西藏牦牛线粒体DNA的遗传多样性及系统进化分析

为从分子水平上探究西藏牦牛类群的遗传多样性、亲缘关系,本研究测定了日多牦牛、类乌齐牦牛、丁青牦牛、错那牦牛、隆子牦牛、仲巴牦牛、聂荣牦牛、申札牦牛等8个西藏牦牛类群共328头牦牛mt DNA D-loop区序列,分析其多态性,构建系统进化树。结果表明:本次测定的西藏牦牛mt DNA D-loop区序列长度为887-895 bp,共检测到135个变异位点,其中单态突变位点52个,简约信息位点83个。在328个个体中共检测出91种单倍型,平均单倍型多样性(Hd)、平均核苷酸多样性(π)分别为0.884、0.010 27,显示西藏牦牛具有丰富的遗传多样性。8个类群间平均遗传距离为0.011;日多牦牛与错那牦牛间遗传距离最小(0.006);类乌齐牦牛与隆子牦牛间遗传距离最大(0.015)。系统进化分析显示西藏牦牛可分为两大类,错那牦牛是较纯的牦牛类群,其它牦牛类群在进化过程中出现相互交流的情况。

太白杜鹃天然居群的表型多样性

为揭示太白杜鹃(Rhododendron purdomii)天然居群的表型变异程度、变异规律,以秦岭山区的7个天然居群为研究对象,对其花序和叶片的10个数量性状和8个质量性状进行方差分析、相关分析与聚类分析,探讨居群间与居群内表型多样性的变异特点。结果显示:(1)在太白杜鹃的质量性状中,花色与花瓣内斑在居群间与居群内均存在丰富变异,花朵香味、花序形状、花冠形状、花梗颜色、叶片形状和株型等仅在居群间存在明显变异,在居群内则趋于一致性;其数量性状在居群间与居群内也存在广泛变异,10个数量性状在居群间和居群内平均值差异全部达显著水平;在7个居群内数量性状的变异系数为0～55.3%,其中花梗长、花丝长、花瓣宽与叶柄长变异较大,花朵数变异较小。(2)相关性分析表明,太白杜鹃花瓣长和花瓣宽分别与经度存在极显著与显著负相关关系,叶片长、叶片宽和叶片长宽比与海拔均存在显著负相关关系,而其它性状与地理因子的关系密切。(3)聚类分析显示,太白杜鹃的7个天然居群可以初步分为两大类,但性状的表型特征并没有依地理距离而聚类。研究表明,太白杜鹃天然居群的表型性状在居群内与居群间均存在丰富的变异,而且其与居群特点、分布生境等关系密切。

喜马拉雅旱獭线粒体DNA控制区遗传多样性及系统发育

喜马拉雅旱獭是青藏高原的优势种,数量多、分布广,全面了解其遗传背景对该地区旱獭资源的保护与合理利用具有重要的意义。本研究以青藏高原云南、西藏和青海三省区共13个地理种群计258只旱獭为研究对象,PCR扩增获得线粒体DNA控制区基因部分序列(887 bp),并运用种群遗传学方法进行遗传多样性分析。结果显示:258份样品共发现了84个变异位点(9.40%),定义了68种单倍型,其单倍型多样性(h)平均值为0.968±0.003、核苷酸多样性(π)平均值为0.017 25±0.016 37,种群总体遗传多样性较高。AMOVA方差分析显示13个地理种群间存在着明显的遗传分化(Fst=0.620 67,P<0.001),种群间基因交流多数较低(Nm<1)。基于单倍型构建的系统发育树中13个地理种群的喜马拉雅旱獭聚为两支,其中来自青藏高原西南地区(西藏安多、青海格尔木、青海囊谦、云南迪庆)的18个单倍型聚成一个大的分支(A支),其余50个单倍型聚为一个大的分支(B支),在NETWORK网络图中也可见到相似网络拓扑结构。研究结果显示青藏高原喜马拉雅旱獭种群以唐古拉山脉为界分为两个大的种群,说明地理隔离是影响喜马拉雅旱獭种群动态变化的主要因素。

