基于叶绿体全基因组的竹子系统发育基因组学研究

	基于叶绿体全基因组的竹子系统发育基因组学研究
	张韵洁
导师	李德铢
学位专业	植物学
摘要	竹亚科属于禾本科BEP分支，约包含1000-1500个种。竹亚科,特别是温带木本竹子分支一直是系统发育研究的难点。本研究对竹亚科热带分支的慈竹 (Bambusa emeiensis)，温带分支的裂箨铁竹(Ferrocalamus rimosivaginus)、毛花酸竹(Acidosasa purpurea)、箬叶竹 (Indocalamus longiauritus)、毛竹 (Phyllostachys edulis) 和毛金竹 (Phyllostachys nigra var. henonis) 共六种竹子的叶绿体全基因组进行了测序。首次尝试以系统发育基因组学手段，对竹亚科系统发育关系进行重建，以期解决温带分支内部的系统发育关系，并探讨系统发育基因组学手段用于竹亚科系统发育重建的可行性。同时，结合已发表的两种竹子叶绿体基因组，在全叶绿体基因组水平上筛选了一些分子进化速率相对较快的片段，以期望能用于竹亚科分子系统学研究。主要研究结果如下：1. 六种竹子叶绿体基因组的测序结果，证实了通过改良高盐低pH法直接分离叶绿体基因组，并采用新一代测序技术进行测序这一方法的可行性及可靠性。通过八种竹子叶绿体全基因组序列比对发现,竹亚科植物的叶绿体基因组非常保守，具有良好的共线性，编码一套相同的基因。根据重复序列在各个基因组中的共有方式进行编码，以最大简约法对六种竹子的系统发育关系进行初步分析，结果表明温带分支中裂箨铁竹最先分异，其次依次是毛花酸竹、箬叶竹、毛竹和毛金竹。2. 以禾本科24个全叶绿体基因组序列进行的系统发育重建结果，证实了BEP分支中早熟禾亚科与竹亚科为姊妹关系。温带分支的系统发育结果支持毛竹与毛金竹构成单系，并与箬叶竹聚为一支。毛花酸竹与[箬叶竹+(毛竹+毛金竹)]聚为一支，但这一关系仅得到贝叶斯分析的支持，结合以重复序列为代表的基因组特征分析结果，认为这一关系较为合理。对全叶绿体基因组序列、74个基因编码区序列、大单拷贝区序列、小单拷贝区序列四组数据分别进行系统发育分析，结果表明基于全叶绿体基因组序列的系统发育分析结果较为理想。对基因中插入缺失的研究发现，45个插入/缺失中有25个可能为共近裔性状，20个可能为同塑性性状。将这45个插入缺失进行编码，加入编码基因序列矩阵进行分析，结果对原系统树的拓扑结构并无影响，但某些分支的支持率有所提高。综合以上结果表明,采用叶绿体系统发育基因组学手段对竹亚科植物进行系统发育重建是较为有效的方法。3. 叶绿体基因组中变异位点的数目及分布方式在三个亚科之间存在差异，因此基于八种竹子的叶绿体基因组进行分子标记的筛选更为合理。竹亚科植物叶绿体基因组的非编码区变异率较快，平均变异率约为编码区的两倍，因此本研究主要从非编码区中筛选了20个变异速率较快的分子片段。
语种	中文
	2010-11
学位授予单位	中国科学院研究生院
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.kib.ac.cn/handle/151853/16112
专题	昆明植物所硕博研究生毕业学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	张韵洁. 基于叶绿体全基因组的竹子系统发育基因组学研究[D]. 中国科学院研究生院,2010.

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