基于COI基因的光倒刺鲃群体遗传多样性与遗传分化研究

[目的]全面了解光倒刺鲃的遗传多样性和遗传结构,为其种质资源保护和利用提供科学依据.[方法]采用自行设计的引物对9条水系共209尾光倒刺鲃样本的线粒体COI基因序列进行测定与分析,并探讨其遗传结构和遗传多样性水平.[结果]在209条COI基因序列中,共检测到12个单倍型,单倍型多样性为0.801,核苷酸多样性为0.0082.单倍型系统树显示,所有群体聚成2支,东江群体的全部样本及北江、赣江和九龙江水系的部分样本组成Ⅰ支,其余样本组成Ⅱ支.单倍型网络分析显示,东江群体单倍型与北江、赣江和九龙江部分个体关系较近,但与其他个体关系相对较远;珠江水系大部分群体与长江、钱塘江、九龙江大部分群体分布于不同的分支.AMOVA分析表明,光倒刺鲃COI基因序列变异主要来自地理区内群体间,占82.33％.错配分析及中性检验显示,大多数群体相对稳定,未发生过群体扩张.[结论]光倒刺鲃群体的遗传多样性总体偏低,应加强对其种质资源的保护;东江水系与珠江水系其他群体既存在一定隔离,又存在着基因交流;珠江水系群体与长江水系群体间分化明显.     

基于线粒体控制区Dloop序列的长臀鱼危种群遗传结构分析

【目的】了解长臀Cranoglanis 3个种群的野生资源状况,并对3个种群的物种有效性进行分析。【方法】采用线粒体控制区Dloop基因序列测定技术, 分析了珠江水系、海南水系和越南红河水系长臀种群的群体遗传结构及其变异。【结果】在检测的84个个体中共得到43个单倍型,呈现出较高的单倍型多样性与较为贫乏的核苷酸多样性,其中海南长臀C. multiradiatus群体的单倍型多样性（Hd=0.871）和核苷酸多样性（Pi=0.006 4）最低;Tajima’s D中性检验以及核苷酸不配对分析均表明,3个长臀群体趋于稳定,未经历过大规模的种群扩张。Fst分析发现,海南长臀同珠江长臀C. bouderius、红河长臀 C. henrici产生了一定的遗传分化,而珠江和红河群体未发现明显遗传分化,从遗传距离来看,珠江和红河长臀净遗传距离为0.000。【结论】长臀野生资源较为贫乏,且海南群体最为严重;认为应将珠江长臀和红河长臀归为同一亚种长臀C. bouderius,而海南长臀作为长臀的另一个亚种。     

基于线粒体Cyt b基因的南海北部金钱鱼种群遗传结构分析

【目的】分析南海北部金钱鱼（Scatophagus argus）遗传多样性,明确其群体演化历史和分布动态,为金钱鱼养殖育种及其种质资源的合理开发利用提供科学依据。【方法】以采自福建东山（DS）、广东阳江（YJ）、海南海口（HK）、广西北海涠洲岛（BH）、广西钦州（QZ）、广西防城港（FC）及越南清化（TH）等南海北部的7个金钱鱼地理群体为研究对象,基于线粒体DNA细胞色素b基因（Cyt b）序列分析,利用DnaSP 5.10统计南海北部金钱鱼群体的单倍型、单倍型多样性指数（H_d）和遗传多样性指数（π）,通过邻接法（NJ）构建单倍型的系统发育进化树,以Network 4.6中的中介连接网络法构建单倍型网络图,并综合Tajima’s D检验、Fu’s Fs检验及核苷酸错配分布等方法分析金钱鱼群体的历史动态。【结果】7个金钱鱼地理群体的291条Cyt b基因序列定义为33个单倍型（Hap1~Hap33）,其中单倍型Hap1、Hap2和Hap7是南海北部金钱鱼在长期进化过程中形成的稳定优势基因型。7个金钱鱼地理群体的H_d为0.54103~0.77436,π为0.00112~0.00171,群体内遗传距离为0.00113~0.00171,遗传分化系数（F_st）为-0.01734~0.00364,基因流（Nm）为137.03888~inf。不同地理群体的单倍型均无规律地散布在单倍型系统发育进化树上,不存在与地理群体明显对应的系统分支,也未表现出明显的地理聚群分布特征。金钱鱼群体内个体间的遗传变异为100.74%,说明遗传变异全部来源于群体内个体间,即南海北部金钱鱼群体既无群体分化,也无以琼州海峡分隔的组群分化。Tajima’s D检验和Fu’s Fs检验结果均为显著负值,且核苷酸错配分布呈单峰分布,推测南海北部金钱鱼群体发生过群体扩张,且扩张事件约发生在3.4万年前,属于更新世晚期。【结论】南海北部7个金钱鱼地理群体的遗传多样性符合高单倍型多样性低核苷酸多样性类型,群体间遗传距离较小,亲缘关系较近,遗传分化不明显,且群体间存在频繁的基因交流,具有高度的遗传同质性,符合南海北部金钱鱼是一个随机交配种群的假设。     

