广东地区宽鳍鱲种群遗传变异和亲缘地理

通过分析88尾采自广东境内9条水系的宽鳍鱲(Zacco platypus)线粒体DNA(mtDNA)细胞色素b(Cytb)基因全序列,初步研究其种群遗传变异和地理格局。所测定的Cytb基因全序列长1140bp,其中变异位点98个,简约信息位点75个。共检测到33个单倍型,除鉴江种群只有1个单倍型外,其余8条水系均有多个单倍型。北江、流溪河、鉴江、北流河和罗定江等5个种群有共享单倍型Hap11,罗定江和北流河之间共享了单倍型Hap4,东江与流溪河共享Hap6,而韩江和榕江共享单倍型Hap29。种群单倍型多样性的平均值(h)为0.908,核苷酸多样性的平均值(π)为0.01961,表现出较高的遗传多样性。系统发育分析(NJ树)显示,宽鳍鱲种群33个单倍型可分为2个分支,其中来自珠江水系(北江、东江、流溪河、罗定江和北流河)和广东西部独立入海水系(鉴江和漠阳江)的宽鳍鱲种群聚为一支(分支A),广东东部独立入海水系(韩江和榕江)种群聚为另外一支(分支B)。2分支间的遗传距离和碱基差异率均较高(0.0517—0.0549,5.35%—6.49%),明显大于分支A内(0.0012—0.0099,0.26%—2.11%)和分支B内的值(0.0027,1.58%),但远小于宽鳍鱲与外类群间的遗传距离和碱基差异率(0.0945—0.1912,8.77%—17.11%)。这表明分支A与B之间已有明显的遗传分化,但分化程度未达到物种级水平。韩江和榕江的种群相对独立,推测可能与莲花山脉的阻隔有关。根据单倍型网络图推测,流溪河可能是广东中西部地区宽鳍鱲的扩散中心,分别向珠江水系的西江、北江和东江扩散,再向鉴江和漠阳江扩散;另外由扩散中心经东江到榕江再向韩江扩散。分子变异分析(AMOVA)表明,种群间的遗传变异占38.50%,种群内的遗传变异占66.24%。中性检验和歧点分布分析皆表明广东境内9条水系的宽鳍鱲在整个种群上保持相对稳定,没有发生明显的种群扩张。

华南沿海西部美丽小条鳅基于线粒体控制区的种群遗传变异及亲缘地理格局

为研究其种群遗传变异和亲缘地理格局,分析了107尾采自华南西部和海南岛的12条水系的美丽小条鳅(Micronoema-cheilus pulcher Nichols)控制区934-938 bp的序列,其中有79个核苷酸变异位点。分子变异分析(AMOVA)表明,种群间的遗传变异占46.88%,种群内的遗传变异占55.06%。基于36个单倍型的系统树显示,12条水系的种群聚成两支。其中,广西沿海诸独立水系(防城河、峒中河、北仑河、南流江)和西江水系与广东漠阳江和潭江水系关系密切,而海南岛万泉河和南渡江与广东鉴江水系关系密切。根据嵌套进化枝系地理分析(NCPA)推测,防城河周边地区可能是美丽小条鳅的扩散中心,该物种可由此区域通过两条途径扩散:(1)沿西江水系向广西沿海独立水系至广东漠阳江和潭江水系扩散;(2)向海南岛诸水系再至雷州半岛的鉴江水系扩散。在演化过程中,曾发生片断化事件、长距离建群和持续的分布区扩张。

华南西部及海南岛美丽小条鳅种群遗传变异与亲缘地理

通过分析108尾采自华南西部12条水系的美丽小条鳅(Micronemacheilus pulcher)mtDNA细胞色素b(cytb)基因全序列,研究其种群遗传变异和亲缘生物地理格局。美丽小条鳅的cytb序列包含138个核苷酸变异位点(占全序列12.11%)。分子变异分析(AMOVA)显示,分子遗传变异主要来自种群内(58.53%)和地理区内种群间(42.84%)。采用邻接法构建的39个单倍型的NJ系统树显示,12条水系的美丽小条鳅聚成两支。其中,广西沿海诸独立水系(防城河、峒中河、北仑河、南流江)和横穿广东和广西的西江水系与广东漠阳江和潭江水系关系密切;而海南岛万泉河和南渡江与广东鉴江水系关系密切。根据嵌套进化枝系地理分析(NCPA)推测,与越南毗邻的防城河周边地区可能是美丽小条鳅的扩散中心,该物种可由此区域通过两条途径扩散:1)沿西江水系向广西沿海独立水系至广东漠阳江和潭江水系扩散;2)向海南岛诸水系再至雷州半岛的鉴江水系扩散。在演化过程中,曾发生片断化事件、长距离建群和持续的分布区扩张。

