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Genetic diversity and DNA fingerprint of Pleioblastus by ISSR

大明竹属遗传多样性ISSR分析及DNA指纹图谱研究



全 文 :
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
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摇 摇 第 猿猿卷 第 圆源期摇 摇 圆园员猿年 员圆月摇 渊半月刊冤
目摇 摇 次
前沿理论与学科综述
中国南方红壤生态系统面临的问题及对策 赵其国袁黄国勤袁马艳芹 渊苑远员缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
叶生态学基础曳院对生态学从传统向现代的推进要要要纪念 耘援孕援奥德姆诞辰 员园园周年
包庆德袁张秀芬 渊苑远圆猿冤
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食物链长度理论研究进展 张摇 欢袁何摇 亮袁张培育袁等 渊苑远猿园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
个体与基础生态
天山盘羊夏季采食地和卧息地生境选择 李摇 叶袁余玉群袁史摇 军袁等 渊苑远源源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
松果梢斑螟对虫害诱导寄主防御的抑制作用 张摇 晓袁李秀玲袁李新岗袁等 渊苑远缘员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
菹草附着物对营养盐浓度的响应及其与菹草衰亡的关系 魏宏农袁潘建林袁赵摇 凯袁等 渊苑远远员冤噎噎噎噎噎噎噎
濒危高原植物羌活化学成分与生态因子的相关性 黄林芳袁李文涛袁王摇 珍袁等 渊苑远远苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
四年 韵猿熏气对小麦根际土壤氮素微生物转化的影响 吴芳芳袁郑有飞袁吴荣军袁等 渊苑远苑怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎
重金属 悦凿圆垣和 悦怎圆垣胁迫下泥蚶消化酶活性的变化 陈肖肖袁高业田袁吴洪喜袁等 渊苑远怨园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
种群尧群落和生态系统
不同生境中橘小实蝇种群动态及密度的差异 郑思宁 渊苑远怨怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
亚热带樟树鄄马尾松混交林凋落物量及养分动态特征 李忠文袁闫文德袁郑摇 威袁等 渊苑苑园苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎
景观尧区域和全球生态
中国陆地生态系统通量观测站点空间代表性 王绍强袁陈蝶聪袁周摇 蕾袁等 渊苑苑员缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
雅鲁藏布江流域 晕阅灾陨变化与风沙化土地演变的耦合关系 李海东袁沈渭寿袁蔡博峰袁等 渊苑苑圆怨冤噎噎噎噎噎噎
高精度遥感影像下农牧交错带小流域景观特征的粒度效应 张庆印袁樊摇 军 渊苑苑猿怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
高寒草原土壤有机碳及土壤碳库管理指数的变化 蔡晓布袁于宝政袁彭岳林袁等 渊苑苑源愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
芦芽山亚高山草甸尧云杉林土壤有机碳尧全氮含量的小尺度空间异质性
武小钢袁郭晋平袁田旭平袁等 渊苑苑缘远冤
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湘中丘陵区不同演替阶段森林土壤活性有机碳库特征 孙伟军袁方摇 晰袁项文化袁等 渊苑苑远缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎
东北黑土区片蚀和沟蚀对土壤团聚体流失的影响 姜义亮袁郑粉莉袁王摇 彬袁等 渊苑苑苑源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
滇西北高原纳帕海湿地土壤氮矿化特征 解成杰袁郭雪莲袁余磊朝袁等 渊苑苑愿圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
红壤区桉树人工林炼山后土壤肥力变化及其生态评价 杨尚东袁吴摇 俊袁谭宏伟袁等 渊苑苑愿愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎
圆园园园要圆园员园年黄河流域植被覆盖的时空变化 袁丽华袁蒋卫国袁申文明袁等 渊苑苑怨愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
庐山森林景观格局变化的长期动态模拟 梁艳艳袁周年兴袁谢慧玮袁等 渊苑愿园苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
暖温带鄄北亚热带生态过渡区物种生境相关性分析 袁志良袁陈摇 云袁韦博良袁等 渊苑愿员怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
不同生境和去趋势方法下的祁连圆柏径向生长对气候的响应 张瑞波袁袁玉江袁魏文寿袁等 渊苑愿圆苑冤噎噎噎噎噎
资源与产业生态
大小兴安岭生态资产变化格局 马立新袁覃雪波袁孙摇 楠袁等 渊苑愿猿愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
生态环境移动数据采集系统研究与实现 申文明袁孙中平袁张摇 雪袁等 渊苑愿源远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
城乡与社会生态
城市遥感生态指数的创建及其应用 徐涵秋 渊苑愿缘猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
研究简报
大明竹属遗传多样性 陨杂杂砸分析及 阅晕粤指纹图谱研究 黄树军袁陈礼光袁肖永太袁等 渊苑愿远猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎
干旱胁迫下 源 种常用植物幼苗的光合和荧光特性综合评价 卢广超袁许建新袁薛摇 立袁等 渊苑愿苑圆冤噎噎噎噎噎
基于 陨栽杂圆和 员远杂 则砸晕粤的西施舌群体遗传差异分析 孟学平袁申摇 欣袁赵娜娜袁等 渊苑愿愿圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
两种浒苔无机碳利用对温度响应的机制 徐军田袁王学文袁钟志海袁等 渊苑愿怨圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
北京山区侧柏林冠层对降雨动力学特征的影响 史摇 宇袁余新晓袁张建辉袁等 渊苑愿怨愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
学术信息与动态
