藓类植物羽藓科及其相关科属分子系统学研究

摘要

藓类植物羽藓科及其相关科属的分子系统学研究摘要羽藓科(Thuidieace)是藓纲侧蒴双齿亚类、灰藓目中的一个大科,在世界范围内广泛分布,在世界广布,共有19属,311种,其中中国有17属,其系统位置介于薄罗藓科(Leskeaceae)和柳叶藓科(Amblystegiaceae)之间.1925年Brotherus将羽藓科分为4个亚科:异枝藓亚科(Heterocladioideae)、牛舌藓亚科(Anomodontoideae)、羽藓亚科(Thuidioideae)和沼羽藓亚科(Helodioideae).这一系统曾被广泛接受,但由于该科的种类众多,配子体和孢子体形态、生活习性呈多样化,根据不同性状来研究其系统发育往往差异很大.目前,羽藓科科及亚科,甚至属的界定都存在着很大争议.随着分子生物学的发展,利用生物大分子数据,尤其是DNA序列分析,对研究和揭示植物的系统发育具有重要的意义.这使在充分利用已知各方面的证据基础上,进一步从分子水平揭示羽藓科的系统发育成为可能.该研究测定了羽藓科7属11种,薄罗藓科4属4种rDNA的ITS序列.并在GeneBank中搜索下载了相关科属(羽藓科,薄罗藓科,柳叶藓科)的ITS序列.连同本实验测定的序列(总计25属,50个分类单位),采用最大简约法(maximum parsimony method,MP)和邻接法(neighbor-joining method,NJ)对获得的序列进行分析,并构建分子系统树,探讨羽藓科的系统发育关系.结果表明,Brotherus系统中,羽藓科明显分为两支,其中一支包括羽藓亚科和沼羽藓亚科的大部分属,牛舌藓亚科的牛舌藓属、细枝藓属则构成另外一支,这支持了Noguchi,Buck&Vitt以及吴鹏程先生的观点:牛舌藓亚科独立成为牛舌藓科;以柳叶藓属为基础,大多数柳叶藓科的种属也构成一稳定分支,是广义羽藓科的姐妹群,但是湿原藓属等少数几个种属构成另一个分支,说明传统的柳叶藓科也是多系发生,并和麻羽藓属有某种关系,这种关系还有待更进一步探讨.薄罗藓科的四个属则成明显的多系性,分散在广义羽藓的两个分支里.

目录

摘 要

Abstract

略语表

1前言

1.1羽藓科及其相关科属的分类简史

1.1.1经典藓类植物的分类简介

1.1.2广义羽藓科的分类地位

1.1.3羽藓科内属界限的争议

1.1.4羽藓科和相近科属的界定

1.2分子系统学

1.2.1分子系统学概述

1.2.2ITS序列在植物分子系统学的应用

1.3系统发育数据分析方法

1.3.1序列比对

1.3.2建立取代模型

1.3.3系统树构建方法

1.3.4系统树的检验与评估

2材料与方法

2.1实验材料

2.1.1标本材料

2.1.2试剂

2.2实验方法

2.2.1总DNA提取

2.2.2 ITS序列扩增引物

2.2.3 PCR扩增

2.2.4 PCR产物纯化及测序

2.2.5序列拼接

2.2.6数据处理和分析

3结果与分析

3.1 DNA提取与PCR扩增

3.2 ITS片断测序

3.3 ITS序列

3.4 GenBank相关序列

3.5系统分析

3.5.1外类群的选择

3.5.2最大简约(MP)系统树

3.5.3邻接法(NJ)构建系统数

3.5.4系统分析结果

4讨论

4.1标本材料的DNA提取

4.2 ITS在藓类植物系统学的研究价值

4.3不同系统树构建方法对结果的影响

4.4羽藓科及其相关科属系统发育关系的探讨

4.4.1羽藓科的系统位置

4.4.2羽藓科与相近科间的关系

5结论

参考文献

致谢

附录1 ITS序列对比

附录2 HKY85距离矩阵

附录3测序报告