999精品在线视频,手机成人午夜在线视频,久久不卡国产精品无码,中日无码在线观看,成人av手机在线观看,日韩精品亚洲一区中文字幕,亚洲av无码人妻,四虎国产在线观看 ?

基于cpDNA和rDNAITS片段分析西南地區青楊派楊樹的系統發育與進化關系

2015-06-28 13:59:12李佳蔓周安佩何承忠
西北植物學報 2015年6期
關鍵詞:研究

李佳蔓,員 濤,周安佩,縱 丹,李 旦,何承忠,4*

(1云南省高校林木遺傳改良與繁育重點實驗室,西南林業大學,昆明650224;2西南地區生物多樣性保育國家林業局重點實驗室,西南林業大學,昆明650224;3云南生物多樣性研究院,西南林業大學,昆明650224;4西南山地森林資源保育與利用省部共建教育部重點實驗室,西南林業大學,昆明650224)

基于cpDNA和rDNAITS片段分析西南地區青楊派楊樹的系統發育與進化關系

李佳蔓1,2,員 濤1,2,周安佩1,2,縱 丹1,2,李 旦3,何承忠1,2,4*

(1云南省高校林木遺傳改良與繁育重點實驗室,西南林業大學,昆明650224;2西南地區生物多樣性保育國家林業局重點實驗室,西南林業大學,昆明650224;3云南生物多樣性研究院,西南林業大學,昆明650224;4西南山地森林資源保育與利用省部共建教育部重點實驗室,西南林業大學,昆明650224)

西南地區青楊派楊樹種質資源豐富,可為楊樹遺傳改良提供珍貴的基因資源,但樹種之間形態學差異細微,該研究以山楊作為外類群,測定了西南地區及其他地區楊屬青楊派17個種(雜種)共36份樣本的3個葉綠體片段(atpF-atpH、trnL-F和matK)和核糖體ITS片段,并對其進行系統發育分析,以探討西南地區青楊派樹種的系統進化關系。結果表明:(1)在所有樣本中,3個葉綠體片段atpF-atpH、trnL-F、matK的長度分別為605~634bp、957~1 010bp、819bp,3個片段拼接后的聯合序列包含29個變異位點和15個信息位點;ITS片段對齊后的長度為646bp,變異位點19個,信息位點17個。(2)基于葉綠體聯合序列和ITS片段的楊屬青楊派樹種的平均遺傳距離分別為0.001 3和0.003 6。葉綠體聯合片段的MP和Bayes系統樹樹型基本一致,青楊派樹種可以劃分為2組,第1組由青楊、三脈青楊、大青楊和遼楊構成;第2組中的小葉楊、小青楊、川楊、德欽楊、昌都楊、鄉城楊、康定楊、西南楊、滇楊和藏川楊不能有效區分,且均與緣毛楊的遺傳關系較近。(3)基于ITS的系統樹與葉綠體聯合片段構建的系統樹差異不大,僅在于第2組中的小青楊與小葉楊、川楊等差異明顯,與第1組中的樹種緊密聚攏。

西南地區;青楊派;葉綠體聯合片段;ITS;系統發育

早在1905年,Dode首次就揭示了楊屬(Populus L.)的系統發生關系和種間遺傳分化,且至今依然是楊屬植物分類學的基礎,其系統發育模型包括三亞屬六派[1]。經過一百多年的研究,現通常把楊屬劃分為5派,即白楊派(Leuce)、青楊派(Tacamahaca)、黑楊派(Aigeiros)、大葉楊派(Leucoides)和胡楊派(Turanga)[23]。青楊派是楊屬中最大的一個派,中國擁有的青楊派樹種最多,分布最廣,其天然種的數量占中國楊樹天然種的一半以上[4]。其中,西南地區(主要包括四川省、云南省和西藏東南部)為楊屬青楊派樹種分布的富集區之一,其基因資源豐富,特有種多,分布廣,變異豐富,擁有大量的變種和天然雜種,這些樹種蘊含了許多優良種質資源,為楊樹遺傳改良提供了珍貴的基因資源[5-9]。但由于青楊派樹種派內種間極易進行自然雜交,產生了大量的自然雜交種,而大樹上的短枝葉變異大,使其表型多樣性豐富,造成了系統分類上很大的困難[10]。另外,西南地區青楊派樹種大部分處于野生狀態,其開發和利用尚未受到研究者及公眾的普遍認識,導致其基因資源在楊樹遺傳改良上應用較少。因此,開展楊樹青楊派樹種的系統發育關系研究,不僅有助于楊屬青楊派系統分類,也能夠為楊屬青楊派樹種資源的開發和利用提供前期基礎。

