基于ISSR和SRAP分子标记的黄精种质遗传多样性研究

目的 研究黄精Polygonati Rhizoma居群遗传多样性,为黄精药材资源保护和新品种培育提供依据。方法 以4个居群22个种源47份黄精种质资源为材料,选用14条ISSR和11对SRAP分子标记进行多态性检测、遗传多样性比较和聚类分析,揭示黄精种质的遗传多样性及地理分布特征。结果 ISSR引物和SRAP引物分别扩增出186和142条清晰带数,其中多态性条带数分别为185和140,多态性比率（percentage of polymorphic bands,PPB）分别为99.46%和98.59%;遗传多样性分析显示,ISSR和SRAP标记下基因分化系数（G_st）分别为0.279 9和0.231 6,即黄精遗传变异主要发生在种群内,居群间基因流（N_m）分别为1.286 4和1.659 3,遗传相似系数在0.053 3~0.948 1和0.032 8~0.967 7。聚类结果显示,相同黄精药材基原种质聚在一起,ISSR和SRAP标记分别将黄精居群分为5和3大类群,且以ISSR标记的聚类结果更符合实际地域分布。结论 黄精种质遗传多样性丰富,ISSR和SRAP标记可适用于黄精亲缘性鉴定,研究结果可为黄精资源的保护和育种提供一定参考。     

基于accD基因序列的牛至遗传多样性研究

目的 基于acc D基因序列分析不同产地牛至的遗传结构与分化,考察其遗传多样性。方法以8个居群69份样品为材料,试剂盒法提取植物基因组DNA,同源克隆法获得acc D序列,Sanger测序法双向测序,利用DNAsp、Arlequin等软件进行多态性分析,MEGA软件计算遗传距离并构建NJ发育树。结果 牛至acc D长度为1432-1436 bp,存在10个单倍型与16个变异位点,单倍型多态性为0.595,核苷酸多样性为0.157 50;牛至居群遗传分化较高（Gst=0.367 51,Nst=0.469 76,Fst=0.676 27）,基因流较低（Nm=0.43）,居群间变异（67.62%）是主要的变异来源。系统发育关系显示10种单倍型形成3大分支,主要以H2为中心形成发散状的系统结构,种群未发生扩张。结论 牛至居群存在较高的遗传多样性与遗传分化,可能主要与生境片段化、种群隔离及生活史特征相关,本研究为牛至种质资源的保护和开发利用提供理论基础。     

基于核基因ITS及叶绿体psbA-trnH和trnS-trnG基因怀地黄栽培起源探讨

目的从野生型驯化为栽培品种角度分析地黄Rehmannia glutinosa的遗传多样性,探讨河南焦作地区怀地黄的栽培起源。方法对地黄野生自然居群,栽培品种及其近缘物种ITS、psb A-trn H和trn S-trn G序列进行扩增和测序,分析比较中药材地黄野生自然居群,栽培品种间各序列的单倍型类型和核苷酸多态性,构建Neighbor-Joining(NJ)分子系统发育树。结果单倍型分析结果显示,地黄野生居群单倍型类型数量(ITS 6个,psb A-trn H 8个,trn S-trn G 9个)明显高于怀地黄栽培品种单倍型类型数量(ITS 3个,psb A-trn H 2个,trn S-trn G 3个)。地黄野生居群的单倍型多样性和核苷酸多样性均远高于怀地黄栽培品种间,在3个基因联合系统树上,地黄野生居群和栽培品种所有样品与茄叶地黄聚在一支,支持率为90%;23个栽培品种(29个样本)与来自温县的10号地黄野生居群聚为一支,支持率为78%。结论地黄野生型驯化为栽培品种过程发生了明显的遗传瓶颈,导致现存怀地黄栽培品种遗传基础狭窄,遗传多样性降低。怀地黄栽培品种可能起源于河南温县区域的地黄野生群体。     

