本文主要研究内容
作者张笑（2019）在《绞股蓝属植物系统发育和群体遗传学研究》一文中研究指出：绞股蓝属（Gynostemma BL.）隶属于葫芦科（Cucurbitaceae）,属下包含2亚属16种2变种,中国有2亚属14种2变种,主要分布于东亚及东南亚地区,在我国的主要分布范围为长江流域及其以南。因其具有极大的药用价值,近年来受到许多国内外科学家们的重视。然而,野外调查发现,绞股蓝属植物自然居群生长的地理环境复杂,该属物种在分化过程中形成了一系列的生态变异类型,而且多个物种间形态特征交叉、过渡现象严重,为基于形态学的绞股蓝属植物的分类和系统发育带来挑战。目前,人们对绞股蓝属植物的研究主要集中在化学成分及药理药性研究、形态学与细胞学研究、基于少数分子标记的系统进化研究等方面,而对该属植物的叶绿体基因组尚未报道,因此,构建绞股蓝属物种的完整叶绿体基因组图谱是很有必要的。本研究利用绞股蓝属植物的叶绿体全基因组（Complete Chloroplast Genome）和核基因组分型GBS（Genotyping-by-Sequencing）的数据,并结合形态学的量化数据共同研究绞股蓝属物种间的系统发育关系和群体遗传特征,揭示中国亚热带地区绞股蓝自然居群的进化和群体动态历史。本研究的主要结论如下:（1）通过对绞股蓝叶绿体DNA进行Illumina高通量测序获得了完整的绞股蓝叶绿体基因组序列和图谱。结果表明:双链环状的绞股蓝叶绿体基因组大小为157,576 bp,总GC碱基含量为37.00%。共预测到139个功能基因,包括91个蛋白编码基因,30个tRNA基因和8个rRNA基因。该研究首次获得绞股蓝属植物的完整叶绿体基因组序列,为绞股蓝属以及葫芦科的系统发育关系研究提供了很好的参考。（2）在对8个绞股蓝属物种完整叶绿体基因组的比较研究中发现:绞股蓝属植物叶绿体具有经典的四部分结构,即一个大单拷贝区LSC（平均长度86,834 bp）,一个小单拷贝区SSC（平均长度18,649 bp）以及两个相互间隔且反向互补的反向重复区IRa和IRb（平均长度26,174 bp）;每个叶绿体基因组均编码133个基因,其中包括87个蛋白编码基因,8个rRNA基因,37个tRNA基因和1个假基因infA。基因组在结构、基因组成和顺序上都很保守。通过对叶绿体基因组中3种长重复序列和SSR的搜索,结果发现绞股蓝属叶绿体基因组序列中含有大量的重复序列,且大多数重复序列分布于基因间隔区和内含子上。另外,综合序列变异和mVISTA的研究表明,叶绿体基因组的蛋白编码区CDS比非编码区CNS保守,反向重复区IR比单拷贝区SC保守。属内物种间的系统发育关系的研究表明绞股蓝属可分为2个亚属,其结果与形态学分类一致。（3）对10个葫芦科代表属的物种的完整叶绿体基因组进行比较分析,结果表明葫芦科植物的叶绿体基因组相对保守,结构稳定且均未发生基因重排事件。选择压力分析表明在3个基因（accD,clpP和matK）中存在一些受选择位点,由这3个基因编码的蛋白质参与植物发育和能量转化、叶绿体蛋白合成以及基因转录,可能在葫芦科植物应对陆地生态系统发展过程中发挥关键作用。葫芦科的叶绿体基因组属于GC缺失类型,而且在第三个密码子位置上有较强的A/T偏好。本研究揭示了psbL基因中的一个非常规起始密码子,即原本的起始密码子ACG变成了AUG,这是由于RNA编辑引起的,它可以修饰突变,调节叶绿体基因的表达,是植物叶绿体中的一种校正机制。系统发育树（ML和BI）表明锥形果属Gomphogyne,雪胆属Hemsleya和绞股蓝属Gynostemma构成葫芦科中最早分化的谱系。因此,我们的研究结果表明,叶绿体基因组数据可以有效地解决葫芦科内不同属的系统发育关系。此外,该研究可为今后的系统发育研究提供潜在的分子标记和DNA条形码,并为丰富葫芦科叶绿体基因组资源做出巨大贡献。（4）本研究利用量化的形态学数据和分子基因组层面的完整叶绿体基因组和GBS（Genotyping-by-Sequencing）基因分型的分析对绞股蓝属植物13种2变种的系统发育关系进行了深入探讨,结果证实绞股蓝属下包含2个亚属,即绞股蓝亚属和喙果藤亚属。翅茎绞股蓝、广西绞股蓝和扁果绞股蓝应从绞股蓝亚属内移出,归入喙果藤亚属。而毛绞股蓝、毛果绞股蓝、缅甸绞股蓝和大果绞股蓝应合并为“毛绞股蓝”,并且可与长梗绞股蓝、光叶绞股蓝和绞股蓝进行归并,作为一个广义的“绞股蓝”物种对待。Beast分化时间的计算发现绞股蓝属的分化始于早第三纪晚期（23.02 Ma）,属内亚属的分化时间在中新世时期（12.75 Ma）,而属内物种的分化主要集中在第三纪上新世末期与第四纪更新世初期（3Ma）。末次间冰期（0.13 Ma）时,绞股蓝属植物主要分布在东亚东南部地区,当末次冰期（0.02 Ma）来临,绞股蓝亚属的分布范围逐渐西移至内陆,到达横断山区和秦岭大巴山区,而喙果藤亚属的分布范围在本地收缩,形成各自避难所;冰期过后的扩散过程中可能存在杂交和遗传漂变,从而形成现今物种的系统关系和分布格局。另外,本研究中基于SNP数据对绞股蓝属植物进行遗传结构的研究,结果发现绞股蓝属植物可划分为东西部两个分区,我们推测,在绞股蓝属各物种的形成和扩散过程中,受到了强烈的地理环境和气候条件的影响。（5）最后,本研究首次从基因组水平探讨了绞股蓝不同地理居群的种群遗传多样性水平和遗传结构。研究结果表明,绞股蓝的居群遗传多样性低（He=0.175,Ho=0.183）,居群间分化程度较高(FST=0.984),且遗传变异主要存在于居群间。30个居群可以分为南北两个分组,而在青藏高原东南边缘、云贵高原和秦岭-巴山地区的居群在进化历史上存在一定的基因交流。总之,本研究通过绞股蓝属植物叶绿体基因组的构建,对该属内物种和其近缘属（葫芦科代表属）部分物种的叶绿体基因组进行了比较分析,并结合核基因组分型和量化的形态学数据深入讨论了绞股蓝属植物的系统分类与进化关系。另外,还利用简化基因组数据分析探讨了该属植物的群体遗传进化和动态历史,加深人们对绞股蓝属分子遗传背景的了解,并为东亚地区植物的保护提供有效信息。
Abstract
