rpl32-trnL片段在柳穿鱼不同地理居群遗传多样性分析中的应用

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.009

植物研究 ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (5): 780-789.doi: 10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.009

rpl32-trnL片段在柳穿鱼不同地理居群遗传多样性分析中的应用

张玉洁, 石鹏霞, 赵凡, 陈晓丹, 孙坤, 张辉()

西北师范大学生命科学学院，兰州 730070

收稿日期:2022-03-29 出版日期:2022-09-20 发布日期:2022-09-15
通讯作者: 张辉 E-mail:zhanghui@nwnu.edu.cn
作者简介:张玉洁（1997—），女，硕士研究生，主要从事系统与进化植物学方向的研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目(31060033);中科院遗传发育所染色体工程国家重点实验室开放基金项目(PCCE-KF-2019-06)

Genetic Diversity Analysis from Different Geographic Populations of Linaria vulgaris var. sinensis by rpl32-trnL Fragment

Yujie ZHANG, Pengxia SHI, Fan ZHAO, Xiaodan CHEN, Kun SUN, Hui ZHANG()

College of Life Science，Northwest Normal University，Lanzhou 730070

Received:2022-03-29 Online:2022-09-20 Published:2022-09-15
Contact: Hui ZHANG E-mail:zhanghui@nwnu.edu.cn
About author:ZHANG Yujie（1997—），female，master，major in plant systematics and evolution.
Supported by:
Under the auspices of the National Natural Science Foundation of China(31060033);Open funded Fund of the State Key Laboratory for Chromosome Engineering,Institute of Genetics and Developmental Biology,Chinese Academy of Sciences(PCCE-KF-2019-06)

摘要/Abstract

摘要：

为了探究柳穿鱼（Linaria vulgaris）不同地理居群的遗传多样性，利用叶绿体DNA的rpl32-trnL片段对包含62个个体的4个柳穿鱼地理居群遗传多样性进行了研究。结果显示：柳穿鱼4个居群中共检测到15种单倍型和76个变异位点，总遗传多样性较高（H_d=0.878，π=0.003 88，K=2.994），遗传变异主要存在于居群内（51.49%），隶属于柳穿鱼虫媒异交繁殖策略的遗传特征；不同地区柳穿鱼居群间遗传分化大（0.466 14），居群间基因交流水平较低（0.29）；遗传分化程度与地理距离存在中等程度相关性但不显著（R² = 0.36，P > 0.05）。中性检验显示除合水居群（HS）在进化过程中经历过瓶颈效应（Fu and Li’s D=-2.450 49，P<0.05）外，其他居群进化过程符合分子进化的中性理论。本研究结果不仅揭示了繁殖策略、地理隔离及生境干扰等因素塑造我国北方柳穿鱼居群遗传多样性和遗传结构特征，而且也为今后柳穿鱼资源保护策略的选择提供了理论依据。

关键词: 柳穿鱼, 地理居群, 遗传多样性, rpl32-trnL

Abstract:

In order to investigate the population genetic characteristics of Linaria vulgaris， four different geographic populations containing 62 individuals were analyzed by using rpl32-trnL fragment of chloroplast DNA. The results showed that there were 15 haplotypes and 76 loci existing in 4 populations. The total genetic diversity of L. vulgaris reached a high level（H_d=0.878， π=0.003 88， K=2.994）. The AMOVA analysis showed that the genetic variations were mainly maintained within the populations（51.49%）， which was consistent with the genetic characteristics of self-incompatibility in L. vulgaris. The genetic differentiation among four geographic populations was significant（F_ST=0.466 14）， while the gene flow between different geographic populations was rather low（N_m=0.29）. The genetic differentiation between different populations was positively correlated with the geographical distance but no significance（R²=0.36， P>0.05）. The results of neutrality test showed that the Heshui population（HS） might experience some bottleneck events during its evolution （Fu and Li’s D=-2.450 49，P<0.05）， and the evolutionary feature of the other populations was consistent with the neutral hypothesis. This study revealed that the reproductive strategies， geographic isolation， and habitat disturbance were not only responsible for the rather high level of genetic diversity in the populations distributed in the northern area of China as well as their genetic structure characteristics， but also it might provide a scientific basis for the further study of conservation genetics in L. vulgaris.

