【摘要】：睡蓮屬植物是重要的多年生水生草本植物,具有較高的觀賞價值、文化價值和經濟價值。睡蓮屬為被子植物的基部類群之一,對研究開花植物的起源和演化也具有重要意義。非洲為睡蓮屬植物的重要分布區(qū),但在非洲,對該屬植物的分類鑒定仍十分有限,相關的物種鑒定仍十分混亂。基于形態(tài)學的物種鑒定具有局限性,需要結合分子生物學信息。DNA條形碼是一種有效的物種鑒定工具。本研究旨在探討DNA條形碼技術在熱帶非洲睡蓮屬物種鑒定中的應用。本研究對非洲大陸多個國家和地區(qū)進行了大量的野外睡蓮屬植物的調查,收集了大量的睡蓮屬植物的分子材料并統(tǒng)計了其形態(tài)特征,采用核編碼內轉錄間隔區(qū)(ITS)、葉綠體非編碼區(qū)trnT-trnF和編碼區(qū)rpl16作為分子標記開展了該屬植物的分子鑒定工作,利用序列相似性比較(Blastn)和構建系統(tǒng)發(fā)育樹的方法(極大似然樹和鄰接樹)分別評估了這三個條碼區(qū)域的有效性。為了提高物種鑒別能力,我們提出了一種將序列相似性方法與從形態(tài)學、文獻、其他分子標記和物種地理分布中獲得的先驗和后驗數據相結合的整合法。該方法能用于糾正采用trnT-trnF和rpl16條形碼中較高的錯誤發(fā)生率,同時該方法能正確識別缺乏測序數據的非洲睡蓮屬物種。對于單個條形碼:ITS,trnT-trnF和rp11各自分別鑒定了 7個、5個和5個物種,三個條形碼連合序列從所采集的樣品中鑒定了 7個物種,而上述整合法鑒定了 10個物種。而且,在對先前兩種無分子信息的非洲珍稀黃花睡蓮進行鑒定中,也驗證了該整合法的可行性。這些結果與前人的研究結果一致,證實西非的guineensis Schum.NymphaeaThonn.與東非的N.minuta K.C.Landon,R.A.EdwardsNozaic 的存在密切關系。此外,該鑒定方法證實了Nymphaea petersiana Klotzsch屬于Lotos亞屬,而非Brachyceras亞屬。除了以上三個條形碼之外,連合序列未能區(qū)分烏干達地區(qū)的Nymphaea nouchali Burm.f.兩個相似變種。對于本研究所鑒定出的廣泛分布的Nymphaea micrantha Guill.Perr,Nymphaea lotus L.,Nymphaea capensis Thunb.,Nymphaea caerulea Savigny和特定分布的Nymphaea heudelotii Planch.,Nymphaea nouchali Burm.f.,和Nymphaea sulphurea Gilg.,為今后揭示非洲水生植物尤其是睡蓮屬植物的擴散、遷移模式提供了很好的材料。與三種獨立條形碼及連合序列相比整合法對未知樣本的鑒別能力提高了 1.43倍。因此,本研究證實,整合法是睡蓮屬植物分類學研究中有力工具,在研究睡蓮屬物種地理分布格局和解決屬、種分類問題有重要的應用價值,此外,本研究大大擴展了非洲睡蓮屬植物的DNA條形碼數據庫。
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院武漢植物園)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：Q949

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本文編號：2761569