基于10对EST-SSR引物,对中国8个省29个居群的261份野生刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)进行毛细管电泳检测,探究其遗传多样性,并进行聚类分析.结果显示,共扩增出了95个等位基因,位点多态性信息含量(PIC)平均值为0.568;群体水平上,平均等位基因数(NA)和有效等位基因数(NE)分别为3.131和2.331,平均观测杂合度(HO)和预期杂合度(HE)分别为0.508和0.488,平均Shannon's信息指数(I)为0.858,表明野生刺梨种质具有较高的遗传多样性水平.群体遗传分化分析结果显示,平均遗传分化系数(FST)为0.067,基因流(Nm)为4.511,说明刺梨群体间基因流动较频繁.分子方差分析(AMOVA)结果表明刺梨的遗传变异主要来源于居群内(93.64%).各居群间的Nei氏标准遗传距离范围为 0.054～1.269,平均值为0.657,与地理距离表现为显著相关(r=0.467,P<0.000 1).聚类分析和PCA结果均将29个居群分为3个分支.研究结果说明中国野生刺梨资源核心分布区在我国西南地区.

第四纪气候波动以及地理和环境隔离深刻地影响了现代植物的遗传多样性、遗传结构和地理分布格局.该研究采用分子谱系地理学的研究方法对药用植物半夏19个居群共212个个体的3个叶绿体片段psbK-psbI、atpF-atpH和trnL-F进行分析,探究半夏的遗传多样性、遗传结构、地理分布格局模式及成因,并探讨其居群历史动态.结果表明:(1)半夏总单倍型多样性Hd为0.882,总核苷酸多样性π为1.23 × 10-3,在物种水平上表现出较高的遗传多样性.(2)分子方差分析(AMOVA)结果显示,半夏遗传变异主要发生在居群间,显著的遗传分化(FST=0.909,P＜0.001)和较低的种群内遗传多样性(HS=0.134);种群间遗传分化系数NST=0.913＞GST=0.855(0.01＜P＜0.05),表明叶绿体单倍型具有明显的谱系地理结构.(3)中性检验结果显示,Tajima's D值、Fu and Li's D值以及Fu and Li's F*值均为不显著正值,Fu's Fs值为不显著负值且失配分析曲线呈双峰,表明半夏居群整体没有经历过扩张事件.(4)单倍型地理分布显示,西南地区和中-东部地区具有单倍型多样性较高,并存在特有单倍型,故推测第四纪冰期时在这两个区域存在冰期避难所.总之,通过3个叶绿体基因对不同区域半夏的分析,阐明了其遗传多样性、遗传结构和地理分布格局,为半夏优良种源的分子筛选和保护提出了科学的建议和保护策略.

目的:研究八角遗传多样性、遗传结构和谱系地理分布格局,为八角品种改良、种质资源保护和合理利用奠定基础.方法:基于ITS2 和psbA-trnH序列对广西 13 个栽培居群 263 株个体的八角进行谱系地理学研究.结果:八角居群ITS2 和psbA-trnH拼接序列长度为 872 bp,共定义了 18 个单倍型,居群总遗传多样性Ht =0.750,居群内遗传多样性Hs=0.680,整体单倍型多态性Hd=0.73952,核苷酸多态性π=0.00309.居群内和居群间的遗传距离和遗传分化系数Nst(0.091)与Gst(0.093)相差不大.系统发育树分析结果表明,不同居群的八角未呈现谱系地理结构上的区别.分子变异分析(AMOVA)显示,遗传变异来自居群内部(Fst=0.10645,P<0.001).居群间基因交流虽较频繁,但并未发生过显著扩张,且处于动态平衡之中.多数居群含有单倍型H4、H1 和H3,其中H4 出现的频率最高(37.55%).结论:不同居群八角表现出较高的遗传多样性,但遗传变异来源于居群内部,该研究为今后八角遗传改良及新品种选育提供了必要的科学依据.