Key words: Linaria vulgaris, geographic populations, genetic diversity, rpl32-trnL

中图分类号:

Q949.777.8

张玉洁, 石鹏霞, 赵凡, 陈晓丹, 孙坤, 张辉. rpl32-trnL片段在柳穿鱼不同地理居群遗传多样性分析中的应用[J]. 植物研究, 2022, 42(5): 780-789.

Yujie ZHANG, Pengxia SHI, Fan ZHAO, Xiaodan CHEN, Kun SUN, Hui ZHANG. Genetic Diversity Analysis from Different Geographic Populations of Linaria vulgaris var. sinensis by rpl32-trnL Fragment[J]. Bulletin of Botanical Research, 2022, 42(5): 780-789.

参考文献

1	王洪新，胡志昂.植物的繁育系统、遗传结构和遗传多样性保护［J］.生物多样性，1996，4（2）：92-96.
1	WANG H X， HU Z A.Plant breeding system，genetic structure and conservation of genetic diversity［J］.Chinese Biodiversity，1996，4（2）：92-96.
2	JANSEN R K， RAUBESON L A， BOORE J L，et al.Methods for obtaining and analyzing whole chloroplast genome sequences［J］.Methods in Enzymology，2005，395：348-384.
3	孙荣喜.中国枫香树遗传多样性及谱系地理研究［D］.北京：中国林业科学研究院，2017.
3	SUN R X.Genetic diversity and phylogeography of Liquidambar formosana hance in China［D］.Beijing：Chinese Academy of Forestry，2017.
4	孙坤，陈晓丹，李小伟，等.柳穿鱼自然群体中不同cpDNA片段的序列分析与筛选研究［J］.西北师范大学学报（自然科学版），2013，49（3）：71-75，91.
4	SUN K， CHEN X D， LI X W，et al.Sequences analysis and selection of chloroplast DNA fragments in natural populations of Linaria vulgaris（L.） Mill（Plantaginaceae）［J］.Journal of Northwest Normal University（Natural Sciences Edition），2013，49（3）：71-75，91.
5	姜颖.柳穿鱼（Linaria vulgaris var. sinensis）耐旱性的研究［D］.哈尔滨：东北林业大学，2007.
5	JIANG Y.Study on drought tolerance of Linaria vulgaris var. sinensis［D］.Harbin：Northeast Forestry University，2007.
6	ARNOLD R M.Pollination，predation and seed set in Linaria vulgaris（Scrophulariaceae）［J］.The American Midland Naturalist，1982，107（2）：360-369.
7	NADEAU L B， KING J R.Seed dispersal and seedling establishment of Linaria vulgaris Mill.［J］.Canadian Journal of Plant Science，1991，71（3）：771-782.
8	朱亚民.内蒙古植物药志：第3卷［M］.呼和浩特：内蒙古人民出版社，1989.
8	ZHU Y M.Nei Monggol medicinal flora-Third［M］.Hohhot：Inner Mongolian People’s Publishing House，1989.
9	KUANG W H， ZHANG X， LAN Z.Flavonoids extracted from Linaria vulgaris protect against hyperlipidemia and hepatic steatosis induced by western-type diet in mice［J］.Archives of Pharmacal Research，2018，41（12）：1190-1198.
10	朱芳丽.柳穿鱼黄素抑制食管鳞癌增殖的机制研究［D］.郑州：郑州大学，2020.
10	ZHU F L.Studies on the mechanism of pectolinarigenin inhibiting the proliferation of esophageal squamous carcinoma［D］.Zhengzhou：Zhengzhou University，2020.
11	MA C， HIGASHI N， ISHIGURO K，et al.Allergy-preventive effects of linarinic acid and its tetrahydropyrrolo［2，1-b］ quinazoline derivatives isolated from Linaria vulgaris ［J］.Journal of Natural Medicines，2018，72（2）：582-587.
12	孙伟.野生柳穿鱼试管苗生根与移栽的试验研究［J］.北方园艺，2010（13）：169-170.
12	SUN W.Study of test tube rooting and transplant of Linavia vulgaris ［J］.Northern Horticulture，2010（13）：169-170.
13	孙伟.野生柳穿鱼扦插繁殖技术研究［J］.中国农学通报，2010，26（13）：298-301.
13	SUN W.The research on cottage propagation technology of wild Linaria vulgaris ［J］.Chinese Agricultural Science Bulletin，2010，26（13）：298-301.
14	岳桦，申建红.不同浓度Na₂CO₃胁迫柳穿鱼幼苗的生理指标变化［J］.贵州农业科学，2015，43（4）：78-81.
14	YUE H， SHEN J H.Variation of physiological index of Linaria vulgaris seedlings under different Na₂CO₃concentration［J］.Guizhou Agricultural Sciences，2015，43（4）：78-81.
