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Genetic diversity of energy grass Arundo donax revealed by ISSR markers

能源草芦竹遗传多样性的ISSR分析



全 文 :书能源草芦竹遗传多样性的犐犛犛犚分析
曾汉元1,2,魏麟2,刘鹏2,刘选明3
(1.湖南农业大学生物科学技术学院,湖南 长沙410128;2.怀化学院生命科学系,湖南 怀化418008;
3.湖南大学生命科学研究院,湖南 长沙410082)
摘要:采用ISSR分子标记技术,对我国6省11个芦竹种群共89个个体的遗传多样性水平和遗传结构进行了研
究。从UBC801~900中筛选出7个有效引物,共扩增出40个位点,其中多态性位点为38个。PCR产物的分子量
为100~2000bp。在物种水平上,Shannon多样性指数为0.494,Nei指数为0.329,遗传分化系数Gst为0.826,平
均基因流Nm 为0.097。种群内的平均遗传多样度Hs为0.040。表明芦竹在物种水平上具有较高的遗传多样性而
种群内的分化极小。UPGMA法聚类结果表明,芦竹11个种群分为3个类群:浙江和江苏的芦竹聚为一簇,湖南、
贵州和广西的芦竹聚为一簇,云南种群单独为一支。不同种群芦竹亲缘关系的远近与它们的地理距离有一定的关
系,但不完全一致。
关键词:芦竹;ISSR;遗传多样性;种群
中图分类号:Q943  文献标识码:A  文章编号:10045759(2013)03026608
犇犗犐:10.11686/cyxb20130335  
  芦竹 (犃狉狌狀犱狅犱狅狀犪狓)属于禾本科芦竹属,系多年生高大丛生草本,具有发达的根状茎,产于我国广东、海
南、广西、贵州、云南、四川、湖南、江西、福建、台湾、浙江和江苏等省,生于河岸、道旁、沙质壤土上,亚洲、非洲和大
洋洲热带地区广布[1]。它的用途广泛,根状茎入药,具有清热泻火、止呕生津的功效[2];嫩枝叶是牲畜的良好青饲
料[1],秆是优质造纸原料[3]和良好的管乐簧片材料,并可编织用具和制造人造丝,还是优良护堤植物[1];某些生态
型的芦竹对镉、镍、铅和汞等重金属有良好的富集作用,可用于对重金属污染土壤的修复[4,5];芦竹生物质产量
高,生态适应性强[6],富含纤维素[7],是生产燃料酒精的好原料,是欧洲国家筛选出的四大能源牧草之一,在欧洲
还建立了“芦竹网络”,旨在将芦竹作为生物质能源及造纸原料加以推广利用[8]。目前,木质纤维素燃烧转化为
热、气和电的技术正在普及[6],有关芦竹木质纤维素转化为燃料酒精的物理和化学法预处理工艺以及纤维素乙醇
发酵技术研究成为热点[916],预处理的方法有稀酸水解法、汽爆法和超临界液化提取法等,目的是为了分离和去
除木质纤维素原料中的木质素,从而提高纤维素和半纤维素的转化率。代莹等[13]对分别采用1%H2SO4 和10%
NaOH预处理的黑麦草(犔狅犾犻狌犿狆犲狉犲狀狀犲)酶解制取燃料酒精的最佳条件进行了研究,叶艳平等[14]探讨了青霉纤
维素酶的酶解温度、酶解时间、pH 值和酶载量等因素对芦竹酶解效果的影响,当酶解时间为72h、酶解温度
45℃、pH值4.8、酶载量30FPU/gDM 时,葡萄糖产率为(61.7±1.2)%、木糖产率为(40±6.9)%,当增加β-
葡萄糖苷酶酶活至40CBU/gDM 时,葡萄糖产率为69%、木糖产率达98%。Galetti等[15]报道了芦竹酶解生产
乙酰丙酸和γ戊内酯的工艺。此外,对芦竹燃料酒精生产中的副产物半纤维素和木质素的利用研究也有报道,
可用于生产活性炭[17]、抗氧化剂[18]和木糖[19]等高附加值产品,从而实现原料充分利用和产品价值最大化。
ISSR分子标记技术比RFLP和SSR技术操作要简单,比 RAPD的稳定性和重复性要好,而且可揭示比
RFLP、RAPD和SSR更多的多态性[20],因此,目前ISSR已在基因定位、遗传作图[21]、系统与进化、遗传多样性
及品种鉴定[2224]等研究中被广泛应用,李飞飞等[23]采用ISSR分子标记成功区分了黄花苜蓿(犕犲犱犻犮犪犵狅犳犪犾犮犪
