ITS假基因对栎属系统学研究的影响及其对分子系统学研究的启示

核糖体rDNA ITS是被子植物系统发育研究中应用最广泛的分子标记之一。以前人们认为同一物种中的ITS序列因致同进化而使不同拷贝高度一致,在分子系统学研究中常以ITS1-5.8S-ITS2序列作为构建系统进化树的基础。近年来,在对一些被子植物的研究中发现这段序列在同一物种中具有多态性,有些拷贝中的5．8S区不具编码功能,人们把含有不具编码功能5．8S区的ITS1-5．8S-ITS2序列定义为ITS假基因序列,它对同源基因致同进化的假设形成了新的挑战。在诸多应用ITS序列重建系统进化关系的研究中,栎属系统学研究因ITS假基因的发现而倍受关注。本文以栎属为例回顾了ITS假基因的发现过程,分析了其对该属系统学研究的影响,为分子生物学在植物系统进化研究中的应用提供一些新的参考。     

中国栎属植物花粉形态及其系统学意义

从系统学分类学的角度出发 ,对国产栎属 31个种的花粉进行了光学显微镜和扫描电镜观察。研究结果表明栎属的花粉萌发孔对该属的系统与分类无太大的参考价值 ;但栎属的花粉纹饰有颗粒状、聚颗粒状两种主要类型 ,具有重要的系统学分类学价值。花粉形态的研究结果支持将栎属植物划分为常绿类与落叶类的观点 ;栎属巴东栎组植物的花粉纹饰在种间存在分化 ,花粉形态的研究结果支持将巴东栎组至少划分为两个不同类群的观点 ;在佐以其他证据的情况下 ,栎属植物的花粉纹饰还具有重要的分类学价值     

羊肚菌属分子系统学研究进展*

简要介绍羊肚菌属系统学研究现状,概述了当前国内外羊肚菌属分子系统学研究进展。     

基于5.8SrDNA/ITS序列的内蒙古棘豆属植物分子系统学分析

对12种34个地理种群的内蒙古棘豆属植物核糖体ITS区段和5.8S基因序列进行比较分析,并采用Maximum Likelihood法构建系统发育树.结果表明:支持棘豆属植物为单系起源,支持《内蒙古植物志》将黄毛棘豆(Oxytropis ochrantha)、多叶棘豆(O.verticillaris)、二色棘豆(O.bicolor)和砂珍棘豆(O.racemosa)归入真棘豆亚属(Subgen.Euoxytropis)轮叶棘豆组(Sect.Baicalia Stell.ex Bunge)的观点.推测多叶棘豆和砂珍棘豆ITS2区段出现的C/T转换可能是其部分种群混杂在其他物种中的主要原因,但基因转换对于系统发育的影响仍尚未可知.研究不支持传统分类学上对鳞萼棘豆(O.squammulosa)与刺叶柄棘豆(O.aci ph ylla)的划分,系统发育树显示二者聚为一支,而非与传统分类学上界定的同组或同亚属植物形成一支;结合植物地理学研究结果,认为刺叶柄棘豆与鳞萼棘豆为地理替代种.推测刺叶柄棘豆可能为多系起源物种.线叶棘豆(O.fili formis)和东北棘豆(O.coerulea与真棘豆亚属物种构成姐妹群,而非单室棘豆亚属植物.研究认为在物种界定过程中,只将少数几个形态学特征作为主要分类依据欠妥.     

