植物物种的同倍体杂交起源广泛发生但鉴定困难,目前是生态学和进化生物学研究的热点。本研究利用沙棘属植物叶绿体基因组和核基因组不同的遗传体系(叶绿体基因祖——母系遗传,核基因组——双亲遗传),选取包括青海祁连棱果沙棘自然群体中的两个个体,以及与其同域及异域分布的中国沙棘和肋果沙棘在内的沙棘属植物6个物种10个类群,通过对叶绿体基因组的基因间区trnL-F和trnS-G序列以及低拷贝核基因ncpGS的序列分析并构建基因谱系树,利用核质基因树的不一致性和杂种在基因树上的分支行为两种方法检验棱果沙棘的杂交起源,并揭示青海祁连棱果沙棘自然群体建立过程中基因渗入的方向。另外利用克隆测序的方法检测棱果沙棘二倍体杂种核基因组上存在的异源单倍型(杂合基因型),进而探讨了棱果沙棘杂交起源过程中基因组的进化。具体结果如下: 1.叶绿体基因组分析 1) 叶绿体trnL-F序列分析 沙棘属植物trnL-F序列相对保守,排序后长868bp,其中系统发育信息位点22个。启发性搜索获得11棵严格一致的最简约树,分支图由基支柳叶沙棘出发,明显地分为两支,包含中国沙棘及其近缘亚种的S支和包含肋果沙棘及其亚种的N支。当包含棱果沙棘的2个个体在内时获得15棵严格一致的最简约树,分支图的拓扑结构没有明显变化,棱果沙棘的两个体分别作为同域分布的中国沙棘和肋果沙棘的姊妹类群而聚在S支和N支上。 2) 叶绿体trnS-G序列分析 沙棘属植物trnS-G序列长度变异显著,各类群长度在534-654bp之间,排序后长711bp,其中系统发育信息位点41个。启发性搜索得到69棵最简约树,分支图显示为包含多个分支的多系结构。当包含棱果沙棘2个个体在内时获得131棵最简约树,拓扑结构没有明显变化,棱果沙棘的两个个体同样分别聚为同域分布的中国沙棘和肋果沙棘的姊妹类群。另外,trnS-G序列分析显示,从长叶胡颓子到柳叶沙棘的进化是由于长叶胡颓子上一段40bp序列的一次简单重复而形成。 总之,对沙棘属植物叶绿体基因组的系谱分析表明:棱果沙棘虽然对分支图的拓扑结构影响不大,但两个个体却分别聚为与其同域分布的中国沙棘和肋果沙棘的姊妹类群,支持棱果沙棘的杂交起源,显示存在基因的双向渗入。 2.核基因ncpGS分析