尔齐斯河流域苦杨与欧洲黑杨遗传多样性分析

应用SSR标记技术,对新疆额尔齐斯河流域河谷分布的苦杨(Populus laurifoli)和欧洲黑杨(Populus nigra)天然居群的遗传多样性和遗传分化进行了研究。结果显示:苦杨和欧洲黑杨的天然居群具有较高的遗传多样性,且苦杨明显高于欧洲黑杨。与苦杨居群相比,欧洲黑杨居群间基因流较高,居群间的遗传分化程度较小,变异主要源于居群内。苦杨和欧洲黑杨居群内的杂合度较高,各个居群的各项遗传参数都要小于物种水平。苦杨和欧洲黑杨均偏离Hardy-Weinberg平衡,表现为杂合子过量的现象。     

海南岛青梅AFLP标记的遗传多样性

采用AFLP标记检测海南岛青梅7个主要自然居群192株个体的遗传多样性及遗传结构.应用筛选出的6对引物共扩增出频率大于5.00%的位点777个,其中多态位点比例为99.61%(774).在种级水平上,Nei's基因多样性指数(H)为0.266 1,Shannon多态性信息指数(I)为0.420 4;总基因多样度(H,1)为0.268 4.居群水平的平均多态性位点数和多态性比例为617个和79.45%;H和I平均值分别为0.215 3和0.335 2.遗传分化指数(Fst)和基因流(N,m)分别为0.198 0和1.012 7.UPGMA聚类和遗传距离与空间距离相关性分析结果表明,居群间遗传亲缘关系与其地理位置关系不明显(P=0.230 0,r'2=0.232 5.综合研究结果表明,青梅具有较高的遗传多样性,居群间有一定的遗传分化.建议采取人工促进天然林下层苗木生长和人工造林等措施,促进现有青梅居群遗传多样性保育和发展.     

黄土高原不同气象因子对中国沙棘亚居群遗传多样性的影响

利用ISSR分子标记技术,分析了甘肃省东部地区8个中国沙棘居群的遗传多样性和遗传分化,以及气象因子对它们的影响.共调查了8个居群的240个个体.利用11条引物扩增出165条带.扩增范围集中在300～1500 bp,其中157个位点表现为多态,占95.76%,分子变异分析(AMOVA)显示,居群内遗传分化程度高,76.15%的变异存在于居群内.基因分化系数(Gst)为0.2418,居群间基因流为1.5675.说明保护沙棘种群的遗传资源应优先考虑种群内个体.经Mamel检验发现.8个居群的地理距离和遗传距离显著相关(r=0.65,P=0.002).对气象因子与遗传多样性所作的回归分析显示,中国沙棘开花期间的风速与其遗传多样性呈显著正相关.说明开花期风速和地理距离是沙棘种群遗传多样性的重要影响因子.     

濒危植物新疆野扁桃的遗传多样性

【目的】基于cpDNA序列,对孑遗濒危植物新疆野扁桃的遗传多样性、遗传结构和显著进化单元等进行分析,为居群的保护提供依据。【方法】基于叶绿体序列trnL-trnF和psbK-psbI,对新疆野扁桃自然分布区内的8个居群共102个个体进行序列分析;利用分子方差分析和景观遗传插值分析居群间的遗传分化;利用最大似然树和贝叶斯系统树分析单倍型间的分子系统关系。【结果】1)叶绿体序列trnL-trnF和psbK-psbI拼接后的总长度为584 bp,鉴别了14个核苷酸变异位点,共定义了9个单倍型。居群间总的遗传多样(h_T)和居群内平均遗传多样性(h_S)分别为0.755和0.487。2) AMOVA分析结果表明,65.71%的遗传变异来源于居群间。物种分布范围内存在显著的遗传结构(N_(ST)G_(ST),P0.05)。3)单倍型的最大似然树和贝叶斯系统树均表明新疆野扁桃自然分布区内9个叶绿体单倍型共聚为2支:阿勒泰和塔城地区的居群各为一支。单倍型网络图和主坐标分析结果也表明阿勒泰和塔城地区的居群各聚为一支。所有居群的遗传景观分析表明,阿勒泰地区和塔城地区的居群之间表现出明显的遗传分化。4)哈巴河孔墩林山麓居群和裕民保护区居群2拥有较高的遗传多样性,可以作为该濒危植物遗传多样性保护的重点。【结论】基于cpDNA序列,新疆野扁桃居群的遗传变异主要来源于居群间,阿勒泰地区和塔城地区的居群组间存在显著的遗传分化。阿勒泰居群组和塔城居群组可以作为2个显著进化单元,哈巴河孔墩林山麓居群和裕民保护区居群2应该作为新疆野扁桃遗传多样性保护的重点。研究结果可以为深入研究新疆野扁桃居群的分布、进化和保护提供科学依据。     