jiao gu lan shu （Gynostemma BL.）li shu yu hu lu ke （Cucurbitaceae）,shu xia bao han 2ya shu 16chong 2bian chong ,zhong guo you 2ya shu 14chong 2bian chong ,zhu yao fen bu yu dong ya ji dong na ya de ou ,zai wo guo de zhu yao fen bu fan wei wei chang jiang liu yu ji ji yi na 。yin ji ju you ji da de yao yong jia zhi ,jin nian lai shou dao hu duo guo nei wai ke xue jia men de chong shi 。ran er ,ye wai diao cha fa xian ,jiao gu lan shu zhi wu zi ran ju qun sheng chang de de li huan jing fu za ,gai shu wu chong zai fen hua guo cheng zhong xing cheng le yi ji lie de sheng tai bian yi lei xing ,er ju duo ge wu chong jian xing tai te zheng jiao cha 、guo du xian xiang yan chong ,wei ji yu xing tai xue de jiao gu lan shu zhi wu de fen lei he ji tong fa yo dai lai tiao zhan 。mu qian ,ren men dui jiao gu lan shu zhi wu de yan jiu zhu yao ji zhong zai hua xue cheng fen ji yao li yao xing yan jiu 、xing tai xue yu xi bao xue yan jiu 、ji yu shao shu fen zi biao ji de ji tong jin hua yan jiu deng fang mian ,er dui gai shu zhi wu de xie lu ti ji yin zu shang wei bao dao ,yin ci ,gou jian jiao gu lan shu wu chong de wan zheng xie lu ti ji yin zu tu pu shi hen you bi yao de 。ben yan jiu li yong jiao gu lan shu zhi wu de xie lu ti quan ji yin zu （Complete Chloroplast Genome）he he ji yin zu fen xing GBS（Genotyping-by-Sequencing）de shu ju ,bing jie ge xing tai xue de liang hua shu ju gong tong yan jiu jiao gu lan shu wu chong jian de ji tong fa yo guan ji he qun ti wei chuan te zheng ,jie shi zhong guo ya re dai de ou jiao gu lan zi ran ju qun de jin hua he qun ti dong tai li shi 。ben yan jiu de zhu yao jie lun ru xia :（1）tong guo dui jiao gu lan xie lu ti DNAjin hang Illuminagao tong liang ce xu huo de le wan zheng de jiao gu lan xie lu ti ji yin zu xu lie he tu pu 。jie guo biao ming :shuang lian huan zhuang de jiao gu lan xie lu ti ji yin zu da xiao wei 157,576 bp,zong GCjian ji han liang wei 37.00%。gong yu ce dao 139ge gong neng ji yin ,bao gua 91ge dan bai bian ma ji yin ,30ge tRNAji yin he 8ge rRNAji yin 。gai yan jiu shou ci huo de jiao gu lan shu zhi wu de wan zheng xie lu ti ji yin zu xu lie ,wei jiao gu lan shu yi ji hu lu ke de ji tong fa yo guan ji yan jiu di gong le hen hao de can kao 。（2）zai dui 8ge jiao gu lan shu wu chong wan zheng xie lu ti ji yin zu de bi jiao yan jiu zhong fa xian :jiao gu lan shu zhi wu xie lu ti ju you jing dian de si bu fen jie gou ,ji yi ge da chan kao bei ou LSC（ping jun chang du 86,834 bp）,yi ge xiao chan kao bei ou SSC（ping jun chang du 18,649 bp）yi ji liang ge xiang hu jian ge ju fan xiang hu bu de fan xiang chong fu ou IRahe IRb（ping jun chang du 26,174 bp）;mei ge xie lu ti ji yin zu jun bian ma 133ge ji yin ,ji zhong bao gua 87ge dan bai bian ma ji yin ,8ge rRNAji yin ,37ge tRNAji yin he 1ge jia ji yin infA。ji yin zu zai jie gou 、ji yin zu cheng he shun xu shang dou hen bao shou 。