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Genetic diversity and structure of Rhododendron meddianum,a plant species with extremely small populations

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Plant Diversity 2021年第6期43卷 472-479页

作者： Xiu-Jiao Zhang Xiong-Fang Liu De-Tuan Liu Yu-Rong Cao Zheng-Hong Li Yong-Peng Ma Hong Ma Research Institute of Resources Insects Chinese Academy of ForestryKunming650224YunnanChina College of Forestry Nanjing Forestry UniversityNanjing210037JiangsuChina Yunnan Key Laboratory for Integrative Conservation of Plant Species with Extremely Small Populations Kunming Institute of BotanyChinese Academy of SciencesKunming650201YunnanChina Yunnan Key Laboratory of Plant Reproductive Adaption and Evolutionary Ecology School of Ecology and Environmental ScienceYunnan UniversityKunming 650504YunnanChina

Rhododendron meddianum is a critically endangered species with important ornamental value and is also a plant species with extremely small *** this study,we used double digest restriction-siteassociated DNA sequencing(ddrad)technology to assess the genetic diversity,genetic structure and demographic history of the three extant populations of *** of SNPs indicated that *** populations have a high genetic diversity(p?0.0772±0.0024,HE?0.0742±0.002).Both FST values(0.1582e0.2388)and AMOVA showed a moderate genetic differentiation among the *** ***,STRUCTURE,PCoA and NJ trees indicated that the *** samples were clustered into three distinct genetic *** the stairway plot,we found that *** underwent a population bottleneck about 70,000 years ***,demographic models of *** and its relative,Rhododendron cyanocarpum,revealed that these species diverged about 3.05(2.21e5.03)million years *** divergence may have been caused by environmental changes that occurred after the late Pliocene,e.g.,the Asian winter monsoon intensified,leading to a drier *** on these findings,we recommend that *** be conserved through in situ,ex situ approaches and that its seeds be collected for germplasm.

关键词： Rhododendron meddianum ddrad Genetic diversity Population demography Conservation implications

The identity of Dinochloa species and enumeration of Melocalamus(Poaceae:Bambusoideae) in China

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Plant Diversity 2023年第2期45卷 133-146页

作者： Jing-Xia Liu Zu-Chang Xu Yu-Xiao Zhang Meng-Yuan Zhou De-Zhu Li Germplasm Bank of Wild Species Kunming Institute of BotanyChinese Academy of SciencesKunmingYunnan 650201China Yunnan Academy of Biodiversity Southwest Forestry UniversityKunmingYunnan 650224China CAS Key Laboratory for Plant Diversity and Biogeography of East Asia Kunming Institute of BotanyChinese Academy of SciencesKunmingYunnan 650201China

Three woody bamboo species collected in Hainan,China in 1940 have been described as Dinochloa based on vegetative ***,the identity of these species has long been in doubt,largely because the vegetative phase in species of Dinochloa is morphologically similar to that in species of Melocalamus,a climbing or scrambling bamboo genus of the paleotropical woody bamboos(Poaceae:Bambusoideae)that consists of about 15 species and one *** determine the phylogenetic affinity of the three Dinochloa species from Hainan,we sampled almost all recognized Chinese species of Melocalamus and representative species of Dinochloa as well as other closely related genera,performed molecular phylogenetic analysis,and compared their morphology based on herbarium and fieldwork *** ddrad data indicate that the three species from Hainan are closely related to Melocalamus,not *** analysis showed that these three species have a climbing habit but do not grow spirally,their culm leaves have smooth bases,and there is a ring of powder and/or tomenta above and below the *** together our findings indicate that the three species from Hainan originally published in Dinochloa should be transferred to Melocalamus,i.e.,Melocalamus orenudus(McClure) ***& ***,Melocalamus puberulus(McClure) *** & ***,and Melocalamus utilis(McClure) *** &***,*** study concludes with an enumeration of Chinese species of Melocalamus,with a key to nine recognized species and one variety,and a lectotypification for M. compatiflorus.