摘 要 珍稀濒危植物槭叶铁线莲(Clematis acerifolia)为国家二级重点保护野生植物,仅零星分布于太行山北部的石灰崖壁之上.在居群调查基础上,本研究测量了来自11个分布点的458丛植株,以最长枝条的芽鳞痕数作为龄级划分依据,对该种群进行了年龄结构及数量动态研究.结果表明:(1)种群年龄结构总体表现为非典型的金字塔型结构,1龄级的幼年个体数量明显偏少;(2)种群数量在第1～2、6～7龄级间呈现衰退,但总体上仍具有更新和维持的能力;(3)种群存活曲线为Nx=259e-0.4x,接近于Deevey Ⅱ型.种群在第5龄级出现死亡率和消失率的第一个峰值,随后死亡率保持稳定,而消失率快速上升;(4)种群的生存率和累积死亡率均在前6个龄级升降幅度较大,从第7龄级后两条曲线升降都趋于平缓.危险率的第一个峰值出现在6龄级,死亡密度则整体偏低,在第3龄级出现最大值;(5)时间序列模型预测,在未来2、5、8龄级时间后,中、老龄级个体数量均有所增加.研究认为,槭叶铁线莲种群具有前期淘汰率高、中期稳定、后期衰退的特点,虽然当前其种群年龄结构相对稳定,但已有衰退的早期迹象,幼龄个体缺乏是其种群更新的主要瓶颈.

知母Anemarrhena asphodeloides是临床方剂和中成药中常用药材.该研究利用Illumina平台测序获得 7 份不同产地的知母叶绿体基因组序列,通过比较基因组学分析筛选特异性DNA条形码,并利用DNA条形码对全国不同产地知母样品进行种质资源鉴定与遗传多样性分析.7 份知母叶绿体基因组均具有环状结构,全长为 156 801～156 930 bp,均注释 113 个基因,其中蛋白编码基因 79 个、tRNA基因 30 个、rRNA基因 4 个;比较基因组学分析显示rps16、trnG-GCC、atpF、rpoB、ycf3、rpl16、ndhF、trnS-GCU_trnG-GCC、petN-psbM、ndhF-rpl32 可作为潜在的知母特异性DNA条形码.该研究选取序列长度在700～800 bp,且易于扩增的ycf3(第 2 内含子区)和atpF(内含子区)序列对 26 个产地 594 份知母样品进行PCR扩增和测序,序列分析结果显示ycf3 和atpF序列分别能鉴定6、8 个单倍型,2 个序列联合分析能鉴别17 个单倍型,命名为Hap1～Hap17.26 个知母居群单倍型多样性(Hd)为 0.68;核苷酸多样性(Pi)为 0.93×10-3;遗传距离为 0～0.003 1,表明知母种内遗传多样性较丰富.中介邻接网络分析显示Hap5 为最古老单倍型,主要分布在河北保定易县、山西忻州河曲县和山西临汾襄汾县.该研究对知母品种的鉴定、种质资源保护和开发及产地鉴别具有重要指导意义,为进一步揭示知母的遗传进化规律提供了研究基础.

目的:研究三七居群间、居群内及其近缘种植物的遗传背景差异,为三七种质资源的有效利用和生物育种提供依据.方法:以25份文山三七和3份近缘种材料进行简化基因组测序,并进行遗传结构分析.结果:测序共获得115.64 Gb数据,比对率为70.03%～99.45%.此外在杂合率比较中,三七杂合率最高,范围在5.6%～12.9%,平均值为10.02%;而在近缘种中屏边三七是1.3%、姜状三七是6.2%、狭叶竹节参是5.1%,其杂合率低于三七.高质量单核苷酸多态性(SNP)位点1 968 786个,其中约5.30%(109 188)位于外显子区域.SNP功能注释显示2 548个(约占2.333%)具有终止子获得功能.进化树及群体遗传结构分析表明屏边三七单独聚为一类,姜状三七和狭叶竹节参聚为一类,文山三七单独聚为一类.结论:文山三七及其近缘种遗传距离较远,尤其是屏边三七与文山三七遗传距离最远,不同地区三七居群间遗传背景差异不显著,遗传分化水平程度较低,这为三七资源收集、鉴定和生物育种等提供新的见解.此外位于外显子区域的109 188个SNP具有开发成功能基因标记的潜力,同时SNP产生的2 548处终止子获得可能对三七基因功能如生物抗性及皂苷合成等研究具有重要意义.

