新疆葱属植物区系地理特征

葱属(Allium Linnaeus)植物是具有重要价值的植物资源。中国新疆地区位于亚欧大陆腹地,地处亚洲中部,且具有丰富的葱属植物多样性。查证葱属植物相关书著、文献资料及标本信息记录,探讨新疆葱属植物资源及其区系地理特征,为该属植物的系统分类、生物多样性保育以及资源合理开发利用等方面提供参考。依据已有的葱属相关记录和资料,新疆葱属植物有58种、1亚种、2变种、6栽培种。新疆分布的葱属植物的区系地理特征:(1)新疆葱属植物的分布地域主要集中在天山、伊犁塔城、阿勒泰、喀什地区,新疆葱属植物多生长于荒漠、草原、干旱坡地、砾石地、山地、高山、林下(森林)生境;(2)在地理成分的分布区类型中,新疆葱属植物主要分布在Ⅱ C5b准噶尔亚地区,Ⅱ C5b的区系属于温带荒漠性质;ⅠA2阿尔泰地区、ⅡC5a塔城伊犁亚地区、ⅠA3天山地区、ⅡC6c喀什亚地区也相对较多;(3)在新疆植被区划的系统单位类型中,新疆葱属植物分布在ⅠB1(阿尔泰山-北塔山草原省)、ⅡA2(东天山北坡草原云杉林及高山草甸植被省)、ⅡA1(准噶尔盆地半灌木荒漠植被省)、ⅡB3(天山南坡荒漠及山地草原植被省)植被省的种类较多,其次是ⅡB1(东疆砾质戈壁灌木荒漠植被省)、ⅠA1(准噶尔盆地西部山地草原省)、ⅡB2(塔里木盆地灌木荒漠植被省)植被省,分布在ⅡB4(帕米尔-昆仑-阿尔金山地荒漠与高山草原植被省)、ⅠC1(新疆南部高寒草原省)植被省的种类相对较少;(4)新疆葱属植物的水平分布和垂直分布均存在分异;(5)新疆葱属植物与哈萨克斯坦、俄罗斯的共有种较多,中国新疆地区与哈萨克斯坦、俄罗斯之间的葱属植物共有种数无太大差异且共有种的相似度较高。今后还应综合分子系统发育(植物系统发育区系地理学)、演化历史(历史植物地理学)、分子生物地理学等方面进行纵深研究。

大花韭和粗根韭叶绿体全基因组的结构特征和遗传标记

大花韭(Allium macranthum)和粗根韭(A. fasciculatum)是两个葱属特有的高山姊妹物种。本研究通过叶绿体基因组的比较分析,揭示重复序列和潜在的插入序列,并筛选遗传标记用于开发物种鉴定的候选条形码,探究该属物种的系统发育规律。研究结果表明:大花韭和粗根韭完整的叶绿体基因组是一个典型的四分体结构,基因组大小分别为152 148和152 931 bp,显示出高度的相似性。其基因ccsA、clpP、rpl14、rpoC2、rps8、atpF、cemA、matK、rpoA和rps4与低海拔的葱属植物比对,检测到较高的非同义突变(Ka)和同义突变(Ks)的比值。参考茖葱(A. victoralis)的叶绿体基因组序列,比较2个姊妹种发现psbI-rpoC2、accD-psaI、rpl36-rps8、rpl32-ndhD和ccsA-ndhA共5个基因片段具有相对较高的核苷酸多样性;核苷酸多样性分析结果显示,LSC区有11个高度可变的基因,SSC区有5个,但IR区的核苷酸多样性很低(Pi<0.015);在LSC和SSC区观察到3个突变热点,均表现出较高的编码基因核苷酸多样性值(Pi>0.03)。利用11个石蒜科物种的编码基因序列和完整叶绿体基因组构建系统进化树,发现大花韭和粗根韭紧密地聚合在一起,葱属物种都聚成一枝单系类群。本研究报道的2个叶绿体全基因组为葱属的物种鉴定、种间进化研究和重建系统发育提供了研究基础。