广义李属（蔷薇科）的系统发育及花序和花器官的演化规律研究

论文摘要

花及其组成的花序具有重要的分类学价值,它们的发育过程蕴含了丰富的系统演化信息。蔷薇科广义李属集中了许多水果类和观赏类植物,具有重要的经济价值。由于以往研究采用的分子标记偏少或取样有限,李属属下系统发育关系仍无定论。同时,该属的主要分类性状—花序和花器官形态变异丰富,但它们的形成和演化规律仍不清楚。本研究选取李属各亚属、各支系及外类群共29个代表性物种,采用二代测序技术获取叶绿体基因组序列,结合公共数据库中11条李属叶绿体基因组序列,重建李属的系统发育框架;利用扫描电子显微镜观察各分支和各种形态变异类型共8个代表性物种花序和花的发生发育过程;在系统发育框架下,通过祖先状态重建分析,探讨李属花序和花器官形态及发育性状的演化规律。结果表明:1.广义李属构成一个单系,属内单花类、除毛樱桃外的伞花类和总状花序类的单系性均得到了强支持。毛樱桃和桃亚属的榆叶梅为姐妹群,距樱亚属较远。臭樱亚属和臀果木亚属构成单系,稠李亚属和桂樱亚属不构成单系,臭樱亚属嵌套在稠李亚属中,臀果木亚属嵌套在桂樱亚属中。2.花序在李属内表现出从总状花序到单花的连续变异。总状花序和多花是祖先性状。花序的演化方向是花序轴缩短和开花数量减少。3.花发育形态学研究表明花被片不分化的臭樱亚属和臀果木亚属在早期是分化的,随着发育过程的进行而表现出趋同。4.雄蕊的轮数和位置在李属中表现出很高的多样性,但第一轮雄蕊的数目和发生位置相同。总状花序类的雄蕊轮数基本一致,3轮雄蕊是较原始的性状,在樱亚属中雄蕊轮数增加至6轮,而在出现时间较晚的单花类群中,雄蕊多为6轮,在李亚属中出现的4轮雄蕊可能是次生性状。雄蕊位置的变异可能来自于上一轮对萼雄蕊退化或缺失。5.胚珠的发育形态学特征具有重要的分类学价值。广义李属的胚珠均为倒生的双胚珠。总状花序类群中胚珠性状的多样性很高,在樱亚属中均为单层珠被并具长的附属物,而单花类群均具双珠被,珠孔由内珠被形成。本研究不仅完善了李属属下系统发育关系,阐明了花序和花器官多样性的形成和演化规律,也为李属植物育种和资源的保护开发提供参考,具有重要的理论价值和现实意义。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 汪熙

导师: 赵亮

关键词: 广义李属,系统发育,花序,花器官,演化

来源: 西北农林科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 西北农林科技大学

基金: 国家自然科学基金(编号:31770200)

分类号: Q941

总页数: 80

文件大小: 8377K

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