论文部分内容阅读
物种的基因组大小可以通过测量细胞核DNA含量(即C值)获得,它是物种形成和多样化中最基础的性状。热带和温带植物的C值具有明显差别,但在各类群水平上关系尚不明显。以前的研究多集中于草本植物类群,并且未与系统发育的研究相关联,对已知系统进化历史的木本植物中的C值变化探索甚少,而且对热带树木的基因组和C值进化也缺乏了解。壳斗科由温带和热带分布的木本植物组成,在北半球广泛分布,地理分布和系统发育背景较为清楚。我们利用流式细胞仪技术测量了柯属、栲属、栎属和三棱栎属共47种植物的C值,从各类文献中总结分析了栗属、水青冈属和栎属共31种植物的C值,共获得78种壳斗科植物的基因组大小数据,探讨木本植物中基因组大小与地理分布和系统进化的关系。结果表明,尽管没有明显的多倍化现象,壳斗科还是具有约120%的C值种间变化,且此变化主要来自属之间的C值差异。柯属和栲属等热带类群的C值范围相似,具有比栗属和水青冈属等温带类群更大的基因组;在温热带均有分布的栎属中,热带分布的青冈亚属植物也具有比温带分布的栎亚属植物更大的基因组;另外,在属间、属内、亚属内等各分类水平上,常绿类群植物也具有比落叶类群植物更大的基因组。因此,壳斗科的基因组大小与地理分布非常相关,而与系统进化关系不明显,即热带类群比温带类群具有更大的基因组,各属之间的C值进化同时存在增大和缩小两种趋势。本研究是目前少有的针对木本植物C值进化的研究,并将讨论范围扩大到属的水平以上,有助于从细胞学水平认识壳斗科在全球森林生态学中的地位及其与生物地理分布的关系。另外,基础数据有助于正在进行的壳斗科及相关木本植物的全基因组测序工作,提高基因组多样性的生物信息学研究的效率。