中国特有森林树种华山松的群体进化历史研究

利用现代分子群体遗传学的分析手段,对华山松27个自然群体129个个体的样本进行双亲遗传核基因AGP6片段的测序分析,检测该物种在第四纪冰期时的避难所和群体进化历史。结果表明:(1)华山松群体在AGP6基因座位上具有较高水平的核苷酸多态性,其沉默位点多样性值(πt=0.013 8,πsil=0.030 6)显著高于其他松属植物。(2)基于Bayesian聚类分析结果表明,华山松具有明显的群体遗传结构,地理分布区上能够分为中国中部和中国西南部两大区域族群,Network网络分析和系统发育分析均得到了相似的结果。(3)分子变异(AMO-VA)分析结果表明,遗传变异主要存在于群体内(65.65%)和族群间(30.18%),群体间存在较小的变异量(4.17%);物种水平和族群水平上的群体错配分析分布均呈多峰模式,说明华山松群体未经历过近期的扩张事件。(4)秦岭山脉和横断山区的群体存在较高水平的单倍型多样性和较多的特有稀有单倍型,进一步结合单倍型间的多样性关系,推测这些区域可能是华山松在第四纪冰期时期的避难所。研究认为,不同避难所地区间长期的地理隔离以及高大山脉、河流等异质性生境的形成可能促使了华山松在中国中部和西南部两大区域族群的异质性分化以及物种较高水平的核苷酸多态性。

基于线粒体基因、形态学和栖息地指标的两种鼢鼠分类研究

以祁连山东段高寒草甸区栖息的鼢鼠(Eospalax spp.)为研究对象,通过分子系统学、形态学和栖息地特征调查相结合的方法对区域内鼢鼠的分类地位进行了研究。利用分子生物学技术,测定了线粒体D-loop序列,构建了系统发育树并计算了鼢鼠间遗传距离。测量了鼢鼠头骨指标以及体貌形态特征,并调查了不同鼢鼠栖息地草地类型、优势种植物及土壤紧实度等。结果发现4个采样地的鼢鼠属两个不同种,即甘肃鼢鼠(Eospalax cansus)和高原鼢鼠(Eospalax baileyi)。两种鼢鼠的遗传距离为0.147;眶间宽、听泡宽在两性间均差异显著(n_雄=14,n_雌=16,P<0.05),颧宽在雄性间差异显著(n_雄=14,P<0.05);甘肃鼢鼠尾部和后足有稀疏短毛,而高原鼢鼠则有密毛。甘肃鼢鼠主要栖息在海拔较低的高寒草甸区,其优势植物主要有矮嵩草(Kobresia humilis)、蕨麻(Potentilla anserina)、早熟禾(Poa annua);高原鼢鼠主要栖息在海拔较高的高寒灌丛草甸区,其优势植物主要有早熟禾(Poa annua)、金露梅(Potentilla fruticosa)、披碱草(Elymus dahuricus),但两者栖息地的土壤紧实度无差异(P>0.05)。本研究结果为同区域分布甘肃鼢鼠和高原鼢鼠的野外鉴别提供技术依据。

安徽地区大豆根瘤菌遗传多样性研究

采用RAPD技术对分离自安徽地区的大豆根瘤菌和部分参比菌株进行了遗传多样性和系统发育研究。结果表明:来自山东即墨、宿州灵壁、凤阳小溪河和六安金寨的菌株归为慢生型根瘤菌、来自安庆宿松、凤阳中都城、巢湖含山、滁州天长、淮北杜集、蚌埠淮上的菌株归为S.xinjiangensis,来自滁州全椒和凤阳韭山洞的菌株是与花生根瘤菌和苜蓿根瘤菌更接近的快生型根瘤菌。而1株来自巢湖庐江的大豆根瘤菌和其它菌株的遗传距离较远,单独归为一类,其遗传地位特殊。

