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  • 基于叶绿体全基因组的云南樱花品种‘红霞’的种系分析

    分类: 生物学 >> 植物学 提交时间: 2022-11-24 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 云南樱花品种红霞(Hongxia)广泛种植于滇中地区,3 月开花,半重瓣至 重瓣,粉红色,观赏价值极高。红霞曾被认为是红花高盆樱(Cerasus cerasoides var. rubea) 的园艺品种,但分子标记结果却聚在钟花樱(C. campanulata)种系,可见红霞的种系 归属存疑,对今后的育种及栽培工作极为不利。为了探索红霞的种系问题,该研究以红 霞的叶片DNA 为材料,应用Illumina 软件对叶绿体基因组特征进行测序,通过SPAdes 3.13.0, Gapcloser 1.12 和 CPGAVAS2 2.0 软件进行组装、注释,之后使用 MISA 和 Geneious 10.0 软 件对叶绿体基因组特征进行分析;并使用 RAxML 8.0 软件构建 Cerasus 分支系统发育树。 分析了红霞在樱属植物的系统关系。结果表明: (1)红霞的叶绿体全基因组长度 为 157 832 bp, 鸟嘌呤(GUANINE, G)、胞嘧啶(CYTOSINE, C)含量为 36.73 %,包含一 对反向重复区(Inverted Repeat Sequence, IR, 26 381 bp),由小单拷贝区(Short Single Copy, SSC, 19 120 bp)和大单拷贝区(Long Single Copy, LSC, 85 950 bp)分开,共编码 128 个基 因,包括 84 个蛋白质编码基因、36 个 tRNA 基因和 8 个 rRNA 核糖体基因;(2)通过樱 属 16 个叶绿体全基因组的最大似然法系统发育树系统分析,发现红霞与大叶早樱(C. subhirtella)和日本樱花(C. yedoensis)一支聚为姊妹群,而与高盆樱(C. cerasoides)的亲 缘关系较远。结合已报道的细胞核 DNA 研究结果:红霞等品种均聚在钟花樱种系, 而不是高盆樱种系,该研究推测:红霞可能不是高盆樱的品种,而有可能是钟花樱和 大叶早樱或日本樱花的杂交品种。该研究结果将为云南樱花品种红霞的起源和遗传育种、 高盆樱的品种鉴定与分类等研究提供一定的参考资料。

  • 基于质体基因组学方法研究广义玄参科的

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2022-08-05 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 本研究利用GenBank 数据库已公开发表的玄参科及相关类群的107 属129 个物种的质体基因组数据对广义玄参科的系统发育关系进行了分析。利用蛋白质 编码基因,我们构建了矩阵,并采用最大似然法及贝叶斯推断重建系统发育树。 基于两种分析方法,我们获得了拓扑结构完全一致的系统发育树,系统发育树的 分辨率及支持率高。在ML 树中,总分支数为129 个,其中支持率70%的分支 数目为123 个。系统发育树结果表明,(1)广义玄参科不是一个单系类群,隶属 于广义玄参科的51 个物种(37 属)分散于列当科、泡桐科、美丽桐科、通泉草 科、母草科、狭义玄参科和车前科。(2)狭义玄参科为单系类群,除原隶属于广 义玄参科的Bontia 、Calamphoreus 、Diocirea 、Eremophila 、Glycocystis 、 Leucophyllum、玄参属和毛蕊花属外,还包括了原隶属于马钱科的醉鱼草属和原 隶属于苦槛蓝科的苦槛蓝属。(3)唇形目为一个单系,目下共形成了14 个支持 率高的单系分支,对应于14 个科(其中美丽桐科和胡麻科仅包括一个物种,不 包括在内),科间关系得到较好的解决,木犀科为最早分化出来的类群,其余的 类群共同组成核心唇形目,在核心唇形目中,类群分化的次序依次为苦苣苔科、 车前科、玄参科和母草科,其余的科聚成两个大的分支,其中一个大分支包括5 个科,紫葳科、马鞭草科和胡麻科形成中等支持率的一个亚支,其中紫葳科、马 鞭草科为姐妹群;爵床科和狸藻科亦形成中等支持率的一个亚支;另一个大分支 包括了6 个科,类群分化的次序依次为唇形科、通泉草科、美丽桐科+透骨草科, 泡桐科和列当科为姐妹群,为较进化的类群。我们的研究结果表明,传统意义上 的玄参科不是一个自然类群,其包括的种属分散于唇形目;质体基因组适用于解 决广义玄参科的系统发育关系,有待于扩大样本进一步研究。

