分子遗传技术与生物遗传多样性研究

各种分子遗传技术为不同生物种类间进行直接比较和分子水平的遗传多样性的度量、研究提供了新的途径。本文讨论了此类分子水平研究所取得的一些新的进展，并指出了有关分子工具应用于生物多样性研究中存在的一些问题。     

不同DNA分子标记在云杉属植物遗传多样性研究中的应用

综述国内外近20a来在DNA分子水平上埘云杉属植物遗传多样性的研究进展，简述用RELP、RAPD、SCAR、AFLP、SSR、EST、STS以及SNP标记对于云杉属核DNA、线粒体DNA、叶绿体DNA和rDNA多态性进行的研究以及在云杉属品种鉴定、遗传作图、遗传多样性、进化及分子生态学研究中的应用，参85     

麻疯树种质资源遗传多样性的ISSR分析

采用ISSR分子标记技术对大戟科属麻疯树9个自然居群的遗传多样性水平和遗传结构进行了研究.用10个引物对9个居群共135个样品进行了扩增,共获得169条清晰的扩增位点,其中多态性位点164个.POPGENE分析结果表明,麻疯树居群具有丰富的遗传多样水平(多态百分率PPB=97.04%,Neis遗传多样性H=0.2357,Shannon信息指数I=0.3760).AMOVA分析表明,9个自然居群间遗传多样性出现了较大的遗传分化(Gst=0.5398)可能与其有限的基因流(Nm=0.4667)和遗传漂变有关;而居群内有限的遗传分化可能是由于麻疯树自交、近交占主导方式的繁育方式有关.并进行了麻疯树居群的聚类分析.图3表4参19     

中国——年生野生大豆群体的遗传多样性研究

选用来自全国各地的一年生野生大豆２００余份材料,从形态太、等位酶标记和细胞顺ＤＮＡ ＲＦＬＰ标记的遗传丰富度和遗传离散度两方面分析了中国野生大豆群体的遗传多样性。结果表明;中国野生大豆天然群体存在着遗传分化,各地理生态群休璋的遗传多样性水平不同,南主群体最高,黄淮海群体次之,东北群体最低,南方群体生野生大豆的遗传多样性中心,也可能是起源中心。     

长柄石杉居群遗传多样性和遗传结构的AFLP分析

石杉科植物因所含石杉碱甲(Huperzine A)对中老年痴呆等具有良好疗效,近年来倍受关注.利用AFLP分子标记对武夷山脉广布种长柄石杉[Huperzia serrata(Thunb.ex Murray)Trev.var.longipetiolata(Spring)H.M.Chang]7个居群112株个体进行遗传多样性和居群遗传结构分析.选用多态性高、分辨力强的8对选择性扩增引物组合共获得675个位点,其中多态位点比例为69.38%.居群内观测等位基因数(Na)为1.633,有效等位基因数(Ne)1.493;Nei’s基因多样性指数(He)与Shannon多态性信息指数(I)的平均值分别为0.272和0.392,多样性最高为地处武夷山脉中段的泰宁居群和建宁居群,最低为山脉北段的光泽居群.居群总基因多样性(Ht)为0.327 3,居群内基因多样性(Hs)为0.272 2,居群间的遗传分化系数(Gst)为0.168 1,表明居群内变异是长柄石杉遗传多样性的主要来源.由Gst估计,武夷山脉长柄石杉自然居群的基因流(Nm)为2.474 0.邻接树分析表明居群间遗传亲缘关系与地理位置相关.武夷山脉长柄石杉较高的遗传多样性和基因流水平表明其仍然具有相当的适应(生存)能力和进化潜力,这可能与其生物学(异交水平)、生态学特性及武夷山脉相对良好的生境条件有关.     

中国一年生野生大豆群体的遗传多样性研究

选用来自全国各地的一年生野生大豆２００ 余份材料,从形态性状、等位酶标记和细胞器ＤＮＡＲＦＬＰ标记的遗传丰富度和遗传离散度两方面分析了中国野生大豆群体的遗传多样性．结果表明：中国野生大豆天然群体存在着遗传分化,各地理生态群体间的遗传多样性水平不同,南方群体最高,黄淮海群体次之,东北群体最低．南方为一年生野生大豆的遗传多样性中心,也可能是起源中心．     