9个地方鸡种MHC B-G座位多态性及其分子系统进化分析

以我国9个地方鸡为研究对象,对其MHC B-G座位全基因序列进行测序,以揭示这9个地方鸡种MHC B-G基因的遗传多样性,并构建其系统进化树.结果表明,9个地方鸡种MHC B-G基因序列具有较高的遗传多样性,在9个地方鸡种中共存在666个突变位点,其中单一位点突变554个,简约信息112个,共缺失782 bp.核苷酸多样度(Pi)为0.030 79±0.004 39,平均核苷酸差异(K)为182.639.9个地方鸡品种为9个单倍型,单倍型多样度为1.00±0.052.9个鸡种MHC B-G基因Kiumura双参数遗传距离范围为0.010～0.070,鹿苑鸡与新狼山鸡的遗传距离最小,为0.010;茶花鸡与东乡绿壳蛋鸡遗传距离最大,为0.070.根据9个鸡品种MHC B-G基因全序列构建的NJ树和ME树,茶花鸡单独聚为1类,其他8个品种被聚为2大类.Tajima's D值为-1.554 6,且差异不显著(0.10>P>0.05),说明MHC B-G基因为负向选择,不遵循中性进化理论,MHC B-G基因多态性不是遗传漂变的结果,而是自然选择和人工选择的结果.

印度-西太平洋胡椒鲷亚科鱼类DNA条形码及分子系统进化研究

为探讨COⅠ基因作为条形码在胡椒鲷亚科鱼类物种鉴定的可行性,研究测定了胡椒鲷亚科8种鱼类51个个体线粒体COⅠ基因长度为651 bp的序列,利用MEGA 5.0计算胡椒鲷亚科种内与种间的遗传距离,基于最大似然法与贝叶斯法构建了系统进化树。结果显示:胡椒鲷亚科鱼类种间平均遗传距离(0.142)显著大于种内平均遗传距离(0.003),物种间遗传距离均大于Hebert推荐的物种鉴定最小种间遗传距离0.020(2%)。系统进化树上,同一物种不同个体间均能形成独立的单系分支,表明COⅠ基因可作为胡椒鲷亚科物种鉴定的有效条形码基因。研究同时揭示,在形态分类上被认为是同种异名的两种胡椒鲷(条纹胡椒鲷与东方胡椒鲷)的COⅠ基因序列差异达到0.070,有可能是两个独立的物种。此外,在属级水平,少棘胡椒鲷属与胡椒鲷属种类之间的平均遗传距离小于胡椒鲷属内部种间的遗传距离,支持少棘胡椒鲷归属于胡椒鲷属的观点。

西藏金丝野牦牛的遗传分类地位初步分析

在西藏羌塘国家级自然保护区发现有种群数量约200头的全身被毛为金色的野牦牛。为探究该种金丝野牦牛与普通野牦牛(Bos grunniens mutus)和家牦牛(Bos grunniens)的遗传差异,本研究通过分析金丝野牦牛线粒体DNA中的细胞色素b(Cyt b)和D-loop区基因序列差异,初步探讨了金丝野牦牛遗传分类地位。结果表明:金丝野牦牛的这两个基因片段的序列结构特征、长度、核苷酸组成与其他牦牛相似;金丝野牦牛与普通野牦牛的遗传距离最小,在系统树中,它们聚集为一支,说明金丝野牦牛与普通野牦牛亲缘关系最近;但金丝野牦牛与普通野牦牛的遗传距离较普通野牦牛个体间平均遗传距离大,加上毛色等形态区别,我们认为金丝野牦牛为野牦牛的一个亚种或者重要保护单元。但由于样本数量有限,仍需进一步深入研究确定。

基于ISSR指纹标记的亚洲栽培稻与野生稻遗传多样性分析

为评价野生稻与亚洲栽培稻的遗传多样性及其变异关系,21对SSR引物被用于研究广泛地理分布的17份野生稻(其中11份O.rufipogon和6份O.nivara)和22份亚洲栽培稻(13份indica和9份japonica)样本。271条多态性片段被扩增出,占总扩增片段的96.10%。野生稻多态性片段的百分比(平均达64.30%)及Nei’s遗传多样性值(GD)明显高于亚洲栽培稻,表明野生稻比亚洲栽培稻具更丰富的遗传多样性。UPGMA聚类分析显示野生稻的两个类群(O.rufipogon和O.nivara)关系密切,但在遗传上存在明显的分化,支持其作为两个独立物种的分类观点。野生稻中籼粳分化不很明显,亚洲栽培稻的籼粳亚种分化明显。亚洲栽培稻与多年生普通野生稻(O.rufipogon)关系更为密切,符合异源起源的遗传分化模式。

