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梨属叶绿体非编码区trnL-trnF和accD-psaI特征及其在系统发育研究中的应用价值

园艺学报 2011年第12期38卷 2261-2272页

作者：胡春云郑小艳滕元文浙江大学园艺系农业部园艺植物生长发育与品质调控重点开放实验室杭州310058

对梨属19个种共26个供试样本及两个苹果属外类群样本的叶绿体非编码区trnL-trnF和accD-psaI进行了序列分析。排列后的序列长度分别为927 bp和944 bp。两个区域组合后共有36个核苷酸替换(substitution)和11个插入/缺失(indel)。将所有in... 详细信息

对梨属19个种共26个供试样本及两个苹果属外类群样本的叶绿体非编码区trnL-trnF和accD-psaI进行了序列分析。排列后的序列长度分别为927 bp和944 bp。两个区域组合后共有36个核苷酸替换(substitution)和11个插入/缺失(indel)。将所有indel处理为一次变异事件并编码为替换,用于简约法系统树和NeighborNet系统发育网络(phylogenetic networks)的构建。研究结果表明:indel为系统发育分析提供了可靠的信息;相比trnL-trnF,accD-psaI因进化速率较快,更适合应用于种及种以下分类水平的梨属植物系统关系研究;NeighborNet系统发育网络表明系统树上部分较低的分支支持率由冲突的信息引起,其余则由信息位点不足引起。此外结果还揭示了可疑种间杂交种的母系祖先。

关键词：梨属 trnL-trnF accD-psaI 长度突变系统关系

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基于叶绿体DNA非编码区的梨属系统发育关系及东亚栽培梨的演化研究

基于叶绿体DNA非编码区的梨属系统发育关系及东亚栽培梨的演化研究

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作者：胡春云浙江大学

学位级别：硕士

梨属(Pyrus L.),属于蔷薇科(Rosaceae),苹果亚科(Maloideae)或者梨亚科(Pomoideae)。一般认为梨属植物基本种20个左右,被中国植物分类学家认可的原产中国的梨属种有13个。秋子梨系统(UP)、白梨系统(CWP)、砂梨系统(CSP)、新疆梨系统(XP... 详细信息

梨属(Pyrus L.),属于蔷薇科(Rosaceae),苹果亚科(Maloideae)或者梨亚科(Pomoideae)。一般认为梨属植物基本种20个左右,被中国植物分类学家认可的原产中国的梨属种有13个。秋子梨系统(UP)、白梨系统(CWP)、砂梨系统(CSP)、新疆梨系统(XP)和日本梨(JP)是原产东亚的5大栽培梨系统。但由于梨属植物种间杂交导致的种间性状特征的差异不明显,基于形态学的梨属种间系统发育关系、东亚栽培品种群的演化一直没有得到很好解决。化学成分、同工酶、花粉超微结构等研究方法在梨属种间关系研究中也得到了应用,但这些标记数量有限,有些易受环境条件的影响。本研究利用cpDNA序列对梨属植物系统发育关系进行重建,并对东亚梨栽培品种群的演化进行研究。主要结果如下：1:trnL-trnF和accD-psaI序列特征及其在梨属系统发育研究中的应用对梨属19个种26个供试样品及2个苹果属外类群样品的cpDNA非编码区trnL-trnF和口accD-psaI进行了扩增和分析。组合序列共有36个核苷酸替换和11个长度突变。将长度突变处理为一次变异事件并编码为替换,用于简约法系统树和NeighborNet系统发育网络的构建。结果表明：长度突变为系统发育分析提供了可靠的信息;accD-psaI因进化速率较快,较trnL-trnF更适合应用于种及种以下分类水平的梨属植物系统关系研究;NeighborNet系统发育网络表明系统树上部分较低的分支支持率由冲突的信息引起,其余则由信息位点不足引起。结果还揭示了可疑种间杂交种的母系祖先。2：基于accD-psaI序列分析的东亚栽培梨演化研究对来自中国21个省份的96份白梨、177份砂梨、18份秋子梨地方品种资源、45份日本砂梨和3个野生砂梨,共339个样品进行了accD-psaI单倍型分析。在所有样品中共检测到9种单倍型(Hap1-Hap9),除Hap3和Hap7外,其余均可在种间样品中找到。梨属单倍型在梨的栽培之前已形成,现在的分布格局主要是通过人为传播,将不同单倍型的种质从梨属多样性中心向外迁移扩散。栽培梨3大主要单倍型(Hap1-Hap3),通过祖先单倍型(Hap5)朝两个不同方向的谱系进化：Hap5-Hap4-Hap3、Hap5-Hap2-Hap1。中国西南地区拥有最丰富的原始品种资源,是我国砂梨品种的起源中心,在其向东、向北的传播过程中,单倍型种类依次减少,稀有单倍型逐渐丢失,较进化的Hap1被更多地保留下来。中国砂梨拥有最多的单倍型,白梨是砂梨的一个子集。对不同栽培系统进行AMOVA分析,发现中国白梨和砂梨之间没有遗传分化。目前的分子证据不支持白梨成为一个单独种,所谓的白梨品种可能是由砂梨品种在不同地理范围传播过程中进一步演化而来。日本梨的单倍型种类和构成与中国浙江福建一带的砂梨最为相似,我们推测日本梨品种可能是浙江福建沿海的砂梨,传播日本后逐渐演化而形成的。

关键词：梨属东亚栽培梨系统关系演化长度突变 cpDNA

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