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高原鼢鼠线粒体谱系地理学和遗传多样性

兽类学报 2007年第2期27卷 130-137页

作者：蔡振媛张同作慈海鑫唐利洲连新明刘建全苏建平中国科学院西北高原生物研究所中国科学院高原生物适应与进化重点实验室西宁810001

高原鼢鼠是一类地下独居啮齿动物,为青藏高原特有种之一。为研究该物种的谱系地理学和遗传多样性,本文测定了采自青藏高原东部3个地理种群8个小种群共37个个体的线粒体D-loop区序列变异。在长度为627bp的序列中,共发现50个变异位点,定义... 详细信息

高原鼢鼠是一类地下独居啮齿动物,为青藏高原特有种之一。为研究该物种的谱系地理学和遗传多样性,本文测定了采自青藏高原东部3个地理种群8个小种群共37个个体的线粒体D-loop区序列变异。在长度为627bp的序列中,共发现50个变异位点,定义了26种单倍型。该物种的单倍型多样性(Haplotype diversity,H)较高和核苷酸多样性(Nucleotide diversity,πn)较低。谱系分析得到3个稳定的分支,分别与采集的地理种群相吻合:同一地理种群内单倍型之间遗传差异小,而不同地理来源的单倍型之间存在较大区别。距离隔离分析表明高原鼢鼠的遗传分化与地理距离呈正相关。AMOVA分析同样表明地理种群之间存在显著差异:地理种群间变异占遗传变异的80.45%。高原鼢鼠的这种遗传结构特点可能主要是由于第四纪气候变迁、该物种稳定的地下生活环境和有限的迁移能力造成的。

关键词：高原鼢鼠线粒体控制区距离隔离遗传多样性遗传结构

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普通杏和西伯利亚杏野生居群遗传多样性与其地理分布关系研究

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植物遗传资源学报 2020年第6期21卷 1527-1538页

作者：刘硕 Decroocq Veronique 张玉军刘宁马小雪章秋平徐铭张玉萍刘威生辽宁省果树科学研究所营口115009 法国国家农业科学院水果与病理生物研究所阿基坦波尔多33000

地理距离可能有利于陆地植物种群的遗传分化,了解地理因素如何影响基因流和居群遗传结构,对于遗传多样性保护至关重要。本研究以桃李属(Prunus L.)2个自然分布的种,即欧亚大陆的西伯利亚杏(Prunus sibirica L.)和中亚地区的普通杏(Prunu... 详细信息

地理距离可能有利于陆地植物种群的遗传分化,了解地理因素如何影响基因流和居群遗传结构,对于遗传多样性保护至关重要。本研究以桃李属(Prunus L.)2个自然分布的种,即欧亚大陆的西伯利亚杏(Prunus sibirica L.)和中亚地区的普通杏(Prunus armeniaca L.)共计16个野生居群为材料。本研究筛选多态性较好的18个微卫星DNA标记进行基因分型,应用贝叶斯模型分析其遗传多样性和居群遗传结构。本研究发现:(1)起源于中国华北和东北地区的西伯利亚杏野生居群的遗传变异和遗传多样性较中亚普通杏野生居群丰富,2个杏野生居群的遗传结构诠释了各自不同的最佳遗传群簇(K);(2)中国西伯利亚杏居群的遗传群簇分布具有地理差异特征,处于西北地区的居群呈现孤立结构,可能是与复杂的生态环境和地理上栖息自西向东的分布广泛有关;中亚地区野生普通杏居群的遗传结构呈高度杂合,可能由最近发生在有限地理分布区域中居群间的基因流引起;(3)地理隔离(IBD)解析了遗传分化与地理梯度之间的相关关系,表明中国西伯利亚杏野生居群的地理距离与遗传距离之间存在显著的相关性,而在中亚的普通杏野生居群中则不同。综上,本研究指出与生态地理模式相关的遗传结构可能会影响杏属植物的遗传分化和遗传多样性,但对遗传分化和多样性的影响程度在不同的杏种居群中有所不同。基于此,进一步讨论了开展遗传多样性保护的可能策略和意义。

关键词：杏遗传多样性居群结构距离隔离

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花粉源大小及花粉竞争对抗病毒转基因小麦基因漂移的影响

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生态与农村环境学报 2018年第2期34卷 140-145页

作者：董姗姗石雪于赐刚张振华陈明刘燕环境保护部南京环境科学研究所/环境保护生物安全重点实验室江苏南京210042 南京信息工程大学农业资源与环境系江苏南京210044 中国农业科学研究院作物科学研究所北京100081