关键词： ddrad Melocalamus orenudus Melocalamus puberulus Melocalamus utilis New combinations Lectotypification

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花鲈不同养殖群体的遗传结构分析

渔业科学进展 2021年第6期42卷 176-184页

作者：张凯强陈葆华于朋李昀齐鑫李吉方张美昭徐鹏温海深海水养殖教育部重点实验室(中国海洋大学) 山东青岛266003 福建省海洋生物遗传育种重点实验室(厦门大学) 福建厦门361102

采集我国花鲈(Lateolabrax maculatus)主要养殖地区山东(青岛市和东营市)、浙江(宁波市)、福建(福鼎市、漳州市梅岭镇、漳州市桥东镇和漳州市东山县)、广东(珠海市斗门区)的86尾个体作为实验对象,结合已报道的花鲈野生群体的遗传研究背... 详细信息

采集我国花鲈(Lateolabrax maculatus)主要养殖地区山东(青岛市和东营市)、浙江(宁波市)、福建(福鼎市、漳州市梅岭镇、漳州市桥东镇和漳州市东山县)、广东(珠海市斗门区)的86尾个体作为实验对象,结合已报道的花鲈野生群体的遗传研究背景,通过ddrad简化基因组测序对以上花鲈养殖群体进行遗传结构分析。主成分分析(PCA)与遗传组分分析结果(最佳聚类K值为2)均显示,8个花鲈养殖群体与天津、烟台和文登的野生群体间遗传差异较小,表明我国花鲈养殖群体主要为黄、渤海种质来源。8个养殖群体间遗传分化分析结果显示,福建漳州梅岭镇和桥东镇的2个养殖群体与其他养殖群体间出现显著的遗传差异,表明所检测的养殖群体内部也出现了一定程度的分化。本研究结果可为我国从山东到广东(从北到南)的花鲈养殖群体遗传结构分析提供参考,为后续花鲈种质资源的保护、育种工作提供依据。

关键词：养殖花鲈 ddrad 遗传结构种质资源

Bamboo: a key lineage to our understanding of evolution of the grass family

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Bamboo: a key lineage to our understanding of evolution of t...

中国植物学会第十六次全国会员代表大会暨85周年学术年会

作者： Zhen-Hua Guo Peng-Fei Ma Guo-Qian Yang Meng-Yuan Zhou Cen Guo Yu-Xiao Zhang Xia-Ying Ye Ying Guo Jing-Xia Liu De-Zhu Li Kunming Institute of Botany Chinese Academy of Sciences Kunming College of Life Science University of Chinese Academy of Sciences Yunnan Academy of Biodiversity Southwest Forestry University

Bamboo（the Bambusoideae）,along with the Pooideae（*** and Brachypodium）,and the Oryzoideae（***） composes the BOP clade of the grass family（Poaceae） and is the only major grass lineage diversified in ***,the basal grasses,Anomochlooideae（*** and Streptochaeta）,Pharoideae（***） and Puelioideae（Puelia） were previously placed in Bambusoideae based on shared morphological and anatomical *** Bambusoideae comprise four monophyletic clades: the herbaceous bamboos（Olyreae）,the temperate woody bamboos（Arundinarieae）,the paleotropical tropical woody bamboos and the neotropical woody bamboos（Bambuseae）.The taxonomy of the temperate woody bamboos has long been *** nearly two decades of molecular phylogenetic studies,consensus on the high-level phylogeny of this tribe has remained *** clades based on plastid DNA sequences have been recognized,but many genera were resolved as ***,we sampled more than 400 species from all of the recognized clades and genera of the tribe around the world for plastid genome and ddrad *** ddrad phylogeny,five major clades were identified,the basal Ampelocalamus calcareus（representing a new genus,Hsuehochloa）,the ADH（Ampelocalamus-Drepanostachyum-Himalayacalamus） clade,Gaoligongshania,and the majority of the tribe falling into two clades,a pachymorph one（the alpine bamboos） and a leptomorph ***,highly conflicting topologies were obtained between nuclear and plastid *** complete plastid sequences,five major clades were recognized in the paleotropical bamboos,i.e.,the Melocanninae,the Hickliinae,the Temburoungiinae,a Racemobambosinae plus Dinochloinae clade,and the Holttumochloinae plus Bambusinae,which is further divided into the basal grades and the BDG（BambusaDendrocalamus-Gigantochloa） *** phylogeny of the BDG complex is ongoing based on ddrad *** Poaceae is a long-standing model system in plant ***,bamb