负载型Ziegler-Natta催化剂催化1-癸烯齐聚

用Ziegler-Natta催化剂对1-癸烯的齐聚进行研究.催化剂体系由无机氧化物(如SiO2)、ⅣB族金属卤化物(TiCl4)、有机铝化合物(Et2AlCl)组成.探讨了齐聚温度、Al与Ti摩尔比、助催化剂、反应时间、催化剂浓度对齐聚的影响.在较低齐聚温度和Al与Ti摩尔比下获得了齐聚物,齐聚物收率高(59.5%).用GC-Mass,GC,13CNMR等方法对齐聚物的组成和结构进行了表征.结果表明,所得齐聚物是混合物,主要由二聚体、三聚体和四聚体组成,质量分数分别为19%,41%,32%.在相同条件下也对C5～C13线性α-烯烃的齐聚进行了研究.

杜仲叶片6种主要活性成分的遗传变异研究

该研究采用方差分析、相关性分析和聚类分析等方法,对105份杜仲种质资源叶片6种主要活性成分含量进行比较分析,探讨其遗传变异特征,为叶用杜仲的良种选育及开发利用提供理论依据。结果显示:(1)不同种质间杜仲叶片6种活性成分含量的变异程度不同,异槲皮苷含量变异系数(34.42%)最大,变异幅度为1.16~6.92mg·g^(-1),总黄酮变异系数(19.35%)最低,变异幅度为6.70~22.53mg·g^(-1);6种活性成分多样性指数较高,均在2.0以上;不同种质间杜仲叶6种活性成分含量差异性均达到极显著水平(P<0.01)。(2)不同地理来源间杜仲叶片的绿原酸、京尼平苷酸、车叶草苷、异槲皮苷和总黄酮含量存在显著差异。(3)相关性分析表明,3种环烯醚萜类化合物桃叶珊瑚苷、京尼平苷酸及车叶草苷的含量间呈极显著正相关关系;绿原酸与桃叶珊瑚苷、车叶草苷、异槲皮苷、总黄酮间呈极显著正相关关系;总黄酮与异槲皮苷呈极显著正相关关系。(4)根据杜仲叶片6种活性成分的含量聚类,将杜仲种质资源分为4大类群,其中类群Ⅳ为高含量类群,可为优良叶用杜仲资源筛选提供参考。研究表明,杜仲种质资源叶片主要活性成分存在较大变异,表现出丰富的多样性。

利用转录组数据分析高原鼢鼠和裸鼹鼠基因的趋同进化

地下鼠由于长期适应于地下洞道生活,在诸多生物学特征上都产生了一定的趋同进化现象,但目前尚未在分子水平分析其趋同进化特征。本研究利用高通量测序数据,从氨基酸位点变化和基因表达量水平,分析两种亲缘关系较远的地下鼠———高原鼢鼠和裸鼹鼠的趋同进化。氨基酸位点变化分析显示,两种地下鼠的54个基因都存在至少一个理论趋同进化位点,其中13个基因可以找到相对明确的表型功能注释。基因表达量分析显示,两种地下鼠在转录组水平的总体表达模式上存在趋同效应;有103个基因在两种地下鼠脑中的表达量是作为对照的地上鼠(小鼠、豚鼠)表达量的3倍以上,其中有20个基因可以找到相对明确的表型功能注释。本研究的结果表明,高原鼢鼠和裸鼹鼠为了适应地下生活方式,在氨基酸序列和基因表达量水平上都产生了一定程度的趋同进化。其中,低氧适应相关基因(氧运输、氧代谢、DNA修复等)是地下鼠进化适应的最重要组成部分,挖掘器官(尤其是肌肉)功能相关基因的重要性次之,能量代谢及平衡相关基因也是地下鼠适应性进化的关键要素。

