遗传学论文

遗传多样性与保护前言本文从遗传多样性角度对当前保护遗传学在植物保护中的作用进行了探讨。

在植物保护过程中,要考虑种群遗传多样性的大小,在就地和迁地保护的过程要减少近交和远交衰退影响,并可利用遗传标记为提供关于种群大小、基因流动等方面的信息对当前植物保护遗传学的研究进行了介绍,揭示了保护遗传学在植物保护上重要作用和不可取代性。

关键词：遗传多样性生物多样性植物保护正文野生植物是大自然馈赠给人类的宝贵财富，是人类社会可持续发展重要的战略资源。

数以万计的植物种类蕴涵着解决人类可持续发展必需的衣、食、住、行资源需求的巨大潜力，是人类共有的资源宝库。

作为自然生态系统的原始生产者和基因资源的重要载体，植物对于人类未来的命运将越来越重要。

中国地域辽阔，气候、地形类型复杂，植物多样性极为丰富，是全世界十分之一植物物种生存的家园。

中国拥有30 000多种高等植物，并且具有物种丰富度高、特有种属多、区系起源古老、栽培植物种质资源丰富等特点，在全球植物多样性中具有十分重要地位。

从木材到稻米、从兰花到玫瑰、从茶叶到竹子，中国丰富的植物多样性，为全人类提供了最为重要的食物、药材、观赏植物和建筑用材。

但是，中国野生植物面临分布区域萎缩、生境恶化、资源锐减、部分物种濒危程度加剧等严峻形势，植物多样性受到了极其严重的威胁。

保护中国的野生植物多样性刻不容缓。

生物多样性是地球生命经过几十亿年发展进化的结果，是人类赖以生存和持续发展的物质基础，是描述自然界中生命形式多样性程度的一个内容广泛的概念。

植物，地球生态系统的基础，生物多样性的核心组成部分，多种多样的植物孕育了多姿多彩的生物世界。

生物多样性有多种多样的表现形式，但最终都是由控制形态和发育的遗传蓝图—核酸的多样性决定的，因此基因的多样性是其他一切多样性的基础和源泉。

遗传多样性是生物多样性的重要组成部分。

任何物种都具有其独特的基因库和遗传组成，可以说物种是构成生物群落进而组成生态系统的基本单元，生态系统的多样性离不开物种的多样性，而物种多样性已经包含了基因遗传的多样性，故生态系统也就离不开物种所具有的遗传多样性。

遗传多样性是生态系统多样性和物种多样性的基础。

达尔文发现，物种从一个共同的祖先分支出来以后，有些器官形态发生了异常或改变，由于长期遗传的结果，这些改变了的器官形态不会比别的构造更易发生变异了，长期连续的自然选择作用便会使它们变得十分稳定，从而形成新的物种。

因此，达尔文认为物种只是特征显著而稳定的变种，而且所有物种开始都是变种。

那么变异的来源是什么？达尔文的时代还无法解释这个问题，现在我们已经了解，所有这些变异最终来源于遗传基因的多样化。

所以，从这个意义上说，遗传多样性对其他多样性具有决定性意义。

它不仅在于可揭示物种的起源与进化历史，为动植物的分类、进化研究提供有力的证据，而且可为保护区规划、遗传资源的保存及动植物的育种和遗传改良等工作提供理论依据。

什么是遗传多样性呢？遗传多样性又称基因多样性，是生物多样性的重要组成部分。

广义的遗传多样性，可泛指地球上所有生物携带的遗传信息，包括不同物种的不同基因库所表现出来的物种多样性。

狭义的遗传多样性：指物种内的遗传变异。

种内的遗传变异既包括群体内的个体间变异，也包括群体间或群体系统、地理宗、生态型、变种、亚种间以及农作物品系、品种间的遗传差异。

此外，遗传多样性可以表现在多个层次上，如分子、细胞、个体等。

遗传多样性是物种繁衍、抵抗病害和适应环境条件变化所必需的。

任何物种只有具备一定的遗传多样性才能抵御自然界中的各种生存压力，否则将面临物种灭绝的危险。

遗传多样性研究对于了解物种的适应性、物种起源、基因资源分布及基因资源保护等具有重要的理论和实践意义。

因此，了解和掌握资源遗传多样性，对于维护物种稳定，挖掘有益资源，开发和创制新种质等方面具有重要意义。

遗传多样性的保护意义在于：1、有助于追溯生物进化的历史，探究现存生物进化的潜能如对高脂松酶位点的检测发现，其群体内遗传变异水平极低，而群体间未发现任何差异（Fowler 等1977）。

许多证据表明，脂松曾有广泛的分布，但在更新世冰川作用的影响下被赶到了美国东南部，在此过程中，该种经历了严重的瓶颈效应。

尽管现今的分布区仍比较大，但却是由存在于美国东南部遗传上单一的残遗群体重建的，因此遗传多样性极低（Mosseler 等1991）。

例如：按照对来自8个山系的12只大熊猫的遗传多样性研究结果推测，在晚更新世气候剧变而导致动物大量死亡以至灭绝，大熊猫可能仅有少量个体存活，由于发生近亲繁殖而造成了遗传多样性的贫乏。

而葛颂等（1996，1997）对我国特有的银杉遗传多样性研究发现：这一孤立分布在湖南、广西、四川等地的孑遗物种，具有很低的遗传多样性，但群体间的遗传分化非常大，说明这些银杉群体在历史上发生了严重的瓶颈效应，也表明了银杉的古老性和残遗性。

