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西北植物学报 2024年第9期44卷 1445-1455页

作者：周美王金涛庄重赵伟张玲塔里木大学生命科学与技术学院新疆阿拉尔843300 新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室新疆阿拉尔843300 包头市农畜产品质量安全中心内蒙古包头014000

【目的】分析4种霸王属植物叶绿体基因组密码子的使用模式及其成因,为深入理解霸王属植物的密码子优化、偏好机制研究及遗传进化关系提供科学依据。【方法】用CodonW、EMBOSS等对叶绿体基因组筛选出的40条基因编码序列密码子进行ENC-plo... 详细信息

【目的】分析4种霸王属植物叶绿体基因组密码子的使用模式及其成因,为深入理解霸王属植物的密码子优化、偏好机制研究及遗传进化关系提供科学依据。【方法】用CodonW、EMBOSS等对叶绿体基因组筛选出的40条基因编码序列密码子进行ENC-plot、中性绘图、最优密码子等分析。【结果】4种霸王属植物叶绿体基因组密码子的GC含量依次为GC_(1)>GC_(2)>GC_(3),ENC平均值都大于35,CAI均为0.17,其基因表达水平较低,且密码子使用偏好性较弱;中性绘图分析、ENC-plot及PR2-plot分析认为4个物种叶绿体基因组密码子的偏好性主要受自然选择作用的影响;最优密码子分析表明豆型霸王、长梗霸王、霸王和喀什霸王最优密码子分别有19,13,14,14个,其中4个为共有密码子且以A/U收尾。【结论】4种霸王属植物的密码子碱基多以A/U结尾,偏好性较弱且主要影响因素为自然选择,鉴定出CGA、GAA、UAU、UUA这4个共有最优密码子。

关键词：霸王属叶绿体基因组密码子偏好性最优密码子

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中国霸王属植物系统发育与形态性状进化研究

中国霸王属植物系统发育与形态性状进化研究

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作者：韩路石河子大学

学位级别：硕士

目的:目前已有很多学者对霸王属植物完成了成果显著的研究,但我国霸王属植物对外界环境的适应性进化过程几乎没有报道,并且国内对本属的植物研究多集中于内蒙古和甘肃,而在霸王属植物分布种类最多的新疆却很少有人注意。新疆干旱与半干... 详细信息

目的:目前已有很多学者对霸王属植物完成了成果显著的研究,但我国霸王属植物对外界环境的适应性进化过程几乎没有报道,并且国内对本属的植物研究多集中于内蒙古和甘肃,而在霸王属植物分布种类最多的新疆却很少有人注意。新疆干旱与半干旱地区独特的气候特点导致了新疆地区的植被具有很高的研究价值。本研究采用系统发育学相关研究方法,重建霸王属植物的系统发育树,同时讨论我国霸王属植物的形态性状特点,以及部分性状的进化过程,对前人没有涉及到的问题进行力所能及的探讨。方法:本研究首先对中国霸王属的14个物种进行了系统发育分析,使用DNA条形码技术,对霸王属的trn L-F、rbcl、ITS、mat K、trn H和ycf1经行PCR扩增、测序;同时通过网络数据库Gene Bank获得国外霸王属植物的DNA条形码序列。使用系统发育分析相关软件构建系统发育树,并讨论霸王属植物中国分布种的系统发育地位;霸王属植物中国分布种的形态性状数据通过实际测量获得,国外霸王属的性状数据通过网络标本数据库获得,将性状数据进行整理编码构建数据矩阵,使用SPSS进行差异性分析,用R软件进行形态性状的系统发育信号和祖先状态重建分析,之后与系统发育树相结合,对霸王属植物的形态性状进化过程进行讨论。结果:在对中国霸王属的系统发育树分析中发现,中国霸王属以73%的置信率独自聚为一大类,与南非以及纳米比亚霸王属形成姐妹分支,并且与南非洲、纳米比亚以及澳大利亚分布种有明显差异;分布于中国的霸王属植物与中亚地区各个国家的物种亲缘关系较近,这与该属物种的分布范围相符合。中国霸王属植物的萼片长度、萼片宽度、果实长度、茎性质和叶片结构等十个性状与国外霸王属有显著的差异(P0.5);祖先状态重建结果显示,霸王属植物一对小叶的结构是祖先性状,两对至多对小叶是由祖先性状进化而来,霸王属植物叶形状的祖先状态不明确,但是类似的形状几乎聚为一支,说明该性状各分支的进化过程是互不干扰的。结论:本研究确定了中国霸王属植物的系统发育地位;发现了国内本属物种与国外物种形态性状上的差异;霸王属植物从非洲分化扩散到中国开始,这些物种在形态上逐渐的与非洲物种拉开距离,通过不断的适应性进化,获得本分布区物种独有的特点;通过分析性状的祖先状态,猜想中国的霸王属物种是第四纪初期古地中海退却后逐渐形成的。综上所述,本研究能为霸王属的系统发育研究提供理论参考。

关键词：霸王属系统发育形态性状系统发育信号祖先状态重建

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