  • 大粒香水稻叶绿体基因组特征分析

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2022-06-07 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 大粒香作为贵州重要的优质稻资源,推广种植面积大,且在乡村振兴过程中为社会带 来了较高的经济效益,但目前对大粒香基因组学理论研究报道不多。为了揭示大粒香水稻叶 绿体基因组特征及系统发育关系,该文对大粒香叶绿体进行测序,分析其基因组特征。结果 表明:(1)大粒香水稻 cpDNA 全长 134 563 bp,包括一个 LSC(80 864 bp),一个 SSC (12 347 bp)和两个 IRs(20 676 bp)。(2)注释到 129 个基因,可分为蛋白编码、tRNA 和 rRNA 三类基因,数量分别为 85 个、36 个和 8 个。(3)密码子偏好分析显示,大粒香 cpDNA 密码子偏好 A 碱基或者 U(T)碱基,亮氨酸密码子使用了 1 944 次,最多;半胱氨 酸的密码子仅使用 198 次,最少。(4)检测到 129 个 SSR,其中有 95 个单核苷酸重复,且 大部分 SSR 序列由 A/T 碱基组成。(5)系统发育分析结果表明,大粒香与热带粳稻亲缘关 系最近聚为一类。该研究揭示了大粒香叶绿体基因组信息,并确定了大粒香系统发育所属分 支。

  • Teffichthys wui sp. nov., a new perleidid fish from the Early Triassic of Jiangsu and Anhui, China

    提交时间: 2024-06-02 合作期刊: 《古脊椎动物学报》

    摘要: 裂齿鱼科是新鳍鱼类干群的一支,只生活于三叠纪。根据江苏句容和安徽巢湖早三 叠世奥伦尼克期晚史密斯亚期海相地层中发现的6块保存较好的化石,命名了裂齿鱼科一 新种,吴氏三叠鱼(Teffichthys wui sp. nov.)。它代表了三叠鱼属的第三个种,时代上略晚于 非洲马达加斯加早史密斯亚期的马达加斯加三叠鱼和贵州印度期晚第纳尔亚期的优雅三叠 鱼,是该属迄今已知最年轻的种。新种具有三叠鱼属的共近裔特征(一块喷水骨,38–41列 侧线鳞,尾鳍轴上鳍条不超过3条), 但同时它以一些自近裔特征与马达加斯加三叠鱼和优雅 三叠鱼相区别,如主鳃盖骨和下鳃盖骨水平接触,鳞片光滑并且后缘无锯齿。根据新种与 其他裂齿鱼科鱼类的详细比较,修订了三叠鱼属及裂齿鱼科的鉴定特征。在分支系统学研 究的基础上,讨论了裂齿鱼科与其他新鳍鱼类干群的系统发育关系。研究结果为了解新鳍 鱼类干群的系统发育和分类提供了新的信息。

  • 花魔芋软腐病原真菌分离鉴定

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2023-07-13 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 魔芋软腐病是魔芋生产过程中的重要病害,也是限制魔芋产业发展的主要因素。目前,已有 报道魔芋软腐病主要由细菌引起,鲜有真菌引起魔芋球茎软腐发病的报道。为明确云南曲靖市花魔 芋(Amorphophallus konjac)软腐病的病原种类和侵染特征,该研究通过组织分离法,对采集自云南 曲靖市的花魔芋病样进行了真菌的分离,通过形态学结合基于 ITS 与 LSU 序列分析的分子鉴定方法 对分离真菌进行鉴定,并根据柯赫氏法则进行致病性测定。对鉴定出的病原真菌同魔芋软腐病原细 菌进行了双回接试验分析。结果表明:(1)从形态学和分子水平鉴定了轮纹镰刀菌(Fusarium concentricum)、尖孢镰刀菌(F. oxysporum)和 F. ambrosium 3 种镰刀菌,1 种毛霉属真菌(Mucor sp.),1 种根霉属真菌(Rhizopus sp.),1 种青霉属真菌(Penicillium sp.)和 1 种粉红螺旋聚孢霉属 真菌(Clonostachys sp.)。(2)统计分析发现,轮纹镰刀菌的相对丰度最高,为 45.45%。(3)柯 赫氏法则检测发现轮纹镰刀菌(F. concentricum)具有致病性。(4)轮纹镰刀菌和病原细菌胡萝卜 果胶杆菌(Pectobacterium aroidearum)双接种魔芋球茎发现软腐病发病更快,病变组织重量显著高 于单接种轮纹镰刀菌或果胶杆菌(P. aroidearum)处理。表明魔芋软腐病可能是由真菌和细菌复合侵 染引发。本研究可为魔芋软腐病的防治提供理论依据。

