濒危植物太行菊属遗传多样性研究进展

太行菊属(Opisthopappus Shih),菊科(Compositae)植物,我国特有物种,耐旱、耐荫、耐寒,是菊科花卉育种的重要种质资源,具有重要的生态、经济价值,被列为国家第二批珍稀濒危保护植物。属下2种:太行菊(Opisthopappus taihangensis(Ling)Shih)和长裂太行菊(Opisthopappus longilobus Shih)。太行菊与长裂太行菊分布范围较为狭窄,主要分布在山西、河北和河南三省的太行山脉地区。由于生存环境的异质性,太行菊与长裂太行菊在形态分化、遗传分化等方面存在较为明显的差异。本文综述了太行菊属2个种的形态差异、种群遗传变异及谱系地理结构等方面存在的遗传多样性差异,以期为太行菊属进一步研究、合理开发利用及保护提供参考和借鉴。     

太行菊组织培养技术研究

以太行菊叶片、叶柄、茎尖和茎段为试材,采用MS培养基,在其中添加不同的激素对太行菊的不同外植体进行培养,研究了濒临灭绝的太行菊再生植株的方法。结果表明:太行菊的叶片、叶柄作为外植体诱导出愈伤组织的诱导率分别为44.44%和44.11%,所需时间较长,而茎尖、茎段作为外植体诱导愈伤组织诱导率分别为48.44%和68.75%,培养时间较短。茎段最适合作为诱导愈伤组织的繁殖材料。为了使茎段能更好的诱导出愈伤组织,课题组又对诱导茎段愈伤组织的激素浓度组合进行了研究,A组:MS+6-BA 1.0 mg·L^-1+NAA 0.5 mg·L^-1+2,4-D 0.1 mg·L^-1,B组:MS+6-BA 1.0 mg·L^-1+NAA 1.0 mg·L^-1+2,4-D 0.1 mg·L^-1,C组:MS+6-BA 2.0 mg·L^-1+NAA 0.5 mg·L^-1+2,4-D 0.1 mg·L^-1,D组:MS+6-BA 2.0 mg·L^-1+NAA 1.0 mg·L^-1+2,4-D 0.1 mg·L^-1。试验表明,C组激素浓度组合最适合太行菊茎段的愈伤组织诱导。35 d后愈伤组织不再增加后进行继代培养,45 d后将植株转移至生根培养基1/2MS+NAA 0.12 mg·L^-1中进行生根培养。     

响应面优化超声波辅助太行菊总黄酮提取工艺

以太行菊为试材,以超声波辅助提取试验,采用单因素分析和响应面分析相结合的方法,筛选出最优的太行菊黄酮提取组合配置,针对太行菊黄酮类化合物提取工艺进行优化。结果表明:单因素试验中最佳的料液比1∶25g·mL~(-1),乙醇浓度60%,提取温度60℃,提取时间45min。响应面试验的方差分析表明,料液比、乙醇浓度和提取温度对黄酮提取率影响差异极显著,提取时间对提取率的影响差异不显著。4个因素对提取率的影响依次为料液比乙醇浓度提取温度提取时间。回归方程模型预测的最优提取工艺条件为料液比1∶25.88g·mL~(-1)、乙醇浓度61.78%、提取温度63.44℃、提取时间55min,太行菊黄酮提取率可达极值4.74%。料液比、乙醇浓度和提取温度的增加极显著的提高了太行菊黄酮的提取率。     

云南变绿红菇的遗传多样性与群体遗传分化研究

以昆明、曲靖、楚雄、玉溪、昭通、临沧、大理等7个变绿红菇地理居群的30个子实体样本为试验材料,基于ITS序列和LSU序列,对其分子变异、遗传多样性、群体遗传分化进行分析。结果:30个样品中,基于ITS序列检测到18个单倍型,基于LSU序列检测到10个单倍型;基于ITS序列和LSU序列分别构建的单倍型系统发育树及30个样品的系统发育树显示,各地理居群的遗传距离与地理距离之间没有形成对应关系,二者无明显相关性。基于两个序列的分析结果均显示,各地理居群内单倍型多样性较丰富,而核苷酸多样性低。表明变绿红菇在不同的地理居群中的适应能力强,遗传多样性较低,绝大部分遗传分化来自于个体间的差异。     