tong guo dui xie lu ti ji yin zu zhong 3chong chang chong fu xu lie he SSRde sou suo ,jie guo fa xian jiao gu lan shu xie lu ti ji yin zu xu lie zhong han you da liang de chong fu xu lie ,ju da duo shu chong fu xu lie fen bu yu ji yin jian ge ou he nei han zi shang 。ling wai ,zeng ge xu lie bian yi he mVISTAde yan jiu biao ming ,xie lu ti ji yin zu de dan bai bian ma ou CDSbi fei bian ma ou CNSbao shou ,fan xiang chong fu ou IRbi chan kao bei ou SCbao shou 。shu nei wu chong jian de ji tong fa yo guan ji de yan jiu biao ming jiao gu lan shu ke fen wei 2ge ya shu ,ji jie guo yu xing tai xue fen lei yi zhi 。（3）dui 10ge hu lu ke dai biao shu de wu chong de wan zheng xie lu ti ji yin zu jin hang bi jiao fen xi ,jie guo biao ming hu lu ke zhi wu de xie lu ti ji yin zu xiang dui bao shou ,jie gou wen ding ju jun wei fa sheng ji yin chong pai shi jian 。shua ze ya li fen xi biao ming zai 3ge ji yin （accD,clpPhe matK）zhong cun zai yi xie shou shua ze wei dian ,you zhe 3ge ji yin bian ma de dan bai zhi can yu zhi wu fa yo he neng liang zhuai hua 、xie lu ti dan bai ge cheng yi ji ji yin zhuai lu ,ke neng zai hu lu ke zhi wu ying dui liu de sheng tai ji tong fa zhan guo cheng zhong fa hui guan jian zuo yong 。hu lu ke de xie lu ti ji yin zu shu yu GCque shi lei xing ,er ju zai di san ge mi ma zi wei zhi shang you jiao jiang de A/Tpian hao 。ben yan jiu jie shi le psbLji yin zhong de yi ge fei chang gui qi shi mi ma zi ,ji yuan ben de qi shi mi ma zi ACGbian cheng le AUG,zhe shi you yu RNAbian ji yin qi de ,ta ke yi xiu shi tu bian ,diao jie xie lu ti ji yin de biao da ,shi zhi wu xie lu ti zhong de yi chong jiao zheng ji zhi 。ji tong fa yo shu （MLhe BI）biao ming zhui xing guo shu Gomphogyne,xue dan shu Hemsleyahe jiao gu lan shu Gynostemmagou cheng hu lu ke zhong zui zao fen hua de pu ji 。yin ci ,wo men de yan jiu jie guo biao ming ,xie lu ti ji yin zu shu ju ke yi you xiao de jie jue hu lu ke nei bu tong shu de ji tong fa yo guan ji 。ci wai ,gai yan jiu ke wei jin hou de ji tong fa yo yan jiu di gong qian zai de fen zi biao ji he DNAtiao xing ma ,bing wei feng fu hu lu ke xie lu ti ji yin zu zi yuan zuo chu ju da gong suo 。（4）ben yan jiu li yong liang hua de xing tai xue shu ju he fen zi ji yin zu ceng mian de wan zheng xie lu ti ji yin zu he GBS（Genotyping-by-Sequencing）ji yin fen xing de fen xi dui jiao gu lan shu zhi wu 13chong 2bian chong de ji tong fa yo guan ji jin hang le shen ru tan tao ,jie guo zheng shi jiao gu lan shu xia bao han 2ge ya shu ,ji jiao gu lan ya shu he hui guo teng ya shu 。chi jing jiao gu lan 、an xi jiao gu lan he bian guo jiao gu lan ying cong jiao gu lan ya shu nei yi chu ,gui ru hui guo teng ya shu 。er mao jiao gu lan 、mao guo jiao gu lan 、mian dian jiao gu lan he da guo jiao gu lan ying ge bing wei “mao jiao gu lan ”,bing ju ke yu chang geng jiao gu lan 、guang xie jiao gu lan he jiao gu lan jin hang gui bing ,zuo wei yi ge an yi de “jiao gu lan ”wu chong dui dai 。