  • 半蒴苣苔复合群的多样性、地理分布和物种界限

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2020-08-02 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 半蒴苣苔(Hemiboea subcapitata)为苦苣苔科半蒴苣苔属多年生草本植物。该种形态变异幅度大,曾包括多个变种;分布范围广,在多种类型的生境基质上皆有分布。本研究包括典型半蒴苣苔和与之近缘,且曾被归为其变种的翅茎半蒴苣苔(H. pterocaulis),以及我们新发现的与两者形态上分别最相近的另两种变异类型,对其关键形态、微形态的多样性进行了描述和比较;结合查阅标本、文献资料以及长期的野外追踪调查,统计分析了半蒴苣苔不同类型间的地理和生境分布;此外,通过DNA证据,初步重建各物种及变异类型间的系统发育和单倍型进化关系。研究结果表明:(1)通过茎、叶、花和开花物候等多性状组合能够区分半蒴苣苔复合群各类型。(2)半蒴苣苔复合群四类型间在叶表皮细胞形状和气孔分布等方面无甚区别;而在表皮毛的有无、复表皮层数、维管束数量和排布存上存在差别,或有助于分类。(3)典型半蒴苣苔广泛分布于我国中部至南部,向南延伸至越南北部,在石灰岩、丹霞等生境基质上皆有分布;翅茎半蒴苣苔仅分布于广西桂林市小部分区域的喀斯特山石灰岩基质上;而另两种变异类型则分布更为狭域,仅分布于桂林市永福县一个或相邻的数个喀斯特山石灰岩基质上。(4)DNA单倍型网络图分析表明,半蒴苣苔复合群四类型各自独享单倍型;但重建分子系统发育关系则表明,金钟山居群与翅茎半蒴苣苔聚为一支,两者亲缘关系最近但相互之间不成单系,金钟山居群是否为独立物种还需更多证据加以检验,而半蒴苣苔则与永福半蒴苣苔两者间互为单系,支持两者为独立物种。

  • 西南地区 6 种魔芋属植物基于 cpDNA 序列的遗传多样性研究

    分类: 生物学 >> 植物学 提交时间: 2022-12-01 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 研究野生作物资源的遗传变异及分化机制对种质资源的收集与改良具有重要意义。 魔芋是我国西南地区的特色经济作物,但由于受到人为活动干扰,野生种群不断衰退。为评 估西南地区魔芋属(Amorphophallus)野生群体的遗传多样性,探究代表性物种的系统发育 地位,该研究利用3 个叶绿体DNA(cpDNA)片段,分析了魔芋6 个物种的遗传多样性, 重建了种间系统发育关系。结果表明:(1)西南地区野生魔芋群体的遗传多样性普遍较低, 虽然单倍型多样性(Hd)均值为0.428,但近一半群体只有1 个单倍型,6 个物种整体水平 上的单倍型多样性在0.704 到0.983 之间。(2)在6 个物种间检测到高水平的遗传分化,遗 传分化系数(FST)值在0.481 到0.967 之间。(3)系统发育分析表明,选取的27 个魔芋种 主要聚成三个分支:非洲分支、东南亚分支和东亚分支。疣柄魔芋(A. paeoniifolius)隶属 于东南亚区系,而东亚分支A 包含花魔芋(A. konjac)和西盟魔芋(A. krausei),东亚分支 B 由东亚魔芋(A. kiusianus)、滇魔芋(A. yunnanensis)和东京魔芋(A. tonkinensis)构成。 生境隔离与人为干扰造成了西南地区野生魔芋群体较低的遗传多样性,魔芋属东亚支系的分 化可能与早期的快速扩张和生态适应有关。该研究为西南地区魔芋资源的合理保护、可持续 利用和杂交育种提供了参考资料。

