本文關(guān)鍵詞：楊屬分子系統(tǒng)發(fā)育及三個(gè)山楊物種的生物地理學(xué)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院》 2014年

楊屬分子系統(tǒng)發(fā)育及三個(gè)山楊物種的生物地理學(xué)研究

杜淑輝  

【摘要】：植物物種的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系和物種形成過(guò)程一直以來(lái)都是植物進(jìn)化生物學(xué)研究中最基本的問(wèn)題。系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系的重建能夠很好的解決各個(gè)物種間的關(guān)系，而物種形成研究是理解自然界物種多樣性產(chǎn)生和變化的基礎(chǔ)。準(zhǔn)確估算各植物類群的出現(xiàn)時(shí)間對(duì)于推斷其生物地理學(xué)具有非常重要的意義。在過(guò)去二十多年中，生物技術(shù)和理論方法的進(jìn)步極大地推動(dòng)了進(jìn)化生物學(xué)的發(fā)展，促進(jìn)了人們對(duì)一些重要植物類群系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系、物種形成及生物地理學(xué)的認(rèn)識(shí)，如擬南芥、玉米或水稻等。在木本植物中，利用核苷酸序列的變異式樣對(duì)不同類群的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系、物種形成模式及生物地理學(xué)的研究已經(jīng)非常成熟。但是對(duì)于模式植物楊屬（Populus）來(lái)說(shuō)，上述研究還鮮有報(bào)道。本文中，通過(guò)多基因位點(diǎn)序列的使用探討了楊屬分子系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系及白楊派（section Populus）內(nèi)中國(guó)山楊（P.davidiana）、歐洲山楊（P. tremula）和美洲山楊（P. tremuloides）的生物地理學(xué)。主要研究結(jié)果如下： 1）使用生物信息學(xué)的方法，利用毛果楊（P. trichocarpa）和鉆天柳（Salix arbutifolia）全基因組數(shù)據(jù)，篩選了24個(gè)在楊柳科內(nèi)通用的單拷貝核基因位點(diǎn)作為遺傳標(biāo)記，并分別使用中國(guó)山楊和旱柳（S. matsudana）20個(gè)個(gè)體及楊屬各派及柳屬代表物種對(duì)其中15個(gè)位點(diǎn)的核苷酸多樣性進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果表明所有位點(diǎn)均含有豐富的系統(tǒng)發(fā)育信息并且均符合中性進(jìn)化假設(shè)，滿足了本文后續(xù)分析的需要。 2）由于楊屬種間雜交漸滲比較嚴(yán)重及種內(nèi)形態(tài)變異比較大，楊屬種間系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系一直沒(méi)有得到較好的解決。基于24個(gè)單拷貝核基因位點(diǎn)和12個(gè)葉綠體位點(diǎn)，對(duì)楊屬各派及派內(nèi)物種間系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系做了深入研究。結(jié)果表明楊屬是一個(gè)單系類群。在葉綠體系統(tǒng)發(fā)育樹中，所有楊屬物種形成兩個(gè)分枝，一枝包括白楊派、大葉楊派及黑楊派和青楊派個(gè)別物種，另一枝包括胡楊派及黑楊派、青楊派的物種，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表明楊屬的母系祖先類群在形成初期即產(chǎn)生了分化。在核基因系統(tǒng)發(fā)育樹中，胡楊派作為其他各派的基部類群，大葉楊派和白楊派次之，而青楊派和黑楊派占據(jù)系統(tǒng)發(fā)育樹的末端位置。胡楊派與白楊派為單系類群而黑楊派和青楊派為復(fù)系類群。白楊派、黑楊派和青楊派很可能都是雜交起源的。對(duì)比分析核基因和葉綠體系統(tǒng)發(fā)育樹可以發(fā)現(xiàn)，楊屬中很多物種都是雜交起源的，如毛白楊、歐洲黑楊等。理解了這些物種的雜交起源方式有助于深刻剖析楊屬中廣泛存在的網(wǎng)狀進(jìn)化事件。在楊屬的進(jìn)化歷史中，網(wǎng)狀進(jìn)化起到了非常關(guān)鍵的作用，同時(shí)也推動(dòng)了楊屬物種在不同分布區(qū)內(nèi)的快速適應(yīng)輻射。 3）中國(guó)山楊、歐洲山楊和美洲山楊的外部形態(tài)非常相似并且親緣關(guān)系非常近，這導(dǎo)致國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于三種山楊的分類學(xué)界定產(chǎn)生了矛盾，同時(shí)對(duì)于三種山楊的物種形成模式和生物地理學(xué)也缺少研究。本文中，通過(guò)大規(guī)模多居群多樣本的采集，使用6個(gè)單拷貝核基因位點(diǎn)和3個(gè)葉綠體位點(diǎn)對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，三種山楊都表現(xiàn)出非常高的核苷酸多樣性，某些位點(diǎn)的多樣性甚至與一年生植物相當(dāng)。三種山楊之間產(chǎn)生了非常顯著的遺傳分化，Structure分析結(jié)果表明K=3為最佳聚類模型，并且三種山楊沒(méi)有共享的葉綠體單倍型。上述結(jié)果表明將中國(guó)山楊劃分為歐洲山楊的一個(gè)亞種或者將三種山楊合并為一個(gè)物種的分類學(xué)處理都是不合適的，三種山楊應(yīng)該各自劃分為獨(dú)立的物種。葉綠體單倍型系統(tǒng)發(fā)育樹和核基因位點(diǎn)物種樹結(jié)果都表明美洲山楊是三個(gè)物種中最原始的類群。Beast寬松分子鐘計(jì)算結(jié)果表明三個(gè)物種的分化處于第四紀(jì)初期。三個(gè)物種的祖先類群通過(guò)白令陸橋從北美大陸擴(kuò)散至歐亞大陸并在較短時(shí)間內(nèi)在歐亞大陸廣泛分布。白令海峽的形成和青藏高原北部及鄰近地區(qū)在第四紀(jì)的持續(xù)隆升將三個(gè)物種的分布區(qū)隔離開來(lái)。三個(gè)物種自共同祖先分化后種群經(jīng)歷了擴(kuò)張-縮減的過(guò)程，并且彼此間并無(wú)顯著的基因流，，三個(gè)物種的物種形成模式為地理隔離形成導(dǎo)致的異域物種形成。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：S792
【目錄】：