基于NCBI数据对五味子种质遗传多样性的分析

以NCBI核酸数据库中五味子DNA序列为研究对象,采用MEGA 6.0和DnaSP6软件分析法,研究了ITS2、PEPC、trnH-psbA和matK 4个目标片段的序列特征,以期获得五味子的遗传多样性和种质资源的来源。结果表明:ITS2序列的变异位点最多为15个;PEPC序列的单倍型最多为11个;最大遗传距离在ITS2序列之间为0.046;PEPC序列具有最高单倍型多样性为0.985,ITS2序列具有最高核苷酸多态性为0.004 93,所有序列的转换/颠换值均小于2;且4种序列构建的邻接法系统树结果均可以分为3个主要分支。     

利用ISSR标记及rDNA-ITS序列分析河北省野生铁线莲的亲缘关系

通过ISSR和rDNA-ITS两种分子标记方法对河北省17个类群的野生铁线莲种间亲缘关系进行了鉴定。利用UPGMA法对ISSR扩增的条带结果进行聚类分析,并用PCR法扩增ITS,通过Clustal X,MEGA等软件比较和分析ITS的序列特征,最后对两种分子标记的结果综合分析。结果表明,利用筛选出的ISSR引物扩增出多态性条带104条,多态性百分比为100%,等位基因数(Na)为2.00,有效等位基因数(Ne)为1.3069,Nei’s基因多样性(H)为0.2196,Shannon’s多样性信息指数(I)为0.3675。聚类结果显示,在遗传距离为0.66处,17种野生铁线莲被分为5类;铁线莲的17个铁线莲样本ITS序列长度为543～561 bp,含变异位点87个,信息位点37个,特异性鉴别位点50个。其中,长瓣铁线莲与半钟铁线莲、太行铁线莲与狭裂太行铁线莲遗传距离为0,槭叶铁线莲与其他种的遗传距离较大,亲缘关系较远。     

堆心菊与松果菊幼苗生长生理特性的比较

以堆心菊(Heleniun autumnale)和松果菊(Echinacea purpurea Moench)为试材,比较单种与混种后种子发芽和幼苗生长的各项生理指标。结果表明:混播抑制堆心菊种子萌发,促进松果菊种子萌发;混种的堆心菊幼苗地上鲜质量、根鲜质量和叶面积显著或极显著高于单种,分别是其1.96、2.02、1.75倍;混种的松果菊叶面积显著低于单种;混种的堆心菊根系活力显著高于单种,是其1.24倍;混种与单种的色素含量差异不显著。综合各项指标,2种植物混播时有利于松果菊种子的萌发;幼苗混种时,堆心菊更具竞争优势。     

