基于叶绿体基因rbcL和trnL-F序列的河北省野生苔草属亲缘关系分析

为研究河北省野生苔草属(Carex)植物的亲缘关系,本研究以43种河北省野生苔草及国外引种的27份苔草种质为试验材料,克隆了叶绿体基因rbcL和trnL-F序列,进行遗传多样性及亲缘关系分析,并构建了系统发育树。结果表明,从70份苔草属植物中成功克隆到的rbcL和trnL-F序列数量分别为67条、60条,测序成功率分别为95.7%、85.7%,经正反序列拼接对齐获得序列长度分别为716 bp、976 bp,并上传至NCBI获得登录号。二者合并得到59条序列,长度为1692 bp。rbcL,trnL-F以及合并序列分别定义了43,56,58个单倍型。基于合并序列的59份种质间遗传距离为0~0.0421,平均遗传距离为0.0142,整体划分为3大类,与形态学分类基本相符。trnL-F序列有望开发为DNA条形码,以期为苔草属的分类鉴定、系统发育等研究提供依据。

基于cpDNA trnL-F序列数据分析海南陆均松种群的冰期后扩张

针对热带树种陆均松Dacrydium pierrei de Laubenfels分布在海南的12个天然种群进行取样,测定了叶绿体DNA(cpDNA)trnL-F非编码区序列。序列长度介于868—876 bp.显示出长度多态性。碱基组成A+T含量较高,百分比值为64.17%-64.95%。通过统计简约算法共鉴定出30个单倍型。根据种群间分化度FST(=0.00)、基因流Nm(介于1.92—2.50)、AMOVA(24.17%的遗传变异发生在种群间,P>0.05)以及邻接树中单倍型的分支式样,发现海南的陆均松种群尚未发生遗传分化。另一方面,依统计简约算法构建的单倍型网图具“星状”特征,而且邻接树中多数单倍型合并于树的顶端。这些基因谱系结果提示海南陆均松种群在近期历史上发生过种群扩张。Tajima的D检验和错配分析结果也支持这种推测。结合地质和古孢粉学证据,认为残存于“避难所”的陆均松种群在全新世时,伴随全球气候转暖,在海南岛内可能实行了扩张。

桑属ITS、trnL-F、rps16序列与进化分析

【目的】分析桑属ITS、trnL-F、rps16序列,探讨系统学价值。【方法】67份桑资源,经DNA提取、PCR扩增、测序,测序结果用软件拼接、比对,并从GenBank下载桑属ITS、trnL-F、rps16序列进行同源性分析,计算其长度、G+C(或A+T)含量、变异位点、信息位点,将3个序列合并,以构树、柘树为外类群,采用MP法分析进化关系。【结果】桑ITS(包括5.8S)基本序列长度为576 bp,变异范围为576—590 bp,G+C含量为59.55%—62.25%,40个信息位点;trnL-F(包括tRNA-Leu内含子)基本序列长度为923 bp,变异范围为920—924 bp,A+T含量为65.87%—66.31%,23个信息位点;rps16内含子基本序列长度为929 bp,变异范围为923—929 bp,A+T含量为67.28%—67.49%,17个信息位点。3个序列的最适碱基进化模型分别为(GTR+G)、(GTR)和(GTR+G),可能的分支概率—混合卡方概率值分别为0.000001、0.027175和0.000222,3个片段合并最适碱基进化模型为(GTR+G),基于模型用MP法分析,在2 538个位点中,有80个信息位点。分支图结果表明,首先将黑桑(M.nigra)分出,其它桑种分成2支,第一支包括长穗桑、瑞穗桑、蒙桑、鬼桑、鸡桑、山桑、白桑和广东桑,第二支包括华桑、奶桑和川桑。【结论】桑属trnL-F和rps16序列信息位点有限,单独研究桑属系统学,价值不大,与ITS序列合并研究,则能增加分支图的信息位点,使分支图更近于似然。基于ITS、trnL-F、rps16序列MP分支图,新疆黑桑为最原始类型,乌克兰等栽培种为进化类型。