15	申建红.Na₂CO₃、NaHCO₃胁迫对柳穿鱼形态及相关生理指标的影响［D］.哈尔滨：东北林业大学，2015.
15	SHEN J H.Effects of Na₂CO₃，NaHCO₃stress on the form and some physiological characteristics of Linaria vulgaris ［D］.Harbin：Northeast Forestry University，2015.
16	ZORI? A S， MORINA F， TO?EVSKI I，et al.Resource allocation in response to herbivory and gall formation in Linaria vulgaris ［J］.Plant Physiology and Biochemistry，2019，135：224-232.
17	何艳.柳穿鱼酸衍生物的合成及活性研究［D］.沈阳：沈阳药科大学，2006.
17	HE Y.The research on the synthesis and bioactivities of Linarinic acid derivatives［D］.Shenyang：Shenyang Pharmaceutical University，2006.
18	华会明，李铣，邢素娥，等.柳穿鱼化学成分的研究［J］.中国药学杂志，2005，39（9）：653-656.
18	HUA H M， LI X， XING S E，et al.Study on the chemical constituents of Linaria vulgaris ［J］.Chinese Pharmaceutical Journal，2005，39（9）：653-656.
19	华会明，李铣，张海泉.柳穿鱼中的甾类化合物［J］.沈阳药科大学学报，2000，17（1）：40-42，48.
19	HUA H M， LI X， ZHANG H Q.Steroids from Linaria vulgaris Mill.［J］.Journal of Shenyang Pharmaceutical University，2000，17（1）：40-42，48.
20	GABRIEL SEGARRA-MORAGUES J， MATEU-ANDRéS I.Levels of allozyme diversity in closely related toadflaxes（Linaria，Plantaginaceae） and their correspondence with the breeding systems of the species［J］.Conservation Genetics，2007，8（2）：373-383.
21	陈晓丹.中国柳穿鱼自然居群的遗传多样性研究［D］.兰州：西北师范大学，2013.
21	CHEN X D.The study of genetic diversity of natural populations of Linaria vulgaris（L.） Mill（Plantaginaceae） in China［D］.Lanzhou：Northwest Normal University，2013.
22	POREBSKI S， BAILEY L G， BAUM B R.Modification of a CTAB DNA extraction protocol for plants containing high polysaccharide and polyphenol components［J］.Plant Molecular Biology Reporter，1997，15（1）：8-15.
23	严容，张辉，苏雪，等.棱果沙棘及其亲本cpDNA trnS-G片段的序列变异分析［J］.西北师范大学学报（自然科学版），2009，45（1）：94-97.
23	YAN R， ZHANG H， SU X，et al.Sequences variation analysis between Hippophae goniocarpa and its parents on cpDNA trnS-G region sequences［J］.Journal of Northwest Normal University（Natural Science Edition），2009，45（1）：94-97.
24	ROZAS J， FERRER-MATA A， SáNCHEZ-DELBARRIO J C，et al.DnaSP 6：DNA sequence polymorphism analysis of large data sets［J］.Molecular Biology and Evolution，2017，34（12）：3299-3302.
25	TAMURA K， PETERSON D， PETERSON N，et al.MEGA5：molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood，evolutionary distance，and maximum parsimony methods［J］.Molecular Biology and Evolution，2011，28（10）：2731-2739.
26	BANDELT H J， FORSTER P， R?HL A.Median-joining networks for inferring intraspecific phylogenies［J］.Molecular Biology and Evolution，1999，16（1）：37-48.
27	PEAKALL R， SMOUSE P E.Genalex 6：genetic analysis in Excel.Population genetic software for teaching and research［J］.Molecular Ecology Notes，2006，6（1）：288-295.
28	EXCOFFIER L， LAVAL G， SCHNEIDER S.Arlequin（version 3.0）：an integrated software package for population genetics data analysis［J］.Evolutionary Bioinformatics Online，2005，1：47-50.
29	WRIGHT.Evolution and the genetics of populations：a treatise in four volumes［M］.Chicago：University of Chicago Press，1968.
30	SLATKIN M.Gene flow and the geographic structure of natural populations［J］.Science，1987，236（4803）：787-792.