分子生物技術的興起,為植物系統發育的研究開辟了新的路徑,使其在研究方法和策略上均發生了變革[11]。在高等植物基因組中,線粒體基因組進化速率較慢,遺傳分化較小,不適合用于系統發育分析[1213],故在對植物的系統發育研究中,通常從核基因組和葉綠體基因組中尋找合適的片段。李巖等[14]以3株巖蕎菜屬(Aethionema L.)植株作為外類群,結合核糖體ITS測序結果和GenBank數據庫中相應數據分析了同科菘藍屬(Isatis L.)寬翅菘藍(I.violascens)27個樣的系統關系和分類地位,通過構建的最大簡約樹(Maximum parsimony tree,MP tree)、最大似然樹(Maximum likelihood tree,ML tree)和貝葉斯樹(Bayesian tree)將樣本聚分為2個分支,支持將寬翅菘藍與I.emarginata合并為一個物種。高麗霞等[15]通過對27個樣地的10種棘豆屬(Oxytropis DC.)植物的54個單株的種間關系和系統進化分析,表明trnL-F序列可用于棘豆屬種間系統發育關系的研究。狄紅艷等[16]以白花草木樨(Melilotus alba)和黃花草木樨(Melilotus officinalis)的18個地理種群為材料,分析了其ITS和trnL-F序列。Gouja等[17]利用ITS、trnL-F和rbcL評價了突尼斯沙漠中沙拐棗屬(Calligonum L.)3個待定種的31份個體間的系統關系,3個待定種在3片段聯合后的分支圖中均表現出良好的單系性。

單基因片段序列能提供的信息量有限,很多研究已不再滿足于用單一片段序列來進行系統發育的研究,如Soltis等[18]利用來自葉綠體和核基因組的3個基因片段對被子植物進行系統發育的研究;Bayly等[19]比較了桉樹3個屬(Eucalyptus,Corymbia,Angophora)39個樹種葉綠體基因組的結構特點,并通過構建MP樹和Bayes樹區分了桉樹的主要分支,同時證明了葉綠體基因組變異片段能應用于低水平遺傳距離物種間的研究。這種采用多基因序列進行系統發育重建的方法逐漸被廣泛采用,成為分子系統發育研究的一種基本方法[20-22]。

目前對西南地區鄉土楊樹的分類學研究均是基于表型特征而來,從分子生物學水平獲得的依據相對較少,僅陳珂[23]和Wan等[24]對其系統關系進行了探討。基于此,本研究以西南地區楊屬青楊派樹種為主體材料,4個北方青楊派樹種和1份小葉楊材料為補充材料,選取其葉綠體atpF-atpH、trnLF和matK等3個片段及核糖體ITS片段,以探討西南地區楊屬青楊派樹種間的系統發育關系,為西南地區楊屬青楊派樹種的系統分類和遺傳改良提供科學依據。

表1 楊樹樣本采集地Table 1 The sample sites of Populus

1 材料和方法

1.1 材 料

楊屬青楊派樹種于2012年9月采集于云南省西北部(香格里拉縣、德欽縣、維西縣)、四川省甘孜州(鄉城縣、稻城縣、理塘縣、雅江縣、康定縣、漢源縣)和西藏昌都地區(芒康縣、昌都縣、貢覺縣),1份小葉楊樣本來自于北京,小青楊、青楊和遼楊來自于內蒙古,大青楊采自于吉林,包括青楊派17個種/雜種以及作為外類群的白楊派山楊,共計36份樣本(表1)。鑒于本研究主要研究種間系統發育關系,按照分層抽樣理論,盡可能在種水平上較多選取材料,而種內只隨機選取單株2~3株。采集楊樹各樣株幼嫩葉片,變色硅膠干燥保存,帶回實驗室備用。

1.2 實驗方法

1.2.1 PCR擴增與測序 硅膠干燥后的樣株葉片經冷凍混合球磨儀研磨后,采用SDS法并稍加改良,提取基因組總DNA,用0.6%瓊脂糖凝膠電泳和核酸檢測儀共同檢測DNA的濃度和純度,稀釋至所需濃度(50~100ng/μL)后于-20℃冰箱中保存。

選取在物種系統發育分析中應用較廣的葉綠體atpF-atpH、trnL-F和matK3個片段,及核糖體ITS片段進行擴增,引物序列及來源見表2。擴增反應總體系為25μL,其中正反引物各1μL(濃度為5pmol),DNA模板1μL,2×Taq MasterMix 12.5 μL,去離子水9.5μL。PCR反應條件:94℃預變性4min;94℃變性30s,退火45s(退火溫度因引物而異),72℃延伸1min,共35個循環;72℃總延伸10 min。擴增產物送往北京華大基因科技股份有限公司進行純化和測序。

1.2.2 數據分析 所得序列采用Bioedit 7.09軟件[29]進行序列的拼接和人工校對,使用Clustal X 1.8[30]進行多序列的對比,利用MEGA5.02[31]對序列的長度、堿基組成和位點特性進行分析,通過Kimura 2-parameter(K2P)模型計算種間遺傳距離。