景观生态学研究院传统领域的坚守与新兴领域的探索要要要圆园员猿厦门景观生态学论坛述评
杨德伟袁赵文武袁吕一河 渊苑怨园愿冤
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期刊基本参数院悦晕 员员鄄圆园猿员 辕 匝鄢员怨愿员鄢皂鄢员远鄢圆怨远鄢扎澡鄢孕鄢 预 怨园郾 园园鄢员缘员园鄢猿猿鄢圆园员猿鄄员圆
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封面图说院 黄土丘陵农牧交错带要要要黄土丘陵是中国黄土高原的主要地貌形态袁由于黄土质地疏松袁加之雨季集中袁降水强度
较大袁地表流水冲刷形成很多沟谷袁斜坡所占的面积很大遥 这里千百年来的农牧交错作业袁地表植被和生态系统均
遭受了严重的破坏遥 利用高精度影像对小流域景观的研究表明袁这里耕地尧林地和水域景观相对比较规则简单袁荒
草地和人工草地景观比较复杂遥 农牧交错带小流域景观形态具有分形特征袁各类景观斑块的分维数对粒度变化的
响应不同袁分维数随粒度的增大呈非线性下降趋势遥
彩图及图说提供院 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 耘鄄皂葬蚤造院 糟蚤贼藻泽援糟澡藻灶躁憎岳 员远猿援糟燥皂
第 33 卷第 24 期
2013年 12月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.33,No.24
Dec.,2013
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:福建省科技重点资助项目(2009N0006); 福建省科技重大资助项目(2011N5002)
收稿日期:2013鄄04鄄10; 摇 摇 修订日期:2013鄄09鄄13
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: zys1960@ 163.com
DOI: 10.5846 / stxb201304100663
黄树军,陈礼光,肖永太,荣俊冬,黄婷,何天友,郑郁善.大明竹属遗传多样性 ISSR分析及 DNA指纹图谱研究.生态学报,2013,33(24):7863鄄7871.
Huang S J, Chen L G, Xiao Y T, Rong J D, Huang T,He T Y, Zheng Y S.Genetic diversity and DNA fingerprint of Pleioblastus by ISSR.Acta Ecologica
Sinica,2013,33(24):7863鄄7871.
大明竹属遗传多样性 ISSR分析及 DNA指纹图谱研究
黄树军1,陈礼光1,肖永太2,荣俊冬1,黄摇 婷1,何天友2,郑郁善1,2,*
(1. 福建农林大学林学院, 福州摇 350002; 2. 福建农林大学园林学院,福州摇 350002)
摘要:利用对竹类有较好多态性的 18条引物及已优化的 ISSR反应体系和扩增程序,分析大明竹属 25 种竹的遗传多样性。 研
究结果:共扩增出重复性好的多态位点高达 88.3%,平均每个引物扩增 8.61个,DNA分子量在 160—3000 bp,此 25种竹类的平
均遗传距离为 0.5006,变异幅度为 0.1486—0.7191,说明大明竹属具有高的遗传多样性,种间遗传相对复杂。 ISSR 结果聚类分
析,在遗传距离 0.5396处将 25种竹划分为 3类,与形态分类结果大致一致,说明 ISSR技术能精确检测大明竹属部分植物的遗
传多样性及亲缘关系,有助于该属的分类。 试验用 U807、U815、U835、U836、U840、U841、U844 7条引物构建大明竹属 25种竹的
数字指纹识别码,为大明竹属部分植物的分类及种质鉴定提供参考。
关键词:大明竹属;遗传多样性;ISSR标记;DNA指纹图谱
Genetic diversity and DNA fingerprint of Pleioblastus by ISSR
HUANG Shujun1, CHEN Liguang1, XIAO Yongtai2, RONG Jundong1, HUANG Ting1, HE Tianyou2,
ZHENG Yushan1,2,*
1 College of Forestry, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China
2 College of Landscape, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China
Abstract: At present, there are more than one hundred scientific name all over the world and about twenty interiorly of
Pleioblastus (Bambusoideae ) . Because of its graceful form, Pleioblastus can be used as landscaping and garden landscape,
much more attention has been paid to its ecological and economical values. With the rapid development of modern molecular
biology techniques, the molecular marker technology has widely been used in the aspect of bamboo taxomomy and genetic
diversity, such as assistant classification at the molecular level, which is in favor of solving classification disputes and
important to identify the germplasm resources. Recently, some Pleioblastu classifications have been quite controversial in the
academic field, and just a few researches about applying molecular marker technology to genetic relationships in bamboo
speciess have been covered. As is known to all, ISSR (Inter simple sequence repeats) is proposed by Zietkiewicz, better at
stability and polymorphism, easy to operate, with low technical requirements and cost, and the ideal molecular marker
technology to construct DNA fingerprinting. Currently, ISSR has been widely used to the identification of varieties, analysis
of genetic diversity and so on.