狋犪)、多变苜蓿(Medicagovaria)及紫花苜蓿(犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪),刘欢等[24]采用ISSR分子标记技术对来自中国、
加拿大、美国和欧洲的42份饲用燕麦(犃狏犲狀犪狊犪狋犻狏犪)品种及6份裸燕麦(犃狏犲狀犪狊犪狋犻狏犪)品种进行了分析,所得结
266-273
2013年6月
   草 业 学 报   
   ACTAPRATACULTURAESINICA   
第22卷 第3期
Vol.22,No.3
收稿日期:20121112;改回日期:20121220
基金项目:湖南省自然科学基金项目(09JJ6045)资助。
作者简介:曾汉元(1966),男,湖南绥宁人,教授,在读博士。Email:zenghanyuan@163.com
通讯作者。Email:xml05@126.com
果与形态学及其他标记分类结果一致,说明ISSR
分子标记应用于种内甚至近缘种间的分析都是可行
的。本研究采用ISSR分子标记技术对采自我国6
省共11个种群的芦竹进行分析,旨在探讨它们的遗
传变异和亲缘关系,为芦竹种质资源的筛选和利用
提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
本试验材料芦竹于2008年1月-2009年5月
采集于野外,包括11个种群共89个样品,同一种群
不同个体的采样直线距离在200m以上。采样时
选取嫩叶,用硅胶干燥保存。材料来源见表1。
1.2 方法
1.2.1 总DNA提取与检测 采用改良的CTAB
法[25]进行提取。在提取的DNA样品中加入50μL
TE溶液(含有10μg/mLRNaseA)。得到的DNA
用0.8%的琼脂糖凝胶电泳和紫外分光光度计检测
浓度和纯度。保存于-20℃冰箱中。
1.2.2 ISSR有效引物的筛选 根据加拿大哥伦比
亚大学公布的第九套序列,选择编号为UBC801~
900的引物,由上海生工公司合成。在89份样品
中,随机选取4个样品,分别用100个引物进行
PCR扩增。结果筛选出807,808,810,812,817,834
和868共7个引物为有效引物,扩增出具较高多态
性的清晰条带。然后用这7个引物对所有样品进行
PCR扩增。有效引物的编号及其序列见表2。
1.2.3 ISSR试验条件的优化 考虑到 Mg2+ 浓
度、dNTP浓度、模板DNA量及退火温度等均会影
响ISSR扩增结果,因此,需要对试验条件进行优化
研究。
ISSR-PCR反应体系的筛选:扩增前,将各样
品DNA稀释成20ng/μL,分别采用3个不同体系
进行对照试验(表3)。
结果以反应体系2的扩增结果最好,因此,后面
的试验全部采用反应体系2进行。
引物退火温度:参照引物的Tm值,本研究设置
了48,49,50,51和52℃共5个退火温度进行扩增。
结果表明,引物807和817退火温度以52℃扩增效
果最好,而其他引物则以退火温度50℃时扩增效果
最好,因此,除引物807和817的退火温度确定为
52℃外,其他的引物退火温度均为50℃。
表1 不同种群芦竹材料说明
犜犪犫犾犲1 犜犺犲犱犲狊犮狉犻狆狋犻狅狀狅犳犃.犱狅狀犪狓犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀狊
种群号
No.of
population
采集地
Locality
所采集的样品份数
Samplenumbers
ofcolected
样品编号
No.of
sample
1 江苏阜宁Funing,Jiangsu 8 1~8
2 江苏南京Nanjing,Jiangsu 9 9~17
3 浙江嵊州Shengzhou,Zhejiang 10 18~27
4 浙江慈溪Cixi,Zhejiang 10 28~37
5 湖南衡阳 Hanyang,Hunan 8 38~45
6 湖南凤凰Fenghuang,Hunan 10 46~55
7 贵州铜仁Tongren,Guizhou 10 56~65
8 浙江海盐 Haiyan,Zhejiang 4 66~69
9 湖南通道Tongdao,Hunan 8 70~77
