基于全基因组重测序的泡桐属植物遗传关系分析

【目的】基于全基因组重测序技术(WGRS)开发的SNP标记,对泡桐属的种间亲缘关系和群体遗传结构进行解析,为揭示泡桐属植物的系统发育关系及进行分类提供理论依据。【方法】对泡桐属11个桐种的典型株进行全基因组重测序,评估数据质量;以白花泡桐基因组为参考,获得高质量SNP位点,并进一步通过VCF2Dis、MEGA11和fast STRUCTURE等软件对其进行主成分分析(PCA)、系统发育分析和群体遗传结构分析;采用cluster Profiler包对基因进行富集分析。【结果】通过WGRS技术对泡桐属11个桐种的典型株进行测序,11份材料比对至白花泡桐参考基因组的平均比对率为81.87%,通过有效过滤筛选后获得7 492 966个SNP位点。基于这些SNP位点估算材料间的遗传距离,种间的遗传距离为0.15~0.59,毛泡桐与白花泡桐的遗传距离最大为0.59,宜昌泡桐与山明泡桐,鄂川泡桐与山明泡桐的遗传距离最小,均为0.15。PCA、系统发育树和遗传结构分析结果均将泡桐属划分为3个类群,类群Ⅰ为毛泡桐;类群Ⅱ包括川泡桐和台湾泡桐;类群Ⅲ包括白花泡桐、楸叶泡桐、山明泡桐、鄂川泡桐、宜昌泡桐、华东泡桐、建始泡桐和兰考泡桐。高突变率基因被富集到细胞壁代谢、花粉代谢、次生代谢物代谢和形态建成相关的生物学过程。【结论】利用WGRS技术挖掘覆盖全基因组的SNP标记可以有效地对泡桐属植物的亲缘关系及遗传结构进行解析,为泡桐属种质资源的系统分类和高效利用奠定基础。

泡桐属植物亲缘关系的ISSR分析

利用ISSR分子标记对泡桐属21份种、变种及变型材料进行亲缘关系分析。结果表明:从100个ISSR引物中筛选出9个扩增产物电泳后带型清晰可辨的引物,共扩增出85条DNA片段,其中多态性带74条,多态位点百分率为87.05%,反映出泡桐属不同种质间遗传差异明显,其丰富的多态性与供试材料广泛的种质代表性有关;UPGMA法将研究材料分成毛泡桐组、白花泡桐组和川泡桐组3大组,地理分布较近的种质聚类在一起,表现出较密切的亲缘关系;在对兰考泡桐、山明泡桐、白花兰考泡桐、楸叶泡桐、圆冠泡桐、亮叶毛泡桐、毛泡桐、白花泡桐、川泡桐的亲缘关系分析及分类处理上,基本上与形态学、细胞学、同工酶的研究结果一致。最后对泡桐属的部分植物的分类问题进行讨论。同时发现部分泡桐的一些特异性条带,可以进一步转化为SCAR标记。

泡桐属七种植物的RAPD分析

利用 1 3个 1 0 mer的随机引物对中国泡桐属的 7个种进行了 RAPD分析 ,对扩增形成的谱带进行了对比 ,发现 7个种间存在较丰富的多态性带纹。经用 UPGMA法聚类结果说明可把研究的 7个种分成 2个类群。其中白花泡桐与川泡桐亲缘关系最近 ,二者与揪叶泡桐、南方泡桐、山明泡桐归为 1个类群。毛泡桐与兰考泡桐亲缘关系也较近 ,二者在系统演化上比较原始 ,归为 1个类群。

泡桐属植物花粉形态研究

本文应用光学显微镜及扫描电镜对泡桐属五种植物花粉的形态进行了观察，结果表明，该属植物花粉为中等大小，近球形均具三孔沟，表面纹饰为网状．５ 个种之间在花粉大小，网状纹饰，内孔明显与否存在差异，说明花粉的一些形态特征指标可以作为泡桐属植物种之间分类的重要依据．

泡桐属植物育种值预测方法的研究

分别用最佳线性无偏预测和最佳线性预测方法预测了泡桐属植物的育种值。结果表明 ,根据亲缘相关距阵对育种值的最佳线性无偏预测结果没有显著影响 :数据量较大时 ,可用小区平均值取代单株值 ,同时也可用最佳线性预测代替最佳线性无偏预测方法预测育种值 ;预测育种值与真正育种值之间的相关系数与预测育种值之间的方法或误差方差存在极显著的相关关系 ,可用前者作预测育种值的精度指标。通过比较毛泡桐种源所预测育种值之间的方差和误差方差可以得出 :在对研究材料评选时 ,最佳线性预测比最小平方估算法具有优越性 ,但当重复数大于 5次 ,每个小区内的植株多于 6时 。

泡桐属植物种类的RFLP分析

对我国泡桐属 1 5个植物种类作了叶绿体DNA的RFLP分析 ,根据估算的相似系数 ,用平均链锁聚类方法构建树状图 ,结果可将研究材料分为南方泡桐组、毛泡桐组和白花泡桐组。种间相似系数多在 0 .70以上 ,说明各种类间亲缘关系较近 ,尤其是台湾泡桐和海岛泡桐 ,相似系数接近 1 .0 0。最后讨论了一些泡桐种类的分类问题。

泡桐属的数量分类研究

本文对泡桐属进行了数量分析研究。结果表明:泡桐属宜分为三个组:即白花泡桐组,毛泡桐组、楸叶泡桐组。同时对某些种的分类问题进行了探讨。

泡桐属植物生物学及药用价值研究

泡桐属植物是一种集应用、药用与观赏为一体的经济价值较高的速生树种,有些树种又适宜于农桐兼作,用途广泛,发展泡桐生产在国民经济中具有重要价值。该属植物具有分布范围广、适应性强、材质优良等特点,泡桐属植物的根、茎、叶、花均具有一定的药用价值,是我国的重要树种。通过对泡桐属植物的生活习性、化学成分及其药用价值的系统概述,对开发和利用泡桐属植物的植物资源、进一步研究和开发泡桐属植物的药用价值具有重要意义。

中国泡桐属木材科学研究现状及展望

中国泡桐属木材科学研究现状及展望段新芳（东北林业大学，哈尔滨１５００４０）赵有科（中国林科院木工所，北京１０００９１）泡桐（Ｐａｕｉｔｉｏ：ｔ）是我国的一类优良的速生优质用材树种，也是平原绿化、营建农田防护林、四旁植树和林粮间作的重要树种。泡桐属在我...