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3 齊力旺;張守攻;韓素英;陳成彬;李秀蘭;宋文芹;陳瑞陽(yáng);任建中;周玉權(quán);;楊屬(Populus)白楊派(Leuce)種間核型比較[A];中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)會(huì)第八屆會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2003年

4 牙爾買買提·鐵依甫;;楊屬一年生長(zhǎng)枝節(jié)間結(jié)構(gòu)的多樣性[A];西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國(guó)科協(xié)2000年學(xué)術(shù)年會(huì)文集[C];2000年

5 張守攻;齊力旺;韓素英;陳成彬;李秀蘭;宋文芹;陳瑞陽(yáng);;楊屬(Populus)黑楊派(Aigeiros)種間核型比較[A];中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)會(huì)第八屆會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2003年

6 尹佟明;黃敏仁;王明庥;朱立煌;鄔榮領(lǐng);;楊樹基因組的分子連鎖圖譜[A];持續(xù)發(fā)展，再創(chuàng)輝煌——中國(guó)林學(xué)會(huì)林木遺傳育種分會(huì)第五屆年會(huì)文集[C];2002年

7 張守攻;齊力旺;陳成彬;李秀蘭;宋文芹;陳瑞陽(yáng);;楊屬(Populus)派間核型比較研究[A];中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)會(huì)第八屆會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2003年

8 盧家美;孫秀珍;劉昀;李維;楊俠;王勝邑;馮向莉;;西安市氣傳花粉調(diào)查[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)2009年全國(guó)變態(tài)反應(yīng)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2009年

9 閆德飛;孫柏年;解三平;吳靖宇;;甘肅皋蘭漸新統(tǒng)楊屬氣孔參數(shù)特征分析[A];中國(guó)古生物學(xué)會(huì)第24屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2007年

