東亞作為全球植物多樣性最豐富的區(qū)域之一,歷史上經(jīng)歷青藏高原的隆起、季風氣候的形成、第四紀冰期等影響,同時其復雜的地形、水系和山脈形成了多個潛在的地理和生態(tài)氣候分界線,一直以來都是生物進化和生物地理學研究的熱點區(qū)域。近年來,進化生物學家基于多個交叉學科已經(jīng)大幅提升了我們在物種層面對東亞植物區(qū)系起源與進化的認知。隨著分子系統(tǒng)學和生物地理學的出現(xiàn),以及測序技術(shù)的快速發(fā)展,基于基因?qū)用骈_展東亞區(qū)系的系統(tǒng)演化和區(qū)系區(qū)劃研究逐漸被認可。本研究選取并整合多個東亞植物區(qū)系的代表類群:茜草科假繁縷屬、菊科螞蚱腿子屬、菊科康滇假合頭菊及菊科和尚菜,分別代表東亞植物區(qū)系不同分布區(qū)類型、生活型和傳播方式的植物,基于多個基因片段、葉綠體基因組和簡化基因組水平探討:1)特殊類群間葉綠體基因組變異及系統(tǒng)進化;2)基于群體水平解析物種的進化歷史和可能的驅(qū)動因素;3)整合多類群的譜系結(jié)果,開展譜系地理區(qū)劃。具體結(jié)果如下:1)茜草科假繁縷屬假繁縷屬為茜草科的小草本,共4種,其中3個物種分布于東亞,種間海拔和生境分化明顯。我們對種間的葉綠體基因組的大小、基因組成及四分體結(jié)構(gòu)對比發(fā)現(xiàn),其葉綠體基因組僅在大小上存在差異。葉綠體... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院武漢植物園)湖北省

【文章頁數(shù)】：113 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

全球生物多樣性熱點區(qū)域分布圖，引自(Myers,etal.,2000)

東亞特征植物的系統(tǒng)進化和譜系地理區(qū)劃研究21.1東亞植物區(qū)系的系統(tǒng)發(fā)育基因組學研究分子系統(tǒng)學從基于少量的基因片段發(fā)展到目前大規(guī)模的基因組學方法進行的系統(tǒng)發(fā)育基因組學分析，對解析各類群的系統(tǒng)演化關(guān)系和物種進化過程逐漸明晰，但是依然不完整�；蚪M數(shù)據(jù)為我們探討一些屬下的種間系統(tǒng)發(fā)育和內(nèi)部的物種分化及適應性進化機制提供了便利。被子植物基因組是決定植物體所有性狀的遺傳密碼的總和，共包括三類：核基因組、葉綠體基因組及線粒體基因組，基因的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能差異較大，進化速率表現(xiàn)為核基因組>葉綠體基因組>線粒體基因組(Wolfe,etal.,1987)。由于植物的線粒體DNA經(jīng)常存在向核基因組轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象，情況比較復雜而較難應用于植物的基因組學研究(Gao,etal.,2010)。因此，在被子植物中繼承雙親的核基因組和多呈母系遺傳的葉綠體基因組具有結(jié)構(gòu)相對保守且進化速率適中等優(yōu)勢，被研究者廣泛地應用于植物的系統(tǒng)進化研究(Raubeson,etal.,2007,Gao,etal.,2010)。植物全基因組由于成本較高，還未被普及到所有的物種，仍局限于基因組較小的模式物種以及重要經(jīng)濟或生態(tài)作物�；鶊D1.1全球生物多樣性熱點區(qū)域分布圖，引自(Myers,etal.,2000)Fig.1.1Amapofbiodiversityhotspotsaroundtheworld,citedfrom(Myers,etal.,2000)圖1.2東亞植物區(qū)系劃分注：紅色虛線根據(jù)Wu和Wu(1996)劃分了三個植物區(qū)系亞界：(I)青藏高原亞區(qū)

東亞特征植物的系統(tǒng)進化和譜系地理區(qū)劃研究10碼蛋白基因的同義突變率和非同義突變率的比值(Gao,etal.,2019)。圖2.1假繁縷屬的地理分布圖Fig.2.1ThedistributionpatternofTheligonumspecies表2.1假繁縷屬物種葉綠體基因組基本信息Table2.1FeaturesofplastomesinTheligonumspeciesCharacterusticsT.cynocrambeT.formosanumT.japonicumT.macranthumLocationAdana,TurkeyTaiwan,ChinaOsaka,JapanHunan,ChinaLongitude34.92°E120.31°E135.67°E110.43°ELatitude37.39°N24.12°N34.32°N29.31°NLSClength(bp)83,29283,32983,12183,238SSClength(bp)19,81425,83418,62618,729IRlength(bp)23,52918,42225,21625,237Totallength(bp)152,447153,298152,191152,439GCcontent(%)37.337.337.337.3readslength(bp)150150150150Cleanreads315,197,05118,551,15423,404,24322,849,3332.2.5氣候因子的分化從GBIF（https://www.gbif.org/）、CVH（http://www.cvh.ac.cn/）等數(shù)據(jù)庫提取得到物種的地理分布數(shù)據(jù)并過濾重復和錯誤數(shù)據(jù)�；贓SRIArcgis10.1從WorldClim1.4提取分辨率為1km2，時間為1960-1990年的19個氣候因子（含降水和溫度）數(shù)據(jù)并基于R語言進行統(tǒng)計顯著性差異分析檢驗(Hijmans,etal.,2005,RC,2013)。

【參考文獻】：
期刊論文
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