用PAUP4b10軟件[32]對36份供試材料的aptF-atpH、trnL-F、matK、ITS片段進行非一致性長度檢驗(ILD檢驗),只有當P>0.05時才能對序列進行合并。采用PAUP軟件的MP法和Mrbayes 3.1.2軟件的Bayes法構建系統發育樹,其中,MP采用1 000次bootstrap循環[33]檢驗各分支的支持率,并計算樹長(Length)、總一致性指數(CI)、總存留指數(RI)和尺度化后的一致性指數(RC);Bayes的模型選擇是通過Modeltest 3.7[34]比較分析,以AIC為準則進行篩選確定,采用馬兒科夫鏈的蒙特卡洛法(Markov chain Monte Carlo Process),以隨機樹為起始,運行1 000 000代,每100代抽樣1次,舍棄2 500個老化樣本(占25%)后,以剩余樣本構建一致樹。

表2 擴增引物及來源Table 2 PCR primers and sources used in this study

2 結果與分析

2.1 基因序列的差異分析

由表3可看出,36份楊樹材料的atpF-atpH、trnL-F和matK片段的平均長度分別為629(605~634)、995(957~1010)和819bp,其中trnL-F片段序列包含的變異位點和信息位點數最多,分別為12個和8個。3個葉綠體片段聯合后的長度為2 381~2 463bp,平均長度為2 443bp,其中,變異位點29個,信息位點15個,G+C含量為31.6%。ITS片段的長度范圍為635~645bp,平均長度為642 bp,含有變異位點19個,信息位點17個,G+C含量為65.5%。

表3 atpF-atpH、trnL-F、matK、ITS片段的序列特征Table 3 Characteristics of the atpF-atpH,trnL-F,matKand ITSsequences

表4 青楊派樹種間的遺傳距離Table4 GeneticdistancesamongspeciesinsectionTacamahaca

2.2 楊樹青楊派樹種的遺傳距離分析

以青楊派17個種和雜種及外類群山楊的cpDNA及ITS序列做為數據分析的基礎,采用MEGA軟件的K2P模型計算樹種之間的遺傳距離(表4)。基于葉綠體聯合片段的遺傳距離表明,除去疑似種和外類群,青楊派樹種的平均遺傳距離較小,為0.001 3,可分為2組。三脈青楊、青楊、大青楊和遼楊4個樹種共同組成第1組,組內樹種的遺傳距離在0.0000~0.001 7之間;剩余樹種為第2組,組內遺傳距離較小(0.0000~0.000 6);2個組樹種間的遺傳距離在0.002 5~0.004 0之間。ITS序列間的平均遺傳距離為0.003 6,同樣可分為2組,分組情況與葉綠體聯合片段類似,第1組僅多了小青楊,組內遺傳距離較小(0.0000~0.003 2),第2組(不含小青楊)的組內遺傳距離較大(0.0000~0.011 0)。

圖1 基于atpF-atpH、trnL-F、matK片段楊屬青楊派樹種的最大簡約樹節點處僅顯示超過50%的置信值(Bootstrap支持率)Fig.1 Maximum parsimony tree in sect.Tacamahacaof Populus based on atpF-atpH,trnL-Fand matK Confidence values(Bootstrap support values)are reported for nodes over 50%

圖2 基于atpF-atpH、trnL-F、matK片段楊屬青楊派樹種的貝葉斯樹節點處僅顯示超過50%的置信值(后驗概率)Fig.2 Bayesian tree in sect.Tacamahacaof Populus based on atpF-atpH,trnL-Fand matK Confidence values(posterior probability values)are reported for nodes over 50%

2.3 楊屬青楊派樹種的系統發育分析

單獨分析葉綠體atpF-atpH、trnL-F和matK片段的系統發育樹,其支持率和分辨率均較低,通過ILD檢測后發現,3種片段具有極高的同質性(P=1.00>0.05),因此,合并后的聯合片段可以用于系統發育分析。其中,MP樹的一致性指數(CI)為0.909 1,保持性指數(RI)為0.969 2,存留一致性指數(RC)為0.881 1;Bayes樹的最佳進化模型為F81+I。用兩種方法得到的系統樹樹型相似(圖1和圖2),均先分離作為外類群的3株山楊,然后將青楊派樹種分為2個分支,第1分支包括青楊、遼楊、大青楊、三脈青楊和疑似藏川楊的天然雜種,其置信值達83%(MP樹)和100%(Bayes樹),其中,青楊和遼楊具有極高的相似性,MP和Bayes的置信值分別為94%和100%;其余26株青楊派樹種構成第2分支(MP樹和Bayes樹的置信值分別為64%和96%),其中,緣毛楊、疑似雜交種和1株川楊個體位于第2分支的基部,而小葉楊、滇楊、小青楊、川楊(1個個體)、藏川楊、鄉城楊、康定楊、西南楊、昌都楊和德欽楊則以姐妹種的形式聚類,其分支互為平行支,表明這10個種之間的系統關系不夠明確。

