中国羽藓科（Thuidiaceae）系统发育研究——基于形态和rbcL、rps4基因序列数据

论文题目: 中国羽藓科（Thuidiaceae）系统发育研究——基于形态和rbcL、rps4基因序列数据

论文类型: 博士论文

论文专业: 植物学

作者: 魏海英

导师: 方炎明

关键词: 中国羽藓科,系统发育,形态学

文献来源: 南京林业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本研究用直接测序法测定了中国羽藓科12 属25 种植物的rbcL 和rps4 基因序列,并从Genbank中下载了其相邻科薄罗藓科和柳叶藓科的部分序列,采用邻接法(Neighbour　Joining　method,　NJ)　和最大似然法(Maximum　likelihood　methods,ML)对获得的序列进行分析,分别构建了rbcL 和rps4 两个基因片段的两种系统树,并将来自DNA 的可分析性状与羽藓科植物形态学特征有机结合起来,探讨羽藓科的范畴、　科内各属的亲缘关系以及羽藓科与其邻近科的关系,得出了以下结论:　(1)本研究中构建的多种不同的系统树中,牛舌藓属、多枝藓属和羊角藓属始终形成一稳定分支,成为一个单系类群,结合牛舌藓亚科植物的匍匐茎、叶片着生方式、蒴齿形态等特征,支持了Buck、Vitt、吴鹏程等将牛舌藓亚科独立成科的观点。　(2)基于rbcL 和rps4 基因序列构建的分子系统树中,广义羽藓科的沼羽藓亚科与羽藓亚科的属种形成了一个单系类群。在形态上沼羽藓亚科植物与羽藓亚科有较多相同之处如蒴齿特征,所以不支持将沼羽藓亚科独立成科。　(3)山羽藓属在形态上与羽藓科核心属羽藓属除齿毛缺失外有诸多相似之处,与虫毛藓属植物也甚相似。本研究来自rbcL 和rps4 的序列数据中,绝对遗传距离、种间差异值、序列歧异度等表明了山羽藓属与硬羽藓属亲缘关系非常近。在不同的系统树中,山羽藓与硬羽藓多次成为高支持率的姊妹群。所以,本研究不支持吴鹏程等将山羽藓属放入沼羽藓亚科,坚持将山羽藓属放至羽藓亚科。　(4)结合形态学特征及基于rbcL和rps4基因序列的分析结果和李成梅等基于核DNA　ITS序列的结果,狭义的羽藓科应该包括虫毛藓属(Boulaya)、小羽藓属(Haplocladium)、鹤嘴藓(Pelekium)、细羽藓属(Cyrto-hypnum)、羽藓属(Thuidium)、硬羽藓属(Rauiella)、山羽藓属(Abietinella)、毛藓属(Bryonoguchia)和沼羽藓属(Helodium)、锦丝藓属(Actinothuidium)。　(5)rbcL 和rps4 基因序列数据在羽藓科的系统重建过程中,信息位点分别占序列总长度的6.8%和7.4%,均大于5%,说明rbcL 和rps4 基因序列在羽藓科系统发育问题探讨方面具有一定的价值。

论文目录:

前言

第一章 羽藓科经典分类

1. 藓类植物经典系统分类

1.1 羽藓科的建立及经典分类回顾

1.2 中国羽藓科系统分类现状

2. 本研究分类群形态学特征

第二章 分子系统学研究

1. 分子系统学研究概况

1.1 分子系统学的形成及其发展简史

1.2 分子系统学常用的研究方法及其应用

2. 植物分子系统学

2.1 植物分子系统学的发展简史

2.2 植物分子系统学的研究特点

2.3 植物分子系统学主要分子标记

2.3.1 随机扩增多态性标记(RAPD)

2.3.2 限制性内切酶片段长度多态性(RFLP)标记

2.3.3 微卫星标记(SSR)

2.3.4 扩增限制性片段长度多态性(AFLP 标记)

2.3.5 核酸序列分析

3. 苔藓植物分子系统学研究进展

3.1 藓类植物的分子系统学研究方法及其应用现状

3.1.1 同功酶电泳技术及其应用

3.1.2 DNA 序列在苔藓植物系统学研究中的应用

3.1.3 其它分子标记的应用

3.2 序列数据的处理与分析

4. 羽藓科分子系统学研究进展

5. 羽藓科系统分类存在的问题

6. 本研究的目的与意义

第三章 实验材料及方法

1. 材料采集

1.1 植物材料采集与处理

1.2 试剂及来源

1.3 主要仪器

2. 实验方法

2.1 总 DNA 提取与纯化

2.2 目标片段 PCR 扩增

2.2.1 扩增反应体系

2.2.2 rps4 和rbcL 片段的扩增引物

2.2.3 PCR 扩增程序

2.3 PCR 产物纯化

2.4 序列分析及系统树构建

第四章 结果与分析

1. 不同方法提取的 DNA 含量

2. PCR 扩增体系的筛选及扩增结果

2.1 不同酶浓度对片段扩增的影响

2.2 扩增结果

2.3 rbcL 和rps4 片段长度和变异

2.4 系统发育树的构建与分析比较

2.4.1 基于rbcL 基因序列的的系统树

2.4.2 基于rps4 的系统树

第五章 讨论

1. 实验方法

1.1 藓类植物的 DNA 提取方法比较

1.2 特异片段的扩增

2. 数据分析方法

2.1 不同系统树构建方法对结果的影响

2.2 DNA 测序的应用及其局限性

3. rbcL 及rps4 在羽藓科系统研究中的价值

4. 羽藓科系统发育关系的探讨

4.1 羽藓科形态学特征

4.2 基于形态及rbcL & rps4 基因序列数据羽藓科系统分析

4.2.1 牛舌藓科建立的自然性

4.2.2 沼羽藓亚科的系统位置

4.2.3 山羽藓的系统位置

4.2.4 羽藓科与邻近科的系统关系

4.3 羽藓科的范畴

5. 进一步研究的几个问题

第六章 结论

1. 本论文的重要结论

2. 本论文的创新点

参考文献

附录1

附录2

附录3

附录4

详细摘要

发布时间: 2005-12-30

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