论文部分内容阅读
十字花科(Cruciferae ulma Brassicaceae)多为一年生、二年生或者多年生草本植物,属于世界广布植物,目前记录有330多个属,约3500多种。作为具有极高经济价值(白菜、油菜等)和拥有分子生物学以及耐盐植物研究模式植物(拟南芥和盐芥)的类群,十字花科在我国各地广泛分布,大约有102属,约412种,且应用范围很广。DNA条形码(DNA barcoding)是基于DNA片段对物种进行识别与鉴定的技术,也是作为分子系统学研究最前沿的技术手段。其具有不受样本个体形态特征、发育水平等诸多限制影响的优点,可以补充对物种形态描述上的不足,并加快物种识别速度。本文通过筛选十字花科核基因组中高度保守的单拷贝编码蛋白的基因片段,尽量排除单系遗传携带变异信息量不足、直系同源与旁系同源等干扰因素,最终选定AT2G36450,AT1G30950基因并第一次将其作为候选片段用于植物DNA条形码研究。以拟南芥所提供的基因序列作为标准,设计引物并选择18个来自十字花科不同属的种及变种进行PCR扩增,通过对PCR产物的序列测定得到其基因序列。采用NJ法、MP法、ML法和贝叶斯法,对来自不同样本的AT2G36450,AT1G30950基因片段的核苷酸序列以及其联合矩阵进行系统发生树的构建,并进行系统学分析。利用单拷贝的核基因组编码基因进行的分子系统学分析,支持了芸薹属和诸葛菜属,碎米荠属、豆瓣菜属和蔊菜属,大蒜芥属、南芥属、荠属分别划为一系的观点。其所携带的简约信息位点百分比可以达到19%-24%,对属于同种的栽培变种之间、同属的种间有很好的区分,所在系统发生树的分支几乎达到99%以上自展支持率。在信息位点逐渐增多的情况下,多系并列无法确定亲缘关系的状况逐渐减少,系统发生树的拓扑结构呈现逐级的梯形态势,并且拥有很好的区分度。结果表明,单拷贝的核基因组编码基因片段通过MP法、ML法和贝叶斯法构建系统发生树所进行的分子系统学分析,可以作为植物DNA条形码来确定植物系统学位置,为研究植物进化、系统演化和种质资源方面的研究提供有力的支持。