基于nrITS序列及ddRAD-seq数据研究我国金花茶植物的系统发育关系

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山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia)中开黄色花的种类被称为金花茶植物,集中分布在中国广西西南部及越南北部,有个别种分布在贵州和云南。分布于中国的金花茶植物物种数,《中国植物志》(第四十九卷第三分册)承认有16种2变种,《Flora of China》(Vol.12)承认有12种4变种。两种分类系统对金花茶植物的处理存在不一致。
  金花茶植物具有黄色花瓣,叶片和花中富含丰富的活性物质,具有很高的观赏和药用价值。由于受到人为经济活动的强烈干扰,野外生长的植株遭到严重的盗挖,金花茶植物数量在急剧减少,全部金花茶植物均已处于受威胁状态。对物种进行合理的划分是物种保护的基础。因此,有必要更深入地研究金花茶植物的系统发育关系,为进一步解决金花茶植物的物种分类问题以及保护金花茶植物提供理论依据。本研究采用核糖体内转录间隔区(nuclear ribosomal internal transcribed spacer,nrITS)序列以及简化基因组(ddRAD-seq)数据对中国金花茶植物的系统发育关系进行研究,主要得到以下结论:
  (1)本研究共43份材料来源于35个分类群用于nrITS克隆测序,nrITS序列矩阵长度为713bp,其中变异位点180个,简约信息位点118个,构建了基于nrITS序列的最大似然树(ML)和贝叶斯树(BI);基于ddRAD-seq数据,共59份材料31个分类群用于简化基因组测序,reads数从11627342reads到112031046reads不等,共得到5552561个SNP位点。基于nrITS序列和ddRAD-seq数据可以对金花茶植物的系统发育关系有较清晰的结果,与基于nrITS序列标记构建的系统发育相比,ddRAD-seq数据可以更清晰的明确中国金花茶植物的系统发育关系,大部分的金花茶植物种间关系得到了有效的解决。
  (2)对金花茶植物各物种间的亲缘关系分析,结果表明小果金花茶作为金花茶变种的分类处理并不合理,应将小果金花茶作为独立的种;东兴金花茶作为柠檬金花茶的变种并不合理,支持将东兴金花茶作为独立的种;顶生金花茶与平果金花茶的亲缘关系较远,支持将顶生金花茶为独立的种;小花金花茶与薄叶金花茶亲缘关系接近,应将二者归并为一个种;中东金花茶是一个好种;多瓣金花茶、中华五室金花茶、直脉弄岗金花茶亲缘关系较近,应将这三种金花茶归并为同一物种;崇左金花茶和四季金花茶亲缘关系较近,支持将它们归并为同一物种;天峨金花茶与贵州金花茶的亲缘关系较近,应归并为一种;淡黄金花茶与弄岗金花茶、大样弄岗金花茶、毛籽金花茶、陇瑞金花茶之间并无亲缘关系,将这四种金花茶归并至淡黄金花茶并不合理;武鸣金花茶应为独立的种。
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