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基于ITS和trnL-F序列对青藏高原棘豆属植物的分子系统学研究

作　者: 李云霞
导　师: 郭泽坤
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 生物信息学
关键词: 棘豆属 ITS序列 trnL-F序列系统发育青藏高原
分类号: Q941
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

通过对核基因DNA ITS序列和叶绿体DNA trnL-F序列的分析,探讨了青藏高原棘豆属(Oxytropis DC.)植物19个种类47个居群的系统发育关系。首先提取棘豆属植物总DNA,利用通用引物分别对ITS序列和trnL-F序列进行扩增,经电泳检测后ITS序列用试剂盒直接纯化,而trnL-F序列则通过胶回收纯化,纯化产物电泳检测后测序。所得序列分别进行同源性比对,利用MEGA软件的最大简约法对其构建了系统树,并进行了分析。结果表明:1.棘豆属植物和外类群黄耆属植物分属两个大分枝,棘豆属植物内又分为两个大分枝,自展支持率分别为99%和87%。这支持棘豆属植物为单系起源的观点。2.ITS序列构建的系统发育树较trnL-F序列的发育树含有较多的系统发育信息。ITS序列与trnL-F序列相比更适合分析组及组以下分类阶元的系统发育关系。3.在ITS序列构建的进化树中,除了甘肃棘豆类群、毛瓣棘豆类群外,其它类群的不同地理居群大多能够聚在一起,显示其核基因DNAITS序列的一致性。4.在两个序列构建的系统发育树中,大花棘豆亚属除掉少数居群外形成单系分支,说明以心皮有无隔膜来划分棘豆属属下分类系统,可以较好地获得分子系统学的支持。但在其它亚属及组水平上,并不构成单系。另外棘豆属分类在中国植物志与中国植物志英文版中有较大差异,本研究不支持英文版中将大花棘豆亚属归入棘豆亚属中。5.棘豆属各类群间系统发育信息含量明显较低,说明棘豆属的物种分化发生较晚,尤其对于青藏高原这样一个年轻的区域,棘豆属物种的新近起源和形态的快速分化还难以在遗传上固定下来。6.本研究中ITS序列和trnL-F序列所构建的发育树差异较大,可能是因为叶绿体基因进化速率较核DNA的慢,也可能是因为trnL-F序列分化度低或者经历了快速进化,但这有待于进一步的研究。在今后的研究中应增加植物类群及地理居群数量,选择更加合适的基因序列及系统发育分析方法,以期能更准确的说明棘豆属植物的系统发育关系,为棘豆属植物分类及物种资源利用提供更详实的资料和实验依据。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章文献综述  10-24
  1.1 棘豆属研究进展  10-13
    1.1.1 棘豆属植物简介  10
    1.1.2 棘豆属植物研究进展  10-13
  1.2 DNA 序列在植物分子系统发育学研究中的应用  13-20
    1.2.1 核基因组序列在系统发育中的应用  13-16
    1.2.2 叶绿体DNA 在系统发育中的应用  16-19
    1.2.3 线粒体DNA 在系统发育中的应用  19
    1.2.4 分子标记技术在系统发育中的应用  19-20
  1.3 青藏高原简介  20-21
  1.4 系统发育分析及所用软件和算法  21-23
    1.4.1 系统发育分析  21
    1.4.2 各种生物分析软件简介  21-22
    1.4.3 各种分析方法  22-23
  1.5 研究展望  23
  1.6 本研究的研究目的意义  23-24
第二章材料和方法  24-37
  2.1 材料来源  24-31
  2.2 研究方法  31-37
    2.2.1 植物总DNA 的提取  31
    2.2.2 DNA 纯度及浓度的检测  31-34
    2.2.3 目的序列PCR 扩增  34-35
    2.2.4 PCR 产物纯化及序列测定  35-36
    2.2.5 数据分析方法  36-37
第三章结果与讨论  37-43
  3.1 实验结果  37-41
    3.1.1 序列特点  37
    3.1.2 序列间进化距离  37-38
    3.1.3 系统发育分析  38-41
  3.2 讨论  41-43
参考文献  43-51
附录1：ITS 序列比对结果  51-69
附录2：trnL-F 序列比对结果  69-86
英文缩略词表  86-87
致谢  87-88
作者简介  88

基于ITS和trnL-F序列对青藏高原棘豆属植物的分子系统学研究

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