（植物学专业论文）东亚七筋姑的遗传多样性及遗传分化——基于cpssr标记.pdf

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d i p l o i d b u tt h et e t r a p l o i d sc o u l dn o tb eg r o u p e di n o n ec l u s t e r , a n dh a dc l o s e d r e l a t i o n s h i pw i t ha d j o i n e dd i p l o i db yu p g m aa n a l y s i s ，a n dt h es a l l l e s i t u a t i o n a p p e a r e di nn jt r e eo f h a p l o t y p e t h eu n i q u et y p eo f m e g a s p o r o g e n e s i sm a y b er e s u r i nm a s s i v es e e da b o r t i o ni nd i p l o i d ya n dt e 仃a p b i d yh y b r i d i z a t i o n , w h i c hl i m i t e dt h e c h l o r o p l a s tg e n ei n t m g r e s s i o nb c g w e c nd i f f e r e n tp l o i d yt y p e so f t h es p e c i e s , a n dt h e n r e s u l ti nt h eg e n e t i cd i v i s i o na m o n gd i f f e r e n tc y t o t y p e b a s e do nt h ea n a l y s i so fh a p l o t y p e , t h e r ea r cs o m cc o n c l u s i o n s ：t h et e t r a p l o i d y h a do r i g i n c da tl e a s tt h r e et i m e si n d e p e n d e n t o n eo c u i g i 缸n e a rj a p a n , a n dt h eo t h e r s l a yi nc h i n a , c o n t a i n e dq i n - b am o u n t a i ns y s t e ma n dh e n g d u a nm o u n t a i n s o r i g i no f p o p u l a t i o ni nt i b e tw a s n o tt e s t i f i e di nt h i ss t u d y k e yw o r d ：c l i n t o n i au d e n s i s ，c p s s r , g e n e t i cd i v e r s i t y , g e n e t i cs l l l c t t l r e , 嘶g i n a l c e n t e r 4 - 第一部分前言 1 七筋姑属( c l i n t o n i ar a f ) 的背景资料 r a f i na m e r m o n t h l ym a g a z 2 6 6 1 8 1 8 ；e ti nj o u m p h y s 8 9 ：1 0 2 1 8 1 9 多年 生草本；根状茎短叶基生，全缘。花葶直立；花通常几朵，排成顶生的总状花 序或伞形花序，较少只具单花：花序轴和花梗在后期显著伸长；花被片6 ，离生； 雄蕊6 ，着生于花被片基部；花丝丝状，花药背着，半外向开裂；予房3 室，每 室有多颗胚珠；花柱明显，柱头浅3 裂。果实为浆果或多少作蒴果状开裂。种子 棕褐色，胚细小。分布于亚洲和北美洲温带地区( 中国植物志) 。 关于七筋姑属的分类曾经一度出现过争议，但目前己达成一致，即七筋姑属 内，共5 个种，有4 个种间断分布于北美的东部和西部，东亚仅存一种( c u d e n s s ) 。 