国产堇菜属的分子系统学研究

利用基于ITS序列的分子系统学对国产堇菜属(Viola L.)进行了系统发育重建,选择Hybanthus concolor和鳞隔堇(Scyphellandra pierrei)作为外类群,对国产堇菜属植物54种1亚种共66个序列进行分析。分子系统树中获得强烈支持的中国堇菜属属下组级分类群有Sect.Viola、Sect.Diffusae、Sect.Bilobatae、Sect.Vaginatae。Subgen.Melanium与Sect.Viola和Sect.Trigonocarpae聚在一起,说明它们的亲缘关系较近,但Sect.Trigonocarpae支获得的支持率较低。分子系统树证实了Subgen.Dischidium与Subgen.Chamaemelanium的近缘关系,但不支持根据距的长短将Subgen.Dischidium划分为Sect.Longicalcaratae和Sect.Brevicalcaratae的处理。而Pinnatae类群应该作为Sect.Adnatae下的一个亚组处理。根据分子系统发育和形态学特征对V.lucens、V.magnifica、V.dissecta、V.yunnanensis等的分类地位进行了重新评价。     

基于核糖体DNA内转录间隔区ITS序列的广义蓼属及近缘属分子系统学研究

通过对广义蓼属及近缘属共32个代表种内转录间隔区ITS序列的分子系统学分析,尝试研究备受争议的广义蓼属及近缘属的物种族、属、组级的划分问题,结果显示,广义蓼属在系统发育树上并不能形成一个单系类群,这些物种共聚为3大支,分别对应春蓼族、蓼族及荞麦族,其中荞麦属与翅果蓼属形成了一支独立于春蓼族及蓼族之外的类群。在春蓼族中,冰岛蓼属与分叉蓼组形成一个单系类群。     

中国苋属nrDNA的ITS序列分析及其系统学意义

运用ＰＣＲ直接测序法,对苋属（Ａｍａｒａｎｒｈｕｓ Ｌ．）１５个种及外类群鸡冠花（Ｃｅｌｏｓｉａ ｃｒｉｓｔａｔａ Ｌ．）ｎｒＤＮＡ的ＩＴＳ区（包括ＩＴＳ－１,５．８５ｒＤＮＡ和ＩＴＳ－２）进行序列测定。结果表明苋属植物的ＩＴＳ序列总长度为６２９－６３２ｂｐ,长度变异仅发生在ＩＴＳ－１区（２５０－２５３ｂｐ）。采用ＰＡＵＰ软件进行系统发育分析表明：分布于中国的苋属植物可分为３组,即刺苋组（ｓｅｃｇ     

虫草属分子系统学研究现状

近年来的分子系统学研究结果表明 ,麦角菌目 (Clavicipitales)与肉座菌目 (Hypocreales)以及虫草属[Cordyceps(Fr.)Link]与麦角菌科 (Clavicipitaceae)内的有关种属关系密切 ,但虫草属为一多系群 ,其中只有新虫草亚属的种类形成单系群。虫草属种类的进化与寄主有一定的关系 ,有关研究显示它们在亲缘关系相差很大的寄主之间多次转移。多个独立的ITS序列研究表明 ,阔孢虫草 (CordycepscrassisporaM .Zangetal.)、甘肃虫草(CordycepsgansuensisK .Y .Zhangetal.)、多轴虫草 (CordycepsmultiaxialisM .Zang&Kinjo)、尼泊尔虫草 (CordycepsnepalensisM .Zang&Kinjo)与冬虫夏草 [Cordycepssinensis(Berk.)Sacc.]为同一物种 ;RAPD和ITS序列分析还显示不同地理分布的冬虫夏草存在明显的遗传分化。分子生物学方法在确定有性型与无性型的关系上已经为多种虫草菌提供了有力的证据。本文主要对虫草属分子系统学研究现状进行了综述 ,同时就分子生物学研究中的取样问题、一些分子方法的适用范围以及有性型与无性型的关系等问题进行了讨论。     

山茶属植物ITS的扩增及其序列特征分析

以山茶属(Camellia)植物为实验材料,通过在PCR反应液中加入二甲基亚砜(DMSO)来改进ITS区的扩增效果,并对获得的序列进行了相关的比较分析以及系统发育分析。分析结果表明:(1)PCR反应液中添加4%的DMSO能明显提高ITS的扩增效率,并能有效防止ITS假基因的扩增;(2)与功能拷贝相比,ITS假基因序列的ITS1和ITS2区存在多处碱基缺失,GC含量明显偏低,5.8S区二级结构稳定性降低;(3)应用ITS假基因进行种水平的系统发育分析会对其真实的系统关系造成影响,提示进行系统进化研究时应警惕假基因的干扰。     