基于ITS和trnL-F序列碱基差异的繁缕及其近缘种的亲缘关系分析

应用PCR产物直接测序法分析了繁缕〔Stellaria media（L.）Villars〕及其近缘种和鹅肠菜〔Myosoton aquaticum（L.）Moench〕的ITS和trnL-F序列的碱基差异,并以孩儿参〔Pseudostellaria heterophylla（Miq.）Pax〕为外类群构建N-J系统树,分析了这些种类的种间亲缘关系。结果表明,供试的繁缕属（Stellaria L.）种类及鹅肠菜的ITS和trnL-F序列长度分别为521-784和788-951 bp,各有变异位点77和59个,其中信息位点分别为18和11个,种间碱基差异百分率分别为6.5%和3.1%。ITS的碱基组成为A22.1%、T20.9%、G28.5%和C28.5%,G＋C含量57.0%;trnL-F的碱基组成为A 35.9%、T33.7%、G 15.7%和C 14.8%,G＋C含量30.5%。繁缕、雀舌草（S.alsine Grimm）和箐姑草（S.vestita Kurz）的ITS和trnL-F序列一致;鹅肠菜的ITS序列中有4个位点与前述种类不同,但trnL-F序列则相同;中国繁缕（S.chinensis Regel）的ITS和trnL-F序列与孩儿参较相似。在N-J系统树中,鹅肠菜与繁缕、雀舌草和箐姑草聚为一支,表明它们的亲缘关系相对较近,支持将鹅肠菜重新归入繁缕属的分类处理。研究结果显示,ITS和trnL-F序列分析均可用于繁缕及其近缘种的鉴别,且ITS是更为适宜的分子标记。

5种苍术属药用植物的trnL-F序列测定及种间遗传关系分析

采用PCR技术对5种苍术属（Atractylodes DC．）药用植物的trnL-F序列进行测定及比较分析。结果表明，扩增获得的序列长886-902bp，经排序并两端切平后，序列长816bp，G＋C含量为34．4％；当空位始终做缺失处理时，产物有5个变异位点。利用trnL-F序列可准确鉴别出朝鲜苍术[A．koreana（Nakai）Kitam．]、北苍术[A．chinensis（DC．）Koidz．]和白术（A．macrocephala Koidz．）；而茅苍术[A．lancea（Thunb．）DC．]与关苍术（A．japonica Koidz．ex Kitam．）的tmL-F序列则完全一致，相互之间无法区分。采用邻接法和UPGMA法得到的5种苍术属药用植物的分子系统树有一定的差异，表明这5种苍术属药用植物的物种分化不完全，序列进化不一致。

窄叶鲜卑花(Sibiraea angustata)nrDNA ITS和cpDNA trnL-F序列分子进化特点的分析

应用PCR产物直接测序法分析了窄叶鲜卑花居群间nrDNA(核糖体DNA)ITS序列和cpDNA(叶绿体DNA)trnL-F的碱基差异,并与cpDNAtrnS-G序列和rpl20-rps12序列进行比较,从而初步研究两套植物基因组的变异速率。采用改良的CTAB法从硅胶干燥的窄叶鲜卑花叶片中提取总DNA,并对nrDNA ITS和cpDNAtrnL-F区域进行扩增、纯化、测序。nrDNA ITS序列共有601 bp,有变异位点3处,变异位点百分率为0.05%,(G+C)含量为41.4%。cpDNAtrnL-F序列共有927 bp,有变异位点1处,变异位点百分率0.01%,(G+C)含量为32.6%,两种序列的核苷酸多样性非常低。比较发现,窄叶鲜卑花nrDNA ITS区域较cpDNAtrnS-G序列和rpl20-rps12序列保守,变异速率较慢,比cpDNAtrnL-F序列变异速率稍快。通过对ITS序列单倍型(haplotype)进行分析发现,窄叶鲜卑花现有分布范围经历了居群近期范围扩张,与叶绿体基因组(trnS-G和rpl20-rps12序列)得出的结论一致。因此,窄叶鲜卑花nrDNA ITS序列适合该种的谱系地理学研究。

