樟科润楠属植物系统学研究

论文摘要

樟科润楠属植物（Machilus Nees）全世界约100种,主要分布于亚洲的热带、亚热带地区。中国是其分布的多样性中心,有68种,大部分分布在中国的西南部和南部地区。本研究以前人对樟科植物的系统学研究工作为基础,通过分子系统学研究和形态学研究的综合分析,对樟科润楠属的系统学问题进行了探索性的前期研究,并对其系统演化关系进行了初步探讨。在分子系统学研究中,应用nrDNA ITS（Internal Transcribed Spacer）序列作为樟科润楠属系统学研究的分子证据,同时尝试从cpDNA的非编码区片段中筛选出适用于樟科植物的分子标记,并选出cpDNA的非编码区片段psbA-trnH进行润楠属的系统学研究;对得到的三个序列矩阵（ITS,psbA-trnH和psbA-trnH & ITS）进行MP（Maximum Parsimony）和Bayesian分析（Bayesian Inference）,并认为使用Bayesian分析法对ITS数据矩阵进行系统发育分析可能较为准确地反映了樟科润楠属的系统发育。在形态学研究中,通过查阅文献、野外观察以及对现有标本的观察,针对润楠属的系统学问题,对一些重要的形态学特征进行了初步的比较研究。综合分子系统学和形态学两方面的研究,我们确定润楠属为一个单系类群,它在鳄梨属群（Persea group）中本身作为一独立分支,虽然与位于该属群基部的产自中南美洲的鳄梨属Persea（不包括鳄梨亚属subg. Persea）有密切亲缘关系,但明显与同产自亚洲的楠属分支（包括楠属Phoebe、莲桂属Dehaasia、油丹属Alseodaphne、赛楠属Nothaphoebe及鳄梨亚属）有更为密切的亲缘关系;同时进一步证实了花被裂片果期宿存且强烈反转可能是解决润楠属系统学问题最重要的关键性状,并支持了润楠属与楠属、鳄梨属、油丹属及赛楠属之间在形态学上存在清晰属间界线的论点。同时,分子证据似乎暗示着其属下系统发育与圆锥花序着生部位、其下花时是否具苞片、花序短小或仰长、其分支部位等方式密切相关。其中花序着生于枝条基部或下部的长梗型少分支而十分伸长的类型,基部无苞片的（如M.minkweiensis）为最原始,而基部具苞片的短梗型多分支的花序（如M.decursinervis和M.phoenicis）可能最特化。这表明花序由温暖气候至温冷气候的一种适应差异（adaptative variation）的结果,在今后研究中应更注重不同花序型的更多取样以便再进一步加以证实。本研究对解决润楠属属内种间的系统演化关系尚有不足,需要补充更多的属内物种以及寻找新的分子标记进行更深入的研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 研究概述
• 1 樟科简介
• 2 樟科系统学研究概况
• 3 鳄梨属群系统学研究概况
• 4 润楠属系统学研究概况
• 4.1 润楠属属级地位的历史争议
• 4.2 润楠属与邻近属的属间界线问题
• 4.3 润楠属属下系统的划分存在疑问
• 5 研究目的和意义
• 5.1 研究意义
• 5.2 研究目的
• 第二章 润楠属植物形态学研究
• 1 润楠属与楠属
• 2 润楠属与鳄梨属
• 3 润楠属与油丹属
• 4 润楠属的属下系统
• 5 小结
• 第三章 樟科润楠属植物分子系统学研究
• 1 实验材料
• 2 cpDNA 片段的筛选和psbA-trnH 片段的尝试
• 3 分子标记ITS 的选择
• 4 研究方法
• 4.1 材料总DNA 提取
• 4.2 PCR 扩增
• A．ITS 扩增
• B．psbA-trnH 扩增
• 4.3 测序
• 4.4 序列校正和排序
• 4.5 系统发育分析
• 5 实验结果
• 5.1 序列特征
• 5.2 ITS 序列分析
• 5.2.1 MP 分析结果
• 5.2.2 Bayesian 分析结果
• 5.3 psbA-trnH 序列分析
• 5.4 ITS & psbA-trnH 联合数据分析结果
• 6 选择ITS 片段
• 7 psbA-trnH 片段的系统学效用
• 8 选择Bayesian 分析方法
• 第四章 樟科润楠属植物系统学
• 1 确定樟科润楠属为单系类群
• 2 润楠属与近缘属之间的系统演化关系
• 3 润楠属属下系统的演化关系
• 第五章 结论
• 1 分子系统学研究
• 2 形态学研究
• 3 对润楠属系统学问题的解释
• 4 本研究存在的不足及对今后工作的建议
• 参考文献
• 在读期间发表论文
• 致谢
• 附录1 ITS 序列矩阵
• 附录2 PSBA-TRNH 序列矩阵