云杉屬系統(tǒng)與進(jìn)化學(xué)研究.pdf

1、云杉屬是一個(gè)單系類群的判定得到了學(xué)術(shù)界廣泛的認(rèn)同，并在很早就被普遍接受，但對將屬劃分成亞屬、樹種組和系還存在很大的爭議，主要問題是分類標(biāo)準(zhǔn)并不明確。本研究根據(jù)花粉形態(tài)、以及cpDNA和mtDNA序列，分別研究了云杉屬的系統(tǒng)與進(jìn)化關(guān)系和地理起源，為本屬的分類提供孢粉學(xué)和DNA水平上的依據(jù)：
　　應(yīng)用掃描電鏡觀測了14種云杉的花粉形態(tài)，即我國的鱗皮云杉、紅皮云杉、粗枝云杉、白扦、青海云杉、紫果云杉、青扦、麗江云杉和川西云杉，歐洲大陸的

2、塞爾維亞云杉和歐洲云杉，以及北美大陸的黑云杉和白云杉，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)和圖片分析的方法對其花粉形態(tài)進(jìn)行對比研究。結(jié)果顯示：云杉屬這14個(gè)種的花粉均屬于兩氣囊松科花粉，大小的變動(dòng)范圍為84.59~103.18μm；花粉體近極面與氣囊過渡明顯，形成帽沿；氣囊表面紋理較平滑，在種間變異不顯著。萌發(fā)溝位于花粉體遠(yuǎn)極面兩氣囊之間，呈現(xiàn)溝痕的形式。根據(jù)聚類分析可以把云杉屬14個(gè)種分成兩組：麗江云杉組和云杉組；云杉組又可劃分成云杉亞組、塞爾維亞云杉亞組和

3、青扦亞組。其組間的系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系為麗江云杉組→云杉組進(jìn)化。
　　通過父系遺傳的葉綠體6個(gè)序列matK、rbcl、trnT-trnF、atpA、chlB和pbsC，以及母系遺傳的線粒體nad5和nad7序列研究了云杉屬32個(gè)種共160個(gè)個(gè)體的系統(tǒng)進(jìn)化，結(jié)果顯示：葉綠體DNA序列與線粒體DNA，以及6個(gè)葉綠體DNA序列之間均經(jīng)歷了不一致的遺傳進(jìn)化歷程。在6個(gè)葉綠體 DNA序列中，4個(gè)多態(tài)性較高的序列 matK、rbcl、trnT-trn

4、F和chlB的系統(tǒng)進(jìn)化相似，都是北美洲的西加云杉處于進(jìn)化分支的基部位置，而2個(gè)多態(tài)性較低的序列atpA和pbsC的系統(tǒng)進(jìn)化是亞洲的日本云杉處于進(jìn)化分支的基部位置；6個(gè)cpDNA的聯(lián)合序列，檢測到34個(gè)葉綠體單倍型，在構(gòu)建的最大似然（ML）進(jìn)化樹中北美洲的西加云杉處于進(jìn)化分支的基部位置，其它的云杉屬又可進(jìn)一步分割成三個(gè)進(jìn)化分支。在2個(gè)線粒體的聯(lián)合序列中檢測到9類線粒體單倍型（A~I），線粒體單倍型A處于進(jìn)化分支的中心位置，是云杉屬線粒體的

5、祖先類型，其樹種包括亞洲云杉屬的9個(gè)種和一個(gè)歐洲種源的歐洲云杉，它分4條路徑進(jìn)化，其他8類單倍型都是它的派生物。
　　將花粉形態(tài)的UPGM聚類分析圖與6個(gè)cpDNA聯(lián)合序列的系統(tǒng)進(jìn)化樹進(jìn)行對比研究發(fā)現(xiàn)，二者的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)呈現(xiàn)高度吻合，可以作為云杉屬系統(tǒng)進(jìn)化研究的有效形態(tài)指標(biāo)；在通過cpDNA序列進(jìn)行云杉屬系統(tǒng)進(jìn)化研究時(shí)，選擇多態(tài)位點(diǎn)較高的序列的同時(shí)，也不能忽視對一些變異較小的保守序列的選擇，二種類型的序列相輔相成，共同揭示云杉屬系統(tǒng)進(jìn)