泡桐属的研究

对《中国植物志》(笫67卷第二分册)、《泡桐栽培学》等著作中泡桐属植物进行了修订与增补。其主要内容:①纠正了泡桐属植物形态描述中几个术语的错误应用;②报道了泡桐属植物特异特征的发现;③补充了泡桐属的形态特征描述;④收录了泡桐属1新分布记录种。

泡桐属叶表毛状体扫描电镜观察

泡桐(属)是原产中国的著名速生树种,有关这一属植物的研究有着悠久的历史,许多学者在研究中都注意到了不同的种在叶表皮毛特征上的差异,包括毛的有无、疏密及是否粘手等等。但叶片被毛的类型与疏密因苗期叶与大树叶、幼叶与成熟叶、小枝下部叶与上部叶的不同而有很大变化,以大树上小枝中上部的成熟叶被毛类型最为稳定,但迄今为止还没有人严格采用这一部位的泡桐叶进行系统研究;其次,在方法上,以前的观察基本限于光学显微镜甚至扩大镜。Theobald对玄参科的叶表毛状体扫描电镜观察只注意到腺毛的有无,《植物学实验图说》上也只是刊出几幅泡桐叶表毛状体的图像,均未作扫描电镜下的系统研究;同时,由于对毛状体没有采用统一的中文名,有时在同一本书中一种毛状体出现多个名称,这就难免引起混乱。本试验针对以上问题,在扫描电镜下对10种泡桐成熟叶同一部位的毛状体进行了观察研究。

泡桐属植物ISSR-PCR反应体系的优化

为建立和优化泡桐属植物高效、稳定的ISSR-PCR反应体系,本试验采用了5因素4水平的正交试验以及单因素梯度优化相结合的方法,筛选出了泡桐属植物最适的ISSR-PCR反应体系,即20μL体系中含buffer 2.5μL,Taq酶2.0 U,Mg2+3.75 mmol.L-1,0.4 mmol.L-1 dNTPs,引物0.35 mmol.L-1,模板40 ng.扩增程序为:94℃预变性5 min,然后94℃变性30 s,55℃复性45 s,72℃延伸90 s,40个循环,72℃延伸7 min,最后4℃保温.

浙、苏、皖3省泡桐属种类和分布考察初报

浙、苏、皖３省泡桐属种类和分布考察初报陈志远，梁作，冯兴伟（华中农业大学林学系，武汉４３００７０）关键词泡桐属，种，分布，浙江省，江苏省，安徽省中图法分类号Ｓ７１８．４９．５：Ｓ７９２．４３．０３ＡＰＲＥＬＩＭＩＮＡＲＹＩＮＶＥＳＴＩＧＡＴＩＯＮＯＮ...

泡桐属1新种

描述了泡桐属１新种，即建始泡桐。并从花、果主要形态特征、花药表皮毛状体、花粉粒的形状、大小和网眼等方面，论证了该新种与邻近种：白花泡桐、鄂川泡桐和川泡桐之间的差异。

泡桐属花粉形态及其与分类的关系

通过对泡桐属花粉形态进行系统地研究,作者支持将泡桐属归入玄参科,并对某些种的分类问题进行了探讨。

中国泡桐属新植物

本文发表了中国泡桐属1新种、2新变型,即山明泡桐Paulownia lamprophylla Z.X.Chang etS.L.Shi,sp.nov.;圆叶山明泡桐P.lamprophylla f.rotanda Z.X.Chang et S.L.Shi.fnov.;白花兰考泡桐P.elongata S.Y.Hu f.alba Z.X.Chang et S.L.Shi.f.nov.除外部形态特征外,并从叶片解剖、生物学、生态学及木材构造等方面论证了新种与邻近种的差异。

泡桐属植物遗传多样性的FISH-AFLP分析

运用FISH—AFLP技术对泡桐属14个种及变种进行了基因组DNA分子水平上的检测．结果表明，从64对AFLP引物组合中筛选出9对，共获得1171条清晰可辨的条带，其中多态性条带1158条，多态性带百分率达98．89％，14份供试材料的遗传相似系数为0．6034—0．7402，平均相似系数为O．6718，反映出泡桐属不同种质间差异明显，具有丰富的多态性．本研究运用NTSYS2．1版软件对样品进行UPGMA聚类，分析了泡桐属植物14个种的遗传多样性和亲缘关系，并对泡桐属部分植物的分类问题进行讨论．

泡桐属细胞分类学研究

对９种泡桐的根尖进行了压片观察，经染色体配对后作核型分析，结果表明：９种泡桐的染色体绝对长度多在２μｍ以下，染色体数目均为２ｎ＝４０，其中有６种泡桐的染色体数目为首次报道。染色体核型公式分别为（１２～３４）ｍ＋（２４～２）ｓｍ＋４Ｔ，其中毛泡桐、楸叶泡桐、白花泡桐、兰考泡桐分别在第７对和第１６对染色体上具有一随体，染色体核型类型除楸叶泡桐为２Ａ型外，其余８种均为２Ｂ型。