基于COI基因序列的饰纹姬蛙四川盆地种群遗传多样性

饰纹姬蛙(Microhyla fissipes)在中国广泛分布于秦岭以南地区,在四川盆地是常见的两栖动物之一,研究其种群遗传多样性可为当地两栖动物的保护与管理提供重要的遗传基础资料和理论依据.采用线粒体COI基因为分子标记,探讨四川盆地饰纹姬蛙种群遗传多样性及其分化程度、种群历史动态.共采集饰纹姬蛙28个种群354只,成功获得其COI基因618 bps片段序列.分析结果发现17种单倍型,总体单倍型多样性(H_d)为0.166,核苷酸多样性(P_i)为0.000 75,基因流(N_m)为1.60.各种群间固定系数(F_(st))和遗传分化系数(G_(st))分别为0.270、0.140.中性检验中,Tajima’s D=-2.380,P 0.001;Fu’s Fs=-22.169,P 0.02,均具有显著性差异;错配分布图呈泊松状的单峰.通过计算得出种群扩张时间约在更新世晚期0.235 Ma BP.上述结果表明,四川盆地饰纹姬蛙种群遗传多样性较低,种群间基因交流水平高,不同种群间遗传分化不明显,并且在历史上有过扩张的现象.     

河北省黄顶菊4个地理种群遗传结构分析

利用AFLP技术对河北省黄顶菊[Flaveria bidentis(L.)Kuntze]4个地理种群的遗传结构及其影响因素进行了研究.结果表明,在物种水平上黄顶菊具有较高的遗传多样性;虽然种群间存在较高水平的基因流,但在种群水平上4个种群遗传多样性差异显著,具有较高的遗传分化.分析表明,影响黄顶菊遗传结构的因素较为复杂,入侵时间、环境差异、入侵行为中遭受的奠基者效应和瓶颈效应均影响种群的遗传多样性和遗传分化.聚类分析表明,4个种群间具有明显的种源地的地源性亲缘关系.     

海南岛及邻近陆地拟细鲫的种群遗传分化和亲缘地理过程

为了解海南岛及邻近陆地拟细鲫(Aphyocypris normalis)的遗传分化和亲缘地理过程,采用线粒体细胞色素b(Cyt b)对9个种群共124个个体的遗传多样性和遗传分化进行评估,并探讨这一物种的亲缘地理结构及演化历史.结果显示,在1 140 bp的序列中,共检测到87个核苷酸变异位点,定义了34个单倍型.基于Cyt b序列构建的系统发育树结果将所有个体分成3个主要谱系(A、B、C),谱系A包括海南岛大部分种群和邻近陆地全部种群,昌化江全部个体形成独立的谱系B,谱系C则为海南岛万泉河上安乡全部个体,各谱系间的遗传分化指数较高(0.707 5-0.971 9).分化时间估算的结果表明,谱系C的分化时间为2.038百万年前,谱系B的分化时间为0.865百万年前.种群历史动态分析表明,绝大部分种群均没有发生种群扩张,且所有谱系在近期都发生过有效种群数量减小的事件.根据研究结果推测,海南岛内万泉河上安乡种群的分化主要是由于五指山鹦哥岭山脉的隆起而导致的,而海南岛内和邻近陆地大部分群体没有发生分化可能是由于更新世冰期期间,岛屿和邻近陆地之间的水系因海平面下降而发生连接,琼州海峡两岸的拟细鲫种群有机会发生基因交流.因此认为琼州海峡并未对拟细鲫的扩散起到物理阻隔作用,海南岛为拟细鲫这一物种的起源扩散中心.(图4表6参48)     

山西高原油松种群遗传多样性

用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳（A-PAGE）技术，分析了山西高原9个油松种群在醇溶蛋白水平上的遗传多样性。135份材料共分离出23条带，其中3条为共有带，多态性高达86．95％。全部材料共出现53种带型，9个不同油松种群的带型有差异，同一种群不同个体的带型也有所不同，说明山西高原的油松在遗传上已产生一定程度分化，在醇溶蛋白水平上呈现出遗传多态性。从供试材料的带型计算出油松遗传分化系数为0．1547。即在种群间的变异占总变异的15．47％，种群内变异为84．53％，大部分的遗传变异存在于种群内，但种群间的分化程度在松属树种中也属于较高水平。根据23个多态位点计算遗传相似系数和遗传距离，进行聚类分析，将山西高原9个油松种群聚为3个类群。     