31	黄静.地黄属植物遗传结构与物种进化历史研究［D］.西安：西北大学，2016.
31	HUANG J.Genetic structure and evolutionary history of the genus Rehmannia ［D］.Xi’an：Northwest University，2016.
32	文亚峰，韩文军，吴顺.植物遗传多样性及其影响因素［J］.中南林业科技大学学报，2010，30（12）：80-87.
32	WEN Y F， HAN W J， WU S.Plant genetic diversity and its influencing factors［J］.Journal of Central South University of Forestry & Technology，2010，30（12）：80-87.
33	MATEU-ANDRéS I.Allozymic variation and divergence in three species of Antirrhinum L.（Scrophulariaceae-Antirrhineae）［J］.Botanical Journal of the Linnean Society，1999，131（2）：187-199.
34	MATEU-ANDRéS I， SEGARRA-MORAGUES J G.Population subdivision and genetic diversity in two narrow endemics of Antirrhinum L.［J］.Molecular Ecology，2000，9（12）：2081-2087.
35	MATEU-ANDRéS I， SEGARRA-MORAGUES J G.Patterns of genetic diversity in related taxa of Antirrhinum L.assessed using allozymes［J］.Biological Journal of the Linnean Society，2003，79（2）：299-307.
36	MATEU-ANDRéS I.Low levels of allozyme variability in the threatened species Antirrhinum subbaeticum and A.pertegasii（Scrophulariaceae）：implications for conservation of the species［J］.Annals of Botany，2004，94（6）：797-804.
37	MATEU-ANDRéS I， DE PACO L.Genetic diversity and the reproductive system in related species of Antirrhinum ［J］.Annals of Botany，2006，98（5）：1053-1060.
38	TORRES E， IRIONDO J M， PéREZ C.Genetic structure of an endangered plant，Antirrhinum microphyllum（Scrophulariaceae）：allozyme and RAPD analysis［J］.American Journal of Botany，2003，90（1）：85-92.
39	BROWN A H D， CLEGG M T， KAHLER A L，et al.Plant population genetics，breeding，and genetics resourses［J］.Bioscience，1990，41（1）：613-614.
40	HAMRICK J L， GODT M J W， SHERMAN-BROYLES S L.Factors influencing levels of genetic diversity in woody plant species［J］.New Forests，1992，6（1/2/3/4）：95-124.
41	SILVA-MONTELLANO A， EGUIARTE L E.Geographic patterns in the reproductive ecology of Agave lechuguilla（Agavaceae） in the Chihuahuan desert.II.Genetic variation，differentiation，and inbreeding estimates［J］.American Journal of Botany，2003，90（5）：700-706.
42	JIMéNEZ J F， SáNCHEZ-GóMEZ P， GüEMES J，et al.Genetic variability in a narrow endemic snapdragon（Antirrhinum subbaeticum，Scrophulariaceae） using RAPD markers［J］.Heredity，2002，89（5）：387-393.
43	杨艳婷，侯向阳，魏臻武，等.羊草叶绿体非编码区多态性标记筛选及群体遗传多样性［J］.草业学报，2018，27（10）：147-157.
43	YANG Y T， HOU X Y， WEI Z W，et al.Screening and genetic diversity analysis of chloroplast non-coding regions in Leymus chinensis ［J］.Acta Prataculturae Sinica，2018，27（10）：147-157.
44	WANG I J.Examining the full effects of landscape heterogeneity on spatial genetic variation：a multiple matrix regression approach for quantifying geographic and ecological isolation［J］.Evolution，2013，67（12）：3403-3411.
45	WRIGHT S.Isolation by distance［J］.Genetics，1943，28（2）：114-138.
46	FRANKHAM R， BALLOU J D， BRISOE D A.Introduction to conservation genetics［M］.Cambridge：Cambridge University Press，2010.
47	HONNAY O， JACQUEMYN H.Susceptibility of common and rare plant species to the genetic consequences of habitat fragmentation［J］.Conservation Biology，2007，21（3）：823-831.