Utilizing 18 screened primers with better polymorphism on bamboo and optimized ISSR reaction system and
amplification program in this paper, the genetic diversities of twenty鄄five kinds of bamboo in Pleioblastus were analyzed,
including P.china f. hisauchii, P. gramineus ( Bean) Nakai, P. amarus (Keng) Keng f. var. pendulifolius S. Y. Chen,
P.amarus ( Keng) Keng f. var. subglabratus S. Y. Chen, P. qingyuanensis, P. chino f. angustifolius, P. suichangensis,
P.simonii f. albostriatus, P.longifimbriatus S.Y.Chen, P.dokgyoamus, P.oleosus Wen, P.amarus var. (Keng) Keng f. var.
http: / / www.ecologica.cn
hangzhouensis S. L. Chen et S. Y. Chen (accepted name), P.amarus (Keng) Keng f., P.kongosanensis f. aureostriaus, P.
gozadakensis Nakai, P.hsienchuensis Wen, P. yunhoensis, P.maculates (McClure) C.D. Chu et C. S. Chao, P. juxianensis
Wen, P.intermedius S.Y.Chen, P.maculosoides Wen, P.yixingensis S.L.Chen et, P.longifimbriatus S.Y.Chen, P.graminens
f. manstopiral, P.rugatus Wen et S.Y.Chen.
The results showed that Eighteen ISSR primers amplified 155 DNA fragments, of which 137 ( 88. 3%) showed
polymorphic with good repeatability among the populations, which was to say “ each primer amplified 8. 61冶 . The DNA
molecular weight was from 160 bp to 3000 bp. The average genetic distance of twenty鄄five kinds of bamboo in Pleioblastus
was 0.5006, and the variation of its genetic distance was from 0.1486 to 0.7191, which indicated that the Pleioblastus were
in a high genetic diversity, and relatively complex interspecific genetic. At the same time, ISSR cluster analysis revealled
that the bamboos were divided into three categories at genetic distance 0.5396, and the results were generally consistent with
the morphological classification, which illustrated that ISSR technology detected accurately genetic diversity and genetic
relationship of some plants in Pleioblastus, to contribute to the classification of the genus. In the study, digital fingerprint
identification code of twenty鄄five bamboos in Pleioblastus were built with 7 primers (U807, U815, U835, U836, U840,
U841, U844), it will provide reference for classification and gerplasm identification of some plants in Pleioblastus.
Key Words: Pleioblastus ; genetic diversity; ISSR markers; DNA fingerprint
大明竹属(Pleioblastus )隶属竹亚科(Bambusoideae ),主要分布东南亚,目前已发表的学名有 100余种,我
国有 20余种,零散分布,长江中下游居多[1]。 该属竹笋可食,但味苦,竹竿通直壁厚,可作毛笔杆、伞柄、支架
等用。 一些竹如川竹[ P.simonii (Carriere) Naka ]、大明竹[ P.gramineus (Bcan) Nakai ]等的形态优美,被广
泛用于园林绿化及庭院景观。 该属的生态和经济价值越来越受人们关注。
竹类植物的生长发育规律都较为特殊,以花、果实等形态为主的传统植物分类方法对竹子分类复杂困难,
竹子分类不一[2鄄4],在学术上颇有争议[5]。 随现代分子生物技术的飞速发展,分子标记技术在竹子分类及遗
传多样性研究得到了广泛应用[6鄄11],分子标记可检测部分竹种的基因差异,在分子水平上辅助分类[12],助于
解决分类争议,对鉴定种质资源起重要作用。 近年来,常用的分子标记有 RFLP、RAPD、AFLP、ISSR、SSR、SNP
等。 简单重复序列间扩增(ISSR)是由 Zietkiewicz 提出,有较好的稳定性和多态性[13鄄14],其技术要求低,操作
简便,成本低,是构建基因图谱理想的分子标记技术。 ISSR技术已广泛应用于鉴定品种、分析遗传多样性、绘
制指纹图谱等研究领域[15鄄18]。 目前大明竹属的部分植物分类还存在争议[19],应用分子标记技术大明竹属植
物种间亲缘关系的研究报道不多。 本试验利用 ISSR技术分析大明竹属 25个种的遗传多样性,并用引物构建
25个种的 DNA数字指纹识别码,为大明竹属部分竹种分类提供相关依据。
1摇 材料和方法
1.1摇 材料
在福建农林大学百竹园取大明竹属 25个种含变种的嫩竹叶,每种取样 3—5株,用放变色硅胶的冰壶干
燥保鲜,并速带回置于-80 益低温保存,以备提取 DNA。 ISSR引物为哥伦比亚大学公布的 100 条中经筛选对
25个种具有较好多态性的 18条(见表 1)。 25个竹种依次编号(1—25)为:长叶苦竹 P.china f. hisauchii、大明
竹 P.gramineus (Bean) Nakai、垂枝苦竹 P. amarus (Keng) Keng f. var. pendulifolius S.Y. Chen、光箨苦竹 P.
amarus ( Keng) Keng f. var. subglabratus S. Y. Chen、庆元苦竹 P. qingyuanensis、白纹东根世 P. chino f.
angustifolius、遂昌苦竹 P.suichangensis、白纹女竹 P.simonii f. albostriatus、硬头苦竹 P.longifimbriatus S.Y.Chen、
橙绿鞘苦竹 P.dokgyoamus、油苦竹 P.oleosus Wen、杭州苦竹 P.amarus var. (Keng) Keng f. var. hangzhouensis S.