10 广西桂林Guilin,Guangxi 8 78~85
11 云南洱源Eryan,Yunnan 4 86~89
表2 试验筛选出的犐犛犛犚有效引物及其序列
犜犪犫犾犲2 犐犛犛犚犲犳犳犻犮犻犲狀狋狆狉犻犿犲狉狊犪狀犱狋犺犲犻狉
狊犲狇狌犲狀犮犲狊狌狊犲犱犻狀狋犺犻狊犲狓狆犲狉犻犿犲狀狋
引物编号PrimerNo. 序列Sequence(5′-3′)
UBC807 AGAGAGAGAGAGAGAGT
UBC808 AGAGAGAGAGAGAGAGC
UBC810 GAGAGAGAGAGAGAGAT
UBC812 GAGAGAGAGAGAGAGAA
UBC817 CACACACACACACACAA
UBC834 AGAGAGAGAGAGAGAGYT
UBC868 GAAGAAGAAGAAGAAGAA
表3 犐犛犛犚-犘犆犚反应体系
犜犪犫犾犲3 犐犛犛犚-犘犆犚狉犲犪犮狋犻狅狀狊狔狊狋犲犿 μL
项目
Item
体系1
System1
体系2
System2
体系3
System3
ddH2O 11 11 11
10×Buffer 2.4 2.2 2.2
25mmol/LMgCl2 1.2 1.0 0.8
10μmol/L引物Primer 0.7 0.6 0.7
dNTPs 0.5 0.5 0.4
1U/μLTaqDNA聚合酶
TaqDNApolymerase
0.2 0.2 0.2
总体积Totalvolume(μL) 16 15.5 15.3
 10×Buffer:10mmol/LTris-HCl,pH9.0,50mmol/LKCl,0.1%
TritonX-100.
762第22卷第3期 草业学报2013年
1.2.4 ISSR扩增及产物检测 扩增反应在PTC200PCR扩增仪(美国)上进行,扩增步骤及参数如下:预变性
94℃3min,变性94℃45s,退火Tm45s(退火温度依据引物变化,并根据所得结果进行调整),延伸72℃1min,
35个循环,后延伸72℃5min。扩增完毕,将样本取出,置于4℃冰箱保存,等待电泳。产物检测:1%琼脂糖凝胶
在1×TAE电泳缓冲液中电泳,电压:150V,电泳时间为3h。采用DL2000DNA Marker标记:2000,1000,
750,500,250和100bp。电泳后,将凝胶DNA在含溴化乙锭的水溶液中浸泡染色15min,在凝胶成像分析系统
中观察并照相。
1.2.5 数据分析方法 按照同一位置上扩增产生条带的有无进行统计,有带的(含弱带)记为“1”,无带的记为
“0”,缺失的记为-,记录电泳带谱。利用Popgen32软件计算多态位点数、多态位点比率、Shannon多样性指数
(I)、Nei遗传多样性指数(H)、种群间基因分化系数(Gst)、基因流(Nm)、种群间的遗传一致度和遗传距离。根据
Nei’s遗传距离按不加权成对群算术平均法 (UPGMA)进行聚类分析。
2 结果与分析
2.1 ISSR扩增的多态位点分析
7个有效引物对11个芦竹种群DNA进行扩增,共扩增出40个位点,其中多态位点有38个,多态位点比率
为95%(表4)。PCR产物的分子量在100~2000bp,不同引物扩增出的多态性位点数从4个到7个不等,形成
了带形丰富、片断大小及其组合不同的电泳图谱(图1~图4),这说明了芦竹在物种水平上具有较高的遗传多样
性。
图1 引物犝犅犆807在种群1~5中的扩增结果
犉犻犵.1 犐犛犛犚犪犿狆犾犻犳犻犮犪狋犻狅狀狉犲狊狌犾狋狊狅犳狆狉犻犿犲狉狊犝犅犆807犻狀狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀狊狅犳1-5
M:标记 Marker;1~45为样品编号,与表1中的相同。1-45arethesameasTable1.
图2 引物犝犅犆807在种群6-11中的扩增结果
犉犻犵.2 犐犛犛犚犪犿狆犾犻犳犻犮犪狋犻狅狀狉犲狊狌犾狋狊狅犳狆狉犻犿犲狉狊犝犅犆807犻狀狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀狊狅犳6-11
M:标记 Marker;46~89为样品编号,与表1中的相同。46-89arethesameasTable1.
