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重楼属(Paris)隶属百合科(Liliaceae),我国有22个种,主要分布在西南地区。本属植物在被子植物系统发育的研究中也有着重大意义。本文从两方面对重楼属植物进行了研究:(1)通过ITS区序列以及trnL-F基因间区对重楼属植物进行了系统发育分析;(2)通过扩增片断长度多态性DNA(AFLP)技术探讨了黑籽重楼种内的遗传多样性和遗传分化。
(1)ITS区及trnL-F基因间区序列分析:本研究本研究对重楼属植物21个种及变种进行系统分析,测定了7个种及变种的ITS区序列和16个种及变种的区trnL-F基因间区序列,其余14种重楼的ITS区序列和延龄草ITS区及trnL-F基因间区序列直接从GenBank获得。21个重楼样品的ITS区扩增片段长度为618-637 bp,经过对位排列后形成一个644个位点的参数,其中162个位点是变异位点的,98个位点是系统发育信息位点,GC含量54.2%。。trnL-F基因间区长度仅为355-371bp,对位排列后有384个位点,8个可变位点,5个信息位点信息位点少,不能用于系统重建及种间关系分析。
选择延龄草外种群,用系统发育软件PAUP4.0对ITS序列进行统计和聚类分析,结果表明:Ⅰ支持把重楼属归为1个属(Paris);ⅡP.duniana属于较进化的类群,Sect. Paris则属于较为原始的类群;Ⅲ Paris luquanensis与Paris marmorata亲缘关系十分紧密。(2)AFLP分析:以四川瓦屋山、峨眉山和彭州3个地区的黑籽重楼原变种居群及峨眉山、彭州2个地区的无瓣黑籽居群为供试材料,用筛选出的4对引物,对5个群体共计74个个体进行AFLP分析,每对AFLP引物扩增出61~78条,共得到235条多态带。黑籽重楼遗传多样性较高,物种水平的多态带百分率PPB为81.88%,Nei’s基因多样性指数H为0.2490,Shannon多样性指数Ⅰ为0.3867,居群间基因流为1.6870;在变种水平上,黑籽重楼原变种PPB为78.40%,Nei’s基因多样性指数H为0.2849,Shannon多样性指数Ⅰ为0.4237;无瓣黑籽的PPB为63.07%,Shannon多样性指数Ⅰ为0.3603,Nei’s基因多样性指数H为0.2439。黑籽重楼种下的两个变种间的遗传分化系数Gst为0.0726,遗传分化指数PHIst为13.33%。聚类结果无瓣黑籽重楼和黑籽重楼原变种分别分成两支。研究结果表明:黑籽重楼物种水平上有丰富的遗传多样性,居群内遗传分化大于居群间,居群间的相似性系数很大,黑籽重楼种下的两个变种间有遗传分化。