中国特有属植物青钱柳谱系地理学研究

论文摘要

青钱柳属是中国特有的单种属植物,它是中国亚热带最广泛分布的植物之一。在这项研究中,本文利用青钱柳的叶绿体两个片段序列（atpB-rbcL, psbA-trnH基因间隔区）和核基因的一个片段序列（PHYA）检测了青钱柳遗传结构和现有分布格局与前第四纪事件的关系。该文总共收集了青钱柳43个居群,共338个个体。研究结果表明青钱柳具有18种叶绿体单倍型和76种核基因单倍型,发现青钱柳具有较高的遗传多样性（cpDNA HT=0.872, nDNA HT=0.940）。基于叶绿体数据的居群间遗传分化（Gst=0.94）显著性高于核基因检测到的遗传分化系数（Gst=0.04）。叶绿体数据和核基因数据都没有检测到明显的谱系地理结构（Nst> Gst; P>0.05）。对叶绿体的18种单倍型进行系统发育关系重建,发现可以分为两个世系（Ⅰ,Ⅱ）。对叶绿体和核基因数据进行失配分析以及贝叶斯天际线分析,结果都表明了种群近期发生了扩张,扩张事件发生在0.27 Ma。采用了两个化石标定点利用BEAST软件计算分化时间,表明叶绿体两个世系的分化时间发生在渐新世向中新世期过渡的时期（18.01 Ma）,与亚洲内陆干旱事件紧密相关,世系内的绝大多数单倍型在中新世期间发生分化,说明了青钱柳具有漫长的进化历史,这与以前的系统发育分析以及化石记录是一致的。综合分子系统发育数据、古气候资料以及叶绿体单倍型的地理分布信息,发现青钱柳现在的分布区中在第四纪冰期具有多个避难所,其中云贵高原和武夷山脉是最为重要的避难所。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 谱系地理学研究概述
• 1.1.1 谱系地理学概念
• 1.1.2 谱系地理学研究相关理论和方法
• 1.1.3 谱系地理学研究基因组的选择
• 1.1.4 谱系地理学探讨的问题
• 1.2 中国亚热带
• 1.2.1 中国亚热带简介
• 1.2.2 影响中国亚热带植物分布的几大因素
• 1.3 中国亚热带谱系地理学研究
• 1.4 青钱柳研究概况
• 1.4.1 青钱柳分类地位和生物学特性
• 1.4.2 青钱柳分布格局
• 1.4.3 青钱柳国内外研究
• 1.5 胡桃科现存的几个属的化石记录
• 1.6 研究目的与意义
• 第二章 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 基因组DNA提取
• 2.2.2 引物筛选
• 2.2.3 PCR扩增和测序
• 2.3 数据分析
• 2.3.1 序列比对与拼接
• 2.3.2 遗传多样性和遗传结构分析
• 2.3.3 中性检验
• 2.3.4 种群动态（demography）分析
• 2.3.5 单倍型系统发育关系分析
• 2.3.6 单倍型谱系关系分析
• 2.3.7 单倍型分化时间推测
• 2.3.8 单倍型地理分布
• 第三章 实验结果与分析
• 3.1 总DNA提取结果
• 3.2 引物筛选结果
• 3.3 DNA扩增和测序
• 3.4 单倍型变异和分布
• 3.4.1 叶绿体单倍型变异和分布
• 3.4.2 核基因单倍型变异和分布
• 3.5 青钱柳遗传多样性和遗传结构
• 3.5.1 遗传多样性和遗传分化分析
• 3.5.2 空间遗传结构分析
• 3.6 中性检验
• 3.7 失配分布
• 3.8 单倍型间关系和分布
• 3.8.1 叶绿体单倍型关系
• 3.8.2 核基因单倍型间关系和分布
• 3.9 叶绿体单倍型分化时间估算
• 第四章 讨论
• 4.1 遗传多样性和遗传结构
• 4.2 青钱柳第四纪之前的进化历史
• 4.3 青钱柳的第四纪的进化历史
• 4.4 青钱柳的保护
• 第五章 总结
• 参考文献
• 致谢