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蜡梅科植物的分子系统学研究

摘要本文选取来自于三个基因组-核基因组、线粒体基因组和叶绿体基因组的3个DNA序列片段,对蜡梅科的系统发育进行重建,主要探讨了蜡梅科的系统位置和属间系统演化关系。在对蜡梅科开展大量分子系统学研究的同时,还对蜡梅科的形态性状进行了分支分析,讨论了蜡梅科的起源和演化问题。主要内容包括: 1.基于核核糖体18SrDNA序列的分析在18SrDNA序列最简约树的严格一致树上,贝叶斯法(BI)和最大简约法(MP)构建的基因树相似,除了毛茛目(以毛茛科为代表)和蔷薇目(蔷薇科为代表)互为姐妹群(靴带支持BS=68﹪)而MP法没有得到分辨外,其余分支的拓扑结构完全相同,只是支持率有所差别。两种方法中,蜡梅科的单系都得到了确认,贵州蜡梅、山蜡梅和蜡梅聚成一组,分别得到了98﹪(MP法)和82﹪(BI法)的支持。其中山蜡梅和蜡梅互为姐妹群。蜡梅科和椅子树科关系最近,支持率分别为99﹪和77﹪。 2.基于线粒体matR基因序列的分析在matR基因最简约树的严格一致树上,BI法和MP法构建的树的拓扑结构略有不同。MP法中木兰目(木兰科为代表)、蔷薇目和毛茛目都位于基因树的基部,之间的关系没有得到解决;而BI法中毛茛目和蔷薇目关系最近,和木兰目聚在一起共同组成樟目的姐妹群。但都支持蜡梅科和椅子树科为一支(BS=100﹪)。其中蜡梅科的单系性质分别得到了86﹪和97﹪的支持。 3.基于叶绿体trnL-F序列的分析在trnL-F基因最简约树的严格一致树上,MP法和BI法的拓扑结构完全相同,只是支持率有所不同。蜡梅科分为两支:一支由夏蜡梅、美国蜡梅和西美蜡梅组成,BS支持率为86﹪和56﹪,其中美国蜡梅和西美蜡梅互为姐妹群(BS=95﹪和80﹪)。第二支由贵州蜡梅、山蜡梅、蜡梅、突托蜡梅、柳叶蜡梅、浙江蜡梅组成,BS支持率分别为94﹪和65﹪。其中突托蜡梅、柳叶蜡梅和浙江蜡梅聚在一起,支持率为63﹪和89﹪。 4.蜡梅科形态性状的分支分析关于形态性状构建的严格一致树,MP法和NJ法分析的结果相似,仅某些分支的BS支持率不同。蜡梅科均分为三支,美国蜡梅和西美蜡梅是最早分出的一支(BS分别为98﹪,97﹪),其次分出的是夏蜡梅,尽管BS支持率不高,只有50﹪和57﹪,但是其单性系得到了分辨。蜡梅属的种聚成了一支,其中MP法中柳叶蜡梅、山蜡梅和浙江蜡梅互为姐妹群(BS=52﹪),西南蜡梅和贵州蜡梅互为姐妹群。而NJ法中只有西南蜡梅和贵州蜡梅互为姐妹群。其余种间的关系没有得到分辨。两种方法构建的系统发育树拓扑结构的差异主要集中在蜡梅属内的分支。 综合文献资料和本研究结果,我们认为:1.椅子树宜从蜡梅科中分出,成为一个独立的科-椅子树科,但在系统发育上和蜡梅科最近。 2.蜡梅科归入樟目中较为合理。 3.夏蜡梅和美国蜡梅属的关系较近,得到了分子数据和形态学数据的支持,但是能否另立一个独立的属,还需要进一步的研究。 4.蜡梅属内分成2组,一组由山蜡梅、蜡梅和西南蜡梅的变种贵州蜡梅组成,另一组由突托蜡梅、浙江蜡梅和柳叶蜡梅组成。

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