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小麦族(Triticeae)是禾本科(Poaceae)植物中一个十分重要的类群,约350-450个种,广泛分布于世界各地,是现代麦类作物和牧草遗传育种的重要种质资源。小麦族植物包含自花和异花授粉,一年生和多年生,二倍体和多倍体。因此,小麦族物种是研究物种起源,进化生物学,多倍体起源的机理和遗传变异的极好的材料。披碱草属是小麦族多年生小麦的野生近缘属,其中具有StH染色体组的异源四倍体Elymus trachycaulus由二倍体的拟鹅观草属植物(St染色体组)和二倍体的大麦属植物(H染色体组)天然杂交再经异源多倍化形成。了解其起源和进化历程将对小麦族多倍体系统发育研究具有重要的指导意义。为了研究异源四倍体披碱草E.trachycaulus的起源和进化动力学,本实验用低拷贝核基因磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(Pepc)和RNA聚合酶第二类大亚基(Rpb2)以及非编码的叶绿体基因TrnL/F(TrnL(UAA)-TrnF(GAA)基因片段)分析了异源四倍体E.trachycaulus的系统进化关系。之前的研究表明,拟鹅观草属(Pseudoroegneria)的St染色体组和大麦属(Hordeum)的H染色体组是E.trachycaulus的染色体组供体。本实验中,叶绿体基因的数据表明拟鹅观草属(Pseudoroegneria)是E.trachycaulus的母本供体,Rpb2序列的进化树显示E.trachycaulus的St染色体组来源于P.strigosa、P.stipifolia、P.spicata或P.geniculate的任一个。Pepc序列的进化树揭示E.trachycaulus的H相似序列分成几组,从而表明E.trachycaulus的H染色体组可能是多起源的,但具体是由于多次起源抑或是随后序列杂交的渐渗产生的还不太清楚。在大部分材料中都没有发现Pepc序列的St类型拷贝,这可能是由于在异源多倍化的进程中发生了趋同进化,每个材料里的Pepc序列的H相似序列的许多拷贝都伴随着大量的插入和缺失,这可能是由于H染色体组的不稳定性,或者是不完全的协同进化所引起的。本研究结果揭示了E.trachycaulus具有复杂的进化史。