美国柔枝松研究现状及其应用前景

文章主要阐述了柔枝松在美国的研究现状及其在我国引进应用的前景.柔枝松(Pinus flexilis James.)又名五针松、落基山白松,是北美洲西部分布最广泛的松属树种之一.其生境干旱,能够耐干旱、耐寒和耐瘠薄,能适应多种土壤,还能抗强风,适应性很强,也是先锋树种.柔枝松早期苗木生长缓慢,但具优良的生物学特性,遗传多样性较高,不同种源、家系(包括无性系)的柔枝松在树冠特征、根系分布、树高及胸径生长、抗逆性(耐寒、耐旱、耐瘠薄等)等方面都有很大的差异.该树种也是一种经济价值较高、具有开发前景的优良树种.因此,在我国北方地区,特别是在西北及华北地区引种柔枝松,具有非常广阔的应用前景.     

北五味子遗传多样性的ISSR分析

采用ISSR(Inter Simple Sequence R epeat)标记技术,分析了东北三省16个产地北五味子的遗传多样性.6个ISSR引物共检测到83个位点,多态位点的百分率在9.64%～42.17%之间.ISSR的Shannon指数变化范围在0.0583～0.1966之间,Nei指数的变化范围在0.0399～0.1254之间.16个产地的北五味子的基因多样性为24.05%,产地间变异占总变异的66.81%.各产地的地理气候因子与遗传变异指数相关分析表明,影响遗传多样性的地理气候因子为经度和温度,表现为分布区西部、生长季节温度较低的产地变异丰富的特点.     

肉桂家系遗传背景的ISSR分析

采用ISSR标记技术研究11个肉桂(Cinnamomum cassia)家系之间的亲缘关系,研究结果表明:用12条ISSR引物对11份肉桂供试材料检测出条带154条,其中多态性条带80条,比例为51.95%;11份肉桂家系供试材料的等位基因平均数Na为1.519 5,有效等位基因Ne为1.360 4,基因多样性指数即平均期望杂合度He为0.204 6,Shannon信息指数I为0.299 9。聚类分析显示,11份供试材料间的遗传距离在0.130 7~0.354 8之间,说明其遗传亲缘关系相对较近,在遗传距离为0.249 5处可较明显将11份供试材料分为6个类群;在遗传距离0.292 0处分为2个类群,种间各自聚类显著,可区分清化桂和西江桂。     

8种桦树种间亲缘关系的研究

采用ISSR标记技术,对8种桦树(Betula)进行了亲缘关系的分析,17个ISSR引物共检测到236个位点,多态条带比率(PPB)在5.93%～19.92%之间,遗传分化最高的是油桦,最低的是棘皮桦。8种桦树的基因多样性(Ht)为24.38%,桦树种间变异占总变异(Gst)的79.36%。遗传距离聚类将8种桦树分为3个群,黑桦、油桦、白桦和欧洲白桦为一群;赛黑桦、枫桦和岳桦为另一群;棘皮桦单独为一群。聚类结果与传统的形态分类一致。图2表4参10。     

贵州省马尾松主要群体的遗传多样性分析

利用ISSR分子标记技术对贵州省马尾松主要分布区天然林群体、贵州省都匀马尾松种子园基因收集区、种子园建园亲本及子代进行了遗传多样性分析,结果表明:贵州省马尾松天然林群体保持较高的遗传多样性;由于种源间基因交流频繁,贵州省马尾松变异主要存在于种源内;都匀马尾松种子园和子代仍然存在较高的遗传多样性水平,人工选育过程中并没有导致遗传范围变窄,种子园还有进一步选择的潜力;种子园收集区遗传多样性较低,需要进一步收集种质资源加以补充。该研究结果可以为贵州省马尾松种质资源的收集与保存、种子园遗传管理以及贵州省马尾松多世代育种策略的制定提供参考依据。     

湖南桂阳马尾松种子园遗传多样性的ISSR分析

本研究从100条ISSR引物中筛选出11条多态性引物,对湖南桂阳马尾松第二代种子园共87份样品进行遗传多样性分析,共扩增得到246个多态位点。采用PAUP4.0软件分析,获得两个主要群体(广西群体和城步群体),在城步群体内,湖南和贵州两省的家系被分开。再对两个主要群体采用POPGEN32软件分析,结果表明:在桂阳第二代种子园内总的多态位点百分率达98.80%,总的Shannon信息指数为0.583 7,Nei's基因多样性指数为0.400 3,2个群体的多态位点百分率分别为93.57%、98.80%,各群体间的基因分化系数为0.036 3,基因流为13.258 6。这表明桂阳第二代马尾松种子园的遗传多样性水平高,个体间的基因多样性变异大,该种子园所采用的建园方式是可取的。     