微卫星标记技术在淡水腹足类种群遗传学研究中的应用

综述了淡水腹足类微卫星位点的获取方法、微卫星重复序列的特点以及微卫星标记技术在其种群遗传学研究中的应用,着重分析了微卫星多态性在淡水腹足类种群遗传多样性、种群遗传结构、遗传分化、交配系统、种群关系研究中的应用.淡水腹足类普遍表现为杂合体缺失,种群遗传多样性降低.淡水腹足类近交和自体受精现象比较频繁以及地理隔离导致种群间遗传分化.利用微卫星标记研究遗传杂合度,结合群体近交系数和基因分化系数在一定程度上反映了淡水腹足类的交配系统.根据不同种群的遗传距离和相似性进行聚类分析在判别种群间的亲缘关系上起到了很大作用.针对淡水腹足类自身的特性,微卫星分子标记技术在淡水腹足类入侵生物学、分类阶元,寄生虫的分子流行病学等研究领域有广泛的应用前景.     

金花茶遗传多样性和遗传结构AFLP分析

利用扩增片段长度多态性(amplified fragment length polymorphism,AFLP)分子标记技术,对金花茶(Camellia nitidissima) 4个天然种群的遗传多样性和遗传结构进行研究,为金花茶资源的有效保护和高效利用提供科学依据。结果表明,8对引物共扩增出1 619个DNA位点,其中1 473个位点具多态性,多态性位点百分率为90. 98%。金花茶物种水平基因多样性指数和Shannon信息指数为0. 146和0. 246,种群水平基因多样性指数和Shannon信息指数为0. 131和0. 215; 4个金花茶种群的多态位点百分率、基因多样性指数和Shannon信息指数变化趋势一致,其中多态位点百分率介于56. 83%～72. 11%之间,基因多样性指数介于0. 122～0. 138之间,Shannon信息指数介于0. 197～0. 228之间。金花茶种群间的遗传分化系数介于0. 139～0. 289之间,遗传变异主要存在于种群内。分子变异分析(AMOVA)结果表明,金花茶种群内遗传变异为81. 52%,种群间遗传变异为18. 48%,遗传变异主要存在于种群内。非加权组平均法(UPGMA)聚类结果表明,种群间遗传变异与其地理距离无明显相关性。应加强现有金花茶种群的就地保护,促进种群自然更新,同时加强迁地保护。     

利用RAPD标记分析卧龙自然保护区不同海拔沙棘种群的遗传变异

从1800m到3400m五个海拔连续取样,用RAPD分子标记研究了卧龙自然保护区中国沙棘种群的遗传结构和遗传变异.用11条寡核苷酸引物,扩增得到151个重复性好的位点,其中143个多态位点,多态率达94.7%.在5个沙棘种群中,总遗传多样性值(HT)为0.289,B种群内的遗传多样性值为0.315,这完全符合沙棘这种多年生、远交的木本植物高遗传变异的特性.5个种群内遗传多样性随海拔升高呈低—高—低变异趋势,在2200m海拔处的B种群遗传多样性达最大值0.315,3400m海拔处的E种群则表现最小,仅0.098.5个种群间的遗传分化值GST=0.406,也即是说有40.6%的遗传变异存在于种群间,59.4%存在种群内.1800m海拔处的A种群与其他种群的明显分离是造成种群间遗传分化大的原因.UPGMA聚类图和PCoA散点图分别进一步确证了5个种群间关系和所有个体间的关系.最后,经过Mantel检测,遗传距离与海拔表现了明显的相关性(r=0.646,P=0.011).     

