东亚特征植物的系统进化和谱系地理区划研究
发布时间：2021-04-19 07:54
东亚作为全球植物多样性最丰富的区域之一,历史上经历青藏高原的隆起、季风气候的形成、第四纪冰期等影响,同时其复杂的地形、水系和山脉形成了多个潜在的地理和生态气候分界线,一直以来都是生物进化和生物地理学研究的热点区域。近年来,进化生物学家基于多个交叉学科已经大幅提升了我们在物种层面对东亚植物区系起源与进化的认知。随着分子系统学和生物地理学的出现,以及测序技术的快速发展,基于基因层面开展东亚区系的系统演化和区系区划研究逐渐被认可。本研究选取并整合多个东亚植物区系的代表类群:茜草科假繁缕属、菊科蚂蚱腿子属、菊科康滇假合头菊及菊科和尚菜,分别代表东亚植物区系不同分布区类型、生活型和传播方式的植物,基于多个基因片段、叶绿体基因组和简化基因组水平探讨:1)特殊类群间叶绿体基因组变异及系统进化;2)基于群体水平解析物种的进化历史和可能的驱动因素;3)整合多类群的谱系结果,开展谱系地理区划。具体结果如下:1)茜草科假繁缕属假繁缕属为茜草科的小草本,共4种,其中3个物种分布于东亚,种间海拔和生境分化明显。我们对种间的叶绿体基因组的大小、基因组成及四分体结构对比发现,其叶绿体基因组仅在大小上存在差异。叶绿体...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院武汉植物园)湖北省
【文章页数】：113 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
全球生物多样性热点区域分布图，引自(Myers,etal.,2000)
东亚特征植物的系统进化和谱系地理区划研究21.1东亚植物区系的系统发育基因组学研究分子系统学从基于少量的基因片段发展到目前大规模的基因组学方法进行的系统发育基因组学分析，对解析各类群的系统演化关系和物种进化过程逐渐明晰，但是依然不完整。基因组数据为我们探讨一些属下的种间系统发育和内部的物种分化及适应性进化机制提供了便利。被子植物基因组是决定植物体所有性状的遗传密码的总和，共包括三类：核基因组、叶绿体基因组及线粒体基因组，基因的内部结构和功能差异较大，进化速率表现为核基因组>叶绿体基因组>线粒体基因组(Wolfe,etal.,1987)。由于植物的线粒体DNA经常存在向核基因组转移的现象，情况比较复杂而较难应用于植物的基因组学研究(Gao,etal.,2010)。因此，在被子植物中继承双亲的核基因组和多呈母系遗传的叶绿体基因组具有结构相对保守且进化速率适中等优势，被研究者广泛地应用于植物的系统进化研究(Raubeson,etal.,2007,Gao,etal.,2010)。植物全基因组由于成本较高，还未被普及到所有的物种，仍局限于基因组较小的模式物种以及重要经济或生态作物。基图1.1全球生物多样性热点区域分布图，引自(Myers,etal.,2000)Fig.1.1Amapofbiodiversityhotspotsaroundtheworld,citedfrom(Myers,etal.,2000)图1.2东亚植物区系划分注：红色虚线根据Wu和Wu(1996)划分了三个植物区系亚界：(I)青藏高原亚区
东亚特征植物的系统进化和谱系地理区划研究10码蛋白基因的同义突变率和非同义突变率的比值(Gao,etal.,2019)。图2.1假繁缕属的地理分布图Fig.2.1ThedistributionpatternofTheligonumspecies表2.1假繁缕属物种叶绿体基因组基本信息Table2.1FeaturesofplastomesinTheligonumspeciesCharacterusticsT.cynocrambeT.formosanumT.japonicumT.macranthumLocationAdana,TurkeyTaiwan,ChinaOsaka,JapanHunan,ChinaLongitude34.92°E120.31°E135.67°E110.43°ELatitude37.39°N24.12°N34.32°N29.31°NLSClength(bp)83,29283,32983,12183,238SSClength(bp)19,81425,83418,62618,729IRlength(bp)23,52918,42225,21625,237Totallength(bp)152,447153,298152,191152,439GCcontent(%)37.337.337.337.3readslength(bp)150150150150Cleanreads315,197,05118,551,15423,404,24322,849,3332.2.5气候因子的分化从GBIF（https://www.gbif.org/）、CVH（http://www.cvh.ac.cn/）等数据库提取得到物种的地理分布数据并过滤重复和错误数据。基于ESRIArcgis10.1从WorldClim1.4提取分辨率为1km2，时间为1960-1990年的19个气候因子（含降水和温度）数据并基于R语言进行统计显著性差异分析检验(Hijmans,etal.,2005,RC,2013)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Is the East Asian flora ancient or not?[J]. Yong-Sheng Chen,Tao Deng,Zhuo Zhou,Hang Sun. National Science Review. 2018(06)
[2]中国-日本植物区系中的谱系地理间断及其形成机制[J]. 叶俊伟,张阳,王晓娟. 植物生态学报. 2017(09)
[3]节约型木本地被植物——蚂蚱腿子[J]. 谢启章,张晓惠. 中国城市林业. 2012(05)
[4]Identifying a contact zone between two phylogeographic lineages of Clematis sibirica（Ranunculeae） in the Tianshan and Altai Mountains[J]. Hong-Xiang ZHANG,Ming-Li ZHANG. Journal of Systematics and Evolution. 2012 (04)
[5]4种灌木树种的耐荫性研究[J]. 戴凌峰,张志翔,沈应柏. 西部林业科学. 2007(04)