L. Chen et S. Y. Chen ( accepted name)、苦竹 P. amarus ( Keng) Keng f.、黄条金刚竹 P. kongosanensis f.
aureostriaus、秋竹 P. gozadakensis Nakai、仙居苦竹 P. hsienchuensis Wen、云和苦竹 P. yunhoensis、斑苦竹
P.maculates (McClure) C.D.Chu et C.S.Chao、衢县苦竹 P.juxianensis Wen、华丝竹 P.intermedius S.Y.Chen、丽水
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苦竹 P.maculosoides Wen、宜兴苦竹 P. yixingensis S. L. Chen et、实心苦竹 P. longifimbriatus S.Y. Chen、螺节竹
P.graminens f. manstopiral、皱苦竹 P.rugatus Wen et S.Y.Chen。
1.2摇 主要试剂和仪器
l0伊PCR Buffer、DNA ladder Marker、dNTPs Mixture(各 2.5 mmol / L)、ISSR引物、Taq DNA聚合酶、RNA酶、
MgCl2、琼脂糖(Agarose)等购于上海生工生物工程技术服务有限公司(Sangon);核酸染料 Gold View 购于上海
赛百盛公司;液氮购于福建省福州市第二化工厂;乙二胺四乙酸二钠(EDTANa2)、三羟基氨基甲烷(Tris)、硼
酸、溴酚蓝、无水乙醇、蔗糖等为国产分析纯。 主要实验仪器为:圣欧国际有限公司的 LabCycler PCR、上海培
清科技有限公司的 JS鄄680全自动数码凝胶成像分析仪、北京六一仪器厂 DYY鄄8C电泳仪等。
1.3摇 方法
1.3.1摇 DNA的提取
大明竹属 DNA的提取采用杭州博日公司 Biospin 植物基因组 DNA 提取试剂盒(Cat#BSCl3S1),在含有
Gold View核酸染料的 1.0%琼脂糖凝胶电泳,缓冲液为 1伊TBE,电泳电压为 5 V / cm,电泳时间 30 min,并用凝
胶成像分析仪检测 DNA的完整性。 用紫外分光光度计测定 DNA 纯度及浓度。 显示 DNA 质量完好,条带明
亮清晰完整,纯度合格,满足试验要求,于-20 益冰箱保存。
1.3.2摇 ISSR鄄PCR反应体系和扩增程序
查阅资料[20],PCR设定反应体积 20 滋L,40 ng模板 DNA、0.5 滋mol / L引物、0.5 mmol / L dNTPs、2 滋L的 10
伊PCR Buffer、1.0 U Taq DNA聚合酶、2.0 mmol / L Mg2+。 筛选时所应用的扩增程序固定为:94 益预变性 5 min,
94 益变性 30 s,55 益复性 30 s,72 益延伸 90 s,循环 40次,72 益延伸 7 min,4 益结束。 以大明竹 DNA样品为
模板,利用 UBC811 引物优化 ISSR 扩增体系。 以设定的原初体系为基础,单因素设计不同梯度的 Mg2+、Taq
DNA、引物、dNTPs、模板 DNA浓度,每次改变其中某一因素优化其体系。
经筛选,确定大明竹属部分植物的 ISSR鄄PCR反应体系为 20 滋L体系:2 滋L 的 l0伊Buffer;0.15 mmol / L 的
dNTPs;0.5 滋mol / L的引物;2.5 mmol / L的 MgCl2;50 ng / 20滋L的模板 DNA;1.0 U的 Taq DNA聚合酶;10.6 滋L
的灭菌 ddH2O。 其 ISSR扩增程序为:94 益预变性 5 min,94 益变性 60 s,55 益复性 45 s,72 益延伸 90 s,循环
40次,72 益延伸 7 min,4 益结束。 PCR产物检测用 1.5%琼脂糖凝胶电泳 1 h,电压 80 V,核酸染料染色,在紫
外凝胶成像分析仪拍照观察。
图 1摇 大明竹属植物 ISSR部分引物筛选图
Fig.1摇 Preliminary seletion of some ISSR primers on Pleioblastus
1.3.3摇 ISSR有效引物的筛选及反应体系的检验
用 100条随机引物对任意一份 DNA样品在优化的
反应体系及扩增程序扩增以筛选引物,引物需符合(1)
条带清晰,不模糊,不弥散;(2)空白中无或少假带;(3)
对所有样品均有质量好的条带。 最后,以 25 种竹子的
DNA作为模版,用筛选的 18 条引物检验有效引物及反
应体系(图 1)。
1.4摇 ISSR条带分析与数据统计
ISSR条带分析结果的记录过程,不能只依据带的
强弱取舍位点,位点的带应具较好的可重复性,对弱带的处理方式为:若重复性好,仅因升高退火温度而消失,
则视为退火位点不完全匹配造成,可记录;而弱带无规律可能为产物间退火、非专一性扩增或其他人为因素导
致,不可记录。
采用 Jaccard公式计算不同物种间随机扩增多态 DNA 片段相似性:F = 2Nxy / ( Nx +Ny),式中 F 为共享
度,Nxy为物种 X和物种 Y共有的 DNA片段数,Nx和 Ny分别为物种 X和物种 Y的 DNA片段数,任意两物种间
的遗传距离(P )根据其共享的 ISSR片段相似性 D来计算,D= -lnF [21]。
ISSR扩增带用“1冶和“0冶表示有或无,建立数据库。 利用 DPS 7.05 软件统计分析,根据遗传距离(P )采