河南产不同居群柴胡遗传多样性分析

目的研究河南野生柴胡遗传多样性。方法利用伏牛山区和太行山区的4个居群36份个体的ITS序列进行了遗传多样性分析。结果基于ITS序列共得到13个单倍型(A～M),单倍型多样性指数(H)为0.758±0.001 3,核酸多样性指数(π)为0.004 73,遗传分化系数(Gst)为0.319 8,种群间基因流(Nm)为0.53。结论河南野生柴胡种群具有较高的遗传多样性,但部分地区已经造成了柴胡遗传多样性的降低,柴胡种群间地理距离会限制种子介导的基因流。     

基于居群DNA条形码的药用植物黄芩的产地鉴别研究

目的:利用居群DNA条形码阐明不同产地(居群)黄芩的遗传分化程度,对其进行产地鉴别。方法:应用进化速率快和母系遗传的叶绿体DNA基因间序列,基于分子谱系地理学理论筛选出居群间遗传分化明显的片段,构建单倍型网状进化树,根据单倍型在网状进化树中的位置、出现的频率和地理分布范围的大小,划分出不同层次的居群DNA条形码,以用于地理分布范围宽窄不同的产地鉴别。结果:本实验筛选出3个叶绿体DNA基因间序列atpB-rbcL,trnL-trnF和psbA-trnH对17个黄芩野生居群进行分子谱系地理学分析,得到13个多态位点,共20个单倍型,其中3个分布最广、频率最高的单倍型可用于较广地域的产地鉴别,称为区域居群DNA条形码;3个分布次之、只存在于2～3个邻近居群的单倍型可用于较窄地域的产地鉴别,称为地区居群DNA条形码;另有8个仅局限在某一个居群的单倍型可用于特定居群的鉴别,称为居群特有DNA条形码。结论:叶绿体基因间序列在居群间存在明显遗传分化,可用于地理分布范围宽窄不同的黄芩产地鉴别。     

基于cp DNA序列和ISSR分子标记的甘肃祁连山地区麻花秦艽变异与遗传分化分析

目的 采用叶绿体基因(cp DNA)序列和ISSR分子标记技术对甘肃祁连山地区麻花秦艽进行序列变异和遗传分化分析。方法 利用试剂盒提取法提取麻花秦艽的基因组DNA,利用筛选出的trnS-trnG和rpl20-rps12引物进行扩增并测序,通过软件Chromas、ContigExpress对得到的序列进行校正、拼接,利用MegaX、DanSP5、GenALEx软件对拼接后的序列进行序列特征分析,最后利用PopART软件得到麻花秦艽的单倍型网状进化图。结果 18个麻花秦艽居群共计114个个体被成功扩增和测序;2个cp DNA片段经拼接后的长度为1 246 bp,共有676个多态性变异位点,459个单一突变位点、217个简约信息位点和107个插入-缺失位点;单倍型41个,其中特有单倍型34个;Tajima′s D检验在P>0.05水平上不显著,整体遵循中性进化模型。居群内变异百分比为89%,说明遗传变异主要存在于居群内;Fst=0.114(P<0.05),Nm=3.889说明居群间分化程度较低,居群间具有较强的基因交流。遗传距离与地理距离相关性分析r=-0.094(P<0.05),说明遗传距离与地理距离不具有明显的相关性。结论 甘肃祁连山地区麻花秦艽在物种水平上遗传多样性较高,具有丰富的单倍型类型,居群的遗传变异主要来自于遗传漂变。     

基于叶绿体DNA trnL内含子序列变异的远志谱系地理学研究

目的研究我国自然地理分布范围内远志Polygala tenuifolia的分子谱系地理情况,揭示其地理分布格局的形成原因,推测该物种潜在的冰期避难所及冰期后的迁移扩散路线。方法使用叶绿体非编码片段(trn L内含子序列)对远志在我国自然地理分布区内的39个居群308个个体的遗传变异分布模式进行检测。结果共发现26个多态性位点,得到12种叶绿体单倍型。单倍型系统发育分析显示远志自然居群可划分为南、北2个地理组群:北方(包括中国东北、中部、西北地区)组群和南方组群,南北组群没有共享单倍型。居群遗传结构分析表明2个地理组群之间遗传分化较大(Gst=0.783,P<0.001),物种水平遗传多样性较高(Ht=0.755),北方组群不存在明显的谱系地理结构。结论第四纪冰期时远志在中国北方和南方地区存在多个避难所;冰期后或间冰期,北方地区发生了明显的居群扩张事件;南、北组群的分化可能是由于长期的地理隔离所致。     

