基于叶绿体trnL-F序列以及matK序列探讨虎杖属与西伯利亚蓼的系统学位置

以蓼科Polygonaceae酸模亚科Rumicoideae酸模族Rumiceae大黄属Rheum L.作外类群,对蓼亚科Polygonideae蓼族Polygoneae 4属19种1变种的trnL-F序列以及16种1变种的matK序列进行了测定(部分序列取自GenBank)和聚类分析,探讨了虎杖属Reynoutria Houtt.和两伯利亚蓼Polygonum sibiricum Laxm.的系统学位置,结果表明:(1)虎杖属在两个严格一致树中都聚到了何首乌属Fallopia Adans.的内部,trnL-F序列的支持率为99%,marK序列的支持率为100%,说明虎杖属应归入何首乌属中,所以虎杖属的R.japonica Hour.与R.sachalinense(F Schmidt ex Maxim.)Nakai应分别命名为Fallopia japonica(Houtt.)Ronse Decraene和F sachalinense(F Schmidt ex Maxim.)Ronse Decraene;(2)两个严格一致树都表明,西伯利亚蓼远离蓼属Polygonum L.,聚到了何首乌属的附近,两个序列支持率都为99%,应将该种从蓼属中移出来,提升为属级,即西伯利亚蓼属Knorringia Tzvel.,西伯利亚蓼应命名为Knorringiasibirica(Laxm.)Tzvel..另外,本文对何首乌属与西伯利亚蓼属作了界定.     

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。     

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trnL-F序列推测冰岛蓼属的系统发育

冰岛蓼属的界定一直存在争议,本实验以塔黄为外类群,采用最大简约法对冰岛蓼属及其近缘类群的trnL-F序列进行了系统发育分析,结果表明:(1) 冰岛蓼(Koenigia islandica)和大铜钱叶蓼(Polygonum forrestii)为姊妹群,自展分析的支持率为100%,因此,大铜钱叶蓼应归于冰岛蓼属;(2) 冰岛蓼和分叉蓼组植物聚在一起,自展支持率为99%,说明它们之间有很近的亲缘关系.     

基于叶绿体trnL-F,rbcL序列和核核糖体ITS序列探讨蓼属（蓼科）头状蓼组的系统发育

选用叶绿体基因trnL-F,rbc-L序列和核核糖体ITS序列对蓼属头状蓼组的分类和系统发育进行了分析。以药用大黄为外类群,用最大简约法对3个片段的单独和联合矩阵分别构建系统发育树。结果表明,头状蓼组是一个较自然的类群,与春蓼组、刺蓼组和金线草属的亲缘关系较近;支持头状蓼组作为一组放在春蓼属,细茎蓼和蓝药蓼从头状蓼组转移至冰岛蓼属;不支持将刺蓼组并入头状蓼组;对于小叶蓼的系统学位置有待于进一步研究。     

西伯利亚蓼rd22基因的克隆与序列分析

以3% NaHCO₃溶液胁迫处理48 h的西伯利亚蓼为试材,利用RACE技术,从其茎部组织克隆了脱水应答蛋白RD22的全长cDNA序列。测序后的结果分析表明,该cDNA序列全长为1 302 bp,5′非翻译区为59 bp,3′非翻译区为25 bp,开放读码框为1 218 bp,编码405个氨基酸。在氨基酸序列的C端含有一个比较保守的BURP结构域,N端含有5个重复序列THV-VGKGGV-V。信号肽检测证明该蛋白为分泌性蛋白,前21个氨基酸区域为信号肽结构。其推演的氨基酸序列与葡萄的同源性最高,达到60%。该基因已在GenBank上注册,基因序列登录号为DQ836050。     

基于trnL-F序列探讨杠板归Polygonum perfoliatum的系统位置

杠板归（Polygonum perfoliatum L．）的系统位置一直存在争议,文中以塔黄为外类群,采用最大简约法对杠板归及其近缘类群的trnL-F序列进行了系统发育分析,结果表明：（1）杠板归和刺蓼为姊妹群,自展分析的支持率为99％,分子证据支持杠板归归人刺蓼组,而没有必要单立组或属。（2）刺蓼组、春蓼组和头状蓼组植物聚在一起,自展支持率为100％,说明它们之间有很近的亲缘关系。     

