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1、第43卷 第2期復(fù)旦學(xué)報(自然科學(xué)版)Vol.43No.22004年4月JournalofFudanUniversity(NaturalScience)Apr.2004 文章編號:042727104(2004)0220260207瀕危植物華山新麥草(Psathyrostachyshuashanica)的遺傳多樣性及其保護(hù)杭 焱,金 燕,盧寶榮(生物多樣性與生態(tài)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,復(fù)旦大學(xué)生物多樣性科學(xué)研究所,上海 200433)摘 要:篩選的12條ISSR引物,對采集于陜西華山3個自然居群、20個亞居群的150個華山新麥草(Ps
2、athy2rostachyshuashanicaKengexGuo)個體的遺傳多樣性進(jìn)行了分析.發(fā)現(xiàn)華山新麥草樣本ISSR產(chǎn)物的多態(tài)位點(diǎn)比率(P)為96.8%;每個位點(diǎn)的平均有效等位基因數(shù)(Ae)為1.411;居群的預(yù)期雜合度(He)為0.251,大于一般風(fēng)媒異交植物的平均值0.148;居群的香農(nóng)多樣性指數(shù)(I)為0.391;這些結(jié)果表明華山新麥草在居群水平上有相對較高的遺傳多樣性.亞居群間的基因分化系數(shù)(GST)為0.304,表明大部分(約為70%)的遺傳變異均存在于亞居群內(nèi).同時亞居群間具有一定頻率的基因流,其遺傳相似性也較高,
3、變化范圍為0.796～0.974(平均為0.903).根據(jù)上述結(jié)果推斷,華山新麥草的瀕危不是因?yàn)檫z傳多樣性稀有,而是由于它對特殊生態(tài)環(huán)境的要求影響了它的擴(kuò)散而僅分布于華山這一狹小范圍.因此,只要能夠保證目前華山的生態(tài)環(huán)境不被進(jìn)一步破壞,華山新麥草就能得到很好的保護(hù)而不會因種內(nèi)遺傳多樣性降低而滅絕.關(guān)鍵詞:小麥族;華山新麥草;居群結(jié)構(gòu);遺傳多樣性;ISSR;資源保護(hù)中圖分類號:S512.024;文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A新麥草屬(PsathyrostachysNevski)是禾本科(Poaceae)小麥族(Triticeae)野生近緣種的重要遺傳
4、資源.該屬包括10余個多年生二倍體(2n=14)物種,均含N基因組,被認(rèn)為是小麥族中賴草屬(Leymus)的1二倍體祖先種之一.新麥草屬的絕大部分物種均分布于中亞的干旱植被類型中,是一類抗旱能力很強(qiáng)21,3的植物.新麥草屬植物具有重要的農(nóng)藝價值,除具有經(jīng)濟(jì)價值的牧草種類之外,脆穗新麥草(P.4,5fragilis)和栽培大麥(H.vulgare)屬間雜種中的染色體削除以及華山新麥草(P.huashanica)和普通6小麥(Triticumaestivum)雜種中小孢子母細(xì)胞的染色質(zhì)穿壁現(xiàn)象(chromatintransfer),分別
5、為大麥雙單倍體的培育和小麥育種特殊遺傳材料的建立提供了重要基因資源.對新麥草屬這樣一個具有重要意義植物類群的分類學(xué)、細(xì)胞遺傳學(xué)、種間雜交、系統(tǒng)演化以及遺傳多樣性和保護(hù)生物學(xué)研究,有利于其有效和可1～9持續(xù)利用.華山新麥草(P.huashanicaKengexGuo)為我國特有物種,僅在陜西省華山有分布,面積約為10余2km(北緯34°25′～34°30′,東經(jīng)109°57′～110°05′).華山新麥草與該屬的其他物種有較近的親緣關(guān)系并且含相同的基因組,但與其他物種形成間斷地理分布,而且在形態(tài)及生境上也有較大的差異.華山新麥草主要生
6、長在華山有一定的濕度的山坡、溝谷和路邊,特別是向陽之處.由于華山新麥草獨(dú)特的分類學(xué)地位、特殊的地理分布和作為小麥族的重要基因資源,目前該物種已被列為我國珍稀瀕危植物和急需保護(hù)的農(nóng)作10物近緣種.近年由于華山興建旅游設(shè)施,開發(fā)道路和游人的大量涌入,對華山新麥草的生存造成了嚴(yán)重11的威脅.據(jù)觀察統(tǒng)計,在過去的數(shù)年中已有不少的華山新麥草居群遭滅絕或是居群的面積顯著減小,必須采取有效措施予以保護(hù).本研究旨在利用ISSR分子標(biāo)記來分析華山新麥草自然居群的遺傳多樣性,以便了解其瀕危的遺傳 收稿日期:2003207204基金項(xiàng)目:上海市教委上海市
7、優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人資助計劃(00XD14006)作者簡介:杭 焱(1981—),女,本科畢業(yè)生;通迅聯(lián)系人盧寶榮教授.E2mail:brlu@fudan.edu.cn第2期 杭 焱等:瀕危植物華山新麥草(Psathyrostachyshuashanica)的遺傳多樣性及其保護(hù)261學(xué)基礎(chǔ),并根據(jù)其遺傳多樣性和居群遺傳結(jié)構(gòu)特點(diǎn)提出該稀有物種的保護(hù)對策.錨定ISSR(intersimplesequencerepeat)方法是用SSR為引物來擴(kuò)增重復(fù)序列之間的DNA區(qū)域,在SSR的3′端或5′端錨定1～4個兼并堿基,基因組上只有能與錨定
8、的核苷酸相匹配的位點(diǎn)才能被靶定,因而避免了SSR在基因組內(nèi)的12滑動,大大提高了PCR擴(kuò)增的專一性.所以該方法不僅在操作上和RAPD一樣簡單,而且還具有較高的穩(wěn)定性和重復(fù)性,適用于檢測物種居群水平上的遺傳變異.1 材料與方法1.1樣本
