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微卫星多态性检测技术及其在保护遗传学中的应用

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应用生态学报 2003年第3期14卷 461-464页

作者：晏鹏吴孝兵史燕张方安徽师范大学生命科学学院芜湖241000

微卫星是一种新型的分子遗传标记 ,具有只需极少量样品即可进行PCR扩增等优点 ,使之极其适合于保护遗传学研究 .阐释了微卫星的结构、微卫星多态检测技术的原理 ,简要论述了微卫星多态检测技术的优点及其应用。

关键词：微卫星DNA 多态性保护遗传

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基于线粒体控制区分析雉鸡甘肃亚种的种群遗传结构与保护遗传研究

基于线粒体控制区分析雉鸡甘肃亚种的种群遗传结构与保护遗传研究

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作者：张姣兰州大学

学位级别：硕士

雉鸡(Phasianus colchicus)是全世界最重要的猎禽之一,适应性强,分布广泛。我国共有19个亚种的分布,其中甘肃亚种分布于中国西北部地区。本研究以进化速率相对较快的线粒体控制区全序列基因片段为遗传标记,对雉鸡甘肃亚种10个种群的132... 详细信息

雉鸡(Phasianus colchicus)是全世界最重要的猎禽之一,适应性强,分布广泛。我国共有19个亚种的分布,其中甘肃亚种分布于中国西北部地区。本研究以进化速率相对较快的线粒体控制区全序列基因片段为遗传标记,对雉鸡甘肃亚种10个种群的132个样本进行了种群遗传结构分析和保护遗传研究。本文研究的主要目的为:(1)探究雉鸡种下单元的遗传变异,了解雉鸡甘肃亚种不同种群间的分化程度及在特殊生境下不同种群间的基因交流情况;(2)揭示雉鸡甘肃亚种的种群遗传结构;(3)重建雉鸡甘肃亚种的系统地理结构,阐明气候和环境变化对其系统进化的作用;(4)为雉鸡起源中心假说提供依据,给出可能的进化扩散路线;(5)结合形态差异的描述,分析雉鸡甘肃亚种的遗传变异与形态地理变异的关系;(6)从遗传学角度探讨雉鸡甘肃亚种的保护问题。主要结果如下: 用直接测序法对线粒体控制区全序列进行分析,测出碱基含量G+C=40.5%。共发现50个变异位点,定义了54种单倍型。由8个种群共享的单倍型H1比例最高,为祖先单倍型。平均核苷酸多样较低(0.0031),而平均单倍型多样性较高(0.9421)。通过计算固定指数、基因流和Fu’s Fs检验发现,种群间遗传分化不显著,且经历过快速扩张,可能由于缺少隔离,基因交流频繁所致。根据种群间遗传距离计算分歧时间约为8-28万年。支持雉鸡起源于西南横断山脉的假说,从西南向东北和西北可能是其扩散的路线。各单倍型在系统树中相互混杂,没有形成明显的地理分支,属于“系统发生连续,无空间隔离”的地理格局。推测由于线粒体的母性遗传,其变异与父性遗传的白色眉纹项圈等变异并不完全一致。为缓冲栖息地片段化和人类活动对其的影响,对遗传多样性较高的成县、大通种群,以及严重隔离的漳县种群应优先保护。

关键词：雉鸡甘肃亚种线粒体控制区遗传多样性系统地理结构保护遗传

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药用黄连的分子系统学和保护遗传学研究

药用黄连的分子系统学和保护遗传学研究

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作者：胡娟中国中医科学院

学位级别：硕士

中国黄连属的叶掌状三全裂组,按中国植物志从形态上分为4种1变种,分别是峨眉黄连、三角叶黄连、云南黄连、黄连及短萼黄连。这五个种在系统分类上,尤其是栽培起源上存在争议与困惑。目前,黄连与三角叶黄连均为栽培品,栽培起源不清;峨眉... 详细信息