基于叶绿体DNA trnL-F序列研究肋果沙棘的谱系地理学

由于青藏高原的地理效应,第四纪冰期气候的反复变化应对现今该地区生物的地理分布及其居群遗传结构产生重大影响。肋果沙棘Hippophae neurocarpa是青藏高原地区的一个特有种,根据叶上的附属物(星状鳞毛或者鳞片状鳞毛)分为两个亚种:肋果沙棘亚种subsp.neurocarpa和密毛肋果沙棘亚种subsp.stellatopilosa。依据母系遗传的叶绿体DNA片段对该物种谱系地理学进行研究不仅能阐明该物种冰期避难所,而且对于理解两个亚种的母系分化也具有重要意义。共对两个亚种14居群的70个个体的trnL-F序列进行了测序,共发现8种单倍型,其中5种单倍型出现在肋果沙棘亚种中,4种出现在密毛肋果沙棘亚种中,两个亚种共享一种单倍型。种内谱系分化与两个亚种形态上的分化不一致。嵌套进化分支把8种单倍型分为三支:一支为肋果沙棘亚种,其他两支中两个亚种单倍型嵌套组成,且肋果沙棘亚种处于进化末端。我们的研究结果还表明肋果沙棘在冰期可能在高海拔地区存在多个避难所,并且存在来自避难所的邻域扩张。

从叶绿体DNA trnL-F序列论双参属的归属问题

双参属TriplostegiaWall.exDC .由分布于东南亚地区的 2个种组成 ,为多年生草本植物。它的归属一直存在争议 ,有时置于川续断科Dipsacaceae或败酱科Valerianaceae ,有时单立一科 ,即双参科Triplost egiaceae。本研究对广义川续断目Dipsacaless.l.的 2 1种植物 (分别来自于败酱科、川续断科、双参属、刺参属Morina、广义忍冬科Caprifoliaceaes.l.、五福花科Adoxaceae)和外类群人参Panaxschin sengNees.的叶绿体DNAtrnL F区进行了测序 ,并建立系统发育树状图。结果显示 ,败酱科、川续断科、双参属、刺参属和广义忍冬科的 4个属 (双盾木属Dipelta、虫胃实属Kolkwitzia、六道木属Abelia和北极花属Linnaea)形成了一个单系群并得到了很强的支持 ( 1 0 0 %bootstrap) ;双参属与川续断科有更近的关系 ,建议作为一个亚科置于川续断科 ;广义忍冬科为一多系类群 ;而刺参属与其他广义川续断目类群之间的关系尚不能确定。

基于叶绿体DNA序列trnL-F分析李亚属植物的系统发育关系

【目的】探索李亚属内物种间的系统发育关系,明确最近新命名物种的起源与植物学分类地位。【方法】在克隆测序trnL-F序列的基础上,分析李亚属各种级分类群的分子特征,并进行李亚属的分子系统发育学分析。【结果】在李亚属供试材料中检测到的叶绿体DNA trnL-F序列长度变化为945~956 bp,所有序列的AT含量明显高于GC含量。李亚属内各种间的序列存在着不同的差异,部分种具有显著的分子序列特征,可用于物种鉴定。共检测到21个变异位点和20个单倍型。根据邻接法构建系统发育树,将所有种共分为6个不同的组群。【结论】仅通过trnL-F序列片段无法完全将李亚属的所有种级分类群分开,但是部分种间具有显著的分子特征;中国李(P.salicina)和樱桃李(P.cerasifera)分别是种间杂交种李梅杏(P.limeixing)和紫杏(P.dasycarpa)的母系亲本提供者。

石蒜属叶绿体trnL-F序列的变异与系统聚类分析

目的:分析比较石蒜属和近缘属植物中国水仙trnL基因的部分序列和trnL-trnF间隔区的完整序列,为石蒜属物种鉴别和种间亲缘关系分析提供分子佐证。方法:采用PCR产物直接双向测序法,用Clustal X 1.81,MEGA 2.0软件进行序列分析,采用最大简约法(maximum parsimony,MP)构建系统发育树。结果:所测物种的序列全长在905～1036 bp,经排序后,两端切平,得到886 bp的整齐序列,所测物种的核苷酸变异位点14个,信息位点10个,主要在trnL内含子区,这些位点可用于区分石蒜属物种;4个碱基"ATAT"缺失/插入是区别石蒜属与其近缘植物水仙的显著特征。重建的系统发育树表明:供试的石蒜属物种聚成3类,除稻草石蒜、忽地笑、香石蒜的系统位置有所不同之外,与经典分类结果基本相符。水仙属2个种形成1个单系类群,表明属间trnL-F序列差异明显。结论:分子系统树支持安徽石蒜是长筒石蒜的变种或杂交种观点,换锦花可能是玫瑰石蒜、红蓝石蒜的杂交母本。石蒜属种间trnL-F序列存在一定变异,是物种鉴别的有效分子标记。