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     

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。     

长江中下游及云贵高原芦苇居群的遗传变异特征

芦苇(Phragmites australis)为全球广泛分布的多型种,在水生生态系统,尤其是湿地生态系统中承担重要的生态功能,准确划分其生态型可为种质资源保护与利用提供理论依据,同时也为修复受损生态系统异地引种提供参考。利用叶绿体DNA rpl16基因序列,选取淡水湖泊较为集中且地理跨度较大的长江中下游和云贵高原,以地理位置为划分指标,探讨19个湖滨带芦苇居群的亲缘关系、遗传多样性和遗传结构,并分析了不同湖泊芦苇形态差异与遗传差异的异同,旨在分子水平为不同地理区域芦苇生态型的划分提供遗传分化方面的证据。结果表明:(1)rpl16基因序列分析显示:长江中下游芦苇居群基因水平上的变异程度较云贵高原的低;(2)基于rpl16基因序列重建的最简约系统发育树显示:以地理区域为划分指标,可将长江中下游和云贵高原的芦苇居群分为两个单系;(3)云贵高原芦苇居群的核苷酸多样性A=0.00047,单倍型多态性Hd=0.466,其遗传多样性显著高于长江中下游(Pi=0,Hd=0);(4)居群水平上的遗传分化系数F_(st)=0.535 37,其中53.54%的遗传变异来自于不同地理区域居群间,长江中下游芦苇居群的遗传差异指数F_(st)=0.537 24,基因流N_m=0.215 34,云贵高原芦苇居群的遗传差异指数F_(st)=0.532 78,基因流N_m=0.21923,居群间的遗传分化较强烈。分析结果证明了两种地理生态型芦苇具有遗传上的差异,且地理隔离可能是引起差异的主要原因。     

裸果木种群遗传多样性及其与土壤因子的关联性研究

为深入了解裸果木(Gymnocarpos przewalskii)遗传基础、斑块状分布的种群遗传结构及遗传多样性与土壤因子间的相关性,对分布于西北荒漠区的12个裸果木种群遗传多样性及土壤养分及进行分析,为裸果木遗传多样性的地理变异趋势预测及种质资源的科学管理和保育提供依据。结果表明,裸果木居群遗传多样性较高,其中,Nei’s基因多样性指数(He)变化范围为0.235~0.269,Shannom信息指数(I)变化范围为0.351~0.405,居群内具有丰富的遗传变异,基因分化系数(Gst)为0.279。基于遗传一致度对种群进行PCA分析,12个种群裸果木可分为4大类:甘肃肃北县种群为分布的核心区,单独为一类;以河西走廊中西部为中心分化2类,甘肃瓜州及甘肃柳园镇为河西走廊西部中心种群,与向西南和向西延伸的甘肃阿克塞县和新疆伊州区种群亲缘关系较近,聚为一类;甘肃金塔县、甘肃高台县、甘肃清泉乡、甘肃肃州区为中心的河西走廊东部分布聚为一类;向东和向东南延伸的内蒙古阿右旗、宁夏沙坡头区域和甘肃民勤县聚为一类。依据裸果木分布区土壤养分含量进行主成分聚类,将种群划分为3大类:宁夏沙坡头样地中有机质、磷、氮和水分含量较高,被单独划为一类;甘肃肃北县等种群因土壤养分含量处于中等水平,聚为一类;内蒙古阿右旗等种群因钾元素含量高,被划分为一类。将遗传特征参数与土壤养分含量进行相关性分析,土壤中氮含量及全盐含量对种群遗传多样性水平有一定影响,处于贫瘠土壤上种群机体能够更加有效地利用土壤中的限制性养分。     

基于cpDNA序列分析不同生境芦苇种群的遗传结构

芦苇(Phragmites australis)是禾本科多年生植物,是生态幅极广的世界性物种之一。在长期适应不同生境的过程中,从形态到遗传产生了高度分化,形成种内丰富的生态型。芦苇自然种群遗传结构的研究有助于丰富进化遗传学理论并推动其在物种保护和生态恢复方面的应用。基于3个叶绿体DNA(cp DNA)的片断(rpl16,mat K和trn L-F)对我国东北、西南和黄河中上游地区的水生和旱生芦苇的7个种群共96个个体进行遗传结构分析。结果表明旱生芦苇种群的遗传多样性为0.702,基因流为0.904;水生芦苇种群的遗传多样性为0.826,基因流为0.431。种群水平的遗传多样性为0.814,其中有49.0%的变异存在于种群之间,相对比较高;芦苇种群的基因流为0.520。虽然种群水平和物种水平的基因流都小于1.0,但这并不影响其物种的稳定性和遗传多样性,推测可能与芦苇的繁殖方式和种群数量庞大有关。     

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.     