基于ITS序列的中国樱桃、欧洲甜樱桃和毛樱桃种内遗传多样性及种间关系分析

对中国樱桃[Cerasus pseudocerasus(Lindl.)G.Don](地方种质35份,野生资源35份),欧洲甜樱桃[C.avium(L.)Moench](18份)和毛樱桃[C.tomentosa(Thunb.)Wall.](7份)共95份材料的核糖体内转录间隔区(ITS,internal transcribed spacer)序列进行了测定和分析,以期从ITS的DNA序列变异角度揭示种内遗传多样性及种间遗传关系。结果表明:(1)96条ITS序列比对后长度为712 bp,G+C含量为58.1%,检测到71个变异位点(9.97%),共定义了37个单倍型;中国樱桃、欧洲甜樱桃和毛樱桃的单倍型多样性和核酸多样性分别为0.840和0.00466、0.928和0.00396、0.905和0.00564,中国樱桃中栽培种质遗传多样性明显低于其野生资源;(2)种间遗传关系显示,中国樱桃与欧洲甜樱桃之间的遗传距离较近(0.019),而与毛樱桃遗传距离较远(0.048);(3)邻接聚类和单倍型网络分析显示3个种分别聚为3个分支,种间具有较大的遗传分化。同时,选择3个种的代表单倍型进行其ITS序列的二级结构预测分析,3个种之间ITS1区、ITS2区的二级结构差异较大,最小自由能差异显著,进一步揭示了3个种间的遗传关系较远。综合分析认为,3个樱桃种内均具有较高的遗传多样性,种间具有较大的遗传分化,遗传关系较远,其中毛樱桃与中国樱桃和欧洲甜樱桃的遗传关系均较远。     

切花菊14个品种的核形态学研究

 采用常规压片法对不同花序类型、不同花色的14个切花菊品种进行了核形态学研究。结果表明：（1）间期核均为复杂染色中心型，前期染色体属于中间型。(2)体细胞染色体在品种内和品种间均呈现多数目性，染色体数变动范围在48~56之间，以54条为主。（3）核型呈现多样性，由中部、近中部和近端部着丝粒染色体组成，‘神马’、‘小红娘’、‘九月黄’和‘小菊双色’有1或2条随体染色体；染色体相对长度为2.04%~5.26%；核型不对称系数为62.39%~67.32%；‘长紫’、‘意大利红’、‘小红娘’和‘阿里格斯’核型类型为“2B”，其它品种为“2A”型。（4）有丝分裂后期和末期除‘清露’外均正常。基于观察结果分析了切花菊核型多样性及进化趋势。     

菌腔虫瘿中暗褐网柄牛肝菌菌丝体群体遗传结构分析

为了研究菌腔虫瘿中暗褐网柄牛肝菌(Phlebopus portentosus)菌丝体群体遗传结构,利用ITS、tef1和rpb1序列对云南、四川两省12个地理居群共45份样品进行系统发育、遗传多样性,地理居群遗传分化、变异分析.结果表明:从45份样品中,共检出15个ITS单倍型、16个tef1单倍型和17个rpb1单倍...     

基于叶绿体DNA分析的楸子种质遗传多样性研究

利用4对叶绿体DNA引物扩增49份楸子[Malus prunifolia（Willd.）Borkh.]种质资源的4个叶绿体DNA基因间区trnH-psbA、trnS-trnG spacer + intron、trnT-5′trnL和5′trnL-trnF序列,基于4个叶绿体DNA基因间区的序列变异,从母系遗传的角度评价楸子的遗传多样性水平。结果显示：4个叶绿体DNA基因间区序列经测序、拼接、比对和合并之后的片段长度为3 790 bp,共有173个多态性变异位点,其中包含2个单一突变位点、20个简约信息位点和151个插入/缺失位点。在49份楸子种质中,trnH-psbA、trnS-trnG spacer + intron、trnT-5′trnL和5′trnL-trnF区域的变异位点的数量分别为26个、25个、120个和2个,单倍型数量分别为9个、7个、8个和3个,合并之后的叶绿体DNA片段的单倍型有14个。核苷酸多样性和单倍型多样性最高的区域均为trnH-psbA（Hd = 0.775,Pi = 0.02143）,最低的为5′trnL-trnF（Hd = 0.481,Pi = 0.00072）。49份楸子种质4个叶绿体DNA区域合并后的遗传多样性较高（Hd = 0.854,Pi = 0.00949）。Tajima’s D检验中,4个叶绿体DNA区域在P > 0.10水平上均不显著,楸子的4个叶绿体DNA区域在进化上遵循中性进化模型。楸子的遗传变异主要存在于群体内部,不同居群间基因交流频繁,多数居群间遗传分化较少,与地理距离不完全相关。     