  • 基于Ks 分布的被子植物演化的时间尺度研究

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2022-04-29 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 物种演化时间估算是生命演化研究的重要部分。近年来,许多研究发现不同基因和不 同物种的进化速率差异显著,因此需要新的方法对进化事件发生时间进行重新估计。为了对 被子植物演化时间的从新估计,基于共享多倍化事件或共享分歧事件应该有共同 Ks 峰值的 理念,建立了基于基因组数据的进化速率矫正模型,结果如下:(1)对获取 Ks 分布三种 常见的方式进行了比较分析,明确了通过提取共线性区块上 Ks 值的中位数的方式最优。(2) 模拟了 Ks 值随时间累积系数v 的变化过程下的 Ks 分布。当假设v 服从正态分布时,Ks 分 布出现了长尾现象。(3)将矫正方法在被子植物中的应用,发现不同谱系的被子植物具有 同步的辐射进化和适应性进化现象。而且被子植物的进化速率虽然差异显著,但不同分支间 的进化速率仍具有部分一致性。例如,木兰类植物进化速率最慢,真双子叶植物次之,单子 叶植物进化速率最快。最终得到了相对可靠的物种的演化时间轴,为植物研究提供系统发育 和演化的支撑。

  • 基于叶绿体基因组解析半枫荷系统位置和进化

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2023-09-20 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 为了明确国家二级保护植物半枫荷与近缘类群的系统发育关系,分析叶绿体基因的适应性进化,该研究利用22 个物种的24 条叶绿体基因组序列 构建最大似然树和贝叶斯树分析半枫荷及其近缘类群的系统发育关系,并通过不同模型检测半枫荷与近缘类群的叶绿体编码基因的变异位点与选择压力 间的关系。结果表明:(1)半枫荷叶绿体基因组具有133 个基因,包括蛋白质编码基因88 个(其中11 个具有内含子),tRNA 基因37 个,rRNA 基因8 个。(2)半枫荷及其近缘属蕈树属、枫香树属8 个物种的叶绿体基因组在序列长度、基因数量及组成、GC 含量等方面相对保守,反向重复区与小单拷贝 区边界高度保守。小单拷贝区和大单拷贝区的变异程度较高,而反向重复区的变异程度较低。(3)半枫荷与蕈树属、枫香树属物种聚成蕈树科分支,并 可划分为三个亚分支,且亚分支间或物种间可能存在杂交或不完全谱系分选。(4)适应性进化结果表明在不同模型下,蕈树科分支的物种在ndhA 等叶绿 体基因受选择约束(纯化选择),位点模型也检测到10 个基因的28 个位点p 大于0.99,这些编码基因变异可能与蕈树科植物适应性分化有关。该研究支 持半枫荷隶属于蕈树科,蕈树科内物种的叶绿体基因可能存在适应性进化,这为同名异物类药材的资源保护和民族药的创新研发提供参考资料。

  • 横断山区六种八居群鼠尾草属植物的核型分析

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2023-07-13 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 鼠尾草属(Salvia)是唇形科(Lamiaceae)最大的属,属下多种为民间常用草药,亦有供观赏 的种类。为探究横断山区物种在细胞学水平的进化方式,讨论形态分类学与分子系统学之间的分 类关系,本研究通过广泛收集染色体文献资料,采用植物常规压片法对采集自横断山地区 6 种 8 居群鼠尾草属植物进行核型分析,并构建了中国地区分布的鼠尾草属植物叶绿体系统发育树。统 计结果表明:(1)全世界范围内约 23%的鼠尾草属植物染色体数据有报道,其中分布在中国地区 的鼠尾草属植物染色体报道率为 32.10%,分布在横断山地区的鼠尾草属植物报道率为 40.54%, (2)鼠尾草属植物染色体基数以 x = 8 和 x = 11 为主,分布在中国地区的鼠尾草属植物染色体基数 均为 x = 8;实验结果表明:(1)西藏鼠尾草(S. wardii)核型数据为首次报道。(2)雪山鼠尾草(S. evansiana)首次在云南德钦地区发现二倍体居群。将细胞学数据结合叶绿体进化树开展染色体进 化关联分析,论证多倍化可能不是鼠尾草属物种适应高海拔环境的主要机制,表明多倍体不是该 属物种形成的主要进化途径而是以二倍体水平为主,推测染色体组的加倍可能是造成物种在形态 学与分子系统学上分类关系不一致的原因之一。本研究丰富了横断山区鼠尾草属植物的染色体核 型数据,结合区域分子系统树探讨染色体特征的进化关系,为今后深入研究该属物种的核型进化 做出了探索,为开展祖先物种染色体基数推演分析补充了基础数据。