所谓孑遗物种是在较为古老的地质历史时期中曾经非常繁盛，分布很广，但到较新时期或现代则大为衰退的一些生物物种。

例如，仅产于我国的大熊猫和原来仅产于我国的银杏、水杉等等就属于孑遗物种。

2．可以评估现存的各种生物的生存状况，预测其未来的发展趋势如我国的特有种大熊猫群体被隔离为30多个小群体，每个群体不到50头，甚至少于10头。

根据36种血液同工酶及蛋白质的电泳检测发现，来自8个山系的12只大熊猫，在检测的40个遗传位点上，39 个位点均表现为单态，只有一个等位基因，只有一个位点有两个等位基因多态，遗传多样性水平极低。

许多专家认为大熊猫正面临灭绝的境地。

而同样实验条件下的17只亚洲黑熊却表现出丰富的多态性。

普遍认为亚洲黑熊在短期内没有灭绝的危险。

再比如利用36个微卫星标记和42个表型性状对453份选育品种进行分析,研究中国水稻选育品种的遗传多样性地理分布及其近50年的变化趋势.结果表明,微卫星标记和表型性状分析的遗传多样性具有较高的相似性; 籼稻品种的遗传多样性大于粳稻品种的遗传多样性; 从20世纪50年代到80年代,选育品种的遗传多样性一直下降,80年代降低到最低水平,90年代又有显著提高; 在地理上华中稻区的选育品种遗传多样性最大,东北稻区和西北稻区遗传多样性最小.位于长江中下游的江苏、江西和西南地区的四川等地是中国水稻选育品种遗传多样性最大的地区.东北地区作为重要的粳稻生产基地,遗传基础非常狭窄,应该发掘新的种质资源拓宽品种的遗传多样性.3．在遗传多样性研究的基础上才能制定保护策略和措施生物多样性保护的关键就是保护物种的遗传多样性或进化潜力。

遗传多样性越丰富，该物种对环境变化的适应能力愈大，其进化的潜力也就愈大。

采取科学的保护措施之前所开展的保护等级的确定、有效种群数量确定、物种生存力分析、保护数量的确定、保护对象的获取，以及保护过程中保护对象的管理方案制定等一系列工作，都应在对该物种的遗传多样性研究的基础上进行。

例如：以新疆阜康荒漠地区的植被为对象，研究了植物群落的物种多样性及生态位，并重点对该地区的关键种、国家三级保护植物梭梭(Haloxylon ammodendron)(傅立国，1992)的遗传多样性进行了探讨。

从物种多样性和遗传多样性两个层次上，阐明了荒漠地区的生物多样性特征；在分析几种荒漠植物(碱蓬、叉毛蓬和梭梭)遗传变异和生态位的基础上，探讨荒漠植物种的生态位与遗传多样性的关系，验证关于生态环境与遗传变异的生态位宽度变异假说。

在此基础上，分析了梭梭濒危的原因，并提出相应的保护对策4．遗传多样性是人类生存和社会发展的基础遗传多样性的研究对牲畜、农林业的新品种培育、遗传改良，新药剂开发，人类遗传疾病的诊断治疗、生物活性物质的制备生产、生物资源的鉴别、有害生物的检测和控制等方面均具有重要的作用。

如对世界范围采集的红花种质资源进行鉴定发现，来自埃及和伊朗等地区的样品中，抗病品系最多（Allard等1971）。

转基因棉花、玉米、番茄、水稻的问世均与遗传多样性研究密切相关。

又如在对我国野生稻的研究中发现，在一些病虫害严重的栽培稻稻田附近存在着不受病虫害侵袭的野生稻群体，一些不同来源地的野生稻类型或同一栖息地不同类型的普通野生稻，对瘟病和白叶枯病的抗性有比较大的差异（施立明等1993）。

这些多样性为选育抗病育种的抗源材料，提供了机会和可能性。

以箭竹种子保存为一个具体案例来分析遗传多样性的科研价值与意义背景简介：2003年，四川片口自然保护区海拔2700m以上的箭竹开花枯死，严重影响到大熊猫的食物需求。

问题：如果开花后第二年气候恶劣，如何避免箭竹种子因不能按时发育而出现种群灭绝？从而影响大熊猫的生存？设想1：通过遗传学方法解析箭竹开花的机制，从而有针对性地避免箭竹开花;设想2：利用现有转基因技术，改善箭竹的遗传特性；设想3：将部分箭竹种子保存于种子库，从而保存其遗传基因，在条件成熟的情况下进行播种据有关资料显示，冷箭竹开花周期是45-53年。

竹子从开花结实，种子成熟、植株枯死到种子萌发成林，需要1O年以上时间，以此为食的大熊猫也随之而发生周期性的食物危机，特别是在人为活动频繁的今天(人为活动缩小了大熊猫生活的栖息地)，冷箭竹开花枯死所造成的危机更加严重，每次竹子开花枯死缺乏食物都会导致部分老、弱、病、幼个体死亡，成体因营养不良而繁殖率下降，幼体生长发育不良。

这种周期性的灾难，是促使大熊猫种族退化和灭绝的主要原因之一。

所以，在冷箭竹开花以后对其种子特性和幼苗更新进行研究，了解其自然更新复壮的规律，采取人为措施，加速幼苗更新复壮，这不仅是研究该物种生态生物学特性的需要，而且也是研究和保护大熊猫、促进其种群繁衍的主要课题之一。

在自然环境条件基本一致时，冷箭竹种子成熟掉落后，砍掉枯死竹秆，清除。