862 ACTAPRATACULTURAESINICA(2013) Vol.22,No.3
图3 引物犝犅犆810在种群1~5中的扩增结果
犉犻犵.3 犐犛犛犚犪犿狆犾犻犳犻犮犪狋犻狅狀狉犲狊狌犾狋狊狅犳狆狉犻犿犲狉狊犝犅犆810犻狀狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀狊狅犳1-5
M:标记 Marker;1~45为样品编号,与表1中的相同。1-45arethesameasTable1.
图4 引物犝犅犆810在种群6~11中的扩增结果
犉犻犵.4 犐犛犛犚犪犿狆犾犻犳犻犮犪狋犻狅狀狉犲狊狌犾狋狊狅犳狆狉犻犿犲狉狊犝犅犆810犻狀狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀狊狅犳6-11
M:标记 Marker;46~89为样品编号,与表1中的相同。46-89arethesameasTable1.
2.2 芦竹的遗传变异和遗传分化
芦竹在物种水平上的Shannon指数为0.494,Nei指数为0.329。各种群内的Shannon指数(I)的多态性为
0~0.096,Nei指数的多态性为0~0.066(表4)。因此,芦竹在物种水平上的遗传多样性指数相对较高,但种群
内的遗传多样性指数都相当低。
芦竹种群的遗传分化情况见表5。11个种群总的遗传多样度 Ht为0.341,种群间遗传分化系数 Gst为
0.826,即82.6%的遗传变异存在于种群间,17.44%的遗传变异存在于种群内。种群内遗传多样度Hs为0.040,
平均基因流为0.097。因此,芦竹种群间存在较大的差异,但种群内个体的差异极小。
引物不同,其遗传分化系数所占的比率不同,其中引物UBC808的最高,占到92.3%,引物UBC834的最低,
为66.0%(表5)。
2.3 芦竹不同种群的遗传距离与聚类分析
芦竹不同种群间遗传一致度和遗传距离的计算结果见表6。
浙江嵊州芦竹与浙江慈溪芦竹的遗传距离最小(0.026),遗传一致度最大(0.974);湖南通道芦竹与浙江海盐
芦竹间的遗传距离最大(0.743),遗传一致度最小(0.476)。
根据种群间的遗传距离,采用UPGMA法对11个种群进行聚类绘图(图5),结果大体分成三类群,浙江和江
苏的芦竹种群为一个类群,湖南、贵州和广西的芦竹种群为一个类群,云南种群单独为一支。因此,它们的亲缘关
系的远近与地理距离远近有关,但不完全相同。
962第22卷第3期 草业学报2013年
表4 芦竹种群的遗传多样性
犜犪犫犾犲4 犌犲狀犲狋犻犮犱犻狏犲狉狊犻狋狔犪狀犪犾狔狊犻狊狅犳11狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀狊狅犳犃.犱狅狀犪狓
种群
Populations
样本数
Simplenumber
位点数
Totalloci
多态位点数
Polymorphicloci
多态位点比率Proportionof
polymorphicloci(%)
Shannon指数
Shannon’index(I)
Nei指数
Nei’index(H)
1 8 40 3 7.5 0.050 0.035
2 9 40 3 7.5 0.048 0.033
3 10 40 3 7.5 0.047 0.032
4 10 40 5 12.5 0.083 0.059
5 8 40 4 10.0 0.064 0.045
6 10 40 6 15.0 0.096 0.066
7 10 40 4 10.0 0.095 0.066
8 4 40 0 0 0 0
9 8 40 3 7.5 0.051 0.036
10 8 40 4 10.0 0.064 0.045
11 4 40 4 10.0 0.060 0.041
物种水平Specieslevel 89 40 38 95.0 0.494 0.329
表5 芦竹11个种群的遗传分化
犜犪犫犾犲5 犌犲狀犲狋犻犮犱犻犳犳犲狉犲狀狋犻犪狋犻狅狀狊犪犿狅狀犵11狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀狊狅犳犃.犱狅狀犪狓
引物
Primers
样点数
Numbersof
samplesize
总遗传多样度
Totalgenediversity
(Ht)
种群内遗传多样度
Geneticdiversitywithin
population(Hs)
种群间遗传分化系数
Geneticdifferentiationamong
