聊聊SSR•遺傳多樣性(二)

2021-01-19 上海天昊生物

大家好，上期小編和大家聊了SSR標記（欲了解SSR與遺傳多樣性的上期文章，請點擊左下方的「閱讀原文」），本期小編將為大家介紹一下遺傳多樣性！


遺傳多樣性主要是指生物種內基因的變化，包括種內顯著不同的種群之間以及同一種群內的遺傳變異。因此遺傳多樣性實際研究的就是個體間遺傳基因和群體間遺傳結構的差異，簡單來說就是遺傳變異性的高低和遺傳變異分布格局即居群（種群群體）的遺傳結構。


表型的多態（形態、生理等性狀）；染色體的多態（染色體的變異）；基因的多態（復等位基因） 


遺傳物質的改變是產生遺傳多樣性的根本原因，遺傳物質的突變主要有兩種類型，即染色體數目數目（整倍性和非整倍性）和結構（缺失、重複、倒位、易位）的變化以及基因位點內部核苷酸的變化。此外，還有基因重組引起的遺傳變異。


突變，重組等可以引起個體的遺傳基因變異，而基因流、遺傳漂變、選擇作用可以引起群體遺傳結構改變。簡單來說遺傳漂變可以減少遺傳多樣性，從而導致群體間遺傳分化；而基因流可以增加遺傳多樣性，減少群體間遺傳分化；而選擇作用可以消除或保留新變異。



有助於進一步探討生物進化的歷史和適應潛力：居群中遺傳變異的大小與其進化速率成正比。因此對遺傳多樣性的研究可以揭示物種或居群的進化歷史（起源的時間、地點、方式），也能為進一步分析其進化潛力和未來的命運提供重要的資料，尤其有助於物種稀有或瀕危原因及過程的探討。

有助於推動保護生物學研究：生物多樣性保護的關鍵之一就是保護物種的遺傳多樣性或進化潛力。只有掌握物種多樣性水平高低及群體的遺傳結構，才能制定有效的保護策略和措施。否則，任何物種水平上的保護生物學活動都可能成效不大。在瀕危物種，尤其是高度特化的單型種的研究和保護中，必須充分重視物種的遺傳多樣性和群體遺傳結構。




A.      選好遺傳多樣研究對象：

某一品種自然群體（個體間沒有直接血緣關係）

研究不同地理環境的品種（不同省份或國內外）

研究野生資源品種和選育品種

B.      闡明各樣品遺傳多樣性：

C.     評價各種群間遺傳分化程度：

D.      分析種群間親緣關係及起源：


下面通過一篇遺傳多樣性研究的經典論文，把遺傳多樣性的具體研究流程展示一遍

A.      選好遺傳多樣研究對象：

B.      闡明各樣品遺傳多樣性：

遺傳多樣性研究結果顯示，種群內野生玫瑰的多態位點百分比P在50.00%-66.27%之間，種群間的P值差異比較小，P平均值為57.99%。空間上相鄰的兩個種群煙臺牟平MP和威海榮成RCH的P值最小，分別為50.00%和56.63%；空間上與其它種群相隔最遠的吉林圖門江TMJ種群的P值最大，為66.27%。

種群內野生玫瑰平均每個位點的等位基因數（Na）和有效等位基因數（Ne）的平均值分別為1.5799、1.3202。Na仍然是在MP和RCH兩個種群上最低，最高在MP種群上，為1.6627。Ne值也是在MP和RCH兩個種群上最低，但是在MP種群中Na值雖然最高，但Ne值卻不如CSD種群中高，說明CSD種群中等位基因的頻率分布相對均勻一些，而TMJ種群中含有較多頻率較低的等位基因。

Nei’s基因多樣性指數和Shannon′s信息指數是測度遺傳多樣性的重要指標。種群內Nei’s基因多樣性指數和Shannon′s信息指數的平均值分別為0.1875和0.2826。Nei’s基因多樣性指數在CSD種群上最高， Shannon′s信息指數在TMJ種群上最高。另外包含所有種群總的遺傳多樣性略高於任何一個種群內的遺傳多樣性，說明有少部分遺傳變異存在於種群之間。