5687摇 24期 摇 摇 摇 黄树军摇 等:大明竹属遗传多样性 ISSR分析及 DNA指纹图谱研究 摇
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用 UPGMA类平均法进行聚类分析,建立分析树状图。
2摇 结果与分析
2.1摇 大明竹属 25种竹不同引物的 ISSR标记多态性分析
利用筛选的 18条引物对 25种竹 ISSR分析,引物的碱基序列如表 1 所示。 多态位点百分率是衡量一个
群体内遗传变异水平高低的重要指标,某群体的比值若高,则说明该群体的环境适应性强;反之则弱,经长期
进化容易被淘汰。 18条引物在供试样品中共扩增出 155 个位点,其中多态位点 137 个,每个引物平均扩增
8郾 61个位点,多态位点有 7.61个,多态位点占扩增位点 88.3%。 说明大明竹属种间有较大的遗传差异,该属
作为一个群体具有强的环境适应能力。 18 条引物对 25 种竹共扩增条带 1816 条,每条引物平均扩增条带
100.88条,部分引物扩增如图 2—图 3所示。 扩增的 DNA片段分子量在 160—3000 bp之间。
表 1摇 大明竹属 ISSR分析引物
Table 1摇 The sequence of ISSR primers on Pleioblastus
引物 Primer 引物序列(5忆鄄3忆) Sequence of primer 引物 Primer 引物序列(5忆鄄3忆) Sequence of primer
UBC807 AGAGAGAGAGAGAGAGT UBC810 GAGAGAGAGAGAGAGA
UBC811 GAGAGAGAGAGAGAGAC UBC812 GAGAGAGAGAGAGAGAA
UBC815 CTCTCTCTCTCTCTCTG UBC825 ACACACACACACACAC
UBC826 ACACACACACACACACC UBC827 ACACACACACACACACG
UBC828 TGTGTGTGTGTGTGTGA UBC835 AGAGAGAGAGAGAGAGYC
UBC836 AGAGAGAGAGAGAGAGYA UBC840 GAGAGAGAGAGAGAGAYT
UBC841 GAGAGAGAGAGAGAGAYC UBC843 CTCTCTCTCTCTCTCTRA
UBC844 CTCTCTCTCTCTCTCTRC UBC888 BDBCACACACACACACA
UBC889 DBDACACACACACACAC UBC895 AGAGTTGGTAGCTCTTGATC
图 2摇 引物 U807对 25个大明竹属样品的 ISSR扩增电泳图谱
Fig.2摇 The 25 samples for Pleioblastus amplified by ISSR U807
图 3摇 引物 U810对 25个大明竹属样品的 ISSR扩增电泳图谱
Fig.3摇 The 25 samples for Pleioblastus amplified by ISSR U810
2.2摇 大明竹属部分竹类种间遗传距离及遗传多样性分析
通过比较扩增条带有无、数量及带型差异来分析种间的遗传多样性及亲缘关系。 差异条带数量多,带型
变化大,说明竹种间的遗传距离大,遗传多样性丰富,亲缘关系则较远,反之,遗传距离就小,亲缘关系则近。
亲缘关系可通过遗传距离(0—1之间)来判定,若为 1,则亲缘关系完全一样,若为 0 则无亲缘关系。 依据 18
条引物扩增结果,量化基因组指纹图谱为数据矩阵,用 Jaccard公式计算种间的遗传距离(表 2)。 大明竹属 25
种竹的平均遗传距离为 0.5006,变异幅度在 0.1486—0.7191之间,其遗传距离的平均值及变异幅度均较高,说
明大明竹属具有较高的遗传多样性,表明该属在遗传进化过程,受各类因素影响,或地理位置变迁,或气候变
化,种间的基因组 DNA发生了变异,从而构成丰富的基因库。 从 DNA水平分析,若种间遗传距离的变异幅度
大,则说明其遗传分化大,遗传多样性高,遗传背景复杂,该属的遗传距离大多在 0.5 范围内,说明了该属在遗
传上的相对稳定性。 表 2可知同一竹种的变种的种间遗传距离小,不同种的种间遗传距离较大,大明竹亚属
中的长叶苦竹、大明竹、螺节竹与苦竹组有较大的遗传距离,川竹亚属苦竹组的种间遗传距离小。 种间遗传距
离显示,大明竹属 25种竹的亲缘关系与形态分类的分类结果基本一致,说明该形态分类方法比较合理,且用
ISSR分析在分子水平检测该属部分植物的种间遗传多样性较为可靠。
6687 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33卷摇
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2摇












(对

线


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7
0.5
47
6
0.5
06
8
0.4
87
2
0.4
54
5
0.4
32
1
0.3
64
9
0.4
93
3
0.5
84
4
*
*
*
*
0.4
71
9
0.6
15
4
24
0.6
51
7
0.6
19
6
0.6
22
4
0.6
22
2
0.5
90
9
0.5
27
5
0.5
67
0.5
43
5
0.6
04
4
0.5
97
7
0.5
88
9
0.6
22
2
0.5
82
4
0.5
88
9
0.5
66
7
0.6
35
3
0.6
26
4