关键词： ddrad plastid genome phylogenomics reticulate evolution genetic linkage map allopolyploidization genome sequencing

来源： cnki会议评论

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简化基因组测序在畜禽应用中的研究进展

黑龙江畜牧兽医 2022年第21期 35-40,136,137页

作者：陈亚飞蒋秋菲蔡正云辛国省顾亚玲张娟宁夏大学农学院银川750021 宁夏畜牧工作站银川750021 宁夏饲料工程技术研究中心银川750021

简化基因组测序(reduced-representation genome sequencing,RRGS)是指利用生物信息学方法设计标记开发方案,富集特异性长度片段,应用高通量测序技术获得海量标签序列来代表目标物种全基因组信息的测序方法。通过RRGS能够发现更多新的... 详细信息

简化基因组测序(reduced-representation genome sequencing,RRGS)是指利用生物信息学方法设计标记开发方案,富集特异性长度片段,应用高通量测序技术获得海量标签序列来代表目标物种全基因组信息的测序方法。通过RRGS能够发现更多新的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)位点,为研究控制畜禽生长发育、肉质调控、代谢调节基因及其遗传进化多样性提供重要基础分析数据。文章主要对RRGS中的限制性酶切位点相关DNA测序(restriction-site associated DNA,RAD-seq)、2b-RAD(ⅡB restriction-site associated DNA)、双酶切简化基因组测序(double digest RAD,ddrad-seq)和基因分型测序(genotyping by sequencing,GBS)四种技术原理及在畜禽分子标记开发、遗传图谱构建和数量性状定位(QTL)方面的应用进行综述,旨在为简化基因组测序在畜禽育种研究中的应用提供基础资料。

关键词：简化基因组 RAD-seq 2b-RAD ddrad GBS

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湖南马蓝的遗传多样性研究

湖南马蓝的遗传多样性研究

作者：王勤南京林业大学

学位级别：硕士

湖南马蓝(Strobilanthes biocullata)隶属于爵床科(Acanthaceae)马蓝属(Strobilanthes),分布于海拔200-800m溪边石灰岩。本研究采集16个湖南马蓝野生群体,基于dd RAD测序数据和叶绿体全基因组分析不同群体的湖南马蓝的遗传多样性和遗传... 详细信息

湖南马蓝(Strobilanthes biocullata)隶属于爵床科(Acanthaceae)马蓝属(Strobilanthes),分布于海拔200-800m溪边石灰岩。本研究采集16个湖南马蓝野生群体,基于dd RAD测序数据和叶绿体全基因组分析不同群体的湖南马蓝的遗传多样性和遗传结构。以及通过模拟湖南马蓝植物在不同历史时期的潜在分布区,探讨湖南马蓝在历史进化过程中对气候变化的响应,以期重建冰期以来该种地理分布的变迁历史,并分析限制其潜在地理分布的主导气候变量。旨在发现湖南马蓝对环境的适应能力,分析其进化潜力和未来命运,认识其地理分布变迁历史。为南岭植物物种形成演化的研究提供理论参考,同时也是南岭地区多样性研究的一部分。也为中国南方低海拔喀斯特生境特有物种的育种和保护提供参考。主要结果如下:(1)基于dd RAD测序的分析共鉴定出184,020个高质量的SNPs数据。湖南马蓝的群体遗传多样性水平较低、近交系数大、群间遗传分化程度高,推测与湖南马蓝开花机制以及喀斯特地理分布降低其群体间基因交流有关。且其对环境较为敏感,并不能很好的适应新的环境,较难对外扩张。其中湖南涟源群体内遗传多样性最低,与其他群体遗传分化最大,开花机制已出现变化。群体遗传结构和地理分布格局相一致,以雪峰山为界将湖南马蓝野生群体划分为东南和西北两个谱系。并且东南谱系群体遗传多样性普遍高于西北谱系群体。遗传分化方向主要是从东南到西北方向。(2)基于叶绿体全基因组的分析湖南马蓝叶绿体基因组具有较低的遗传多样性。推测由于湖南马蓝群体间叶绿体基因组具有极高的保守性且叶绿体基因组在被子植物中为母系遗传,无法反应湖南马蓝群体扩散过程中十分复杂的杂交、基因渐渗事件,从而导致许多群体间系统发育结构的分辨率不足,群体间关系无法得到很好的解析。但也得出psb K-psb I,psb T-psb N,rpl36-inf A,ndh Dpsa C共4个非编码区分化速率较快,可以作为湖南马蓝种内的系统发育关系分析。本次研究得出除个别群体外,湖南马蓝的遗传分化方向大致为从东南往西北方向。(3)基于最大熵模型的分析湖南马蓝的潜在分布区主要分布于我国南岭、武陵山、雪峰山等地区,喜温暖湿润环境。从末次盛冰期、全新世中期到现代湖南马蓝的潜在分布区经历了南移皱缩,往北迁移扩张,再呈现了破碎化趋势的历程。预测到未来湖南马蓝的潜在分布区破碎化加剧,推测由于最干月降雨量的限制,未来的环境并不适宜湖南马蓝生存。(4)综合分析综合分析认为基于ddrad的系统发育树得到的结果可靠。湖南马蓝冰期避难所在南岭,且该地区的群体遗传多样性高于其他群体。总体遗传分化方向和群体迁移方向为由东南往西北。遗传数据与生境适宜性之间存在明显的相关性。