總結：四個種群的平均多態位點百分率（P）比為57.99%，平均Shannon′s信息指數為0.2826，說明中國野生玫瑰種群具有較高的遺傳多樣性水平。四個野生玫瑰種群中，圖們江TMJ種群的遺傳多樣性最高（P=66.27%，H=0.3117，Na=0.16627）。

表1 中國野生玫瑰種群遺傳多樣性分析


C.      評價各種群間遺傳分化程度：

表2 中國野生玫瑰種群的遺傳分化


D.      分析種群間親緣關係及起源：

表3  4個野生玫瑰種群間的遺傳相似性（對角線以上）與遺傳距離（對角線以下）的統計

 

圖1 基於Nei’s遺傳距離構建的4個野生玫瑰種群的聚類圖




種群遺傳多樣性：本研究中的四個野生玫瑰種群中，TMJ種群的的遺傳多樣性是最高的，這可能歸因於對此種群長期而有效的保護。TMJ種群位於以東北虎、遠東豹和河口溼地為保護對象的揮春自然保護區內，因為本地區人口極少，對玫瑰生境的人為幹擾就少，此玫瑰野生種群的遺傳多樣性較高從側面也說明在中國野生玫瑰的瀕危主要是來自於人為的影響而非種群的遺傳衰退。

種群遺傳分化度：野生玫瑰種群的遺傳多樣性主要是存在於種群內部（Gst=0.1878），只有18.78%遺傳多樣性存在於種群之間，玫瑰完全是異花授粉，此結果與大多數異花授粉的木本植物的數據一致（Gst=0.10）。異花授粉植物較低的遺傳分化可能歸因於花粉和或種子的長距離擴散，在玫瑰的自然分布區，玫瑰主要依靠halictine蜂與大黃蜂來授粉，但是本研究中的四個野生種群的空間距離是相當大的，大量的花粉傳播不足以解釋玫瑰種群間較低的遺傳分化，更可能的原因是玫瑰種子的遠距離傳播。玫瑰野生種群間較低的遺傳分化代表種群間有相似的進化歷史，可防止遠交衰退。當進行玫瑰種群的恢復時，種群間的移植是可行的。

參考文獻：

楊繼紅. 中國瀕危物種野生玫瑰的遺傳多樣性及其影響因子研究.山東大學博士論文.2009.

Jihong Yang, et al. Genetic diversity of the endangered species Rosa rugosa Thunb.in China and implications for conservation strategies. Journal of Systematics and Evolution.2009,47(6):515-524.

 

今天關於遺傳多樣性小編就給大家介紹到這裡，我們長期致力於為遺傳學領域的研究者提供高質量的科研策略諮詢、實驗技術服務和遺傳數據分析，如果您想了解更多遺傳多樣性方面的信息，歡迎直接撥打總部電話：400-065-6886。下期繼續介紹SSR與遺傳多樣性的研究內容---遺傳多樣性數據分析！敬請期待吧!



Feedbackactivation of leukemia inhibitory factor receptor limits response to histonedeacetylase inhibitors in breast cancer. Cancer Cell,  2016 Sep12;30(3):459-73. doi: 10.1016/j.ccell.2016.08.001.(IF=23.214 )

c-Mycalteration determines the therapeutic response to FGFR inhibitors.Clinical CancerResearch. 2016 Jul 11. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-15-2448. (IF=8.738)

JX06selectively inhibits pyruvate dehydrogenase kinase PDK1 by a covalent cysteinemodification. Cancer research. 2015 Nov 15;75(22):4923-36. doi:10.1158/0008-5472.CAN-15-1023. (IF=8.556)

 Triptolide Induces Cell Killing in Multidrug-Resistant Tumor Cells via CDK7/RPB1 Ratherthan XPB or p44. Molecular cancer therapeutics, 2016Jul;15(7):1495-503. doi: 10.1158/1535-7163.MCT-15-0753. (IF= 5.58)


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