基于核糖体DNA内转录间隔区ITS序列的广义蓼属及近缘属分子系统学研究(英文)

通过对广义蓼属及近缘属共32个代表种内转录间隔区ITS序列的分子系统学分析,尝试研究备受争议的广义蓼属及近缘属的物种族、属、组级的划分问题,结果显示,广义蓼属在系统发育树上并不能形成一个单系类群,这些物种共聚为3大支,分别对应春蓼族、蓼族及荞麦族,其中荞麦属与翅果蓼属形成了一支独立于春蓼族及蓼族之外的类群。在春蓼族中,冰岛蓼属与分叉蓼组形成一个单系类群。     

基于细胞核rDNA ITS片段的水青冈属的分子系统发育

对山毛榉科水青冈属6种、1亚种、1栽培变种的ITS区片段进行了测序和分析,并对其中2个具有ITS序列多态性的分类群进行了ITS区克隆。水青冈属ITS系统发育树聚成两支,位于基部的是分布于北美的大叶水青冈,另一分支则包括了欧洲和东亚的类群。在欧洲和东亚分支中,又包括两支,其中日本北部的波叶水青冈位于基部,台湾水青冈和欧亚大陆的水青冈形成另外一支。ITS区分析与现行的水青冈属基于形态学性状的属下分类系统有一定差异,而与本属现存物种的地理分布格局较为一致。各类群间TIS区序列差异较小,显示属内现存物种的分化时间不是太长。     

杜鹃花科白珠树属分子系统学和生物地理学研究进展

白珠树属(Gaultheria)在杜鹃花科(Ericaceae)系统演化中占有十分重要的地位,其系统位置和演化关系一直备受争议.最近的分子系统学研究认为,白珠树属已经不再属于传统上的越橘亚科(Vaccinioideae)的綟木族(Andromedeae),而是与一些相关属组成了白珠树族(Gaultherieae).对白珠树属产于美洲的类群和相关类群的分子系统学的初步研究则表明,该属与Diplycosia、Tepuia和Pernettya等属(均为"常绿类群")关系密切,可能应将这几个属并入到白珠树属中,但其属下分类系统关系还需要对产于亚洲的类群进行深入的研究后才能确定.白珠树属与其近缘属的进化历史和生物地理学关系较为复杂,与杜鹃花科其他大多数属不同,白珠树属为典型的环太平洋分布.关于白珠树属的起源问题存在两种不同的推测:一种观点认为该属起源于南半球的冈瓦纳古陆;另一种观点则认为其起源于北半球的劳亚古大陆.本文概述了近年来白珠树属的分子系统学和生物地理学研究进展,并对该属尚存的一些问题进行了讨论.     

Molecular phylogenetics of subtribe Aeridinae (Orchidaceae): insights from plastid matK and nuclear ribosomal ITS sequences

We conducted phylogenetic analyses using two DNA sequence data sets derived from matK, the maturase-coding gene located in an intron of the plastid gene trnK, and the internal transcribed spacer region of 18S–26S nuclear ribosomal DNA to examine relationships in subtribe Aeridinae (Orchidaceae). Specifically, we investigated (1) phylogenetic relationships among genera in the subtribe, (2) the congruence between previous classifications of the subtribe and the phylogenetic relationships inferred from the molecular data, and (3) evolutionary trends of taxonomically important characters of the subtribe, such as pollinia, a spurred lip, and a column foot. In all, 75 species representing 62 genera in subtribe Aeridinae were examined. Our analyses provided the following insights: (1) monophyly of subtribe Aeridinae was tentatively supported in which 14 subclades reflecting phylogenetic relationships can be recognized, (2) results are inconsistent with previous classifications of the subtribe, and (3) repeated evolution of previously emphasized characters such as pollinia number and apertures, length of spur, and column foot was confirmed. It was found that the inconsistencies are mainly caused by homoplasy of these characters. At the genus level, Phalaenopsis, Cleisostoma, and Sarcochilus are shown to be non-monophyletic.     

