中国桫椤科植物叶绿体trnL内含子和trnL-trnF基因间隔区序列的系统发育分析

运用对PCR产物直接测序和克隆后测序的方法测定了蚌壳蕨科1种和桫椤科11种(其中桫椤分别测定19株,小羽桫椤测定2株)植物的叶绿体trnL基因内含子和trnL-trnF基因间隔区序列。12种植物相应的长度介于1004-1082之间,A+T平均含量60.9%,G+C平均含量39.1%。计算了不同种间以及种内不同个体间序列的碱基差别(转换值/颠换值)和Kimura遗传距离。序列数据经排列后分别进行最简约法、最大似然法和邻接法分析,结果显示:(1)白桫椤、海南白桫椤和大羽桫椤构成的分支最早和该科内其余植物组成的另一分支分歧,而后者又进一步分为两个亚分支,分别和桫椤亚属、黑桫椤亚属对应,支持夏群的分类处理;(2)大桫椤—狭羽桫椤—毛轴桫椤—篦齿桫椤、大羽桫椤—白桫椤—海南白桫椤以及小羽桫椤—桫椤各自构成独立、自然的末端分支,再参照分支内植物间的遗传距离取值,建议将此3个末端分支依次归并为3种:大桫椤、白桫椤和桫椤;(3)白桫椤属在科内处于基部位置,桫椤属的桫椤亚属和黑桫椤亚属为衍生分支,赞同Tryon关于桫椤科进化和囊群盖起源的假说。

桑树TrnL-trnF基因间隔区序列的特点及分析

设计桑树TrnL trnF基因间隔区序列的特异引物 ,扩增并分析了桑属育 71 1和桑莲 2个品种的TrnL trnF基因间隔区序列 ,其长度分别为 4 14bp和 4 17bp ,且富含A/T。该序列有 4 2 1个分析性状 ,具有 17个变异位点。在这些变异中主要以碱基的插入和缺失 (主要是插入 /缺失dA)为进化形式 ,其余的发生了少数置换。除这些变异位点以外的核苷酸序列完全相同 ,说明两者有高度同源性 ,与桑科、菊科和蔷薇科的TrnL trnF基因间隔区序列有一定同源性。用Clustalx软件对 2 1份材料的TrnL trnF基因间隔区序列进行聚类分析 。

基于trnL-trnF序列的扁蓿豆和青藏扁蓿豆遗传多样性及其群体遗传结构分析

利用青藏高原及其毗邻地区的7个青藏扁蓿豆(Medicago archiducis-nicolai),以及来自上述地区和内蒙古的3个扁蓿豆(M.ruthenica)野生群体,根据叶绿体trnL-trnF基因间隔区序列,对其遗传多样性和群体遗传结构进行了分析。对161个个体的trnL-trnF序列的分析,共检测到11个核苷酸变异位点,定义了14种单倍型。对单倍型在不同群体中的分布分析显示,青藏扁蓿豆在青藏高原东南边缘地区可能存在避难所,同时在青藏高原边缘地区可能发生了青藏扁蓿豆向扁蓿豆群体的基因入侵。空间分子变异分析和基于K-2P遗传距离的群体聚类均支持将上述群体分为扁蓿豆和青藏扁蓿豆两组,组间的遗传分化程度很大。分子变异分析表明,群体内的遗传变异明显大于群体间的变异,但部分群体间存在较高水平的遗传分化;错配分布和中性检验表明,在采样范围内两种扁蓿豆都没有经历明显的近期种群扩张。研究认为,青藏高原复杂的地形结构、冰期时的气候波动以及扁蓿豆本身的进化历史可能是造成其现今遗传结构形成的主要原因。

trnL内含子及trnL-trnF间隔区序列在木兰科系统发育研究中的应用

通过木兰科29个种的trnL基因内含子的525个碱基序列及21个种的trnL-trnF基因间隔区的370个碱基序列测定和分析,构建的严格一致性材建议:①含笑属为相对一致的单系类群;②玉兰亚属的几个种形成一个单系类群,与木兰亚属的几个种无共衍位点;③木莲属为一个相对保守的类群,种间碱基差异很小。碱基位点差异分析表明:含笑和野含笑的trnL基因序列具2个位点的差异,结合形态学特征考虑,不支持David把两个种合并的处理;杂交鹅掌揪的trnL-trnF序列相对鹅掌楸有3个位点的变异和一个简单重复序列的插入;鹅掌楸的trnL-trnF序列与GenBank(AF040679)中已注册的序列有3个位点的差异。两个严格一致性树的CI值高达0.978和0.913,说明trnL内含子和trnL-trnF间隔区序列的平行演化在木兰科这几个属间发生频率非常低,只适于木兰科高等级的(属以上)的系统研究。

