干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 沙芥属两个物种之间的谱系筛选和物种分化

Arid

	沙芥属两个物种之间的谱系筛选和物种分化
	尉秋实; 何芳兰; 王倩; 吴桂莉; 李昌龙
完成单位	甘肃省治沙研究所
登记(发布)日期	2013
中文摘要	1.课题来源与背景 “沙芥属两个物种之间的谱系筛选和物种分化”是国家自然基金委员会于2010年下达的国家地区基金项目,项目编号为31060032,承担单位为甘肃省治沙研究所,执行期限为2011年1月至2013年12月。长期以来,以角果形态作为该属物种分类的关键性状,但是,角果形态变异在种群甚至个体内都有很大差异;我们通过对沙芥属所有物种多数居群角果形态的统计分析表明,该属只有两个形态学物种,即沙芥P. cornutum (L.)Gaertn 和斧形沙芥 P. dolabratum Maxim,其为研究植物邻域物种分化过程、不同遗传背景遗传变异在姐妹种间的谱系筛选式样的重要材料。 2.研究目的与意义物种形态分化过程中,不同遗传背景的遗传变异如何在姐妹种中进行分选是近年来进化生物学中最重要一个研究领域,其研究结果对于理解物种的形成机制具有重要意义。十字花科Brassicaceae沙芥属Pugionium是中亚及我国西北荒漠地区的特有属,主要分布在甘肃、内蒙和宁夏,包括形态上出现明显分化但邻域分布的两个姐妹种,沙芥和斧型沙芥。本项目利用cpDNA trnV-trnM和trnS-trnfM序列、核核糖体ITS序列以及简单重复序列SSR等三套具不同遗传背景的分子标记,研究两个物种的居群结构和遗传分化,揭示群体水平上三套遗传标记与两个物种形态分化的一致性与非一致性,阐述不同背景遗传变异在物种形态分化过程中的谱系筛选模式或者种间基因流式样。 3.主要论点与论据项目分析研究结果表明：在所采集的25个地理居群共169 个个体中,共检测到4 种叶绿体单倍型,其中3个在两物种中广泛分布,表明两物种在分化过程中存在不完全的谱系筛选。种间叶绿体DNA遗传分化较低(FCT =0.101),甚至低于种内居群间的分化。但是,我们发现SSR标记的种间遗传分化值较高(FCT= 0.272),且SSR数据的贝叶斯聚类和最大似然分析将所有采样个体划分为与形态学划分完全一致的两组。SSR位点数据表明两物种间存在明显的非对称性种间基因流,即由斧型沙芥到沙芥的基因流大于由沙芥到斧型沙芥的基因流。另外,两种ITS变异类型在所有采样个体中的分化与其形态分类完全一致。这些结果均表明沙芥和斧型沙芥共享大量的祖先叶绿体多态性,同时暗示核DNA在划分近期分化物种方面的重要价值。 4.创先与创新本项目将通过三套分子标记,揭示这两种植物的居群结构和遗传分化,为植物物种的邻域成种理论提供新证据。将同时采用三套具有不同遗传背景的分子标记(ITS、cpDNA、SSR)来揭示遗传变异在两个邻域分布的姐妹种间的谱系筛选模式或基因流式样。 5.社会经济效益,存在的问题通过本项目实施,在国际期刊上发表学术论文1篇,国内核心期刊待发论文2篇,同时培养博士研究生1名、中青年技术骨干2名。在项目执行中,我们发现沙芥的分布与生长对微生境的变化十分敏感,尤其对降雨的反应,当降雨量减少时,沙芥种子不萌发或萌发数量很少,有些种群因区域干旱而找不到个体,所能采集的居群数量和个体均太少,导致原计划的部分区域并未采集到理想材料。因此,本项目所有居群和个体样本数少于原计划数量。 6.历年获奖情况无 7.成果简介本项目以为十字花科Brassicaceae沙芥属Pugionium研究对象,在居群水平上采样,利用cpDNA trnV-trnM和trnS-trnfM序列、核核糖体ITS序列以及简单重复序列SSR等三套具不同遗传背景的分子标记,研究两个物种的居群结构和遗传分化,重点揭示群体水平上三套遗传标记与两个物种形态分化的一致性与非一致性,阐述不同背景的遗传变异在物种形态分化过程中的谱系筛选模式或者种间基因流式样,为植物物种的邻域分化成种提供新证据。
中文关键词	沙芥属 ; 谱系筛选 ; 物种分化
成果类型	基础理论
中图法分类号	Q943
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001564212
来源机构	甘肃省治沙研究所
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243271
推荐引用方式 GB/T 7714	尉秋实,何芳兰,王倩,等. 沙芥属两个物种之间的谱系筛选和物种分化[Z]. 基础理论,2013.