基于ITS片段的MP樹(CI=0.863 6,RI=0.958 3,RC=0.827 7)和Bayes樹(最佳進化模型為TrN+I)的分析表明,兩種系統樹均表明所有青楊派樹種聚在一起,與外類群山楊明顯分離,而青楊派樹種也分為2個分支,其中遼楊、青楊、小青楊、大青楊和三脈青楊為第1分支,位于系統樹的基部,MP樹和Bayes樹的置信值分別為53%和71%。其余的樹種構成第2分支,位于系統樹的頂部,其MP樹和Bayes樹的置信值分別為50%和96%。在第2分支中,MP樹(圖3)和Bayes樹(圖4)的樹型有一定的差異,其中MP樹首先分出2株小葉楊,最后分出3株昌都楊和1株疑似藏川楊的天然雜種,而Bayes樹中,2株小葉楊個體以73%的置信值聚類后,再與其他楊樹個體呈姐妹種關系相聚。由此可見,基于ITS序列依然不能夠明確第2分支樹種之間的系統關系。

圖4 基于ITS片段楊屬青楊派樹種的貝葉斯樹節點處僅顯示超過50%的置信值(后驗概率)Fig.4 Bayesian tree in sect.Tacamahacaof Populus based on ITS Confidence values(posterior probability values)are reported for nodes over 50%

3 討 論

3.1 青楊派楊樹cpDNA和ITS片段的序列特征

高等植物細胞中具有3個基因組,即核基因組、葉綠體基因組和線粒體基因組,由于陸地植物的線粒體基因進化速率相對較慢,并不適合用于系統發育的研究,故而對植物的研究主要集中于核基因組和葉綠體基因組[35-37]。衛尊征等[38]對楊屬4派17個主要栽培種及雜種共計26個單株的trnL-F間隔區序列進行了研究,其結果顯示,26個單株基因trnL-F間隔區序列的長度為771~811bp,對齊后長度為857bp,具有46個變異位點,33個信息位點。而本研究中,trnL-F片段的長度為957~1 010 bp,對齊后為995bp,變異位點12個,信息位點8個,與前者所報道的結構具有一定的差異,主要原因可能為取材不同(前者包含楊屬4個派,本研究僅為青楊派樹種)、外類群(前者為同科不同屬的蒿柳和極地柳,本研究為同屬不同派的山楊)和序列片段范圍(前者根據序列自行設計800bp左右的引物,本研究采用Taberlet開發的通用引物)的選擇不同。

ITS為核糖體DNA(nrDNA)的轉錄間隔區序列片段,由于其進化速率快而被廣泛應用于屬和屬以下分類階元的系統發育研究中[28,39-41]。如Abdollahzadeh等[42]以楊樹2個種為外類群,構建了柳樹55個種62個樣ITS片段的MP樹和Bayes樹。Yost等[43]利用ITS片段分析景天科(Crassulaceae)仙女杯屬(Dudleya)二倍體物種的系統發育和三倍體物種的進化起源,結果表明二倍體物種雖可分成4個分支,但很多種間關系尚不能確定,三倍體物種ITS片段上的信息量也不足以解決其起源問題。在楊樹的ITS研究中,史全良等[44]以旱柳和簸箕柳為外類群,對楊屬5派15個代表種的ITS片段進行了分析,其結果表明,ITS1和ITS2長度分別為220~223bp與201~210bp,5.8S為164 bp,總長度為594bp,共有92個變異位點和61個信息位點,其中ITS1中變異位點39個,信息位點17個,ITS2的變異位點和信息位點分別為48個和44個。而在本研究中,ITS片段的序列長度為635~645bp,平均為642bp,對齊后為646bp,變異位點只有19個,信息位點為17個,與前者的報道有一定的差異,主要也是由于研究材料、外類群選擇以及序列片段范圍選擇的不同造成的。

3.2 西南地區青楊派樹種系統進化關系

中國西南地區既有高原平面又有高山峽谷,地形地貌復雜,立體氣候和環境多樣,冰川活動,人文地史條件獨特,特別是橫斷山區以山川駢列,南北走向,在第四紀冰期來臨時,為植物的退避提供了優異的條件,為主要分布于北半球溫帶和寒帶的楊樹退避提供了通道[5]。因此,使該區孕育了豐富的生物資源,楊樹種類之多,性狀變異之豐富,是世界其他地方少有的[7]。然而,據現有資料報道,西南地區分布的青楊派鄉土楊樹既有廣布樹種,如小葉楊、青楊、滇楊、川楊、藏川楊等,也有地域性較強的窄布樹種(或稱為地方小種),如德欽楊、康定楊、鄉城楊、西南楊、三脈青楊、昌都楊等,且其形態特征一般與廣布樹種十分相似,僅存細微差異,如西南楊與青楊相似,僅是西南楊的枝、葉、果序和果均密被毛;鄉城楊與川楊相似,僅是鄉城楊的小枝、葉柄、葉脈和果序軸均被毛[2,6,45]。