马尾松1代育种群体遗传多样性的ISSR分析

利用12个ISSR标记分析马尾松1代育种群体中78个不同产地来源的优良亲本遗传变异,发现基于ISSR标记扩增的多态位点百分率、Nei's基因多样性指数和Shannon信息多样性指数均较高,表明马尾松1代育种亲本的整体遗传多样性水平较高.78个亲本之间遗传距离变化范围为0.115～0.776,平均遗传距离为0.371.亲本之间的ISSR遗传距离与亲本产地的纬向地理距离关系密切,纬度相差较大的亲本间ISSR遗传距离相对较大.利用部分参试亲本进行测交系交配并分析其中的优良杂交组合,发现大部分优良组合父本、母本产地的纬向地理距离较远,同时亲本间ISSR遗传距离也较大.根据本研究结果,应优先选择来自纬度差异较大的不同种源区、同时ISSR遗传距离也较大的优树作为高世代育种亲本,不仅能有效维持高世代育种群体较高的遗传多样性,也利于创制更多强优势杂交组合,提高杂种优势利用程度.     

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。     

发现一种由松到松的五针松干锈病菌——Peridermium yamabense Haruyoshi Saho

<正> 我们知道Peridermium pini(=Endocron-artium pini),P. harknessii(=E. harknessii)和P. filamentosum 是硬松类的一些同主寄主的干锈病菌。它们以锈孢子为手段,由松到松直接侵染。1972年Saho 和Takahashi 曾对由松到松的五针松干锈病做出有推论根据的报道。在北海道,在一种五针松——天然生长的偃松的嫩枝上采到了这种锈菌。于是,提出该菌为Peridermiu yamabense 新种(Saho,1981)。接种试验结果指出偃松、P. griffithii、美国五针松、日本五须松、P. peuce、P. str-obiformis 和美国白松都是这种锈菌的寄主。     

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。     

Analysis of genetic relationship in 12 species of Section Strobus with ISSR markers

Genetic relationship of 12 species of Section Strobus was analyzed with ISSR markers. 117 loci were detected with 12 ISSR primers. Percentage of polymorphic bands （PPB） varied from 5.93% to 19.92%. P. pumila had the highest levels of genetic differentiation and P. flexilis had lowest. Total genetic diversity （Hr） of 12 species in Section Strobus was 26.21%, of which intraspecific genetic diversity （Hs） was 7.66%, and interspecific genetic diversity （DST） was 18.55%, and the genetic variation in interspecies accounted for 70.78% of the total genetic diversity. According to the cluster results of genetic distance, the 12 species were classified into two groups. The first group included P. griffithii, P.armandi, P. fenzeliana, P. kwangtungensis, P. strobus, P. monticola and P. wangii. The second group included P. albicaulis, P pumila, P. flexilis, P. sibirica and P koraiensis.     

濒危小灌木长叶红砂种群的遗传多样性

采用RAPD和ISSR2种分子标记对濒危小灌木长叶红砂5个种群的遗传多样性进行检测。18个RAPD引物和14个ISSR引物分别扩增出118和114个位点,多态位点比率(P)分别为88.98%和89.47%。在物种水平上,RAPD标记的结果为:Shannon’s信息多样性指数(I)为0.4656,Nei’s指数(H)为0.3303;ISSR检测的结果:I=0.4688,H=0.3083。2种分子标记均表明濒危小灌木长叶红砂具有较高的遗传多样性水平。Nei基因多样性指数表明,大部分遗传变异存在于种群内。RAPD分析发现86.22%的遗传变异发生在种群内;ISSR分析发现89.29%的遗传变异发生在种群内。种群间遗传变异低的主要原因是种群间存在较强的基因流(Nm)分别为3.0097和4.1787)。长叶红砂较高的遗传多样性水平与物种特性和对高胁迫环境的长期适应有关,濒危植物并不一定表现为遗传变异水平的降低。     

优良观赏枫香种质的遗传多样性分析

本研究利用ISSR分子标记技术对12个优良观赏枫香种质资源进行遗传多样性研究。从12份不同枫香单株叶片样本中提取DNA,设计适应枫香的ISSR扩增正交体系优化实验,筛选出19条ISSR引物得到127条扩增带,其中多态性条带为94条,多态性条带比率为74.01%。再利用ISSR分子标记技术对数据进行遗传多样性和相似度分析,发现除4号和11号样本具有较高的遗传相似度0.83外,其他样本的遗传相似度为0.61～0.79,清楚的显示其优良种质的遗传差异性,具有较高的遗传多样性。     

Determination of inter- and intra-species genetic relationships among six Eucalyptus species based on inter-simple sequence repeats (ISSR)