基于rDNA ITS和ISSR标记研究四川松茸遗传多样性

松茸是一种珍贵的食药用菌,至今无法人工栽培.为更好地开发利用松茸资源,以采自四川小金、雅江、木里等7个县的24株不同生境的野生松茸子实体为材料,采用ISSR(Inter-Simple Sequence Repeat)分子标记及rDNA ITS序列分析的方法研究这些菌株的遗传资源及多样性.从15条ISSR引物中筛选出2条多态性较好的引物对所有菌株进行了扩增,所得条带表明,在松茸中存在一定的遗传多样性;亲缘关系树状图表明,来自木里、会东、小金的大部分松茸样品聚为一个类群,而雅江、盐源、盐边、冕宁的为另一类群,呈现一定的地理分化现象.通过对各菌株rDNA ITS序列分析表明,松茸菌株间的ITS序列相似性很高.同时系统进化树表明四川松茸(Tricholoma matsutake)与美洲口蘑(T.magnivelare)同源关系较近,与欧洲口蘑(T.caligatum)距离较远,这与报道的形态学分类结果并不一致.本研究表明四川松茸蕴含丰富的遗传信息.图4表4参16     

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.     

四川省部分豆科植物根瘤菌的遗传多样性

从四川省豆科植物鸡眼草属、合欢属、豇豆属、葛属、金合欢、杭子梢分离获得了103株根瘤菌,采用AFLP、BOXAIR-PCR研究了这些菌株的遗传多样性.结果表明,分离自四川省豆科植物6个属的根瘤菌存在明显的遗传多样性,AFLP分析中,全部供试菌株的相似性为21%,全部供试菌株可分为26个AFLP遗传群;BOXAIR-PCR聚类分析结果表明,103个菌株分在70%相似性水平处,供试菌株被分为18个BOX遗传群.除部分菌株外,多数根瘤菌按宿主类型聚群,同一宿主而地理来源不同的根瘤菌分布于不同的遗传群,表明宿主和地理环境对根瘤菌具有深刻影响.图3表1参9     

黄连木居群遗传多样性的SSR标记分析

为系统揭示黄连木天然居群在遗传多样性水平上的差异及遗传分化状况,采用SSR(Simple sequence repeats)分子标记对其8个居群进行遗传多样性分析.在建立良好的反应体系基础上,从已有的阿月浑子SSR引物中筛选出9对适合进行黄连木遗传分析的引物,在8个黄连木居群中共检测到43条等位基因,位点平均等位基因数为4.78,平均多态位点百分率达90.28%.各居群内平均有效等位基因数为2.08,平均期望杂合度(He)为0.472,说明各居群的遗传多样性处于中等水平.按检测到的有效等位基因数(Ne)和期望杂合度(He),各居群的遗传多样性由高至低依次为安康唐县顺平辉县略阳栾川林州涉县.居群间的遗传分化系数(FST)平均为0.319,说明居群内变异是黄连木变异的主要来源,并根据遗传距离将8个居群分为三大类.     

长柄石杉不同地理居群叶绿体DNA trnL-trnF序列变异与聚类分析

采用直接测序法,对石杉科广布种长柄石杉(Huperzia serrata var.longipetiolata)21个居群(福建省19个居群和江西省2个居群)共计126株个体的叶绿体DNA trnL-trnF序列进行测序,用Clustal X和MEGA5.0软件进行序列分析,UPGMA法构建聚类图,以期了解序列变异与地理分布的关系,为长柄石杉资源的保护及开发利用提供参考依据.扩增获得的序列全长在928-967 bp之间,经排序后两端切平,序列长925 bp,G+C平均含量为34.05%;21个长柄石杉居群的cpDNA trnL-trnF序列存在20个变异位点,5个信息位点.UPGMA聚类结果显示,福建省居群与江西居群存在较大遗传距离,分聚为不同分支;福建省内19个居群再分聚为3个分支,其中11个居群间的遗传距离为零.研究结果表明长柄石杉居群间存在较明显的遗传分化和一定强度的基因流,居群间的叶绿体DNA trnL-trnF序列变异与地理分布尤其是山脉形成的隔离和屏障有关,较高的遗传多样性和基因流水平有利于长柄石杉种群的生存与进化.     

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     

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。