東北地區(qū)丁香屬植物分子系統(tǒng)學研究.pdf

1、本文選取來自于核基因組和葉綠體的三個DNA序列片段，對東北地區(qū)丁香屬進行系統(tǒng)發(fā)育的重建，主要探討了東北地區(qū)丁香屬下系統(tǒng)的劃分和屬下分類群間的親緣關(guān)系。對東北地區(qū)丁香屬植物進行大量的分子系統(tǒng)學研究的同時，還對其形態(tài)性狀進行了分支分析，探討了丁香屬的起源和演化問題。主要內(nèi)容包括： 1、基于形態(tài)性狀的分支分析通過對東北地區(qū)應用的丁香屬植物的形態(tài)學性狀的觀察，采用分支系統(tǒng)學的方法，對其進行分支分析，利用PHYLIP和MEGA軟件，分別應

2、用最大簡約法和UPGMA法對其進行系統(tǒng)發(fā)育分析，結(jié)果表明：東北地區(qū)丁香屬植物分為4個分支，分別屬于Rehder(1928)分類方法組1和組2中的不同的系，從一個側(cè)面說明基于經(jīng)典分類劃分的系是比較自然的，而我們研究后認為去除組的劃分，將丁香屬分為五系，即頂生花序系(Ser.Villosae)、歐丁香系(Ser．Syringa)、巧玲花系(Ser．Pubescentes)、羽葉丁香系(Ser．Pinnatifoliae)和短花冠系(Ser．

3、Ligusttina)。 2、葉綠體TrnL-trnF間區(qū)序列及系統(tǒng)發(fā)育擴增并分析了東北地區(qū)丁香屬11種植物及外類群的tmL-trnF基因間隔區(qū)序列，其長度變異范圍為362-374bp，排序后的長度為382bp，其中35個變異位點，所占比例為9.16％，序列的G+C平均含量為37.2％，說明trnL-tmF序列的A+T含量較高。對東北地區(qū)丁香屬植物基于cpDNA的TmL-tmF間區(qū)序列應用MP法、ML法、UPGMA法和NJ法構(gòu)建

4、系統(tǒng)發(fā)育樹，結(jié)果表明：在東北地區(qū)丁香屬植物內(nèi)穩(wěn)定的分成四個類群，洋丁香、朝鮮丁香、什錦丁香和紫丁香構(gòu)成一個類群，即歐丁香系(Ser．Syrinag)，關(guān)東丁香、小葉丁香和毛丁香構(gòu)成一個類群，即巧玲花系(Set．Pubescentes)，紅丁香和遼東丁香構(gòu)成一個類群，即頂生花序系(Set．Villosae)，北京丁香和暴馬丁香構(gòu)成一個類群，即短花冠管組(Sect．Ligustrina)。不同方法分析的各類群之間的關(guān)系不同，構(gòu)建的發(fā)育樹存在

5、一定的差異。 3、nrDNA ITS序列的分析及系統(tǒng)發(fā)育東北地區(qū)丁香屬11種植物及外類群的ITS序列4種核苷酸量平均為A=30.5％，C=21.5％，G=32.0％，T=16.0％。將所獲得的ITS序列排序后，比較形成了一個含623個位點的矩陣，其中544個不變位點，79個變異位點，所占比例為12.7％，ITS序列的G+C含量較高，都在50％以上，平均含量為54.8％。東北地區(qū)丁香屬內(nèi)G+C含量相差不大，最低的是洋丁香，為53.

6、86％，最高的為北京丁香為55.86％，而東北連翹的G+C含量為54.9％。對東北地區(qū)丁香屬植物基于ITS區(qū)序列構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹分析后發(fā)現(xiàn)，在東北地區(qū)丁香屬植物內(nèi)穩(wěn)定的分成四個類群，與TmL-trnF間區(qū)研究結(jié)果相同，但基于不同的系統(tǒng)分析方法構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹在屬下各分類群的之間的親緣關(guān)系的確定上有一定的差異。 4、nrDNh ETS序列的分析及系統(tǒng)發(fā)育東北地區(qū)丁香屬11種植物ETS序列4種核苷酸量平均為A=19.8％，C=24.

7、5％，G=24.6％，T=31.2％。將所獲得的ETS序列排序后，比較形成了一個含380個位點的矩陣，其中323個不變位點，57個變異位點，所占比例為15％，東北地區(qū)丁香屬植物ETS序列的G+C含量在48％-50％以下，平均含量為48.99％。東北地區(qū)丁香屬內(nèi)G+C含量相差不大，最低的是毛丁香，為48.1％，最高的為朝鮮丁香為50.0％，而遼東水臘的G+C含量為48.94％。對東北地區(qū)丁香屬植物基于ETS區(qū)序列構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹分析后發(fā)現(xiàn)

8、，在東北地區(qū)丁香屬植物內(nèi)穩(wěn)定的分成四個類群，與TmL-trnF間區(qū)、ITS序列的研究結(jié)果相同，但應用系統(tǒng)分析方法所構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹在屬下各分類群的之間的親緣關(guān)系的確定上與TrnL-tmF間區(qū)、ITS序列的研究結(jié)果有一定的差異。 綜合文獻資料和本研究結(jié)果，我們認為： 1、cpDNA TrnL-trnF間區(qū)序列、nrDNA ITS和ETS序列在研究丁香屬下分類和丁香屬植物的系統(tǒng)進化方面可以提供一定的變異位點，在種間的系統(tǒng)發(fā)育

9、重建研究中可以提供較豐富的信息，具有一定的研究價值。 2、丁香屬植物的經(jīng)典分類劃分的系是比較自然的，而我們研究后認為去除組的劃分，將丁香屬分為五系，即頂生花序系(Ser．Villosae)、歐丁香系(Ser． Syringa)、巧玲花系(Ser．Pubescentes)、羽葉丁香系(Ser．Pinnatifoliae)和短花冠系(Ser．Ligustrina)。 3、基于不同的序列和不同的系統(tǒng)分析方法構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹在屬