中国苏铁属(Cycas L.)植物分子系统学研究

摘要

中国苏铁种质资源丰富，拥有世界苏铁属6组中的4组，物种多样性丰富度世界罕见。但因我国苏铁属植物种间杂交现象普遍，形态分类特征较少且易受生长环境变化的影响，及部分新种发表模式产地不详、观察样本量少等原因，使得中国苏铁属的分类问题一直存在很大争论。本研究目的是利用分子系统学方法对中国苏铁属系统发育关系进行探讨，以期为中国苏铁属分类修订提供分子证据。
　　本研究使用7个核基因(COS26、CyAG、GroES、GTP、HTS、ITS、PhyP)和1个叶绿体基因（matK），通过最简约法(Maximum parsimony)、最大似然法(Maximumlikelihood)和贝叶斯分析方法(Bayesian inference)构建中国苏铁属32个代表物种的系统发育关系。所采用的材料几乎均取自模式标本、模式植株或模式产地，来源可靠，这是本研究一大特色。本研究主要结果如下:
　　1、关于中国苏铁属组间系统关系的确定。3种分析方法拓扑结构基本一致地将中国苏铁属分成三大支。第一大分支为暹罗苏铁组（Section Indosinenses），该组与剩下类群形成姊妹关系，并得到强烈支持（high bootstrap）。第二大分支包括东亚苏铁组(SectAsiorientales)和攀枝花苏铁组（Sect Panzhihuaensis），二者互为姊妹类群，并得到强烈支持。第三大分支为叉叶苏铁组（Sect Stangerioides），其与东亚苏铁组+攀枝花苏铁组互为姊妹类群，并得到强烈支持。
　　2、关于中国苏铁属组内种间关系的探讨。3种分析方法表明，暹罗苏铁组包含灰干苏铁(C.hongheensisS.Y.Yang et S.L.Yang)和篦齿苏铁(C.pectinata Hamilton)2个种，而与灰干苏铁相比，篦齿苏铁与东南亚的暹罗苏铁（C.siamensis Miquel）亲缘关系比较近，并得到强烈支持。东亚苏铁组包含苏铁（C.revoluta Thunberg）和台东苏铁(C.taitungensisC.F.Shen，K.D.Hill，et al)2个种，其姊妹关系得到强烈支持。3种分析方法对叉叶苏铁组的支持率普遍不高，该组组内关系没得到完全解决。但值得注意的是，隆林苏铁(C.longlinensis Chang et Y.C.Zhong)镶嵌在贵州苏铁（C.guizhouensisK.M.Lan&R.F.Zou)中，并得到强烈支持，本研究认为隆林苏铁可以考虑归并入贵州苏铁;多羽义叶苏铁（C.multifrondisD.Y.Wang）镶嵌在多岐苏铁(C.multipinnataC.J.Chen et S.Y.Yang)中，并得到中度支持，因此多羽叉叶苏铁极有可能是多岐苏铁的野外杂交种;元江苏铁(C.parvulusS.L.Yang)镶嵌滇南苏铁（C.diannanensisZ.T.Guan et G.D.Tao）中，并得到中度支持，所以可以考虑将元江苏铁归并入滇南苏铁;十万大山苏铁(C.shiwandashanicaH.T.Chang et Y.C.Zhong)与宽叶苏铁（C.blalansaeO.Warburg）亲缘关系较近，并得到中度支持，故十万大山苏铁也可以考虑并入宽叶苏铁;秀叶苏铁(C.gracilisY Y.Huang，Y.C.Zhong et Z.F.Lu)镶嵌在德保苏铁(C.debaoensisY.C.Zhong etC.J.Chen)中，并得到强烈支持，因此本研究认为秀叶苏铁就是德保苏铁。
　　3、广西玉林大义农场古苏铁丛鉴定。采自玉林大义农场的苏铁与采自模式株（四川峨眉山伏虎寺）的四川苏铁（C.Szechuanensis W.C.Cheng et L.K.Fu）形成一单系，故初步确定广西玉林大义农场分布的苏铁为四川苏铁。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 苏铁类植物系统分类学概论

1．1．1 苏铁目研究概况

1．1．2 世界苏铁属研究概况

1．1．3 中国苏铁属研究概况

1．2 植物分子系统学研究概况

1．2．1 叶绿体基因用于植物系分子统学研究现状

1．2．2 核基因用于植物分子系统学研究现状

1．3 本研究目的及意义

2 材料与方法

2．1 实验材料

2．2 实验方法

2．2．1 总DNA提取

2．2．2 序列片段的选择

2．2．3 PCR扩增

2．2．4 PCR产物测序

2．3 数据分析

2．3．1 序列的拼接、校正

2．3．2 序列不一致性检验

2．3．3 系统发育分析

3 结果与分析

3．1 材料统计

3．2 序列特征分析

3．3 系统发育分析

3．3．1 最简约法分析(MP)

3．3．2 最大似然法分析(ML)

3．3．3 贝叶斯分析(BI)

4 讨论与结论

4．1 中国苏铁属植物组间关系讨论

4．2 中国苏铁属植物组内种间关系讨论

4．2．1 暹罗苏铁组

4．2．2 苏铁组与攀枝花苏铁组

4．2．3 叉叶苏铁组

4．3 结论与未来研究方向

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间论文发表

附录