基于cp DNA的当归野生与栽培种质鉴定与遗传变异分析

目的 基于叶绿体基因（cp DNA）对甘肃省11个当归栽培品种（系）及7个野生当归居群进行了遗传变异分析，为当归的种质鉴定和新品种的选育提供参考。方法 利用3对cp DNA 引物对当归样品进行聚合酶链式反应（PCR）扩增并测序，利用MegaX软件对序列特征进行统计，并计算当归居群间平均遗传距离，利用NTSYS 2.10e软件构建遗传距离非加权组平均法（UPGMA）聚类图。利用DanSP v6软件计算当归序列多态性及Tajima中性检验；利用PERMUT软件计算当归居群结构；利用Arlequin v3.5软件进行分子变异分析；最后利用PopART 1.7软件构建TCS单倍型网络图。结果 3对cp DNA 引物扩增、测序、比对、合并后的序列长度为1 759 bp，野生当归检测到1个变异位点，栽培当归检测到480个变异位点，其中单一突变位点97个，简约信息位点383个，插入-缺失位点152个。在野生组和栽培组当归cp DNA 的matK、psbA-trnH和rbcL 3个区域中，多态性最高的区域均为matK。全部当归联合序列的Tajima中性检验均为不显著负值，但在栽培当归中psbA-trnH和rbcL基因中呈显著负值，说明当归整体上遵循中性进化，而psbA-trnH和rbcL基因经历过选择。野生居群间的遗传分化程度（Fst=0）低于栽培当归居群间的分化程度（Fst=0.114 19，P<0.05），且二者之间遗传分化程度较高（Fst=0.942 55，P<0.01）。栽培当归居群中变异主要来源于居群内部（89%）。遗传距离UPGMA聚类树显示野生当归和栽培当归各自聚为一支，亲缘关系较远，栽培当归中居群3距离其他栽培当归居群较远。TCS单倍型网络图由15个单倍型和4个未知单倍型构成，分为3部分，各部分间变异次数较多，共享单倍型仅分布于野生或栽培组之内，组间不存在共享单倍型。结论 当归在物种水平上遗传多样性偏低，野生当归居群多样性低于栽培当归，野生与栽培当归组间的遗传分化程度高，而野生当归居群内和栽培当归居群内的分化程度均较低，栽培当归中遗传变异主要存在于居群内。     

广西地不容SSR标记开发及遗传多样性研究

目的基于广西地不容转录组序列开发SSR引物,并用于该物种自然居群遗传多样性的研究。方法从广西地不容转录组测序获得的unigene序列中挖掘SSR位点,采用Oligo 7.0软件设计引物,通过电泳法筛选得到多态性高的SSR引物用于遗传多样性研究。结果从广西地不容转录组20 637条unigene序列中,搜索到6 833个SSR位点,出现频率为33.11%。基于转录组序列设计50对引物,筛选得到10对多态性高的引物。10对引物在5个居群63个样本中共扩增得到83个条带,有效条带百分率为100%,多态性信息量(PIC)为0.6889。在物种水平和居群水平上,Nei基因多样性指数(H)分别为0.725 2和0.613 4,Shannon多样性指数(I)分别为1.576 6和1.220 3,观察杂合度(Ho)分别为0.584 5和0.558 4,期望杂合度(He)分别为0.731 2和0.643 5。居群的遗传分化系数(Fst)为0.146 5,基因流(Nm)为1.456 9。UPGMA聚类分析表明,5个居群可分为3支系。结论开发的SSR标记适用于广西地不容的遗传多样性分析。广西地不容在物种和居群水平上均具较高的遗传多样性,遗传分化主要存在于居群内部。     

