美洲野生稻的分子系統(tǒng)發(fā)育與進(jìn)化研究.pdf

1、具有CCDD染色體組的異源四倍體美洲野生稻，包括Oryza alta Swallen、O．grandiglumis(Doell)Prod．和O．Latifolia,Desv．3個(gè)物種，屬于O．officinalis復(fù)合體，在稻屬(Oryza)中是一個(gè)比較特殊的類群。長(zhǎng)期以來(lái)，以其局限的地理分布、錯(cuò)綜復(fù)雜的分類學(xué)地位、不清晰的物種起源以及其異源多倍體的性質(zhì)，一直吸引著眾多學(xué)者的關(guān)注?？偨Y(jié)以往的研究發(fā)現(xiàn)主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題：(1)不同的學(xué)者

2、對(duì)美洲野生稻這3個(gè)物種之間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系各持己見(jiàn)；(2)美洲野生稻的起源問(wèn)題長(zhǎng)期以來(lái)一直困擾稻屬系統(tǒng)分類學(xué)家。(3)CCDD物種倍增基因的分子進(jìn)化問(wèn)題引人深思。這些野生稻將來(lái)自不同染色體組親本的基因整合到一個(gè)共同的核中，導(dǎo)致了整個(gè)基因組的倍增，那么這些來(lái)自不同染色體組上的倍增基因會(huì)采取何種進(jìn)化方式，發(fā)生怎樣的遺傳改變? 以上這些問(wèn)題都有待于通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究來(lái)不斷地尋求答案。針對(duì)上述問(wèn)題，我們對(duì)美洲野生稻這3個(gè)物種的部分個(gè)體展開(kāi)

3、研究，以核低拷貝基因Adh1、GPA1為目的基因，采取序列分析的方法，希望能從DNA水平對(duì)這些問(wèn)題有所揭示，其研究結(jié)果如下： (1)通過(guò)總結(jié)以往稻屬異源四倍體中染色體組C和D以及稻屬現(xiàn)存的所有二倍體染色體組A、B、C、E、F的乙醇脫氫酶基因(Adh1)片段的序列差異，并以G染色體組序列作為外類群，采用PAUP運(yùn)算軟件中的簡(jiǎn)約性和距離方法重新計(jì)算了各個(gè)染色體組之間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，進(jìn)一步證明了3個(gè)CCDD四倍體是一次雜交事件的產(chǎn)物：

4、四倍體中的C染色體組和亞洲的二倍體O．officinalis、O．rhizomatis物種中的C染色體組表現(xiàn)出更近的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系；而D染色體組和澳洲的O．a(chǎn)ustraliensis物種中的E染色體組表現(xiàn)出較近的親緣關(guān)系，二者可能有共同的祖先；同時(shí)進(jìn)一步闡明了3個(gè)美洲野生稻中O．a(chǎn)lta和O．grandigulmis的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系較近。 (2)通過(guò)對(duì)來(lái)自不同分布區(qū)的含CD染色體組物種以及二倍體物種樣品O．officinalis(C

5、C)和O．a(chǎn)ustraliensis(EE)的低拷貝核基因GPAl(G蛋白a亞基基因)的克隆測(cè)序，探討了低拷貝基因在多倍體中的進(jìn)化模式，從基因序列上揭示CD物種成種后，來(lái)自不同染色體組上的倍增基因會(huì)出現(xiàn)的可能進(jìn)化動(dòng)態(tài)。發(fā)現(xiàn)在CD物種的核基因組內(nèi)兩種染色體組類型的拷貝同時(shí)存在；較其他植物，其核苷酸多樣性θW和π呈現(xiàn)出較低的水平；同時(shí)，在3個(gè)物種內(nèi)，C染色體組拷貝的多態(tài)性均高于D染色體組拷貝，特別是在O．grandiglumis和O．lat