  • 猴樟叶绿体基因组特征分析

    分类: 生物学 >> 植物学 提交时间: 2022-10-27 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 猴樟(Cinnamomum bodinieri)枝叶含有丰富的精油,是重要的园林绿化树种和经济树种, 但目前有关猴樟基因组学的研究报道不多。为揭示猴樟叶绿体基因组特征及系统发育关系,该文基 于高通量测序平台进行测序,从头组装了完整的猴樟叶绿体基因组,并对其基因组结构、基因构成 及序列重复、密码子使用偏好性进行分析,结合樟亚科主要属物种叶绿体基因组数据构建系统发育 树。结果表明:(1)猴樟叶绿体基因组全长 152 727 bp,包括一对 20 132 bp 的反向重复序列(IRs) 区、93 605 bp 的大单拷贝(LSC)区和 18 858 bp 的小单拷贝(SSC)区,总 GC 含量为 39.13%。(2) 该基因组共编码 127 个基因,包括 83 个蛋白质编码基因(PCGs)、36 个转运 RNA 基因(tRNAs) 和 8 个核糖体 RNA 基因(rRNAs);共鉴定出 92 个 SSR 位点,其中大部分是 A/T 组成的单核苷酸 重复序列;密码子适应指数(CAI)为 0.166,有效密码子数(ENc)为 54.68;猴樟与近缘种的叶绿 体基因组主要在 IR 区和两个 SC 区边界上存在一定的差异。(3)24 种樟亚科植物的系统发育树显 示,猴樟与樟树亲缘关系最近,同时支持了樟属-甜樟属分支(Cinnamomum-Ocotea Clade)、月桂属- 新木姜子属分支(Laurus-Neolitsea Clade)、润楠属-鳄梨属分支(Machilus-Persea Clade)的建立。该研究 丰富了猴樟遗传资源信息,进一步确定了樟亚科主要属的系统发育地位。

  • 基于分子证据确认秦岭藤属与驼峰藤属(夹竹桃科)的系统位置

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2022-05-21 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 秦岭藤属(Biondia Schltr.)是中国特有属,约 13 种,驼峰藤属(Merrillanthus Chun & Tsiang)是仅在我国与柬埔寨分布的单种属,目前两个属均已被归并到白前属(Vincetoxicum Wolf),但取样和系统发育分析尚存一些欠缺,其系统位置和归属尚需进一步确认。使用 2 个核糖体基因序列片段(ITS、ETS)数据、5 个叶绿体基因序列片段(psbA–trnH、trnG、 trnL、trnL–F、trnT–L)数据,以及二者的合并数据,重建了娃儿藤亚族(Tylophorinae)的 (包含属的模式秦岭藤[B. chinensis Schltr.=V. shaanxiense (Schltr.) Meve & Liede]与驼峰藤[M. hainanensis Chun & Tsiang=V. hainanense (Chun & Tsiang) Meve, H.H.Kong & Liede])系统发 育树。结果表明:秦岭藤属与驼峰藤属均包含在白前属中,秦岭藤与青龙藤[B. henryi (Warb.) Tsiang & Li=V. henryi (Warb.) Meve & Liede]互为姐妹类群,并与 V. kawaroense Meve & Liede 聚为一支,而黑水藤[B. insignis Tsiang=V. insigne (Tsiang) Meve, H.H.Kong & Liede]在另一分 支中(亚热带分支Subtropical Clade);驼峰藤属与V. cissoides (Blume) Kuntze 和V. philippicum Meve, Omlor & Liede 聚为一支。核糖体和叶绿体基因数据均支持秦岭藤属与驼峰藤属归并 入白前属,但秦岭藤属为多系,尚需收集更多种类和数据合并分析,深入探讨归并后的白前 属的种间系统关系和位置。

  • 三种厚朴叶绿体基因组的比较研究

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2021-08-09 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 为了深入发掘日本厚朴、厚朴、凹叶厚朴叶绿体基因组差异,筛选厚朴优良性状候选基因,开展三种厚朴的分子遗传研究,该文利用 Illumina HiSeq 高通量测序平台首次对日本厚朴叶绿体进行测序、组装,并与已有的厚朴、凹叶厚朴叶绿体基因组共同注释,获得三个物种叶绿体基因图谱,筛选出三个基因组中的差异基因,又与同科中 11 个亲缘物种进行叶绿体基因组比对,构建 NJ 遗传树。结果表明:日本厚朴叶绿体基因组的 Clean Reads 为 19 791 019,Q30 为 91.33%,组装后基因组全长 160 051 bp,GC 含量为 39.2%,含 tRNA 37 个,rRNA 8 个。比对分析发现三种厚朴具有相似的 IR、LSC 和 SSC 结构,以及 GC 含量和 tRNA 数量,但编码基因种类和数量、内含子和外显子的数量和结构等存在差异。日本厚朴的功能基因数目较厚朴、凹叶厚朴分别多 6 个和 4 个,主要分布于 LSC 区和 IR 区,涉及核糖体大亚基、核糖体小亚基和未知功能基因类群。系统发育分析结果进一步显示日本厚朴与凹叶厚朴亲缘关系较近,其次是厚朴。该研究表明日本厚朴具有更丰富的叶绿体基因组结构、组成和变异特征,是其适应高纬度地区弱光、低温环境的分子机制,这为厚朴类优良品种的分子选育提供有力的指导。