西伯利亚蓼硫堇基因的克隆和序列分析

根据西伯利亚蓼抑制消减文库(SSH)中获得的硫堇(THI)基因的部分序列,应用RACE技术克隆了具有PolyA的全长cDNA序列。基因全长789bp,5'非翻译区90bp,3'非翻译区276bp,开放阅读框编码140个氨基酸。序列分析表明,该编码蛋白与大多数植物THI蛋白前体高度相似,N端具24个氨基酸的信号肽,中间46个氨基酸为成熟THI部分,C端的70个氨基酸为酸性多肽部分。西伯利亚蓼THI蛋白与丹参等双子叶植物THI蛋白有较高的同源性,具保守的植物THI标签序列C-C-X(5)-R-X(2)-[FY]-X(2)-C。此成熟THI蛋白带正电荷,偏碱性,推定可能具有抗病原微生物活性,为一种新的植物THI蛋白,GenBank登录号为DQ981482。     

基于trnL-F序列探讨杠板归Polygonum perfoliatum的系统位置

杠板归(Polygonum perfoliatum L.)的系统位置一直存在争议,文中以塔黄为外类群,采用最大简约法对杠板归及其近缘类群的trnL-F序列进行了系统发育分析,结果表明:(1)杠板归和刺蓼为姊妹群,自展分析的支持率为99%,分子证据支持杠板归归入刺蓼组,而没有必要单立组或属.(2)刺蓼组、春蓼组和头状蓼组植物聚在一起,自展支持率为100%,说明它们之间有很近的亲缘关系.     

蓼属头状蓼组rDNA-ITS的序列扩增及分析

以贵州境内蓼属头状蓼组6种(含1变种)植物为材料,对其rDNA的内转录间隔区(ITS)序列进行PCR扩增,得到6种植物的ITS序列,分别为:赤胫散2个居群(Polygonum runcinatum var.sinense,GenBank登录号FJ606887、FJ648802),平卧蓼(P.strindbergii,GenBank登录号FJ648803 ),尼泊尔蓼(P.nepalense,GenBank登录号FJ648804),羽叶蓼(P.runcinatum,GenBank登录号FJ648805),火炭母(P.chinense,GenBank登录号FJ648806)和头花蓼(P.capitatum,GenBank登录号FJ648807).其中赤胫散与平卧蓼的ITS序列为首次报道.序列分析结果表明,蓼属头状蓼组6种植物ITS序列总长度为661～666 bp,ITS1区序列长度为243～246 bp,5.8 S rDNA区序列长度165 bp,ITS2区序列长度253～258 bp,6种植物的差异主要集中在ITS1和ITS2区.聚类分析显示,6种头状蓼组植物具有共同起源,结果支持赤胫散从羽叶蓼变种上升为独立物种.     

西伯利亚蓼甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因的cDNA克隆与序列分析

根据NaHCO3胁迫下西伯利亚蓼茎部消减库中甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因(GAPDH)表达序列标签序列设计引物,采用cDNA末端快速扩增技术,从西伯利亚蓼茎中扩增出GAPDH的全长cDNA序列。该cDNA序列全长1331bp,完整阅读框1014bp,编码337个氨基酸。属于稳定蛋白,具有GAPDH保守功能域。氨基酸组成与其他已知高等植物来自细胞质中的GAPDH基因cDNA序列具有很高的同源性,最高可以达到96%。通过转酿酒酵母INVSC1的NaHCO3和NaCl胁迫试验表明,转基因INVSC1(pYES2-GAPDH)有明显的抗盐胁迫特性。在10%NaHCO3和4mol·L-1 NaCl胁迫下,转基因INVSC1(pYES2-GAPDH)菌株存活率明显比INVSC1(pYES2)高,可以推测GAPDH基因赋予INVSC1(pYES2-GAPDH)抗NaHCO3和NaCl的能力。该基因的cDNA序列在GenBank中登录号为DQ922680。     

基于ITS序列探讨金线草的系统学位置

金线草的系统位置一直存在争议,该试验以Triplaris weigeltiana为外类群,采用最大简约法对金线草及其近缘类群的ITS序列进行了系统发育分析.结果表明:(1)金线草和蓼属的春蓼组、刺蓼组形成三个并列的分支,因此,金线草没有必要独立成属,分子证据支持金线草成立为组;(2)金线草和春蓼组、刺蓼组植物聚在一起,...     