中国黄连属的叶掌状三全裂组,按中国植物志从形态上分为4种1变种,分别是峨眉黄连、三角叶黄连、云南黄连、黄连及短萼黄连。这五个种在系统分类上,尤其是栽培起源上存在争议与困惑。目前,黄连与三角叶黄连均为栽培品,栽培起源不清;峨眉黄连仅在峨眉山核心地区有分布,濒危严重;云南黄连分布在云南、西藏的高海拔地区,为渐危种;短萼黄连野生种质的分布区域较广,也因地方作黄连代用品使资源量不断减少而列为渐危种。本研究采集的样品包括了这五个种,其中,峨眉黄连、短萼黄连为野生品,云南黄连为野生移栽品,而三角叶黄连与黄连均为栽培品。本研究对采集的226个样品进行分子系统学研究,采用叶绿体DNA序列分析(cpSNP)方法,选用叶绿体非编码区的两个片断psbA-trnH以及trnL-trnF,两个片断的变异位点数分别为23及9个,共得到17个单倍型。将所有样品序列构建网状进化树并进行单倍型分布分析,得出以下结论：1)黄连属的叶掌状三全裂组形成三个明显分支,一支是遗传距离最远的云南黄连;一支是以峨眉黄连为主,伴有部分栽培品;另一支保留了较多单倍型,并均为栽培品。2)由于峨眉山独特的地理结构,生长其中的峨眉黄连,分成两个明显的亚分支。从单倍型在栽培居群的分布情况看,黄连与三角叶黄连存在栽培种质混乱的问题。三角叶黄连中单倍型频率最高的单倍型H,与峨眉黄连单倍型A之间仅一个碱基的变异,并且三角叶黄连居群DCZX均为单倍型A,推测三角叶黄连栽培起源于峨眉黄连;其中,三角叶黄连居群DCZX,即“草连”,中裂片较长与峨眉黄连相似并与峨眉黄连具有相同单倍型A,应为峨眉黄连的栽培变种。栽培历史较长并广泛栽培的黄连保留了较丰富的单倍型,并处于峨眉黄连外的另一分支,因此推测,黄连栽培起源于峨眉黄连外的另一个种(其祖先种已消失),并由古人引种栽培驯化而来。短萼黄连与黄连单倍型F之间仅有4步的变异,其从形态上处理为黄连变种得到了遗传上的证实。对此,作者进行了黄连历代本草文献记载的整理,发现除“云连”或“滇连”,即云南黄连少有记载外,古代记载的黄连从汉晋开始,均为两个种,一个是“粗大节平”,另一个是“节如连珠”,与现在栽培的两个种有关,即三角叶黄连与黄连。黄连的栽培史记载,“鸡爪连”即黄连,栽培种质来源于重庆巫溪并以种子繁殖,《名医别录》记载黄连生巫阳川谷及蜀郡、太山(巫阳即今重庆巫山),推测巫山一带极有可能是古代黄连栽培的种质来源地。从洪雅栽培三角叶黄连的历史记载,并从峨眉黄连在洪雅有分布记载,进一步证实了三角叶黄连栽培起源于峨眉黄连。并且,古代本草记载的很多黄连野生种质分布点现已经消失,与现在黄连野生种质资源进一步缩小的趋势一致。本研究首次对药用植物峨眉黄连进行了SSR引物开发,使用五对荧光SSR引物对峨眉黄连的六个野生居群及一个野生移栽居群进行居群内与居群间的遗传多样性,遗传结构及基因流分析。研究结果表明,峨眉黄连存在较丰富的遗传多样性(A=4.7;Ho=0.397;HE=0.588),可能与其地理结构复杂有关。STRUCTURE软件分析得出峨眉黄连主要存在两大遗传群体,与叶绿体分析数据一致,从两组数据的分析比较得出,两大群体之间曾存在广泛的基因交流,但主要为花粉流,并未发现有种子流。使用软件BOTTLENECK分析,六个野生居群中有四个显示出杂合过度,表明这些居群近期遭遇了遗传瓶颈,可能与90年代峨眉黄连的大规模采挖破坏有关。居群片断化分布后对峨眉黄连遗传方式的影响较大,主要表现为居群间基因流减少、遗传分化显著以及近交衰退现象。居群间的基因流系数减少(Nm= 0.8812)、AMOVA分析显示各片断化居群间遗传分化显著,在四个居群中,即CDC, SDH, BY及RTZ,居群内近交系数FIS较高并显著偏离了哈迪-温伯格平衡。临近同一水域的居群SW和LD两个居群间存在种子流,其观测杂合度Ho较高、近交系数FIS小,提示我们水流有助于居群间的基因交流,减少居群内的近交衰退及居群间的遗传分化。而近年来在峨眉山地区截流建立水电站,生境破坏严重,势必对峨眉黄连的繁衍产生不可估量的影响。基于以上研究分析,作者提出了峨眉黄连野生种质的保护策略,主要包括峨眉山自然保护区保护、建立种质资源库以及加强法律保障三个方面。

关键词：药用黄连分子系统学栽培起源峨眉黄连 SSR 群体遗传分析保护遗传

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白冠长尾雉(Syrmaticus reevesii)保护遗传学研究