关键词：湖南马蓝 ddrad 叶绿体全基因组最大熵模型遗传多样性

特提斯孑遗洲际间断分布植物穗菝葜（Smilax aspera L.）的亲缘地理学研究

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特提斯孑遗洲际间断分布植物穗菝葜（Smilax aspera L.）的亲缘地...

作者：沈超浙江理工大学

学位级别：硕士

穗菝葜(Smilax aspera L.,Smilacaceae)是菝葜科植物中分布最广的物种,广泛分布于环地中海区域、东非高地森林、印度-中国喜马拉雅季雨林,呈现环地中海-东非-南亚的欧非亚间断分布模式,是旱生硬叶常绿阔叶林成分之一,该植被类型被认为... 详细信息

穗菝葜(Smilax aspera L.,Smilacaceae)是菝葜科植物中分布最广的物种,广泛分布于环地中海区域、东非高地森林、印度-中国喜马拉雅季雨林,呈现环地中海-东非-南亚的欧非亚间断分布模式,是旱生硬叶常绿阔叶林成分之一,该植被类型被认为起源于第三纪古特提斯海沿岸的喜暖喜湿的亚热带植被区系。前期研究发现穗菝葜位于菝葜科系统发育旧大陆分支的基部类群,是联系菝葜科旧大陆和新大陆的关键纽带。由于其特殊的间断分布模型与系统发育地位,研究穗菝葜的物种形成与亲缘地理学对阐明菝葜科的进化历史以及古特提斯植被常绿阔叶林成分的形成和间断分布机制具有重要意义。本研究通过微卫星标记、SNP标记、生态位建模(ENM),结合亲缘地理学和群体遗传学的理论和方法研究穗菝葜的谱系分化,群体动态历史与起源演化,主要研究结果如下:1)微卫星标记通过对穗菝葜近缘种Smilax bona-nox的转录组进行微卫星扫描,鉴定得到10754个微卫星位点,设计4862对SSR引物,随机合成150余对引物用于穗菝葜8个群体的PCR扩增验证,其中35对SSR引物具有良好的扩增效率和多态性。将这35对微卫星引物用于穗菝葜地中海、东非和南亚34个群体(399个个体)的群体遗传分析。基于35对微卫星引物的群体遗传多样性显示:总遗传多样性H的范围是0.372-0.608,平均值为0.537;观测杂合度H的范围是0.349-0.738,平均值为0.650;期望杂合度H的范围是0.354-0.588,平均值为0.518。基于Nei’s遗传距离的PCoA主成分分析显示,穗菝葜存在两个主要聚类,表明穗菝葜在种下水平的谱系关系,即地中海谱系和东非-南亚谱系;基于贝叶斯算法的STRUCTURE分析显示,所有穗菝葜群体的最佳分组值K为2,表明穗菝葜分为地中海与东非-南亚两个谱系,在K=3时,在地中海谱系内部可分为2个基因池,地理上呈现出地中海东部与西部两个分区;进一步在各谱系内的STRUCTURE分析显示在地中海谱系内部有相同的结论,在东非-南亚谱系内部,东非群体的KL群体与南亚的喜马拉雅地区的群体以及中国云南的CP群体存在共有基因池现象。IBD检测显示穗菝葜群体存在显著的地理隔离效应。2)基于RAD-tags的SNP标记通过酶切实验和计算机insilico模拟酶切选择最适于穗菝葜DNA酶切建库的限制性内切酶组合:MluCI+Ava II。