基于线粒体Cyt b基因的中国南方唇(Hermibarbus labeo)和间(Hermibarbus medius)种群分化及亲缘地理研究

为了解中国南方唇(Hermibarbus labeo)和间(Hermibarbus medius)的种群分化、亲缘地理格局及物种有效性,作者对唇8个水系及间9个水系共148尾样本的Cyt b基因全序列进行了测定。在所有序列中,共有128个变异位点,共检测出了41个单倍型,单倍型多样性为0.954,核苷酸多样性为0.02153。基于Cyt b基因全序列构建的NJ树显示,中国南方的唇与间合聚为两大支,其中韩江和九龙江的全部唇样本组成了Ⅰ支,而其他水系的唇和间样本则组成了Ⅱ支。两支系间的遗传距离为5.1%,而唇和间之间的遗传距离为3.2%。现有证据不支持间与唇达到种一级的分化。单倍型网络图显示,韩江、九龙江种群和其他水系的种群分化较大;海南岛三大水系种群和漠阳江种群的单倍型分支与代表珠江水系单倍型的分支之间的亲缘关系较近,与其他地理区间种群的亲缘关系则相对较远;西江可能为珠江水系、漠阳江水系和海南岛三大水系间种群的扩散中心,其中一支往东向北江和东江扩散;另一支往南向海南岛扩散,海南岛三大水系种群尔后在冰期海退时向北扩散至漠阳江水系及珠江水系。AMOVA分析表明,唇和间地理区之间变异约占54.50%,地理区内种群间变异约占18.64%,种群内的变异占26.86%,这说明,唇和间种群Cyt b的遗传分化主要是来自地理区之间。错配分析及中性检验显示,全部种群、唇种群、间种群在历史上均没有发生过明显的扩张,两个mt DNA支系亦未发生过扩张,而海南岛的昌化江种群曾发生过种群扩张。

叉尾斗鱼种群遗传变异与亲缘地理

通过分析采自珠江、鉴江、漠阳江、赣江、韩江、黄冈河、九龙江和闽江8个流域23个采样点121尾叉尾斗鱼m tDNA控制区3′端和临近序列共400bp,研究其种群遗传变异和亲缘地理格局。所分析序列只有13个变异位点,共有11个单倍型,碱基序列总的单倍型多样性为0.576,核苷酸多样性为0.00818,均较低。珠江流域存在群体内独有单倍型,有两个广布单倍型H1和H2,分别占所有样品的19%和62%。最小进化网络图显示单倍型没有明显的亲缘地理格局,呈星状发散,H1和H2处于中心。AMOVA分析显示变异主要来自地理区内群体间,歧点分布和中性检测显示叉尾斗鱼并未经历种群扩张。结果表明叉尾斗鱼种群遗传多样性很低且存在地理差异;各流域个体呈混杂分布格局,现有群体可能在珠江流域有东西两个起源;推测种群最近经历严重瓶颈效应。

鄂报春(Primula obconica Hance)亲缘地理学的初步研究

为了获得鄂报春(PrimulaobconicaHance)的种内亲缘地理学信息,对叶绿体基因组上非编码区trnL-trnF的序列变异进行了分析。获得的20个单倍型具有一定的地理分布结构。对这些单倍型进行系统发育分析,得到了三个主要分支:东部分支广泛分布于中国东南部、湖南、湖北、四川和云南;四川分支分布于四川西部;云南分支分布于云南西北部。东部分支分布面积较后两个分支大,并且在东部分支中可以发现一定的演化关系。结合古气候学和地质学信息,推测东部分支中现存的单倍型由冰期时气候变冷导致鄂报春快速迁移而形成,云南、四川分支中的单倍型可能是在各自的避难所中得以保存。同时本文也简要地探讨了鄂报春几个亚种之间的分类学关系。