Beastfen hua shi jian de ji suan fa xian jiao gu lan shu de fen hua shi yu zao di san ji wan ji （23.02 Ma）,shu nei ya shu de fen hua shi jian zai zhong xin shi shi ji （12.75 Ma）,er shu nei wu chong de fen hua zhu yao ji zhong zai di san ji shang xin shi mo ji yu di si ji geng xin shi chu ji （3Ma）。mo ci jian bing ji （0.13 Ma）shi ,jiao gu lan shu zhi wu zhu yao fen bu zai dong ya dong na bu de ou ,dang mo ci bing ji （0.02 Ma）lai lin ,jiao gu lan ya shu de fen bu fan wei zhu jian xi yi zhi nei liu ,dao da heng duan shan ou he qin ling da ba shan ou ,er hui guo teng ya shu de fen bu fan wei zai ben de shou su ,xing cheng ge zi bi nan suo ;bing ji guo hou de kuo san guo cheng zhong ke neng cun zai za jiao he wei chuan piao bian ,cong er xing cheng xian jin wu chong de ji tong guan ji he fen bu ge ju 。ling wai ,ben yan jiu zhong ji yu SNPshu ju dui jiao gu lan shu zhi wu jin hang wei chuan jie gou de yan jiu ,jie guo fa xian jiao gu lan shu zhi wu ke hua fen wei dong xi bu liang ge fen ou ,wo men tui ce ,zai jiao gu lan shu ge wu chong de xing cheng he kuo san guo cheng zhong ,shou dao le jiang lie de de li huan jing he qi hou tiao jian de ying xiang 。（5）zui hou ,ben yan jiu shou ci cong ji yin zu shui ping tan tao le jiao gu lan bu tong de li ju qun de chong qun wei chuan duo yang xing shui ping he wei chuan jie gou 。yan jiu jie guo biao ming ,jiao gu lan de ju qun wei chuan duo yang xing di （He=0.175,Ho=0.183）,ju qun jian fen hua cheng du jiao gao (FST=0.984),ju wei chuan bian yi zhu yao cun zai yu ju qun jian 。30ge ju qun ke yi fen wei na bei liang ge fen zu ,er zai qing cang gao yuan dong na bian yuan 、yun gui gao yuan he qin ling -ba shan de ou de ju qun zai jin hua li shi shang cun zai yi ding de ji yin jiao liu 。zong zhi ,ben yan jiu tong guo jiao gu lan shu zhi wu xie lu ti ji yin zu de gou jian ,dui gai shu nei wu chong he ji jin yuan shu （hu lu ke dai biao shu ）bu fen wu chong de xie lu ti ji yin zu jin hang le bi jiao fen xi ,bing jie ge he ji yin zu fen xing he liang hua de xing tai xue shu ju shen ru tao lun le jiao gu lan shu zhi wu de ji tong fen lei yu jin hua guan ji 。ling wai ,hai li yong jian hua ji yin zu shu ju fen xi tan tao le gai shu zhi wu de qun ti wei chuan jin hua he dong tai li shi ,jia shen ren men dui jiao gu lan shu fen zi wei chuan bei jing de le jie ,bing wei dong ya de ou zhi wu de bao hu di gong you xiao xin xi 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自西北大学的张笑，发表于刊物西北大学2019-10-08论文，是一篇关于绞股蓝属论文,叶绿体基因组论文,简化基因组论文,系统发育论文,群体遗传论文,西北大学2019-10-08论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自西北大学2019-10-08论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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