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科研進(jìn)展
昆明植物所在溫帶竹類深度分支的演化關(guān)系研究方面取得重要進(jìn)展 文章來源: | 發(fā)布時間:2014-09-10 | 作者:馬朋飛 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 溫帶竹類包括具有重要經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價值的毛竹和熊貓主食竹種箭竹等,廣泛分布于亞洲、北美和非洲地區(qū),但以我國屬種數(shù)目最為豐富。由于形態(tài)性狀復(fù)雜多變,開花周期長而難以獲得具花標(biāo)本,從而導(dǎo)致溫帶竹類物種界定困難,屬間關(guān)系爭議很大。 中國科學(xué)院昆明植物研究所李德銖研究組多年致力于溫帶竹類的分類和系統(tǒng)發(fā)育研究,在大量材料收集的基礎(chǔ)上,基于8個葉綠體DNA片段的分析將溫帶竹類劃分為10個主要支系(Zeng, Zhang & al., 2010, Mol. Phylo. Evol)。最近基于葉綠體DNA和核DNA片段的分析,又發(fā)現(xiàn)了第11個支系(Yang, Zhang & al. 2013, Mol. Phylo. Evol),但這些主要支系內(nèi)部和它們之間的關(guān)系卻懸而未決。 新一代測序技術(shù)的發(fā)展和系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)的興起為解決這些困難類群的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系帶來了契機(jī)。在前期研究的基礎(chǔ)上(Zhang, Ma & Li, 2011, PLOS ONE),該研究組馬朋飛博士等利用全葉綠體基因組序列對溫帶竹類11個主要支系的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系進(jìn)行了深入的分析,主要結(jié)論如下:1)葉綠基因組不同區(qū)域(大單拷貝區(qū)、小單拷貝區(qū)和重復(fù)序列區(qū))以及編碼區(qū)和非編碼區(qū)序列所構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系高度一致,系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系在全葉綠體基因組序列的分析中得到了最大程度的解決;2)不同數(shù)據(jù)分割(data partitioning)的系統(tǒng)發(fā)育分析得到的結(jié)果十分相似,然而不同數(shù)據(jù)分割對于系統(tǒng)發(fā)育分析的適合度卻截然不同,在葉綠體系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)分析中值得嘗試;3)溫帶竹類11個主要支系的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系得到了很好的解決,并且推斷所構(gòu)建的系統(tǒng)關(guān)系基本上不會受到不同分析方法、可能的系統(tǒng)誤差以及類群取樣多少的影響;4)與在較高分類階元植物系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系的構(gòu)建相比,葉綠體系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)在較低分類階元的植物類群中同樣具有重要的應(yīng)用價值。 該研究對于揭示溫帶竹類的起源與演化具有重要的科學(xué)意義,對進(jìn)一步研究該類群物種多樣性的形成和演化歷史打下了堅實的基礎(chǔ),也為利用葉綠體系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)解決其它困難植物類群的演化關(guān)系提供了一個典型案例。該研究得到了國家自然科學(xué)基金項目(U1136603, 31170204和30990244)和云南省創(chuàng)新團(tuán)隊項目的支持,已在線發(fā)表在國際演化生物學(xué)的頂尖期刊 Systematic Biology 上(http://sysbio.oxfordjournals.org/content/early/2014/08/04/sysbio.syu054.short?rss=1)。 溫帶竹類11個主要支系之間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系(學(xué)名后的羅馬數(shù)字為溫帶竹子主要支系的編號)
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