  • 净多样化速率和进化时间对虎耳草目科间物种多样性差异的影响

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2022-05-21 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 不同生物类群包含的物种数目常存在巨大差异,这是生态学和生物学研究中普遍观察到的现象。然而,这一现象产生的原因仍然是未解之谜。从宏观进化的角度,进化时间假说和多样化速率假说是两个比较流行的假说。进化时间假说认为类群的演化时间越长,积累的物种丰富度越高;而多样化速率假说认为类群的净多样化速率越快,则其物种丰富度越高。为验证这两个假说,该文以一棵包含1 539个物种化石定年的虎耳草目系统发育树为基础,通过宏观进化分析获取了虎耳草目内15个科的物种形成和灭绝速率,并计算了每个科的平均多样化速率。结果表明:(1) 虎耳草目的物种多样化速率有着增加的趋势,并且多样化速率的增加主要出现在温带和高山类群,如茶藨子科、景天科和芍药科等。(2) 采用系统发育广义最小二乘模型和线性回归模型结果表明,虎耳草目15个科的物种丰富度与科的分化时间和科内物种的最近共同祖先年龄都没有显著相关关系,而与净多样化速率显著正相关(R2 =0.38,P<0.01)。该研究支持了多样化速率假说,认为不同科的净多样化速率的差异是导致虎耳草目科间物种数目差异的主要原因之一。全球气候变冷可能为虎耳草目中草本、落叶乔木和灌木等能够适应寒冷环境的类群提供了分布范围扩张和物种快速多样化的机会。该研究表明在温带和高山扩张类群中,物种净多样化速率可能是导致不同类群物种数目差异的主要原因。

  • 木芙蓉三个品种及近缘种的叶绿体基因组比较分析

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2022-03-30 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 木芙蓉 (Hibiscus mutabilis) 栽培历史悠久,是原产中国的古老园林树种和药用植物。为探讨木芙蓉品种及近缘种的进化特征,厘清木芙蓉品种间及其与近缘种间的亲缘关系,同时也为探究木芙蓉叶绿体基因组(chloroplast DNA, cp DNA) 的遗传方式,该文选择了一个杂交组合中的3个木芙蓉栽培品种(‘单瓣白’、‘金秋颂’、‘牡丹粉’),用高通量测序平台Illumina NovaSeq对其叶绿体基因组进行首次测序。经组装注释后得到3条完整的cp DNA序列,结合本团队已经完成的近缘种台湾芙蓉(H. taiwanensis)和来自基因库的木槿、朱槿的cp DNA,该文对木槿属4种及木芙蓉种下的3个品种进行了cp DNA组成和结构特征的比较分析,并完成了其系统发育树重建。结果表明:(1)‘单瓣白’、‘金秋颂’、‘牡丹粉’的叶绿体基因组序列长度分别为160 880、160 879、160 920 bp,基因数目均为130个,其中85个蛋白编码基因、8个核糖体RNA和37个转运RNA。(2)比较分析表明,木芙蓉的种下3个品种及其近缘种台湾芙蓉在叶绿体基因组上高度保守,反向重复区(IR)均为26 300 bp;木槿和朱槿在IR区发生了收缩,分别为25 745和25 598 bp。(3)系统发育分析表明,种下3个品种聚成一个单系支,再与台湾芙蓉聚成一个高支持率分支,表明木芙蓉和台湾芙蓉的亲缘关系最近;相较于木槿和朱槿,木芙蓉、台湾芙蓉两种与海滨木槿、黄槿、大麻槿在亲缘关系上更近。(4)木芙蓉3个品种之间能通过叶绿体基因组序列区分开,在大/小单拷贝区(LSC/SSC)长度上,‘单瓣白’、‘金秋颂’、‘牡丹粉’分别为89 355 bp/18 925 bp、89 353 bp/18 926 bp、89 400 bp/18 920 bp,且从重复序列和核苷酸多样性分析中开发出了候选分子标记和DNA条形码,可以作为品种鉴定的分子条码。(5)木芙蓉品种单瓣白与金秋颂叶绿体基因组差异最小,亲缘关系最近,根据两者母本与子代的关系,证明了木芙蓉叶绿体基因组的母系遗传特征。该文有助于我们更好地了解3个木芙蓉品种及台湾芙蓉叶绿体基因组的进化特征和物种间的系统发育关系,并为木芙蓉品种的准确鉴定和优良品种选育提供了叶绿体基因组方面的基础资料。