其中北美的4 种均为四倍体( l s v ea n d1 3 v e ，1 9 6 6 ：s e n ，1 9 7 5 ：s o k o l o v e s k a y a ， 1 9 6 6 ：u t e c ha n ds u d a ，1 9 7 5 ；u t e c h ，1 9 7 5 ；w a l k e r ，1 9 4 4 ) ，东亚种存在两种倍 性( 二倍体和四倍体) ( 李思峰等，1 9 9 6 ) k a z u h i k oe ta 1 ( 2 0 0 1 ) 等对5 个种的形态学分析发现，属内存在明显的平行 进化模式，如花序类型从总状分别向简化的总状花序和伞形花序进化( 花序的简 化是适应虫媒传粉的表现) ，子房中种子的数目，花柱长度，根的生长以及种群 结构模式均不同程度地存在平行进化。而5 个种的花药，心皮以及花粉外壁纹饰 则显示了共同起源的特征。同时，用c a r d i o c r i n u mc o r d a t u m ，s c o l i o p u sb i g e l o v i i ， s c o l i o p u sh a l l i i 和m e d e o l av i r g i n i a n a 做外类群，对叶绿体基因r b c l 和m a t k 的测 序结果进行分析，进一步证实了七筋姑属为一单起源类群：属内的5 个种中，北 美四种亲缘关系较近，东亚种则位于进化树的基部，即东亚种在属内更为原始。 李思峰等通过细胞地理和形态学分析认为东亚种为该属的原始类型，在以后 的扩散过程中，东亚七筋姑通过白令路桥散布到北美，在北美形成了分化的四个 种，东亚成为该属的起源中心和现代分布中心，而北美则成为该属的现代分布中 心和次生分化中心。 2 东亚七筋姑( c l i n t o n i au d e n s i s ) 的研究现状 根状茎较硬，粗约5 毫米，有撕裂成纤维状的残存鞘叶。叶3 4 枚，纸质 或厚纸质，椭圆形、倒卵状矩圆形或披针形，长8 2 5 厘米，宽3 一1 6 厘米，无 毛或幼时边缘有柔毛，先端骤尖，基部成鞘状抱茎或后期伸长成柄状。花葶密生 白色短柔毛，长l o 一2 0 厘米，果期伸长可达6 0 厘米；总状花序有花3 - - 1 2 朵， 花梗密生柔毛，早落；花白色，少有淡蓝色；花被片距圆形，长7 一1 2 毫米，宽 3 4 毫米，先端钝圆，外面有微毛，具5 7 脉；花药长1 5 2 毫米，花丝长3 - - 5 ( - - 7 ) 毫米；子房长约3 毫米，花柱连同浅3 裂的柱头长3 5 毫米。果实 球形至距圆形，长7 - - 1 2 ( 一1 4 ) 毫米，宽7 一l o 毫米，自顶端至中部沿背缝 线作蒴果状开裂，每室有种子6 一1 2 颗。种子卵形或棱形，长3 4 2 毫米，宽 约2 毫米。花期5 6 月，果期7 一l o 月( 中国植物志) 。 分布自喜马拉雅，经中国的云南，四川，陕西、甘肃、湖北、河南、山西、 河北、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江到朝鲜、日本和俄罗斯的远东地区。分布区 大约在北纬2 5 0 - - 5 0 0 ，东经7 9 0 - - 1 4 5 。范围之内。常常生长在高山疏林下或阴坡 疏林下，海拔9 0 0 - - 4 0 0 0 米( 王祚玲，2 0 0 6 ) 。 从细胞角度看，七筋姑植物cu d e n s s 具有两种倍性二倍体( 2 n = 1 4 ) 和四倍体( 2 n = 2 8 ) ( 李思锋和常朝阳，1 9 9 6 ：王丽等，1 9 9 3 ) ，无论是二倍体还 是四倍体，其染色体数目均非常稳定，在同一居群内没有发现不同倍性个体的混 生现象，也没有发现非整倍体变异。二倍体分布于云南一俄罗斯远东海滨边区， 核型相当一致；四倍体除出现在东亚的两端云南及其以西的喜马拉雅山地区 和日本外，在陕西南部化龙山北坡中山一带较狭的范围内也被发现。研究还发现， 东亚七筋姑种子的大小与植物的倍性有关，颜色与地理分布有关。二倍体种予大 小为2 屉3 5m m x1 3 1 7m m 四倍体种子大小为3 5 5 5m m x1 7 - 2 5 m m ，成熟 期的种子随着多倍化而增大：在种子颜色上，从喜马拉雅山经云南、四川直至秦 岭东部为淡褐色，从山西吕梁经河北、辽宁、吉林到西伯利亚和日本一带均为深 褐色，但其颜色与植物的倍性无关。