population(Gst)
基因流
Geneflow
(Nm)
UBC807 89 0.431 0.062 0.868 0.083
UBC808 89 0.405 0.034 0.923 0.052
UBC810 89 0.284 0.028 0.739 0.068
UBC812 89 0.298 0.028 0.893 0.079
UBC817 89 0.410 0.050 0.865 0.125
UBC834 89 0.297 0.043 0.660 0.138
UBC868 89 0.263 0.036 0.832 0.136
平均 Mean 89 0.341 0.040 0.826 0.097
标准差Standarddeviation 0.071 0.013 0.094 0.035
表6 芦竹不同种群间的遗传一致度和遗传距离
犜犪犫犾犲6 犌犲狀犲狋犻犮犻犱犲狀狋犻狋狔犪狀犱犱犻狊狋犪狀犮犲犫犲狋狑犲犲狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀狊狅犳犃.犱狅狀犪狓
种群编号PopulationNo. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1  0.764 0.671 0.665 0.571 0.660 0.668 0.573 0.698 0.779 0.576
2 0.269  0.774 0.772 0.561 0.587 0.607 0.721 0.568 0.718 0.596
3 0.398 0.256  0.974 0.649 0.612 0.648 0.797 0.562 0.679 0.603
4 0.408 0.259 0.026  0.633 0.594 0.632 0.799 0.526 0.649 0.580
5 0.561 0.578 0.433 0.458  0.693 0.814 0.793 0.626 0.666 0.511
6 0.416 0.533 0.492 0.520 0.367  0.847 0.654 0.565 0.702 0.622
7 0.403 0.499 0.434 0.459 0.206 0.166  0.792 0.663 0.725 0.632
8 0.556 0.327 0.227 0.224 0.233 0.424 0.233  0.476 0.521 0.585
9 0.359 0.565 0.578 0.643 0.468 0.570 0.411 0.743  0.846 0.554
10 0.250 0.332 0.387 0.432 0.406 0.354 0.321 0.653 0.168  0.597
11 0.552 0.518 0.505 0.546 0.671 0.475 0.459 0.536 0.591 0.516 
 注:上三角是遗传一致度,下三角是遗传距离。
 Note:Nei’sgeneticidentity(abovediagonal)andgeneticdistance(belowdiagonal).
072 ACTAPRATACULTURAESINICA(2013) Vol.22,No.3
3 讨论
图5 芦竹11个种群的犝犘犌犕犃遗传聚类图
犉犻犵.5 犝犘犌犕犃犱犲狀犱狉狅犵狉犪犿狅犳11狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀狊狅犳犃.犱狅狀犪狓
3.1 芦竹种群内遗传多样性极低的原因
Balogh等[26]在研究芦竹雌、雄配子发育中观察到
大约90%的子房不发育,只有10%左右的子房能够发
育,形成颖果。在这些能够发育的子房壁内观察到1
个倒生的胚珠,具双珠被,内含大量的细胞壁厚的珠心
细胞,大小均匀,偶见孢原细胞,但这些孢原细胞不能
发育出大孢子母细胞,因此不能产生卵细胞;在花粉发
育中,不能形成生殖核,因此,这样发育出来的颖果实
质上只有果皮,没有种子,是不育的。将这样的颖果放
在适宜的条件下催芽,未见萌发,也证明了这一点。
Haddadchi等[27]的研究表明,芦竹的体细胞染色体为
2n=7X=84,为不平衡的倍性水平,也是导致不育的
原因。因此,芦竹为克隆植物。芦竹采用根状茎和茎
秆进行无性繁殖,因而几乎没有基因交流,导致芦竹种群内的遗传多样性指数极低。再者,在芦竹采样时,同一地
区的采样间距不是很大,可能会导致所采集的部分个体来源于相同的基株,这也是导致所测定的同一采样地区的