基于线粒体控制区Dloop序列的长臀种群遗传结构分析

【目的】了解长臀Cranoglanis 3个种群的野生资源状况,并对3个种群的物种有效性进行分析。【方法】采用线粒体控制区Dloop基因序列测定技术,分析了珠江水系、海南水系和越南红河水系长臀种群的群体遗传结构及其变异。【结果】在检测的84个个体中共得到43个单倍型,呈现出较高的单倍型多样性与较为贫乏的核苷酸多样性,其中海南长臀C.multiradiatus群体的单倍型多样性(Hd=0.871)和核苷酸多样性(Pi=0.006 4)最低;Tajima’s D中性检验以及核苷酸不配对分析均表明,3个长臀群体趋于稳定,未经历过大规模的种群扩张。Fst分析发现,海南长臀同珠江长臀C.bouderius、红河长臀C.henrici产生了一定的遗传分化,而珠江和红河群体未发现明显遗传分化,从遗传距离来看,珠江和红河长臀净遗传距离为0.000。【结论】长臀野生资源较为贫乏,且海南群体最为严重;认为应将珠江长臀和红河长臀归为同一亚种长臀C.bouderius,而海南长臀作为长臀的另一个亚种。     

基于线粒体COII基因序列的长江下游翘嘴群体遗传多样性分析

【目的】明确长江下游翘嘴鲌（Culter alburnus）群体遗传多样性的丰富程度和进化历史,为其育种及遗传改良打下基础。【方法】在长江下游水域（淀山湖、高邮湖、太湖、长荡湖及长江江苏段）设点捕获收集翘嘴鲌野生样本,基于线粒体COII基因序列分析5个翘嘴鲌野生群体的遗传多样性,使用DNASPv5计算群体单倍型并进行Tajima’s D和Fu’s Fs中性检验,运用Arlequin 3.5进行遗传多样性分析、群体分子方差分析（AMOVA）及计算遗传距离和基因流（Nm）。【结果】 5个翘嘴鲌野生群体197个个体的COII基因序列有效长度为425 bp,存在31个变异位点,变异率为7.29%;其碱基含量排序为T （29.61%） >C （28.03%） >A （24.19%） >G （18.17%）,AT含量为53.8%,CG含量为46.2%。31个变异位点在197个个体中共定义出13种单倍型（hap1~hap13）,单倍型多样性指数（H_d）为0.273~0.603,以长江群体和长荡湖群体的最高,太湖群体的最低;核苷酸多样性指数（P_i） 为0.001~0.017,以长荡湖群体的最高,淀山湖群体的最低。5个翘嘴鲌野生群体间的遗传距离为0.002~0.015,即群体间无显著差异;不同群体间的Nm为2.443~54.325,以太湖群体与淀山湖群体间的Nm最大（54.325）,长荡湖群体与淀山湖群体间的Nm最小（2.443）; AMOVA分析结果显示,不同群体间的遗传变异为10.47%,而群体内的遗传变异为89.53%。在5个翘嘴鲌野生群体中,仅长江群体的Tajima’s D和Fu’Fs均为负值且具有显著意义,故推测该群体曾发生过群体扩张现象。【结论】长江下游翘嘴鲌群体表现出低单倍型多样性和高核苷酸多样性,遗传多样性较丰富,群体间存在遗传分化但分化程度差异不显著。因此,后续研究应增加野生翘嘴鲌群体的样品数量和调查水域,全面而系统地评估长江下游各水域翘嘴鲌的种质资源状况,为建立自然保护区及人工增殖放流提供科学依据。     