基于ITS序列和trnL-F序列探讨小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿的种间关系

中间锦鸡儿CaraganadavazamciiSancz.的分类处理一直存在争议,它与小叶锦鸡儿C.microphyllaLam.和柠条锦鸡儿C.korshinskiiKom.的关系尚不清楚。该种被处理为一个独立的种或后两个种的变种。本文利用ITS序列和叶绿体trnL-F序列,综合形态和地理分布,探讨了中间锦鸡儿的起源及与另外两个种的种间关系。结果显示,中间锦鸡儿的trnL-F序列与小叶锦鸡儿完全一致,而与柠条锦鸡儿有明显差异。中间锦鸡儿的ITS序列高度纯合,不支持该种可能是杂交起源的假设。相反,另外两个种的ITS序列均出现多个位点杂合,克隆后均得到2种不同的序列。中间锦鸡儿的ITS序列与小叶锦鸡儿2种序列中的1种完全一致。该结果表明,中间锦鸡儿可能作为亲本之一参与了小叶锦鸡儿的杂交起源,或者基因流是造成这两个种形态相似的主要原因。中间锦鸡儿与柠条锦鸡儿形态上的相似可能是趋同进化的表现。

根据cpDNA trnL-F非编码区序列变异分析黑桫椤海南和广东种群的遗传结构与系统地理

以黑桫椤分布在海南和广东 9个种群为材料 ,通过 PCR产物直接测序和克隆后再测序的方法测定了叶绿体 DNA(cp DNA) trn L- F非编码区序列。序列长度介于 10 17bp至 10 2 1bp;碱基组成 A+T含量较高 ,百分比值为 6 0 .4 3%～ 6 2 .2 6 %。根据序列的核苷酸变异共鉴定出 15个单倍型。黑桫椤具高水平单倍型多样性 (h=0 .880 )和较高水平核苷酸多样性 (Dij=0 .0 0 342 ) ,其悠长的进化历史可能增加了遗传变异在谱系内的积累。单倍型最小生成网图和邻接树、种群间分化度 (FST=0 .12 6 4 5 )和基因流 (N m=3.4 9)、AMOVA分析 (地区间遗传变异占 11.91% ,p>0 .0 5 )以及 DNA歧义度结果一致显示 ,黑桫椤分布在海南和广东的种群彼此间不存在遗传分化。黑桫椤单倍型的系统发育地理式样具“星状”特征 ,提示种群在历史上曾经发生过扩张 。

半夏属药用植物trnL-F序列与种间遗传关系分析

为了给半夏属物种鉴别和种间遗传关系分析提供分子佐证,对中国半夏属植物5个种共9份材料的trnL-F进行克隆测序,用ClustalX1.81,PAUP4.0软件进行序列分析,采用邻接法(Neighbor-Joining,N-J)构建系统发育树。结果表明所测物种的序列全长1027～1136bp,G+C含量34.6%～36.8%,经排序并两端切平后,序列长994bp,当空位始终做缺失处理时,产物有29个变异位点,6个信息位点。聚类结果显示,半夏属物种总体聚为2大分支,虎掌为1个分支,另外8份材料:滴水珠、盾叶半夏、石蜘蛛以及半夏聚为1个分支。采用邻接法得到的9份半夏属药用植物的分子系统树有一定的差异,表明这9份半夏属药用植物的物种分化不完全,序列进化不一致,是物种鉴别的有效分子标记。