两栖爬行动物的分子系统发生

介绍了两栖爬行动物分子系统发生研究中选用的分子信息的种类及已发表的蛙类,蟾蜍类,龟类,蜥蜴类和蛇类等的分子系统学研究,这些研究中使用的DNA信息主要为mtDNA序列,也使用了一些核DNA序列。其研究的内容涉及目间,科间等高级阶元的系统发生关系,以及属间,种间以及亚种或种群间的系统发生关系。     

中国绿水螅分子系统发生地位的初步探讨

目的:初步探讨中国绿水螅(Hydra sinensis)分子系统发生地位以及水螅属内部各类群系统发生关系。方法:采用酚-氯仿法提取中国绿水螅总DNA,扩增线粒体COI和16S r RNA基因片段并进行DNA序列测定,再利用Clustal及MEGA等生物信息学分析软件进行系统发生分析。结果:在本研究重建的所有系统发生树中,中国绿水螅始终与绿水螅Hydra viridissima的不同种群一起构成绿水螅单系群。同时,棕色水螅群的单系性被基于COI基因的NJ树以及基于16S r RNA基因的NJ树和ML树支持,唯独基于COI基因的ML树不支持棕色水螅群的单系发生。在基于COI基因的ML树中纤弱水螅族在系统树的基部独立为一支系,而绿水螅群和其他棕色水螅群水螅一起组成另一支系,提示纤弱水螅族水螅的系统发生地位值得进一步探讨。值得注意的是,根据本文的结果,棕色水螅群内3族的划分仍然有一定疑问。基于COI基因的NJ树和ML树支持普通水螅族、寡水螅族和纤弱水螅族各自族内的单系发生,但16S r RNA基因的NJ树和ML树中仅普通水螅族水螅聚为单系群,而寡水螅族和纤弱水螅族水螅各自并非单系发生。结论:把水螅属划分为绿水螅群及棕色水螅群有一定的合理性,但棕色水螅群内寡水螅族、普通水螅族和纤弱水螅族3族的划分还有待商榷。     

我国巢鼠属分类和分子系统学分析

本研究对2018至2021年采集的9号巢鼠(Micromys minutus)标本、22号红耳巢鼠(M. erythrotis)标本和19号待厘定的巢鼠属标本,进行形态分类和分子系统学分析,进一步揭示我国巢鼠属的分类和系统分化问题。待厘定的巢鼠属标本形态特征为：标本体背毛黑棕,体腹毛基灰色,毛尖灰白,体侧毛色具明显区分,尾背部毛色黑棕,尾腹部毛色灰棕色;尾长长于头体长的120%;头骨背面观可见颧弓明显弯曲;颅全长[(18.59 ± 0.48)mm]和颅基长[(17.43 ± 0.48 mm)]较长,腭长[(9.35 ± 0.11)mm]较长,脑颅高[(7.43 ± 0.06)mm]较高。待厘定的巢鼠属标本形态特征与巢鼠和红耳巢鼠均存在差异。待厘定巢鼠属标本与巢鼠和红耳巢鼠之间的遗传距离分别为0.115和0.136,接近于巢鼠与红耳巢鼠之间的遗传距离(0.126)。利用Cyt b基因全序列和核基因IRBP1、RAG1和RAG2序列分别构建的巢鼠属系统发生树均以较高的置信度分化成3个进化支,即巢鼠、红耳巢鼠和待厘定的巢鼠属样本的进化支。形态学和分子系统学分析结果均支持待厘定的巢鼠属标本为独立物种分类单元,对应于文献记载的巢鼠川西亚种(M. m. pygmaeus)。根据产地、遗传距离和形态分化,建议将巢鼠川西亚种提升为种,命名为川西巢鼠(M. pygmaeus comb. nov.)。利用Cyt b基因全序列构建的巢鼠系统发生树分化成6个进化谱系：日韩谱系、欧洲谱系、俄罗斯新西伯利亚谱系、中国东北和俄罗斯远东谱系、中国安徽谱系和中国台湾谱系。     