花序类型上，七筋姑植物一般为总状花序， 但其变异也较大。一株植物上花的数目可以从1 到多数，最多可达2 3 朵，且花 序靠近顶部的花有呈伞形花序的趋势，即使在同一种群内这种变化也非常明显， 无规律可循。 七筋姑植物的花粉外壁纹饰具有三种类型：芽孢型，即外壁密布芽孢状突起； 拟网状芽孢型，外壁呈不规则网状，网脊由大小不等的小芽孢相互融合或连接而 成；具穿孔芽孢型，芽孢部分连接或融合，并有穿孔形成。花粉外壁纹饰演化的 主要途径可能是：芽孢型一芽孢部分连接或融合，并有穿孔形成一芽孢进一步融 合，穿孔进一步扩大，形成拟网状芽孢型一拟网状一网状( 李思锋等，1 9 9 7 ) 。 种皮纹饰可以分为4 种类型：纹饰有细短的纵条纹组成，轻微波状，条纹间 呈条穴状深陷；纹饰不规则条纹状，扭曲，相互交错联合，中问凹陷成沟、穴状： 纹饰由凹陷的孔穴和稍隆起的脊组成类似于网穴状的结构，排列较有规则；纹饰 由粗大明显的肋状突起组成，突起之间深陷呈纵向的构，肋上为细密的小穴状或 细条纹状结构( 常朝阳等，1 9 9 8 ) 七筋姑植物适生于较高海拔的森林环境下， 要求相对阴湿、凉爽的生境条件，其不但具有适生于高山环境的方式，而且其叶 表皮结构自然表现出阴生植物的一般特征，如叶表皮光滑无毛，晶体含量少，角 质层很薄，气孔密度较小，极少下陷，没有保护物围绕等( 常朝阳和李思锋，1 9 9 7 ) 在东亚cu d e n s d 种内，叶、果实、花序和花粉等形态特征变异复杂多样， 但反映不出倍性上的差异，显示出该种目前j 下处于强烈的分化阶段( 李思锋和常 朝阳，1 9 9 6 ；常朝阳和李思锋，1 9 9 7 ；李恩锋等，1 9 9 7 ：常朝阳等，1 9 9 8 ：l ie t a l 。1 9 9 6 ) 。从地理分布上，似乎从喜马拉雅地区一陕西南部，七筋姑的形态特征 变异比较复杂，而从秦岭一东亚东北部，形态特征变异比较单一，反映出喜马拉 雅地区一陕西南部可能是该类群变异和分化比较活跃的一个地区。 此外，李思峰等在对七筋姑属的细胞地理学研究中，对七筋姑多倍体的起源 也进行了推测。他认为七筋姑多倍体的起源是一种异地多起源，至少存在3 个起 源中心：( 1 ) 中国西南山地起源，向西沿喜马拉雅山地扩散；( 2 ) 东亚东北部 起源，并向东散布，通过白令陆桥迁移到达北美。( 3 ) 东亚中部起源。 3 本研究采用的分子标记 3 1 微卫星标记 微卫星( m i c r o s a t e l l i t e s ) 又称简单序列重复( s i m p l es e q u e n c er e p e a t s ， s s r s ) ，或短串联重复( s h o r tt a n d e mr e p e a t s ，s t r s ) ，是以几个碱基( 一般为l - - 6 个) 为重复单位组成的简单串联重复序列( t a u t z ，1 9 8 9 ) ，由核心序列和侧 翼序列组成，其核心序列呈串联重复排列，由于重复单元的碱基数目不同而使微 卫星呈现出多态性。侧翼d n a 序列位于核心序列的两端，为保守的特异单拷贝 序列，能使微卫星特异地定位于染色体常染色质区的特定部位。 w e b e r ( 1 9 9 3 ) 将微卫星分为三类：完全重复( p u r er e p e a t s ) 、复合重复序列 ( c o m p o u n d r e p e a t s ) 和不完全重复序列( i n t e r r u p t e dr e p e a t s ) 三种。 如：完全重复：c a a 忙a c a c a o 屹a 1 0 a c a c a ： 复合重复：c a c a c a c a c a g a g a ( 认( 认g a ； 不完全重复：c a c a 耵c a c a c a 订c a t t c a 。 在红麻的微卫星d n a 核心序列分析中，完全型占7 9 2 ；不完全型占1 2 5 ；复 合型仅占8 3 ( 周建林，2 0 0 6 ) 。 n s s r 位点贯穿整个植物基因组。据估计，植物核基因组中平均每3 3 k b 中就 有个长于2 0 b p 的微卫星重复发生，在双子时与单子叶植物基因组中，平均每2 l k b 和6 5 k b 出现一个s s r 位点。