基于cpdna分析河西走廊地区4种生态型芦苇系统发育关系.doc

生物学生物学 植物学专业毕业论文植物学专业毕业论文 [ [精品论文精品论文] ] 基于基于 cpDNAcpDNA 分析河西走分析河西走廊地区廊地区 4 4 种生态型芦苇系统发育关系种生态型芦苇系统发育关系关键词：叶绿体基因组关键词：叶绿体基因组 系统发育系统发育 系统重建系统重建 遗传距离遗传距离 序列比对序列比对摘要：河西走廊地区巴丹吉林沙漠南缘生长着四种生态型芦苇，其各自的形态， 生理生化及生境特点各不相同，对该四种生态型芦苇进行分类和系统演化关系 的分析一直是国内外学者关注的课题前人已根据生境特点将其分别命名为水 生芦苇(swampreed，SR，)、轻度盐渍过渡型芦苇(light salt meadow reed，LSMR，又名麦杆芦)、重度盐渍过渡型芦苇(heavy salt meadow reed，HSMR，又名鸡爪芦)及沙丘芦苇(dunereed，DR，苇)四种生态型，依次对 应的生态环境为深约 1m 的水沼、盐化草甸与沙丘的交界、地表有明显盐结皮的 低洼地及高 2-10m 的沙丘本文在此基础上引进 PCR 技术，采用系统分类学研 究中常用的叶绿体基因组进行研究，特异性扩增该地区四种生态型芦苇样品的 trnL-F、rpL16 和 matK/trnK 序列，采用 MEGA4.0、Phylip 和 PAUP4b10 软件进 行序列分析和系统发育关系重建。

分析结果如下： (1)trnL-F、rpL16 和 matK/trnK 均属于叶绿体基因组片段，四种生态型芦苇样品中 trnL-F 的平均进 化距离为 0.028，分化系数为 0.556，种内平均分散度为 0.015；rpL16 的平均 进化距离为 0.028，分化系数为 0.648，种内平均分散度为 0.018；matK/trnK 的平均进化距离为 0.023，分化系数为 0.588，种内平均分散度为 0.013将三 段序列连接后进行均一性检测，差异不显著，表明此三段序列在四种生态型芦 苇居群中进化速率是接近的，可进行联合分析三段序列数据联合分析的平均 进化距离为 0.028，分化系数为 0.609，种内平均分散度为 0.017 (2)采用 最大似然法(Maximum Likelihood method，ML)，最简约法(MaximumParsimony method，MP)以及邻接法(Neighbor-Joining method，NJ)分别重建系统发育树， 基于不同基因的分析所得到的树型并不完全一致，但四种生态型之间的聚类分 析结果是接近的，各个生态型的样品均能较好地归类。

(3)通过三段序列各 自的相似性及数据联合分析发现，生态型之间的亲缘关系由近及远为：水生芦 苇和轻度盐渍过渡型芦苇之间的遗传距离最近，依次是两种过渡型芦苇之间的 遗传距离、重度盐渍过渡型芦苇和水生芦苇之间的遗传距离、重度盐渍过渡型 芦苇与沙丘芦苇之间的遗传距离、轻度盐渍过渡型芦苇与沙丘芦苇之间的遗传 距离、水生芦苇和沙丘芦苇之间的遗传距离最远；因此，我们推测水生芦苇在 进化的过程中经由过渡型而逐渐发展出沙丘芦苇 (4)通过三段序列各自的 相似性及数据联合分析发现，同一生态型不同居群之间也存在一定的遗传跨度 两种过渡型芦苇的分散度表现最为显著，均在 0.010 以上，尤其是重度盐渍过 渡型芦苇，其不同样品的遗传距离跨度达 0.017；而水生芦苇和沙丘芦苇的分 散度相对较小，在 0.010 以下，沙丘芦苇的分散度最小，为 0.005，聚类分析 时沙丘芦苇各样品聚为一类的置信度可达 100％据此可以推测两种过渡型是 芦苇系统分化的中间态，变异度高，而水生芦苇和沙丘芦苇已各自形成了较稳 定的群体 以上结果说明：将叶绿体基因组应用于河西走廊荒漠地区四种生 态型芦苇的系统发育关系研究是有效的，且我们可以推测水生芦苇是最古老的 居群，在长期适应干旱，盐渍的沙漠环境的过程中，逐渐形成适应各自环境的 不同变异，包括形态、生理、细胞以及分子水平的变异，并且这些变异在传代的过程中稳定遗传，因此演化出适应不同生境的其他三种生态型。

