杨树系统发育和分子进化研究

<正>采用pcr直接测序法测定了杨属5个组主要代表种的its全序列和叶绿体trnl-trnf基因间隔区序列,通过序列分析探讨杨属植物各组之间系统发育关系和分子进化规律。杨属its序列长度为594bp,其中its-1是220bp,its-2为210bp,5.8s是164bp,青杨组部分种在its-2区有一段9bp碱基的缺失。g+c含量大约是69%。its-1序列的碱基变化以转换和颠换为主,而its-2序列则以转换和插入、缺失形式存在。具有系统发育意义的信息位点主要分布在its-2区间。从序列分析所得系统树可看出,杨属为单系起源,其bootstrap值支持率达到100%。各组在杨属中明显是独立的,黑杨组、胡杨组、青杨组和大叶杨组4组亦为单系起源,并得到了bootstrap值的有力支持(97%)。白杨组起源较早,而胡杨组和黑杨组则起源较晚,白杨组与其它各组之间的亲缘关系相对较远。各组在分歧以后沿着各自的方向演化。its全序列分析对研究杨属各组间系统发育关系是一种较好的分子标记。杨属trnl-trnf基因间隔区序列长度约350bp左右,但由于插入和缺失造成长度上的较大变化,使其具有系统发育意义的信息位点大大高于以前在其他植物上的报道,未能很好地反映出杨属5组之间的系统发育关系。its序列分析表明青杨组遗传变化较大。大青杨、香杨和甜杨三者的关系应该是香杨和甜杨具有较近的亲缘关系,两者与大青杨之间的关系相对较远。由于its-2序列替换在转换数和颠换数上的不平衡产生了一参数模型计算值小于二参数模型计算值,因此本研究在进行相对速率检测时采用二参数模型。对杨属各组分子进化相对速率结果分析可知,杨属5组的its序列分子进化速率略有差异。比较its-1序列,胡杨组进化速率最快,其次为白杨组、胡杨组、黑杨组、青杨组和大叶杨组。its-2序列则白杨组是进化速率最慢的,其次是大叶杨组、青杨组,而黑杨组则稍大于胡杨组