基于Rag1基因序列的黄河高原鳅群体遗传结构分析

【目的】明确不同水域黄河高原鳅群体免疫基因多样性水平和遗传组成,为黄河高原鳅自然种质资源现状的评估、保护及合理开发提供理论依据。【方法】采集黄河中上游不同河段的黄河高原鳅自然群体［青海循化（XH）群体、青海大通（DT）群体及甘肃景泰（JT）群体］样品,基于重组激活基因（Rag1）序列对不同黄河高原鳅群体的遗传多样性水平和遗传组成差异进行研究。【结果】在不同黄河高原鳅群体的Rag1基因序列中共检测到8个单倍型（H1~H8）,其中有5个单倍型（H1、H2、H3、H4和H6）在2个以上的群体间相互共享,尤其是单倍型H1、H4和H6在所有群体中均有分布。黄河高原鳅总群体的单倍型多态性为0.742,核苷酸多态性为0.003,在3个黄河高原鳅群体中共检测到28个多态位点。不同黄河高原鳅种群间的单倍型多态性范围在0.575~0.872,核苷酸多态性范围在0.002~0.003。XH群体与JT群体间的遗传分化系数（F_st）为0.037,XH群体与DT群体间的F_st为-0.041,JT群体与DT群体的F_st为-0.022;不同黄河高原鳅群体的分子遗传变异主要发生在群体内（占99.56%）。单倍型网络结构图及NJ聚类树和ML聚类树均显示,不同黄河高原鳅自然种群个体相互混合在一起,未按照采样河段地理位置形成明显的聚类结构,即黄河高原鳅不同单倍型间呈现混合的分布格局。【结论】黄河高原鳅群体遗传多样性水平中等,不同自然群体间的遗传多样性水平存在一定差异,但并未检测到显著的遗传差异,建议在野外进行管理和保护时仍可视为一个整体。     

基于叶绿体DNA序列atpI-rsp2和psbC-trnS的山药种质资源遗传多样性分析

【目的】基于叶绿体DNA（cpDNA）序列atpI-rsp2和psbC-trnS分析山药种质资源的遗传多样性,为山药种质资源鉴定、创新利用及新品种选育提供理论依据。【方法】以来自14个省（区）的64份山药种质为材料,对其atpI-rsp2和psbC-trnS序列进行多态性扩增并测序,经拼接、比对后,利用MEGA 7.0计算种质间的遗传距离并构建系统发育进化树,并利用DNAsp 5.0分析核苷酸多态性,采用NET Framework 4.6.1绘制单倍型间的中介邻接网络结构。【结果】atpIrsp2和psbC-trnS序列合并序列长度为1938 bp,共有117个插入/缺失位点（I_S）和14个变异位点（V_s）,转换率（S_i） 为49.1%,总体转换/颠换偏倚率（R）为0.928,共产生30种单倍型,其中有21种为独享单倍型,9种为共享单倍型,单倍型多样性（H_d）和核苷酸多样性（π）分别为0.9206和0.00139。atpI-rsp2序列和psbC-trnS序列及合并序列的Tajima’s D、Fu and Li’s D*和F*均为负值,其差异均未达显著水平（P>0.10）,说明这2个序列在进化上符合中性进化模式。64份山药种质的遗传距离为0~0.003865,平均遗传距离均为0.001400。中介邻接网络结构分析结果显示,30种单倍型可分为3类,其中,H5为较原始单倍型。【结论】64份山药种质资源的遗传距离较近,遗传背景相似,可能是由于长期地区间引种导致,与地理距离不完全相关。atpI-rsp2和psbC-trnS序列可用于山药物种鉴定和系统进化分析等研究领域。     