基于叶绿体DNA分析的辽宁省梨属种质遗传多样性研究

从32 对叶绿体DNA 通用引物中筛选出8 对引物用于评价辽宁省梨属种质的遗传多样性,其中4 对引物所扩增的叶绿体DNA 片段存在突变位点。合并后的叶绿体基因片段（3 688 bp）含有单一突变位点9 个、简约信息性位点3 个以及插入/缺失（INDEL）2 个。在37 个样品中,trnL-trnF-487 区域、trnL-trnF-413 区域、rbcL 区域和trnS-psbC 区域的单倍型分别为2 个、4 个、2 个和3 个,合并之后的叶绿体基因片段的单倍型为4 个。非编码区trnL-trnF-413 多态性最高,具有最高的单倍型数、最高的单倍型（基因）多样性、最高的核苷酸多样性、最高的单倍型多样性方差和最高的单倍型多样性标准差。辽宁省37 份梨种质的单倍型（基因）多样性（Hd）、核苷酸多样性（Pi）分别为0.577、0.00055。Tajima’s D检验中除了rbcL 区域的D 值在P < 0.05 水平上显著外,其余区域的D 值未达显著水平,表明自然选择对rbcL 区域的突变位点产生了作用。秋子梨和白梨种质共有单倍型HAP_1、HAP_2 和HAP_3,显示出一定的亲缘关系;西洋梨则单独共享HAP_5。运用中介邻接网络（Median-Joining network,MJ）算法绘制的中介网络图显示HAP_1 与HAP_2、HAP_3 的亲缘关系较远,而HAP_5 则与上述3 个单倍型的亲缘关系较远。     

福建省梨地方品种的遗传多样性研究

利用叶绿体DNA非编码区序列acc D-psa I和17对SSR引物对原产于福建省的49个梨地方品种的遗传多样性进行分析,旨在为育种利用提供参考。获得49份福建地方品种的acc D-psa I序列,并检测到4个多态性位点,包含5个叶绿体单倍型(Hap1~Hap5),其中核苷酸多态性(Pi)为0.00139,单倍型多样性(Hd)为0.660。TCS网络图显示Hap5是最古老的单倍型,其仅在两个样品中检测到。17个SSR位点共检测到211个等位基因位点,有效等位基因数(A)为5~23个,平均值为12.41;观察杂合度(Ho)和期望杂合度(He)的平均值分别为0.5802和0.7549;17个SSR位点的Shannon’s信息指数(I)值为0.5830~2.7683,平均值为1.8661,表现出较高的遗传多样性。基于Nei和Li的遗传距离的邻接法(Neighbor-Joining,NJ)将49份样品聚为9个组,其中大部分聚类结果与单倍型类型表现的亲缘关系较为一致。叶绿体单倍型和SSR多态性位点信息证实福建地方品种具有较为丰富的遗传多样性。     

基于叶绿体DNA信息的南方梨属种质的遗传多样性和演化分析

选取5个叶绿体DNA非编码区trnL-trnF-1、trnL-trnF-2、trnS-psbC、accD-psaI、rps16-trnQ和1个基因区域rbcL,对中国秦岭淮河以南地区的梨（Pyrus L.）资源进行遗传多样性和演化分析。将188份梨资源的测序结果整合得到长度为5 612 bp（包含缺失片段）,共检测出13个单倍型、4个单一突变位点、16个简约性信息位点和14个插入/缺失片段（InDels）,单倍型多样性Hd为0.7178,核苷酸多样性为0.35 × 10-3。accD-psaI区域的分析结果显示该区域的Hd值最高,为0.7177;rbcL区域的Hd值最低,为0.0317。其中162份梨资源检测出12个单倍型,Hd为0.713,核苷酸多样性为0.29 × 10-3;梨的不同地理群体中湖南省的10个梨地方品种的Hd最高,为0.889;来自贵州省的8个品种的Hd最低,为0。138份砂梨地方品种共检测出8个叶绿体单倍型,其中单倍型H2、H4和H5在130份砂梨和37份白梨品种中检测到,单倍型H6、H10、H11、H12和H13在8份砂梨地方品种‘青皮钟’、‘甜宵梨’、‘细花红梨’、‘惠阳红梨’、‘麝香梨’、‘塘湖青’、‘红粉’和‘横县浸泡梨’中检测到。Median-joining Network图显示单倍型H6和H11为古老单倍型,H1、H4和H5为较进化的单倍型。根据叶绿体DNA序列变异信息可推测秦岭淮河以南地区的砂梨和白梨亲缘关系较近,同时来自湖南地区的砂梨种质资源具有丰富的遗传多样性。     