长爪沙鼠线粒体细胞色素b基因的遗传变异及地理分化

本文基于6个种群52个个体的线粒体细胞色素b(Cyt b)基因全序列的遗传变异分析,探讨了我国长爪沙鼠种群的遗传结构和种群历史。在1140bp Cyt b基因的碱基序列中,共发现了74个变异位点,其中转换和颠换位点分别为65和9个,共定义了37个单倍型。种群差异分析表明包头种群与其他种群之间都存在着显著的遗传差异,而其他种群间遗传差异则不显著。52个个体在系统发生树中明显聚为两支(Clade A和Clade B),其中Clade B仅含有贺兰山东部种群中的3种单倍型,而其余的单倍型分布于Clade A中。来自CladeA的49个个体的歧点分布分析结果呈单峰状,提示长爪沙鼠种群可能在历史上经历了种群增长和扩张事件,这一结果同时也得到了Tajima检验结果(D=-1.86,P<0.05)和Fu检验结果(Fs=-21.89,P<0.05)的支持。通过种群扩张系数(τ)和分子钟的推算提示该种群扩张事件大约发生于11万年前。我们的研究结果表明,长爪沙鼠在第四纪冰期中形成了明显的隔离分化,而贺兰山东部可能作为冰期避难所,包含于所有的谱系分支中,在末次间冰期种群进行了强烈的扩张,从而形成当今的分布格局。

新疆卡拉麦里山有蹄类自然保护区鹅喉羚遗传多样性及系统发育地位

鹅喉羚是生活于亚欧大陆荒漠、半荒漠地区重要的有蹄类动物。2010年春季,新疆卡拉麦里山有蹄类自然保护区遭遇了60年不遇的雪灾,我们采集了野外救灾发现的130头死亡鹅喉羚肌肉样本,采用PCR和测序技术,研究了鹅喉羚线粒体DNA的Cyt b基因1143 bp核酸序列,发现新疆卡拉麦里山有蹄类自然保护区生存的鹅喉羚单倍型多样性较高(Hd=0.855),核苷酸多样性较低(π=0.002 24)。采用邻接法(NJ)、最大似然法(ML)构建单倍型之间的系统发育树,以及network所构建的单倍型间中介网络图都显示出2个遗传分化程度很大的分支,且这2个分支都出现过明显的群体扩张和持续增长。将本研究获得的单倍型H1与Genebank检索获得的瞪羚属其他12个物种Cyt b基因进行了比较,分别采用邻接法(NJ)和最大似然法(ML)构建分子系统树,证明与鹅喉羚最接近的物种为印度瞪羚(Gazella bennettii),鹅喉羚与瞪羚属内物种的分歧时间大约为1.08-2.5 Mya。

城市绿地生态系统服务功能及其价值评估——以深圳市福田区为例

根据WorldView-3遥感影像数据,对深圳市福田区城市绿地的空间分布特征进行了分析,在此基础上构建指标体系对其生态服务价值进行评价.结果表明:福田区城市绿地的生态服务价值为11 683.41万元,单位面积城市绿地的生态服务价值为8.35万元;各项生态服务价值排序为:固碳释氧>涵养水源>调节气候>环境净化>维持生物多样性>土壤保持>景观游憩;从单位面积生态服务价值来看,乔木最大,草地最低,具体表现为乔木>乔灌>乔草>乔灌草>灌木>灌草>草地;从各街道分布情况来看,莲花街道>沙头街道>香蜜湖街道>梅林街道>福田街道>福保街道>园岭街道>华强北街道>华富街道>南园街道,其价值量大小主要取决于各街道所拥有的城市绿地面积.作为深圳市的中心城区,福田区在今后的城市绿地建设规划与管理过程中,要适当考虑不同类型城市绿地的空间异质性,优化城市绿地结构,维持绿地系统的生态平衡,充分发挥绿地系统的生态服务与功能.

贵州东北部黑叶猴种群mtDNA D-loop序列多态性

贵州东北部作为黑叶猴在中国的主要分布区之一,黑叶猴的数量在近30年急剧下降,栖息地破碎化严重,保护形势不容乐观。深入了解黑叶猴在贵州东北部地区地理种群的分子变异及遗传水平现状,可以为黑叶猴保护提供重要的依据。本文以黑叶猴的粪便、毛发为实验材料,利用线粒体DNA分子标记,对采自贵州东北部地区黑叶猴野生种群79个粪便样品和黔灵公园笼养种群22个粪便样品、5份毛发样品的线粒体控制区(mt DNA D-loop)的部分序列进行测定。贵州东北部黑叶猴样品共获得88条395 bp的序列,共有30个多态位点,其碱基突变形式为转换和颠换,无插入和缺失,共6个单倍型。构建的系统发育树表明,贵州黑叶猴是一个独立的单元群,研究结果有助于了解贵州东北部地区野生黑叶猴的遗传多样性,分析其种群适应能力与进化潜力,为提出科学合理的保护管理对策提供参考依据。

