大旗瓣凤仙花与瑶山凤仙花叶绿体全基因组比较及系统发育分析

【目的】比较大旗瓣凤仙花和瑶山凤仙花的叶绿体全基因组序列,并分析凤仙花属20个物种的系统发育情况及遗传进化关系,为证实这两个分类群的早期植物学分类及其种质资源利用和遗传改良提供理论依据。【方法】基于BGISEQ-500测序平台,对大旗瓣凤仙花和瑶山凤仙花叶绿体基因组进行测序,利用Fastp软件和NOVOPlasty v.2.6.2程序对叶绿体基因组进行组装。利用CpGAVAS在线工具对叶绿体基因组序列进行注释,并使用MAFFT v.7.0、CAIcal、REPuter、MISA和FastTree等生物信息学软件进行序列比对、密码子偏性分析、重复序列定位及简单重复序列(SSRs)和系统发育分析。【结果】大旗瓣凤仙花和瑶山凤仙花叶绿体基因组长度分别为152437和152286 bp,GC含量分别为36.77%和36.80%;其中大单拷贝(LSC)区分别为83331和83212 bp,小单拷贝(SSC)区分别为17376和17312 bp,反向重复区(IRa和IRb)分别为25865和25881 bp。大旗瓣凤仙花和瑶山凤仙花叶绿体基因组均包含88个蛋白编码基因、8个rRNA基因和37个t RNA基因,且无假基因。系统发育分析结果表明,凤仙花属内的物种分类与基于系统形态学分析的早期植物学分类一致;虽然大旗瓣凤仙花和瑶山凤仙花叶绿体基因组非常接近,但二者为不同的凤仙花属种类,而不是早期形态分类学上的两个亚种水平。【结论】大旗瓣凤仙花和瑶山凤仙花为2个独立的凤仙花属种类,二者叶绿体基因组发生部分遗传变异,鉴定出的SSRs位点可用于物种鉴定和群体遗传学研究。

异质生境下大旗瓣凤仙花种群特征与生长状况

【目的】了解大旗瓣凤仙花野生种群生长状况和花部特征,以及异质生境对其种群特征和生长的影响,为大旗瓣凤仙花野生资源生长状况评价及保护提供理论参考。【方法】在桂林市阳朔县选择18个大旗瓣凤仙花野生种群作为调查对象,详细调查记录其种群规模、生境基本参数,株高、冠幅、分枝数等植株性状,以及花色、花大小、花量等开花性状,共14个量化指标,结合种群土壤养分含量及不同种群的生境类型和干扰情况,分析异质生境下大旗瓣凤仙花种群生长状况。【结果】18个大旗瓣凤仙花种群规模表现出很大差异,种群数量为20~10000株以上、面积3~10000 m^(2)以上,生境中郁闭度和土层深度也各不相同;不同种群植株高度、冠幅和分枝数差异明显,最大值分别为最小值的3.23、3.13和7.50倍;就开花特征而言,花量差异可达10倍以上,花朵长、花朵宽(旗瓣宽)、花纵深和翼瓣宽等均在少数种群间表现出显著差异,最大值比最小值分别高出43.67%、27.73%、26.62%和25.96%;不同种群土壤养分含量差异较大,主要归因于人类活动。聚类分析显示18个种群中11个综合生长状况良好,以种群11最佳,7个种群生长状况较差,以种群17最差,较好、较差种群在生境类型的优劣上体现出对应关系。人为干扰对于大旗瓣凤仙花种群生长具有影响,但未发现明显规律性。【结论】异质生境下大旗瓣凤仙花不同种群间株高、冠幅、分枝数和开花数量差异较大,上述4个指标是影响种群延续性的重要参数;大旗瓣凤仙花对土壤要求不高,土壤不是影响大旗瓣凤仙花种群生长差异的首要因素;种群11整体表现最好,可作为优异种质资源进一步开发利用。