串珠藻目植物的系统发育-基于rbcL序列的证据

世界范围内报道的全部串珠藻目种类均生活于淡水中,而在淡水红藻中,70%约有130种属于串珠藻目。研究以目前获取的来自世界各大洲串珠藻目植物43种的rbcL基因序列,结合其形态和生物地理特征,构建了该目的系统发育关系,以期探讨整个串珠藻目植物的系统发育关系及发生途径,进而为研究该目以至淡水红藻的起源提供基本资料。运用PAUP*4.0b10和MrBayes 3.0b4等软件对43种串珠藻目植物的叶绿体DNA rbcL基因序列进行系统发育分析,探讨了其主要分类群的系统演化关系。用最大简约法、邻接法和贝叶斯分析方法构建的系统树基本一致,结果显示:(1)基于分子数据分析结果显示,红索藻目植物均独立于串珠藻目植物,构成一个单独的分支,支持红索藻目的建立。(2)鱼子菜科属于串珠藻目植物中较为进化的类群。(3)串珠藻属扭曲组与杂生组的差异度较小,结合其形态特点,倾向于将杂生组并入扭曲组。(4)串珠藻科属于串珠藻目中最大的科,包括较多的种类,其系统关系也较为复杂。因此,串珠藻科系统发育关系的明确有待于进一步结合更多的分子数据和形态学特征加以分析研究。

基于SSU序列的串珠藻目植物系统发育分析

通过18SrDNA基因(SSU)序列,构建了串珠藻目植物的系统发育关系。结果显示:SSU基因序列片段长度为1 871bp,核苷酸变异位点有709个,占序列长度的38%;其中简约信息位点有169个,占序列长度的9%。用最大似然法、邻接法和贝叶斯法构建的系统树拓扑结构基本一致,都显示红索藻目的2个属独立于串珠藻目成单独分支,支持红索藻目的建立;胶串珠藻独立于其他串珠藻组植物,支持将其单独分组;数据同时支持将扭曲组和杂生组合并,建立Kumanoa属;但多芒组、绿色组、沼生组等因分子序列数据涉及的种类较少,其系统关系的确定还需要更多的证据。

串珠藻目分子系统学研究进展

串珠藻目(Batrachospermales)是淡水红藻中最主要的类群。近年来,应用DNA序列分析探讨串珠藻目的系统发育,并与传统的形态学和生态学特征相结合,为串珠藻目系统学研究拓展了新的思路。本文回顾了串珠藻目的建立及其所含类群的研究历史,归纳了目前在串珠藻目系统发育与进化研究中常用的分子标记方法,其中包括核基因组的18S rDNA、26S rDNA和ITS序列,叶绿体基因组的rbcL序列,线粒体基因组的cox2-3序列,以及新兴的ISSR技术,并对各种分子标记的特点及适用范围做了评述。结果表明,ITS序列多适用于种群分化及相近种间遗传分析,ISSR标记适用于种下分类群间及同一种群不同个体间基因多态性分析,cox2-3序列在一定程度上也可用于同一种群不同个体间的基因多态性分析,而18S rDNA与rbcL序列既可用于种间关系分析,又可用于更高水平分析的构建系统树。这些分子标记已被证明在研究串珠藻目系统地理、物种起源和散布机制方面有着广泛的应用前景。同时,本文对串珠藻目分子系统学研究的最新进展也进行了概述,并对今后的研究方向做了展望。

串珠藻目植物rbcL基因的适应性进化分析

淡水红藻是藻类植物进化中的一个重要类群,其中最主要的类群是串珠藻目。核酮糖1,5二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)是一种既负责碳同化又引发光呼吸,在植物光合作用中起重要作用的酶,其催化固定CO_2的活性中心位于Rubisco大亚基,由叶绿体rbcL基因编码。为了探究串珠藻目植物适应特殊生存环境的分子水平机制,本文选取了串珠藻目及一些相近类群淡水红藻的rbcL基因39条,利用PAML4.8软件,运行位点模型、分支模型及分支-位点模型,对选取类群的rbcL基因进行了适应性进化分析。结果表明:(1)通过最大似然法构建的系统发育树显示,所有内类群聚集为6个分支,其中,分支A为暗紫红毛菜,分支B为胶串珠藻,分支C为扁圆串珠藻,后验概率同样为100%,分支D为熊野藻属,分支E为连珠藻属,分支F为弧形西斯藻;(2)分支-位点模型中,在3个分支中分别鉴定出350S、277L和280L为正选择位点;(3)在构建出的Rubisco大亚基的参考三维模型中,277L和280L位于Rubisco大亚基羧基末端保守的8个α螺旋和8个β片层构成的α/β桶状结构域中第7个α螺旋和第7个β片层之间的loop结构上,350S位于羧基末端邻近α/β桶状结构域的一个α螺旋上。研究结果一方面显示了基于ω比值检验基因适应性进化的准确性和有效性,另一方面也揭示了串珠藻目植物rbcL基因确实发生了适应性进化,对串珠藻目适应特殊生存环境产生了有益的作用。

中国淡水红藻一个新记录属——托氏藻属(英文)

报道了中国淡水红藻一个新记录属——托氏藻属Tuomeya Harvey。标本采于江苏徐州。该属以植物体软骨质, 多层细胞紧密排列组成坚固的皮层, 果胞枝弯曲等特征, 区别于串珠藻科Batrachospermaceae的其他属。除对此种藻类的形态作详细描述外, 还通过rbcL序列比较分析其与北美地区样本的地理差异。该属先前在加拿大、美国和南非有过报道。

走进淡水中的红藻

红藻是起源最为古老的真核生物类群之一,具有复杂漫长的演化历史。大多数红藻生长在海洋中,是海洋中重要的光合生物。淡水中的红藻种类不多,仅有200多种。由于它们对生境的要求较高,只在清冷洁净的水体中才能生长,我们一般只能在一些泉水溪流中才能看到它们的身影。同时随着社会工业化和旅游业的快速发展、水环境污染的加剧,一些淡水红藻种类已成为濒危物种。