不同地理居群新塔花的ITS2和psbA-trnH序列及聚类分析

目的:分析18个不同地理居群新塔花的内转录间隔区(ITS)2和psbA-trnH序列,为其种质资源评价和基原药用植物遗传多样性分析提供参考。方法:试剂盒法提取新塔花基因组DNA,聚合酶链式反应(PCR)扩增ITS2和psbA-trnH间隔区序列,双向测序,拼接,基于Kimura两参数模型(K2P)构建邻接法(NJ)系统发育树。结果:不同地理居群新塔花ITS2和psbA-trnH序列均有种内差异。ITS2序列长度平均为236 bp,检测有9个单倍型,遗传距离为0～0. 022,不同地理居群新塔花聚为两支,XTH3,XTH6,XTH9等10个地理居群聚为一支,XTH4,XTH5,XTH10等8个地理居群聚为另一支。除XTH6的psbAtrnH序列存在6 bp缺失外,其他地理居群的psbA-trnH序列长度均为355 bp,检测有4个单倍型,遗传距离为0～0. 023,不同地理居群新塔花聚为两支,XTH1,XTH3,XTH4等12个地理居群聚为一支,XTH14,XTH17,XTH18聚为另一支。基于ITS2+psbA-trnH组合序列的系统发育(NJ)树显示,不同地理居群的新塔花可分为两支,XTH11,XTH12,XTH16等12个地理居群聚为一支,XTH14,XTH17,XTH18聚为另一支。结论:不同地理居群的新塔花地理位置接近或相似,相对遗传距离较小,亲缘关系较为接近,说明不同地理居群新塔花的亲缘关系及其遗传多样性与地理位置相关。     

不同产地忽地笑的叶绿体基因psb A-trn H序列分析

目的通过叶绿体基因psb A-trn H序列分析,探讨我国忽地笑种质资源的系统进化关系及分子鉴定方法。方法分别提取15省(市)52个忽地笑居群的DNA,经PCR扩增叶绿体基因psb A-trn H序列及测序,并用Mega5.0等软件对测序结果进行分析。结果 52条psb A-trn H序列长度为544～656 bp,GC含量为35.8%～37.0%,遗传距离为0.000 00～0.009 47;核苷酸变异(多态性)位点数共33个,其中简约信息位点9个,单一突变位点18个,插入/缺失片段6个;单倍型数量(H)10个,单倍型多态性水平(Hd)0.749,核苷酸多态性(π)0.002 63,收集的忽地笑资源具有较高的遗传多样性。最大简约法(maximum parsimony,MP)系统树中52个居群聚为4类,并且该聚类结果与其地理分布基本一致。结论不同产地忽地笑居群的遗传变异较大,psb A-trn H序列可作为忽地笑种源分子鉴定的依据;我国忽地笑种质资源在进化上具有明显的地域性特征。     

川续断种质资源遗传多样性的SRAP分析

目的 开展川续断种质资源的遗传多样性研究,为合理利用川续断种质资源提供理论依据.方法 运用SRAP分子标记方法对川黔境内川续断的遗传多样性进行分析.结果 10对引物共检测到124个位点,其中102个位点具有多态性,多态位点百分率(PPL)为82.26％.川续断总的Nei's基因多样性指数(H)为0.280 0,Shannon's多态性信息指数(D为0.435 3;居群水平上川续断的PPL为53.92％,H为0.121 2～0.244 0、I为0.179 6～0.361 1,其中5个高海拔、小生境特征的居群遗传多样性指标较高.居群间的基因分化系数Gst为0.293 0,基因流(Nm)为1.206 4.基于遗传相似度,14个居群可聚为3类.结论 川续断居群的遗传多样性水平丰富,遗传变异主要存在居群内,地理位置(海拔)和气候是川续断居群遗传多样性较高的影响因素,而地理隔离(小生境)是造成居群内遗传变异高于居群间的另一因素.     