而哺乳动物每6 k b 就有一个这样的重复( w a n g 甜 a l ，1 9 9 4 ) 微卫星的重复单位以1 2 个核苷酸为主，也有一些微卫星的重复单位 为3 个核苷酸，极少数为4 个或者4 个以上的核苷酸。据报道，微卫星序列中所有 的单，双和四核苷酸重复序列都分布在d n a 非编码区，而含g - c 碱基对的三核苷 酸重复序列中有5 7 位于编码区( w a n g 甜a ，1 9 9 4 ) 。完整的人类基因组序列显 示，微卫星标记约占3 ，其中二核苷酸重复是其主要形式，约占0 5 在二核 苷酸重复中，c a 重复占5 0 ，a t 重复占3 5 ，a g 重复约占1 5 ，g c 重复约占 0 1 。而在三核苷酸重复中，从t 占3 3 ，从c 占2 1 ，a c c 占4 ，a ( 占2 2 ， a c t 占i 4 ，a c g 占0 1 ( l a n d e r ，2 0 0 1 ) 植物中的二核苷酸重复的平均大小( 约1 0 个重复) 和多态性均低于动物中 的二二核苷酸重复。植物中被检测到的二核苷酸的数日比人类基因组的少十倍，被 检测的二核苷酸重复中2 5 以上为复合重复和不完全重复，它们的多态性要低于 完全重复( p h i l i p p e e ta ，1 9 9 6 ) 在植物中，a t 重复单元占优势，而人类基因 组中a c 或t g 重复更为常见，这一特征可用来区分动植物的基因组( w a y n e p o w e u 甜a 1 ，1 9 9 6 ) 。 三核苷酸重复在动植物中都存在它们大部分和人类的疾病及癌症有关。一 种解释认为重复单元突变可引起编码区的移码突变。例如，h u n t i n g t o n s 病、肯 尼迪氏综合征，肌强制性营养不良、脆性x 染色体综合症，脊髓小脑性共济失调 ( s f a ) 等( k o v t u nd 口，2 0 0 1 ) 这些神经性退缩性疾病是由于相对较短的三 核苷酸重复序列延长为正常长度的两倍或多倍造成的。一些与智力有关的疾病是 由于前导区的三核苷酸重复的扩增，产生了染色体容易断裂的脆性位点( f r a g i l e s i t e ) ( s u t h e r l a n de ta 1 ，1 9 9 8 ) 此外也有位于内含子和下游非翻译区的情况。 四核苷酸重复以g a t a g a c a 最常见，常发生在较高级的器官中。在人类 和西红柿基因组中，它主要集中在着丝粒附近，在蛇基因组中它特异的定位于性 染色体上。四核苷酸重复常见的也是复合重复和不完全重复，尽管它很少应用于 居群生物学的研究，但它具有高度的多态性( p h i l i p p e e fa 1 ，1 9 9 6 ) 。 微卫星突变率很高，每代每个配子的每个位点有2 5x1 0 - 5 到lx1 0 - 2 突变 ( w e b e re ta l ，1 9 9 3 ) ，是碱基替代的l o o 一1 0 0 0 倍。影响微卫星突变率的因素 有：重复数目、重复单元的序列及长度、侧翼序列、微卫星重复中的插入序列、 重组速率、转录速率等。微卫星的的突变率不仅在种问不同，在种内也很不相同， 即不同位点之间也表现不同，甚至于同一位点的不同的等位基因之间都存在着不 同的突变率。微卫星多态性包括两个方面，即核心序列重复次数的不同引发的多 态性和核心序列重复程度的差异引发的生物种间，甚至种内不同个体间微卫星位 点的多态性无论是谱系之间观察、居群调查还是微卫星的克隆分析都显示微卫 星的突变率是随着重复数目的增加而升高的，即长位点的突变率要高于短位点， 至于二者是否成线性关系还有待于进一步调查。谱系直接观察显示四核苷酸的突 变率高于二核苷酸的突变率，而随后又有人认为二核苷酸比四核苷酸更可变。最 近研究表明，在重复数目相同的情况下，四核苷酸的突变率明显低于二核苷酸的 突变率g l e n ne ta ( 1 9 9 6 ) 观察发现等位基因多样性及克隆序列中微卫星重复 数目均和侧翼序列中的g c 含量成显著的负相关。一般认为d n a 复制修复过程 中“滑链错配”是引发微卫星多态性的主要机制( s c h l o t t e re ta 1 ，1 9 9 1 ) 。就是 说新生链和模板链之间在微卫星重复区域可能发生错配，使得一个或几个重复单 位形成环状，未能参与配对。如果未配对的重复单位位于新生链，则最终得到的 新生链未配对重复单位数目比模板数目多；反之。