芦竹遗传多样性指数低的原因。Ahmad等[28]采用序列相关扩增多态性(sequencerelatedamplificationpoly
morphism,SRAP)和转座因子TE(transposableelement)分子标志,对美国和法国的外来物种芦竹进行了研
究,发现法国的4个芦竹样品有一个多态性位点,而美国的所有芦竹样品的DNA指纹图谱是一致的,属于一个
芦竹基株的克隆。这一研究结果也说明,同一个基株经过克隆繁殖产生的众多个体在较短的历史时期内几乎没
有遗传差异,因而种群内的遗传多样性极低。
3.2 芦竹种群间遗传多样性较高的原因
杨允菲等[29]和Barsoum[30]对部分克隆植物繁殖方式的研究表明,它们的有性繁殖比率极低,主要靠克隆繁
殖来更新种群。克隆繁殖的缺点是子代扩展距离有限,不利于种群间基因传递,减少了生物多样性出现的可能
性[3133]。然而,克隆植物芦竹却为亚洲、非洲和大洋洲热带地区广布种[1],并且在物种水平上具有较高的遗传多
样性,Haddadchi等[27]对澳大利亚58个芦竹种群的ISSR分析得出的Simpson指数为0.881~1.000,种群间的
遗传分化系数为0.485~1.000;笔者对11个芦竹种群的ISSR分析得出芦竹在物种水平上的平均Shannon指数
为0.494,种群间的遗传分化系数为0.660~0.923,都证明了这一点。其可能原因是:1)芦竹是起源于白垩纪的
古老物种,在起源与进化早期,它的有性生殖能力强,从而把它的后代扩展到世界上多个热带地区。由于进行有
性生殖会引起种群间的基因交流,因而使得今天分布在不同地区的芦竹具有较高的遗传多样性。但后来因为选
择了根状茎和茎秆的克隆繁殖策略,有性生殖能力逐渐丧失。2)芦竹有多种生态类型[3436],可以在多种不同生境
中进化并积累遗传变异,从而使物种水平具有较高的遗传多样性。Haddadchi等[27]对澳大利亚58个芦竹种群
的研究中发现38种遗传型,认为产生如此丰富的遗传型的原因是:澳大利亚的芦竹可能来自多个基株或者来自
体细胞的突变或(和)染色体的多倍化。中国的芦竹遗传多样性较高可能也存在类似的原因。
3.3 芦竹核心种质构建的取样方法的思考
笔者本次只采集了我国6省11个地区的芦竹样品进行遗传多样性分析,而芦竹为亚洲、非洲和大洋洲热带
地区广布种,因此,今后有必要补充其他地区的芦竹样品。另外,研究表明,不同地区的芦竹种群间的遗传差异较
大,而地理距离较近的样品间的遗传差异极小,同一基株发展起来的芦竹个体间无遗传差异。因此,今后采样时
要扩大地理间距。詹世雄和曾宪威[37]总结了构建核心种质的取样策略,有恒量取样、比例取样、对数取样和遗传
多样性取样法等。笔者认为,在芦竹取样时,要注意采集地理间距远的和各种生态型的芦竹样品,要综合考虑各
样品的植物学性状、农艺学性状和遗传多样性,通过聚类分析和主成分分析,从而构建芦竹的核心种质资源库。
172第22卷第3期 草业学报2013年
参考文献:
[1] 中国植物志编委会.中国植物志(第九卷第二分册)[M].北京:科学出版社,2002:2021.
[2] 国家中医药管理局.中华本草[M].上海:上海科学技术出版社,1999:64596450.
[3] 吴武汉.芦竹,一种高产优质的造纸原料[J].天津造纸,1993,(4):2829.
[4] PapazoglouEG.犃狉狌狀犱狅犱狅狀犪狓L.stresstoleranceunderirrigationwithheavymetalaqueoussolutions[J].Desalination,
2007,211:304313.
[5] 韩志萍,胡正海.芦竹对不同重金属耐性的研究[J].应用生态学报,2006,16(1):161165.
[6] 余醉,李建龙,李高扬.芦竹作为清洁生物质能源牧草开发的潜力分析[J].草业科学,2009,26(6):6269.
[7] 曾汉元,杨洋,姚元枝,等.不同居群芦竹纤维素和木质素含量的比较研究[J].中国农学通报,2012,28(19):225228.
[8] LewandowskiI,ScurlockJMO,LindvalE,犲狋犪犾.Thedevelopmentandcurrentstatusofperennialrhizomatousgrassesas
energycropsintheUSandEurope[J].BiomassandBioenergy,2003,25(4):335361.
[9] 商成祥.国内外纤维素燃料生物汽油发展综述[J].化学工程与装备,2009,(11):131132.
