入侵物种紫茎泽兰的叶绿体全基因组分析.pptVIP

结果和讨论 紫茎泽兰rpoC1基因含有两个内含子，只有一个内含子在菊科另外五个物种的叶绿体基因组中有发现。除了rpoC1之外，ycf1基因也显示出了高度的分化。ycf1基因在紫茎泽兰和银胶菊中是一个假基因，由于各种插入和缺失而具有高度的分化。 叶绿体非编码区域被证明适用于被子植物系统发育研究。六个物种的叶绿体基因组中的非编码区域显示出比编码区域更高的序列分歧。在比对的序列之中，一些区域显示出了高度的分歧，包括ndhD-ccsA，psbI-trnS，trnH-psbA，ndhF-ycf1以及ndhI-ndhG。 结果和讨论 ④ 分子标记的鉴定 在叶绿体基因组比较分析中鉴定出一些包含序列分歧的区域，适合用于系统学研究。为检测哪些区域能用于紫茎泽兰系统发育分析，那些在六个基因组之间进行比对发现存在分歧的序列，以及那些在系统发育鉴定中常用的区域，均被从六个菊科植物的叶绿体基因组中提取出来使用最大简约法进行分析。 结果和讨论 结果和讨论 在此前的研究中，ndhC-trnV，psbM-trnD以及clpP区域已被鉴定为分歧区域，这些区域作为菊科系统发育学标记含有大量的系统发育信息。其他的几个区域是我们在当前研究中新发现的，此外，这些区域中很多还未被用到现有的分子系统发育研究中，它们在进一步的研究中可能会有价值。 结果和讨论 一般来说，通过分子标记获得的系统树应该与该物种的进化相一致，因为序列进化的速率与物种的进化和生活史是相关的。但是当基因和物种的进化并未一致进行的时候，基因的系统树可能出现与物种不一致的情况。 为研究我们新鉴定的DNA区域中是否有与物种进化一致的系统树，我们对所有存在分歧的比对区域进行了最大简约系统发育树的构建。 结果和讨论 结果和讨论 在本研究中，一些新的DNA区域被鉴定出含有大量的系统发育信息，它们可能成为系统发育分析的潜在分子标记。这些区域将会在通用性引物的开发及其在菊科物种分子系统学研究的应用中起到很大帮助。 结果和讨论 ⑤ 反向重复区域的收缩和扩张 一般来说，IR的末端在各个不同的植物物种间存在差异。IR的收缩和扩张常导致叶绿体基因组长度的变异。在六个菊科物种基因组中对IR-SSC和IR-LSC的边缘序列以及邻近的基因进行了比较。 总的来说，虽然菊科物种在反向重复序列的收缩和扩张上存在少许变异，反向重复序列长度与叶绿体基因组的总大小并不存在相关性。 结果和讨论 结果和讨论 ⑥ 重复结构和序列分析 重复区域被认为在基因组重组以及重排中起着重要作用。在目前的研究中，我们把重复序列划分为两类：串联重复和散在重复。 在对紫茎泽兰叶绿体基因组中的这些重复进行分析（见材料和方法部分）之后，使用Tandem repeat finder软件鉴定出了31个不小于15bp的串联重复，其中18个为15-20bp大小，11个为21-30bp大小，1个为32bp大小，1个为85bp。 同时，28个散在重复也被鉴定出来，其中15个为正向重复，13个为反向重复（回文结构），在28个散在重复中，8个为31-40bp，9个为41-60bp，5个为51-60bp，2个为61-70bp，其余的均为100bp以上。 总的来说，从紫茎泽兰叶绿体基因组中鉴定出了59个重复序列，大多数（64.4%）的重复都分布于基因间隔区域，还有16.9%和18.7%分别位于内含子和编码区之中（图5C），这些重复单元将会为种群和系统发育研究中标记的开发提供非常有用资源。 结果和讨论 结果和讨论 ⑦ 系统发育分析 菊科植物是被子植物最大的类群之一，该科大概包含1500个属和23000个种。叶绿体序列资源对于研究菊科植物在被子植物中的分类地位以及该科物种间亲缘关系分析中具有重要意义。 为研究菊科植物的系统发育联系已进行了大量的研究，如Denda等人利用matK基因分析了菊科植物的分子系统发育，而Panero和Funk结合了来自108个分类群的10个叶绿体位点研究了菊科植物物种间的主要亲缘关系，但关于菊科植物在分子水平上的系统发育上仍存在诸多不确定，且缺乏强有力的证据支持。 结果和讨论 为了了解菊科植物的系统发育地位，我们将来自各种植物叶绿体基因组的蛋白质编码基因进行了序列比对。我们的系统发育数据包含了来自于33个植物物种的35个基因序列，包括了菊科这六个物种。 在连接比对之后，比对的序列长度达到35,114bp。MP分析构建了一个长度为41,667的进化树。Bootstrap分析显示30个节点中有25个的bootstrap值大于95%，22个达到了100%。最大似然（ML）分析获得了一个bootstrap值很高的进化树，所有的30个节点均获得100%的bootstrap支持。MP和ML进化树有着相同的结构。 结果和讨论 结论 使用Illumina高通量测序技术，我们获得了