不可否認的是,形態特征的差異是經典分類學中劃分植物不同種類的重要依據,而微小的差異也可能是同一物種在異質環境條件中長期進化的適應性表現。尤其是中國西南地區,物種分布區域的山脈阻隔特點突出,地勢高峻,冰川作用強烈[46]。而冰川作用更是促進植物演化的主要動力,每次冰期氣候來臨,植物在寒冷氣候作用下必然不斷地產生適應性,以新的形態、結構和習性適應新的環境。由此引出的問題是,當前西南地區分布的特有楊樹種,是否由于氣候條件的變化、因地理隔離和地域間氣候條件的差異而由原來的廣布樹種在形態特征等方面產生適應性?趙能等[8]依據表型性狀將西南楊歸為康定楊的變種。而Wan等[24]利用AFLP標記和葉綠體trnT-F片段對西南地區38份楊樹材料的親緣關系進行了分析,結果表明西南楊可能并非康定楊的變種,而是康定楊和青楊的自然雜交種。本研究對西南地區楊屬青楊派樹種的研究結果表明,基于葉綠體基因組atpF-atpH、trnL-F和matK聯合片段的MP和Bayes系統樹基本一致,小葉楊、小青楊、川楊、德欽楊、昌都楊、鄉城楊、康定楊、西南楊、滇楊、藏川楊以姐妹種的形式共同聚為一個分支,之間的系統關系不能確定。他們與緣毛楊的遺傳關系較近,但卻與青楊、三脈青楊、大青楊、遼楊所構成的分支遺傳關系較遠。基于ITS的MP和Bayes系統樹與葉綠體基因組聯合片段的系統樹差異不大,其主要不同在于小青楊與青楊、遼楊等楊樹緊密聚在一起,表明小青楊很可能為青楊派2個分支樹種所產生的古老自然雜交種。

通過比較形態學特征和系統進化關系發現,有些形態特征相似的樹種在系統樹中緊密聚類,如鄉城楊、德欽楊、昌都楊、康定楊、藏川楊、川楊、滇楊等,但地方小種如德欽楊、康定楊、鄉城楊等是否為廣布樹種小葉楊、川楊、藏川楊、滇楊等的一種環境適應型尚不能確定,有待進一步研究。此外,青楊與川楊、滇楊、西南楊等樹種之間,三脈青楊和小葉楊之間的形態特征相近,但從遺傳關系來看,無論是基于葉綠體基因組、還是核基因組ITS片段,都表明他們之間具有明顯的差異,這很可能是楊屬派內種間頻繁地自然雜交現象所導致。

綜上所述,西南地區青楊派鄉土樹種之間的遺傳關系較為復雜,雖然趙能等[6-9]經過長期研究,基于形態特征建立了西南地區鄉土楊樹的分類系統,但從分子生物學方面開展的研究卻較少。本研究基于葉綠體基因組3個片段的聯合和核基因組ITS序列分析了該區域青楊派樹種的系統進化關系,初步將西南地區青楊派樹種歸為2個分支,第1分支為采集于該地區的小葉楊、滇楊、川楊、藏川楊、鄉城楊、康定楊、西南楊、昌都楊、德欽楊,第2分支為三脈青楊,但每個分支內的樹種系統關系仍不能夠明確,需要借助更多的分子生物學技術深入地開展研究。

[1] 斯塔羅娃.楊柳科的育種[M].馬常耕,譯.北京:科學技術文獻出版社,1984:1-31.

[2] 王 戰,方振富.中國植物志(第20卷,第2分冊)[M].北京:科學出版社,1984:2-78.

[3] 徐緯英.楊樹[M].哈爾濱:黑龍江人民出版社,1988:13-15.

[4] LUAN H H(欒鹖慧),SU X H(蘇曉華),ZHANG B Y(張冰玉).Research progress in genetic evaluation of Populus L.germplasm resources[J].Chinese Bulletin of Botany(植物學報),2011,46(5):586-595(in Chinese).

[5] GONG G T(龔固堂).The geographic distribution and origin of Populus L.[J].Journal of Sichuan Forestry Science and Technology(四川林業科技),2004,25(2):25-30(in Chinese).

[6] ZHAO N(趙 能).Taxonomic study on Salicaceae in Sichuan and ITSadjacent regions(Ⅲ)[J].Sichuan Forestry Science and Technology(四川林業科技),1994,15(2):1-11(in Chinese).

[7] YU SH Q(余樹全),LIU J(劉 軍),FU D R(付達榮),et al.Characteristics of Tacamahaca genes in the Western Sichuan Plateau[J].Journal of Zhejiang Forestry College(浙江林學院學報),2003,20(1):27-31(in Chinese).

[8] ZHAO N(趙 能),LIU J(劉 軍).Taxonomic studies on Populus L.in Southwestern China(Ⅰ)[J].Journal of Wuhan Botanical Research(武漢植物學研究),1991,9(3):229-238(in Chinese).

[9] LIU J(劉 軍).Geographical condition of section Tacamahacain the Western Sichuan Plateau[J].Sichuan Forestry Science and Technology(四川林業科技),1997,18(2):36-39(in Chinese).

[10] YIN CH Y(尹春英),PENG Y H(彭幼紅),LUO J X(羅建勛),et al.Advances in research on genetic diversity in Populus[J].Acta Phytoecologica Sinica(植物生態學報),2004,28(5):711-722(in Chinese).