[6]横断山北部高山区不同生态条件下土壤微生物数量及其与生态因子的相关性[J]. 邵宝林,龚国淑,张世熔,余霞,杨丹玲,张洪,刘晓璐. 生态学杂志. 2006(08)
[7]土地利用约束下中国东部南北样带生产力和植被分布对全球变化的响应(英文)[J]. 高琼,李晓兵,杨秀生. Acta Botanica Sinica. 2003(11)
[8]太行山、燕山主要隆起于第四纪[J]. 吴忱,张秀清,马永红. 华北地震科学. 1999(03)
本文编号：3147153
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院武汉植物园)湖北省
【文章页数】：113 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
全球生物多样性热点区域分布图，引自(Myers,etal.,2000)
东亚特征植物的系统进化和谱系地理区划研究21.1东亚植物区系的系统发育基因组学研究分子系统学从基于少量的基因片段发展到目前大规模的基因组学方法进行的系统发育基因组学分析，对解析各类群的系统演化关系和物种进化过程逐渐明晰，但是依然不完整。基因组数据为我们探讨一些属下的种间系统发育和内部的物种分化及适应性进化机制提供了便利。被子植物基因组是决定植物体所有性状的遗传密码的总和，共包括三类：核基因组、叶绿体基因组及线粒体基因组，基因的内部结构和功能差异较大，进化速率表现为核基因组>叶绿体基因组>线粒体基因组(Wolfe,etal.,1987)。由于植物的线粒体DNA经常存在向核基因组转移的现象，情况比较复杂而较难应用于植物的基因组学研究(Gao,etal.,2010)。因此，在被子植物中继承双亲的核基因组和多呈母系遗传的叶绿体基因组具有结构相对保守且进化速率适中等优势，被研究者广泛地应用于植物的系统进化研究(Raubeson,etal.,2007,Gao,etal.,2010)。植物全基因组由于成本较高，还未被普及到所有的物种，仍局限于基因组较小的模式物种以及重要经济或生态作物。基图1.1全球生物多样性热点区域分布图，引自(Myers,etal.,2000)Fig.1.1Amapofbiodiversityhotspotsaroundtheworld,citedfrom(Myers,etal.,2000)图1.2东亚植物区系划分注：红色虚线根据Wu和Wu(1996)划分了三个植物区系亚界：(I)青藏高原亚区
东亚特征植物的系统进化和谱系地理区划研究10码蛋白基因的同义突变率和非同义突变率的比值(Gao,etal.,2019)。图2.1假繁缕属的地理分布图Fig.2.1ThedistributionpatternofTheligonumspecies表2.1假繁缕属物种叶绿体基因组基本信息Table2.1FeaturesofplastomesinTheligonumspeciesCharacterusticsT.cynocrambeT.formosanumT.japonicumT.macranthumLocationAdana,TurkeyTaiwan,ChinaOsaka,JapanHunan,ChinaLongitude34.92°E120.31°E135.67°E110.43°ELatitude37.39°N24.12°N34.32°N29.31°NLSClength(bp)83,29283,32983,12183,238SSClength(bp)19,81425,83418,62618,729IRlength(bp)23,52918,42225,21625,237Totallength(bp)152,447153,298152,191152,439GCcontent(%)37.337.337.337.3readslength(bp)150150150150Cleanreads315,197,05118,551,15423,404,24322,849,3332.2.5气候因子的分化从GBIF（https://www.gbif.org/）、CVH（http://www.cvh.ac.cn/）等数据库提取得到物种的地理分布数据并过滤重复和错误数据。基于ESRIArcgis10.1从WorldClim1.4提取分辨率为1km2，时间为1960-1990年的19个气候因子（含降水和温度）数据并基于R语言进行统计显著性差异分析检验(Hijmans,etal.,2005,RC,2013)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Is the East Asian flora ancient or not?[J]. Yong-Sheng Chen,Tao Deng,Zhuo Zhou,Hang Sun. National Science Review. 2018(06)
[2]中国-日本植物区系中的谱系地理间断及其形成机制[J]. 叶俊伟,张阳,王晓娟. 植物生态学报. 2017(09)
[3]节约型木本地被植物——蚂蚱腿子[J]. 谢启章,张晓惠. 中国城市林业. 2012(05)
[4]Identifying a contact zone between two phylogeographic lineages of Clematis sibirica（Ranunculeae） in the Tianshan and Altai Mountains[J]. Hong-Xiang ZHANG,Ming-Li ZHANG. Journal of Systematics and Evolution. 2012 (04)
[5]4种灌木树种的耐荫性研究[J]. 戴凌峰,张志翔,沈应柏. 西部林业科学. 2007(04)
[6]横断山北部高山区不同生态条件下土壤微生物数量及其与生态因子的相关性[J]. 邵宝林,龚国淑,张世熔,余霞,杨丹玲,张洪,刘晓璐. 生态学杂志. 2006(08)
[7]土地利用约束下中国东部南北样带生产力和植被分布对全球变化的响应(英文)[J]. 高琼,李晓兵,杨秀生. Acta Botanica Sinica. 2003(11)
[8]太行山、燕山主要隆起于第四纪[J]. 吴忱,张秀清,马永红. 华北地震科学. 1999(03)
本文编号：3147153
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/swxlw/3147153.html
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