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科研進(jìn)展
昆明植物所在竹亞科青籬竹族的系統(tǒng)發(fā)育和進(jìn)化研究中取得新進(jìn)展 文章來源:種質(zhì)資源庫 | 發(fā)布時間:2012-05-03 | 作者:張玉霄 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 竹亞科青籬竹族 (Arundinarieae) 約有32屬600種,既包括了全球經(jīng)濟(jì)價值最高的竹種如毛竹,也包括了箭竹、方竹、冷箭竹等國寶大熊貓賴以生存的主食竹種,分布于亞洲、非洲和北美溫帶和亞熱帶地區(qū),東亞是該族的現(xiàn)代分布中心。青籬竹族具有多樣化的形態(tài)特征,比如,地下莖包括單軸型、合軸型和復(fù)軸型三種,節(jié)上的分枝數(shù)目從1至多數(shù),花序包括單次發(fā)生花序和序次發(fā)生花序兩種,雄蕊數(shù)目包括1輪(3枚)、2輪(6枚),是竹亞科中分類學(xué)問題最多的一個類群,也是禾本科分類學(xué)的難點(diǎn)之一。 中國科學(xué)院昆明植物研究所李德銖研究組多年來致力于竹亞科分子系統(tǒng)學(xué)研究。該組在2010年獲云南省自然科學(xué)一等獎的基礎(chǔ)上,近年來利用8個葉綠體DNA片段對青籬竹族146個代表種進(jìn)行了分子系統(tǒng)發(fā)育重建,結(jié)果表明青籬竹族可以劃分為10個分支,各個分支之間的關(guān)系未得到解決,該結(jié)果與經(jīng)典分類存在較大差異 (Zeng C-X, Zhang Y-X, Triplett J K, Yang J-B, Li D-Z, 2010. Molecular Phylogenetics and Evolution, 56: 821-839)。此后,又探討使用了第二代測序技術(shù)對該類群進(jìn)行葉綠體(Zhang Y-J, Ma P-F, Li D-Z. 2011. PLoS ONE 6(5): e20596.)和線粒體全基因組全序列的測定(Ma P-F, Guo Z-H, Li D-Z. 2012. PLoS ONE 7(1): e30297.),開展了該族的系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)研究。 為了進(jìn)一步闡明青籬竹族復(fù)雜的進(jìn)化歷史,該組張玉霄博士和曾春霞博士通過對該族25屬108種植物的廣泛取樣,利用單拷貝(或低拷貝)核基因GBSSI序列對其進(jìn)行了深入研究。結(jié)果表明,基于GBSSI的基因樹中包括13個主要分支。在屬的水平,這些分支比葉綠體片段具有更好的分辨率,但葉綠體和核基因系統(tǒng)樹存在沖突(見圖1),一方面可能是由于信息位點(diǎn)不足造成的,另一方面可能由不完全譜系分選、雜交和基因漸滲引起。此外,結(jié)合分子系統(tǒng)學(xué)、形態(tài)學(xué)、細(xì)胞學(xué)和地理分布,首次提出短穗竹(Brachystachyum densiflorum),巴山木竹(Bashania fargesii)和月月竹(Chimonobambusa sichuanensis)等為雜交起源。基因樹之間的沖突以及基因樹與形態(tài)分類的沖突,表明青籬竹族具有復(fù)雜的進(jìn)化歷史,需要重新評價一些重要形態(tài)學(xué)性狀的分類學(xué)意義。 研究結(jié)果以“Complex evolution in Arundinarieae (Poaceae: Bambusoideae): Incongruence between plastid and nuclear GBSSI gene phylogenies”為題發(fā)表在生物系統(tǒng)發(fā)育與進(jìn)化領(lǐng)域的專業(yè)期刊Molecular Phylogenetics and Evolution上(Zhang Y-X, Zeng C-X, Li D-Z, 2012. MPE 63: 777–797)。文章鏈接為http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1055790312000760。該研究得到了國家自然科學(xué)基金項目(No. 31100148 & No. 31100165)和中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程項目(KSCX2-EW-J-24)的支持。 圖1 青籬竹族葉綠體基因樹(左)和核基因樹(右)。
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