基于线粒体控制区的海南岛3种弹涂鱼的遗传多样性

采集中国海南岛3种弹涂鱼群体并进行遗传多样性研究,通过使用线粒体控制区基因部分序列作为遗传标记,获得3种弹涂鱼共195个长度为836 bp的D-loop基因片段序列,分析其群体的遗传多样性、遗传分化、种群历史动态。结果表明:（1）弹涂鱼多样性最为丰富,大鳍弹涂鱼次之,大弹涂鱼较为缺乏。（2）遗传分化指数(F_st) 表明海南岛弹涂鱼群体中三亚的与临高、东方、乐东的存在中等程度分化,分子方差分析（AMOVA）结果表明总体不存在遗传分化;大弹涂鱼群体F_st表明文昌和东方的群体存在分化,AMOVA 分析结果表明总体存在中等程度分化;弹涂鱼与大鳍弹涂鱼亲缘关系较近,通过线粒体控制区基因标记可将它们较好地区分。（3）中性检验和不配对分布结果表明大弹涂鱼文昌群体经历过扩张。综合分析结果表明,大弹涂鱼应该作为优先保护的种类。     

基于rDNA ITS1基因序列的贵州山香圆平背粉虱遗传分化分析

【目的】探明茶树害虫山香圆平背粉虱不同地理种群的遗传多样性，掌握其遗传分化现状，为其科学防治提供依据。【方法】基于贵州茶园山香圆平背粉虱10个地理种群的rDNA ITS1基因序列片段，采用MEGA-X、DnaSP 5.10、Arlequin 3.5.2.2及SAMOVA 2.0等研究其种群遗传分化、基因交流、分子变异及种群遗传多样性。【结果】贵州茶园山香圆平背粉虱10个地理种群的rDNA ITS1基因序列共获得68条基因序列片段，其序列长度为434 bp,包含保守位点306个，变异位点78个，简约信息位点48个，其中9个位点发生转换，9个位点发生颠换，具有明显的G+C偏倚性；其共定义47个单倍型，包括5个共享单倍型和42个独享单倍型；总群体遗传多样性较高，表现出高单倍型多样性(H_d=0.968)和高核苷酸多样性(P_i=0.036 28);总群体遗传分化程度高(F_st=0.724 60),基因交流水平低(N_m=0.10);遗传变异主要来自组间(F_ct=0.646 20);单倍型系...     

利用CR和Cyt b基因序列组合评价珠江和长江水系赤眼鳟的遗传多样性

利用PCR技术扩增得到珠江和长江水系共24个赤眼鳟(Squaliobarbus curriculus)个体mtDNA CR和Cyt b基因片段,并测定其序列。对1 345 bp的组合序列进行分析,共检测到23个单倍型,22个单突变位点,102个简约信息位点。在139个突变位点中:转换位点100个,颠换位点30个,插入/缺失位点14个;A+T的含量(61.5%)明显高于C+G的含量(38.5%)。4个水域个体间的遗传变异率在0～7.43%之间,组合序列的单倍型多样性(H)、平均核苷酸差异数(K±SD)和核苷酸多样性(π)分别为0.977 8、17.271 0和0.029 7,均表现出较高的遗传多样性水平。对4个群体的组合序列进行FST分析,并构建分子系统树和单倍型进化网络关系图。结果表明:不同水系群体间存在显著遗传差异,而同一水系内的不同群体间差异不显著。AMOVA分析表明:梧州、新丰、武汉和宜昌4个群体间显著性的遗传分化主要由不同水系群体间的遗传差异所致,珠江或长江流域内群体间不存在遗传分化,进一步印证了FST的分析结果。珠江和长江水系间的遗传分化主要是因地理隔离导致的生殖隔离,分属"长江群体"或"珠江群体"。但在同一水系内,主要因为赤眼鳟的半洄游习性使得它们之间存在广泛的基因交流,没有出现遗传分化。     

基于线粒体12SrRNA序列研究凤鲚两个野生群体的遗传多样性

对凤鲚Coilia mystus长江群体和珠江群体的线粒体DNA(m itochondrial DNA,m tDNA)的12SrRNA基因片断序列进行分析。排列比对后,获得该基因365 bp的一致序列。在所测得的42个序列中,共检测到6种单倍型,其中长江群体有2种,珠江群体有4种。长江群体和珠江群体的单倍型多样性指数分别为0.5263和0.6104,核苷酸多样性指数分别为0.144%和0.192%。凤鲚长江群体内部的遗传距离为0.3%,珠江群体内部的遗传距离为0.3%～0.5%,长江群体与珠江群体之间的遗传距离为0.8%～1.4%。邻接树显示长江凤鲚和珠江凤鲚各自形成一个单系类群。AMOVA分析显示群体间的变异占总变异的82.80%,提示两者可能有相互隔离的遗传结构。     