0.5
51
7
0.5
74
5
0.5
45
5
0.4
81
0.3
66
2
0.5
80
2
*
*
*
*
0.5
28
7
25
0.6
62
8
0.6
88
2
0.5
71
4
0.6
0.5
48
8
0.5
17
2
0.5
11
1
0.5
0.5
12
2
0.5
0.5
47
6
0.6
32
2
0.6
06
7
0.6
13
6
0.5
74
7
0.5
58
4
0.4
81
0.4
28
6
0.5
34
1
0.4
62
5
0.4
86
8
0.5
76
9
0.4
28
6
0.5
19
*
*
*
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2.3摇 大明竹属 25种竹的聚类分析
对扩增结果形成的基因型原始数据矩阵,运用 DPS 7.05软件分析大明竹属亲缘关系,根据遗传距离采用
Nei_Li最长距离法聚类分析,建立聚类分析树状图(图 4,表 3)。
聚类结果表明:大明竹、长叶苦竹的遗传距离最近 0.1618,先聚为第一类;在 0.3662 处宜兴苦竹、螺节竹
聚为一起,并在 0.4702处与丽水苦竹聚为第二类;在 0.1618 处同为苦竹变种的垂枝苦竹和光箨苦竹聚为一
起,并在 0.3665处与庆元苦竹聚为一枝;白纹东根世、白纹女竹在 0.1750 处聚在一起,并在 0.3124 处与遂昌
苦竹聚为一枝;上述两枝在 0.4332处聚为一枝;在 0.2113处硬头苦竹、櫈绿鞘苦竹聚在一枝;在 0.3319 处,杭
州苦竹、苦竹、黄条金刚竹、秋竹聚为一枝;在 0.4286处实心苦竹与皱苦竹聚为一枝;在 0.4337 处,油苦竹、云
和苦竹、衢县苦竹、斑苦竹、华丝竹、仙居苦竹聚为一枝;以上几枝最终在 0.5396 处合聚为第三类。 在图 4 画
线处(0.5396)可将 25种竹划分为 3组,即第 1组遗传距离为 0.1618:长叶苦竹和大明竹;第 2 组遗传距离为
0.4702:丽水苦竹、宜兴苦竹及螺节竹;第 3 组遗传距离为 0.5634:垂枝苦竹、光箨苦竹、庆元苦竹、白纹东根
世、白纹女竹、杭州苦竹、苦竹、硬头苦竹、櫈绿鞘苦竹、黄条金刚竹、秋竹、云和苦竹、衢县苦竹、斑苦竹、遂昌苦
竹、华思竹、油苦竹、仙居苦竹、实心苦竹和皱苦竹。
图 4摇 25个大明竹属竹种间的聚类树状图
摇 Fig. 4 摇 Dendrogram of the cluster of 25 bamboo species of
Pleioblastus based on ISSR markers
表 3摇 大明竹属植物个体的聚类次序及距离
摇 Table 3 摇 Clutering order and genetic distance of the 25 bamboo
species of Pleioblastus
T
Number
I
Linked level
J Indexing of
clutering order
距离
Distance
1 4 3 0.1486
2 2 1 0.1618
3 8 6 0.1750
4 13 12 0.1806
5 10 9 0.2113
6 15 14 0.2597
7 19 17 0.2875
8 18 17 0.2995
9 7 6 0.3124
10 20 17 0.3212
11 14 12 0.3319
12 24 22 0.3662
13 5 3 0.3663
14 17 11 0.4035
15 25 23 0.4286
16 6 3 0.4332
17 16 11 0.4373
18 11 3 0.4653
19 22 21 0.4702
20 12 3 0.5010
21 9 3 0.5124
22 23 3 0.5396
23 3 1 0.5618
24 21 1 0.5766
2.4摇 大明竹属 25种竹基于 ISSR技术的 DNA数字指纹识别码
研究得出用 U807、U815 及 U835 可鉴定大明竹属 25 个竹种,还可与有较高多态性的 U836、U840、U841
和 U844的 4条引物共同构建大明竹属 25种竹的 DNA数字指纹识别码(表 4),可用于鉴别大明竹属部分竹
类的分类。
3摇 结论与讨论
研究共扩增出重复性好的多态位点高达 88. 3%,平均每个引物扩增 8. 61 个,DNA 分子量在 160—
3000 bp,大明竹属 25种竹子的平均遗传距离为 0.5006,变异幅度为 0.1486—0.7191,说明大明竹属具有高的遗传
8687 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33卷摇
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表 4摇 25个大明竹属竹种的数字指纹码
Table 4摇 Fingerprints of the 25 provenances resources of Pleioblastus by ISSR
竹种编号
Number of bamboo
数字指纹码
Digital fingerprinting codes
1 001111110000100100010110100100011000000010111101100000101111
2 001111110000100100010110100100011000000010111101100000101111
3 101111111000000011110111110101010100001111011111100000111111