正文内容正文内容河西走廊地区巴丹吉林沙漠南缘生长着四种生态型芦苇，其各自的形态， 生理生化及生境特点各不相同，对该四种生态型芦苇进行分类和系统演化关系 的分析一直是国内外学者关注的课题前人已根据生境特点将其分别命名为水 生芦苇(swampreed，SR，)、轻度盐渍过渡型芦苇(light salt meadow reed，LSMR，又名麦杆芦)、重度盐渍过渡型芦苇(heavy salt meadow reed，HSMR，又名鸡爪芦)及沙丘芦苇(dunereed，DR，苇)四种生态型，依次对 应的生态环境为深约 1m 的水沼、盐化草甸与沙丘的交界、地表有明显盐结皮的 低洼地及高 2-10m 的沙丘本文在此基础上引进 PCR 技术，采用系统分类学研 究中常用的叶绿体基因组进行研究，特异性扩增该地区四种生态型芦苇样品的 trnL-F、rpL16 和 matK/trnK 序列，采用 MEGA4.0、Phylip 和 PAUP4b10 软件进 行序列分析和系统发育关系重建分析结果如下： (1)trnL-F、rpL16 和 matK/trnK 均属于叶绿体基因组片段，四种生态型芦苇样品中 trnL-F 的平均进 化距离为 0.028，分化系数为 0.556，种内平均分散度为 0.015；rpL16 的平均 进化距离为 0.028，分化系数为 0.648，种内平均分散度为 0.018；matK/trnK 的平均进化距离为 0.023，分化系数为 0.588，种内平均分散度为 0.013。

将三 段序列连接后进行均一性检测，差异不显著，表明此三段序列在四种生态型芦 苇居群中进化速率是接近的，可进行联合分析三段序列数据联合分析的平均 进化距离为 0.028，分化系数为 0.609，种内平均分散度为 0.017 (2)采用 最大似然法(Maximum Likelihood method，ML)，最简约法(MaximumParsimony method，MP)以及邻接法(Neighbor-Joining method，NJ)分别重建系统发育树， 基于不同基因的分析所得到的树型并不完全一致，但四种生态型之间的聚类分 析结果是接近的，各个生态型的样品均能较好地归类 (3)通过三段序列各 自的相似性及数据联合分析发现，生态型之间的亲缘关系由近及远为：水生芦 苇和轻度盐渍过渡型芦苇之间的遗传距离最近，依次是两种过渡型芦苇之间的 遗传距离、重度盐渍过渡型芦苇和水生芦苇之间的遗传距离、重度盐渍过渡型 芦苇与沙丘芦苇之间的遗传距离、轻度盐渍过渡型芦苇与沙丘芦苇之间的遗传 距离、水生芦苇和沙丘芦苇之间的遗传距离最远；因此，我们推测水生芦苇在 进化的过程中经由过渡型而逐渐发展出沙丘芦苇。

(4)通过三段序列各自的 相似性及数据联合分析发现，同一生态型不同居群之间也存在一定的遗传跨度 两种过渡型芦苇的分散度表现最为显著，均在 0.010 以上，尤其是重度盐渍过 渡型芦苇，其不同样品的遗传距离跨度达 0.017；而水生芦苇和沙丘芦苇的分 散度相对较小，在 0.010 以下，沙丘芦苇的分散度最小，为 0.005，聚类分析 时沙丘芦苇各样品聚为一类的置信度可达 100％据此可以推测两种过渡型是 芦苇系统分化的中间态，变异度高，而水生芦苇和沙丘芦苇已各自形成了较稳 定的群体 以上结果说明：将叶绿体基因组应用于河西走廊荒漠地区四种生 态型芦苇的系统发育关系研究是有效的，且我们可以推测水生芦苇是最古老的 居群，在长期适应干旱，盐渍的沙漠环境的过程中，逐渐形成适应各自环境的 不同变异，包括形态、生理、细胞以及分子水平的变异，并且这些变异在传代 的过程中稳定遗传，因此演化出适应不同生境的其他三种生态型 河西走廊地区巴丹吉林沙漠南缘生长着四种生态型芦苇，其各自的形态，生理 生化及生境特点各不相同，对该四种生态型芦苇进行分类和系统演化关系的分 析一直是国内外学者关注的课题前人已根据生境特点将其分别命名为水生芦苇(swampreed，SR，)、轻度盐渍过渡型芦苇(light salt meadow reed，LSMR，又名麦杆芦)、重度盐渍过渡型芦苇(heavy salt meadow reed，HSMR，又名鸡爪芦)及沙丘芦苇(dunereed，DR，苇)四种生态型，依次对 应的生态环境为深约 1m 的水沼、盐化草甸与沙丘的交界、地表有明显盐结皮的 低洼地及高 2-10m 的沙丘。