安徽长江水系黄鳝的群体遗传结构分析

为研究安徽长江水系黄鳝(Monopterus albus)的遗传多样性和群体遗传结构,测定了其6个地理群体(当涂、无为、繁昌、贵池、怀宁和望江)共178尾个体的线粒体DNA控制区部分序列.对其长度为556～558 bp的控制区同源序列进行分析,共检测到变异位点41个(变异率7.35％),单倍型56种.平均单倍型多样性和核苷酸多样性分别为0.694～0.954、0.00237～0.01382.群体分化指数(Fst)和基因流(Nm)分别为0.01974～0.87529、0.07124～24.82928,分子变异分析(AMOVA)中,群体间遗传变异占61.72％,表明黄鳝群体间具有明显的遗传分化.基于单倍型或群体间遗传距离的分子系统进化树均显示,6个地理群体分为两支:当涂与繁昌群体聚为一支,其余4群体聚为另一支.     

珠江和长江水系赤眼鳟D-loop基因序列遗传变异分析

利用PCR技术扩增得到珠江和长江水系共29个赤眼鳟(Squaliobarbus curriculus)线粒体DNA D-loop基因片段,并测定其序列。对599 bp的D-loop基因序列进行分析,共检测到24个单倍型,25个单突变位点,39个简约信息位点。在81个突变位点中,转换位点50个,颠换位点14个,插入或缺失位点17个;A+T的含量(68.8%)明显高于C+G的含量(31.2%)。5个水域个体间的遗传变异率在0到6.03%之间。单倍型多样性(H)为0.977 8,平均核苷酸差异数(K±SD)为17.271 0,核苷酸多样性(π)为0.029 7。对5个群体D-loop序列进行分化指数分析,结果表明:不同水系群体间有显著的遗传差异,而同一水系内的不同群体间差异不显著。对5个群体进行分子方差分析,结果表明:5个群体间存在显著性遗传差异。分子系统树显示:两大水系5个不同水域赤眼鳟29个个体的系统树明显分为两支:珠江15个个体聚为一支,长江14个个体聚为另一支,且都有较高的置信度。可见,长江和珠江群体间已经出现了明显的遗传变异,是因珠江和长江的地理隔离导致的生殖隔离。但在同一水系内,群体间的遗传距离和群体内的遗传差异不显著,系统树也是两大水系内的不同水域混杂在一起,说明同一水系不同水域间没有出现遗传分化,分属"长江群体"或"珠江群体"。     

宁强矮马线粒体DNA D-loop区的遗传多样性

【目的】研究宁强矮马线粒体DNA（mitochondrial DNA,mtDNA）D-loop区的遗传多样性及其母系起源进化,为其遗传资源保护提供理论数据。【方法】采用PCR和测序技术分析12匹宁强矮马mtDNA D-loop区的600 bp核酸序列,并基于mtDNA D-loop区序列将宁强矮马和NCBI公布的其它马种进行系统树构建。【结果】宁强矮马群体存在9种单倍型,检测到34处SNP位点,占所分析位点总数的5.67%,各单倍型间的遗传距离为0.002—0.035,单倍型多样性为0.978±0.054,核苷酸多性为0.01988±0.00818。聚类分析表明宁强矮马分布在4个支系中,与胡克尔马、设特兰马、德保马、蒙古马和车巨马亲缘关系较近,与纯血马、云南马和韩国济州岛本土马的亲缘关系较远。【结论】宁强矮马具有比较丰富的遗传多样性,在进化的历史过程中受到其它马种的影响较大。     

中国矮马群体mtDNA Cytb基因遗传多样性及系统进化研究

【目的】利用线粒体细胞色素 b（mtDNA Cytb）基因为标记,从分子水平探讨中国5个矮马136个样本的遗传多样性和系统进化研究,为中国矮马的开发利用以及生物多样性保护提供基础资料。【方法】对矮马样本mtDNA Cytb基因进行PCR扩增和测序,运用现代生物信息学方法进行数据处理。【结果】共检测到27个单倍型,40个多态位点,约占分析位点总数的3.51%。云南矮马具有最高的单倍型多样度（Hd）（0.869）,最低的为四川矮马（0.740）,核苷酸多样度（Pi）最高的为贵州矮马（0.00435）,最低的为宁强矮马（0.00227）,各群体间的遗传多样性相差不大。系统发育树和NETwork图中每一分支均含有5个矮马群体的信息。【结论】5个矮马群体总体上具有较高的遗传多样性,其中云南、贵州及德保矮马的遗传多样性相对较高,四川和宁强矮马相对较低;系统发生关系分析说明中国5个矮马群体存在基因交流,具有多重母系起源。     

