基于叶绿体DNA(cpDNA)序列变异的连香树属的亲缘地理学研究

摘要

连香树属（Cercidiphyllum Sieb.et Zucc.）隶属于连香树科(CereidiphyllaceaeEngler)，为东亚孑遗被子植物，在上白垩纪和第三纪曾经广泛分布于北半球，在第四纪冰川期后分布区急剧缩小(Tanai，1992;Wolfe，1997;Manchester,1999)．连香树属具2种，连香树（C.japonicum）分布于中国和日本；大叶连香树（C.magnificum）分布于日本北部．对连香树属的亲缘地理学研究，有助于了解连香树这一古老植物自第四纪冰期以来的进化历史，也有助于解释中国-日本间断分布模式形成的原因．本研究采用cpDNA的4个非编码区片段对连香树属的亲缘地理学进行了研究，主要的研究结果如下：
　　 从25个叶绿体片段中筛选出4个适合连香树属分析的片段，对49个群体247个个体进行了序列分析．结果显示cpDNApetA-psbJ,psbE-petL、rpL32-trnL、F71-R1516基因间隔区具有18个变异位点，呈现12个单倍型．连香树物种水平的核苷酸多态性（Pi）为1.05xl0-3，单倍型多态性(h)为0.784;大叶连香树物种水平的核苷酸多态性（Pi）为0.15×10-3，单倍型多态性(h)为0.5，两个种总的遗传多样性水平较低．AMOVA分析结果显示连香树和大叶连香树遗传变异主要存在于群体间，群体间遗传分化（FST）分别为93.76％和56.62％，且连香树中89.08％的遗传变异存在于NJ（日本北部）、SJC（日本南部和中国南部），NC（中国北部）三个地理区域之间．cpDNA单倍型多样性、地理分布、以及网状支系分析(Nested Clade Analysis)表明，连香树属的第四纪冰期避难所在中国中西部地区（峨眉山、中部的壶瓶山及后河周边地区）．单倍型系统发育与BEAST分析表明，连香树在大约在2.484个百万年前(myr)分化为SJC-NC（日本南部-中国）支系和NJ（日本北部）支系，两个支系分化后各自独立进化．SJC-NC支系在0.08myr经历了群体扩张事件，随后的群体片段化以及遗传漂变导致了目前的地理和遗传分布格局。NJ支系冰川期退缩至本州中部的“避难所”，冰期后向北迁移形成当前的分布格局。

目录

文摘

英文文摘

致谢

第一章 前言

1.1 亲缘地理学的研究进展

1.1.1 亲缘地理学简介

1.1.2 亲缘地理学研究及相关理论

1.1.3 亲缘地理学研究中的分子标记

1.1.4 植物亲缘地理学的应用

1.2 连香树属的介绍和研究概况

1.2.1 物种介绍

1.2.2 连香树属的研究进展

第二章 野外调查取样

2.1 连香树的地理分布

2.2 野外调查与取样方法

2.3 野外调查取样结果

2.3.1 野外群体采集结果

2.3.2 野外取样群体和生境

第三章 材料和方法

3.1 材料

3.2 主要试剂、仪器、耗材及其来源

3.2.1 主要试剂及其来源

3.2.2 主要仪器

3.3 实验方法

3.3.1 基因组DNA的提取

3.3.2 引物的筛选

3.3.3 群体扩增和测序

3.4 数据分析

3.4.1 遗传多样性的检测

3.4.2 中性检验

3.4.3 群体遗传结构分析

3.4.4 单倍型网络图分析

3.4.5 贝叶斯树的构建

3.4.6 主要支系分化时间的估算

第四章 结果

4.1 野外调查和采样结果

4.2 引物筛选结果

4.3 核苷酸变异和单倍型分布

4.4 遗传多样性

4.5 群体遗传结构分析

4.6 单倍型谱系分析

4.7 失配分布分析和中性检验

4.8 分化时间估算

第五章 讨论

5.1 连香树的遗传多样性和遗传结构

5.2 冰期避难所

5.3 连香树和大叶连香树的物种划分

5.4 连香树属的谱系进化历史和群体历史推测

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

作者简历

硕士期间发表的论文