高山植物条纹狭蕊龙胆的分子亲缘地理学研究

草本植物由于较短的生活周期以及对环境变化的敏感性,可能会更好地揭示第四纪冰期以来植物居群变化的历史过程。分子亲缘地理学研究是揭示动植物居群历史的有力工具,但到目前为止对青藏高原草本植物的分子亲缘地理学研究几乎是空白。因此,本文选择在青藏高原及邻近地区生长的一年生高山草本植物条纹狭蕊龙胆为研究对象,进行了13个居群155个个体的叶绿体基因组(cpDNA)非编码片段trnH(GUG)-psbA基因间区序列变异检测,共发现7种单倍型,其中单倍型Hap A是分布最广的,而单倍型Hap E、Hap F和Hap G是拥有的居群所特有的。青藏高原东北部、东部及邻近地区的每个居群拥有的单倍型非常单一,而高原东南部横断山区的单倍型分布很集中,遗传多样性也相对较高。分子变异分析(AMOVA)结果表明整个分布区条纹狭蕊龙胆的遗传变异主要存在于居群间(73.05%),且居群间的遗传分化很高(GST=0.805,FST=0.731,NST=0.859),有着显著的亲缘地理学结构(NST>GST,P<0.05)和较低的居群间的平均基因流(Nm=0.184)。结合巢式支系法分析(NCA),根据本文的研究结果推测青藏高原东南部横断山区是该植物第四纪冰期时可能的避难所,而且在间冰期或冰期后,伴随着异域片段化和过去片段化从避难所发生范围扩张而形成当前单倍型及居群的分布格局。

珍稀濒危植物分子亲缘地理学研究进展

近年来,利用分子亲缘地理学,研究我国珍稀濒危植物地理格局分布或群体进化历史,探讨历史地质事件、地形地貌、气候变化及人为破坏对珍稀物种的形成、迁移和演化的影响成为国内外的一个研究热点。概述了现今我国珍稀濒危植物地理分布格局及成因,并总结了国内在该领域的研究进展和未来发展趋势,以期促进分子亲缘地理学研究工作的深入开展。

报春花属的保育遗传学及亲缘地理学研究进展

现存物种的分布格局、遗传结构是当前因素和历史因素共同作用的结果。人类的过度开发、全球变暖等当前因素造成的生境片段化是目前许多报春花属植物濒危的一大原因。该文总结了近年来报春花属内的保育遗传学研究进展,期望以此为更好地保护报春花属植物提供一定的理论基础。应用亲缘地理学研究方法可以弥补古生物学难以研究报春花植物历史成因的不足,因此也总结该方法在报春花属内的研究进展,并初步整理不同地区间的报春花属植物的分化式样,同时期望这些研究成果能为为研究报春花属植物在应对全球气候变化的响应机制方面提供一些参考。

岩蜥属Laudakia分类学和亲缘地理学研究进展

岩蜥属已知20种,分布于欧亚大陆,多生活于偏远山区乱石堆中,行为敏捷、不易捕捉。通过岩蜥属的分类历史和亲缘地理学研究进展的回顾,对岩蜥属分类学、生活史和高原适应性进化研究进行了展望。

分子亲缘地理学及遗传标记技术的应用

本文论述了分子亲缘地理学的产生和发展过程,以及国内外的研究进展,同时对遗传标记特别是线粒体DNA分子标记技术进行了详细阐述。

野生型金龙胆草核型和亲缘地理结构分析

金龙胆草Conyza blinii H.Lév.为我国云贵川地区重要的中药材,具有良好的消炎,止咳,平喘的功效。为了探究野生金龙胆草居群间的差异及其产生原因,本试验采集了9个不同地区的野生金龙胆草样本,对其进行苦蒿素含量测定、土壤无机元素含量测定、核型分析、叶绿体基因组以及亲缘地理结构分析。结果显示:在这9个居群中,攀枝花地区的野生金龙胆草次生代谢产物苦蒿素含量最高(4.8 mg/g),且该地区土壤Fe元素含量最高(5.52%)。核型分析显示金龙胆草为二倍体,染色体核型公式2n=2x=20=18m+2st。叶绿体基因组的系统进化分析表明,金龙胆草与匙叶紫菀(Aster spathulifolius Maxim.)亲缘关系较近。基于金龙胆草cpDNA的亲缘地理分析结果显示,Hap1为祖先型且金龙胆草经历过种群扩张事件,AMOVA分析显示6.2%的变异来自居群间,93.8%的变异来自居群内,居群间分化程度中等。综上,金龙胆草居群间并无显著的染色体变异,所以种群内部变异和土壤环境因素可能是金龙胆草居群间产生不同程度的苦蒿素含量差异的原因,本研究为金龙胆草野生资源的开发和利用提供理论基础。