转基因小麦基因漂移的研究有助于建立防止外源基因逃逸以及小麦品种间种质污染。以抗小麦黄花叶病毒(WYMV)转基因冬小麦品种N12-1为花粉供体,以扬麦158和矮杆败育小麦为花粉受体,平行设置2种不同面积(100和400 m^2)的花粉源,通过调查距... 详细信息

转基因小麦基因漂移的研究有助于建立防止外源基因逃逸以及小麦品种间种质污染。以抗小麦黄花叶病毒(WYMV)转基因冬小麦品种N12-1为花粉供体,以扬麦158和矮杆败育小麦为花粉受体,平行设置2种不同面积(100和400 m^2)的花粉源,通过调查距花粉源不同距离处转基因小麦的基因漂移频率,研究了花粉源大小及不同品种对转基因小麦基因漂移的影响。结果表明,花粉源大小对小麦基因漂移频率没有显著影响;不同花粉受体材料中的基因漂移频率有显著差异,在0和2 m处矮杆败育小麦中的基因漂移频率显著偏高;小麦的基因漂移频率随着距花粉源距离的增加显著下降,5 m以后降为0。研究结果表明花粉竞争是影响转基因小麦基因漂移的主要因素,距离隔离是控制小麦花粉介导的基因漂移的最有效措施之一。

关键词：转基因漂移转基因小麦花粉竞争异交率距离隔离

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水杉野生种群遗传多样性的时空格局及种质资源保护

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水杉野生种群遗传多样性的时空格局及种质资源保护

作者：王思思华东师范大学

学位级别：硕士

濒危动植物保护是生物多样性保护的重要议题,通过研究濒危物种遗传多样性分布的时空格局能够揭示物种致濒机制并有效地指导遗传多样性保护。水杉(Metasequoia glyptostroboides)是我国特有的珍稀濒危植物,其原生母树仅分布于湖北、湖南... 详细信息

濒危动植物保护是生物多样性保护的重要议题,通过研究濒危物种遗传多样性分布的时空格局能够揭示物种致濒机制并有效地指导遗传多样性保护。水杉(Metasequoia glyptostroboides)是我国特有的珍稀濒危植物,其原生母树仅分布于湖北、湖南、重庆三省交界狭窄的分布范围内,近年来尽管水杉人工种群数量剧增,但人工种群较原生种群相比遗传多样性较低,影响水杉保护成效。因此,为了保护水杉种质资源,急需了解水杉的时空遗传格局,并据此制定有效的种质资源采集方案。本研究针对湖北利川市水杉自然分布区东部种群的5个行政村及其周边地区,采用8对微卫星引物对研究区域内的水杉种群进行时空遗传格局分析,进而制定适用于水杉种质资源保护的策略。分析结果表明,所有种群均体现出较高的遗传多样性水平,种群间分化程度较小;在该研究范围内所有水杉个体在遗传上聚为3类群,但各类群中不同个体在空间上呈现非连续分布格局,集中于若干个小斑块内,不同斑块间基因流受限而各斑块内存在高强度基因流;属于不同年龄段的水杉个体具有相似的空间遗传格局,种群遗传结构动态在短时间尺度内未受到强烈的干扰。水杉花粉与种子风媒传播特征以及研究区域相对封闭的环境是导致该物种基因扩散受限的可能原因。同时,强烈的人为活动使生境破坏或转变造成的生境片断化效应也是基因扩散受限的原因。根据上述结果制定了在当地开展水杉种质资源保护的策略,即需在空间分布不同的3个遗传类群中分别采集种质资源,而采种时无需考虑距离和树龄。

关键词：水杉遗传多样性空间遗传结构距离隔离种质资源

城市化景观对金线侧褶蛙（Pelophylax plancyi）种群空间分布和遗传分化的影响

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城市化景观对金线侧褶蛙（Pelophylax plancyi）种群空间分布和遗...