厚朴与凹叶厚朴群体遗传学研究

目的:对厚朴与凹叶厚朴的群体遗传学进行研究,为中药厚朴的质量控制提供分子生药学方面的依据。方法:对厚朴与凹叶厚朴15个居群应用2个叶绿体基因间序列psbA-trnH和trnL-trnF进行PCR扩增并测序,计算厚朴与凹叶厚朴单倍型频率,用程序HaploNst分析遗传多样性和遗传结构,应用TCS version 1.13软件构建单倍型网状进化树。结果:厚朴与凹叶厚朴均无特有单倍型存在,但单倍型频率存在显著差异,已开始出现遗传分化的趋势,NST略大于GST。结论:厚朴与凹叶厚朴在遗传上已出现遗传分化的趋势,但尚未完全分化成彼此独立的单系。     

蒲公英属植物遗传多样性的RAPD分析

目的 分析4种蒲公英属植物的遗传关系和遗传多样性.方法 利用RAPD分子标记技术和方法对不同居群蒲公英进行检测,通过计算遗传相似系数建立其聚类分析图.结果 从150条随机引物筛选出10条有效引物,在河南4个品种24个野生蒲公英居群RAPD共扩增出1 110个位点,平均每个引物扩增出111个位点,每个居群扩增出46.25个位点;在所获得的95条可重现谱带中,7条单态,88条多态,多态性程度达92.63％,遗传距离在0.008 7 ～0.792 2.结论 蒲公英不同种、同一种不同居群间存在明显的遗传分化,其中种间差异大于种内,遗传多样性主要存在于居群间;RAPD技术可以作为蒲公英居群遗传多态性、亲缘关系及品种鉴别研究的有效手段.     

基于β-AS基因多态性的金铁锁核心种质构建

金铁锁是"云南白药"的重要组分,为我国西南地区的特有二级濒危保护植物。其野生资源已不能满足医药生产的需求,亟需通过对其种质资源进行研究,构建金铁锁核心种质。为金铁锁种质改良、分子育种等奠定基础。该研究采用了关键酶基因(β-AS)作为核基因标记对金铁锁进行了谱系地理学研究。研究结果显示,在所有居群中,总共检测到36个单倍型,单倍型多样性(Hd=0.905)较高,居群间存在一定的遗传分化(GST=0.280)。AMOVA结果显示,金铁锁居群内遗传多样性较低(22.57%),居群间的遗传变异占77.43%。单倍型分布结合网状进化分析结果显示,Hap1为普通单倍型,且位于网状图的中心位置,可判断为祖先单倍型。Hap2,Hap4,Hap15,Hap16共享单倍型,剩余的为居群特有单倍型。在此基础上,为了最大限度的保存金铁锁的遗传多样性,依据药用植物核心种质构建的标准提出了金铁锁核心种质的构建策略。     

明党参遗传多样性的SRAP分子标记

目的:研究明党参的遗传多样性,为明党参种质资源利用提供理论依据.方法:以10个不同居群的明党参为材料,通过SRAP分析,计算各样品间的遗传相似系数,在此基础上采用UPGMA方法进行聚类,构建树状图.结果:从160个引物组合中筛选得到17个多态性引物组合,共检测到363个基因位点,其中多态性位点有314个,平均每个引物组合产生18.47个多态性位点,多态性位点百分率为86.50%,显示了较高的多态性比率;各居群遗传相似系数在0.495 9～0.818 2;根据聚类结果可将10个不同居群的明党参分为两大类.结论:明党参不同居群间具有高度的遗传多样性;不同居群的亲缘关系与其地理分布有一定的相关性.     

栀子全基因组SSR标记开发及遗传多样性分析

目的 揭示栀子基因组的SSR分布规律,开发SSR标记引物,探究不同栀子居群间的遗传差异。方法 利用MISA软件对栀子全基因组序列进行SSR位点搜索分析,Primer 3.0软件设计SSR引物,然后对引物进行有效性和多态性检测,并利用筛选到的多态性引物对6个居群的57份栀子材料开展遗传多样性分析。结果 栀子基因组共鉴定到232 880个SSR位点,每2.3 kb有1个SSR位点,其中83.02%的SSR位点分布于基因间区域,外显子区域SSR位点最少,单核苷酸为栀子的优势重复基序,占总SSR的64.60%。从设计的SSR引物中挑选80对进行PCR扩增,85%的引物能够扩增成功。利用筛选出的9对高多态性SSR引物,对6个栀子居群进行遗传多样性分析,共检测到64条扩增条带,其中多态性条带62条,居群总遗传多样性(Ht)为0.246,居群内遗传多样性(Hs)为0.210,Nei’s基因分化系数(Gst)为0.146,基因流(Nm)为2.923。聚类分析结果显示,地理位置相邻的重庆、贵州、四川居群聚为一类,福建、浙江、江西居群聚为另一类。结论 基于全基因组序列开发栀子SSR标记是一种高效的途径,可...     