热带亚洲北缘高山榕亲缘地理学初探

【目的】探讨热带亚洲地区乔木种的谱系地理分布格局及其演化历史。【方法】以热带雨林群落代表乔木种高山榕为研究对象,采集了热带亚洲大陆北缘25个高山榕种群177个个体,采用叶绿体DNA (cpDNA)片段psbA-trnH测序的方法,对其遗传多样性、种群结构及种群历史动态进行分析。【结果】高山榕种群遗传多样性较低(HT=0.378),只得到3个psbA-trnH单倍型,然而其中2个祖先单倍型被高山榕与近缘种共享。两两种群间遗传分化值FST在0.000~1.000之间,基因流水平低(Nm=0.260),97.8%的遗传变异来自于种群间,但不存在明显的亲缘地理结构[GST (0.887>NST (0.799)]。分子进化中性检验结果表明:自然选择在分子进化过程中未发挥重要作用,而失配分析显示为单峰分布。【结论】综合中性检验、失配分析以及物种分布模型结果,显示高山榕经历了缓慢的种群扩张过程,而有限的种子散播能力可能限制了种群间的基因流,导致高山榕种群扩张缓慢。

海峡两岸荒川库蠓亲缘地理学研究

以COⅠ、16S r DNA和ITS基因为标记,选用环斑库蠓Culicoides circumscriptus(N267)作为外群,对海峡两岸10个群体77个荒川库蠓标本的遗传距离、基因分化、系统发育和种群结构进行分析。基于COⅠ、16S r DNA基因数据集及ITS基因数据集的AMOVA分析均显示,大的遗传变异主要来自种群内的遗传变异,在线粒体数据集及核糖体数据集的比例分别为96.75%和91.44%。不同基因的分子数据显示,不同种群间的荒川库蠓遗传分化程度低、基因交流频繁,各个地理种群没有按照地理区划形成独特的遗传结构。气流及人为因素可能是造成其远距离扩散的主要原因。

东亚第三纪孑遗植物的亲缘地理学:现状与趋势

通过分析比较近年来东亚第三纪孑遗植物的种群遗传学与亲缘地理学的研究结果,总结了它们的谱系地理格局式样,分析了其形成的共同地史或气候成因,并对未来的研究提出了展望。东亚孑遗植物的谱系地理式样主要表现为以下4个方面:(1)中新世中期至晚期的气候变冷变干驱使孑遗植物发生了近期的物种形成,而上新世末以及更新世的气候变化则促进了它们的种内谱系分化、遗传多样性形成以及种群的收缩与扩张,种群的收缩与扩张导致部分类群形成地理谱系"缝合带"。(2)由于不同的植物类群具有不同的生态位需求以及生物学特点,更新世冰期暴露的东海陆桥对中国–日本间断分布的孑遗植物具有不同的"过滤"与"廊道"效应,从而导致其呈现不同的遗传隔离式样。(3)上新世末青藏高原的快速隆升以及上新世末/更新世初东亚季风气候的加强可能是多个亚热带地区分布的孑遗植物沿四川盆地附近发生东西谱系分化的根本原因,也是西北干旱带分布的孑遗植物发生东西谱系分化的驱动因素。(4)自晚中新世以来的全球气候变冷变干驱使部分第三纪孑遗植物在更新世以前就已经从中国大陆或日本本岛迁入台湾,并发生隔离分化,形成了新的物种或地理谱系。总之,历史与当代的地理以及环境共同影响了东亚第三纪孑遗植物的地理分布、遗传多样性、谱系分化以及物种形成。最后,我们强调了目前由单位点的简单分子钟模型的运用造成的研究不足,并对未来的研究提出了展望,即基因组数据和生物地理模型的使用以及群落水平的整合亲缘地理学研究是未来的研究方向。

植物亲缘地理学的研究现状与发展趋势

新生代以来剧烈的地质和气候变化,特别是第四纪冰期和间冰期的反复交错对温带植物类群的地理分布格局、种群结构和物种分化造成了深刻影响。近20年来,随着分子标记技术的发展和分析方法的成熟,植物亲缘地理学利用基因谱系关系和在种群中的时空分布来追溯种群的进化历史,在探讨植物类群对地质气候变迁的响应以及种群分化的历史成因等方面开展了大量工作,取得了一些重要进展。在取得这些成绩的同时,作者也注意到了被研究者所忽略的一些问题。试图对这些问题进行初步的总结,着重于分析方法和几个常用软件的使用,并对今后的发展趋势进行了展望。