养分管理与农田杂草生物多样性和遗传进化的关系研究进展

施肥被看作是一项潜在降低农田杂草对作物干扰的有效农作管理措施。不同施肥处理可形成具有不同养分状况的土壤条件,而土壤条件的差异是导致杂草生物多样性的重要因素。论证养分管理可显著改变农田杂草发生状况和杂草生物多样性,强调了深入开展不同养分管理模式对农田杂草生物多样性和遗传进化影响研究的重要性,提出了如何利用养分管理措施调节农田杂草,在控制杂草对农业危害的同时,保持一定农田可控杂草生物多样性的科学问题。长期N、P和K平衡配施,可维持杂草群落和杂草种子库的生物多样性与稳定性,兼顾杂草控制和杂草多样性保护,实现平衡施肥的经济效应与生态效应的统一。同时,农业生态系统中不同养分管理措施条件下的地表光辐射变化特征、不同光辐射变化对杂草种群种子萌发及植株建立的影响、优势杂草种群的确定及其生理生态和遗传进化规律是今后研究的重点和难点。     

岩生植物金发草遗传多样性的ISSR和AFLP比较研究

禾本科岩生植物金发草〔Pogonatherum paniceum(Lam.)Hack.〕具有开发为新型国产草坪草种的潜力.用IS-SR与AFLP分子标记,分析了四川、重庆、云南及广西等地22个金发草种群的遗传多样性.用14个ISSR引物、10对AFLP引物分别扩增出239、485条谱带,多态位点百分率分别为94.98%、90.93%.两种标记均揭示出金发草种群具有丰富的遗传多样水平.由于标记原理不同,两种标记的结果呈现出微小的差别.相对而言,基于ISSR标记分析的遗传多样性参数高于AFLP标记得到的遗传多样性参数,这可能是由于金发草种群间存在着大量的微卫星变异所致.两种标记基于Nei遗传距离的聚类分析结果存在着一定的差异,但用Mantel测试对两种方法检测的遗传一致度进行相关性分析表明,它们之间存在着显著的相关性(r=0.3146,P=0.0150),用SPSS11.5软件进一步分析两种标记遗传一致度的相关性,Pearson相关系数为0.315(在0.01水平上),两种标记的聚类分析都揭示出金发草的遗传变异呈现出一定的地域分布规律.ISSR标记与AFLP标记均能应用于金发草种群的遗传多样性研究.图1表2参16     

基于分子标记的油松种群遗传保护分析

利用分子标记技术分析了山西5个天然油松种群140个个体的遗传特征,比较了不同种群的多态位点显性频率、遗传多样性指数、基因流和分化系数.筛选的5个ISSR引物和5个RAPD引物共扩增到位点68个,其中多态位点50个遗传参数的统计分析显示,多态位点的显性频率、遗传多样性指数、分化系数分别介于0.000 0～1.000 0、0.0200～0.500 0和0.003 7～0.615 62:间,表明油松种群遗传多样性的主要来源是等位基因频率的不同和部分位点较大程度的遗传分化.根据油松的种群遗传学特征,认为只有加强天然油松林的生境保护,使其不产生片断化,才能使油松的遗传资源得到有效保护.图2表4参16     

11个猕猴桃品种间的遗传多样性分析

利用随机扩增多态性DNA标记(RAPD)技术对采自四川省猕猴桃科研基地的11个猕猴桃品种进行了遗传多样性分析.通过引物筛选,从15个RAPD引物中扩增出135条带,其中100条为多态带,占74.07%.UPGMA聚类分析结果揭示了各品种间的亲缘关系.RAPD标记说明猕猴桃品种间遗传距离与地理分布有一定关系,地理位置较近的材料能聚在一起.分子标记可用于猕猴桃种质资源的分类、鉴定及良种选育.图2表2参15     

大贵寺国家森林公园野生青檀居群的遗传多样性

利用ISSR分子标记技术对湖北省大贵寺国家森林公园野生青檀（Pteroceltis tatarinowii Maxim．）居群进行遗传多样性分析。用11条ISSR引物对6个青檀居群64个样品进行扩增,扩增片段长度在200bp至3000bp之间,检测到179个位点,其中多态位点165个,多态位点百分率（P）为92．14％。青檀在物种水平上的Nei基因多样性指数（胁）和Shannon信息指数∽分别为0．273和0．423,在居群水平上分别为0．225和0．343,显示出青檀有着较高的遗传多样性。居群间的遗传分化系数（Gsr）为0．192,表明青檀居群间存在着较大的遗传分化;UPGMA聚类分析表明遗传距离与海拔差距有一定的相关性,相邻海拔的青檀居群间遗传距离较近。不同海拔导致的异质生境可能是影响青檀居群遗传分化的主要原因。     

根瘤菌的遗传多样性与系统发育研究进展

根瘤菌 (ｒｈｉｚｏｂｉａ)是一类广泛分布于土壤中的革兰氏阴性细菌。它可以侵染豆科植物根部或茎部形成根瘤和少数茎瘤 ,固定空气中的分子态氮形成氨 ,为植物提供氮素营养 .据估计 ,全球每年生物固氮量达 1.75× 10 8ｔ,为世界工业氮肥产量的4 .37倍[1] .根瘤菌与豆科植物的共生固氮作用是生物固氮中固氮效率最高的体系 .因此 ,根瘤菌与豆科植物的共生固氮作用是实现农业可持续发展的重大研究课题之一 .研究根瘤菌的遗传多样性 ,对于发掘新的根瘤菌种质资源 ,保藏并合理利用根瘤菌基因资源库 ,选育高效菌株直接应用于农业生产有重要意义 .…     