对翼蓼(蓼科)属级位置的重新探讨

通过对翼蓼Pteroxygonum giraldii Damm. &; Diels及相关属(蓼属Polygonum、何首乌属Fallopia、虎杖属Reynoutria、荞麦属Fagopyrum和金线草属Antenoron)的形态观察、果实解剖学观察、花被片脉序观察、花粉形态、核型分析, 以及ITS序列的分析确定了翼蓼和荞麦F. esculentum Moench较远的亲缘关系。其中我们发现翼蓼果实基部有三个角状物明显不同于其他属果实的形态特征。翼蓼外果皮明显加厚, 并有零星散布的波状内腔, 而荞麦的外果皮很薄, 细胞不等径, 中果皮极厚。以上证据证明了翼蓼与荞麦属亲缘关系较远。在观察荞麦属和翼蓼的花被片脉络时发现了两种不同的脉序类型, 符合将荞麦属分为两个组的划分。翼蓼花被片脉序为三出状, 支持将翼蓼归为Persicarieae族。对翼蓼及荞麦属植物的花粉进行比较后, 发现荞麦属植物的花粉网孔有明显的内凹穿孔而翼蓼却没有, 结果表明二者亲缘关系较远。通过对nrDNA ITS区域序列分析得出翼蓼及相关属为一个单系类群, 含有两个稳定的分支: 第一个分支由蓼属(萹蓄组sect. Avicularia)、何首乌属、虎杖属的植物组成, 第二个分支由蓼属(刺蓼组sect. Echinocaulon、蓼组sect. Polygonum、分叉蓼组sect. Aconogonon、拳参组sect. Bistorta、翼蓼和荞麦属植物组成。同时第二个分支又分成了两个亚分支, 蓼属(刺蓼组、蓼组、分叉蓼组、拳参组)和翼蓼属Pteroxygonum植物属于第一个亚支而荞麦属植物属于第二个亚支。结果支持翼蓼不属于荞麦属的范畴。实验结果显示翼蓼是个单型属, 属于Persicarieae族。     

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。     

分子证据支持蓝药蓼和大铜钱叶蓼归入冰岛蓼属

蓝药蓼Polygonum cyanandrum Diels和大铜钱叶蓼P.forrestiiDiels是否应归于冰岛蓼属Koenigia至今未得到很好的解决。本文利用叶绿体DNA的atp B-rbc L序列来评价这两个物种的亲缘关系和属的归属。对这两个物种以及相关代表种的atp B-rbcL序列分析发现,该片段的长度有较大的变异。从753bp到902bp;存在丰富的系统发育变异位点。系统发育分析表明：蓝药蓼和大铜钱叶蓼与冰岛蓼丘islandica聚为支持率较高的分支。而蓼属Polygonum代表种和其他属的代表种组成另外的分支,表明这两个种应置于冰岛蓼属。这一结果与花粉和染色体证据相吻合。根据这些证据以及形态学特征,还对冰岛蓼属与蓼属的范围与界定进行了讨论。     

基于rbcL和matK序列探讨马鞭草科部分植物的系统学位置

为探究适用于马鞭草科植物的DNA条形码及该类群的系统分类关系,对豆腐柴(Premna microphylla)的叶绿体基因ycf6-psbM、trnV-atpE、rbcL、trnL-F、psbM-trnD、atpB-rbcL、trnC-ycf6、trnH-psbA、rpl36-infA-rps8和核基因ITS序列进行了PCR扩增和测序,结果表明仅rbcL、trnl-F、trnH-psbA序列的PCR扩增以及测序效果较好,而ITS不能得到明显的扩增条带,ycf6-psbM不能成功测序,其它序列存在有部分双峰或噪值高等问题。根据DNA条形码标准,rbcL序列是所有测试条码中相对最适合的。应用rbcL和matK序列对马鞭草科(Verbenaceae)豆腐柴属、牡荆属(Vitex L.)、马鞭草属(Verbena L.)和大青属(Clerodendrum L.)等4属与唇形科宝盖草属(Lamium L.)、水苏属(Stachys L.)、鼠尾草属(Salvia L.)和香科科属(Teucrium L.)等4属的分类和系统发育关系进行分析,以紫草科Lithospermum multiflorum L.为外群,最大简约法对2个片段的单独和联合矩阵分别构建系统发育树。豆腐柴属和大青属应从马鞭草科划入唇形科,马鞭草属仍归于马鞭草科,而牡荆属的系统学位置还需更多的证据。     

西伯利亚蓼半胱氨酸合成酶基因的克隆与表达

摘要: 半胱氨酸合成酶是植物半胱氨酸合成反应的关键限速酶。文中应用RACE技术从西伯利亚蓼中成功克隆了半胱氨酸合成酶基因(GenBank登录号: EU597481), 命名为PcCSase1, 该基因全长cDNA为1 260 bp, 编码382个氨基酸。经生物信息学分析, 初步确定PcCSase1的N端前16个氨基酸为信号肽, 并引导PcCSase1蛋白定位于胞质, 为胞质型半胱氨酸合成酶。同源序列分析表明, 此蛋白与其他植物半胱氨酸合成酶成熟蛋白序列高度保守, 氨基酸相似性达到90%左右。荧光定量RT-PCR分析表明, PcCSase1在西伯利亚蓼的叶、茎和地下茎中均有表达, 叶中表达最高, 茎和地下茎次之, 在3% NaHCO3胁迫过程中, 该基因在叶、茎和地下茎中均在第2 d表达量最高。将PcCSase1转入酿酒酵母INVSc1, 结果显示培养基中半胱氨酸和菌体中谷胱甘肽含量均有显著增加, 在10% NaHCO3和5 mol/L NaCl胁迫下, 转基因INVSc1-pYES2-PcCSase1菌株的存活率明显高于对照INVSc1-pYES2, 证明PcCSase1基因具有耐高盐的作用。     

