基于叶绿体基因组的猕猴桃科分子系统学研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院武汉植物园) | 被引量 : 3次 | 上传用户:skycat
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广义猕猴桃科(Actinidiaceae)包括猕猴桃属(Actinidia Lindley),水东哥属(Saurauia Willd.),藤山柳属(Clematoclethra(Franch.)Maxim.)和毒药树属(Sladenia Kurz),前人用了常见的各种分子标记(如同工酶,RAPD,AFLP,RFLP,ITS序列,matK序列)探讨了猕猴桃科下各个属的系统位置以及猕猴桃属的属下系统发育关系,对传统分类系统结果进行了修订。绝大部分结果显示猕猴桃科和猕猴桃属以及藤山柳属的系统位置已经比较确定,猕猴桃科属于杜鹃花目(Ericales),猕猴桃属和藤山柳属属于猕猴桃科,但是毒药树属和水东哥属的系统位置以及猕猴桃属的属下分类处理依旧十分混乱。我们利用Illumina Miseq2000测序平台测定并组装了9个广义猕猴桃科物种的叶绿体基因组序列,其中包括8个猕猴桃属物种和1个水东哥属物种,水东哥属物种的叶绿体基因组序列是首次被测定。在被测序的叶绿体基因组中,经过PCR验证,6个猕猴桃属物种的ndhK基因为假基因。水东哥叶绿体基因组呈典型的环状结构,总长156676bp,大单拷贝区长88274bp,小单拷贝区长20482bp,在这两个区之间各有一个反向互补的重复区,长23960bp。在基因组中共注释到134个独立的基因,包括87个蛋白编码基因,8个rRNA基因和39个tRNA基因。水东哥叶绿体基因组的GC含量为36.9%,同时发现水东哥叶绿体基因组中基因clpP的一个内含子发生了丢失。基于NCBI和本次所测物种的叶绿体基因组,本研究基于APGIV系统,在杜鹃花目内选取了36个种以及和杜鹃花目相近的三个目下的5个种作为外内群,利用叶绿体全基因组的83个编码基因的编码区,分别使用最大简约法、最大似然法和贝叶斯法进行杜鹃花目系统发育重建,结果表明毒药树属与五列木科组成单系,且互为姐妹群,位置处于山茶科和玉蕊科之间;猕猴桃属、水东哥属和藤山柳属构成单系,并且和杜鹃花科互为姐妹群。传统猕猴桃属分类系统中的净果组物种组成并系,其它的三个组(斑果组、星毛组、糙毛组)的物种统一组成单系,而三个组分别来看,除斑果组的物种组成并系外,其它两个组的物种都组成复系。基于本次叶绿体基因组的猕猴桃科分子系统学证据,我们提出了对猕猴桃科的修订建议:猕猴桃科包括猕猴桃属、水东哥属和藤山柳属三个属;也对猕猴桃属属下系统关系提出了修订建议:猕猴桃属应包含两个组,一个是传统分类系统中的净果组,另一个是由传统斑果组、星毛组和糙毛组物种共同组成的一个新斑果组。
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