基于TrnL-F序列的葡萄科各属分子特征及系统发育学研究

【目的】探讨葡萄科内各属间系统发育关系,为该科植物的研究提供分子系统学方面的资料。【方法】以葡萄科14个属共计103个样品基于trnL-F的序列为材料,用Clustalx1.83软件分析各属的分子特征;并以五桠果属（Dillenia L.）为外类群,分别使用Mega,Paup,Phylip常用的系统分析软件进行葡萄科各属间的分子系统学研究。【结果】结果表明,在GC含量方面,火筒树属含量最高,为35.12%~35.44%,葡萄属含量最低,为32.98%-33.63%;葡萄科各属的trnL-F序列间存在着不同的序列差异,部分属具有显著的分子特征,可用于属间鉴定。【结论】应用Mega、Phylip和Paup系统分析软件的聚类结果表明,3种软件分析均支持将葡萄科分为5个分支,而其中Paup和Phylip软件构建的系统发育树较符合葡萄科基于形态学的系统学关系。

利用trnL-F序列分析杨属树种的系统发育关系

对杨属4个派17个主要栽培树种及杂种共26个雌雄单株进行了叶绿体trnL-F间隔区序列的PCR扩增、回收和纯化,并分别克隆到pGEM-T载体中进行序列测定。结果表明:在杨树中基因trnL-F间隔区序列的长度为771～811bp,G+C含量为30.6%～31.9%;排序后的比对长度为857个位点,其中46个为变异位点,33个为系统发育的信息位点。以嵩柳和极地柳为外类群,分别用邻接法和UPGMA方法构建了杨属主要栽培树种的系统发育进化树。系统进化分析显示:1)白杨派能聚类形成一个单独分支,而黑杨派亚支与青杨、胡杨派亚支聚类形成另外一个主要的分支,其中胡杨派和青杨派不能区分开;2)青杨派的藏川杨独立于杨属其他种形成一个单独分支,而冬瓜杨却与白杨派聚类在一起;3)白杨派为单系起源,黑杨派和青杨派为多系起源,胡杨派可能也是多系起源。研究结果在分子水平上为杨属树种的起源和系统进化研究提供了证据,具有重要的理论意义和潜在的实践价值。

基于叶绿体trnL-F序列以及matK序列探讨虎杖属与西伯利亚蓼的系统学位置

以蓼科Polygonaceae酸模亚科Rumicoideae酸模族Rumiceae大黄属RheumL.作外类群,对蓼亚科Polygonideae蓼族Polygoneae 4属19种1变种的trnL-F序列以及16种1变种的matK序列进行了测定(部分序列取自GenBank)和聚类分析,探讨了虎杖属Reynoutria Houtt.和西伯利亚蓼Polygonum sibiricum Laxm.的系统学位置,结果表明:(1)虎杖属在两个严格一致树中都聚到了何首乌属Fallopia Adans.的内部,trnL-F序列的支持率为99%,matK序列的支持率为100%,说明虎杖属应归入何首乌属中,所以虎杖属的R.japonica Houtt.与R.sachalinense(F.Schmidt ex Maxim.)Nakai应分别命名为Fallopia japonica(Houtt.)RonseDecraene和F.sachalinense(F.Schmidt ex Maxim.)Ronse Decraene;(2)两个严格一致树都表明,西伯利亚蓼远离蓼属Polygonum L.,聚到了何首乌属的附近,两个序列支持率都为99%,应将该种从蓼属中移出来,提升为属级,即西伯利亚蓼属Knorringia Tzvel.,西伯利亚蓼应命名为Knorringia sibirica(Laxm.) Tzvel.。另外,本文对何首乌属与西伯利亚蓼属作了界定。

特色桑品种资源ITS、TrnL-F和rps16序列与亲缘关系分析

为了更好地开发利用特色桑树品种,分析了龙桑、龙须桑等12个特色桑资源ITS、TrnL-F、rps16碱基序列的长度、G＋C含量、亲缘关系、遗传距离及信息变异位点。结果表明,ITS间隔区（包括5.8S）全长为576-590 bp,G＋C含量59.38%-60.17%;TrnL-F间隔区（包括TrnL内含子）全长为920-923 bp,G＋C含量为34.02%-34.24%;rps16内含子全长为929-947 bp,G＋C含量为32.51%-33.26%。亲缘关系分析显示,分支图首先将外类群—构树分出,紧接着分出的是新疆黑桑。再依次为咸丰长穗桑、钦州长果桑、神农华桑、广东大10、雅安白桑、斯里兰卡1号、湖北蒙桑4号、龙桑、和田白桑,龙须桑、剑持、小冠桑在分支树的最顶层。根据外类群确定法,新疆黑桑为原始类型,龙须桑、剑持、小冠桑为最进化类型。遗传距离分析显示,新疆黑桑、剑持、咸丰长穗桑、钦州长果桑、小冠桑与其他桑属材料的遗传距离分别为1.0-1.3、0.2-0.3、0.1-0.4、0.1-0.2、0-0.3,龙桑、斯里兰卡1号、雅安白桑、和田白桑、广东大10、龙须桑、湖北蒙桑4号与其他桑属材料间遗传距离差异不大。信息变异位点分析显示共有14个信息位点,占总位点数的0.5564%。变异主要发生在外类群—构树和新疆黑桑,且变异大多集中在ITS区域。ITS、TrnL-F和rps16三片段分析桑属的亲缘关系,信息位点不足,有待深入研究。