绿绒蒿自然杂交种及其亲本cpDNA trnL-trnF基因的遗传学分析

对自然杂交种Meconopsis×cookei及其亲本红花绿绒蒿M.punicea和五脉绿绒蒿M.quintuplinervia的叶绿体DNAtrnL-trnF区进行了序列测定,所得序列的长度为957～961bp,其中M.×cookei的序列长度为960bp,红花绿绒蒿为961bp,五脉绿绒蒿为957bp。利用软件Clustal X对所得序列进行排序和碱基比较,排序后的序列长度为964bp,其中trnLintron为512bp,trnL3′exon为50bp,trnL-trn Fintergenic spacer(IGS)为361bp,还包括41bp的trnF5′端片段。整个trnL-trnF区序列共有25个变异位点,其中杂交种M.×cookei与红花绿绒蒿具有相同碱基的位点有21个(占84%),M.×cookei与五脉绿绒蒿具有相同碱基的位点仅有1个(占4%),余下3个位点(占12%)中,M.×cookei的碱基与两个亲本均不相同。分析结果表明,杂交种M.×cookei的叶绿体基因trnL-trnF来自红花绿绒蒿,根据质体细胞质遗传的规律,从而推测红花绿绒蒿为该杂交种的母本,五脉绿绒蒿为其父本。

6个小叶锦鸡儿种群叶绿体DNA trnL-trnF序列变异及其遗传结构分析

以内蒙古6个小叶锦鸡儿种群共123个个体为材料,对小叶锦鸡儿叶绿体基因间隔区trnL-trnF序列进行了测序与分析。结果显示:6个种群123个个体共检测到2处变异位点,一处为1个碱基(GT)替换,一处为5个碱基(GAATG)缺失/插入,共得到3种单倍型;6个种群总的遗传多样性(Hd)为0.626,核苷酸多样性指数(π)为0.00091,同时海拔越高、纬度越低,小叶锦鸡儿种群的Hd和π值越大;种群遗传分化指数为0.4148,表明种群内遗传变异占58.52%,种群间遗传变异占41.48%;基于N-J法构建的小叶锦鸡儿单倍型系统进化树显示,所有单倍型形成了两大单源群;基于最大简约标准的单倍型网络图表明,单倍型H1为古老单倍型,单倍型H2和单倍型H3是较为年轻的单倍型,结合地理分布图初步推测了两个阶梯的进化路线。

红豆杉科及相关类群叶绿体rbcL基因与trnL-trnF间隔区序列的分支分析

运用对PCR产物克隆后测序和对PCR产物直接测序的方法对红豆杉科、三尖杉科和罗汉松科 16种植物的叶绿体rbcL基因和trnL -trnF基因间隔区序列进行了测定。选用PAUP软件分别对rbcL基因、trnL_trnF间隔区和rbcL基因—trnL_trnF间隔区联合数据矩阵进行分支分析 ,结果显示 :①穗花杉属以置于红豆杉科内为宜 ,将穗花杉属独立成科的意见未得到支持 ;②三尖杉属内篦子三尖杉地位特殊 ,赞同成立篦子三尖杉组 ;③罗汉松科属单系群 ,竹柏类应归属罗汉松科 ,不同意将其从该科中分离出来成立新科竹柏科 ;④不支持红豆杉科独立成目 ,其单生单轴球果可能是由复合双轴球果减化而来。

灰枣和酸枣叶绿体trnL-trnF基因序列分析

以灰枣和酸枣叶片为材料,用改良的CTAB法提取总DNA,用通用引物对枣叶绿体trnL基因内含子和trnL-trnF间隔区进行PCR扩增,得到了trnL基因内含子和trnL-trnF间隔序列片段,并对trnL-trnF间隔序列片段回收测序,测序结果符合植物叶绿体基因trnL-trnF间隔序列特征,用DNAMAN软件进行同源性分析,结果表明灰枣和酸枣trnL-trnF基因序列同源性为94.78%.枣和酸枣的分类学地位是一个长期争议的问题,初步开展了灰枣和酸枣叶绿体基因序列分析的研究,为研究枣和酸枣分子系统进化提供参考.