[1]	杨磊, 曹秋梅, 冯缨, 李文军. 珍稀濒危植物阜康阿魏的遗传多样性及遗传结构[J]. 植物研究, 2023, 43(1): 51-58.
[2]	常二梅, 刘建锋, 黄跃宁, 李红丽, 单冰燕, 江泽平, 赵秀莲. 岷江柏野生居群和迁地保护居群的遗传多样性比较[J]. 植物研究, 2022, 42(5): 772-779.
[3]	段义忠, 王海涛, 张格格, 严伟娜. 基于ISSR分子标记的孑遗濒危植物四合木遗传结构分析[J]. 植物研究, 2021, 41(3): 466-473.
[4]	吕冬雪, 张学杰, 张洛艳, 樊守金. 基于SSR技术对黄河三角洲二色补血草遗传多样性研究[J]. 植物研究, 2020, 40(6): 923-931.
[5]	宁馨, 姜小龙, 邓敏, 徐刚标. 基于简化基因组数据开发岭南青冈微卫星引物[J]. 植物研究, 2020, 40(4): 629-634.
[6]	管睿婷, 刘济明, 王敏, 陈敬忠, 武梦瑶, 童炳丽. 不同天然居群小蓬竹的遗传多样性[J]. 植物研究, 2019, 39(5): 740-751.
[7]	郭文丽, 李义良, 赵奋成, 铁军, 廖仿炎, 钟岁英, 林昌明, 叶威方. 湿加松无性系表型遗传多样性研究[J]. 植物研究, 2019, 39(2): 259-266.
[8]	刘济明, 管睿婷, 王敏, 陈敬忠, 童炳丽, 武梦瑶. 不同喀斯特小生境中小蓬竹的遗传多样性[J]. 植物研究, 2019, 39(1): 69-77.
[9]	蔡年辉, 许玉兰, 王亚楠, 陈诗, 汪梦婷, 李根前. 基于SSR标记的不同优势等级云南松遗传多样性分析[J]. 植物研究, 2019, 39(1): 87-95.
[10]	肖遥, 麻文俊, 易飞, 杨桂娟, 王秋霞, 王平, 王军辉. 滇楸种质生长性状遗传变异及表型性状遗传多样性分析[J]. 植物研究, 2018, 38(6): 843-851.
[11]	狄林楠, 李新蓉, 宋楠. 基于SCoT分子标记的裸果木遗传多样性分析[J]. 植物研究, 2018, 38(5): 725-732.
[12]	刘海瑞, 高庆波, 张发起, 邢睿, 迟晓峰, 陈世龙. 基于叶绿体基因序列rbcL-accD研究莛子藨的分子遗传多样性和谱系地理结构[J]. 植物研究, 2018, 38(2): 278-283.
[13]	郝久程, 贾鑫, 穆晓红, 张恒庆. 大连地区岛屿与大陆玉竹种群遗传多样性的ISSR分析[J]. 植物研究, 2017, 37(5): 709-714.
[14]	张安世, 张中海, 齐秀娟, 刘莹, 骆扬. 猕猴桃SCoT遗传多样性分析及指纹图谱的构建[J]. 植物研究, 2017, 37(2): 259-265.
[15]	徐静静, 赵冰, 张良英, 申惠翡, 李厚华. 西藏地区雪层杜鹃遗传多样性的AFLP分析[J]. 植物研究, 2017, 37(1): 88-95.

rpl32-trnL片段在柳穿鱼不同地理居群遗传多样性分析中的应用

Genetic Diversity Analysis from Different Geographic Populations of Linaria vulgaris var. sinensis by rpl32-trnL Fragment

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价