优化和完善建库流程后,对穗菝葜40个群体(250个个体)进行简化基因组建库,在Illumina Hi Seq X Ten平台进行测序。测序结果利用Stacks v1.47软件进行处理,processadtags对原始数据进行拆分,单一个体的rad-tag数从338,582到5670,635不等;然后通过ustacks、cstacks、sstacks、populations的workflow分析,鉴定群体间的SNP位点,共获得49,138个SNP位点。主成分判别分析(DAPC)显示了穗菝葜群体的最佳分组为3,地中海西部(伊比利亚半岛、亚平宁半岛)群体为一组,地中海东部(巴尔干半岛、小亚细亚)群体为一组,以及东非-南亚群体为一组。基于最大似然法(ML)的系统发育分析揭示穗菝葜存在地中海谱系和东非-南亚两大谱系,两大谱系间分化明显,分支的支持率为100%。在地中海谱系内部,根据系统发育树的拓扑结构,显示小亚细亚次级谱系位于地中海谱系的基部,在东非-南亚谱系内,东非次级谱系为东非-南亚谱系的基部类群。BEAST推算的穗菝葜种内谱系的分歧时间显示,穗菝葜地中海谱系和东非-南亚谱系的分歧时间在中新世(Miocene)中期(11.70 Ma,95%HPD:8.89-14.24 Ma),地中海谱系内部的分歧时间在中新世晚期(5.62 Ma,95%HPD:0.95-11.02 Ma),东非-南亚谱系的分歧时间在上新世晚期(4.09 Ma,95%HPD:0.32-9.71Ma)。基于BBM模型的穗菝葜祖先分布区重建显示中新世中期的隔离分化事件造成了穗菝葜地中海和东非-南亚谱系的形成,穗菝葜可能起源于南亚的喜马拉雅地区。3)生态位模型拟合基于MAXENT的穗菝葜生态位模拟(ENM)显示,当前穗菝葜的潜在分布区与实际分布区较吻合,AUC值为0.962;在末次盛冰期(LGM)气候条件下,地中海区域的穗菝葜分布区明显南移,在东非地区,穗菝葜的最适生境较现今分布区有明显扩张,在南亚,穗菝葜主要分布在喜马拉雅一带和横断山区;在受温室效应影响的将来(2070年),穗菝葜的分布区域明显收缩,其在地中海区域的最适分布区将北移,到达法国的北部和西部,在东非地区其生境片段化,在南亚地区,穗菝葜的最适分布区仍然是喜马拉雅和横断山区。

关键词：穗菝葜特提斯植被间断分布微卫星简化基因组测序 ddrad SNP 生态位模型

砾玄参复合群（Scrophularia incisa complex）的系统发育与生物地理学研究

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砾玄参复合群（Scrophularia incisa complex）的系统发育与生物...

作者：高静浙江理工大学

学位级别：硕士

玄参属(Scrophularia Linn.)为玄参科(Scrophulariaceae)模式属,全球约有200–300种,间断分布于欧亚大陆及北美洲的温带地区。玄参属下分为玄参组(***)和砾玄参组(***)。砾玄参复合群(Scrophularia incisa complex)是砾玄参组下一次级分... 详细信息