基于ITS和trnl-trnF序列的新疆扁桃种质资源亲缘关系研究

为探究新疆扁桃种质的亲缘关系,以新疆‘纸皮’与‘阿曼尼沙’等24个扁桃种质为材料,对其叶片及果实的植物学性状进行对比分析。提取总DNA后分别对ITS与trnl-trnF序列进行PCR扩增、纯化及测序,将所测序列进行拼接及同源性比对。利用MEGA5软件构建基于ITS和trnl-trnF序列的不同扁桃种质间的系统发育树。通过植物学性状对比发现,‘矮丰’的叶形指数最高为4.12,‘叶尔羌’的出仁率为72.9%,在供试24个扁桃种质中最高。经相关生物信息学软件分析表明,ITS序列长度为608~610bp,包括42个变异位点和9个简约信息位点,G+C含量为61.16%~61.90%。trnl-trnF序列长度为915~933bp,其变异位点和简约信息位点丰富,分别为457个和332个,分别占总长的48.8%和35.7%,G+C含量较低,为32.46%~32.94%。基于ITS和trnl-trnF序列的系统发育树表明,ITS序列间的遗传距离为0.000~0.008,trnl-trnF序列间的遗传距离为0.000~0.400,‘双薄’与‘双软’具有相同的遗传背景。

基于ITS和trnL-trnF序列的草木樨种群遗传多样性研究

以白花草木樨(Melilotus alba)和黄花草木樨(Melilotus officinalis)18个地理种群植物为材料,用ITS序列和trnL-trnF序列研究了2种草木樨不同种群间的遗传多样性。结果表明:(1)trnL-trnF序列对位后长度为459bp,其中包括6个变异位点,6个简约信息位点,G+C含量为33.1%;ITS序列对位后长度为714bp,其中包括5个变异位点,3个简约信息位点,G+C含量为48.9%。(2)在基于trnL-trnF序列构建的系统发育树中,2种草木樨能够形成单系分支,说明trnL-trnF序列在草木樨中的鉴别能力较强。(3)单倍型多样性以及核苷酸多样性分析表明,黄花草木樨的遗传多样性高于白花草木樨。

基于叶绿体基因trnL-trnF、trnH-psbA和trnT-trnL序列的甘薯种质遗传多样性分析

【目的】利用叶绿体基因组(cpDNA)的间隔区序列(trnL-trnF、trnH-psbA和trnT-trnL)对甘薯种质进行遗传多样性分析,为其种质保护及开发利用提供理论依据。【方法】以从我国12个省份收集的52份甘薯种质为材料,从10个cpDNA间隔区序列的引物中筛选出能扩增单一、清晰明亮且稳定的序列引物,利用其PCR扩增筛选出间隔区序列,并进行测序及序列拼接。利用DnaSP 5.0进行序列特征分析,采用MEGA X计算52份甘薯种质材料的遗传距离,并构建系统发育进化树。【结果】筛选获得7对扩增结果较理想的引物,其PCR扩增产物经测序分析,共获得3个有效标记(trnL-trnF、trnH-psbA和trnT-trnL)。三者的拼接序列长度为2239 bp,共有7个变异位点,2个单一突变位点,5个简约信息位点,11个插入/缺失位点。在52份甘薯种质材料中,trnL-trnF、trnH-psbA和trnT-trnL序列的变异位点数量(Vs)分别为1、1和5个,单倍型数目(H)分别为2、4和5个,拼接序列的单倍型数目为10个;核苷酸多样性(π)和单倍型多样性(Hd)最高的序列分别为trnT-trnL(π=0.00052)和trnH-psbA(Hd=0.535)。trnL-trnF、trnH-psbA和trnT-trnL序列的Tajima’s D、Fu and Li’s D*和Fu and Li’s F*均无显著差异(P>0.05),符合中性进化模式。基于拼接序列构建的系统发育进化树显示,52份甘薯种质材料的遗传距离为0~1.1848,平均遗传距离0.1018,其分为五大类,其中第Ⅰ类~Ⅳ类仅含有少量种质,其余41份种质归为第Ⅴ类。【结论】52份甘薯种质材料的遗传变异较为丰富,但种质材料间的遗传多样性低,与cpDNA特性和甘薯遗传背景狭窄有关。基于trnL-trnF、trnH-psbA和trnT-trnL的拼接序列更能准确分析甘薯种质的遗传多样性,且有效划分不同类群,为甘薯集团育种提供候选材料。