  • 质体基因组解析旋花科关系

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2021-07-20 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 旋花科是一个世界广布的热带类群,具有丰富的形态特征和重要的经济价值。然而,目前该科主要分支或族间的系统发育关系一直未解决。为解析旋花科内系统发育关系,该研究代表性取样旋花科内 8 个族 40 个物种,基于质体全基因组数据,使用最大似然法和贝叶斯推论进行系统发育分析。结果表明:(1)旋花科质体基因组均为四分体结构,基因组大小为 113 273~164 112 bp,蛋白质编码基因数目为 66~79 个。(2)基于五种 DNA 矩阵(即 WCG、 CDS、LSC、IR、SSC)的系统发育分析结果显示,WCG 和 CDS 矩阵的拓扑结构基本一致,仅少数分支的支持率略有差异;LSC 区和 WCG 矩阵的拓扑结构差异在于菟丝子族、马蹄金族和盐帚花族的系统位置;AU 和 SH 检验表明 WCG 矩阵和 SSC 与 IR 区矩阵的拓扑结构有显著冲突。(3)所有系统发育分析结果均显示,菟丝子属和马蹄金族都包括在旋花亚科内,应处理为族等级。(4)基于 WCG 和 CDS 矩阵较好地解决了旋花科 8 个族之间的系统发育关系,即心被藤族和丁公藤族聚为一支,最先从旋花亚科分化出来,随后是菟丝子族,剩下 的五个族分成两个分支。(5)系统发育基因组分析证实鱼黄草族是一个多系类群,特别是鱼黄草属,因此需重新修订该族的分类地位和鱼黄草属的划分。

  • 利用叶绿体基因组数据解析锦葵科梧桐亚科的系统位置和属间关系

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2021-07-20 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 分子系统学研究将传统梧桐科与锦葵科、木棉科和椴树科合并为广义锦葵科,并进一步分为9个亚科。然而,9个亚科之间的关系尚未完全明确,且梧桐亚科内的属间关系也未得到解决。为了明确梧桐亚科在锦葵科中的系统发育位置,厘清梧桐亚科内部属间系统发育关系,该研究对锦葵科8个亚科进行取样,共选取55个样本,基于叶绿体基因组数据,采用最大似然法和贝叶斯分析构建系统发育树。结果表明:(1)广义锦葵科中,刺果藤亚科和扁担杆亚科组成Byttneriina分支,Malvadendrina分支中山芝麻亚科为其他亚科的姐妹群,随后分出梧桐亚科(WCG、LSC和SSC矩阵构成的数据集),以及Malvatheca分支(木棉亚科和锦葵亚科)与非洲芙蓉亚科-椴树亚科的姐妹关系;(2)在梧桐亚科中,可乐果属分支(Cola clade)是独立一支,随后是酒瓶树属分支(Brachychiton clade)与苹婆属(Sterculia clade)+ 银叶树属分支(Heritiera clade)形成姐妹关系(WCG、LSC和CDS矩阵);(3)在可乐果属分支(Cola clade)中,可乐果属等为梧桐属(含闭果桐属)和胖大海属+舟翅桐属的姐妹群。该研究基于叶绿基因组数据基本澄清了广义锦葵科的亚科系统关系以及梧桐亚科内各属关系,系统发育树框架基本明晰,但梧桐亚科在Malvadendrina分支的位置和酒瓶树属在梧桐亚科的位置,以及梧桐属的概念及范围仍需进一步研究,尤其是结合核基因组数据进行分析。