玄参属(Scrophularia Linn.)为玄参科(Scrophulariaceae)模式属,全球约有200–300种,间断分布于欧亚大陆及北美洲的温带地区。玄参属下分为玄参组(***)和砾玄参组(***)。砾玄参复合群(Scrophularia incisa complex)是砾玄参组下一次级分支,目前包括砾玄参(***)、齿叶玄参(***)和裂叶玄参(***)、全缘叶玄参(***)四个物种,主要分布在雪水或溪水冲击过的河滩、山谷,湿润的石砾地。其分布范围覆盖中亚-青藏高原-蒙古高原地区,由于其特殊的地理分布,是研究高原荒漠地区植被起源与多样性的一个良好模型。之前有报道基于ITS和cpDNA分子标记对砾玄参复合群进行了谱系地理学研究,由于取样与标记限制,复合群的种间关系未能明确解析,且存在着标记间不一致的研究结果,未能清楚揭示砾玄参复合群的物种形成与谱系地理历史。为进一步揭示砾玄参复合群的进化历史,尤其是中国的复合群物种的系统发育和生物地理过程,本研究利用叶绿体基因组数据与高通量RAD-Tags基因组分子标记技术对分布于中亚、西藏、新疆、青海、甘肃的砾玄参复合群进行物种水平和居群水平的群体遗传研究,解析谱系分化的过程及原因,并利用生态位建模对砾玄参复合群的中国谱系进行当代物种适生区模拟,进一步推测了它们在末次冰期(LGM)及未来(2070s)的物种适生区分布变化。结果如下:1)叶绿体基因组比较分析基于叶绿体基因组序列比较分析砾玄参复合群4个物种的叶绿体基因组特征与系统发育关系。序列包含3个裂叶玄参、2个砾玄参、2个齿叶玄参、1个全缘叶玄参个体,共8个个体。砾玄参复合群叶绿体基因组的长度在152,088 bp至152,868 bp之间,均包含一对反向重复序列区(IR)(25,454-25624 bp),该重复序列由大单拷贝区(LSC)(83,531-84,454 bp)和小单拷贝区(SSC)(17,375-17,940 bp)隔开。每个叶绿体基因组包含115个基因,其中80个蛋白质编码基因,31个t RNA基因和4个r RNA基因。在所有叶绿体基因组中,基因含量,基因顺序,AT含量和IR/SC边界结构几乎相同,仅在IR/SC边界的收缩/扩张区稍有差异,导致基因组长度有所不同。简单序列重复(SSR)分析显示这些叶绿体基因组中最丰富的重复序列是A/T单核苷酸。使用m VISTA软件对8条砾玄参复合群叶绿体基因组序列进行全序列比对分析得到序列相似度为94%。核苷酸多态性分析显示复合群叶绿体组有三个高变异区(Pi>0.02),可用于开发分子标记,用于属内和科内的物种条形码或群体遗传学标记。系统发育分析显示复合群系统树在50%的节点上都得到了最高支持(PP/BS=1/100),中亚的全缘叶玄参处于基部位置,齿叶玄参位于次基部,裂叶玄参与砾玄参为姐妹类群。分歧时间估算结果表明现存砾玄参复合群物种的分化时间为2.47 Ma(95%HPD:0.81–4.5 Ma)。2)基于RAD-seq的SNPs标记本研究对砾玄参复合群的42个群体(278个个体)进行简化基因组建库,利用STACKS v2进行数据处理,共获得4784个高质量SNP位点。主成分分析和遗传结构分析都支持砾玄参复合群的最佳分组为4,分别对应于四个物种的基因池,***与其他三个物种亲缘关系最远,***和***亲缘关系最近,且个体间基因流频繁,出现基因池混杂,***和***基因池较为独立,能较好区分,但也存在着基因交流现象。基因交流分析表明***与***的基因交流发生在中国谱系分化之前,并使产生基因交流的群体保留在***中,证明两个物种的基因交流方向是单向的,即***的基因流入***中。基于最大似然法的系统发育分析揭示中亚的全缘叶玄参处于基部位置,齿叶玄参位于次基部,裂叶玄参与砾玄参为姐妹类群。BEAST推算的砾玄参复合群的分歧时间显示,中亚谱系与中国谱系的分歧时间为6.59 Ma(95%HPD:4.98 Ma–8.27 Ma)。祖先分布区重建显示砾玄参复合群可能起源于中亚。3)生态位建模利用MAXENT对砾玄参复合群的生态位建模结果显示,当代复合群的模拟分布区与实际结果相吻合,并且各物种所得AUC值均显著大于0.9;新疆的裂叶玄参在LGM时期主要分布于天山及阿尔泰山附近区域,间冰期向天山南北两侧扩张;西藏的齿叶玄参在LGM时期主要分布于高原台面的西部,而后受冰后期气候影响逐渐向高原台面

关键词：砾玄参复合群叶绿体基因组比较基因组谱系地理学 ddrad SNP 生态位模型