本文在此基础上引进 PCR 技术，采用系统分类学研 究中常用的叶绿体基因组进行研究，特异性扩增该地区四种生态型芦苇样品的 trnL-F、rpL16 和 matK/trnK 序列，采用 MEGA4.0、Phylip 和 PAUP4b10 软件进 行序列分析和系统发育关系重建分析结果如下： (1)trnL-F、rpL16 和 matK/trnK 均属于叶绿体基因组片段，四种生态型芦苇样品中 trnL-F 的平均进 化距离为 0.028，分化系数为 0.556，种内平均分散度为 0.015；rpL16 的平均 进化距离为 0.028，分化系数为 0.648，种内平均分散度为 0.018；matK/trnK 的平均进化距离为 0.023，分化系数为 0.588，种内平均分散度为 0.013将三 段序列连接后进行均一性检测，差异不显著，表明此三段序列在四种生态型芦 苇居群中进化速率是接近的，可进行联合分析三段序列数据联合分析的平均 进化距离为 0.028，分化系数为 0.609，种内平均分散度为 0.017 (2)采用 最大似然法(Maximum Likelihood method，ML)，最简约法(MaximumParsimony method，MP)以及邻接法(Neighbor-Joining method，NJ)分别重建系统发育树， 基于不同基因的分析所得到的树型并不完全一致，但四种生态型之间的聚类分 析结果是接近的，各个生态型的样品均能较好地归类。

(3)通过三段序列各 自的相似性及数据联合分析发现，生态型之间的亲缘关系由近及远为：水生芦 苇和轻度盐渍过渡型芦苇之间的遗传距离最近，依次是两种过渡型芦苇之间的 遗传距离、重度盐渍过渡型芦苇和水生芦苇之间的遗传距离、重度盐渍过渡型 芦苇与沙丘芦苇之间的遗传距离、轻度盐渍过渡型芦苇与沙丘芦苇之间的遗传 距离、水生芦苇和沙丘芦苇之间的遗传距离最远；因此，我们推测水生芦苇在 进化的过程中经由过渡型而逐渐发展出沙丘芦苇 (4)通过三段序列各自的 相似性及数据联合分析发现，同一生态型不同居群之间也存在一定的遗传跨度 两种过渡型芦苇的分散度表现最为显著，均在 0.010 以上，尤其是重度盐渍过 渡型芦苇，其不同样品的遗传距离跨度达 0.017；而水生芦苇和沙丘芦苇的分 散度相对较小，在 0.010 以下，沙丘芦苇的分散度最小，为 0.005，聚类分析 时沙丘芦苇各样品聚为一类的置信度可达 100％据此可以推测两种过渡型是 芦苇系统分化的中间态，变异度高，而水生芦苇和沙丘芦苇已各自形成了较稳 定的群体 以上结果说明：将叶绿体基因组应用于河西走廊荒漠地区四种生 态型芦苇的系统发育关系研究是有效的，且我们可以推测水生芦苇是最古老的 居群，在长期适应干旱，盐渍的沙漠环境的过程中，逐渐形成适应各自环境的 不同变异，包括形态、生理、细胞以及分子水平的变异，并且这些变异在传代 的过程中稳定遗传，因此演化出适应不同生境的其他三种生态型。

河西走廊地区巴丹吉林沙漠南缘生长着四种生态型芦苇，其各自的形态，生理 生化及生境特点各不相同，对该四种生态型芦苇进行分类和系统演化关系的分 析一直是国内外学者关注的课题前人已根据生境特点将其分别命名为水生芦 苇(swampreed，SR，)、轻度盐渍过渡。