旧世界热带木本竹子分支BDG属群的系统发育学研究

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BDG属群主要由箣竹属(Bambusa)、牡竹属(Dendrocalamus)、巨竹属(Gigantochloa)三个属的种类构成,还包括梨藤竹属(Melocalamus)等近缘小属。隶属于禾本科(Poaceae),竹亚科(Bambusoideae),是旧世界热带木本竹(Paleotropical Woody Bamboo,即箣竹族Bambuseae)中箣竹亚族(Bambusinae)核心类群的主体。BDG属群大多分布于亚洲热带和亚热带地区,不少种类栽培和利用历史久远,具有很高的经济价值和生态价值。  本研究以BDG属群中箣竹属、牡竹属、巨竹属和梨藤竹属为主要研究类群,共选取93个种作为研究材料。此外,选取了核心箣竹亚族的多枝竹(Holttumochloa sp.)芸香竹(Bonia amplexicaulis)和新小竹(Neomicrocalamusprainii)3个种作为外类群,首次利用双酶切简化基因组测序技术(Double DigestRestriction-site Associated DNA sequencing,简称ddRAD-seq)获得大量SNPs标记,并利用SNPs来推断属群内部系统发育关系和探讨属间及属内的杂交问题。同时,选取其中54个代表种进行叶绿体全基因组测序并利用叶绿体基因组构建系统发育树,得到的主要结论如下:  一、通过RAD数据最大似然法(ML)分析产生的系统发育树很好的解决了BDG属群的属间关系,结果表明,BDG属群可划分为5个分支,其中第Ⅰ分支(Melocalamus分支)由梨藤竹属构成,位于BDG属群基部且得到很高的支持;箣竹属分别聚成了三个分支,即:分支Ⅱ、分支Ⅲ和分支Ⅳ;分支Ⅴ(Dendrocalamus-Gigantochloa分支)由牡竹属和巨竹属构成;巨竹属和牡竹属共同构成一个单系并得到很好的支持,从分支内部来看,巨竹属的单系得到很好的支持,而牡竹属为并系;箣竹属不为单系,并且属内4个亚属均不为单系,与传统的形态学分类结果存在极大冲突,该属的单系性及种间关系等问题需要在增加取样的基础上做进一步研究。  二、从Network、Structure、PCoA等分析结果来看,BDG属群内部类群间存在较高的遗传相似性,大部分种类的遗传组分不纯,尤其以箣竹属种类为甚。推断BDG属群内部大部分竹种很可能普遍存在杂交、不完全谱系分选等复杂进化历史;箣竹属内部种间关系复杂,系统树中拓扑结构不稳定,推测支持率低的原因可能是由系统发育信号冲突导致,也有可能是不完全谱系分选的结果。  三、对54个代表种的叶绿体基因组建树结果与前人利用片段的建树结果相差不大,属间关系未得到解决,叶绿体基因组在研究像BDG属群一样存在基因交流且进化历史复杂的类群上所提供的信息是有限的。
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