基于DNA Barcodes和数量分类学对北方耐寒杜鹃资源的分类鉴定和遗传多样性分析

摘要

DNA条形码（DNA barcoding）是利用基因组中一段公认的标准的、相对较短的DN A片段来对物种进行鉴定，根据该片段具有足够的种间变异、而种内变异相对稳定而创建的一种新的生物身份识别系统。数量分类学是在20世纪50年代末期创立的一门学科，是一种客观的、量化的、直观的探讨植物类群间亲缘关系的现代方法。为了明确我国北方耐寒杜鹃资源的系统分类，同时探讨杜鹃属（ Rhododend ron）内各亚属的系统发育关系，本研究对北方耐寒杜鹃资源4亚属6种11个样本的杜鹃属种进行了ITS2片段和7条cpDNA片段序列测定，并使用基于形态学特征的数量分类学方法，对22种北方耐寒杜鹃资源及其近缘种进行了聚类分析。主要研究结果如下：
　　（1）借助于NCBI数据库中现有杜鹃属的ITS2序列，以扫帚岩须和吊钟花为外类群，对杜鹃属9亚属92种杜鹃的ITS2序列进行了分子系统学分析。结果表明：杜鹃属是一个多系类群，各亚属进化程度基本平衡；所分析的6种植物中照山白、迎红杜鹃、杜鹃、羊踯躅均聚在以各自亚属种为主的大支中；毛枝杜鹃亚属、糙叶杜鹃亚属、迎红杜鹃亚属和杜鹃亚属系统位置交错，遗传进化关系比较复杂；羊踯躅亚属、叶状苞亚属均位于系统发育树基部，符合形态学分类结果；马银花亚属的长蕊组、马银花组与常绿杜鹃亚属的常绿杜鹃组分别得到较高的支持，但常绿杜鹃组的亚组区分不明显。
　　（2）通过PCR反应在13条备选条码中有7条可以扩增出序列，即：accD、matK、ndhJ、rbcL、rpoC、ycf5、rpoC1，这7条序列的测序成功率均为100％。7条备选条码中，rbcL、matK、rpoC1具有较好的区分效果，accD和rpoC需要与其他条码组合才能有较好的应用效果。
　　（3）应用SPSS18.0软件，使用基于形态学性状的数量分类法，将22种杜鹃属植物聚类为3个大支和1个单支。在距离系数=17的水平线以下可作为亚属的划分界限，且对北方耐寒杜鹃资源及其近缘种具有较好的区分效果，但未能找到合适的距离系数对亚属下等级进行划分。
　　（4）无论是分子聚类结果还是形态学聚类结果，均显示大字杜鹃未与映山红亚属种聚在一起，因此它可能有独立的系统地位，需要进一步研究。

目录

声明

英文缩写符号及中英文对照表

1前言

1.1杜鹃属植物研究现状及分类概述

1.2杜鹃属的分类简史

1.3 DNA Barcodes研究概述

1.4数量分类学研究概述

1.5北方耐寒杜鹃资源的应用前景

2材料与方法

2.1材料的搜集

2.2研究方法

3结果与分析

3.1 DNA Barcodes候选片段及其序列特征

3.2数量分类

4讨论

4.1遗传距离比较与DNA Barcodes筛选

4.2 rbcL片段的适应性

4 . 3核基因I TS2的适应性

4.4大字杜鹃的系统定位

4.5数量分类学的局限性

5结论

5.1 DNA Barcodes分类结果

5.2数量分类学结果

5.3论文创新点

参考文献

7附录

致谢

9研究生期间已发表和待发表的论文