  • 太平洋克拉里昂-克利伯顿断裂带嘴刺目线虫多样性

    分类: 生物学 >> 生态学 分类: 地球科学 >> 海洋科学 提交时间: 2017-03-22 合作期刊: 《生态学报》

    摘要: 从太平洋深海克拉里昂-克利伯顿断裂带(Clarion-Clipperton fracture zone,简称CC区)4个站位采集的深海沉积物样品中检出26条嘴刺目(Enoplida)线虫个体。综合应用形态学和分子生物学方法,共鉴定嘴刺目线虫6科8属,其中尖口线虫科(Oxystominidae)个体数量最多,占总数的57.7%,其次为前感线虫科(Anticomidae,19.2%)、光皮线虫科(Phanodermatidae,7.7%)、钩线虫科(Oncholaimidae,7.7%)、烙线虫科(Ironidae,3.8%)和矛线虫科(Enchelidiidae,3.8%)。科、属组成与相邻站点同期采样所获的线虫近似,而丰度组成比例有所差异。分子生物学方法获得了线虫rRNA基因序列16条,经GenBank数据库比对,其与已有的序列相似性范围为94%-99%,以此为依据可确定到科的水平和大部分属的水平(84.6%)。DNA条形码比对结果和形态学鉴定结果有较高一致性,表明分子条形码技术可作为深海线虫鉴定的有效手段。系统发育分析结果显示,基于18S和28S rRNA基因序列,采用不同方法构建系统发育树,其分支结构基本一致;钩线虫科和矛线虫科聚类在一起,光皮线虫科和前感线虫科聚类在一起,显示出彼此间较近的遗传关系。

  • 和植物功能性状对新疆木本植物开花物候变化的影响

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-04-29 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 为揭示系统发育和植物功能性状对新疆木本植物开花物候的影响,以新疆乌鲁木齐、伊宁和喀什三地典型植物园或公园的木本植物为研究对象,利用系统发育信号值和系统发育广义最小二乘模型(phylogenetic generalized least squares, PGLS),探究开花物候分布特征、谱系保守性以及功能性状的贡献率。结果表明:(1) 新疆木本植物开花期集中在3月31日至4月20日,持续时间为(13.03±0.38) d。乔木、肉质果、彩色花和风媒植物分别比灌木、非肉质果、非彩色花和虫媒植物的开花早。(2) 亲缘关系越近的物种开花物候特征越相似,系统发育信号值Pagel’s λ为0.67⁓0.74。(3) 果实类型、花色和传粉方式与开花物候最相关,解释度为17.4%⁓31.6%。本研究证明系统发育和植物功能性状均能影响新疆木本植物开花物候,研究结果对阐明干旱区生物多样性维持机制和虫植关系具有重要意义。

  • 四种栎属青冈亚属植物叶绿体基因组特征及研究

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2022-08-05 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 青冈亚属植物的系统发育地位长期存在着争议,部分种的种间关系不明确。为揭示宁 冈青冈(Quercus ningangensis)、曼青冈(Q. oxyodon)、毛曼青冈(Q. gambleana)、竹 叶青冈(Q. neglecta)的叶绿体基因组特征及系统发育关系,本研究选择以上4 种青冈的成 熟叶片进行二代测序,对其叶绿体基因组结构和特征进行分析,并结合相关类群进行系统发 育研究。结果表明:(1)宁冈青冈、曼青冈、毛曼青冈、竹叶青冈的叶绿体基因组序列长 度分别为:160 906 bp、160 883 bp、160 832 bp、160 784 bp,它们均编码133 个基因,包括 88 个蛋白质编码基因、37 个tRNA 基因、8 个rRNA 基因。(2)四种青冈更偏好以A/T 结 尾的密码子,质体基因组变异区域主要存在于非编码区域。(3)通过IR 边界分析得出,四 种青冈亚属植物存在ycf1 假基因,且在IRb/SSC 区域发生扩张。(4)系统发育分析表明, 在壳斗科中,水青冈属(Fagus)和三棱栎属(Trigonobalanus)较早分化出来,栎亚属(subg. Quercus)未形成一个单系群,叶绿体基因组建树结果和核标记、质体标记一致,栎亚属中 Ilex 组和Cerris 组间出现穿插现象。(5)《中国植物志》及部分地方植物志将毛曼青冈作 为一个单独的种处理,而周浙昆、邓敏等人根据叶的特征将毛曼青冈作为曼青冈的一个亚种 处理,毛曼青冈的系统发育地位存在着争议,本实验根据叶绿体基因组信息并结合前人的形 态分析结果,支持毛曼青冈作为一个独立的种存在的观点。该研究为探讨青冈亚属系统发育 地位、青冈亚属组的划分、存疑种种间关系的解决提供了基础资料。