利用trnL-trnF探讨文定果属的系统地位及其与若干近缘科属的系统发育关系

运用克隆测序的方法测定了椴树科Tiliaceae、梧桐科Sterculiaceae、杜英科Elaeocarpaceae和大风子科Flacourtiaceae 21种以及外类群蔷薇科4种植物的叶绿体trnL-trnF序列,并结合GenBank中已公布的3科44个代表种的trnL-trnF序列进行系统发育分析。采用最简约法、最大似然法和Bayesian推测分析椴树科、梧桐科和杜英科科间和属内的系统发育关系。结果显示:①文定果属Muntingia构成一个独立于梧桐科和椴树科的分支,具有较高bootstrap的支持率和后验概率,表明建立文定果科Muntingiaceae具有合理性;②滇桐属Craigia与梧桐科翅子树属Pterospermum、肖槿属Thespesia、苹婆属Sterculia、可乐果属Cola、梧桐属Firmiana和银叶树属Heritiera的关系密切。支持将滇桐属归于梧桐科的观点;③杜英属Elaeocarpus和猴欢喜属Sloanea均为杜英科的主要成员,应归于杜英科;④椴树科、梧桐科和杜英科有较近的亲缘关系。特别是,椴树科和梧桐科的关系非常密切,两科并没有构成两个独立的单系群,而是形成复系群。

基于trnL-trnF序列分析的何首乌PCR-RFLP分子鉴别

目的:建立何首乌(Fallopia multiflora)DNA分子鉴别技术。方法:对何首乌与其近缘种及其混淆品的trnL-trnF(trnL基因和trnF基因间隔区)序列进行比较分析。结果:何首乌与其近缘种及其混淆品的trnL-trnF差异率为2.1%～22%,何首乌种内各居群间trnL-trnF差异率为0%～1.5%。基于何首乌与其近缘种及其混淆品的trnL-trnF序列的差异,找出一个位于trnL5'-trnL3'间区的何首乌特征性Xba I酶切位点(T↓CTAGA),用Xba I酶对不同采集地的何首乌样品trnL-trnF序列扩增产物酶切后均得到含约804～819 bp和256 bp两个片段的PCR-RFLP图谱,而其混淆品trnL-trnF序列扩增产物因不能被Xba I酶切,图谱呈单一条带。结论:利用建立的PCR-RFLP方法可以很好地区分何首乌及其混淆品植物。

基于trnL-trnF基因序列鉴定10种枸杞属种质资源

通过对10份枸杞属种质材料的叶绿体基因trnL-trnF进行克隆测序,获得10条DNA序列,经过比对分析及构建系统发育树,得出以下结果:①trnL-trnF序列总长为1156 bp,其中保守位点1146个,变异位点10个,包括简约信息位点9个,自裔位点1个;GC含量均值为35.9%;碱基转换颠换值为4.4。②获得的系统发育树分成了两大支,即黑果、W-12-30、黄果变和W-12-27聚为一大支,其余品种聚为一支,各分支内部均具有较高的自展支持率。因此,trnL-trnF序列可以作为初步鉴定枸杞属植物的DNA条形码。

不同地理种群巴山榧树及近缘种叶绿体trnL-trnF序列的分析

本文运用PCR产物直接测序法对巴山榧树10个地理种群的trnL-trnF序列进行了测定,并调用GenBank中6个近缘种的trnL-trnF序列,选用MEGA 4.1软件对巴山榧树不同地理种群及近缘种间的trnL-trnF序列进行分析。结果表明,巴山榧树10个地理种群间的遗传分化程度较低,只有34个变异位点,1个信息位点;7个近缘种间的遗传分化较显著,有75个变异位点,30个信息位点。聚类分析将巴山榧树10个地理种群与6个近缘种聚为2个分支,巴山榧树、云南榧和日本榧树聚为一支,榧树、长叶榧树、佛罗里达榧和加州榧聚为另一个分支。trnL-trnF序列系统树不支持将榧树属分为皱乳榧组和榧树组;赞同将云南榧并入巴山榧树,或作为巴山榧树的变种处理;不支持将巴山榧树和云南榧合并在榧树下作为变种的处理意见。

基于trnL-trnF序列的人参和西洋参DNA条形码鉴定研究

探讨trnL-trnF序列的相似度、特异位点、遗传距离和系统发育树这4个分子鉴定指标对人参和西洋参药材的鉴定能力,优化人参和西洋参分子鉴定指标。从人参和西洋参药材中提取DNA,以trnL-trnF通用引物进行扩增测序,利用NCBI数据库中的BLAST功能计算相似度,利用DNAman软件比较特异位点,利用Mega软件计算遗传距离,构建系统发育树。结果表明,人参和西洋参的种内相似度均为100%,种间相似度为99.6%;人参和西洋参分别在G153A,T463A,C732G,T818C有特异位点;种内遗传距离(0)小于种间遗传距离(0.004);系统发育树中人参和西洋参均分为2个单系分支。因此,利用trnL-trnF序列,相似度、特异位点、遗传距离和系统发育树指标均可以区分人参和西洋参。综合分析,trnL-trnF序列的G153A,T463A,C732G,T818C特异位点指标是人参和西洋参的最佳鉴定指标。

