基于rpl20-rps12序列的中国悬钩子属植物系统发育初步研究

摘要

悬钩子属（Rubus L.）是蔷薇科(Rosaceae)中的一个大属，全世界已知750-1000种，其分布范围广泛。中国是悬钩子属植物的重要分布中心之一，现有悬钩子属植物201种98变种，其中特有种138种，包含于8组24个亚组，其野生树莓资源极其丰富，很多种质具有较大育种潜力。但长期以来树莓所属的悬钩子属分类和系统发育关系还存在较大分歧，该属植物种类多，变异大，且通过无融合生殖、杂交等产生大量多倍体，致使类群错综复杂，很多种的分类和系统位置都存在异议，影响了对优良野生树莓种质的育种利用。因此，本研究用悬钩子属107份材料试材，利用叶绿体DNA的非编码区基因间隔区rpl20-rps12序列进行测序分析，并构建系统发育树，探讨中国悬钩子属植物的系统发育问题。主要的研究结果如下:
　　1中国悬钩子属植物叶绿体基因rpl20-rps12序列特征。中国悬钩子属植物叶绿体基因rpl20-rps12序列为长度为772 bp。所测得的基因序列（外类群除外）组成C、T、A、G平均含量分别为19.5％、36.1％、29.5％、14.9％，其A+T、C+G含量平均值分别为66.0％、34.0％，A+T含量明显高于C+G含量，表明rpl20-rps12序列的碱基组成有明显的A+T含量偏向性，与叶绿体GC含量低的特点相吻合。rpl20-rps12序列比对后长度为772 bp;变异位点(variation sites)90个，占11.90％;其中有效信息位点即系统发育信息位点(parsimony informative sites)63个，占8.33％。且空心莓组的变异位点数和信息位点数较多，在解决空心莓组植物系统关系中能提供丰富的数据信息。
　　2中国悬钩子属系统发育关系。基于rpl20-rps12序列采用了最大似然法(maximum likelihood，ML)构建最大似然树和贝叶斯推断法(bayesian inference，BI)构建的贝叶斯树，来进行中国悬钩子属植物的系统发育分析。建树结果显示:利用BI和ML分析法得到的系统树表明中国悬钩子属植物类群为单系起源。空心莓组植物聚类到木莓组、刺毛莓组聚到木莓组的现象，且空心莓组聚类分支较多，表现为多系进化现象，而木莓组聚类却比较单一，推测木莓组可能由空心莓组进化而来即空心莓组较木莓组原始，刺毛莓组也可能是由木莓组植物进化而来。椭圆悬钩子(R.ellipticus)与栽秧泡(R.ellipticus var.obcordatus)亲缘关系更近，红毛悬钩子(R.pinfaensis)相对较远;茅莓（R.parvifolius）和插田泡（R.coreanus）的关系相对于红泡刺藤（R.niveus）更近;栽培种Chilcotin和空心莓组柔毛叶亚组的针刺悬钩子(R.pungens)、线萼针刺悬钩子(R.pungens var.linearisepalus、香莓(R.pungens var.oldhamii柔毛针刺悬钩子(R.pungens var.villosus)这四个物种的亲缘关系较近;秀丽莓(R.amabilis)和光滑悬钩子(R.tsangii)分别聚类到空心莓组的不同分支上。此外采自不同地区的库页悬钩子（R.sachalinensis）、华西悬钩子（R.stimulans）、密刺悬钩子(R.subtibetanus)和多腺悬钩子（R.phoenicolasius）都没有集中聚为一个支，而是分布在几个不同的小的分支。

目录

论文说明

声明

摘要

1 文献综述

1．1 悬钩子属植物概述

1．1．1 悬钩子属植物的起源、演化及分布

1．1．2 悬钩子属植物分类鉴定研究概况

1．2 悬钩子属植物系统发育研究概况

1．2．1 系统发育概述

1．2．2 DNA序列在悬钩子属植物系统发育中的应用

1．2．3 中国悬钩子属植物分类系统研究中的问题

1．3 rpl20-rps12序列特点及其应用

1．4 本研究的目的意义

2 材料与方法

2．1 材料

2．1．1 材料的采集

2．1．2 外类群的选择

2．2 方法

2．2．1 DNA提取

2．2．2 PCR扩增及测序

2．3 序列分析及系统发育树构建

3 结果与分析

3．1 DNA提取

3．2 rpl20-rps12序列扩增及测序

3．3 rpl20-rps12序列分析

3．4 基于rpl20-rps12的系统发育树构建

4 讨论与结论

4．1 利用rpl20-rps12序列进行系统发育分析的可行性

4．2 中国悬钩子属植物系统关系

4．2．1 中国悬钩子属植物的进化关系

4．2．2 中国悬钩子属植物种、变种及其近缘种的分类处理

4．2．3 其它

5 小结与展望

5．1 小结

5．2 展望

参考文献

致谢