[11] 鄒喻蘋,葛 頌,王曉東.系統與進化植物學中的分子標記[M].北京:科學出版社,2001:159-165.

[12] PENNISI E.Wanted:A barcode for plants[J].Science,2007,318:190-191.

[13] KRESS W J,ERICKSON D L.DNA barcodes:Genes,genomics,and bioinformatics[J].Proceedings of National Academy of Sciences of the United States America,2008,105(8):2 761-2 762.

[14] LI Y(李 巖),QI A(齊阿爾達爾),ZHANG ZH F(張志峰),et al.Phylogenetic relationship and taxonomic status of Isatis violascens Bunge(Isatis,Brassicaceae)[J].Acta Bot.Boreal.-Occident.Sin.(西北植物學報),2014,33(5):902-907(in Chinese).

[15] GAO L X(高麗霞),LU P(盧 萍),JIN F(金 鳳),et al.trnL-Fsequences analysis and molecular phylogeny of 10species of Oxytropis[J].Acta Bot.Boreal.-Occident.Sin.(西北植物學報),2013,33(2):266-271(in Chinese).

[16] DI H Y(狄紅艷),LUO K(駱 凱),ZHANG J Y(張吉宇),et al.Genetic diversity analysis of Melilotus populations based on ITSand trnL-trnFsequences[J].Acta Bot.Boreal.-Occident.Sin.(西北植物學報),2014,34(2):265-269(in Chinese).

[17] GOUJA H,FERNANDEZ A G,GARNAJE T,et al.Genome size and phylogenetic relationships between the Tunisian species of the genus Calligonum(Polygonaceae)[J].Turkish Journal of Botany,2014,38(1):13-21.

[18] SOLTIS P S,SOLTIS D E,CHASE M W.Angiosperm phylogeny inferred from multiple genes as a tool for comparative biology[J].Nature,1999,402:402-404.

[19] BAYLY M J,RIGAULT P,SPOKEVICIUS A,et al.Chloroplast genome analysis of Australian eucalypts-Eucalyptus,Corymbia,Angophora,Allosyncarpiaand Stockwellia(Myrtaceae)[J].Molecular Phylogenetics and Evolution,2013,69(3):704-716.

[20] WENDEL J F,DOYLE J J.Phylogenetic incongruence:window into genome history and molecular evolution[M]//SOLTIS D E,SOLTIS

P S,DOYLE J J.Molecular Systematics of Plants II:DNA Sequencing.Boston:Kluwer Academic Publishers,1998:265-296.

[21] CRAWFORD D J.Plant macromolecular systematics in the past 50years:one view[J].Taxon,2000,49(3):479-501.

[22] DELSUC F,BRINKMANN H,PHILIPPE H.Phylogenomics and the reconstruction of the tree of life[J].Nature Reviews Genetics,2005,6(5):361-375.

[23] 陳珂.川西青楊組(Section Tacamahaca Spach)不同種的親緣關系分析[D].成都:中國林科院成都生物研究所,2007.

[24] WAN X Q,ZHANG F,ZHONG Y,et al.Study of genetic relationships and phylogeny of the native Populusin Southwest China based on nucleotide sequences of chloroplast trnT-trnFand nuclear DNA[J].Plant Systematics and Evolution,2013,299(1):57-65.

[25] LAHAYE R,SAVOLAINEN V,DUTHOIT S,et al.A test of psbK-psbI and atpF-aptHas potential plant DNA barcodes using the flora of the Kruger National Park as a model system(South Africa)[J].Available from Nature Proceedings,http://hdl.handle.net/lolol/npre.12008.11896.10101.

[26] TABERLET P,GIELLY L,PAUTOU G,et al.Universal primers for amplification of three non-coding regions of chloroplast DNA[J].Plant Molecular Biology,1991,17(5):1 105-1 109.

[27] VON CRAUTLEIN M,KORPELAINEN H,PIETILAINEN M,et al.DNA barcoding:a tool for improved taxom identification and detection of species diversity[J].Biodiversitty Conservation,2011,20(2):373-389.

[28] WHITE T J,BRUNS T,LEE S,et al.Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics[M]//INNIS M A,GELFAND D H,SNINSKY J J.PCR Protocols:a Guide to Methods and Applications.San Diego:Academic Press,1990:315-322.

[29] HALL T.BioEdit:a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT[J].Nucleic Acids Symposium Series,1999,41:95-98.

[30] THOMPSON J D,GIBSON T J,PLEWNIAK F,et al.CLUSTAL-X windows interface:flexible strategies for multiple sequence alignment aided by quality analysis tools[J].Nucleic Acids Research,1997,25(24):4 876-4 882.

[31] TAMURA K,PETERSON D,PETERSON N,et al.MEGA5:Molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood,evolutionary distance,and maximum parsimony methods[J].Molecular Biology and Evolution,2011,28(10):2 731-2 739.