如果未配对的重复单位位于模 板链，则最终得到的新生链未配对的重度单位比模板的数目少正常情况下，这 种错配可被错配修复系统所校正，但在错配修复系统失常时，可形成重复次数不 同的s t r 。同时，不少学者指出：d n a 重组过程中，不同d n a 分子的简单重 复遗传交换或错排构型配对，也可导致重复单位数量的改变，加剧微卫星的多态 性。而微卫星序列的不完全重复则被认为是由不正常的碱基替换、错配不均等交 换所引起的( 李军林等，2 0 0 0 ) 尽管微卫星核心序列的突变率很高，但是其侧翼序列则保守得多。c h o u m a n e 群a 1 ( 2 0 0 0 ) 等在对c i c e r 属( 鹰嘴豆属) 8 个一年生种和1 个多年生种的9 0 个微卫星侧翼序列的研究中，发现所有引物均能在鹰嘴豆的近缘种中成功扩增。 人类微卫星标记可用于黑猩猩相应位点的扩增( w e b e r e t a l ，1 9 9 3 ) ，而牛的微 卫星标记的等位基因位点也可用于山羊和绵羊的研究( m o o r ee ta 1 ，1 9 9 1 ： f o r b e s e t a l ，1 9 9 5 ；p e p i n e t a l ，1 9 9 5 ) ；微卫星标记的可传递性在c a n i d a e ( r o y 耐a 1 ，1 9 9 4 ) 、c e t a c e a e ( s e h l o t t e r e t a l ，1 9 9 1 ) 、松属不同种( s m i t h e t a l ，1 9 9 5 ； k a r h ue ta 1 ，1 9 9 6 ：e c l a te ta 1 ，1 9 9 7 ) 及莒蓿属( d i w a ne ta 1 ，1 9 9 7 ) 的研究 中均得到验证。然而侧翼序列的这种保守性是相对的r o a ( 2 0 0 0 ) 等通过l o 对微卫星引物检测木薯的7 个种1 2 1 个个体的1 2 4 个等位基因，得出结论：尽 管这些微卫星引物在整个属中均可以使用，但是随着遗传距离的增加，扩增位 点的成功率趋于降低。即亲缘关系越近的物种，其侧翼序列的一致性越高。 h o d g c t t se ta 1 ( 2 0 0 1 ) 的研究表明白云杉微卫星引物的应用局限在松柏类植物 中；在c 枷孤i e t a l ( 1 9 9 9 ) 的研究中，桃 p r u n u s p e r s i c a ( l ) b a t s c h 的微 卫星引物在属内扩增的成功率达到5 9 ，但在m a l u s ( 苹果) 中的应用率则仅 有1 8 ；p e s k a l le ta 1 ( 1 9 9 8 ) 调查了3 l 对大豆( g l y c i n e m a x ) 的微卫星引物 在大豆的野生种和豆科其他属植物中的通用性。发现有6 5 以上的引物在 g l y c i n e 属内产生扩增产物，只有3 - - 1 3 的引物在其他属中获得扩增。尽管 d i r l e w a n g e r e t 以( 2 0 0 2 ) 的研究表明种问共用引物与遗传距离没有关系；周以 诞( 1 9 9 9 ) ，周涵韬( 2 0 0 2 ) 也报道了不同科问共用引物的现象，但目前普遍的 观点认为，微卫星侧翼序列的保守性更多的局限于属内种间和亲缘关系接近的 种属问 由于s s r 具有在整个真核生物基因组中分布的均匀性、丰富性、高多态性、 共显性和基于p c r 、引物序列公开发表易在各实验室中广为传播使用等特点， 已被用于遗传作图、遗传标记、建立d n a 指纹、鉴定品种及品种专利、进化和 遗传多样性研究。 3 - 2 叶绿体微卫星 对2 0 0 多种植物的叶绿体基因组( c h l o r o p l a s td n a ，c p d n a ) 的研究及电镜 观察结果表明，在高等植物中，c p d n a 以共价、闭合、环形双链d n a 的多拷贝 形式存在大小一般在1 2 0 一1 6 0 k b 之间，每个叶绿体中都含有几百到几千个 c p d n a 分子。c p d n a 不与组蛋白结合成复合体，是裸露的d n a ( 何培民等，2 0 0 0 ) 。 被子植物叶绿体基因组大小的变异幅度为9 7 k b ，其中2 3 的长度是由反向重复区 的伸长或缩短引起的，而整个基因组的复杂性并不发生变化，即叶绿体基因组大 小的变异主要是由这2 个长约2 2 - - 2 5 k b 的反向重复序列的伸缩而决定的( 熊廷等， 2 0 0 2 ) 。 