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题名: 巴豆藤的系统学及谱系地理学研究 
作者: 许瑾
学位类别: 博士
答辩日期: 2011-05
授予单位: 中国科学院研究生院
导师: 彭华
关键词: 巴豆藤 ; 系统发育 ; cpDNA ; AFLP ; 谱系地理学 ; 东亚特有属
中文摘要: 巴豆藤属(Craspedolobium Harms)是东亚特有单型属,只有巴豆藤Craspedolobium unijugum(Gagnepain)Z. Wei & Pedley 1 种,其起源较古老。作为云南高原亚热带常绿阔叶林的标志性物种,对其进行谱系地理学研究将对云南高原的地质历史研究有着重要的价值和意义。本研究主要分两个方面,第一,进行巴豆藤系统学的研究,探讨其系统学位置;第二,用叶绿体片段测序和AFLP分子标记进行巴豆藤的谱系地理学研究,探讨其遗传多样性、遗传结构及其演化与云南高原地质历史进程的相关性。主要结果如下:1. 传粉观察巴豆藤的开花特征表明,巴豆藤的传粉几乎完全为虫媒。在云南易门居群进行了访花昆虫的观察,结果表明,主要的访花昆虫归属4 科4 属5 种,属于膜翅目(Hymenoptera)和双翅目(Diptera)。其中,东方蜜蜂中华亚种Apis cerana cerana Fabricius 为巴豆藤的有效传粉者。2. 系统学研究巴豆藤细胞学研究的结果表明,其间期核属于复杂染色体;有丝分裂前期染色体属于中间型;核型公式为:2n= 2x= 22= 12m+ 10sm,核型不对称性为2B 型。染色体基数x= 11 支持其放在Millettioid clade 中(此分支包括崖豆藤族Millettieae、菜豆族Phaseoleae 和相思子族Abreae 等)。其系统学位置仍不明确。分子系统学研究则提供了更多有用的信息,得出了与以往不同的结论。巴豆藤属自建立以来,一直被放在崖豆藤族。基于叶绿体trnK/matK 和核核糖体ITS序列进行的分子系统学研究表明,巴豆藤属与菜豆族的关系更近,与崖豆藤族的关系较远。结合形态学的特征,应该将其放入广义菜豆族Phaseoleae sens. lat.中。3. 谱系地理学研究对巴豆藤进行了广泛的采样,采到的32 个居群,基本覆盖其分布范围。通过选用cpDNA 两个基因间区atpB-rbcL 和trnS-trnG 对巴豆藤32 个居群共320个个体进行了谱系地理分析,得到了以下结果:(1)巴豆藤具有较高的遗传分化系数(GST=0.733,NST=0.790),遗传多样性水平很高(HT=0.903)。在32 个居群中共检测到24 个单倍型。物种水平单倍型多样性Hd= 0.8847,核酸多样性Pi= 0.00217。以昆明为中心的滇中地区,集中了8 个单倍型。该地区很可能是巴豆藤的多样化中心。(2)失配分布分析表明,巴豆藤居群没有经历扩张事件。(3)师宗、兴义和西林居群表现出独立演化的特征,这三个居群与其它居群分化的时间约为3.465Ma。黔滇桂地区的种系分化程度强,及云南高原的隆升可能是造成这种差异的主要原因。(4)巴豆藤的单倍型表现出东西分化的特征,可能与云南高原的山脉和河流的走向有关。(5)北部的居群遭受第四纪冰期的影响,滇中的富民、禄丰居群和川西南安宁河谷地区的米易、会理等居群的单倍型多样性较高,这些居群可能为冰期避难所或冰期后回迁的汇集地。4. AFLP 分析筛选了3 对AFLP 引物,对 32 个居群共471 个个体的遗传变异进行了分析。3 对AFLP 引物共扩增出270 条条带,其中257 条(95.19%)为多态性条带。在种的水平上,基因多样性指数He 值为0.1024,香农信息指数I 值为0.1805。元江居群(YJ)具有最高的基因多样性指数(He = 0.1000);景东居群(JD)具有最低的基因多样性指数(He = 0.0331)。AMOVA 分析结果显示,巴豆藤居群的遗传变异主要存在于居群内(68.58%)。居群间的遗传分化系数GST值为0.3219,表明居群间存在一定的遗传分化。基于GST 值计算出居群间的基因流Nm 为0.5267,说明居群间基因交流有限。PcoA 分析、NJ 分析以及Structure 分析均检测到巴豆藤居群主要分化为3 组,但是这三组没有形成明显的地理结构。可能的原因:(1)巴豆藤分布区相对狭小,并且连续分布,没有严格的地理隔离;(2)云南高原夷平面抬升,巴豆藤处于夷平面的一定海拔高度,产生了一定的遗传分化,但是分化的时间还不够长,还未能形成相应的地理结构。与cpDNA 的结果不一致,师宗、兴义和西林三个居群并没有表现出独立演化的特征,巴豆藤居群也未出现东西分化的特征。这可能是由于cpDNA 检测到的是种子流的影响,而AFLP 的结果是种子流和花粉流双重作用的结果。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.kib.ac.cn/handle/151853/16955
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许瑾.巴豆藤的系统学及谱系地理学研究 .[博士 学位论文 ].中国科学院研究生院 .2011
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