部分菊属与亚菊属植物亲缘关系研究

摘要

本实验以采自中国与日本的代表性菊属和亚菊属植物为材料，利用形态学统计分析、PCR-RFLP分析和DNA序列差异分析等方法，进行了菊属和亚菊属植物亲缘与系统发生关系及栽培菊花起源的研究。主要研究结果如下： 1．D．arcticum与其它菊属植物有明显的形态差异，DNA序列分析也显示D. arcticum和D.arcticum subsp.maekawanum的亲缘关系十分近，但与其它菊属植物的关系较远。D.mongolicum与D.yoshinaganthum与其它菊属植物有明显的形态差异。研究结果支持将菊属分为Arctantherum，Dendranthema和Chlorochlamys三个组。 Arctantherum组包括研究材料中的D.arcticum，D.arcticum subsp.arcticum和D. arcticum subsp.maekawanum；Chlorochlamys组包括D.argyrophyllum，D.mongolicum， D.yoshinaganthum；Dendranthema组包括所有其它菊属植物。 2．菊属与亚菊属植物ITS序列简约信息位点率为8.5％，rpl16序列简约信息位点率为3．3％，核ITS序列比叶绿体rpl16序列更适合于对菊属与亚菊属植物进行亲缘与系统发生关系研究。rpl16序列具有明显的长度多态，其长度在菊属和亚菊属植物中分为四种类型：1069bp，1077bp，1080bp，1084bp。利用ITS序列和rpl16序列数据的综合分析比单独进行的ITS序列分析和rpl16序列分析能具有更高的分辨能力和更多的分支数量。 菊属植物D.indicum与D.nanMngense、19.dichrum与D.lavandulifolium、D. japonicum与D.yoshinaganthum、D.dichrum与D.oreastrum、D.crassum与D. rhombifolium两两之间亲缘关系很近。而D.japonense与D.vestitum、D.lavandulifoium与D.boreale、D.zawadskii与D.weyrichii两两之间亲缘关系也很近，但各自仍为独立的种，不宜两两合并为同一个种。 DNA序列邻接分析显示，D.japonicum与其变种D.japonicum var.wakasaense， D.arcHcum与其亚种D.arcticum subsp.maekawanum，D.japonense与其变种D. japonense var.debilis，D.vestitum与其变种D.vestitum vat. lanceifoIium两两聚在一起，显示了很近的亲缘关系。D. zawadskii与其变种D.zawadskiivar.latilobum虽未聚在一起，但两者间极小的遗传距离也显示了其很近的亲缘关系。但在形态聚类分析中，这些种与其变种或亚种并没有得到很好的聚合，说明菊属植物表型上的进化和遗传上的进化可能存在不一致，表型上形态性状分化大，遗传上DNA序列分化小。 3．A.pacifica、A.shiwogiku与菊属植物的rbcL-EcoRⅡ、rbcL-MspⅠ、ndhF-HinfI、petA-MboⅠ酶切片段均无长度多态性。在DNA序列分析中，A.pacifica与D.arcticum， D.arcticum subsp.maekawanum聚在一起，A.shiwogiku var. kinokuniense则与其它菊属植物聚在一起，表明亚菊属代表性种A.pacifica，A.shiwogiku和A.shiwogiku var. kinokuniense与菊属植物有较近的亲缘关系。 A.pacifica，A.shiwogiku var. kinokuniense形态相似，但与菊属植物差异较大。A. pacifica，A.shiwogiku的petA-MboⅡ酶切图谱不同于其它菊属植物，说明亚菊属与菊属间又存在着差异。 4．根据24个形态性状和1个生物学性状聚类结果，中国野生菊属植物D.indicum， D.lavandulifoium，D.nankingense，D.dichrum等聚在一组，原产日本的菊属植物大都聚在一起，表明中国原产的菊属植物与日本菊属植物间存在较明显的地理隔离。D. vestitum与日本野生种聚在一组，表明日本野生种比中国野生种更进化。 5．在PCR-RFLP分析中，三个栽培菊花品种D.×grandiflorum‘Ylnxing’，D. × grandiflorum‘Jinlingwanxia’和D.×grandiflorum‘Shenma’都具有与中国野生菊属植物一样的酶切图谱，说明其亲缘关系很近。DNA序列分析发现，栽培菊花与D.indicum，D.vestitum，D. nankingense等具有较近的亲缘关系，但与D.chanetii亲缘关系最近，而与D.ornatum，D.japonense关系较远。原产日本的野生种对丰富现代菊花品种也起了积极作用。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略词表

声明

引言

文献综述

1 DNA序列在植物系统发生关系研究中的应用

1.1核基因(nDNA)

1.2叶绿体基因组(cpDNA)

1.3线粒体基因

1.4存在的问题与展望

2植物系统发生关系研究中利用DNA序列构建系统发生树的策略

2.1数据的选取

2.2建树方法

2.3不同构树方法的优缺点

3菊属植物系统发生关系与栽培菊花起源研究进展

3.1菊属的组成

3.2菊属亲缘关系

3.3栽培菊花起源

3.4分子系统学研究进展

参考文献

第一章基于形态学特征的部分菊属与亚菊属植物亲缘和系统发生关系研究

摘要

引言

1材料与方法

1.1实验材料

1.2研究方法

2结果与分析

3讨论

参考文献

第二章基于PCR-RFLP多态的部分菊属与亚菊属植物亲缘关系研究

摘要

引言

1材料与方法

1.1实验材料

1.2研究方法

2结果与分析

2.1叶绿体基因rbcL，ndhF和petA片段的PCR扩增产物

2.2叶绿体基因rbcL，ndhF和petA片段的PCR-RFLP多态

3讨论

参考文献

第三章基于ITS和rpl16序列特征的部分菊属与亚菊属植物亲缘和系统发生关系研究

摘要

引言

1材料与方法

1.1实验材料

1.2研究方法

2结果与分析

2.1 rpl1 6的PCR扩增引物筛选

2.2 ITS、rpl1 6的PCR扩增产物及其序列测定结果

2.3基于ITS序列构建的分子系统树

2.4基于叶绿体DNA(cpDNA)序列构建的分子系统树

2.5核基因ITS序列和叶绿体基因序列构建的分子系统树

3讨论

参考文献

第四章讨论与结论

1讨论

1.1菊属的分组

1.2菊属植物种间亲缘关系

1.3菊属与亚菊属的关系

1.4菊属地理分布

1.5栽培菊花的起源

2结论

参考文献

附录

致谢

攻读硕士学位期间论文发表及获奖情况