梨属叶绿体非编码区trnL-trnF和accD-psaI特征及其在系统发育研究中的应用价值

对梨属19个种共26个供试样本及两个苹果属外类群样本的叶绿体非编码区trnL-trnF和accD-psaI进行了序列分析。排列后的序列长度分别为927 bp和944 bp。两个区域组合后共有36个核苷酸替换(substitution)和11个插入/缺失(indel)。将所有indel处理为一次变异事件并编码为替换,用于简约法系统树和NeighborNet系统发育网络(phylogenetic networks)的构建。研究结果表明:indel为系统发育分析提供了可靠的信息;相比trnL-trnF,accD-psaI因进化速率较快,更适合应用于种及种以下分类水平的梨属植物系统关系研究;NeighborNet系统发育网络表明系统树上部分较低的分支支持率由冲突的信息引起,其余则由信息位点不足引起。此外结果还揭示了可疑种间杂交种的母系祖先。

长柄石杉不同地理居群叶绿体DNA trnL-trnF序列变异与聚类分析

采用直接测序法,对石杉科广布种长柄石杉(Huperzia serrata var.longipetiolata)21个居群(福建省19个居群和江西省2个居群)共计126株个体的叶绿体DNA trnL-trnF序列进行测序,用Clustal X和MEGA5.0软件进行序列分析,UPGMA法构建聚类图,以期了解序列变异与地理分布的关系,为长柄石杉资源的保护及开发利用提供参考依据.扩增获得的序列全长在928-967 bp之间,经排序后两端切平,序列长925 bp,G+C平均含量为34.05%;21个长柄石杉居群的cpDNA trnL-trnF序列存在20个变异位点,5个信息位点.UPGMA聚类结果显示,福建省居群与江西居群存在较大遗传距离,分聚为不同分支;福建省内19个居群再分聚为3个分支,其中11个居群间的遗传距离为零.研究结果表明长柄石杉居群间存在较明显的遗传分化和一定强度的基因流,居群间的叶绿体DNA trnL-trnF序列变异与地理分布尤其是山脉形成的隔离和屏障有关,较高的遗传多样性和基因流水平有利于长柄石杉种群的生存与进化.

堇菜属组间的系统发育与亲缘关系:基于trnL-trnF、psbA-trnH、rpL16、ITS序列,细胞学以及形态学证据

以鼠鞭草(Hybanthus enneaspermus)、鳞隔堇(Scyphellandra pierrei)、雷诺木(Rinorea benga-lensis)作为外类群,对堇菜属(Viola)20个类群的trnL-trnF序列,17个类群的psbA-trnH、rpL16序列以及1个类群的nrDNAITS序列进行了测定,并从GenBank下载相应的序列,运用最大简约法以及贝叶斯推论法进行系统分析,构建系统发育树。结果表明:堇菜亚属(subgen. Viola)不是一个单系类群,并明确了堇菜属部分组间类群的亲缘关系。本文还结合形态与细胞学证据对堇菜属进行性状演化的推测。结果表明:1)直立茎较匍匐茎、莲座状茎(叶基生)原始;2)托叶边缘长流苏状与托叶1/2～3/4合生分别是鸟嘴柱头堇菜组(sect. Trigonocarpae)和合生托叶组(sect. Adnatae)演化路线的重要性状标志;3)花柱样式从柱头无喙演化至柱头有喙,并由柱头简单演化至柱头复杂,再趋向于柱头简化。

滇龙胆基于叶绿体psbA-trnH、trnL-trnF序列多态性遗传评价

目的研究云南各地区包括8个居群116个样品的滇龙胆Gentiana rigescens Franch. ex Hemsl.的遗传多样性,分析滇龙胆遗传分化和遗传结构,评价其遗传变异。方法采用试剂盒按照个体提取滇龙胆的DNA,扩增其叶绿体基因psbA-trnH、trnL-trnF并测序,两个片段拼接后综合分析。结果序列中存在22个变异位点并构成11种单倍体类型,滇龙胆的遗传多样性指数(Hd)为0.737,居群间的遗传分化系数(Gst)为0.37632、基因流(Nm)为0.41,地理区域间Gst为0.19680,Nm为1.02。结论滇龙胆具有较高的遗传多样性,且其遗传变异主要出现在居群间,而2个叶绿体DNA片段在滇龙胆的产地鉴别中意义有限,品质差异的形成可能跟环境因子有较大的关系。