尽管以前的研究结果表明，每个细胞中的上千个c p d n a 拷贝是同源的，相 互之间没有区别，而且c p d n a 很少或不发生重组、基因组由单亲遗传，并认为 叶绿体基因组具有极小的或没有种内变异。但是近几年的研究结果显示，尽管叶 绿体基因组在数目、种类和基因序列上都具有较高的保守性，但是这种保守性并 非绝对，在很多物种中都存在种内居群间和居群内个体问的c p d n a 变异。d n a 的重组以及突变最终导致c p d n a 基因组大小、基因排列顺序及序列复杂性发生 变化( s a l t s ，1 9 8 4 ) 。其中最常见的突变是发生在非编码区的l 一1 0 b p 的缺失或 插入，而5 0 - - 1 2 0 0 b p 大的长度突变发生的频率极低 异源d n a 的重组、缺失、倒位等突变是c p d n a 变异的主要原因。其中环境 因素，如辐射、高温、化学诱导剂、冰川活动等会导致c p d n a 突变，而且人为 造成的c p d n a 编码性状的选择( 如抗除草剂) 或作物早期驯化过程中c p d n a 从近缘种渐渗的现象，也可以引起c p d n a 种内多样化。此外有研究证明，一些 植物的m t d n a 包含了与该植物c p d n a 同源的d n a 序列，表明m t d n a 与c p d n a 之间存在单方向的序列交换，即d n a 序列从c p d n a 流向m t d n a ，这种片段的 交换则为c p d n a 的种内变异提供了另一条途径( m o o n e t a l ，1 9 8 7 ) 。 做为植物体内三大遗传系统之一，叶绿体基因组与核基因组( n u c l e a rd n a ， n d n a ) 相比，具有下列特点：( 1 ) 分子量小、多拷贝、结构简单；多为闭环 双链d n a ，大小为1 2 0 - - 2 1 0 k b ( 莫l = t 根等，1 9 9 8 ) 。( 2 ) 原核性，序列相当 保守，其进化速率缓慢，仅为n d n a 的1 5 ( 进化速率平均每年每个位点约为 0 2 1 0 x l o - 9 ) d n a - d n a 杂交的结果显示，即使是无关的植物种间至少也存 在3 0 的同源性( 李健仔等，2 0 0 2 ) 。( 3 ) 单亲遗传，如裸子植物为父系遗传， 大多数被子植物为母系遗传，不参加基因重组( 即不受选择压力) ，且不受基因的 重叠、缺失及假基因的干扰。有独立的进化路线，不依赖于其它任何数据即可构 建分子系统树、查明植物的进化历史( 陈伯望等，2 0 0 0 ) 。c p d n a 的这些特点 有利于对其进行分析( 包括物理图谱的构建及特定基因的分离、鉴定和序列测定 等) ，使之很适合用于较高分类单位的系统演化研究。在植物的种间、属间和科 问，在系统发育关系方面，c p d n a 分子比n d n a 和线粒体d n a ( m i t o c h o n d r i a d n a ，m t d n a ) 有更加广泛的应用性。 叶绿体微卫星( c h l o r o p l a s ts i m p l es e q u e n c er e p e a t 。c p s s r ) 是近年来发展起 来的一种新型高效的分子标记技术，由于具有微卫星标记的优点又兼顾到叶绿体 基因组( c h l o r o p l a s td n a ，e p d n a ) 的特点，所以c p s s r 可用来鉴定种甚至亲缘 关系很近的种，描述区域和个体水平的遗传差异，目前广泛用于植物群体遗传分 析及系统发育分析研究，在更高分类水平和自然植物群体问基因漂移研究上特别 有用( k a u n d u na n dm a t s u m o t o ，2 0 0 2 ) e p s s r 存在方式大多是以a 或t 单碱基的重复为主，也存在少部分双碱基的重 复( b r y a ne ta 1 ，1 9 9 9 ) i s h i ia n dm c c o u c h ，2 0 0 0 ) 王化坤等对拟南介c p s s r 分布调查的结果显示：拟南芥e p s s r 的分布规律与核基因组十分类似，丰度却少 得多。