【摘 要】
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含笑属(Michelia)隶属于木兰科(Magnoliaceae),具有重要的材用、药用、油用及园林观赏价值。该属植物形态变异幅度大,有的种间存在杂交现象,导致分类难度大,属内分组及种间系统关系和物种地位存在争议。本研究基于5个叶绿体基因间隔区联合序列(psb A-trn H、psb B-H、trn L-F、trn C-ycf6、trn D-E)和简化基因组测序技术(super GBS技术),结合
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含笑属(Michelia)隶属于木兰科(Magnoliaceae),具有重要的材用、药用、油用及园林观赏价值。该属植物形态变异幅度大,有的种间存在杂交现象,导致分类难度大,属内分组及种间系统关系和物种地位存在争议。本研究基于5个叶绿体基因间隔区联合序列(psb A-trn H、psb B-H、trn L-F、trn C-ycf6、trn D-E)和简化基因组测序技术(super GBS技术),结合形态学分支分析方法,对40种含笑属植物进行了系统关系研究。结果显示:1)叶绿体片段联合后长度为3313bp,有133个变异位点,60个潜在简约信息位点,平均GC含量36.58%。系统聚类结果表明,40种含笑属植物聚为7个主要的分支,观光木与含笑属其他植物构成单系类群,不支持观光木独立成属;美毛含笑与福建含笑亲缘关系较远,不支持美毛含笑与福建含笑合并。单倍型分析显示,53个个体均具有各自的单倍型。通过系统发育网络树分析可以看出,雅致含笑、白兰的基因树存在冲突和网状进化的现象,可能是由于雅致含笑与白兰为杂交种的原因;美毛含笑内部出现了基因冲突和网状进化,与其他种间没有基因冲突和网状进化现象;三个不同产地的福建含笑与其他种间没有基因冲突和网状进化现象;观光木与其他含笑间存在基因冲突和网状进化现象;含笑属内存在着复杂的网状进化现象。BEAST分歧时间显示,含笑属与玉兰属分化的时间大约在始新世晚期到渐新世中期之间(29.8968-46.2531Mya)。雅致含笑是最早从含笑属内分化出来的,分化时间大约在29.8968Mya;中新世期间(13-17Mya)该属物种出现快速分化,推测气候变化可能是影响含笑属物种起源及多样性增加的一个主要驱动力,此结果与前人研究结果,即渐新世中晚期至中新世,全球气候变暖导致南极冰川的覆盖面积缩小,导致绝大多数北温带森林物种在亚洲起源及多样化的结果一致。2)基于super GBS技术进行高通量测序,总共获得有效数据34.55GB,所有样本GBS测序的原始数据共获得236473346个Clean reads,平均reads数量为4461761,平均Raw Base为0.73GB,Clean Base为0.65GB。各样品的Q20平均值大于等于93.83%,Q30平均值大于等于85.78%,测序的质量较高,各样品平均GC含量为45.02%。基于最终获得的317833个SNP位点利用邻接法构建系统进化树,结果表明51份含笑属样品分成了6个分支,支持把观光木并入含笑属;支持把美毛含笑从福建含笑中独立出来。系统聚类与基因库分组分析结果相互验证。3)形态特征数据分析将含笑属植物聚类为6个分支,与cp DNA和基于高通量测序的SNP聚类结果一致。野含笑的形态变异丰富,部分个体与美毛含笑在形态特征上难以区分,还需要做进一步研究。4)在叶绿体联合片段的基础上,结合super GBS系统发育分析和形态学性状聚类分析。我们支持将含笑属划分为6个组,这与刘玉壶等人提出的系统存在较大分歧。
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