目的 基于accD基因序列分析不同产地牛至的遗传结构与分化,考察其遗传多样性.方法 以8个居群69份样品为材料,试剂盒法提取植物基因组DNA,同源克隆法获得accD序列,Sanger测序法双向测序,利用DNAsp、Arlequin等软件进行多态性分析,MEGA软件计算遗传距离并构建NJ发育树.结果 牛至accD长度为1432-1436 bp,存在10个单倍型与16个变异位点,单倍型多态性为0.595,核苷酸多样性为0.15750;牛至居群遗传分化较高(Gst=0.36751,Nst=0.46976,Fst=0.67627),基因流较低(Nm=0.43),居群间变异(67.62％)是主要的变异来源.系统发育关系显示10种单倍型形成3大分支,主要以H2为中心形成发散状的系统结构,种群未发生扩张.结论 牛至居群存在较高的遗传多样性与遗传分化,可能主要与生境片段化、种群隔离及生活史特征相关,本研究为牛至种质资源的保护和开发利用提供理论基础.

目的 对不同产区艾Artemisia argyi叶进行遗传多样性分析,为艾叶规范化种植及新品种选育工作奠定基础.方法 采用ISSR分子标记技术对36个不同产区的艾叶样品进行扩增,然后利用POPGENEv1.32软件进行遗传学分析,得出它们的遗传特征系数,用Ntsyspc2.1对艾叶ISSR分子标记结果进行UPGMA聚类分析.结果 筛选出16条引物,共扩增出条带402条,其中多态性条带398条,多态性百分比为99％;在对栽培种和野生种之间遗传距离分析后发现,两者之间的遗传一致度为0.989 1,遗传距离为0.0110;对按纬度划分的4个区域艾资源进行遗传结构与遗传变异分析,4个区域间基因多样性指数(diversity index,Ht)为0.192 7、遗传多样性指数(genetic diversity index,Hs)为0.164 2、遗传变异指数(genetic variation index,Gst)为 0.147 9、基因流(gene flow,Nm)为 2.881 8,NTSYSpc 软件对 4 个区域进行系统聚类分析,可将4个区位划分为2大类,且4区位相邻2个之间均具有一定的遗传相似性.结论 艾叶具有极其丰富的遗传多样性,栽培种和野生种之间亲缘关系接近、遗传背景差异较小.艾叶其遗传特性随着纬度的变化呈现出一种递进式遗传扩散,其中河南南部居群多样性最为丰富,其次为河南中西部和河南中部,北部居群遗传多样性最低.

利用核基因和叶绿体基囚对台湾水韭(Isoetes taiwanensis Devol)2个居群20个样本的遗传多样性和遗传结构进行了分析,并对台湾水韭的保育提出了建议.核基因的检测结果显示,2个居群共存在18个单倍型,单倍型多样性为0,9842,核苷酸多样性为0.00215,居群间基因流Nm为4.26,居群间分化系数G.t值为0.05543;叶绿体DNA的检测结果显示,单倍型数目为6,单倍型多样性为0.6211,核苷酸多样性为0.00326.其中台北居群的单倍型多样性和核苷酸多样性均比金门居群高.核基因和叶绿体基因的AMOVA分析显示,居群内的遗传差异远高于居群间.台湾水韭的核苷酸多样性相对其他水韭属植物较低,可能与台湾水韭的染色体倍型以及狭域分布有关.居群结构的形成可能和基因流以及奠基者效应有关.宜采用原地和迁地保护的方法对居群进行保护.

伯乐树(Bretschneidera sinensis Hemsl.)是主要分布于中国的濒危物种.采用AFLP分子标记对分布于中国11个省的24个伯乐树居群192个个体进行谱系地理学研究.结果显示,伯乐树有相对较高的遗传多样性水平,基因多样性指数(He)和Shannon指数(Ⅰ)分别为0.2728和0.4070.伯乐树居群间的遗传分化远大于居群内遗传分化,遗传分化系数GST=0.7138,基因流N=0.2005.通过聚类分析、STRUCTURE分析和BAPS分析发现,24个伯乐树居群可形成4大地理居群组和进化谱系;云贵高原东部地区居群遗传多样性较高,可能是伯乐树在中国的扩散中心和冰期避难所,伯乐树在冰期后由此向外进行居群扩散;南岭地区各居群遗传多样性水平普遍高于其他地区,与邻近地区各居群的亲缘关系较近,可能为伯乐树演化历史上的另一个冰期避难所.