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科研進(jìn)展
郭振華研究組等在薔薇類(lèi)系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)研究中取得新認(rèn)識(shí) 文章來(lái)源:中國(guó)西南野生生物種質(zhì)資源庫(kù) | 發(fā)布時(shí)間:2016-07-08 | 作者:趙磊 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 薔薇類(lèi)(rosids)和菊類(lèi)(asterids)是真雙子葉植物的兩個(gè)主干分支,其中薔薇類(lèi)包括17個(gè)目,140個(gè)科,約70,000個(gè)物種,呈現(xiàn)了豐富的形態(tài)多樣性,并具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。近十幾年以來(lái),對(duì)葉綠體基因序列的分析支持薔薇類(lèi)分為豆類(lèi)分支和錦葵類(lèi)分支。其中,豆類(lèi)分支包括固氮支系(由葫蘆目Cucurbitales、殼斗目Fagales、豆目Fabales和薔薇目Rosales組成), COM支系(衛(wèi)矛目Celastrales、酢漿草目Oxalidales和金虎尾目Malpighiales),以及蒺藜目Zygophyllales;錦葵類(lèi)分支包括十字花目Brassicales,錦葵目Malvales,無(wú)患子目Sapindales,燧體木目Crossosomatales,美洲苦木目Picramniales,十齒花目Huerteales,牻牛兒苗目Geraniales和桃金娘目Myrtales等8個(gè)目。然而,葉綠體基因是單親遺傳。因此,利用雙親遺傳的核基因來(lái)探求這些祖?zhèn)飨档倪M(jìn)化關(guān)系是非常必要的。 近日,中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所郭振華研究組、李德銖研究組、伊廷雙研究組與復(fù)旦大學(xué)馬紅教授以及美國(guó)國(guó)立博物館史密森研究院張寧博士合作,利用36個(gè)全基因組和27個(gè)轉(zhuǎn)錄組(其中一個(gè)為新測(cè)序)的核基因序列對(duì)薔薇類(lèi)的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系進(jìn)行了深入研究。在63個(gè)物種中確定了891個(gè)單拷貝或低拷貝的直系同源基因,然后利用串聯(lián)方法和溯祖方法(concatenation and coalescence methods)推斷了系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。兩種方法均獲得了相似的拓?fù)洌疝寄康南到y(tǒng)位置出現(xiàn)沖突。通過(guò)深入的分析,研究人員發(fā)現(xiàn)缺失數(shù)據(jù)(missing data)和基因樹(shù)異質(zhì)性(gene tree heterogeneity)可能是沖突的潛在原因,特別是兩者都具有非常高的比率時(shí),串聯(lián)方法可能得到錯(cuò)誤的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 該研究利用大規(guī)模的核基因數(shù)據(jù)對(duì)薔薇類(lèi)的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系提供了新的認(rèn)識(shí),發(fā)現(xiàn)牻牛兒苗目和桃金娘目構(gòu)成的一支是薔薇類(lèi)其余類(lèi)群的姐妹群;蒺藜目位于擴(kuò)展后的錦葵類(lèi)基部; COM支系不是單系,這三個(gè)目屬于錦葵類(lèi)而不是固氮支系的姐妹群;豆類(lèi)分支僅包括固氮支系,薔薇目和葫蘆目構(gòu)成的一支是豆目和殼斗目構(gòu)成的一支的姐妹群。同時(shí),研究表明,溯祖方法能夠較好的應(yīng)對(duì)高的缺失數(shù)據(jù)和基因樹(shù)異質(zhì)性的問(wèn)題,能更有效的解析薔薇類(lèi)的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。 上述研究結(jié)果以“Phylogenomic Analyses of Large-scale Nuclear Genes Provide New Insights into the Evolutionary Relationships within the Rosids” 為題發(fā)表于進(jìn)化生物學(xué)期刊Molecular Phylogenetics and Evolution(文章鏈接http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1055790316301452)。博士研究生趙磊為該論文第一作者。該研究得到國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(2014CB954100)和中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所重點(diǎn)部署項(xiàng)目(No. 2014KIB02)的資助。
薔薇類(lèi)新的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系圖 |
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