威海荣成鹿角菜野生种群遗传多样性及资源保护策略

利用随机扩增多态性DNA（RAPD）方法对威海荣成地区鹿角菜（Silvetiasiliquosa）野生种群共30个个体的遗传多样性水平及遗传结构进行研究。结果表明,利用21条随机引物共检测到112个多态性位点,多态性位点百分率为93．75％,Nei基因多样性指数为0．3515±0．1352,Shannon多样性指数为0．5046±0．1126。通过聚类分析而划为一类的3个亚种群间的遗传分化指数为0．1349～0．2189,基因流为1．7793。研究结果表明威海荣成地区的鹿角菜种群遗传多样性较高,种群内存在较为明显的遗传分化,种群遗传资源不受遗传漂变的影响。针对当地鹿角菜遗传资源的现状,应加强现存种群的就地保护,恢复种群规模;进行取样养殖保护时则需避免因近交而造成种群资源退化。     

第9次生物多样性公约遗传资源获取与惠益共享问题特设工作组会议在哥伦比亚召开

2010年3月22—28日，第9次生物多样性公约遗传资源获取与惠益共享问题特设工作组会议（ABS-9）在哥伦比亚卡利市召开。获取与惠益共享（ABS）问题会议是《生物多样性公约》框架下最为核心的谈判进程之一，其任务是研究建立一项关于遗传资源获取与惠益分享的国际制度，促进生物多样性的可持续利用，确保公平公正地分享由获取和利用生物遗传资源而产生的惠益。     

入侵植物加拿大一枝黄花和本地一枝黄花的遗传多样性比较

为了阐明加拿大一枝黄花成功入侵的机制,利用简单序列重复区间标记(ISSR)方法对加拿大一枝黄花和本地一枝黄花的遗传多样性进行比较研究。从100条引物中筛选出12条引物用于PCR扩增,利用POPGEN32软件对2种一枝黄花进行遗传多样性分析。结果表明,加拿大一枝黄花在物种水平上的多态位点百分率为95.19%,Nei’s基因多样性指数为0.308 5,Shannon’s信息指数为0.415 8;本地一枝黄花在物种水平上的多态位点百分率(89.80%)、Nei’s基因多样性指数(0.249 1)和Shannon’s信息指数(0.383 4)都比加拿大一枝黄花小。加拿大一枝黄花和本地一枝黄花居群间遗传分化系数分别为0.118 2和0.131 3,居群内变异分别为0.881 8和0.868 7,表明2个物种居群间的遗传分化不明显,遗传一致度高,且主要的遗传变异存在于居群内。入侵植物加拿大一枝黄花具有较高遗传多样性,且高于本地一枝黄花,这可能是加拿大一枝黄花成功入侵的原因之一。     

缢蛏6个群体遗传结构的ISSR分析

采用ISSR分子标记对采自福建宁德(ND)、浙江台州(TZ)、上海崇明(CM)、山东海阳(HY)、天津汉沽(HG)和辽宁庄河(ZH)的缢蛏6个野生群体进行遗传多样性和遗传关系分析.筛选出10条ISSR引物对6个群体共216个样品进行扩增,共得到138个清晰的扩增位点,其中多态性位点135个,多态位点百分率为97.83%,在物种水平上的遗传多样性较为丰富.群体遗传多样性分析结果表明,6个群体的多态位点百分率在61.59%～72.46%之间,基因多样性指数和Shannon's信息指数分别在0.104 3～0.176 6和0.178 9～0.280 8之间,其中ND群体的多样性指数最低.群体间遗传分化、遗传距离和聚类结构显示,ND群体和TZ群体亲缘关系最近,首先聚为一支,之后依次与CM群体及HG群体和HY群体聚类,最后与ZH群体聚在一起,表明地理位置较远的群体,遗传距离也较远.     

