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.     

油松叶绿体DNA间隔序列特点及系统学意义

对全国分布区12个天然油松种群进行取样,测定了叶绿体DNAtrnT-trnL、trnS-trnG、trnL-trnF基因间隔序列,分析了序列碱基组成特点及在松科系统分类中的意义.测序结果显示,3个片段碱基序列均富含A/T,长度依次为448bp、636bp和421bp,所测片段在种群水平上十分保守,没有发现具有种内鉴别意义的碱基变异.但此片段适合于松科属间和种间的系统学分析,运用PHYLIP软件构建松科植物的邻接系统树,支持松科分为两个亚科的分类系统,拓扑结构表明松属与银杉属的关系最近.由于叶绿体DNA序列长度适中,扩增和测序较为容易,适合作为研究松科植物系统进化较为理想的分子标记.图2表2参24     

穿龙薯蓣、黄山药和盾叶薯蓣psbA-trnH片段序列分析

为研究薯蓣叶绿体psbA-trnH片段遗传多样性,探讨该片段用于中药穿龙薯蓣、黄山药和盾叶薯蓣种间分子鉴别和系统学研究中的意义,我们对不同类群薯蓣种的叶绿体psbA-trnH基因间区进行PCR扩增并测序,获得了该区间的完整序列,所得序列用软件MEGA3.0进行相关分析.穿龙薯蓣的psbA-trnH片段全长274bp,黄山药全长279bp,盾叶薯蓣植物个体内的叶绿体DNA则有两种psbA-trnH片段,长度分别为241bp和503bp.经MEGA3.0软件分析,3种薯蓣种间psbA-trnH片段序列的遗传距离(p-distance)为0.00350~0.04545,各个薯蓣种内的不同类群该序列无差异.用UPGMA法根据psbA-trnH序列的遗传距离建立系统发生树,聚类结果和形态分类相符.所得结果显示,psbA-trnH片段序列在所研究的3种薯蓣种内保守,在种间具有明显的较大差异,而3种薯蓣及薯蓣属的系统发生关系尚须进一步研究.图3表2参6     

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。     

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     

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。     

中国7个毛木耳(Auricularia polytricha)菌株ITS序列比较

对毛木耳7个菌株rRNA基因内转录间区(ITS)进行了克隆测序,并将其与木耳属其它几种的相应序列进行了比较.在供试的7个毛木耳菌株中,除特大(209bp)外,其余6个菌株的ITS2区序列长度完全相同;毛木耳rRNA基因的两个ITS区序列有一定数量的碱基变异,整个ITS区共有11个变异位点.与下载的木耳属另外4个种相比较,均有较大程度的变异.根据遗传同源性分析,遗传距离分析和系统树上所显示的供试菌株及相关已知种的亲缘关系,ITS序列分析支持传统的依据形态学进行的木耳属分类.图2表2参9     

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.     

藜属植物叶绿体基因组结构与系统进化

高等植物的叶绿体基因组主要遗传自母本,具有基因组小、结构简单、序列高度保守等特点.利用系统的生物信息学方法,对4种藜属植物的叶绿体基因组进行编码基因组成、基因组结构、重复序列、变异位点在内的比较基因组学研究,以及基于叶绿体基因组序列的藜亚科植物的系统进化研究.结果表明,4种藜属植物叶绿体基因组平均大小为151936bp,平均GC含量为37.16%,具体基因的拷贝数和总的基因数目差异很小,非常保守.除灰绿藜以外,其余3种藜属植物叶绿体基因组的LSC、SSC和IR区域的边界几乎完全一致,没有表现出明显的扩张与收缩.基因组的重复序列中,相较于SSR,长重复序列片段的比例更高.相比较IR区域,4种藜属植物的LSC和SSC区域之间存在更大的核苷酸位点差异;52-59 kb的基因组区域为4种藜属植物间核苷酸位点变异最大的区段.基于全基因组和LSC+SSC序列,分别构建了包括4种藜属植物在内的藜亚科植物的系统进化树,进化关系完全一致.本研究结果揭示了藜属植物叶绿体基因组的进化特征,可为藜属植物系统进化研究提供优良的候选分子标记.（图4表4参28）     

南海球形棕囊藻质体16SrDNA序列分析

测定了采自香港2株球形棕囊藻和湛江1株等鞭金藻质体16SrDNA基因序列,结合GenBank中下载的32条同源序列,分析序列特征并构建分子系统树。发现600bp序列中有可变位点42个,简约信息位点33个,可变位点和简约信息位点分别为全序列的7．0％和5．5％。A＋T的含量（52．5％）略大于C＋G含量（47．5％）,与已报道的棕囊藻属叶绿体和线粒体基因相似;在分子系统树上,同属藻种聚类在一起,属间遗传距离分别为0．0255-0．0503。棕囊藻属属内遗传距离0-0．0050,不同藻种相混杂,并未独立成支;质体16srDNA部分序列虽不能区分棕囊藻属内不同藻种,但能鉴定出GenBank中27个环境样品为棕囊藻属藻株,从而能确定其地理分布和相对丰度,对棕囊藻赤潮的预测预报具有重要意义。质体16srDNA在其他赤潮藻类物种鉴定方面的应用需要进一步研究。     

