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基于nrDNAITS序列对东北地区丁香属植物系统发育关系的研究

李艳萍

  在进行植物分子系统学研究过程中,选择进化速率适宜的基因或DNA片段对于系统发育关系的推断十分重要。由于植物细胞核核糖体内转录间隔区(nrDNA ITS)进化速率较快,可以提供较丰富的信息位点,目前已被广泛应用于研究被子植物近缘属间、种间等分类阶元的系统发育关系。国内外学者在丁香属内各分类群间的系统发育关系问题上存在着较多的分歧,尤其是对于属内类群的基部分支问题及Subgenus Ligustrina的系统发育位置问题有较大的争议,因此有必要进行深入的探讨。本研究以nrDNA ITS序列为研究对象,对东北地区11种主要丁香属植物和1个外类群的ITS区全序列进行了测定,利用系统发育分析软件MEGA2.1对测得的数据及GenBank中已发表的丁香属植物ITS序列数据进行了分析。所得结果如下:1.通过引物设计、PCR、克隆、测序、序列的同源性比对及聚类分析,得到了东北地区11种丁香属植物和1个外类群的ITS序列,并进行了相应的系统发育分析。2.在东北地区的11种丁香属植物中,ITS转录间隔区(包括ITS1和ITS2)内信息位点达到6.3%。在对包括GenBank中已发表的属内所有ITS区序列进行综合分析时,数据集的信息位点达到12.2%。由此可见,在整个丁香属内,ITS区序列信息位点比较丰富。从分支分析的结果来看,属内各类群的划分与形态划分具有较高的一致性,证明ITS区可以为解决丁香属植物的系统发育问题提供较强的证据。3.在依据形态特征进行的属内类群划分中,Subgenus Ligustrina因具有花冠管短于花萼、花丝伸出花冠之外这一主要特征,而与其余所有类群形成姐妹群关系。在分子系统树中,Subgenus Ligustrina并没有成为系统树的基部分支,即没有与其它所有类群构成姐妹群关系。在分别采用UPGMA、NJ及MP三种不同构树方法构建的分子系统树中,Subgenus Ligustrina均位于Subgenus Syringa内部,由此推断Subgenus Ligustrina可能起源于Subgenus Syringa内部,而并非是丁香属内最早分化的类群。4.在对东北地区11种丁香属植物的分析中,基于ITS序列数据的系统树以较高的自展支持率(bootstrap>90%)支持传统分类中对丁香属下Subgenus Ligustrina、Series Syringa、Series Pubescentes和Series Villosae四个类群的划分;但在组合数据集中Subgenus Syringa中的Series Villosae没有形成一个很好的单系类群,其余三个系和Subgenus Ligustrina均以较高的自展支持率形成各自的单系类群。5.在对东北地区11种丁香属植物的系统发育分析中,Series Villosae以较高的支持率成为属内的基部分支。在对包括22种丁香属植物的50条ITS序列数据进行的综合分析中,Series Villosae仍为基部分支,但没有获得较高的支持率。由此推断Series Villosae可能是丁香属植物演化过程中最早的分化类群。……   
[关键词]:丁香属;ITS序列;系统发育;属内关系
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:东北林业大学2005年