[32] SWOFFORD D L.PAUP*4.0:Phylogenetic analysis using parsimony(*and other methods)[M].Sunderland:Sinauer Associates,2001.

[33] FELSENSTEIN J.Phylogenies from molecular sequences:Inference and reliability[J].Annual Review of Genetics,1988,22(1):521-565.

[34] POSADA D,CRANDALL K A.Modeltest:testing the model of DNA substitution[J].Bioinformatics,1998,14(9):817-818.

[35] REN B Q(任保青),CHEN ZH R(陳之端).DNA barcoding plant life[J].Chinese Bulletin of Botany(植物學報),2010,45(1):1-12(in Chinese).

[36] LI X W,YANG Y,HENRY R J,et al.Plant DNA barcoding:from gene to genome[J].Biological Reviews,2015,90(1):157-166.

[37] AHMED I,MATTHEWS P J,BIGGS P J,et al.Identification of chloroplast genome loci suitable for high-resolution phylogeographic studies of Colocasia esculenta(L.)Schott(Araceae)and closely related taxa[J].Molecular Ecology Resources,2013,13(5):929-937.

[38] WEI Z ZH(衛尊征),GUO L Q(郭麗琴),ZHANG J F(張金鳳),et al.Phylogenetic relationship of Populus by trnL-Fsequence analysis[J].Journal of Beijing Forestry University(北京林業大學學報),2010,32(2):27-33(in Chinese).

[39] GAO L M(高連明),LI D ZH(李德銖).Phylogenetic relationships of Rhododendronsection Azaleastrum(Ericaceae)based on ITSsequences[J].Acta Phytotaxonomica Sinica(植物分類學報),2003,41(2):173-179(in Chinese).

[40] LI Z M,LI J,LI X W.Polyphyly of the genus Actinodaphne(Lauracea)inferred from the analyses of nrDNAITSand ETSsequences[J].Acta Phytotaxonomica Sinica,2006,44(3):272-285.

[41] WANG Q,RICHARD J A,YU Q S,et al.Pleistocene climate change and the origin of two desert plant species,Pugionium cornutumand Pugionium dolabratum(Brassicaceae),in Northwest China[J].New Phytologist,2013,199(1):277-287.

[42] ABDOLLAHZADEH A,KAZEMPOUR O S,MAASSOUMI A A.Molecular phylogeny of the genus Salix(Salicaceae)with an emphasize to ITSspecies in Iran[J].The Iranian Journal of Botany,2011,17(2):244-253.

[43] YOST J M,BONTRAGER M,MCCABE S W,et al.Phylogenetic relationships and evolution in Dudleya(Crassulaceae)[J].Systematic Botany,2013,38(4):1 096-1 104.

[44] SHI Q L(史全良),ZHUGE Q(諸葛強),HUANG M R(黃敏仁),et al.Phylogenetic relationship of Populus sections by ITSsequence analysis[J].Acta Botanica Sinica(植物學報),2001,43(3):323-325(in Chinese).

[45] 《四川植物志》編輯委員會.四川植物志(第3卷)[M].成都:四川科學技術出版社,1985:39-58.

[46] SUN D Q(孫殿卿),ZHOU M L(周慕林),PAN J Y(潘建英).Quaternary glaciations in China[J].Acta Genologica Sinica(地質學報),1977,51(2):101-107(in Chinese).

(編輯:宋亞珍)

Phylogeny of Poplar in Section TacamahacaSpecies from Southwest China Based on Sequence Data of cpDNA Fragments and rDNAITS

LI Jiaman1,2,YUN Tao1,2,ZHOU Anpei1,2,ZONG Dan1,2,LI Dan3,HE Chengzhong1,2,4*
(1Key Laboratory for Forest Genetic and Tree Improvement &Propagation in Universities of Yunnan Province,Southwest Forestry University,Kunming 650224,China;2Key Laboratory of Biodiversity Conservation in Southwest China,State Forestry Administration,Southwest Forestry University,Kunming 650224,China;3Yunnan Academy of Biodiversity,Southwest Forestry U-niversity,Kunming 650224,China;4Key Laboratory for Forest Resources Conservation and Use in the Southwest Mountains of China,Ministry of Education,Southwest Forestry University,Kunming 650224,China)