Phylogenetics and seed morphology of African Nymphoides (Menyanthaceae)

We evaluated the boundaries among Nymphoides (Menyanthaceae) species in Africa, a region where the genus has received relatively little attention. We gathered morphological data from seeds using light and scanning electron microscopy, and we conducted molecular phylogenetic analyses using nuclear sequence data from the internal transcribed spacer (ITS) region. Morphological and molecular features distinguished six species and affirmed their respective geographic ranges. No African specimens were attributable to Nymphoides indica, even though this paleotropical species previously had been understood to grow in Africa. We establish the new combination Nymphoides senegalensis (G. Don) Tippery, based on an established African basionym, to accommodate the specimens formerly identified as N. indica. Phylogenetic analyses resolved two distinct clades containing African species. The majority of African species are closely related to neotropical species, with which they share similar petal ornamentation. The morphologically distinct N. ezannoi shares floral and phylogenetic similarity with species from North America and Asia. Results presented here support prior hypotheses that allopolyploid species in the Americas may have originated from one or more parental lineages in Africa. Seed morphological characters remain some of the most reliable features for identifying species, particularly for herbarium specimens lacking observable floral characters.     

Non-concerted ITS evolution in Mammillaria (Cactaceae)

Molecular studies of 21 species of the large Cactaceae genus Mammillaria representing a variety of intrageneric taxonomic levels revealed a high degree of intra-individual polymorphism of the internal transcribed spacer region (ITS1, 5.8S rDNA, ITS2). Only a few of these ITS copies belong to apparently functional genes, whereas most are probably non-functional (pseudogenes). As a multiple gene family, the ITS region is subjected to concerted evolution. However, the high degree of intra-individual polymorphism of up to 36% in ITS1 and up to 35% in ITS2 suggests a non-concerted evolution of these loci in Mammillaria. Conserved angiosperm motifs of ITS1 and ITS2 were compared between genomic and cDNA ITS clones of Mammillaria. Some of these motifs (e.g., ITS1 motif 1, 'TGGT' within ITS2) in combination with the determination of GC-content, length comparisons of the spacers and ITS2 secondary structure (helices II and III) are helpful in the identification of pseudogene rDNA regions.     

Phylogenetic systematics of Sternbergia (Amaryllidaceae) based on plastid and ITS sequence data

The phylogenetics of Sternbergia (Amaryllidaceae) were studied using DNA sequences of the plastid ndhF and matK genes and nuclear internal transcribed spacer (ITS) ribosomal region for 38, 37 and 32 ingroup and outgroup accessions, respectively. All members of Sternbergia were represented by at least one accession, except S. minoica and S. schubertii, with additional taxa from Narcissus and Pancratium serving as principal outgroups. Sternbergia was resolved and supported as sister to Narcissus and composed of two primary subclades: S. colchiciflora sister to S. vernalis, S. candida and S. clusiana, with this clade in turn sister to S. lutea and its allies in both Bayesian and bootstrap analyses. A clear relationship between the two vernal flowering members of the genus was recovered, supporting the hypothesis of a single origin of vernal flowering in Sternbergia. However, in the S. lutea complex, the DNA markers examined did not offer sufficient resolving power to separate taxa, providing some support for the idea that S. sicula and S. greuteriana are conspecific with S. lutea. © 2011 The Linnean Society of London, Botanical Journal of the Linnean Society, 2011, 166 , 149–162.