10 張貴生;張安學(xué);許靜;吳合;;城區(qū)和農(nóng)村春節(jié)花粉高峰期氣傳致敏花粉種類和含量的對(duì)比分析[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)2010年全國(guó)變態(tài)反應(yīng)學(xué)術(shù)會(huì)議暨中歐變態(tài)反應(yīng)高峰論壇參會(huì)指南/論文匯編[C];2010年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 黃紹華 蘇炳松 陳海濤;[N];河北科技報(bào);2008年

2 本報(bào)記者 孫爽;[N];中國(guó)花卉報(bào);2003年

3 姜廣國(guó) 王斌 于金星;[N];中國(guó)綠色時(shí)報(bào);2001年

4 李蘇榮;[N];宜春日?qǐng)?bào);2006年

5 山東省林木種苗站 閆大成;[N];中國(guó)花卉報(bào);2005年

6 本報(bào)記者汪靜;[N];中國(guó)經(jīng)營(yíng)報(bào);2002年

7 劉文;[N];山西科技報(bào);2004年

8 記者 王繼晟;[N];市場(chǎng)報(bào);2001年

9 本報(bào)記者 高冰塵;[N];中國(guó)財(cái)經(jīng)報(bào);2004年

10 田素華 齊愛(ài)菊;[N];山西科技報(bào);2002年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 杜淑輝;楊屬分子系統(tǒng)發(fā)育及三個(gè)山楊物種的生物地理學(xué)研究[D];中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院;2014年

2 鄭書星;新疆額爾齊斯河流域楊屬克隆結(jié)構(gòu)、遺傳多樣性及種間關(guān)系研究[D];中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院;2009年

3 殷繼艷;新疆額爾齊斯河流域楊屬系統(tǒng)發(fā)育和種間關(guān)系研究[D];中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院;2006年

4 陳珂;川西青楊組（Section Tacamahaca Spach）不同種的親緣關(guān)系分析[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（成都生物研究所）;2007年

5 王源秀;響葉楊×銀白楊遺傳圖譜構(gòu)建及楊屬圖譜比較研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2008年

6 李善文;楊樹雜交親本與子代遺傳變異及其分子基礎(chǔ)研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2005年

7 薄文浩;藏川楊遺傳多樣性及雜交子代遺傳變異研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2012年

8 曲春浦;小黑楊種子萌發(fā)及后萌發(fā)時(shí)期的表達(dá)譜分析[D];東北林業(yè)大學(xué);2013年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 翁海波;河南楊屬資源分類與開發(fā)利用研究[D];河南農(nóng)業(yè)大學(xué);2001年

2 欒鹖慧;楊屬五大派樹種苗期形態(tài)與生理性狀的遺傳變異[D];中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院;2011年

3 許遠(yuǎn);楊樹SSR標(biāo)記在柳樹中的通用性檢測(cè)及初步應(yīng)用[D];南京林業(yè)大學(xué);2006年

4 馮夏蓮;滇楊遺傳多樣性與楊屬派間遺傳分化研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2006年

5 孫小艷;SSR檢測(cè)新技術(shù)和響葉楊×銀白楊遺傳連鎖圖譜構(gòu)建[D];南京林業(yè)大學(xué);2007年

6 張慕博;楊屬已知品種數(shù)據(jù)庫(kù)管理信息系統(tǒng)的研建[D];北京林業(yè)大學(xué);2006年

7 閆艷華;吳屯楊I(lǐng)TS序列分析及鹽脅迫生理響應(yīng)[D];遼寧師范大學(xué);2011年

8 楊林娜;白楊新雜種的莖段組培快繁技術(shù)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2010年

9 傅明洋;白楊派樹種親緣關(guān)系的RAPD分析[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2010年

10 唐湫鑰;青楊與胡楊遠(yuǎn)緣雜交及染色體加倍技術(shù)研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：楊屬分子系統(tǒng)發(fā)育及三個(gè)山楊物種的生物地理學(xué)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：98245