[10] Jeguirim M,TrouvéG.Pyrolysischaracteristicsandkineticsof犃狉狌狀犱狅犱狅狀犪狓usingthermogravimetricanalysis[J].Biore
sourceTechnology,2009,100(17):40264031.
[11] ScordiaD,CosentinoSL,LeeJW,犲狋犪犾.Diluteoxalicacidpretreatmentforbiorefininggiantreed(犃狉狌狀犱狅犱狅狀犪狓L.)[J].
BiomassandBioenergy,2011,35(7):30183024.
[12] AysuT,KüükM M.Liquefactionofgiantreed(犃狉狌狀犱狅犱狅狀犪狓L.)bysupercriticalfluidextraction[J].Fuel,2013,103:
758763.
[13] 代莹,郭和蓉,张兴龙,等.一年生黑麦草制取燃料酒精发酵工艺的初步研究[J].草业学报,2012,21(1):220228.
[14] 叶艳平,周玉杰,丁一刚,等.青霉纤维素酶酶解芦竹的研究[J].化学与生物工程,2012,29(5):2225.
[15] GalettiAMR,AntonettiC,RibechiniE,犲狋犪犾.Fromgiantreedtolevulinicacidandgammavalerolactone:Ahighyield
catalyticroutetovalericbiofuels[J].AppliedEnergy,2013,102:157162.
[16] ScordiaD,CosentinoSL,LeeJW,犲狋犪犾.Bioconversionofgiantreed(犃狉狌狀犱狅犱狅狀犪狓L.)hemicelulosehydrolysatetoetha
nolby犛犮犺犲犳犳犲狉狊狅犿狔犮犲狊狊狋犻狆犻狋犻狊CBS6054[J].BiomassandBioenergy,2012,39:296305.
[17] SunYY,YueQY,GaoBY,犲狋犪犾.Comparisonofactivatedcarbonsfrom犃狉狌狀犱狅犱狅狀犪狓LinnwithH4P2O7activationby
conventionalandmicrowaveheatingmethods[J].ChemicalEngineeringJournal,2012,192:308314.
[18] RibechiniE,ZanaboniM,GalettiAMR,犲狋犪犾.PyGC/MScharacterizationofawildandaselectedcloneof犃狉狌狀犱狅犱狅狀犪狓,
andofitsresiduesaftercatalytichydrothermalconversiontohighaddedvalueproducts[J].JournalofAnalyticalandApplied
Pyrolysis,2012,94:223229.
[19] ShatalovAA,PereiraH.Xyloseproductionfromgiantreed(犃狉狌狀犱狅犱狅狀犪狓L.):Modelingandoptimization0fdiluteacid
hydrolysis[J].CarbohydratePolymers,2012,87:210217.
[20] ArcadeA,AnselinF,RamPantPF,犲狋犪犾.ApplicationofAFLP,RAPDandISSRmarkerstogeneticmappingofEuropean
andJapaneselarch[J].TheoreticalandAppliedGenetics,2000,100:299307.
[21] DirlewangerE,PronierV,ParveryC.GeneticlinkagemapofPeach(犘狉狌狀狌狊狆犲狉狊犻狕犲犪L.)usingmorphologicalandmolecu
larmarkers[J].TheoreticalandAppliedGenetics,1998,97:888889.
[22] FernandezME,FigueirasAM,BenitoC.TheuseofISSRandRAPDmarkersfordetectingDNApolymorphism,genotype
identificationandgeneticdiversityamongbarleycultivarswithknownorigin[J].TheoreticalandAppliedGenetics,2002,
104:845851.
[23] 李飞飞,崔大方,羊海军,等.中国新疆紫花苜蓿复合体3个种的遗传多样性及亲缘关系研究[J].草业学报,2012,21(1):
190198.
[24] 刘欢,慕平,赵桂琴.燕麦种质资源遗传多样性ISSR研究[J].草业学报,2012,21(4):116124.
[25] 王关林,方宏筠.植物基因工程(第二版)[M].北京:科学出版社,2002:742744.
[26] BaloghE,JohnM HJ,CzakóM,犲狋犪犾.Defectivedevelopmentofmaleandfemalegametophytesin犃狉狌狀犱狅犱狅狀犪狓 L.
