辽东栎和蒙古栎的遗传分化——基于叶绿体基因组和rDNA ITS序列

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辽东栎(Quercus wutaishanica)与蒙古栎(Quercus mongolica)是我国北方广泛分布的重要森林和经济树种,也是最为重要的两个柞蚕饲料树种。由于形态上相似、分布范围上高度重合,以及自然状态下存在着大量种间杂交,自1912年辽东栎建种以来关于二者分类关系的争议就一直不断。有学者认为辽东栎应归入蒙古栎作为一个亚种,也有学者认为辽东栎与蒙古栎是两个不同的栎属植物种类。本论文从辽东栎与蒙古栎在我国的整个分布范围内选取了多个个体,从核糖体r DNA ITS序列和叶绿体基因组两个角度评估了辽东栎与蒙古栎种群内部乃至种群之间的遗传分化程度。主要结果如下:1.本研究获得了18个来自多地区的辽东栎与蒙古栎个体的ITS序列。结果发现,这些序列在长度上高度一致(392 bp或393 bp),存在36个变异位点。系统发育树中,辽东栎与蒙古栎的各个个体未按照物种类别聚在一起。2.本研究完成了6个辽东栎与蒙古栎个体的叶绿体基因组组装和注释,结合其他研究组陆续公开的9个个体的叶绿体基因组,分析了辽东栎与蒙古栎叶绿体基因组的特征、核苷酸多态性和系统发育关系。结果发现,辽东栎与蒙古栎的叶绿体基因组的大小在161,182-161,317 bp之间,结构和基因组成高度一;IR边界在部分个体上发生有变化。辽东栎与蒙古栎的叶绿体基因组序列高度保守,核苷酸多态性极低(Pi=0.00051),但在间隔区rbc L-acc D与基因acc D之间鉴定出1处变异热点(Pi=0.0156)。系统发育分析发现,辽东栎与蒙古栎的各个个体也并未按照分类学关系聚在一起。3.研究结果表明,在核糖体r DNA ITS序列和叶绿体基因组水平上辽东栎与蒙古栎之间均没有形成显著的遗传分化。这一结果与栓皮栎(Q.variabilis)、麻栎(Q.acutissima)和小叶栎(Q.chenii)的在叶绿体基因组上没有明显遗传分化的结果一致。综合形态学和分子水平上的研究结果,本研究提出了“辽东栎与蒙古栎是两个独立物种,但二者仍处于早期分化阶段”的观点。
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