絞股藍(lán)多倍體的起源與進(jìn)化研究.pdf

1、多倍化在高等植物中是一種極為重要的進(jìn)化和多樣性形成方式，現(xiàn)存的被子植物很少沒有在它們的進(jìn)化過程中經(jīng)歷過多倍化。在植物界中，周期性的多倍化事件以及多倍體的多次起源幾乎是一個規(guī)則，而不是特例。多倍體根據(jù)來源可以分為同源多倍體和異源多倍體，其中同源多倍體是種內(nèi)起源的，異源多倍體是通過種間雜交和多倍化后形成的。 絞股藍(lán)屬(Gynostemma)為葫蘆科(Cucurbitaceae)多年生攀援草本植物，包含16種2變種，其中9種2變種為中

2、國特有，現(xiàn)代分布中心為中國長江流域至云南省。根據(jù)子房和果實形態(tài)的差異，將其分為喙果藤亞屬(Subgen． Triostellum)和絞股藍(lán)亞屬(Subgen．Gynostemma)。多倍體現(xiàn)象在絞股藍(lán)屬植物中極為普遍，多倍化與植物的地理分布密切相關(guān)。只具有二倍體的種類不但分布區(qū)狹小，生態(tài)環(huán)境也較單一，具有多倍體的種類，分布區(qū)相對較大。其中分布區(qū)最廣的絞股藍(lán)(G． pentaphyllum)在該屬中倍性變化最大，具有二倍體、四倍體、六倍體

3、和八倍體4種倍性。本研究以廣布種絞股藍(lán)作為絞股藍(lán)屬植物的典型種，運用克隆測序或PCR產(chǎn)物直接測序的方法，分析了13個居群的絞股藍(lán)(包含三個多倍體居群：DL8x、JS6x、NJ4x)和兩個外類群(五柱絞股藍(lán)和喙果絞股藍(lán))的三種不同來源的基因序列，包括母系遺傳的葉綠體基因間隔區(qū)(psbB—psbF、rpl20—rpsl2、trnL—F)、nrDNA ITS序列(代表多拷貝基因家族)和RPB2內(nèi)含子序列(代表單拷貝核基因)。主要目的是探討絞股

4、藍(lán)多倍體的起源方式(種內(nèi)起源vs．種間雜交起源)、起源次數(shù)(一次起源vs．異地多次起源)以及演化方式，并確定其二倍體和多倍體的關(guān)系，分析其不同倍性植物分布格局形成的原因。 單獨和組合的核基因序列系統(tǒng)發(fā)育分析均表明來源于同一個多倍體居群的不同克隆間序列變異很小，很有可能來源于同一個植物家系，因此推測絞股藍(lán)多倍體的產(chǎn)生是同源多倍化的結(jié)果。系統(tǒng)發(fā)育樹上多倍體居群間相比具有較近的親緣關(guān)系，這揭示絞股藍(lán)二倍體和多倍體間發(fā)生了較大的遺傳分化

5、，多倍化可能在絞股藍(lán)的分化過程中是一種重要的機(jī)制。不同居群間的cpDNA序列幾乎沒有變異，所有的變異位點都出現(xiàn)在八倍體居群DL8x中。八倍體cpDNA基因出現(xiàn)了相對大的變異，在此并未找到與其cpDNA基因型相似的二倍體居群。此外，ITS系統(tǒng)發(fā)育樹揭示絞股藍(lán)多倍體居群中出現(xiàn)了親緣關(guān)系與其地理分布的不一致性，現(xiàn)今的二倍體與多倍體的地理分布并不代表它們間的親緣關(guān)系，這有可能是二倍體祖先的滅絕或者絞股藍(lán)多倍體起源時間較早，以至于多倍體起源后經(jīng)遷