4 001111111000000011100111110001010100000011011111100000111111
5 001111111000000011000110110011011010000110010000100000111111
6 001111111001101110000110111111111010000111000000100001111111
7 011111111010101100100100111111011111000111011101110011011111
8 001111111000101100000110110111111110000111000011100001111111
9 011111111100000111010011111010111111000111011111000001111100
10 000000110100000111010011111010111111000111011111000011111101
11 001111111010100101100100100111011111100110111110010000111110
12 001011111000101101011101100011111111010110101000001001111010
13 001111111010111111011101100011111111010110101000001001111010
14 001111111000011111011011100011111110010110101011001010101110
15 001111111000011111011111100011111111010110101000001000111110
16 000011110000110100000110100001011111011111010000100000111111
17 001111111000111100000111111000011111001110011010000010111111
18 001111111000010010010111111001011111001110011110000000111110
19 001111111000011110000101100101111111111110011010000110111110
20 001111111000010100000100110111011111101110011010110001111110
21 001100000001001110001000111000111111000110011000100011111110
22 001100000000010100001001101001111100010110011011101001111110
23 000000001010010100000100110111011011100110011110010000111110
24 001100000000010100000100101001111100010110001111111001111111
25 000000001000000100000110111100011111000110001111000000110100
多样性,种间遗传相对复杂。 ISSR聚类分析结果,在遗传距离 0.5396处将 25种竹划分为 3类,与形态分类结
果大致一致。 第 3组大多竹种的遗传距离小于 0.5 (表 3),其表现出稳定的遗传性状,它们均为中国植物志
传统分类学的川竹亚属苦竹组竹种,其中同为苦竹变种的垂枝苦竹和光箨苦竹在 0.1618 处相聚,苦竹和苦竹
的变种杭州苦竹在 0.1806 处相聚,表现出较高的遗传相似性。 大明竹、长叶苦竹和螺节竹都为大明竹亚属,
和川竹亚属苦竹组存在着较大的遗传差异,其中大明竹和长叶苦竹亲缘关系非常接近。 杨光耀[22]用 RAPD
研究认为,宜兴苦竹与苦竹关系密切,大明竹与长叶苦竹、苦竹、斑苦竹、宜兴苦竹亲缘关系较远,本研究则认
为大明竹与长叶苦竹关系密切,宜兴苦竹与苦竹组未聚一起,与其观点不一致。 在传统分类学中,丽水苦竹和
宜兴苦竹同属于川竹亚属苦竹组,但并未与苦竹组竹种相聚在一起,此结果有可能是因为竹种发生变异导致,
或是人为因素促使,其具体原因及机理有待进一步研究。 虽然大明竹属有些竹种未与其变种相聚在一起,划
分在其他亚属里,但传统形态分类与聚类分析结果大致吻合,说明 ISSR分析大明竹属部分竹类种间或种内的
亲缘关系及遗传多样性较为精确可靠,有助于该属的分类。 试验结果多态性丰富,说明大明竹属具有高的遗
传多样性,其种间遗传相对复杂,而 ISSR 技术能灵敏精确检测多样遗传。 试验用 U807、U815、U835、U836、
U840、U841、U844共 7个引物建立大明竹属 25个竹种的数字指纹识别码,为鉴定大明竹属提供相应依据。
利用形态学、细胞学及分子标记等手段对竹类分类研究已有一定成果,但还存在较多分歧。 分子标记也
具有一定的局限性,ISSR是继 SSR后发展的新技术,其重复性及稳定性高,被广泛用于分析遗传多样性及鉴
定品种等方面。 本研究利用 ISSR技术对大明竹属部分竹种初步探究,分子技术在竹类领域的研究还值得继
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续探索。 利用分子标记开展竹种间分子水平上遗传变异研究,结合形态分类,对竹类辨别分类,能够更好地鉴