Eucalyptus is the most economically important hardwood plantation tree cultivated in tropical and subtropical countries. Inter-simple sequence repeat (ISSR) markers were used to evaluate genetic relationships within and between individuals of six Eucalyptus species. A total of 583 loci (265 to 1535 bp) were amplified from 149 individuals belonging to the six Eucalyptus species using seven ISSR primers (two to three nucleotide repeats anchored with one or two nucleotides at the 3' or 5' region). The ISSR fragments indicated significant polymorphism and genetic diversity among the individuals. Cluster analysis and principal component analysis revealed the occurrence of wide genetic diversity among populations of E. tereticornis Sm., E. camaldulensis Dehnh. and E. urophylla S.T. Blake and narrow genetic diversity among populations of E. citriodora Hook. and E. grandis W. Hill ex Maiden. Genetic diversity was high in E. tereticornis Sm. (47.27%) and low in E. citriodora (18.64%). Maximum Nei's genetic identity (0.897) was observed between E. camaldulensis and E. tereticornis species, whereas maximum genetic diversity (0.286) was found between individuals of E. citriodora and E. grandis.     

枫香优良观赏种质的遗传多样性分析

利用ISSR标记技术对12份枫香观赏种质进行遗传多样性分析,通过正交实验优化枫香的ISSR-PCR扩增体系,即在20μL体系中加入PCR反应缓冲液2μL、镁离子1.5 mmol.L-1、Taq DNA聚合酶0.75 U、dNTP 0.15 mmol.L-1、引物0.4mmol.L-1、DNA模板80 ng。筛选出的19条ISSR引物共得到131条扩增带,其中多态性条带为94条,多态性条带比率为71.75%。12份种质的有效等位基因数是1.482,基因多样性0.3012,Shannon信息指数0.4674,表明遗传多样性水平相对较高。进一步的聚类将这些种质分成3类,其中4号样本和11号样本的遗传相似度最高。     

锥栗农家品种的遗传多样性及亲缘关系分析

采用ISSR技术对37个锥栗农家品种进行遗传多样性及亲缘关系分析。从65条通用引物中筛选出13条扩增效果较好的引物进行扩增,每条引物的扩增谱带从9(引物828) 16条(引物821)不等,平均每个引物产生12个ISSR片段,共扩增出156条谱带,其中多态性条带129条,占82.69%,平均每个引物扩增的DNA多态性条带为9.9条。结果表明:锥栗农家品种具有丰富的遗传多样性水平;供试农家品种的观测等位基因数1.826 9,有效等位基因数1.509 7,Nei's基因多样度(H_e)为0.292 3,Shannon信息指数为 0.434 4;13条引物可区分37份农家品种及其优株。根据遗传一致度构建反映品种间亲缘关系的UPGMA聚类图,37个锥栗品种可划分为2大类群7个亚类。     

南方红豆杉种源遗传多样性和遗传分化

利用ISSR分子标记对来自10省区15个南方红豆杉代表性种源,研究揭示其种源遗传多样性及地理变化、种源遗传分化等.结果表明:南方红豆杉具有丰富的遗传多样性,物种水平上的遗传多样性为0.419 2,多态百分率(PPL)、Nei's基因多样性(HE)和Shannon信息多样性指数(I)分别变化在80.00%～93.33%、0.339 3～O.3873、O.492 6～O.5615.南方红豆杉种源遗传多样性受其产地经度和纬度非线性共同影响,偏南和偏西地区种源的遗传多样性较低,而偏东和偏北地区种源遗传多样性则较高.因试验的南方红豆杉种源其原产地种群皆是较大的古树群,且片断化的时间较短,加上其特有的繁育特性,种源问基因分化系数为O.1211,仅有8.75%的遗传变异存在于种源间,而91.25%的遗传变异来自于种源内.UPMGA聚类结果还显示,除福建武平和武夷山2个较小种群的种源外,试验种源可按地域大致划分为偏东和偏北,及偏南和偏西2个种源区.     

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。     

仙茅属13个种群遗传多样性ISSR分析

为了解我国仙茅属植物种质资源分布情况及其亲缘关系,利用ISSR技术对来自湖南、广西、四川、云南、江西的13个种群的134份野生样本的遗传多样性进行了研究。利用筛选出的15条引物共扩增出256条清晰、重复性好的条带,多态性条带百分比达到91.79%;在种内水平上,多态性位点百分比为4.69%~29.30%,Shannon信息指数为0.028 3~0.160 5。13个种群中遗传多样性最高的为四川宜宾种群,多态性位点百分率为29.30%,Shannon多样性指数为0.160 5;云南9号种群遗传多样性最低,多态性位点百分率为4.69%,Shannon多样性指数为0.028 3。13个种群之间的遗传距离为0.187 1~0.513 1。根据遗传距离进行UPGMA聚类分析,13个种群共聚为2大类,四川宜宾与江西武功山种群最先聚在一起,二者的亲缘关系最近;广西雅长与四川盐边的种群聚在一起,说明二者亲缘关系较云南的较近。