中间黄颡鱼群体遗传变异与亲缘生物地理

通过分析81尾采自华南西部12条水系的中间黄颡鱼(Pelteobagrus intermedius)mtDNA控制区435 bp的序列,研究其群体遗传变异及亲缘生物地理格局。结果显示,中间黄颡鱼群体间的遗传分化较小,核苷酸变异只有0.54%。12条水系的群体共有7个单倍型,其中一些现已相互隔离的水系中的群体共享同一个单倍型,提示这些水系曾经有非常密切的联系。根据嵌套进化支序分析,中间黄颡鱼可能起源于峒中河、北仑河、防城河所在的广西与越南交界地区,并通过两条途径向华南沿海西部诸独立水系和海南岛扩散,在演化过程中,曾发生片断化事件,长距离建群和持续的分布区扩张。

南岭植物区系地理学研究──Ⅲ．植物区系地理亲缘与区划

南岭山地与相邻地区植物区系具有明显的过渡或替代关系，主要通过亚热带及亚热带亚热带亚洲分布成分与华南南亚热带及亚洲热带地区联系；与华中和华东地区植物区系的联系以亚热带及亚热带至温带分布和中国—日本间断分布成分来沟通；与西南地区植物区系的联系则表现为两地共有的古老和与遗成分区及石灰岩山地区系成分．华夏植物区系，是从古老的华夏植物群逐步发展起来的统一体，在区系分区上应划归为统一的华夏植物界，下分东亚植物区、马来西亚植物区和印度—喜马拉雅植物区。南岭山地植物区系拥有其自身的标志种、特有属和丰富的特有种，在区系分区上可划为完整的南岭植物亚省，下分东南岭植物县、中南岭植物县和西南岭植物县。

基于叶绿体DNA变异研究高山植物偏花报春的种内谱系地理结构(英文)

横断山地区是许多温带植物的冰期避难所。为揭示该地区分布物种的亲缘地理结构,检测了该地区特有、分布相对较为普遍的偏花报春Primula secundiflora的叶绿体trnL-trnF和rps16区序列变异。研究了11个居群109个个体,一共发现了15种单倍型。只有一种单倍型为3个居群所共有,其他单倍型都只存在于单个居群内。总的遗传多样性较高(HT=0.966),但居群内遗传多样性较低(HS=0.178)。尽管种内形态十分一致,居群间却存在高水平的遗传分化(FST=0.976)。NST(0.982)显著高于GST(0.816),表明偏花报春在居群间存在明显的亲缘地理结构。单倍型聚成四个主要的分支:三个分支的单倍型分布在北部,而另一分支的单倍型分布在南部。四个分支的隔离分布表明该物种在冰期存在多个避难所。未发现在其他温带物种中广泛存在的间冰期或者冰期后物种分布范围的统一扩张现象。但是,在气候变迁过程中由于居群增长-缩小反复发生,多数居群的遗传多样性降低。这些推断也被巢式分支分析所证实,距离隔离而导致的限制性基因流以及异域片断化被认为是该物种现有单倍型分布格局形成的主要原因。这种独特的谱系地理结构主要是由于气候变迁与该地区复杂的地质环境相结合造成的。

基于线粒体Cytb序列的广东地区大刺鳅群体遗传多样性分析

为了解广东地区大刺鳅遗传多样性特征,采集广东地区6个水系(西江、北江、东江、鉴江、漠阳江、韩江)193尾大刺鳅样本,测定其线粒体Cytb序列,并利用MEGA 6.0软件碱基组特点和遗传距离、DNAsp 5.0软件分析各群体的多样性水平和Network 5软件绘制单倍型网络关系图。结果表明:大刺鳅Cytb序列长度1138 bp,在193尾大刺鳅的Cytb序列中,A、C、T、G占比分别为25.9%、32.7%、27.7%和13.6%,遗传距离为0.0002~0.0131,遗传分化指数为0.035~0.866。6个大刺鳅群体共存在38个核苷酸变异位点,定义了20个单倍型,单倍型多样性为0.782,核苷酸多样性约为0.0072。基于线粒体Cytb序列构建的NJ树显示,广东地区的大刺鳅种群分为Ⅰ和Ⅱ两支。其中,支系Ⅰ包含了西江、北江、鉴江和漠阳江群体的部分样本以及东江和韩江群体的全部样本;支系Ⅱ包含了西江、北江、鉴江和漠阳江群体的部分样本。单倍型网络分析显示,西江水系的群体与东江、韩江以及漠阳江群体的亲缘关系较近,而北江群体与东江、西江群体间遗传分化较大。AMOVA分析表明,77.09%的变异来自于组群内群体间,37.92%的变异来自于群体内。核苷酸错配分析及中性检验结果显示,广东大刺鳅整体及各个群体在历史上均没有发生过明显的扩张。广东各水系的大刺鳅群体遗传多样性水平较低,野生种群的遗传多样性总体呈现下降趋势。