(Poaceae)[J].BiomassandBioenergy,2012,45:265269.
[27] HaddadchiA,GrossCL,FatemiM.Theexpansionofsterile犃狉狌狀犱狅犱狅狀犪狓 (Poaceae)insoutheasternAustraliaisaccom
272 ACTAPRATACULTURAESINICA(2013) Vol.22,No.3
paniedbygenotypicvariation[J].AquaticBotany,2013,104:153161.
[28] AhmadR,LiowPS,SpencerDF,犲狋犪犾.Molecularevidenceforasinglegeneticcloneofinvasive犃狉狌狀犱狅犱狅狀犪狓intheUnit
edStates[J].AquaticBotany,2008,88(2):113120.
[29] 杨允菲,刘庚长,张宝田.羊草种群年龄结构及无性繁殖对策的分析[J].植物学报,1995,37(2):147153.
[30] BarsoumN.Relativecontributionsofsexualandasexualregenerationstrategiesin犘狅狆狌犾狌狊狀犻犵狉犪and犛犪犾犻狓犪犾犫犪duringthe
firstyearsofestablishmentonabraidedgravelbedriver[J].EvolutionaryEcology,2002,15:255279.
[31] 夏立群,李建强,李伟.论克隆植物的遗传多样性[J].植物学通报,2002,19(4):425431.
[32] 汤俊兵,肖燕,安树青.根茎克隆植物生态学研究进展[J].生态学报,2010,30(11):30283036.
[33] 张玉芬,张大勇.克隆植物的无性与有性繁殖对策[J].植物生态学报,2006,30(1):174183.
[34] 赵丽萍,许卉.芦竹在滨海盐碱地的开发应用及栽培技术[J].北方园艺,2007,(7):164165.
[35] 韩志萍,胡晓斌,胡正海.芦竹修复镉汞污染湿地的研究[J].应用生态学报,2005,16(5):945950.
[36] 文仕知,李铁华,陈亮明.湘中紫色页岩区芦竹生物量及养分分布规律研究[J].中南林业科技大学学报,2008,28(5):
15.
[37] 詹世雄,曾宪威.植物核心种质构建方法研究进展[J].中国农学通报,2010,26(3):279282.
犌犲狀犲狋犻犮犱犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犲狀犲狉犵狔犵狉犪狊狊犃狉狌狀犱狅犱狅狀犪狓狉犲狏犲犪犾犲犱犫狔犐犛犛犚犿犪狉犽犲狉狊
ZENGHanyuan1,2,WEILin2,LIUPeng2,LIUXuanming3
(1.ColegeofBioscienceandBiotechnology,HunanAgriculturalUniversity,Changsha410128,China;
2.DepartmentofLifeScience,HuaihuaColege,Huaihua418008,China;3.Institute
ofLifeScienceandTechnology,HunanUniversity,Changsha410082,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:Geneticdiversityandstructureof11犃狉狌狀犱狅犱狅狀犪狓populations(about89individualsintotal)from6
provinceswereanalysedwithISSR(intersimplesequencerepeat)markers.FromUBC801-900,seveneffi
cientISSRprimerswerescreenedandatotalof40lociweredetectedofwhich38werepolymorphic.Thelength
ofPCRproductsrangedfrom100to2000bp.Atthespecieslevel,theShannonindex(I)was0.494,Nei’s
genediversityindex(H)was0.329,thecoefficientofgeneticdifferentiation(Gst)was0.826,andthegene
flow(Nm)was0.097.buttheaveragegeneticdiversitywithinpopulations(Hs)wasonly0.040.Thisshowed
thatthegenediversityof犃.犱狅狀犪狓washighatthespecieslevelbutverylowwithinpopulations.UPGMA
clusteringresultsshowedthatthe11populationsof犃.犱狅狀犪狓couldbedividedintothreegroups:thepopula
tionsfromZhejiangandJiangsuclusteredintoonegroup,thepopulationsfromHunan,GuizhouandGuangxi
clusteredintoasecondgroup,andtheYunnanpopulationintoaseparate,third,distinctgroup.Therewas
thereforesomecorrelationbetweengeneticdistanceandgeographicdistance,butitwasnotabsolute.
犓犲狔狑狅狉犱狊:ISSR;geneticdiversity;犃狉狌狀犱狅犱狅狀犪狓;population
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