10种棘豆属植物的trnL-F序列及其分子系统学研究

选择内蒙古27个样地采集的10种棘豆属植物54个单株,提取样品的基因组DNA,对其叶绿体trnL-F序列进行扩增、测序,所得序列利用ClustalX软件进行对位排列,并用MEGA5.0软件采用最大似然法构建系统发育树,以探讨棘豆属的种间关系与系统进化。结果显示:(1)10种棘豆属trnL-F的变异位点54个,信息位点46个,种间碱基差异百分率为1.9%,GC含量变化范围在30.69%～31.50%之间。(2)棘豆属与黄芪属各为一支,自展支持率达99%,支持棘豆属植物为单系起源。(3)系统树中小花棘豆的样本自成一支,为相对独立进化;多叶棘豆、砂珍棘豆和黄毛棘豆的样本相互混杂,表明亲缘关系很近,从而支持《内蒙古植物志》将三者归入真棘豆亚属轮叶棘豆组的观点。(4)刺叶柄棘豆的样本不同样地形成2个分支,对其亚属水平上的分类需进一步探讨。(5)缘毛棘豆与阴山棘豆的样本聚成一支,支持将二者归入矮生棘豆组。研究表明,trnL-F序列可为棘豆属下种间系统发育关系研究提供分子证据。

岩蕨科、球盖蕨科的系统位置：叶绿体DNAtrnL-F区序列证据

岩蕨科(Woodsiaceae)和球盖蕨科(Peranemaceae)历来被多数学者认为是亲缘关系密切的两个科,它们的系统位置一直存在争议,两科曾被放入三叉蕨科(Aspidiaceae)、碗蕨科(Dennstaedtiaceae)、鳞毛蕨亚科(Dryopteridoidaae)及鳞毛蕨科(Dryopteriaceae)蹄盖蕨亚科(Athy-rioideae)中。根据岩蕨科1种、球盖蕨科3种、蹄盖蕨科8种、鳞毛蕨科2种及1种外类群假大羽铁角蕨(Asplenium pseudolaserpitiifolium)的cpDNA基因trnL-F区序列建立的系统树,结果显示,岩蕨科和球盖蕨科的亲缘关系较远,岩蕨科与蹄盖蕨科有密切的亲缘关系,球盖蕨科与鳞毛蕨科亲缘关系较近,岩蕨科和球盖蕨科是处于不同进化线上的植物。秦仁昌(1978)和Pichi-Sermolii(1977)的系统将二者分别作为独立的科是合适的。

基于叶绿体DNAtrnL-F序列研究部分鸢尾属的亲缘关系

利用通用引物,采用PCR技术从24个鸢尾样品中扩增了叶绿体基因组trnL-F间隔区的DNA片段,进行了序列测定,序列长度为1003～1113bp,比较长度为954bp,其中共有92个位点发生了单个碱基的置换,14个位点发生了缺失,因此有进化意义的位点共106个,约占总序列比较长度的11.11%。运用DNAMAN软件分析了这些鸢尾的亲缘关系,可分为2个相对独立的大组。第一大组可以分为2组:3个种源马蔺关系很近形成一组,粗根鸢尾、溪荪和喜盐鸢尾聚成一组。第二大组也分为2组:6个种源的马蔺与野鸢尾聚在一起,再和小鸢尾聚成一组;3个种源的鸢尾、高原鸢尾、德国鸢尾、矮鸢尾、野鸢尾、扇形鸢尾、红籽鸢尾和I.ungiucularis聚成一组。