定与解决某些种属分类混乱问题,研究遗传多样性等,为竹子分类提供分子依据,使分类更加合理。 随生物技
术不断发展,竹类研究也将运用生物技术解决更多难题,竹类的基因组研究、基因机理、转基因技术和克隆技
术,都将成为竹类研究的新方向。
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云燥燥凿 糟澡葬蚤灶 造藻灶早贼澡 贼澡藻燥则赠院 葬 则藻增蚤藻憎 在匀粤晕郧 匀怎葬灶袁 匀耘 蕴蚤葬灶早袁 在匀粤晕郧 孕藻蚤赠怎袁 藻贼 葬造 渊苑远猿园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
粤怎贼藻糟燥造燥早赠 驭 云怎灶凿葬皂藻灶贼葬造泽
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孕燥责怎造葬贼蚤燥灶 凿赠灶葬皂蚤糟泽 葬灶凿 凿藻灶泽蚤贼赠 燥枣 月葬糟贼则燥糟藻则葬 凿燥则泽葬造蚤泽 渊匀藻灶凿藻造冤 蚤灶 凿蚤枣枣藻则藻灶贼 澡葬遭蚤贼葬贼泽 在匀耘晕郧 杂蚤灶蚤灶早 渊苑远怨怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
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郧藻灶藻贼蚤糟 凿蚤增藻则泽蚤贼赠 葬灶凿 阅晕粤 枣蚤灶早藻则责则蚤灶贼 燥枣 孕造藻蚤燥遭造葬泽贼怎泽 遭赠 陨杂杂砸 匀哉粤晕郧 杂澡怎躁怎灶袁 悦匀耘晕 蕴蚤早怎葬灶早袁 载陨粤韵 再燥灶早贼葬蚤袁 藻贼 葬造 渊苑愿远猿冤噎噎噎
悦燥皂责则藻澡藻灶泽蚤增藻 藻增葬造怎葬贼蚤燥灶 燥灶 责澡燥贼燥泽赠灶贼澡藻贼蚤糟 葬灶凿 枣造怎燥则藻泽糟藻灶糟藻 糟澡葬则葬糟贼藻则蚤泽贼蚤糟泽 蚤灶 泽藻藻凿造蚤灶早泽 燥枣 源 凿则燥怎早澡贼 则藻泽蚤泽贼葬灶糟藻 泽责藻糟蚤藻泽
蕴哉 郧怎葬灶早糟澡葬燥袁 载哉 允蚤葬灶曾蚤灶袁 载哉耘 蕴蚤袁 藻贼 葬造 渊苑愿苑圆冤
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杂贼燥糟噪 凿蚤枣枣藻则藻灶糟藻 燥枣 悦燥藻造燥皂葬糟贼则葬 葬灶贼蚤择怎葬贼葬 遭葬泽藻凿 燥灶 灶怎糟造藻葬则 渊陨栽杂圆冤 葬灶凿 皂蚤贼燥糟澡燥灶凿则蚤葬造 渊员远杂 则砸晕粤冤 阅晕粤 泽藻择怎藻灶糟藻 葬灶凿 泽藻糟燥灶鄄
凿葬则赠 泽贼则怎糟贼怎则藻 酝耘晕郧 载怎藻责蚤灶早袁 杂匀耘晕 载蚤灶袁 在匀粤韵 晕葬灶葬袁 藻贼 葬造 渊苑愿愿圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
栽澡藻 皂藻糟澡灶蚤泽皂 燥枣 贼澡藻 糟澡葬则葬糟贼藻则泽 燥枣 蚤灶燥则早葬灶蚤糟 糟葬则遭燥灶 葬糟择怎蚤泽蚤贼蚤燥灶 贼燥 贼藻皂责藻则葬贼怎则藻 蚤灶 贼憎燥 哉造增葬 泽责藻糟蚤藻泽
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园员怨苑 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 猿猿卷摇
叶生态学报曳圆园员源年征订启事
叶生态学报曳是由中国科学技术协会主管袁中国生态学学会尧中国科学院生态环境研究中心主办的生态学
高级专业学术期刊袁创刊于 员怨愿员年袁报道生态学领域前沿理论和原始创新性研究成果遥 坚持野百花齐放袁百家
争鸣冶的方针袁依靠和团结广大生态学科研工作者袁探索生态学奥秘袁为生态学基础理论研究搭建交流平台袁
促进生态学研究深入发展袁为我国培养和造就生态学科研人才和知识创新服务尧为国民经济建设和发展服务遥
叶生态学报曳主要报道生态学及各分支学科的重要基础理论和应用研究的原始创新性科研成果遥 特别欢
迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章曰研究简报曰生态学新理论尧新方法尧新技术介绍曰新书评价和
学术尧科研动态及开放实验室介绍等遥
叶生态学报曳为半月刊袁大 员远开本袁圆愿园页袁国内定价 怨园元 辕册袁全年定价 圆员远园元遥
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标准刊号院陨杂杂晕 员园园园鄄园怨猿猿摇 摇 悦晕 员员鄄圆园猿员 辕 匝
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通讯地址院 员园园园愿缘 北京海淀区双清路 员愿号摇 电摇 摇 话院 渊园员园冤远圆怨源员园怨怨曰 远圆愿源猿猿远圆
耘鄄皂葬蚤造院 泽澡藻灶早贼葬蚤曾怎藻遭葬燥岳 则糟藻藻泽援葬糟援糟灶摇 网摇 摇 址院 憎憎憎援藻糟燥造燥早蚤糟葬援糟灶
本期责任副主编摇 丁摇 平摇 摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报渊杂匀耘晕郧栽粤陨摇 载哉耘月粤韵冤渊半月刊摇 员怨愿员年 猿月创刊冤
第 猿猿卷摇 第 圆源期摇 渊圆园员猿年 员圆月冤
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编摇 摇 辑摇 叶生态学报曳编辑部
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主摇 摇 编摇 王如松
主摇 摇 管摇 中国科学技术协会
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