中国南方八省（自治区）水稻纹枯病菌群体遗传结构的SSR分析

【目的】明确中国南方水稻纹枯病菌不同地理群体的遗传结构,为研究该病害的流行规律提供信息。【方法】采用8个SSR荧光标记对收集自中国南方8省（自治区）的188个水稻纹枯病菌进行检测。利用POPGENE version 1.31软件计算各项遗传多样性参数,近交系数由FSTAT 2.9.3软件估算。基于马尔可夫链模型,采用GENEPOP 4.2软件以卡方检验估计Hardy-Weinberg平衡。应用Arlequin 3.1软件进行分子方差变异分析,并通过遗传分化系数计算基因流。基于Nei’s遗传距离,利用MEGA5.0软件构建UPGMA树状图。使用STRUCTURE 2.3.3软件的贝叶斯聚类法进行群体遗传结构分析,并估计群体间遗传混杂程度。采用Mantel test检测遗传距离与地理距离的相关性。【结果】8个地理群体的平均观测等位基因数和有效等位基因数分别为4.025和2.071。Shannon’s信息指数为0.659-1.088,平均为0.859。等位基因丰富度为2.500-5.152,平均为3.858。观测杂合度为0.425-0.619,平均为0.506。期望杂合度为0.399-0.546,平均为0.472。总群体水平的近交系数（F_IS = -0.069）为负值,表明总群体内杂合子过剩（纯合子缺失）。Hardy-Weinberg平衡检验表明,在6个群体中存在因杂合子的缺失或过剩引起的平衡偏离,暗示了水稻纹枯病菌同时具有克隆生长和有性繁殖,两种繁殖方式间的平衡因群体而异。AMOVA分析结果显示,有88.14%的遗传变异来自群体内部的个体间,表明遗传变异主要发生在群体内。Mantel检测发现,遗传距离与其地理距离之间呈显著正相关（r=0.422,P=0.025）。UPGMA聚类表明,所有群体可被划分为遗传分化明显的两个亚群（F_ST =0.209-0.624）,其中位于珠江沿岸的广宁和长塘群体为一个组群,而位于长江沿岸的6个群体为另一组群,与遗传结构分析结果一致。位于长江沿岸的群体遗传混杂明显,基因交流水平高（Nm=2.525-8.447）,群体分化程度较低（F_ST=0.029-0.094）。【结论】中国南方水稻纹枯病菌分布范围广泛、可能的混合繁殖模式以及菌核或菌丝具有远距离传播特性,是导致其遗传多样性水平较高的原因。长江亚群内部个体在不同群体之间的迁移所形成的基因流动,在一定程度上阻止了群体间的遗传分化。而长江亚群和珠江亚群之间存在明显的遗传分化,推测病原菌有限的长距离迁移可能是群体遗传变异空间结构形成的主要原因。     

基于线粒体细胞色素b基因序列分析的泉水鱼遗传多样性研究

测定了长江水系贵定和乐山2个群体30尾泉水鱼细胞色素b基因1 026 bp序列,发现13个变异位点,检测出7种单倍型,Hd和Pi分别为0.772和0.0041,其中贵定和乐山群体的Hd分别为0.695和0.362,Pi分别为0.0030和0.0004,呈现出单倍型多样性较低和核苷酸多样性极低的特点;两个群体间的Fst和Nm值分别为0.7417和0.17,AMOVA分析显示遗传变异主要集中在群体间(74.17%),表明群体间出现高度的遗传分化;在邻接树上出现两个按地理来源聚群谱系,呈现出明显的地理结构;估算群体间分歧时间大约在16万年前,为更新世时期。中性检测表明两个群体在过去没有发生种群的快速扩张。建议将贵定和乐山群体作为不同的管理保护单位加以保护。