论文摘要
金腰属（Chrysosplenium L.）隶属虎耳草科（Saxifragaceae）,基生叶有互生和对生两种。中国是全球金腰分布的核心区域。金腰属的首次大规模分子系统发育研究在1997年完成,之后又陆续有科学家对本属植物进行了深入研究,但是作为该属植物起源地和丰富度最高的中国,利用叶绿体全基因组对金腰的全面分析未见报道。本研究优化了叶绿体DNA分离技术,提取了高质量的叶绿体基因组DNA;运用二代Illumina技术对27种30份金腰样品进行了全基因组序列测定,成功组装了金腰属叶绿体DNA基因组;分析了金腰属叶绿体DNA的结构与序列进化;重建了金腰属内的系统发育关系,为金腰属新种鉴定提供分子证据;确定金腰属在被子植物系统发育组（APG）分类系统中发育位置,重建了虎耳草目（Saxifragales）在APG分类系统中的位置,主要研究结果如下:1.本研究以金腰属野生植物为材料,通过梯度离心法和高盐-低pH法提取了大叶金腰（C.macrophyllum）和中华金腰（C.sinicum）的叶绿体基因组DNA,改良CTAB法提取了其余金腰的总DNA。比较两种不同的叶绿体DNA提取方法,都能得到较纯的叶绿体DNA。上述两种叶绿体DNA提取方法,都需要大量的新鲜叶片作为原材料。根据濒危物种红色目录（Red List of Threatened Species,IUCN）,大部分金腰属植物种群和个体数量不足。所以,目前除了大叶金腰、中华金腰、肾萼金腰等物种外,大部分野生金腰属植物仍采取CTAB法提取总DNA进行测序的方法。2.运用ABYSS算法进行组装。我们最终得到的叶绿体基因组大小为150,750-154,342bp,其中SSC为17,115-18,137bp,LSC为81,830-84,437bp,IR为25,318-26,666bp。仅微子金腰（C.microspermum）GC含量为37.05%,远小于其他物种,其他金腰GC含量接近。在不统计微子金腰的情况下,金腰亚属的平均GC含量为37.38%,明显低于互叶亚属的平均GC含量37.62%。3.大部分金腰的叶绿体基因组物包含117个不同的基因,包括4个rRNA基因,31个tRNA基因和82个不同的蛋白质编码基因。在中华金腰（C.sinicum）、山溪金腰（C.nepalense）、桑植金腰（C.sangzhense）中,一个tRNA的位置发生了变化,trnK-UUU由LSC区域转移到IRs区域。在贡嘎金腰（C.gonggaense）中的infA基因丢失;五台金腰（C.gonggaense）、互叶金腰（C.alternifolia）、林金腰（C.lectus-cochleae）的IR区域上只有一个ycf1基因,为单拷贝;巴东金腰（C.badongense）、肾叶金腰（C.griffithii）rps19基因为单拷贝。在金腰属中显示IR区域扩展/收缩事件的物种主要集中在高纬度或高海拔区域。4.利用79个蛋白质编码序列,重建了中国金腰属内物种的系统发育关系。邻接法（neighbor-joining,NJ）、最大似然法（Maximum Likelihood,ML）和最大简约法（Maximum parsimony,MP）、贝叶斯法（Bayesian,BI）的四个进化树表现相同的拓扑结构。除微子金腰,均能将金腰属分为两个大的分支和9个小的分支,与该属的形态学描述基本符合。5.邻接法、最大似然法、贝叶斯法的三个进化树表现相同的拓扑结构,证实了金腰属与与虎耳草科的其他属具有更近的亲缘关系,并且形成了良好的姐妹分支,利用分子证据确定了金腰属属于虎耳草科（Saxifragaceae）。利用最大似然法重建了虎耳草目（Saxifragales）在APG系统中位置,结果显示蔷薇目（Rosales）和虎耳草目（Saxifragales）形成了一个分支,是葡萄目（Vitales）的姐妹分支。结果表明在被子植物中叶绿体基因组的单拷贝基因区（LSC和SSC）和IR区域在进化中会发生不同程度的扩展。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 董翔
导师: 刘虹
关键词: 金腰属,叶绿体基因组,全基因组高通量测序,系统进化
来源: 中南民族大学
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 生物学,生物学
单位: 中南民族大学
分类号: Q943
总页数: 99
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标签：金腰属论文; 叶绿体基因组论文; 全基因组高通量测序论文; 系统进化论文;