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.     

杜仲雄花形态性状的遗传多样性分析

[目的]揭示杜仲种质资源雄花主要形态性状的遗传多样性,为有效评价、利用杜仲雄花资源,以及为杜仲育种提供理论依据。[方法]对193份杜仲种质资源雄花花径、花高、干质量、含水率、雄蕊长度、雄蕊数及千蕊质量等主要形态性状进行测定,并进行遗传多样性分析。[结果]表明:不同种质间杜仲雄花花径、花高、干质量、含水率等7个主要形态性状均存在较大变异,变异系数幅度5.18%40.47%。不同性状遗传多样性指数较高,变化范围为1.825 0 2.012 3。不同性状之间相关程度极为显著,其中,花径与花高间相关系数达0.746,花高与干质量相关系数达0.667,雄蕊长度与千蕊质量相关系数达0.831。通过聚类可将193份杜仲种质资源可分为5大类群,其中第Ⅲ类群种质包括15份材料,且各性状表现最优。主成分分析结果显示,累计方差贡献率达86.625%的前3个主成分适于评定杜仲雄花资源。[结论]杜仲种质资源雄花主要形态性状表现出丰富的遗传多样性,有较大的改良潜力,可为杜仲育种及雄花资源开发利用奠定基础。     

海南岛青梅ISSR遗传多样性研究

采用ISSR分子标记检测海南岛青梅(Vatica mangachapoi Blanco)7 个自然居群192 株个体的遗传多样性及遗传结构。筛选的10 条ISSR 引物共扩增出清晰位点132 个,其中多态性位点130 个,多态性百分率(PPB)达98.48%。物种水平上,Nei's 基因多样性指数(H)为0.3391,Shannon多态性信息指数(I)为0.5095,总基因多样度(Ht)为0.3441,反映了很高的遗传多样性。AMOVA 分析显示,青梅的遗传变异主要存在于居群内个体间,但亦产生了相当程度的居群间遗传分化（Gst为0.332）,另外 Mantel 检测表明,青梅的遗传距离与地理距离间没有显著的相关性(r<0.2),地理隔离对青梅各自然居群间的基因流影响不明显。     

岛屿地理隔离对山茶种群遗传结构的影响

利用简单重复序列间扩增(ISSR)分子标记对分布于我国浙江和山东的8个山茶种群共240个个体进行了遗传结构分析。结果表明:筛选出的20条引物扩增得到210条清晰条带,其中184条为多态性条带,多态位点百分率(PPB)为87.62%。经POPGENE1.32软件分析,山茶种群平均多态位点百分率(PPB)为68.99%,Nei’s基因多样性指数(HE)为0.256 9,Shannon信息指数(H)为0.377 9,种群遗传多样性较高。基因分化系数Gst=0.182 9,表明遗传变异主要存在于种群内个体间。地理距离与遗传距离具有显著相关性(r=0.856 7,P<0.05),岛屿地理隔离对山茶种群的遗传分化具有重要影响。UPGMA聚类表明:浙江5个山茶种群间的遗传相似度较高,山东青岛的植物园种群和五四广场种群可能移植自长门岩岛。我国野生山茶资源受人为破坏严重,建议在加强现有岛屿自然种群就地保护力度的同时,建立山茶种质资源库,促进基因交流。