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1、第43卷 第2期复旦学报(自然科学版)Vol.43No.22004年4月JournalofFudanUniversity(NaturalScience)Apr.2004 文章编号:042727104(2004)0220260207濒危植物华山新麦草(Psathyrostachyshuashanica)的遗传多样性及其保护杭 焱,金 燕,卢宝荣(生物多样性与生态工程教育部重点实验室,复旦大学生物多样性科学研究所,上海 200433)摘 要:筛选的12条ISSR引物,对采集于陕西华山3个自然居群、20个亚居群的150个华山新麦草(Ps
2、athy2rostachyshuashanicaKengexGuo)个体的遗传多样性进行了分析.发现华山新麦草样本ISSR产物的多态位点比率(P)为96.8%;每个位点的平均有效等位基因数(Ae)为1.411;居群的预期杂合度(He)为0.251,大于一般风媒异交植物的平均值0.148;居群的香农多样性指数(I)为0.391;这些结果表明华山新麦草在居群水平上有相对较高的遗传多样性.亚居群间的基因分化系数(GST)为0.304,表明大部分(约为70%)的遗传变异均存在于亚居群内.同时亚居群间具有一定频率的基因流,其遗传相似性也较高,
3、变化范围为0.796～0.974(平均为0.903).根据上述结果推断,华山新麦草的濒危不是因为遗传多样性稀有,而是由于它对特殊生态环境的要求影响了它的扩散而仅分布于华山这一狭小范围.因此,只要能够保证目前华山的生态环境不被进一步破坏,华山新麦草就能得到很好的保护而不会因种内遗传多样性降低而灭绝.关键词:小麦族;华山新麦草;居群结构;遗传多样性;ISSR;资源保护中图分类号:S512.024;文献标识码:A新麦草属(PsathyrostachysNevski)是禾本科(Poaceae)小麦族(Triticeae)野生近缘种的重要遗传
4、资源.该属包括10余个多年生二倍体(2n=14)物种,均含N基因组,被认为是小麦族中赖草属(Leymus)的1二倍体祖先种之一.新麦草属的绝大部分物种均分布于中亚的干旱植被类型中,是一类抗旱能力很强21,3的植物.新麦草属植物具有重要的农艺价值,除具有经济价值的牧草种类之外,脆穗新麦草(P.4,5fragilis)和栽培大麦(H.vulgare)属间杂种中的染色体削除以及华山新麦草(P.huashanica)和普通6小麦(Triticumaestivum)杂种中小孢子母细胞的染色质穿壁现象(chromatintransfer),分别
5、为大麦双单倍体的培育和小麦育种特殊遗传材料的建立提供了重要基因资源.对新麦草属这样一个具有重要意义植物类群的分类学、细胞遗传学、种间杂交、系统演化以及遗传多样性和保护生物学研究,有利于其有效和可1～9持续利用.华山新麦草(P.huashanicaKengexGuo)为我国特有物种,仅在陕西省华山有分布,面积约为10余2km(北纬34°25′～34°30′,东经109°57′～110°05′).华山新麦草与该属的其他物种有较近的亲缘关系并且含相同的基因组,但与其他物种形成间断地理分布,而且在形态及生境上也有较大的差异.华山新麦草主要生
6、长在华山有一定的湿度的山坡、沟谷和路边,特别是向阳之处.由于华山新麦草独特的分类学地位、特殊的地理分布和作为小麦族的重要基因资源,目前该物种已被列为我国珍稀濒危植物和急需保护的农作10物近缘种.近年由于华山兴建旅游设施,开发道路和游人的大量涌入,对华山新麦草的生存造成了严重11的威胁.据观察统计,在过去的数年中已有不少的华山新麦草居群遭灭绝或是居群的面积显著减小,必须采取有效措施予以保护.本研究旨在利用ISSR分子标记来分析华山新麦草自然居群的遗传多样性,以便了解其濒危的遗传 收稿日期:2003207204基金项目:上海市教委上海市
7、优秀学术带头人资助计划(00XD14006)作者简介:杭 焱(1981—),女,本科毕业生;通迅联系人卢宝荣教授.E2mail:brlu@fudan.edu.cn第2期 杭 焱等:濒危植物华山新麦草(Psathyrostachyshuashanica)的遗传多样性及其保护261学基础,并根据其遗传多样性和居群遗传结构特点提出该稀有物种的保护对策.锚定ISSR(intersimplesequencerepeat)方法是用SSR为引物来扩增重复序列之间的DNA区域,在SSR的3′端或5′端锚定1～4个兼并碱基,基因组上只有能与锚定
8、的核苷酸相匹配的位点才能被靶定,因而避免了SSR在基因组内的12滑动,大大提高了PCR扩增的专一性.所以该方法不仅在操作上和RAPD一样简单,而且还具有较高的稳定性和重复性,适用于检测物种居群水平上的遗传变异.1 材料与方法1.1样本