野生桂花的遗传多样性和遗传结构研究

 利用细胞核微卫星（nuclear microsatellite,nSSR）标记对中国4 个省的7 个野生桂花[Osmanthus fragrans（Thunb.）Lour.]群体139 个个体的遗传多样性和遗传结构进行了研究。11 个微卫星位点揭示了 野生桂花等位基因多样性（A）平均为6.039,有效等位基因数（Ne）平均为3.769,平均预期杂合度（He） 为0.673。所有群体均显著偏离哈温平衡,近交系数FIS 介于0.313 ~ 0.580 之间。群体间遗传分化系数FST = 0.143,AMOVA 分析表明群体间遗传分化占总遗传变异的12.69%,群体内的遗传变异为87.31%。Mantel 检验表明野生桂花群体间遗传距离与地理距离不存在相关性（r =–0.277,P = 0.214）。STRUCTURE 聚类 分析显示,所有个体被划分为3 个理论群体,庐山群体和浏阳群体中谱系较为单纯,而其他群体则存在 一定程度的遗传混杂。瓶颈效应分析显示,除浏阳群体外所有群体经历了种群衰退。     

三叶悬钩子自然居群遗传多样性的ISSR 分析

 利用ISSR分子标记对云南特有植物三叶悬钩子（Rubus delavayi Fanch.）的12个居群共248个个体进行了遗传多样性分析。结果表明：16个ISSR引物共扩增到199个位点,其中185个是多态性位点,占92.96%。三叶悬钩子居群具有很高的遗传多样性水平,在物种水平上平均每个位点的多态位点百分率（PPB）为97.99%,有效等位基因数（A_e）为1.427,Nei’s遗传多样性（H）为0.267,Shannon’s多态信息指数（I）为0.417;在居群水平上PPB为62.10%,A_e为1.289,H为0.177,I为0.275。居群间基因分化系数G_st = 0.3351,与AMOVA分析的居群间遗传变异量占总量的33.03%相近,说明三叶悬钩子居群间存在一定程度的遗传分化。居群间遗传分化占总遗传变异的33.51%,居群内的遗传变异为66.49%,基因流（N_m）为0.9923。通过Mantel检测,居群间的遗传距离与地理距离不存在相关性。UMPGA聚类分析和二维主成分分析（PCA）结果一致。导致居群内高遗传变异水平原因主要是有限的基因流,而居群间较低的遗传多样性水平可能与生态破坏和生物入侵有关。     

中国樱桃14个自然居群遗传多样性和遗传结构的SSR评价

以中国樱桃14个自然居群280个个体为材料,采用SSR分子标记技术分析其遗传多样性和遗传结构。结果显示：11对SSR引物共检测到80个等位基因,各引物扩增条带在4 ~ 13条之间。基因多样性指数（h）为0.5431 ~ 0.7151,Shannon’s信息指数（I）为0.9057 ~ 1.4684。分子方差分析（AMOVA）表明,遗传变异主要来自居群内（70.00%）,Mantel检验显示总群体的遗传距离和地理距离显著相关（r = 0.472,P = 0.011)。因此,中国樱桃在居群水平（PPL = 100%,h = 0.643,I = 1.207）和物种水平（PPL = 100%,h = 0.743,I = 1.591）上均具有较高的遗传多样性。