基于细胞色素氧化酶亚基Ⅰ基因的中缅树鼩地理种群遗传分化

中缅树鼩广泛分布于东南亚地区,在我国主要分布于西南地区及海南岛。本研究以中国10个地理种群共112只中缅树鼩为研究对象,PCR扩增得到1 398 bp的细胞色素氧化酶亚基Ⅰ(COⅠ)基因序列,并对其进行分析。结果显示:112个中缅树鼩COⅠ基因共定义了64个单倍型,其单倍型多样性(Hd)平均值为0.973 0,核苷酸多样性(P_i)平均值为0.044 94;AMOVA方差分析显示种群间的变异占总变异的93.09%,说明中缅树鼩地理种群变异主要发生在种群间;整体遗传分化固定指数(F_(ST))为0.930 91,说明各地理种群中缅树鼩已出现明显的遗传分化;结合中性检验与碱基错配分布图结果表明中缅树鼩在历史进程中未经历过种群扩张现象;基于单倍型构建的系统进化树与NETWORK网络图显示10个地理种群的中缅树鼩聚为4支:海南种群一支,大新种群一支,片马种群一支,其他种群一支。结果表明:中国不同地理种群的中缅树鼩具有较高的遗传多样性,各地理种群间已经出现了较为明显的遗传分化,地理阻隔作用可能是其分化的主要原因。

羌活与宽叶羌活的群体遗传结构和种间分化研究

为了合理利用羌活和宽叶羌活的药用植物资源,同时保护其物种多样性,该研究利用SSR分子标记技术对羌活与宽叶羌活邻域及异域分布的23个自然种群,共计227个个体进行多样性和种间分化研究。结果显示:(1)两个物种具有中等水平的遗传多样性;羌活的平均等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ne)和期望杂合度(He)分别为2.603、1.777和0.313,均高于宽叶羌活(分别为2.200、1.641和0.308)。(2)分子方差分析表明,两个物种的遗传变异主要存在于群体内,羌活和宽叶羌活群体间分化系数分别为0.181和0.191。(3)Structure聚类分析和主坐标分析(PCoA)将所有取样个体分为两大遗传组分,分别对应于羌活和宽叶羌活两个物种,二者间存在着有限的基因交流。研究表明,羌活与宽叶羌活物种间存在较高程度的遗传分化,并且遗传变异主要源自群体内,应各自划分为不同的地理单元进行多样性保护。

中国北鳅谱系地理学分析

北鳅(Lefua costata)为冷水性鱼类,分布于淮河以北,分析遗传结构能够反映其适应环境变迁的响应。基于线粒体D-loop区211条序列分析了我国北鳅的谱系地理学和遗传多样性,样本采自9条水系共18个样点。单倍型分析显示共计55个单倍型,呈高单倍型多样性(h=0.9304)和高核苷酸多样性(π=0.0087)。单倍型多样性和核苷酸多样性最高的为辽东半岛种群(LD)(h=0.8920,π=0.0074),其他地理种群距辽东半岛越远,单倍型多样性越低。遗传距离(K2P)、群体间的遗传分化指数(FST)及AMOVA分子方差分析均显示LD种群与其他地理种群存在显著分化。基于单倍型构建的分子系统发育树和单倍型网络关系图均显示9条水系的单倍型不能各自聚类,形成3大分支:分支A以LD种群为主;分支B含所有地理种群;分支C以淮黄河种群(HH)和海滦河种群(HL)为主。中性检验和错配分析显示不同地理种群有扩张现象。基于化石校准点和北鳅鱼类D-loop序列1.00%Ma的平均进化速率评估各地理种群的分歧时间,为2.3784—0.0477Ma前,LD种群与其他地理种群分化时间最早(2.3784 Ma前),推测LD种群受第四纪冰期影响较小,辽东半岛为我国北鳅起源地之一,其他地理种群以辽东半岛为中心借助松辽古大湖和黄渤海平原河口等发生多次迁移。