海拔及细胞质背景对水稻测交群体遗传分化的影响

温度是导致水稻（Oryza sativa L.）遗传分化的一个重要环境因素,而海拔是导致环境温度差异的一个重要的地理因素。水稻的雄配子即花粉粒的活性极易受环境温度的影响。研究用来自云南2 670 m海拔的粳稻地方品种小麻谷与具籼稻细胞质背景的籼粳交后代品系南34正反交产生的F1,然后将其分布种植在海拔高低相差达1 800 m的4个海拔点并与育性稳定的1个滇Ⅰ型细胞质不育系杂交产生了8个测交群体,用SSR标记检测发现海拔因素和细胞质背景都对测交群体的遗传分化产生了影响。结果表明：同一海拔产生的正反交群体（合系42A//小麻谷/南34）间的遗传多样性具有比较明显的差异。正交组合F1（小麻谷×南34）在1 860 m的海拔产生的群体的遗传多样性最高,在1 600 m的海拔产生的群体的遗传多样性最低。在反交组合F1产生的群体中,群体的遗传多样性随产生群体海拔（400 m海拔除外）的升高而降低。利用Nei′s遗传距离评价各群体间的遗传分化,正反交组合F1产生测交群体间的遗传分化均高于同一组合在不同海拔下产生的测交群体之间的遗传分化,同一组合在4个海拔产生的测交群体间的遗传分化总体趋势是随海拔差异的增加而增大。研究证实了环境温度差异及细胞质背景导致F1产生的雄配子基因型发生选择,导致雄配子基因型的遗传比例偏离孟德尔规律,影响其后代群体的遗传多样性和遗传分化。     

外来入侵物种的基因签名及其遗传多样性聚类分析

密码子的使用频率分布能够反映一定的生物特性,因而可作为一种基因签名。本文使用CGR方法来研究外来入侵物种不同组织序列的基因签名及遗传多样性聚类分析,首先得出了刺花莲子草(Alternanthera pungens),紫茎泽兰(Ageratina adenophora),水葫芦(Eichhornia crassipes),微甘菊(Mikania micrantha),土荆芥(Chenopodium ambrosioides),一枝黄花(Solidago canadensis)等6种外来入侵植物的31条序列核苷酸字串长k=1到k=6的情况,并选取k=3,即基因序列的密码子,作为生物特性的一个重要表达。并且构造序列间的CGR欧式距离,进而对外来入侵植物序列遗传多样性进行了聚类分析。通过对所获得的6种外来入侵植物的31条序列的基因签名,得出如下结果：CGR是一种简便且计算量小的方法,且基于CGR方法的基因签名,具有典型的生物特性;入侵植物的基因序列在密码子的使用上是非均衡的,且物种亲缘关系近的,则基因签名相似越高;而且基因签名也揭示出了密码子的第三位碱基偏好使用碱基T的现象,与一般物种密码子第三位碱基偏好G/C情况有强烈反差。此外,从获得的6个物种的31条序列聚类谱系图可以直观看出,入侵植物间存在着一定的亲缘关系,遗传多样性较丰富。由于我们所建立的基于CGR方法的基因签名,不仅能够反映植物特性和进化关系,而且能揭示序列中密码子和碱基的偏好使用情况,因而该方法有利于对外来入侵物种的遗传多样性分析、风险评估及预防控制等提供科学依据。     

中国大麦育成品种(系)的遗传多样性

为了解我国大麦育成品种(系)的遗传基础现状,利用位于大麦7个连锁群上不同位置的25对SSR引物对来自国内不同区域的大麦推广和新育成品种(系)的遗传多样性及其亲缘关系进行分析.结果表明,25对SSR引物在73个大麦品种间均有多态性扩增,每一对引物检测到的等位基因数目在2-6之间,平均为3.92个.SSR引物的多态性信息含量(PIC)变幅为0.252-0.780,平均为0.569.遗传多样性分析发现,我国不同大麦产区的皮大麦品种(系)间遗传相似性系数(GS)变化范围为0.661-0.767(平均值0.714),青藏高原地区青稞品种(系)间遗传相似性系数变化范围为0.533-0.925(平均值0.699),表明目前国内皮大麦和青稞的遗传多样性均较差、品种遗传背景单一.通过聚类分析,在遗传相似系数0.671水平处,42份皮大麦材料聚为2大类;在遗传相似系数0.618水平处,31份青稞材料聚为5大类,来源地相同的材料通常聚在同一大类或亚类,材料聚类结果与其地理来源有一定相关性.本研究表明SSR标记具有较好的遗传变异检测能力,对大麦品种(系)间的遗传多样性评价可为我国大麦育种过程中亲本材料的选择和利用提供重要依据.     

应用AFLP技术对斜茎黄芪根瘤菌遗传多样性的分析研究

采用ＡＦＬＰ指纹图谱分析技术对来自我国不同地区的９５株斜茎黄芪根瘤菌及２４株已知根瘤菌的参比菌一起进行遗传多样性研究．结果表明,在５０％相似性水平上,全部菌株被分为３１个ＡＦＬＰ群,显示出极大的遗传多样性．相关性较高的菌株的聚类结果与先前的表型性状数值分析结果相一致．具相同ＡＦＬＰ指纹图谱的菌株都具有相同的生长速度,且其中大部分菌株来自我国同一地区,同时具很高的表型相似性．此外,本研究表明,ＡＦＬＰ指纹技术具更高的分辩率,更能揭示种内的遗传多样性