Despite abundant germplasm resources in Southwest China for poplar genetic improvement,the varied species exist tiny difference in morphology and have unknown systematic relationship.Using Populus davidianaas outgroup,the phylogenetic relationship of 36specimens covering 17species or hybrids collected from Southwest China and other areas was explored based on sequence data of chloroplast atpF-atpH,trnL-F,matKand nuclear ITS.The results showed that:(1)the ranges of length in atpF-atpH,trnL-Fand matKwere 605-634bp,957-1 010bp and 819bp respectively,and the combination of 3chloroplast fragments had 29variable sites and 15informative sites,while the aligned length of ITSfragment including 19variable sites and 17informative sites was 646bp.(2)The average genetic distance among all samples of chloroplast combination was 0.001 3and that of ITSfragment was 0.003 6.Based on chloroplast combination data,the result of MP tree was consistent with that of Bayesian algorithms and both suggested the Populus section Tacamahacaspecies were divided into 2clades,of which,clade 1was formed by P.cathayana,P.trinervis,P.ussuriensis,P.maximowiczii,and the species in clade 2,namely,P.simonii,P.pseudosimonii,P.szechuanica,P.haoana,P.qamdoensis,P.xiangchengensis,P.kangdingensis,P.schneideri,P.yunnanensis,P.szechuanicavar.tibetica,could not be clearly separated and had close relationship with P.ciliata.(3)Although a few differences in phylogenetic tree based on chloroplast combination data,ITS fragment provided that P.pseudo-simonii existed closer affinity with other species in clade 1(e.g.P.simonii and P.szechuanica)but larger genetic distance with others in clade 2.The results of this study made a understand on the phylogeny of poplar in section Tacamahacaspecies from Southwest China,and provided a scientific bases for their systematic classification and evolutionary relationship.

Southwest China;Tacamahaca;chloroplast combination;ITS;phylogeny

Q789

A

10.7606/j.issn.1000-4025.2015.06.1113

1000-4025(2015)06-1113-10

2015-02-06;修改稿收到日期:2015-05-17

國家林業公益性行業專項(201104076);國家自然科學基金(31360184,31460205);云南省教育廳基金(2014J099);云南省中青年學術與技術帶頭人后備人才培養基金(2012HB021)

李佳蔓(1989-),女,在讀碩士研究生,主要從事林木遺傳育種研究。E-mail:lijiaman16@126.com

*通信作者:何承忠,博士,教授,主要從事林木遺傳育種與分子生物學研究。E-mail:hcz70@163.com

猜你喜歡
研究
FMS與YBT相關性的實證研究
2020年國內翻譯研究述評
遼代千人邑研究述論
視錯覺在平面設計中的應用與研究
科技傳播(2019年22期)2020-01-14 03:06:54
關于遼朝“一國兩制”研究的回顧與思考
EMA伺服控制系統研究
基于聲、光、磁、觸摸多功能控制的研究
電子制作(2018年11期)2018-08-04 03:26:04
新版C-NCAP側面碰撞假人損傷研究
關于反傾銷會計研究的思考
焊接膜層脫落的攻關研究
電子制作(2017年23期)2017-02-02 07:17:19
主站蜘蛛池模板: 久草热视频在线| 白浆视频在线观看| 日韩区欧美国产区在线观看| 高清欧美性猛交XXXX黑人猛交| 久久96热在精品国产高清| 亚洲一区第一页| 亚洲欧美日韩久久精品| 性色一区| 成人另类稀缺在线观看| 欧美区国产区| 国产在线精品99一区不卡| 永久免费av网站可以直接看的| 99国产精品国产高清一区二区| 欧美亚洲国产精品第一页| 亚洲第一黄片大全| 99精品热视频这里只有精品7| 色哟哟国产精品| 日本人真淫视频一区二区三区| 偷拍久久网| 国产成人亚洲综合A∨在线播放| 国产香蕉国产精品偷在线观看| 毛片在线看网站| 日韩色图区| 国产第一页免费浮力影院| 三上悠亚精品二区在线观看| 国产青青操| 国内精自视频品线一二区| 亚洲精品无码人妻无码| 免费啪啪网址| 国产精品无码久久久久久| 日韩精品中文字幕一区三区| 国产精品v欧美| 激情国产精品一区| vvvv98国产成人综合青青| 国产一区二区三区在线观看免费| a欧美在线| 999国内精品视频免费| 久久亚洲国产最新网站| 亚洲无码A视频在线| 亚洲日韩精品伊甸| 欧美区国产区| 女人18毛片久久| 三级毛片在线播放| 成人a免费α片在线视频网站| 欧美不卡二区| AV老司机AV天堂| 国产精品极品美女自在线| 一级全免费视频播放| 久久精品人人做人人| 欧美成人午夜在线全部免费| 米奇精品一区二区三区| 国产免费黄| 91精品国产91久无码网站| 久久综合九色综合97网| 亚洲无码37.| 国产亚洲精品97AA片在线播放| 色135综合网| 欧美日韩导航| 精品超清无码视频在线观看| 国产欧美成人不卡视频| 欧美中文一区| 亚洲国产日韩一区| 国产白浆视频| 中文字幕日韩视频欧美一区| 国产一区在线视频观看| 又黄又湿又爽的视频| 国产黑丝一区| 亚洲第一中文字幕| 亚洲三级成人| 亚洲欧洲日产无码AV| 高清欧美性猛交XXXX黑人猛交| 99在线视频免费观看| 亚洲中文无码av永久伊人| 成人午夜亚洲影视在线观看| 亚洲欧美自拍一区| 国产福利拍拍拍| 亚洲精品无码久久久久苍井空| 亚洲成a人在线播放www| 91小视频在线| 一级毛片免费不卡在线| 亚洲欧洲美色一区二区三区| 91热爆在线|