两栖蓼的分子系统学研究

两栖蓼是一种水陆两栖植物,植株在不同生态环境下外部形态差异较大,同时两栖蓼的系统位置存在争议,被归入春蓼组(sect.Persicaria)或提升为两栖蓼组(sect.Amphibium)。该文选取两栖蓼及春蓼组植物12种,以及刺蓼组、头状蓼组、神血宁组、拳参组、萹蓄组和外类群掌叶大黄共23种植物进行研究。植物总DNA的提取采用改进的CTAB法,所测序列以及从Genbank数据库下载的序列,以掌叶大黄为外类群,采用最大简约法和贝叶斯法对核糖体ITS序列和叶绿体trn L-F序列进行了系统发育分析。ITS序列对位排列的长度为735 bp,包括489个可变位点,272个位点是信息位点。简约法得到9个简约树,步长为1 084,CI指数为0.680,RI指数为0.614。trn L-F序列对位排列的长度为1 121 bp,包括427个可变位点,239个位点是信息位点。简约法寻找到9个简约树,步长为551(CI=0.911,RI=0.910)。贝叶斯法和简约法得到的树基本一致。分子序列分析结果显示,trn L-F序列树类似于ITS序列树。ITS序列构建的发育树上,两栖蓼与刺蓼组植物、春蓼组其他植物形成3个并列的分支;在trn L-F序列树上,两栖蓼则与其他春蓼组植物形成两个并列的分支。由此可见,两栖蓼与春蓼组其他植物的亲缘关系较远,成一独立的分支。两个分子证据支持将两栖蓼提升为两栖蓼组的处理意见。此外,两栖蓼的花粉具散沟,与典型的春蓼组的具散孔花粉不一致。再加上两栖蓼水陆两栖的特性,因此支持把两栖蓼提升为两栖蓼组的观点。两栖蓼组的界定为多年生草本,水陆两栖,根状茎横生,生于水中茎漂浮,叶长圆形或椭圆形,生于陆地茎直立,叶披针形或长圆状披针形,托叶鞘为筒状、薄膜质,总状花序穗状,瘦果近圆形,花粉具散沟。     

10种棘豆属植物的trnL-F序列及其分子系统学研究

选择内蒙古27个样地采集的10种棘豆属植物54个单株,提取样品的基因组DNA,对其叶绿体trnL-F序列进行扩增、测序,所得序列利用ClustalX软件进行对位排列,并用MEGA5.0软件采用最大似然法构建系统发育树,以探讨棘豆属的种间关系与系统进化.结果显示:(1)10种棘豆属trnL-F的变异位点54个,信息位点46个,种间碱基差异百分率为1.9％,GC含量变化范围在30.69％～31.50％之间.(2)棘豆属与黄芪属各为一支,自展支持率达99％,支持棘豆属植物为单系起源.(3)系统树中小花棘豆的样本自成一支,为相对独立进化;多叶棘豆、砂珍棘豆和黄毛棘豆的样本相互混杂,表明亲缘关系很近,从而支持《内蒙古植物志》将三者归入真棘豆亚属轮叶棘豆组的观点.(4)刺叶柄棘豆的样本不同样地形成2个分支,对其亚属水平上的分类需进一步探讨.(5)缘毛棘豆与阴山棘豆的样本聚成一支,支持将二者归入矮生棘豆组.研究表明,trnL-F序列可为棘豆属下种间系统发育关系研究提供分子证据.     

赤包属的系统学研究

采用比较形态学方法,本文详细地描述了赤包属植物根、根状茎、茎、卷须、花序、花枣、花冠、雄蕊群、雌蕊群、果实、种子以及毛被的形态特征,并讨论了某些形态学性状的系统学意义。本文首次描述和记录了该属植物的传粉生物学特征以及传粉媒介,并讨论了造成该属某些种结实率低的原因。本文还根据现存赤包属及其近缘属植物的分布式样以及它们的属下分类群的系统演化式样,确定了中国的横断山系和大巴山系地区是该属植物的现代分布中心和分化中心,而中国云南南部和中南半岛北部地区的季节性山地雨林是该属植物的起源中心。在综合大量资料的基础上,本文对赤包属作了分类学修订。确认该属有22种,2变种,归并了2种和10变种。