滇龙胆居群遗传多样性和遗传结构分析

作     者：沈涛 虞泓 王元忠 SHEN Tao;YU Hong;WANG Yuan-zhong

作者机构：玉溪师范学院化学生物与环境学院云南玉溪653100 云南大学生态学与环境学院云百草实验室云南昆明650091 云南省农业科学院药用植物研究所云南昆明650200 

出 版 物：《中草药》 (Chinese Traditional and Herbal Drugs)

年 卷 期：2023年第54卷第3期

页      面：926-938页

核心收录：

学科分类：1006[医学-中西医结合] 10[医学] 100602[医学-中西医结合临床] 

基　　金：国家自然科学基金项目(32060086) 云南省中青年学术和技术带头人后备人才项目(202205AC160088)。 

主　　题：滇龙胆 遗传多样性 遗传结构 简化基因组测序 资源评价 

摘      要：目的揭示不同分布区滇龙胆Gentiana rigescens的遗传多样性与遗传结构。方法基于GBS(genotyping-by-sequencing)简化基因组(reduced-representation genome sequencing,RRGS)技术对采自云南、四川和贵州的19个居群147株滇龙胆进行测序;利用样本SNPs数据集结合聚类树分析、主成分分析、遗传结构分析、Mantel检验等方法,从基因组水平研究滇龙胆居群的遗传多样性与遗传结构;结果聚类树分析、主成分分析及遗传结构分析显示,不同分布区采集的样品有明显的基因型差异;依据样品地理来源,19个居群大致可分为横断山区(分布于滇西北和川西南的居群)及云贵高原(分布于滇西、滇中、滇东南及贵州的居群)2个亚群。通过观测观测杂合度(observed heterozygosity,Ho)、期望杂合度(expected heterozygosity,He)、多态信息含量(polymorphic information,PIC)、Shannon多样性指数(shannon’s diversity index,I)、Nei’s多样性指数(Nei’s gene diversity,Nei’s)、核苷酸多样性(nucleotide diversity,π)比较,发现云贵高原的居群遗传多样性高于横断山区的居群(云贵高原居群遗传多样性参数均值:Ho=0.052,He=0.110,PIC=0.088,I=0.164,Nei’s=0.127,π=1.677×10^(-3);横断山区居群遗传多样性参数均值:Ho=0.051,He=0.098,PIC=0.077,I=0.144,Nei’s=0.114,π=1.175×10^(-3));居群遗传分化系数(genetic differentiation index,FST)和基因流(gene flow,Nm)分析显示,滇龙胆居群间存在一定的遗传分化和基因流;遗传变异分析(AMOVA)显示滇龙胆种内变异主要来自居群内;基于23个环境变量的环境差异分析显示,横断山亚群与云贵高原亚群生境的热量与UV-B辐射存在差异;Mantel检验显示,居群间的遗传分化主要由环境差异导致,其中UV-B辐射与居群FST呈极显著正相关(P0.01)。结论横断山区与云贵高原滇龙胆居群遗传结构和遗传多样性具有差异,分布区UV-B辐射变化可能是驱动滇龙胆居群遗传分化的重要因素。