陕西秦岭地区三叶木通遗传多样性的AFLP分析

目的利用扩增片段长度多态性(AFLP)分子标记技术对陕西秦岭地区6个天然居群的三叶木通种质进行遗传多样性分析。方法利用10对引物组合对111份三叶木通种质进行AFLP扩增,并评估遗传多样性。结果 AFLP扩增结果共产生221条清晰的条带,其中多态性条带132条,占59.7%。6个三叶木通居群间遗传分化系数为0.505,基因多态性指数为0.185。在Nei’s遗传距离0.13处,6个天然居群被聚为4个类群。结论陕西秦岭地区三叶木通天然居群遗传多样性水平较低,居群内与居群间的遗传变异程度基本相同。     

基于ITS2 DNA序列的雷公藤属药材资源谱系地理学研究

目的 采用ITS2 DNA条形码技术,研究雷公藤属3种药用植物的遗传特性,揭示其地理分布格局的形成原因。方法 收集雷公藤属植物28个居群223份样本,提取基因组DNA,扩增ITS2基因序列并测序,并进行遗传多样性分析,绘制失配分布曲线检测群居历史动态变化情况,估算雷公藤属种间、种内群体间和群体内的差异及遗传分化系数。结果 雷公藤属28个居群223份样本共检测到12个碱基突变位点,构成10个单倍型。昆明山海棠Tripterygium hypoglaucum共有7个单倍型,H2～H7为特有单倍型;雷公藤Tripterygium wilfordii共有4个单倍型,H8为特有单倍型;东北雷公藤Tripterygium regelii共有3个单倍型,无特有单倍型;H1为3个物种间的共有单倍型,H9和H10为雷公藤和东北雷公藤共有单倍型。群体遗传多样性分析显示,雷公藤属具有较高的单倍型多态性（H_d＝0.615±0.024）和核苷酸多态性[P_i＝（9.47±0.58）×10⁻³]。群体遗传结构分析显示,雷公藤属的变异主要存在于物种之间（76.14%）,种内群体间和群体内的变异分别为11.42%、12.44%。群体动态历史分析表明,雷公藤属、雷公藤和东北雷公藤曾经历过扩张,而昆明山海棠未经历过扩张。结论 雷公藤属及其属下的昆明山海棠和雷公藤的遗传多样性水平较高,而东北雷公藤遗传多样性水平较低。雷公藤属植物在第4纪冰期时,将中国西南、华中和华东的部分地区作为冰期避难所,冰期后以冰期避难所为中心向四周扩散,形成当前雷公藤属植物的分布格局。     

基于叶绿体基因trnL-trnF序列的滇重楼谱系地理学研究

谱系地理学在濒危珍贵植物遗传多样性以及核心种质构建中的应用研究是目前研究的热点。滇重楼Paris polyphylla var.yunnanensis是主要分布于中国的濒危药用植物,由于市场需求巨大导致野生滇重楼长期受到过度采挖,导致野生资源日趋濒危,故对滇重楼进行谱系地理学研究具有重要的意义。该研究利用叶绿体基因trnL-trnF对15个野生居群和17个栽培居群的滇重楼为研究材料进行了谱系地理分析。研究结果表明,根据中性检测和失配分析的结果,野生滇重楼没有检测到群体的快速扩张现象。对获得的cpDNA序列比对排序后,32个居群共检测到15种单倍型,其中,野生居群有1个单倍型为其特有,栽培居群有5个特有的单倍型,可见栽培居群的单倍型丰富度高于野生居群。根据单倍型的进化关系图及地理分布图,将野生滇重楼的单倍型主要分为两大支,第Ⅰ支的单倍型主要分布于贵州,第Ⅱ支的单倍型分布于云南及四川会东。因此,推测贵州和滇西地区可能是滇重楼在第四纪冰期时代的避难所,这2个区域的滇重楼应该列入保护区才能更有效地保护野生滇重楼资源。