白冠长尾雉(Syrmaticus reevesii)保护遗传学研究

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第七届全国野生动物生态与资源保护学术研讨会

作者：常江王宁陈德张正旺北京师范大学生物多样性与生态工程教育部重点实验室生命科学学院

青藏高原隆起及邻近地区阶段性的持续事件,伴随着第四纪气候变化以及随后的历史时期人类活动,对我国的气候、环境和大多数生物类群产出了巨大影响。本研究选取曾广泛分布于我国中部地区的物种白冠长尾雉(Syrmatucus reevesii),利用线粒... 详细信息

青藏高原隆起及邻近地区阶段性的持续事件,伴随着第四纪气候变化以及随后的历史时期人类活动,对我国的气候、环境和大多数生物类群产出了巨大影响。本研究选取曾广泛分布于我国中部地区的物种白冠长尾雉(Syrmatucus reevesii),利用线粒体高变控制区序列和多态性微卫星DNA分子标记,对该物种的种群历史动态和种群遗传结构进行了研究,并对与此相关的环境及人为等因素展开了探讨。结果表明:白冠长尾雉在成种分化之后,其种群内部存在一次较为古老的分化,即西南地理种群和其他中、东部地理种群在第四纪早期就有明显分化,提示当时第四纪初地质气候原因导致了该种的分化;此外,随后的时期,该物种都保持着较大的、相对稳定的种群数量;对地理种群基因交流的检验显示:白冠长尾雉中东部地理种群在历史上的基因交流较频繁,缺少明显遗传结构;近期基因流检测显示,白冠长尾雉现生中部种群和东种种群间基因交流大幅减少,但中部地理种群中秦岭种群和神农架种群基因交流仍有一定程度,交流廊道值得关注;对现存地理种群动态分析显示,该种地理种群曾经历过大幅衰减事件,时间显示为人类开始频繁活动时段。虽然历史气候变化并未导致该种种群的衰减,然而历史及现今人为因素却造成了该种种群的大幅衰减,由于白冠长尾雉的现今种群数量较少且明显片段化,因此保护工作显得十分紧迫。

关键词：保护遗传线粒体DNA 微卫星DNA 遗传结构

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新疆野苹果叶绿体基因组特征及其进化历史

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干旱区研究 2024年

作者：张健张宏祥中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室干旱区生态安全与可持续发展重点实验室中国科学院大学新疆抗逆植物基因资源保育与利用重点实验室中国科学院新疆生态与地理研究所标本馆

新疆野苹果是苹果属重要的种质资源，属国家二级保护植物，同时也是栽培苹果的祖先之一。通过比较新疆野苹果不同种群的叶绿体基因组结构特征差异，来阐明新疆野苹果谱系分化格局与物种演化历史。利用Illumina NovaSeq平台对来自16个不... 详细信息

新疆野苹果是苹果属重要的种质资源，属国家二级保护植物，同时也是栽培苹果的祖先之一。通过比较新疆野苹果不同种群的叶绿体基因组结构特征差异，来阐明新疆野苹果谱系分化格局与物种演化历史。利用Illumina NovaSeq平台对来自16个不同地区的种群进行了全基因组测序，每个种群选取了一个代表性个体。测序数据经过质量控制后，进行了基因组组装和功能注释。随后，我们对组装得到的基因组进行了深入的结构分析和谱系分化研究。结果显示：新疆野苹果叶绿体基因组序列全长160195～160279 bp，具有典型的四分结构。叶绿体基因组共注释到131个基因；检测出长重复序列48～58个，简单重复序列93～101个。新疆野苹果与苹果属其他物种的叶绿体基因组在IR（反向重复）区域的变异程度较低，而检测到的变异主要发生在非编码区域。系统发育方面，新疆野苹果最终分成了三个谱系，谱系Ⅰ主要分布在东部，谱系Ⅱ与谱系Ⅲ主要分布在西部。谱系Ⅰ与谱系Ⅱ的分化时间为1.74 Ma，谱系Ⅰ和谱系Ⅱ与谱系Ⅲ的分化时间为2.28 Ma。新疆野苹果遗传分化受到了第四纪气候变化的影响。相较于国外分布的新疆野苹果，中国分布的新疆野苹果遗传多样性较低，对于分布在中国的新疆野苹果需分别采取不同的方式保护，并着重关注遗传多样性较高的塔城区域。

关键词：新疆野苹果叶绿体基因组系统发育分化时间保护遗传

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