其中，以单碱基重复为主，二碱基次之，二碱基以上极少；在单碱基重复 中，又以a 和t 的单碱基重复为主，a 和t 合起来占单碱基微卫星的9 8 5 ，这与马 铃薯( b r y a ne ta i ，1 9 9 9 ) 、水稻( i s h i ia n dm c c o u c h ，2 0 0 0 ) 等植物的研究结 果一致。e p s s r 的产生机制尚不太清楚，由于其变异幅度与非间断重复数目无直 接相关关系，因此其产生和扩展的机理可能与n s s r 不同，w e i s i n g 和g a r d n e r ( 1 9 9 9 ) 认为理由可能有2 个：( 1 ) a 或t 的单核苷酸重复可能聚集在一起其 长度的多态性可能发生在这些区域，插入和缺失是反转和重组而不是复制滑动产 生的；( 2 ) 微卫星可出现在任何非编码区如内含子( i n t r o n ) 和基因间隔区( i n t e r g e n e s e q u e n c e ，i g s ) 3 3 叶绿体s s r 在植物研究中的应用 微卫星位点可以提供具高分辨率的遗传信息，这一特点使微卫星既适合于个 体水平上的研究，又适合于种群水平上的研究。在个体水平上包括个体识别、交 配系统和亲本分析、基因流等研究。在种群水平上微卫星可用于遗传结构、有效 种群大小、种群的系统发育重建等研究。 3 3 1 群体遗传结构中的应用 e p s s r 能显示高水平的种内多样性，可以用这一特性来了解进化群体生物 学、群体迁移模式，群体历史和群体分化水平( p r o v a ne ta 1 ，2 0 0 1 ) 。b u c c ie t a 1 ( 1 9 9 8 ) 用9 个父性遗传的叶绿体s s r 研究胁淞h a l e p e n s i st o t 、p b r u t i am i l l 和 p e l d a r i c am e d w e d 的3 个关系密切种的遗传变异。检测到阿勒颇松和爱琴海松具 有较高的单倍型变异和遗传变异。陈伯望等( 2 0 0 5 ) 对5 个杉木和7 个秃杉天然群 体进行胚的c l a s s r 分析，表i 刃e p s s r 方法能够有效地分析出杉木和秃杉的群体以 及树种内的变异情况张新叶等( 2 0 0 4 ) 利用e p s s r 分子标记对日本国内的7 个 日本落叶松( l a r x k a e m p f e r i ) 群体遗传结构进行了研究1 1 对e p s s r 弓l 物中筛 选出的3 对多态性引物，共产生1 0 个长度不同片段，在1 9 7 个样品中组合出现1 0 个不同的单倍型( h a p l o t y p e ) ，各群体的单倍型差异较大。x u e t a l ( 2 0 0 2 ) 调 查了从不同亚洲国家收集来篚j 3 2 6 份野生和栽培的大豆种的e p s s r 差异。大豆材 料检验中发现6 个e p s s r 位点存在2 3 个差异，表明了野生大豆具有相当高的遗传 多样性。叶绿体单倍型分析表明具有同e p d n a 单倍型的栽培大豆种分别独立地 起源于不同分布不同野生基因库或栽培和野生的杂交群。代文娟等( 2 0 0 6 ) 用叶 绿体微卫星分子标记分析了冷杉( a b i e s z i yu a n e n s i s ) 的遗传变异，6 对c p s s r 引 物中选出3 对多态性引物，共扩增出7 个位点。n e i s 基因多样度( 士括) 为0 2 9 2 2 ， 信息多样性指数( ，) 为0 4 4 2 8 ，基因分化系数( g 矗) 为0 5 8 0 5 。研究结果表明 资源冷杉的遗传分化主要存在于居群问。特别是分布在银竹老山和舜黄山的资源 冷杉与分布在大院的资源冷杉之间产生了较明显的遗传分化，因而提出在开展保 护工作时要同时重视两分布她的保护工作。 在群体遗传研究中，一个非常重要的内容就是物种的基因流评估。由于单亲 遗传和独立进化的特点，e p s s r 在研究基因流动与进化方面也是非常有用的工 具。b u c c ie t a l ( 1 9 9 8 ) 用3 个具有高信息含量的标记提供了阿勒颇松叶绿体单倍 型向爱琴海松种子基因渗入的证据。根据可控杂交的证据，只有当阿勒颇松提供 花粉，爱琴海松是母本时才可能成功，而不能颠倒。同区域的群体存在单向基因 流动，确认了关于阿勒颇松和爱琴海松之间再生繁殖障碍的证据，并用上述证据 讨论了这些种的进化历史。在