作者：黄美玲华东师范大学

学位级别：硕士

城市是全球正在发生的各种变化的缩影,城市化在全球范围内迅速发展。城市扩张对于土地的需求与野生动物自然栖息地保护之间的冲突,对城市化地区生物多样性保护构成了严重的威胁。城市化进程中景观的改变造成了栖息地破碎和丧失,进而导... 详细信息

城市是全球正在发生的各种变化的缩影,城市化在全球范围内迅速发展。城市扩张对于土地的需求与野生动物自然栖息地保护之间的冲突,对城市化地区生物多样性保护构成了严重的威胁。城市化进程中景观的改变造成了栖息地破碎和丧失,进而导致种群空间分布呈现斑块化格局,栖息地的适宜性不断下降。城市中硬质化景观阻碍了种群间的个体扩散和基因交流,形成隔离的小种群和分化的遗传结构,这对于城市中野生动物种群的维持和长期生存十分不利。研究城市化区域野生动物的空间分布格局,探讨地方小种群间基因交流连通性的影响因素等问题,有助于我们评估野生动物城市种群的生存现状,深入理解城市化对野生动物生存和进化的作用机制及其造成的影响,能够为城市化背景下野生动物及其栖息地保护提供科学指引和建议。两栖动物具有扩散能力弱、对环境变化敏感度高等特点,这使其成为了受威胁程度最高的动物类群,但同时也成为了理想的生态指示物种。本研究选取正在经历快速城市化的上海市作为研究区域,以金线侧褶蛙(Pelophylax plancyi)为研究对象,探究城市化景观对其空间分布格局和种群间遗传分化的影响。利用样线法调查金线侧褶蛙实际地理分布点,采集金线侧褶蛙生物组织样品进行分子生物学实验。基于Landsat-8 OLI＿TIRS卫星影像,通过3S技术获取景观环境数据:土地利用类型、归一化植被指数(NDVI)、地表温度。基于Max Ent最大熵模型,预测金线侧褶蛙在上海的潜在空间分布格局并评估其生境适宜性。利用Circuitscape电路理论模型计算各地方小种群间的阻力距离及扩散阻力分布格局。结合微卫星(SSR)和单核苷酸多态(SNP)分子标记计算获取的遗传分化距离,通过Mantel Test探究欧式距离和阻力距离对种群间遗传分化的作用效果。主要研究结果如下:(1)上海地区的土地利用类型中,不透水地表占比最高(31.65%),其所占比重从市区向近郊再向远郊逐渐降低。地表温度最高值为43℃,且由市区到近郊区再到远郊区依次递减。NDVI从市区向近郊再向远郊方向递增。上海的城市化发展从市区向外,以环状的形式扩张,整体上形成了市区-近郊-远郊渐次降低的城市化梯度。(2)Max Ent最大熵模型的AUC均值为0.911±0.006,预测效果达到优秀水平。刀切法(Jackknife)分析得出,单独使用NDVI构建模型时训练集增益最大(0.924±0.080),土地利用类型次之(0.904±0.058),地表温度最小(0.887±0.023)。上海地区金线侧褶蛙预测出现概率随着NDVI的上升而增加;随着地表温度的升高而先增加后减小,当地表温度在35℃左右时达到峰值。在土地利用类型的选择上,金线侧褶蛙在林地和绿地的预测出现概率最高。金线侧褶蛙的生境适宜值与城市化水平之间呈显著负相关趋势(R=-0.610,P=0.016)。(3)各地方小种群间的欧式距离无论是与微卫星位点(SSR)遗传距离(F:R=0.030,P=0.162;F/(1-F):R=0.031,P=0.163)还是与单核苷酸突变位点(SNP)遗传距离之间(F:R=0.005,P=0.347;F/(1-F):R=0.005,P=0.343)均并未表现出显著的相关性。而阻力距离矩阵与遗传距离矩阵之间,存在显著的正相关性(F,:R=0.593,P距离的增大,遗传分化程度也随之升高。综上,上海正在经历的快速城市化改变了土地利用类型等因素,导致本土两栖物种金线侧褶蛙栖息地的丧失、破碎化,影响其潜在空间分布格局。城市化降低了金线侧褶蛙栖息地间的景观连通性,阻碍了个体扩散和基因交流,对其长期生存造成威胁。因此,针对金线侧褶蛙这类对环境变化高度敏感、扩散能力有限的物种,要想保护其地方小种群在城市地区长期生存,首要任务是保护和维持其在市区留存的斑块化栖息地以及在郊区现有的连续栖息地,这也是迈出城市化进程中物种保护的重要一步。同时,通过对城市景观格局的合理优化,针对性加强不同野生动物类群的生态廊道建设,增加栖息地之间的连通性,从而促进野生动物地方小种群间的基因交流,有助于野生动物在城市化区域长期生存,维持城市化区域的生物多样性。

关键词：城市化最大熵模型电路理论距离隔离阻力隔离金线侧褶蛙