基于叶绿体基因片段的井冈寒竹属系统发育关系研究

【目的】井冈寒竹属(Gelidocalamus Wen)属于禾本科(Poaceae)竹亚科(Bambusoideae)青篱竹族(Trib.Arundinarieae),是中国亚热带地区的特产散生竹属。该属植物为灌木状木本竹,地下茎呈复轴型,秆细长,每节多分枝,当年不再产生次级分枝,小枝末端通常仅有1片叶子,花序为圆锥型,雄蕊为3枚,秋冬季节发笋。井冈寒竹属植物主要产自中国长江以南的低海拔地区,其中南岭地区是该属植物物种多样性的分布中心,其栖息在林下、沟涧的阴凉潮湿处,呈现片状分布,具有观赏价值、食用价值和生态平衡效应。目前,该属植物的系统发育关系仍存在较大争议。本研究旨在对叶绿体基因片段的系统发育重建,初步探讨该属植物种间的亲缘关系,为深入理解竹类植物的演化历史提供一定的参考资料。【方法】试验广泛采用青篱竹族11个支系26属82种以及簕竹属(Bambusa)和牡竹属(Dendrocalamus)外类群6种作为样品。利用7个叶绿体基因片段,即rpl32-trnL、rps16-trnQ、trnC-rpoB、trnD-trnT、trnT-trnL、trnG-trnT(t)和matK,对井冈寒竹属及其近缘类群的系统发育关系进行重建。结合通过分子钟估算,探究其起源和类群间的分化时间。【结果】(1)系统发育分析结果表明,井冈寒竹属(Gelidocalamus)为复系类群,成员分别聚在青篱竹族的Shibataea clade(IV)和Phyllostachys clade(V)两个分支中;(2)分化时间估算结果表明,IV、V分支分别在5.44 Mya和3.41 Mya分化出来,除小蒙竹(G.monophyllus)外,井冈寒竹属其余种在约3 Mya间陆续分化出来。【结论】井冈寒竹属不是一个自然的单系类群;红壳寒竹(G.rutilans)应归于箬竹属下;亮竿竹(G.annulatus)可能为井冈寒竹属和箬竹属的杂交起源;冬顶寒竹(G.dongdingensis)与同春箬竹(I.tongchunensis)近缘,或为箬竹属成员,或为一独立分支。本研究通过重建井冈寒竹属的系统发育关系,对该属内成员的系统位置进行了初步阐述,为争议类群的归属问题提供了参考依据。