基于功能基因的标记在评估Elymus sibiricus L的遗传多样性和种群结构方面的比较应用

《Genetic Resources and Crop Evolution》：Comparative application of functional gene-based markers in assessing genetic diversity and population structure of Elymus sibiricus L

本研究通过比较POGP、LOX和Cyt P450三种功能基因标记系统，评估了它们在分析高寒地区宽叶鲜卑草遗传多样性和种群结构中的效能。结果显示LOX标记在遗传多样性参数和地理分化检测中表现最优，为该物种种质保存和育种提供了新工具。

　　

摘要

埃利姆斯西伯利亚草（Elymus sibiricus） L. 是一种重要的多年生牧草，广泛分布于温带和高山地区，在青藏高原的草地恢复和畜牧业生产中具有特殊意义。因此，有效评估其遗传多样性对于种质资源和育种工作至关重要。在这项研究中，我们系统地评估并比较了三种基于功能基因的标记系统——过氧化物酶基因多态性（POGP）、脂氧合酶（LOX）和细胞色素P450（Cyt P450）——在分析埃利姆斯西伯利亚草的遗传多样性和种群结构方面的有效性。利用六对POGP引物、八对LOX引物和五对Cyt P450引物，我们对来自四个主要地理区域的54个样本进行了基因分型。计算并比较了关键的遗传多样性参数，包括总条带数（TNB）、多态性条带的数量和百分比（NPB和PPB）、多态性信息含量（PIC）、香农多样性指数（H）、分辨能力（RP）、标记指数（MI）以及平均条带信息量（Ibav）。结果显示，LOX标记系统在大多数参数上表现更优，表明其在检测遗传变异方面具有更高的效率。聚类分析、主坐标分析（PCoA）和贝叶斯种群结构分析一致地揭示了青藏高原地理亚组与其他地理亚组之间的明显遗传差异。Mantel检验进一步证实了遗传距离矩阵之间的强相关性，支持了这种地理相关的遗传结构。我们的研究结果表明，基于功能基因的标记系统，尤其是LOX，对于描绘埃利姆斯西伯利亚草的地理结构化遗传多样性非常有效，为种质资源保护、进化研究和育种计划设计提供了有价值的工具和见解。

埃利姆斯西伯利亚草 L. 是一种重要的多年生牧草，广泛分布于温带和高山地区，在青藏高原的草地恢复和畜牧业生产中具有特殊意义。因此，有效评估其遗传多样性对于种质资源和育种工作至关重要。在这项研究中，我们系统地评估并比较了三种基于功能基因的标记系统——过氧化物酶基因多态性（POGP）、脂氧合酶（LOX）和细胞色素P450（Cyt P450）——在分析埃利姆斯西伯利亚草的遗传多样性和种群结构方面的有效性。利用六对POGP引物、八对LOX引物和五对Cyt P450引物，我们对来自四个主要地理区域的54个样本进行了基因分型。计算并比较了关键的遗传多样性参数，包括总条带数（TNB）、多态性条带的数量和百分比（NPB和PPB）、多态性信息含量（PIC）、香农多样性指数（H）、分辨能力（RP）、标记指数（MI）以及平均条带信息量（Ibav）。结果显示，LOX标记系统在大多数参数上表现更优，表明其在检测遗传变异方面具有更高的效率。聚类分析、主坐标分析（PCoA）和贝叶斯种群结构分析一致地揭示了青藏高原地理亚组与其他地理亚组之间的明显遗传差异。Mantel检验进一步证实了遗传距离矩阵之间的强相关性，支持了这种地理相关的遗传结构。我们的研究结果表明，基于功能基因的标记系统，尤其是LOX，对于描绘埃利姆斯西伯利亚草的地理结构化遗传多样性非常有效，为种质资源保护、进化研究和育种计划设计提供了有价值的工具和见解。