基于叶绿体基因组的浮萍亚科系统进化

由于浮萍形态高度退化,其系统进化研究较为困难,基于叶绿体基因组研究浮萍亚科系统进化对解决该问题具有重要意义.通过过滤全DNA数据(即包含细胞内的核DNA、叶绿体DNA和线粒体DNA的测序数据)和直接提取叶绿体DNA测序两种方法组装叶绿体基因组,然后分别基于rbc L基因和叶绿体全基因组序列构建浮萍亚科系统发育树,并比较浮萍叶绿体基因组大小.经比对发现,通过两种方法得到的Landoltia punctata ZH0051叶绿体基因组完全一致,全长均为171 013 bp,序列相似度100%.基于叶绿体全基因组序列构建浮萍亚科系统发育树的节点置信值都达到了1,确认了浮萍亚科的进化次序为多根紫萍属、少根紫萍属、绿萍属、扁平无根萍属、芜萍属.浮萍亚科中叶绿体基因组最大的为少根紫萍属(171 kb),最小的为绿萍属(166 kb).本研究表明过滤全DNA数据组装出的浮萍叶绿体基因组是可靠的;浮萍叶绿体基因组大小虽有所差异,但随进化没有明确的扩张或收缩的趋势.     

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。     

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。     

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     

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...     

濒危植物邢氏水蕨和海南岛水蕨叶绿体序列rbcL比较及隐种分析

2021年,水蕨属（Ceratopteris）所有植物包括邢氏水蕨（C. shingii）、水蕨（C. thalictroides）和粗梗水蕨（C. pteridoides）被列为国家二级重点保护野生植物。水蕨属植物是研究植物性别决定、配子体形态建成以及遗传学、细胞生物学和生物化学等学科的模式植物之一,也是中国重要的野生水生植物种质资源。隐种（Cryptic species）问题已经成为系统分类研究、物种形成机制、生物进化和基于保护目的的种群遗传研究及保护计划共同关注的重要问题。基于叶绿体rbcL序列评价邢氏水蕨和海南岛陵水黎族自治县白水岭（BSL）、陵水黎族自治县木号镇（BJC）、海口城西镇（SPSK）等3个新发现的水蕨种群叶绿体序列rbcL的差异及系统发育关系,分析新发现尚未被评价的3个水蕨种群的隐种类型,为水蕨属不同物种和隐种的保护及利用提供科学依据。结果表明,邢氏水蕨和3个种群水蕨的rbcL序列长度为1 227 bp,邢氏水蕨有2个变异位点,分别在783 bp处和1 164 bp处。采用邻近法（NJ）构建了水蕨属叶绿体rbcL系统发育树。系统发育树显示BSL、BJC、SPSK等...     

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).     

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。     

杉木地理种源遗传变异的RAPD分析

应用随机扩增多态性DNA技术对我国12个有代表性的杉木地理种源遗传多样性进行分析,从80个随要引物中筛选出20个进行扩增,共扩增出149个DNA片段,其中具多态性的片段有115个,占77．18％％,表明极木地理种源间具有丰富的DNA序列多态性、平均每个引物提供7．45个RAPD标记的信息量,扩增出的DNA片段大小一般为150到2000bp范围之间,12个杉木地理种源间遗传距离变幅为0．193－0．4467,聚类结果表明,在0．2664处,广东信宜,广西梧州,湖南会同,湖南江华,贵州锦屏,江西全南聚为一类,福建沙县,浙江开化,湖北咸宁,安徽休宁聚为一类,四川雅安,陕西南郑各为一类,图2表2参15     

DNA条形码识别 Ⅵ：基于微型DNA条形码的果实蝇物种鉴定

选用双翅目实蝇科12属36种55个样本为材料,将其DNA条形码(mtDNACOI基因648 bp)与微型DNA条形码(mtDNACOI基因50～200 bp)数据进行比较分析,探讨微型DNA条形码对果实蝇物种鉴定的可行性.采用虚拟实验(Silico analysis),将BOLD数据库中49个样本的序列分别拆成648 bp、160 bp、50 bp三个片段,通过构建NJ树,并进行遗传距离分析,得出每个片段鉴定物种的准确性依次为100%、94%、84%.同时做了实体实验(Empirical test),得到了果实蝇属6个物种的COI序列,将其与虚拟实验中的49个样本序列合并,以DNA-barcode指定序列5'端160 bp序列为分析基础,通过遗传距离分析,得出其鉴定物种的准确性为94%,验证了虚拟实验结果.即微型DNA条形码(Minimalist-barcode)鉴定果实蝇物种的准确性与DNA条形码基本一致,均可作为果实蝇物种鉴定的有效依据.图2表1参29附1